市政给水管网检测中节点间距优化研究.pdf

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1、2０１６年第９期（总第１８６期）江西建材建筑与规划设计市政给水管网检测中节点间距优化研究１2■邰明明，陈张丽■１.山西大学环境工程系，山西太原０３００００；2.山西省城乡规划设计研究院，山西太原０３００００摘要：对于已经铺设的给水管网，在进行管网运行管理、漏损检查等工作时，需要对管网运行情况进行模拟计算。在模拟过程中，往往由于管网参数的缺少，需要采用各种方法对管网实际结构情况进行估计。在应用的各种估计方法中，采用欧氏距离确定任意两个节点之间的相关性是最常用也是最重要的一种方式。但在大多数情况下，欧氏距离得到的结果并不理想。为了改进这一情况，需要采用一种更适合的方法确定

2、给水管网两个节点间的相对距离，从而更准确的判断两个节点之间的相关性。关键词：给水管网节点压力相对距离给水管网是重要的市政设施，供水管网的日常运行中，优化调度、对比上图，可以看出：插值法结果与作为对比的模拟结果有一定的漏损检测等措施方法具有重大意义，而这些方法措施的实现需要及时差距。［１］并准确的掌握管网的运行状态。目前，随着计算机及传感器技术的分析插值结果有误差的原因：进行插值法的唯一变量就是各个节发展，我国正逐步普及供水管网的ＳＣＡＤＡ系统，并建立合适的水力模点之间的距离，采用欧氏距离忽略了管网之间的拓扑结构，管段的长［2］型进行稳态及延时状态下供水管网的水力状态模

3、拟计算。度，管径的大小，管内壁的粗糙程度等相关因素，而值关注平面距离。［３］给水管网模拟计算方法主要有两类：微观法和宏观法。微观法因此，为了提高插值的准确度，需要根据实际情况，对距离进行重新定以给水管网水力分析方法为基础，通过建立质量守恒和能量守恒模型义———相对距离。［4］方程模拟计算得到整个供水管网的工作状况，具有直观性。宏观分２给水管网节点间相对距离因素的分析及计算［５］析方法是基于某种统计方法的分析方法。其避开供水系统结构的从上节中的计算验证可以看出，当采用管网节点空间坐标或管网复杂性，仅关注系统中几个主要的输入和输出变量，在这些参变量大量空间坐标的欧氏距离进

4、行插值时，其结果与模拟结果都有很大差距。运行记录的基础上，采用各种统计分析法建模，并利用生成的模型对供因此需要引入适用于给水管网系统的相对距离来代替欧氏距离进行插［６，7］水管网中的某些节点进行状态分析预测。由于其完全避开给水系值计算，以衡量给水管网中节点之间的相互关系。统管网结构，所以它最大的缺陷是精度不高。分析给水管网各个节点之间的关系：给水管网各个节点由连续管为了改进宏观分析方法中由于对实际运行的管网节点相关性估计段相连，所以给水管网压力变化在沿线管段上是连续的。但需要对管不准确造成准确度低的情况，需要对其中主要参数———节点距离进行网节点的压力进行插值法预测，

5、给水管网节点压力的相关关系具有其研究改进，以能更好的适应宏观分析方法对准确性的要求。特殊性。如图4所示管网：１给水管网节点平面欧氏距离插值结果下图１为四川省绵阳市高新技术开发区给水管网。为了便于对比，假设我们已知管网拓扑结构、各个管段的管径、管长，能够调查获得各个管段的水力系数。采用插值法，通过管网节点之间的欧氏距离对其进行节点压力估计，已知条件如下：图4给水管网示意图模拟管网拓扑结构如上图所示，管段１管长５００m，管段2管长１０００m，管段管径分别为ＤＮ１００，ＤＮ５００。当根据节点之间的欧氏距离进行插值时，可以很容易的得出：由于节点３距离泵站（节点１）距离较节点而

6、近，节点３受到泵站的影响比节点2受到泵站的影响大，从而得到节点３的节点压力与节点１相近，其压力大小在节点１和节点2之间。但通过对管网进行水力学平差计算得知，节点３压力小于节点2。分析其原因，管网节点的压力除了与平面或三维位置有关系之外，更大程度上与连接节点的管段性质（例如管径、管长、管段内粗糙度等）有关，不同管长、管径和粗糙度的管段，其连接的两个给水管网节点之间的相关性程度是不同的。图１绵阳开发区给水管网示意图由上述内容可知，需要综合考虑各种因素确定给水管网节点之间已知如上图中：管网拓扑结构、节点及管段编号。为了便于与估计相关性，更准确的衡量给水管网中相邻或不相邻节点

7、之间压力变化的结果进行分析比较，我们假设在实际情况中未知的管网节点流量。影响程度，将这种相关性定义为相对距离。将上面描述的相对距离进插值估计采用相同初始条件：管网的节点３，１7，2３，27和１4共５行数学模型建立：即要建立管网中某一节点压力变化对其余节点的影处设置有压力监测装置，测得在Ｔ时刻各处监测点的节点压力分别为响大小，用数学模型表示即ｈｉ／ｈｊ（式中ｈｉ为节点ｉ的压力，ｈｊ为与节５7８.１１，５９4.4３，５９4.42，５８８.３4，５7９.０６，单位为１０ｋＰａ。采用克里格插点ｉ相邻或不相邻的节点ｊ的压力），并将管网中所有节点之间的值法对