一、给水管网动态界限流量公式的推导及讨论（论文文献综述）
张烨[1]（2021）在《北方某中小城市供水管网改扩建优化方案研究》文中研究指明供水管网是整个城市的生命线,对于保障城市发展和人民生活水平具有至关重要的作用。随着城市的不断扩张,现有供水系统无法满足日益增长的供水需求,部分城市管网老化现象严重,对供水安全产生了极大威胁。制定科学合理的改扩建方案对于节约供水管网投资、保证供水安全具有重要的意义。本文以北方某中小城市A市为研究对象,结合现状供水管网存在的问题,对A市供水管网改造方案进行了研究,主要研究成果如下:本文在收集研究区域供水管网资料的基础上,利用EPANET和鸿业市政管线软件对现状供水管网运行工况进行了模拟分析,同时对现状管网进行了最不利点校核。结果表明,研究区域内部分时段有60%以上节点压力无法满足规范要求,80%以上管段流速在0.6m/s以下,管网流速较低,部分管段单位水头损失较高。结合研究区域的基础资料分析供水管网改造需求,最终确定了供水管网改造范围,包括新建管线和改造老旧供水管线。针对A市供水管网的改造需求,建立了以管网运行改扩建费用最小值,管网节点富余水头方差最小值为目标函数,水力平衡、水压、管径、流速等为约束条件的多目标优化改扩建模型。经过比较分析选择了鲸鱼优化算法作为求解优化改扩建模型的算法,并对算法进行了改进,一方面引入了自适应惯性权重提高算法的局部搜索能力,一方面引入了快速非支配排序使其能够适用于求解多目标优化模型,并将改进鲸鱼优化算法与供水管网改扩建优化设计模型进行了有机结合,为应用于实际工程求解奠定了基础。采用传统改扩建方法初步确定了输配水管线改造方案,经比较最终确定了采用“专用输水管线直供至穿铁点”的输水管线改造方案。配水管线改造方案主要是管网管线连通、老旧管线原位改造、部分管段管径调整以及新建北湖区域管线。在此基础上利用改进鲸鱼优化算法对供水管网改扩建优化设计模型求解确定了管径组合方案。对改扩建后的供水管网进行了综合评价,利用价值工程法进行了经济性评价,得到本次改造工程价值指数为0.88元/m3,低于供水管网的平均经济成本范围;供水管网改扩建后的系统自由度为3.03,熵值可靠度为5.15,均接近理论最大值;运行工况分析结果表明,改扩建后供水管网节点压力100%满足要求,流速和单位管长水头损失也较改造之前有很大改善,证明本次改扩建方案是经济可靠的,能够满足此次改扩建工程的要求。
徐志强[2]（2021）在《给水管网监测点优化及漏失定位的模拟与应用研究》文中认为随着我国城镇化的发展作为城市“生命线”工程之一的给水管网也因需水量增加面临空前的压力,加之可利用的淡水资源短缺、水环境污染严重以及管网中长期以来存在的“跑、冒、滴、漏”等问题,使得保证水资源高效供给在国民经济的可持续发展中起着重要作用。为此各地供水部门正在建设“智慧水务”工程对供水进行精细化管理,降低给水管网漏失率,提高供水效率。本文主要以内蒙古某市智慧水务平台建设项目为依托,对给水管网中压力监测点布设、爆管漏失点定位以及模型的校核等问题进行了相应模拟和应用研究以期为相关工程建设提供参考。1.针对压力监测点的布设,提出一种基于不同需水量时段下节点压力变化系数矩阵和模糊C均值（Fuzzy C-Means,FCM）聚类的布设方法,该方法能够保证所有节点在不同需水量情况的压力变化指标都能直接参与对节点的聚类分析提高聚类准确性。两个案例模拟研究表明,该方法能够在支状和环状管网中取得较好的效果,将监测点均匀布设在管网中获取运行压力。2.针对爆管漏失点的定位查找,利用压力监测点的压力数据构建了漏失定位模型并将一种收敛性和鲁棒性更强的多种群遗传算法（Multi-Population Genetic Algorithm,MPGA）运用到模型的优化求解中。模拟研究表明,该方法在环状和支状管网案例的不同需水量时段下对不同位置的单节点和双节点同时漏失都有较好的定位效果,优化计算得到的可能漏失点主要分布在模拟漏失点及其相邻节点上,且监测点数量的增加和漏失水量的增大有利于提高定位的准确性。3.在案例工程的管网中,运用优化的方法对建立的管网模型的管段摩阻系数和节点需水量进行同时校核进一步提高模型精度,利用管网中安装的三个压力监测点进行了不同位置的单节点和双节点同时漏失的模拟漏失定位研究以及基于监测信息的一次实际爆管漏失事故定位分析,结果表明该定位模型具有较好的适用性和鲁棒性,可以帮助工程检修人员只需根据优化计算得到的可能漏失节点位置沿管线上下游排查即可尽快查找到实际漏失点进行修复减少漏失水量。
张金婷[3]（2021）在《基于蒙特卡洛模拟法的给水管网多目标优化设计研究》文中提出给水管网是城市给水系统的重要组成部分,给水管网的规划设计是否科学,对保证管网系统的正常运行至关重要。由于给水管网的规模较大,设计复杂,传统设计方法根据相关规范和经验进行设计,经常出现管段流速较低、节点水压较大、设计方案不经济等问题。在这种情况下,寻求既能满足给水管网性能化目标,又能降低工程造价的优化设计方案具有现实意义。本文在现有给水管网优化设计研究成果的基础上,以给水管网年费用、节点富余水头均值及节点富余水头均方差、节点水龄均值、节点水龄均方差最小为目标建立管网多目标优化模型。针对该模型非线性、离散性和多属性难题,将最短路线法与蒙特卡洛模拟法相结合,首先利用最短路线法并结合事故供水要求进行管网布置和流量初步分配。在分时电价机制下,利用经济流速计算公式并结合管段位置及类型初定各管段经济流速,由经济流速确定各管段管径取值范围;再应用蒙特卡洛方法模拟各管段管径,由此生成若干备选方案。通过MATLAB调用Epanet动态链接库对备选方案进行平差计算及工况校核,对不满足约束条件或校核要求的方案直接剔除,对剩余方案进行水质模拟,由此可获得各管段流量、水头损失、节点水压和水龄,从而求出各目标函数值。在此基础上,应用理想点法选取最佳方案。以安徽省某县城给水管网为例,证明了该方法优于单目标优化方法,较好的解决了给水管网优化设计非线性、离散性和多属性的难题。同时将实施分时电价与未实施分时电价机制下所得的多目标近似优化解进行对比,综合判断出基于分时电价优化可以获得更好的优化结果。
卢慢[4]（2021）在《基于模型驱动及混合统计的供水管网爆管定位研究》文中研究表明随着数据监测成本的不断下降、管网水力模型的普遍应用,基于数据与模型驱动的爆管定位技术受到了广泛关注。然而,基于数据与模型驱动的爆管定位技术不仅受监测数据精度及模型准确度的影响,还与监测点布局及监测点数量有关。在上述影响下,如何有效提高基于模型与数据的爆管定位精度是当前面临的难题。针对该问题,本文开展了基于模型驱动及混合统计的供水管网爆管定位研究,具体研究内容与取得的研究成果如下:1)基于模糊聚类的管网压力监测点优化布置研究。供水管网爆管检测与定位需要监测点采集的数据,因此确定监测点的数量与位置是开展爆管定位研究的必要前提。模糊聚类分析是一种采用模糊数学语言对事物进行分类的数学方法,根据研究对象的属性构造模糊矩阵,利用模糊数学方法确定对象间的模糊关系,从而实现聚类。本文提出一种基于模糊聚类的监测点优化布置研究方法,在灵敏度分析的基础上,利用模糊聚类分析法对管网监测点进行优化布置。首先根据矩阵分析法推导的雅克比矩阵解析式计算压力灵敏度矩阵,然后采用模糊聚类法对节点分组,选择每组的聚类中心作为监测点。案例分析的结果表明:优化布置后压力监测点能根据拓扑结构均匀的分布在管网中,有利于提高爆管定位精度。2)背景噪音对基于模型驱动的爆管定位影响研究。基于模型驱动的爆管定位是以管网稳态水力模型为基础,根据SCADA系统采集的管网实时监测数据,分析爆管引起压力、流量等参数的变化,实现爆管定位。考虑监测数据误差是模型驱动法爆管定位性能的主要影响因素,开展了背景噪音对基于模型驱动的爆管定位影响研究。以两个不同规模管网为例,对比不同等级监测误差影响下,模型驱动法的爆管定位性能。结果表明:无背景噪音时,模型驱动法在两个管网中的误报率为27%、24%,而当考虑背景噪音时,模型驱动法的误报率高达72%、76%,这表明背景噪音会显着降低模型驱动法的爆管定位鲁棒性。3)基于模型驱动及混合统计的供水管网爆管定位研究。为提高背景噪音下模型驱动法爆管定位性能,开展了基于模型驱动及混合统计的供水管网爆管定位研究。混合统计算法是结合卡尔曼滤波与累积和算法的统计分析方法,其能从背景噪音中识别并放大异常信号,进而提高爆管检测及定位性能。本文分别采用EPANET、Water GEMS软件对小型管网、科创园区管网与C-Town管网进行水力状态仿真,阐明混合统计算法的实现过程,对比分析卡尔曼滤波与混合统计算法的鲁棒性,论证混合统计算法的可行性。结果表明:在背景噪音的影响下,模型驱动法只能缩小爆管点范围,无法准确定位爆管节点;卡尔曼滤波对背景噪音有一定的过滤作用,但仍不能准确地定位爆管位置;混合统计算法鲁棒性高,结合爆管预警与爆管定位技术迅速定位爆管节点,降低非爆管时段误报率。
龙立[5]（2021）在《城市供水管网抗震可靠性分析方法及系统开发研究》文中认为供水管网系统作为生命线工程的重要组成之一,是维系社会生产生活和城市正常运行的命脉,地震发生后,更是承担着保障灾区医疗用水、消防用水及灾民生活用水的艰巨任务。近年来,随着城市抗震韧性评估进程的不断推进,针对供水管网系统震害风险预测与可靠性评估的研究获得了广泛关注,并取得了大量研究成果。然而,我国目前还没有比较系统的、适用于不同规模的供水管网震害预测与抗震可靠性分析的理论方法及软件平台。本文从管道“单元”层面及管网“系统”层面对供水管网抗震可靠性分析方法进行了研究,并研发了抗震可靠性分析插件系统,为供水管网系统震害预测与抗震可靠性分析奠定理论及技术基础。主要研究内容及成果如下:（1）基于土体弹性应变阈值理论,建立了考虑应变区间折减的频率相关等效线性化方法;运用本文方法对各类场地进行了土层地震反应分析,对比了与传统等效线性化方法的差异,解决了传统方法在高频段频响放大倍率比实际偏低的问题;进而研发了集成本文方法的土层地震反应分析系统,实现了场地地震反应的高效、准确分析;运用研发的系统对西安地区开展了场地地震反应分析,建立了该地区综合考虑输入地震动峰值加速度、等效剪切波速和覆盖层厚度的场地效应预测模型;最后,进行了考虑场地效应的确定性地震危险性分析,分析结果与实际震害吻合。（2）提出了综合考虑管道属性、场地条件、腐蚀环境、退化性能、埋深的管道分类方法;基于解析地震易损性分析理论,建立典型球墨铸铁管的概率地震需求模型和概率抗震能力模型,分析得到不同埋深下管道地震易损性曲线;进而结合管道震害率,通过理论推导建立不同管径与不同埋深下典型管道的地震易损性曲线。采用C#编程语言开发了管道地震易损性曲线管理系统,实现了地震易损性曲线的高效录入、存储、对比及可视化展示,最终建立了管道单元地震易损性曲线数据库。（3）基于管道单元地震易损性曲线,提出了管线三态破坏概率计算方法;针对管网抗震连通可靠性分析中蒙特卡罗方法误差收敛较慢的特点,提出了以Sobol低偏差序列抽样的连通可靠性评估的拟蒙特卡洛方法;进而结合GPU技术,提出了基于CUDA的连通可靠性并行算法,显着提高了分析效率及精度。（4）建立了综合考虑管线渗漏、爆管及节点低压供水状态的震损管网水力分析模型,提出了基于拟蒙特卡洛方法的震损管网水力计算方法及抗震功能可靠性分析方法,准确模拟与评估了震损管网水力状态;建立了供水管网水力服务满意度指标和震损管线水力重要度指标,提出了震损管网两阶段修复策略;进而建立了渗漏管网抢修队伍多目标优化调度模型,并结合遗传算法实现模型最优解搜索,合理地给出管线最优修复顺序及抢修队伍最优调度方案。（5）基于软件分层架构思想及插件开发思想,搭建了插件框架平台,进而采用多语言混合编程技术开发了插件式供水管网抗震可靠性分析系统,并对系统开发关键技术、概要设计、框架平台设计等方面进行了阐述。最后,采用插件系统对西安市主城区供水管网开展了初步应用研究,评估结果可为政府及相关部门开展管网加固优化设计、抗震性能化设计、管网韧性评估及抢修应急预案制定等工作提供理论指导。
齐世华[6]（2020）在《基于给水管网节点混合流态模拟的非完全混合模型研究》文中进行了进一步梳理随着我国经济发展增速及城市化进程加快,饮用水水质安全保障问题日益引起众多从业人士开展研究。给水系统中常因给水末端水质不达标而整体降低饮用水水质达标率。管网作为连接水厂与用户重要基础设施,从空间长度和饮用水停留时间来看,管网水质对龙头水水质达标影响最大。由于节点完全混合的城市供配水管网水质模型模拟结果与实际水质监测数据间存在显着误差,严重影响管网水质模型精确性,因此开展节点水质混合规律研究对提高管网水质模型模拟精度具有重要意义。本研究以管网中常见的三种类型节点（十字节点、双T节点及H型节点）水质混合程度影响因素为切入点,探究节点水质混合规律并改进水质计算模型,为提高给水管网水质模型准确性提供数据支撑。本研究首先采用正交试验法结合CFD数值模拟软件,以影响节点混合流态的管径、入流总雷诺数、入流雷诺数比、出流雷诺数比及节点间距作为正交试验因素,依据各因素及对应水平数量设计正交试验工况,分别进行三种交叉型节点模型构建,并设定模拟工况边界条件参数,进行正交性分析。结果表明,入流雷诺数比和出流雷诺数比对三种节点的混合程度均具有显着影响,管径对十字节点及H型节点混合程度影响不显着。双T节点间距离对双T节点混合程度影响最为显着,而H型节点两入流间距离对其节点混合程度影响不显着。相同因素对不同类型节点对应节点混合程度有一定差异。搭建给水管网节点混合实验平台并以此为基础,根据正交试验结论,按影响程度大小选取对交叉性节点混合流态有较大影响的因素作为重点研究对象,从其余研究对象中选取部分作为次要研究对象,以此开展实验室实验研究。通过在线远传设备测量压力、流量及电导率数据进行数据分析。比较分析实验室实验与已有研究、传统EPANET水质模拟及CFD数值模拟四种实验条件下入流及出流雷诺数比、管网中管道内径、节点入流总雷诺数和节点间距对节点处水质混合规律影响。结果表明,节点入流和出流雷诺数比对节点混合流态均有较大影响;节点进出口管道内径以及节点入流总雷诺数对混合规律影响不大;十字节点和H型数据分析结论与数值模拟结果一致,而双T节点数据分析结论与数值模拟结果存在显着差异。利用响应曲面法（RSM）,将节点入流雷诺数比和出流雷诺数比两个变量作为中心复合试验设计因素,采用全因子中心复合序贯设计进行方案设计,通过CFD数值模拟获得实验结果,建立高显着性的给水管网十字节点、双T节点（L=D、L=5D、L=10D）、H型节点（L=D）节点非完全混合流态模型。该模型可反映入流雷诺数比和出流雷诺数比对节点混合的交互作用,为给水管网水质模型改进提供基础。基于EPANET节点完全混合水质模型,结合交叉型节点混合规律,根据管网结构及运行参数特征,改进水质模型为非完全混合模型。构建3×3节点管网模型,比较改进前后节点混合模型在稳态溶质运输和瞬态溶质运输条件下差异。结果表明:改进模型在稳态溶质运输条件下更能接近管网实际运行状况,瞬态水质运输条件下,两模型存在较大差异,证明改进管网水质模型必要性。分别构建4×4节点给水管网数值模拟模型及节点混合实验平台,设置管网同向入流和对向入流两种工况,以管网出口氯化钠浓度为评价指标,比较CFD数值模拟、EPANET模型模拟与实验平台结果在相同工况下异同。结果表明:CFD数值模拟结果与实验平台结果趋于一致,而EPANET模拟与两者存在显着差异,进一步证明了多交叉节点下管网水质非完全混合现象。将改进EPANET节点混合模型用于EQ市管网余氯浓度模拟中,比较各时刻节点完全混合模型和改进模型余氯等值线图分布差异,结果表明,交叉型节点存在是造成模拟结果差异的原因。选定相同节点,分析两种模型下各节点不同时刻余氯浓度变化,结果表明,改进模型在交叉型节点处余氯浓度低于完全混合模型所得余氯浓度,为管网余氯浓度精确计算提供方法。改进节点水质计算模型可进一步拓展到对其它物质分布规律模拟计算上,为管网水质安全保障提供准确化模型,提升管网水质管理水平。
宏杰[7]（2020）在《基于不同失效形式下的给水管网漏失指数模型和漏失诊断研究》文中进行了进一步梳理市政给水管网被喻为生命线工程,它对城市社会生产生活的各个方面影响巨大。而城市供水管网不时发生的的漏损、爆管等事故,造成人们生活用水水压减小、流量减少,更有甚至造成用水中断,同时也会使得爆管点周围路面塌陷,给行驶车辆带来安全隐患,漏失点周边环境中的细菌直接与管中水流接触进入供水系统内部,造成市政给水系统供水水质变差影响居民用水安全。研究给水管网漏失已经成为供水行业的一项重要课题。本文针对供水系统管网漏损控制中存在的漏失模型难以定量化和漏失点定位难的问题展开研究,以期为市政供水管网减少漏失、节能降耗提供技术支持。首先,工程实践中常将供水管网中的漏失量表示成与压力的指数关系,但供水管网运行中各影响因素对指数模型的影响情况还不够明确,本文以传统的指数漏失模型为基础展开研究,分析探讨了漏失量与管道水压、漏口面积、漏口形状、管道埋设条件等的响应关系。为探究其中的规律,揭示管道漏失机理,针对指数漏失模型做了深层次的研究。通过实验的方法获取漏失研究数据,将水压与漏失量做曲线拟合,证明了水压与漏水量之间呈现指数关系。为得出指数模型中漏失指数和漏失系数随漏口尺寸及漏口形状之间的变化规律,设计了三种形式的漏口（即圆形漏口、矩形漏口、方形漏口）进行漏失实验,研究表明各漏口形式下漏失量随着水压的增加而不断增加,但是各种形式漏口增长幅度各不相同,这与漏失过程中漏口面积随水压增加不断变化有关。为探究动态的漏失面积对漏失量的影响,应用有限元分析的方法得出各形式漏口面积随水压增加的规律,在此基础上引入了二项指数漏失模型,通过曲线拟合得到了二项指数模型中面积变化参数与漏口尺寸之间的关系,弥补了传统指数模型的不足,为漏失模型的研究提供了借鉴,使得漏失量的计算更加精准。另外,到目前为止,市政给水管网诊断技术还不够完善,漏报错报常有发生。本文借助人工智能的方法,研究漏点定位和漏失量预测技术。漏失发生瞬间产生的压力波会对整个给水管网系统造成影响,并且不同漏点对管网系统影响各不相同,应用机器学习方法对每一种模式进行相应的学习训练可找出漏点具体位置。通过供水管网仿真模拟平台得到各漏水点压力流量样本数据,使用搭建的PSO-SVM系统对数据建立映射关系,来实现漏失点定位并对该漏点位置对应的漏失量做出预算,经训练本次构建的模型在给水管网漏失诊断方面应用效果良好,为供水管网漏损诊断提供了借鉴。
盛炟[8]（2020）在《供水管网典型瞬态工况模拟及应用研究》文中研究说明供水管网水力模型可分为稳态水力模型和瞬态水力模型。稳态水力模型主要用于指导管网设计、运行调度;瞬态水力模型主要用于管网安全性分析。近年来,数据采集与监视控制（SCADA,Supervisory Control And Data Acquisition）系统和地理信息系统（GIS,Geographic Information System）等智能化管理系统的逐步完善,解决了供水管网建模数据获取这一难题,使得供水管网建模技术发展越来越迅速。本文针对目前供水管网模型应用中存在的问题,力求建立更加精确的供水管网稳态水力模型,在此基础上,研究环状供水管网瞬态水力过程的分析方法并应用于实际管网的模拟。主要工作如下:（1）根据供水管网成环、水力组件多的特点,在特征线法的基础之上,结合水柱分离计算方法、环状网中水击波传播理论等,实现了环状管网的瞬态过程的分析。（2）从模型选取、流量分配、摩阻系数校核等方面入手,建立了更加精确的稳态水力模型。本研究采用压力驱动型稳态水力模型,并通过理论推导和试验分析,总结出压力驱动型水力模型中漏失指数宜取0.5。在节点流量分配环节,根据节点用水性质的不同对节点采取不同的流量分配策略,使得流量分配更加合理。针对寻优算法进行摩阻系数校核时存在“异参同效”现象及算法不收敛等问题,提出了运用马尔科夫链蒙特卡洛方法进行管道摩阻系数校核。将上述方法运用到南方某开发区供水管网的稳态模型建立中,最终监测点压力计算值和实测值差值小于1m的节点数量达到90%,小于2m的数量达到100%。（3）以环状网计算理论和稳态水力模型为基础,建立了南方某开发区供水管网瞬态水力模型,并分析了环状管网中典型瞬态工况对管网的影响。对于多泵站供水管网,一个泵站事故停泵的工况中,依靠优化阀门关闭曲线即可缓解水锤的危害;而两泵站同时事故停泵时,仅通过优化阀门动作仍无法避免负压甚而空化情况的出现,需在各泵站出口设置气压罐才可有效防止负压出现。在二次供水系统蓄水池浮球阀关闭过程中,管网可能出现超过工作压力1.3倍的正压,增加了爆管风险。在浮球阀上游设置水击泄放阀后,管网最大压力升高值较之前降低66.5%,各节点平均压力升高值较之前降低49.7%,且各节点升压均小于工作压力的1.3倍,符合防护标准。
敖睿[9]（2020）在《基于NSGA-Ⅱ的山地村镇给水管网优化研究 ——以重庆市仁沙镇为例》文中指出供水系统作为一项必不可少的基础设施,在民众生活保障与经济发展方面具有极为重要的地位。给水管网作为供水系统中的主要部分,在输水过程中担任着十分重要的角色。山地村镇的给水管网系统具有以下特点:第一,地形起伏大、高差悬殊,管网布置较复杂,多数以树状管网为主,致使管网压力分布不均匀,容易发生爆管问题;第二,由于地理环境因素的限制,山地管网难以成环、可靠性低,容易出现停水、水量小的现象,不能满足用水需求。因此,针对山地村镇的特点探索出一种能求出经济管径的给水管网优化模型能有效控制给水管网建设费用和压力情况。论文针对管道材质、管道压力值的选取对山地村镇管网造价的影响进行研究,通过收集工程所在地的管道价格信息在Matlab软件中对不同材质、不同压力值的管道进行曲线拟合,得出了PE100给水管0.6MPa、0.8MPa、1.0MPa、1.25MPa、1.6MPa以及钢丝骨架复合管1.0MPa、1.6MPa、2.0MPa、2.5MPa的管道造价公式。并且通过文献整理总结了不同分区方法的特点以及在山地村镇给水管网布置中的适用情况。结合山地村镇的特征建立给水管网优化模型,经济性目标函数包含管网、泵站、水池的建设费用以及泵站的动力费,可靠性目标函数通过计算节点平均富余水头来确定。此模型是以管径作为自变量的多目标优化模型,同时考虑了管网系统的建设费用以及水压分布情况,对于在山地村镇给水管网优化过程中降低投资和提升运行状态具有实际意义。以典型山地村镇——重庆市丰都县仁沙镇的给水管网为例进行应用研究。仁沙镇给水管网所处地势高差显着,管网布置形式为树状网,主要利用重力供水,具有山地村镇的典型特征。在Matlab软件中利用NSGA-Ⅱ算法对此优化模型求解,得到管网年折算费用为210306.37元,相比优化前减少83589.83元,节点平均富余水头减少5.84m,总年折算费用减少14.19%。结果表明利用优化模型求出的管径组合使管网的建设费用有明显的降低,管网系统的可靠性有所提高,对于类似山地村镇给水管网优化工程具有借鉴作用。
徐雨豪[10]（2020）在《丘陵及山区村镇给水管网优化设计研究》文中研究指明近年来随着美丽乡村建设,田园综合体项目等乡村振兴战略的实施,我国丘陵及山区村镇居民的生活质量得到了显着提高,对于给水工程水量、水质、水压等方面的要求也越来越高,因此研究丘陵及山区村镇给水管网设计流量计算方法、管网优化布置及管网优化设计具有重要意义。本文总结了国内外给水管网优化设计的研究与发展历程,基于丘陵及山区村镇给水管网的设计特点,对给水管网进行优化设计。首先在分析现行给水管网设计流量计算方法存在问题的基础上,将丘陵及山区村镇给水工程按给水规模进行分类,并分别通过计算卫生器具使用概率及数量和进户管流量及概率分布,提出了更为合理的丘陵及山区村镇给水管网设计流量计算方法。其次在分析丘陵及山区村镇给水管网布置类型及特点、布置原则和现行优化布置方法的基础上,以管网总长度最短为目标建立给水管网优化布置模型,并采用最短路线法中的标号法进行优化布置。接着以管网年费用折算值最小为目标建立丘陵及山区村镇给水管网优化设计模型,对于给水管网的主干管,依据管段位置的不同采用经济流速法求解,对于主干管之外的各支管,采用动态规划法进行求解。最后以歙县溪头镇给水管网为计算实例,验证了本文提出的设计流量计算方法、管网优化布置方法和管网优化设计方法的合理性。
二、给水管网动态界限流量公式的推导及讨论（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、给水管网动态界限流量公式的推导及讨论（论文提纲范文）
（1）北方某中小城市供水管网改扩建优化方案研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 给水管网水力模型研究进展 |
| 1.2.2 供水管网改扩建优化研究进展 |
| 1.2.3 供水管网优化算法研究进展 |
| 1.3 课题研究目的及意义 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 供水管网模拟及优化设计基础 |
| 2.1 供水管网水力计算基础方程 |
| 2.1.1 节点流量方程 |
| 2.1.2 管段压降方程 |
| 2.1.3 环能量方程 |
| 2.1.4 沿程水头损失公式 |
| 2.2 供水管网水力计算求解方法 |
| 2.3 供水管网水力模拟软件比选 |
| 2.4 供水管网系统建模过程 |
| 2.5 供水管网优化改扩建理论基础 |
| 2.5.1 多目标优化基本概念 |
| 2.5.2 供水管网优化设计思想 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 A市供水管网现状模拟及分析 |
| 3.1 A市供水系统概况 |
| 3.1.1 城区概况 |
| 3.1.2 水源及水厂情况 |
| 3.1.3 供水管网情况 |
| 3.2 水力模型建立过程 |
| 3.2.1 管网基本属性数据导入 |
| 3.2.2 管道粗糙系数C值的确定 |
| 3.2.3 节点流量的确定 |
| 3.2.4 确定用水量变化曲线 |
| 3.2.5 运行与监测数据导入 |
| 3.3 A市现状供水管网运行工况 |
| 3.3.1 管网水压 |
| 3.3.2 管道流速 |
| 3.3.3 水头损失与水力坡降 |
| 3.3.4 管网直径及水流方向 |
| 3.3.5 现状供水管网最不利点校核 |
| 3.4 A市供水管网改造需求分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 供水管网改扩建优化模型研究 |
| 4.1 传统改扩建方法 |
| 4.2 供水管网改扩建优化模型的建立 |
| 4.2.1 目标函数 |
| 4.2.2 约束条件 |
| 4.3 供水管网改扩建优化模型求解方法 |
| 4.3.1 基本鲸鱼优化算法 |
| 4.3.2 改进鲸鱼优化算法 |
| 4.3.3 基于改进鲸鱼优化算法求解供水管网优化设计模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 A市供水管网改扩建方案分析及确定 |
| 5.1 供水管网改扩建设计参数确定 |
| 5.1.1 管网设计年限及设计规模 |
| 5.1.2 设计水压 |
| 5.1.3 管线造价公式确定 |
| 5.1.4 优化计算参数确定 |
| 5.2 A市供水管网优化改扩建方案 |
| 5.2.1 输水管线改造方案 |
| 5.2.2 配水管线改造方案 |
| 5.2.3 方案确定及校核 |
| 5.2.4 供水管网改扩建方案 |
| 5.3 改造后管网综合评价 |
| 5.3.1 经济性分析 |
| 5.3.2 可靠性分析 |
| 5.3.3 运行工况对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（2）给水管网监测点优化及漏失定位的模拟与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.1.1 我国水资源现状 |
| 1.1.2 我国给水管网漏失问题现状分析 |
| 1.1.3 给水管网漏失控制研究的意义 |
| 1.1.4 本课题组的相关研究情况 |
| 1.2 给水管网水量漏失的主要衡量指标 |
| 1.3 给水管网水量漏失的原因 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 给水管网监测点布设的研究现状 |
| 1.4.2 给水管网漏失定位的研究现状 |
| 1.5 主要研究内容和技术路线图 |
| 1.5.1 主要研究内容 |
| 1.5.2 研究技术路线图 |
| 第二章 给水管网监测点的优化布设 |
| 2.1 管网压力监测点的布设原理分析 |
| 2.1.1 节点压力灵敏度矩阵的表示 |
| 2.1.2 节点压力敏感系数矩阵计算 |
| 2.1.3 基于压力敏感系数矩阵的节点聚类分析 |
| 2.2 监测点布设案例模拟研究 |
| 2.2.1 案例1:环状管网结构研究分析 |
| 2.2.2 案例2:支状管网结构研究分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 多种群遗传算法(MPGA)设计分析 |
| 3.1 遗传算法的基本原理分析 |
| 3.1.1 标准遗传算法的实现原理分析 |
| 3.1.2 多种群遗传算法的改进和特点 |
| 3.2 多种群遗传算法的相关参数设置 |
| 3.3 多种群遗传算法寻优能力的数学函数实验 |
| 3.3.1 验证函数 |
| 3.3.2 验证结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于MPGA的给水管网漏失定位模拟研究 |
| 4.1 给水管网的漏失模拟和监测点压力波动分析 |
| 4.1.1 漏失事故的假设模拟 |
| 4.1.2 监测点压力波动分析 |
| 4.2 给水管网漏失点定位水力模型的建立 |
| 4.2.1 漏失水力模型的原理分析 |
| 4.2.2 基于监测点数据的漏失点定位寻优函数的建立 |
| 4.2.3 函数约束条件的分析确定 |
| 4.3 给水管网漏失点定位模型的求解 |
| 4.4 漏失定位案例模拟研究 |
| 4.4.1 案例1:环状结构管网研究分析 |
| 4.4.2 案例2:支状结构管网模拟分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 工程实例管网应用研究分析 |
| 5.1 案例工程区域概况 |
| 5.2 案例工程管网模型的校核 |
| 5.3 案例工程管网漏失定位分析 |
| 5.3.1 模拟爆管事故漏失定位 |
| 5.3.2 实测爆管事故漏失定位 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与建议 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 在学期间参与的项目和科研成果说明 |
（3）基于蒙特卡洛模拟法的给水管网多目标优化设计研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 给水管网优化模型研究 |
| 1.2.2 给水管网优化算法研究 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 第二章 给水管网优化设计基础理论 |
| 2.1 管网优化设计目的 |
| 2.2 管网优化设计的思路 |
| 2.3 管网优化设计的内容 |
| 2.3.1 管网布置与定线 |
| 2.3.2 管段流量、管径和水头损失计算 |
| 2.3.3 管网水力计算 |
| 2.3.4 管网设计校核 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 给水管网多目标优化模型 |
| 3.1 给水管网经济性目标函数 |
| 3.2 给水管网可靠性目标函数 |
| 3.2.1 给水管网可靠性 |
| 3.2.2 可靠性目标函数的确定 |
| 3.3 给水管网水质目标函数 |
| 3.3.1 给水管网水质影响因素 |
| 3.3.2 水质目标函数的确定 |
| 3.4 给水管网多目标优化模型的建立 |
| 3.4.1 目标函数 |
| 3.4.2 约束条件 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 给水管网多目标优化模型求解 |
| 4.1 给水管网流量初分配 |
| 4.1.1 常用给水管网流量分配方法 |
| 4.1.2 最短路线法 |
| 4.2 优化设计中相关参数的确定 |
| 4.2.1 供水能量变化系数的确定 |
| 4.2.2 经济流速的确定 |
| 4.2.3 管段虚流量及管径取值范围的确定 |
| 4.3 随机生成管网设计方案 |
| 4.4 近似最优解的确定 |
| 4.4.1 目标函数值的计算 |
| 4.4.2 多目标决策问题的解法 |
| 4.4.3 权重的确定 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 工程实例分析 |
| 5.1 工程概况 |
| 5.2 技术经济参数设定 |
| 5.3 优化计算过程及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（4）基于模型驱动及混合统计的供水管网爆管定位研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 供水管网爆管定位研究现状 |
| 1.1.1 基于模型驱动的爆管定位研究现状 |
| 1.1.2 基于统计过程控制的爆管定位研究现状 |
| 1.1.3 管网监测点优化布置研究现状 |
| 1.2 课题研究内容 |
| 1.3 本文创新点 |
| 第二章 供水管网水力模型构建及模型校核 |
| 2.1 供水管网水力计算及模型应用 |
| 2.1.1 供水管网水力计算 |
| 2.1.2 管网水力模型应用 |
| 2.2 供水管网水力模型构建 |
| 2.2.1 管网信息收集 |
| 2.2.2 模型拓扑结构建立 |
| 2.3 供水管网水力模型校核 |
| 2.3.1 模型的不确定性分析 |
| 2.3.2 校核标准 |
| 2.3.3 校核方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于模糊聚类的供水管网监测点优化布置研究 |
| 3.1 管网压力监测点优化布置方法概述 |
| 3.2 基于模糊聚类的监测点优化布置研究 |
| 3.2.1 压力灵敏度矩阵的计算 |
| 3.2.2 压力灵敏度矩阵的模糊聚类化 |
| 3.2.3 水压监测点的选择 |
| 3.3 案例分析 |
| 3.3.1 科创园区管网压力监测点优化布置 |
| 3.3.2 C-Town管网压力监测点优化布置 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 背景噪音对基于模型驱动的爆管定位影响研究 |
| 4.1 加权最小二乘法概述 |
| 4.1.1 权重的选择 |
| 4.1.2 目标函数的构建 |
| 4.1.3 梯度向量的计算方法 |
| 4.1.4 基于矩阵分析法的雅可比矩阵 |
| 4.2 基于模型驱动的供水管网爆管定位研究 |
| 4.3 案例分析 |
| 4.3.1 小型管网案例分析 |
| 4.3.2 科创园区管网案例分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于模型驱动及混合统计的供水管网爆管定位研究 |
| 5.1 统计过程控制概述 |
| 5.2 基于模型驱动及混合统计的供水管网爆管定位研究 |
| 5.2.1 卡尔曼滤波 |
| 5.2.2 累积和算法 |
| 5.3 案例分析 |
| 5.3.1 小型管网案例分析 |
| 5.3.2 科创园区管网案例分析 |
| 5.4 模型驱动法与混合统计算法对比分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与不足 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 不足 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士期间的研究成果及参与的科研项目 |
| 研究成果 |
| 参与的科研项目 |
（5）城市供水管网抗震可靠性分析方法及系统开发研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 供水管网震害风险评估理论研究现状 |
| 1.2.1 场地地震危险性分析 |
| 1.2.2 供水管道地震易损性分析 |
| 1.3 供水管网抗震可靠性及修复决策分析 |
| 1.3.1 供水管网连通可靠性分析研究 |
| 1.3.2 供水管网功能可靠性分析研究 |
| 1.3.3 供水管网震后修复决策分析研究 |
| 1.4 供水管网抗震可靠性分析系统研究 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 1.5.1 研究内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 2 考虑场地效应的地震危险性研究 |
| 2.1 确定性地震危险性分析方法 |
| 2.2 考虑频率相关性的等效线性法 |
| 2.2.1 一维土层地震反应等效线性化方法 |
| 2.2.2 考虑应变区间折减的频率相关等效线性化方法 |
| 2.2.3 基于竖向台站地震动记录的可靠性分析 |
| 2.2.4 考虑频率相关性的土层地震反应分析系统研发 |
| 2.3 考虑场地效应的地震危险性分析 |
| 2.3.1 工程场地 |
| 2.3.2 场地模型地震反应分析 |
| 2.3.3 考虑多因素的场地效应模型 |
| 2.3.4 考虑场地效应的地震危险性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 供水管道地震易损性分析 |
| 3.1 地下管道震害分析及管道分类 |
| 3.1.1 地下管道破坏的主要类型 |
| 3.1.2 影响管道破坏的主要因素 |
| 3.1.3 地下供水管道分类 |
| 3.2 供水管道地震易损性分析 |
| 3.2.1 解析地震易损性分析方法 |
| 3.2.2 概率地震需求分析 |
| 3.2.3 概率抗震能力分析 |
| 3.2.4 地震易损线曲线 |
| 3.3 管道地震易损性曲线管理系统研发 |
| 3.3.1 需求分析 |
| 3.3.2 功能架构设计 |
| 3.3.3 系统实现 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于CUDA的供水管网抗震连通可靠性分析 |
| 4.1 供水管网系统可靠性分析基础 |
| 4.1.1 供水管网简化模型 |
| 4.1.2 管线破坏概率的确定 |
| 4.1.3 管网连通可靠性分析方法 |
| 4.2 图论模型 |
| 4.2.1 图论基本定义 |
| 4.2.2 图的存储形式 |
| 4.2.3 图的连通性判别算法 |
| 4.3 QMC方法在供水管网连通可靠性中的应用 |
| 4.3.1 QMC方法原理及误差 |
| 4.3.2 低偏差Sobol序列 |
| 4.3.3 QMC方法用于供水管网连通可靠性分析 |
| 4.4 基于CUDA的供水管网连通可靠性并行算法 |
| 4.4.1 CUDA编程原理 |
| 4.4.2 并行方案设计 |
| 4.4.3 算法的CUDA实现 |
| 4.5 算例分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 供水管网抗震功能可靠性分析及修复决策分析 |
| 5.1 常态下供水管网水力分析 |
| 5.1.1 供水管网基本水力方程 |
| 5.1.2 供水管网水力分析方法 |
| 5.2 震后供水管网功能可靠性分析 |
| 5.2.1 供水管线渗漏模型 |
| 5.2.2 供水管线爆管模型 |
| 5.2.3 用户节点出流模型 |
| 5.2.4 基于QMC法的震损管网水力分析方法 |
| 5.2.5 供水管网抗震功能可靠性计算模型及程序 |
| 5.2.6 算例分析 |
| 5.3 供水管网震后修复决策分析 |
| 5.3.1 供水管网水力满意度指标的建立 |
| 5.3.2 震损管线水力重要度指标的建立 |
| 5.3.3 供水管网震后修复策略 |
| 5.3.4 抢修队伍多目标优化调度模型 |
| 5.3.5 基于遗传算法的多目标优化调度算法实现 |
| 5.3.6 算例分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 城市供水管网抗震可靠性评估系统开发与初步示范应用 |
| 6.1 系统设计目标与原则 |
| 6.1.1 系统设计目标 |
| 6.1.2 系统设计原则 |
| 6.2 系统开发关键技术 |
| 6.2.1 插件技术 |
| 6.2.2 Sharp Develop插件系统 |
| 6.2.3 .NET Framework |
| 6.2.4 Arc GIS Engine |
| 6.2.5 多语言混合编程技术 |
| 6.3 系统概要设计 |
| 6.3.1 系统总体架构设计 |
| 6.3.2 系统功能模块设计 |
| 6.3.3 数据库设计 |
| 6.3.4 系统开发环境 |
| 6.4 框架平台设计 |
| 6.4.1 插件契约 |
| 6.4.2 插件引擎 |
| 6.4.3 插件管理器 |
| 6.4.4 框架基础 |
| 6.5 管网可靠性评估系统实现 |
| 6.5.1 插件实现过程 |
| 6.5.2 供水管网抗震可靠性分析系统实现 |
| 6.6 系统初步应用 |
| 6.6.1 西安市供水管网系统概况 |
| 6.6.2 西安市供水管网可靠性分析 |
| 6.7 本章小节 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附表 |
| 附图 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 附录一:发表学术论文情况 |
| 附录二:出版专着情况 |
| 附录三:授权发明专利 |
| 附录四:登记软件着作权 |
| 附录五:参加的科研项目 |
| 附录六:获奖情况 |
（6）基于给水管网节点混合流态模拟的非完全混合模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 国内外节点混合流态研究现状 |
| 1.3.1 单节点混合流态研究现状 |
| 1.3.2 小型管网节点混合流态研究现状 |
| 1.4 研究内容和技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第2章 节点混合原理及研究方法 |
| 2.1 节点水质混合理论 |
| 2.1.1 节点混合理论基础 |
| 2.1.2 节点混合程度评判指标定义 |
| 2.2 计算流体力学研究方法 |
| 2.2.1 计算流体力学 |
| 2.2.2 正交试验法 |
| 2.3 物理实验模型研究方法 |
| 2.3.1 给水管网变态物理模型 |
| 2.3.2 单节点混合实验模型构建 |
| 2.3.3 小型管网节点混合实验模型 |
| 第3章 给水管网节点混合流态数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 正交试验方案设计 |
| 3.2.1 十字节点正交试验方案设计 |
| 3.2.2 双T节点正交试验方案设计 |
| 3.2.3 H节点正交试验方案设计 |
| 3.3 模型构建及网格划分 |
| 3.3.1 十字节点模型构建及网格划分 |
| 3.3.2 双T节点模型构建及网格划分 |
| 3.3.3 H节点模型构建及网格划分 |
| 3.4 数值模型参数设定 |
| 3.4.1 十字节点数值模型参数设定 |
| 3.4.2 双T节点数值模型参数设定 |
| 3.4.3 H节点数值模型参数设定 |
| 3.5 数值模拟结果分析 |
| 3.5.1 十字节点模拟结果分析 |
| 3.5.2 双T节点模拟结果分析 |
| 3.5.3 H节点模拟结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 给水管网节点混合流态实验模拟 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 节点混合实验参数测量 |
| 4.3 十字节点混合流态实验模拟 |
| 4.3.1 实验模拟工况选择 |
| 4.3.2 混合流态实验结果分析 |
| 4.4 双T节点混合流态实验模拟 |
| 4.4.1 实验模拟工况选择 |
| 4.4.2 混合流态实验结果分析 |
| 4.5 H型节点混合流态实验模拟 |
| 4.5.1 实验模拟工况选择 |
| 4.5.2 混合流态实验结果分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 给水管网节点非完全混合水质模型构建 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型构建理论基础 |
| 5.3 十字节点非完全混合水质模型构建 |
| 5.3.1 响应曲面法试验方案 |
| 5.3.2 CFD数值模拟结果 |
| 5.3.3 十字节点非完全混合水质模型建立 |
| 5.4 双T节点非完全混合水质模型构建 |
| 5.4.1 响应曲面法试验方案 |
| 5.4.2 CFD数值模拟结果 |
| 5.4.3 双T节点非完全混合水质模型建立 |
| 5.5 H型节点非完全混合水质模型构建 |
| 5.5.1 响应曲面法试验方案 |
| 5.5.2 CFD数值模拟结果 |
| 5.5.3 H节点非完全混合水质模型建立 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 给水管网节点非完全混合水质模型验证及应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 改进EPANET节点完全混合水质模型 |
| 6.2.1 EPANET水质分析基础 |
| 6.2.2 EPANET节点混合水质模型改进 |
| 6.2.3 改进交叉型节点混合水质模型 |
| 6.3 检验改进的EPANET节点非完全混合水质模型 |
| 6.3.1 试验方案设计 |
| 6.3.2 稳态溶质输运模拟检验 |
| 6.3.3 瞬态溶质输运模拟检验 |
| 6.4 小型管网节点混合流态数值模拟研究 |
| 6.4.1 小型管网几何模型建立 |
| 6.4.2 小型管网节点混合流态模拟求解参数设置 |
| 6.4.3 小型管网节点混合流态数值模拟方案设计 |
| 6.4.4 小型管网节点混合流态数值模拟结果及分析 |
| 6.5 小型管网节点混合流态实验模拟 |
| 6.5.1 节点混合流态实验模拟工况设置 |
| 6.5.2 节点混合流态实验模拟结果及分析 |
| 6.6 工程应用 |
| 6.6.1 EQ市管网建模与校核 |
| 6.6.2 给水管网水质模型 |
| 6.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）基于不同失效形式下的给水管网漏失指数模型和漏失诊断研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景和研究意义 |
| 1.1.1 世界水资源现状 |
| 1.1.2 我国水资源现状 |
| 1.1.3 研究意义 |
| 1.2 国内外漏失研究方法 |
| 1.2.1 外部检测法 |
| 1.2.2 内部检测法 |
| 1.2.3 漏失模型研究 |
| 1.3 研究内容和研究目标 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究目标 |
| 1.4 技术路线 |
| 1.5 论文创新点 |
| 第二章 漏点实验平台构建 |
| 2.1 实验所需数据获取 |
| 2.2 实验装置的组成 |
| 2.2.1 配电系统 |
| 2.2.2 控制系统 |
| 2.2.3 管网数据在线监测系统 |
| 2.2.4 循环水系统 |
| 2.2.5 失效管段更换系统 |
| 2.3 实验方案设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 流场及失效管段结构有限元分析 |
| 3.1 有限元分析法 |
| 3.2 流固耦合求解介绍 |
| 3.2.1 流场域求解介绍 |
| 3.2.2 失效管段结构求解介绍 |
| 3.2.3 流固耦合介绍 |
| 3.3 求解设置 |
| 3.3.1 耦合设置 |
| 3.3.2 FIUENT求解设置 |
| 3.3.3 结构求解设置 |
| 3.4 求解分析 |
| 3.4.1 流场域分析 |
| 3.4.2 失效管段结构分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 给水管网漏失量计算模型的研究 |
| 4.1 漏失量计算的基本理论 |
| 4.2 影响管道漏失流量的因素 |
| 4.2.1 压力 |
| 4.2.2 漏口形状 |
| 4.2.3 漏失面积 |
| 4.2.4 管道埋设条件 |
| 4.3 非覆土条件下指数模型各参数变化规律的研究 |
| 4.3.1 圆形失效漏口对指数模型的影响 |
| 4.3.2 矩形失效漏口对指数模型的影响 |
| 4.3.3 方形失效漏口对指数模型的影响 |
| 4.4 覆土条件下指数模型各参数变化规律的研究 |
| 4.4.1 圆形失效漏口对指数模型的影响 |
| 4.4.2 矩形失效漏口对指数模型的影响 |
| 4.4.3 方形失效漏口对指数模型的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于PSO-SVM模型对供水管网漏点定位与漏失量预测 |
| 5.1 理论分析 |
| 5.1.1 人工智能技术对供水管网的诊断 |
| 5.1.2 支持向量机(SVM)介绍 |
| 5.1.3 粒子群优化算法(PSO)介绍 |
| 5.2 PSO-SVM模型的搭建 |
| 5.3 性能度量指标 |
| 5.4 性测试结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）供水管网典型瞬态工况模拟及应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 供水管网水力模型研究现状 |
| 1.2.1 稳态水力模型及其应用 |
| 1.2.2 稳态水力模型校核 |
| 1.2.3 水力瞬态过程分析 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.4 论文主要创新点 |
| 第2章 供水管网瞬态过程分析方法 |
| 2.1 供水管网水力模型输入参数的确定 |
| 2.1.1 稳态水力模型及其参数 |
| 2.1.2 水力组件 |
| 2.1.3 水击波波速确定方法 |
| 2.1.4 供水管网瞬态过程 |
| 2.2 供水管网瞬态水力模型及求解 |
| 2.2.1 瞬变流基本理论 |
| 2.2.2 瞬态过程分析的特征线方法 |
| 2.2.3 水柱分离计算 |
| 2.2.4 时间步长选取方法 |
| 2.2.5 水击波传播规律 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 供水管网稳态模型的改进 |
| 3.1 压力驱动型稳态水力模型 |
| 3.2 漏孔漏失量与压力的关系 |
| 3.2.1 公式推导 |
| 3.2.2 公式分析 |
| 3.2.3 实验验证 |
| 3.2.4 实验结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 压力驱动型稳态水力模型的校核 |
| 4.1 节点流量估算 |
| 4.2 基于MCMC方法的管道摩阻系数校核 |
| 4.2.1 管道摩阻系数校核数学模型 |
| 4.2.2 MCMC方法 |
| 4.3 HX区供水管网稳态模型的建立及校核 |
| 4.3.1 研究对象概况 |
| 4.3.2 供水管网拓扑结构的建立 |
| 4.3.3 节点水量分配 |
| 4.3.4 供水管网稳态水力模型校核 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 供水管网水力瞬态过程及防护措施分析 |
| 5.1 建立供水管网瞬态水力模型 |
| 5.2 断电停泵工况管网瞬态过程分析 |
| 5.2.1 HX泵站断电停泵 |
| 5.2.2 YL泵站断电停泵 |
| 5.2.3 两泵站同时断电停泵 |
| 5.3 关阀工况管网瞬态过程分析 |
| 5.4 二次供水浮球阀启闭时供水管网瞬态过程分析 |
| 5.4.1 浮球阀关闭时的瞬态过程 |
| 5.4.2 浮球阀开启时的瞬态过程 |
| 5.4.3 防护措施分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文 |
| 附录 B.1 M-H算法主程序 |
| 附录 B.2 后验分布求解函数部分代码 |
| 附录 B.3 M-H算法迭代选择部分代码 |
（9）基于NSGA-Ⅱ的山地村镇给水管网优化研究 ——以重庆市仁沙镇为例（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究综述 |
| 1.2.1 国外给水管网优化研究 |
| 1.2.2 国内给水管网优化研究 |
| 1.2.3 综述总结 |
| 1.3 研究目的 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 山地村镇给水管网特点及分区方法 |
| 2.1 山地村镇给水管网特点概述 |
| 2.2 山地村镇给水管网分区方法 |
| 2.2.1 分区形式 |
| 2.2.2 分区供水能量分析 |
| 2.2.3 分区模式 |
| 2.3 分区思路总结 |
| 第三章 山地村镇给水管网造价影响因素研究 |
| 3.1 山地村镇给水管道造价公式研究 |
| 3.1.1 MATLAB工具箱简介 |
| 3.1.2 常见给水管道造价公式确定 |
| 3.2 NSGA-II算法简介 |
| 3.2.1 NSGA-II算法的基本原理 |
| 3.2.2 NSGA-II算法的实现过程 |
| 3.3 NSGA-Ⅱ在山地村镇给水管网优化模型中的的应用 |
| 3.3.1 改进思路总结 |
| 3.3.2 编码方式及参数设置 |
| 第四章 山地村镇给水管网优化模型研究 |
| 4.1 给水管网水力计算 |
| 4.1.1 预测需水量 |
| 4.1.2 沿线流量和节点流量 |
| 4.1.3 初始流量分配 |
| 4.1.4 管网水力计算步骤 |
| 4.2 山地村镇给水管网优化模型研究 |
| 4.2.1 经济性目标函数 |
| 4.2.2 可靠性目标函数 |
| 4.2.3 约束条件 |
| 第五章 典型山地村镇给水管网优化应用研究 |
| 5.1 工程概况及优化方案 |
| 5.1.1 工程现状及存在问题 |
| 5.1.2 优化设计方案 |
| 5.2 典型山地村镇给水管网优化过程——以仁沙镇为例 |
| 5.2.1 仁沙镇给水管网分区形式的确定 |
| 5.2.2 仁沙镇给水管网水力计算 |
| 5.2.3 仁沙镇给水管网优化模型 |
| 5.2.4 仁沙镇给水管网优化模型求解 |
| 5.3 山地村镇给水管网优化建议 |
| 第六章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（10）丘陵及山区村镇给水管网优化设计研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 丘陵及山区村镇给水工程概述 |
| 1.1.1 丘陵及山区村镇给水现状 |
| 1.1.2 丘陵及山区村镇给水管网设计特点 |
| 1.2 课题研究的来源、目的及意义 |
| 1.2.1 课题研究的来源 |
| 1.2.2 课题研究的目的及意义 |
| 1.3 村镇给水管网优化设计研究的发展与现状 |
| 1.3.1 管网设计流量计算方法研究 |
| 1.3.2 管网优化布置 |
| 1.3.3 管网优化设计 |
| 1.4 课题研究内容和技术路线 |
| 1.4.1 课题研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 第二章 丘陵及山区村镇给水工程简介 |
| 2.1 给水工程组成 |
| 2.2 给水工程类型 |
| 2.2.1 给水工程分类及特点 |
| 2.2.2 给水工程类型选择 |
| 2.3 水源选择 |
| 2.3.1 水源分类及特点 |
| 2.3.2 水源选择及合理利用 |
| 2.3.3 水源保护 |
| 2.4 取水工程 |
| 2.4.1 地表水取水工程 |
| 2.4.2 地下水取水工程 |
| 2.4.3 取水泵站 |
| 2.5 净水工程 |
| 2.5.1 净水工艺选择 |
| 2.5.2 净水厂设计布置 |
| 2.5.3 送水泵站 |
| 2.6 输配水工程 |
| 2.6.1 输水管渠 |
| 2.6.2 配水管网 |
| 2.6.3 加压泵站 |
| 第三章 丘陵及山区村镇给水工程设计 |
| 3.1 供水规模确定 |
| 3.1.1 确定原则 |
| 3.1.2 用水定额 |
| 3.1.3 用水量变化 |
| 3.1.4 计算方法 |
| 3.2 取水工程设计 |
| 3.2.1 取水构筑物设计 |
| 3.2.2 取水泵站设计 |
| 3.3 净水工程设计 |
| 3.3.1 水处理构筑物设计 |
| 3.3.2 送水泵站设计 |
| 3.4 输配水工程设计 |
| 3.4.1 管网布置与定线 |
| 3.4.2 水力计算 |
| 3.4.3 管材选择 |
| 3.4.4 加压泵站设计 |
| 3.5 调蓄构筑物设计 |
| 3.5.1 清水池设计 |
| 3.5.2 水塔设计 |
| 第四章 丘陵及山区村镇给水管网设计流量计算方法研究 |
| 4.1 现行设计流量计算方法及存在不足 |
| 4.1.1 比流量法 |
| 4.1.2 人均当量法 |
| 4.1.3 节点流量法 |
| 4.2 村镇给水工程规模与配水管网设计流量计算方法选择 |
| 4.3 村镇给水管网设计流量计算方法 |
| 4.3.1 Ⅴ型村镇配水管网设计流量计算方法 |
| 4.3.2 Ⅲ、Ⅳ型村镇配水管网设计流量计算方法 |
| 第五章 丘陵及山区村镇给水管网优化布置 |
| 5.1 管网布置类型及特点 |
| 5.2 优化布置原则 |
| 5.3 现行优化布置算法 |
| 5.3.1 经典数学优化算法 |
| 5.3.2 现代智能优化算法 |
| 5.4 丘陵及山区村镇给水管网优化布置 |
| 5.4.1 优化布置模型 |
| 5.4.2 求解方法 |
| 第六章 丘陵及山区村镇给水管网优化设计 |
| 6.1 优化设计模型建立 |
| 6.1.1 目标函数 |
| 6.1.2 约束条件 |
| 6.2 优化设计模型求解 |
| 6.2.1 求解方法 |
| 6.2.2 计算步骤 |
| 第七章 实例分析 |
| 7.1 溪头镇简介 |
| 7.2 设计流量计算方法研究 |
| 7.3 优化布置 |
| 7.4 优化设计 |
| 第八章 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
四、给水管网动态界限流量公式的推导及讨论（论文参考文献）
- [1]北方某中小城市供水管网改扩建优化方案研究[D]. 张烨. 哈尔滨工业大学, 2021
- [2]给水管网监测点优化及漏失定位的模拟与应用研究[D]. 徐志强. 内蒙古大学, 2021(12)
- [3]基于蒙特卡洛模拟法的给水管网多目标优化设计研究[D]. 张金婷. 合肥工业大学, 2021(02)
- [4]基于模型驱动及混合统计的供水管网爆管定位研究[D]. 卢慢. 昆明理工大学, 2021(02)
- [5]城市供水管网抗震可靠性分析方法及系统开发研究[D]. 龙立. 西安建筑科技大学, 2021
- [6]基于给水管网节点混合流态模拟的非完全混合模型研究[D]. 齐世华. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [7]基于不同失效形式下的给水管网漏失指数模型和漏失诊断研究[D]. 宏杰. 青岛理工大学, 2020(06)
- [8]供水管网典型瞬态工况模拟及应用研究[D]. 盛炟. 湖南大学, 2020(07)
- [9]基于NSGA-Ⅱ的山地村镇给水管网优化研究 ——以重庆市仁沙镇为例[D]. 敖睿. 重庆交通大学, 2020(01)
- [10]丘陵及山区村镇给水管网优化设计研究[D]. 徐雨豪. 合肥工业大学, 2020(02)