高金良，姚 芳，葉 健

(哈爾濱工業(yè)大學(xué) 市政環(huán)境工程學(xué)院，哈爾濱 150090)

考慮漏失和用戶用水的供水管網(wǎng)PDD模型構(gòu)建及應(yīng)用

高金良，姚 芳，葉 健

(哈爾濱工業(yè)大學(xué) 市政環(huán)境工程學(xué)院，哈爾濱 150090)

管網(wǎng)的微觀水力模型通常將所有水量依據(jù)管段的長度分配到各個(gè)節(jié)點(diǎn).通過研究這種供水管網(wǎng)傳統(tǒng)水力模型，針對該模型忽略節(jié)點(diǎn)流量類別直接將總漏失量平均分配到管網(wǎng)中的問題，將傳統(tǒng)水力模型中的節(jié)點(diǎn)流量分為用戶用水量和漏失水量，并運(yùn)用改進(jìn)的一致漏損模型將管段的漏失量按管段長度分配，構(gòu)建漏失水量與壓力之間的關(guān)系式，建立壓力驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)的水力模型(PDD).模型形成后，根據(jù)實(shí)際測壓點(diǎn)數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行校核，以達(dá)到模型校核標(biāo)準(zhǔn).將該模型應(yīng)用于Y市實(shí)際管網(wǎng)，根據(jù)Y市實(shí)際管網(wǎng)數(shù)據(jù)得到的平均漏失率，建立計(jì)算供水量與實(shí)際供水量的適應(yīng)度函數(shù)，計(jì)算供水管網(wǎng)模型中的漏失系數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)基于壓力驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)流量的供水管網(wǎng)漏失模擬.結(jié)果表明，校核后的PDD模型與實(shí)際供水管網(wǎng)運(yùn)行壓力情況吻合良好，可以進(jìn)行管網(wǎng)漏失控制研究及評估.

供水管網(wǎng)；傳統(tǒng)水力模型；PDD模型；漏失模擬

影響供水管道漏失[1]的因素很多，可分為外因和內(nèi)因.外因亦稱為人為因素，如施工損壞、人為破壞等.由于人為因素沒有一定的規(guī)律可循，很難做出統(tǒng)計(jì)并得到結(jié)論，因此，建立供水管網(wǎng)滲漏模型時(shí)應(yīng)當(dāng)排除外因影響.內(nèi)因是指管網(wǎng)特性及周圍環(huán)境的影響，如管徑、 壓力、埋深等.內(nèi)因中除了壓力外，其他因素對于特定管網(wǎng)系統(tǒng)已是定值，因此，控制漏失時(shí)，應(yīng)將主要方向放在壓力控制上[2].目前，管網(wǎng)滲漏預(yù)測模型主要有兩大類：點(diǎn)式滲漏模型和一致滲漏模型[3].相比點(diǎn)式滲漏模型，一致滲漏模型更接近管網(wǎng)日常工作狀況，因此，目前一致滲漏模型被普遍采用.一致滲漏模型應(yīng)用了單漏點(diǎn)漏損指數(shù)模型，是在假定管網(wǎng)各部分的滲漏水平一致的前提下，建立管段的滲漏流量與管網(wǎng)的總體滲漏水平之間所滿足的水力關(guān)系.中國的傳統(tǒng)水力模型是假定節(jié)點(diǎn)用水量為定值并將總漏失量在管網(wǎng)中平均分配，但實(shí)際上用水量是壓力的函數(shù)，管網(wǎng)壓力不同，漏失亦不同.因此，傳統(tǒng)水力模型不利于管網(wǎng)漏失的預(yù)測控制工作，模型模擬結(jié)果與管網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行工況差距較大，指導(dǎo)性、預(yù)測性較差.為此，本文對傳統(tǒng)水力模型進(jìn)行校正，運(yùn)用一致滲漏模型思想，即將管段的漏失量按管段長度分配，構(gòu)建壓力驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)流量的水力(PDD)模型，并在此基礎(chǔ)上對壓力控制漏失技術(shù)進(jìn)行分析研究.

1 PDD模型

壓力驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)流量模型自20世紀(jì)80年代提出以來，國內(nèi)外諸多學(xué)者對此做了相關(guān)研究.Germanopoulos等[4]將與壓力有關(guān)的泄漏因素引入模型中，Ligget 等[5]提出了基于壓力和流量的相關(guān)性分析方法.國內(nèi)在基于壓力和(或)流量分析方面還在試驗(yàn)與理論探討過程中[6]，王俊良等[7]在壓力驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)流量水力模型基礎(chǔ)上引入漏失量最小化的目標(biāo)函數(shù)，建立了壓力驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)流量漏失控制模型.高金良等[8-11]按照流量-水頭關(guān)系的不同得到了不同的壓力驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)流量模型并對此所處了較為深入的研究.

傳統(tǒng)供水管網(wǎng)的微觀水力模型不區(qū)分節(jié)點(diǎn)流量類別，將用戶用水量與漏失水量統(tǒng)一為節(jié)點(diǎn)流量，并將所有水量依據(jù)管段的長度分配到各個(gè)節(jié)點(diǎn)，這種模型忽略了用戶用水量在一定壓力下不隨壓力變化而漏失量是會(huì)隨著供水壓力變化的特性，可以視為流量驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)流量模型.壓力驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)流量模型則將節(jié)點(diǎn)流量區(qū)分對待[12]，考慮供水管網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)漏失流量與供水壓力相互影響的特性，將漏失流量和其他基于壓力的流量的關(guān)系嵌入水力模型中，從而使水力模擬更加符合實(shí)際情況，進(jìn)而可對供水管網(wǎng)進(jìn)行漏失等級評價(jià).

本文將傳統(tǒng)水力模型中的用水量劃分為用戶用水量和漏失量，其中用戶用水量不隨壓力改變，而漏失量隨壓力改變.根據(jù)一致滲漏模型思想，建立漏失量與壓力的指數(shù)關(guān)系式，構(gòu)建改進(jìn)的PDD模型，并應(yīng)用于Y市實(shí)際管網(wǎng)，分析其供水狀況，進(jìn)行管網(wǎng)漏失控制分析.

供水管網(wǎng)中的漏失通常是發(fā)生在管段上的，因此，可建立管段漏失量與管段壓力的關(guān)系模型，即

(1)

式中：qk-leak為k管段的漏失量；α,β為漏失系數(shù)；lk為k管段長度；pk為k管段的平均壓力.

供水管網(wǎng)建模的過程中，流量通常是加在節(jié)點(diǎn)上的，因此，需要將管道漏失量等價(jià)為節(jié)點(diǎn)漏失量，節(jié)點(diǎn)漏失量等于與該節(jié)點(diǎn)連接管段漏失量之和的一半，故該模型為

(2)

式中：qi-leak為節(jié)點(diǎn)i的漏失量；pi為節(jié)點(diǎn)i的自由水頭.

漏失量的計(jì)算需要定出α，β的值，通常α的值與漏失類型有關(guān)，取決于管道材質(zhì);β的值與單位長度管段的漏失數(shù)量有關(guān)，需要通過該建模區(qū)域歷史漏失數(shù)據(jù)計(jì)算得出.此時(shí)，總節(jié)點(diǎn)流量為

qi-act=qi-use+qi-leak.

(3)

式中：qi-act為節(jié)點(diǎn)i的實(shí)際用水量；qi-use為節(jié)點(diǎn)i的用戶用水量.

2 PDD模型控制漏失的建模過程

2.1 收集、整理與評估供水管網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

城市供水管網(wǎng)水力建?；A(chǔ)信息可分為靜態(tài)信息和動(dòng)態(tài)信息[13].靜態(tài)信息是指供水管網(wǎng)的特性數(shù)據(jù)，如管徑、管材、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等；動(dòng)態(tài)信息是指供水管網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如調(diào)度信息、水泵運(yùn)行參數(shù)等.這些數(shù)據(jù)主要來源于基礎(chǔ)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和現(xiàn)場實(shí)測.

基礎(chǔ)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)大多可以從各地區(qū)自來水公司建立的該城市供水管網(wǎng)的GIS系統(tǒng)(地理信息系統(tǒng))和SCADA系統(tǒng)(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))中直接導(dǎo)出，少量這兩個(gè)系統(tǒng)不包括的建模數(shù)據(jù)可以從水廠以及泵站的調(diào)度信息記錄中獲取.基礎(chǔ)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)調(diào)查范圍包括供水管網(wǎng)、水廠和用戶3個(gè)部分.部分供水管網(wǎng)參數(shù)會(huì)隨著使用年限而改變，無法從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)中得到，需要在現(xiàn)場對供水管網(wǎng)的部分參數(shù)進(jìn)行實(shí)際測量，以滿足供水管網(wǎng)微觀水力模型的精確化要求.需要現(xiàn)場實(shí)測的主要有干管摩阻系數(shù)測試、大用戶用水變化曲線測試和壓力測試.

供水管網(wǎng)的建模過程收集得到的各類數(shù)據(jù)普遍存在數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)矛盾、數(shù)據(jù)異常、數(shù)據(jù)短缺等現(xiàn)象，這些原始數(shù)據(jù)無法直接導(dǎo)入模型，需要對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化的整理與評估，分析得到有效的運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)行供水管網(wǎng)建模[14].

2.2 建立供水管網(wǎng)傳統(tǒng)水力模型

建立供水管網(wǎng)傳統(tǒng)水力模型是結(jié)合現(xiàn)實(shí)供水管網(wǎng)的數(shù)據(jù)構(gòu)建能量方程和連續(xù)性方程，并求解這兩個(gè)方程的過程.具體步驟如下：輸入供水管網(wǎng)靜態(tài)信息和動(dòng)態(tài)信息；構(gòu)建能量方程組和連續(xù)性方程組；對能量方程和連續(xù)性方程進(jìn)行聯(lián)合求解，求出節(jié)點(diǎn)壓力、管段水頭損失等；模型校核.本課題采用PDD模型，即在傳統(tǒng)水力模型基礎(chǔ)上的改進(jìn)模型，因此，在構(gòu)建傳統(tǒng)水力模型階段不進(jìn)行校核，待PDD模型構(gòu)建完成后，再進(jìn)行PDD模型的校核.

2.3 計(jì)算供水管網(wǎng)的漏失系數(shù)

在供水管網(wǎng)傳統(tǒng)水力模型的基礎(chǔ)上，為每個(gè)節(jié)點(diǎn)添加漏失系數(shù)，可得到壓力驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)流量水力(PDD)模型.如式(2)所示，管網(wǎng)的α、β值是反映供水管道特定時(shí)期特性的參數(shù)，其只與管道本身性質(zhì)有關(guān)，不隨管網(wǎng)運(yùn)行工況等外界因素而變化，是管齡、管長、管材、施工條件等特性的綜合反映值，它們是動(dòng)態(tài)變化的，管道性質(zhì)改變時(shí)，其值也隨之改變.α的取值范圍通常為[0.5，2.5]，本文統(tǒng)一取被普遍認(rèn)可的經(jīng)驗(yàn)值1.18，β值則需通過歷史漏失率計(jì)算得到.本文所建模型中，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的漏失水量還與節(jié)點(diǎn)連接的管段長度有關(guān).因此，供水管網(wǎng)漏失系數(shù)的計(jì)算是一個(gè)單變量非線性優(yōu)化問題，變量為β，優(yōu)化目標(biāo)為計(jì)算漏失量和實(shí)際漏失量之差，當(dāng)二者之差的絕對值最小時(shí)(即計(jì)算漏失量與實(shí)際漏失量相等)β取1，當(dāng)二者之差的絕對值最大時(shí)(此時(shí)計(jì)算漏失量為0)β取0，所以，β的值必然落在區(qū)間(0,1)上，可以通過循環(huán)迭代收縮區(qū)間的方法求解該問題.

2.4 實(shí)現(xiàn)PDD漏失模擬

用擴(kuò)散器實(shí)現(xiàn)漏失模擬，定義節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散器流量為

q=Cpr.

(4)

式中：q為擴(kuò)散器流量，L/s,可用于模擬節(jié)點(diǎn)漏失流量；C為擴(kuò)散器系數(shù)；p為節(jié)點(diǎn)壓力,m；r為壓力指數(shù)，本文中該值通常取1.18.

求得β值后，結(jié)合連接節(jié)點(diǎn)管段的長度，計(jì)算出各個(gè)節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)散器系數(shù)C值，然后將C值賦到各個(gè)節(jié)點(diǎn)的屬性值中.并且將傳統(tǒng)水力模型的用戶用水量根據(jù)實(shí)際漏失量等比例減少，這樣得到的PDD模型總水量與傳統(tǒng)模型一致，但增加了供水管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的漏失流量，并且該漏失流量根據(jù)節(jié)點(diǎn)壓力而變化.

2.5 模型校核

建模過程中影響模型精度的主要因素有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性[15]、管道摩阻系數(shù)取值的不確定性[15]、水泵特性曲線的不確定性、節(jié)點(diǎn)流量不確定性和隨機(jī)性及供水管網(wǎng)人工操作不確定性等.建模完成后，以實(shí)測數(shù)據(jù)(如流量、壓力、摩阻系數(shù)、水泵特性曲線等)為基礎(chǔ)，對模型進(jìn)行校驗(yàn)，有重大異常時(shí)，完善管網(wǎng)圖形，核實(shí)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；當(dāng)無重大異常時(shí)，調(diào)整節(jié)點(diǎn)流量和管段的海森威廉系數(shù)，直到滿足模型精度要求方可應(yīng)用.

3 算 例

以Y市實(shí)際管網(wǎng)的基礎(chǔ)資料建立PDD模型，對其供水狀況進(jìn)行分析，證明該方法可以用于中國城市供水管網(wǎng)漏失控制的工作中.

3.1 建立Y市傳統(tǒng)水力模型

Y市市區(qū)部分面積100 km2，總?cè)丝跀?shù)約50萬，地勢平坦，地勢最大高差20 m左右.水廠主要由兩座水廠、300 km供水管線及1 022個(gè)閥門等構(gòu)筑物組成.水廠實(shí)際總供水量約22萬m3/d.現(xiàn)供水系統(tǒng)配有SCADA系統(tǒng)及GIS系統(tǒng).DN200以上水表均為電子流量計(jì)計(jì)量，抄表到戶的用戶約為7 000戶.從GIS系統(tǒng)中導(dǎo)出Y市基礎(chǔ)高程、管長、管徑、管網(wǎng)拓?fù)涞刃畔?，并將其轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的供水管網(wǎng)建模數(shù)據(jù)庫的格式，管網(wǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表1.

表1 GIS數(shù)據(jù)導(dǎo)出數(shù)據(jù)量統(tǒng)計(jì)Tab.1 Data statistics exported in GIS

選取一個(gè)月中用戶抄表數(shù)據(jù)，由大到小排列用水量，確定大用戶.該模型的大用戶確定依據(jù)為所有大用戶的用水量占全管網(wǎng)總抄表水量的60%以上.結(jié)合實(shí)測的大用戶日用水變化曲線，計(jì)算出各個(gè)時(shí)刻大用戶用水量，將其輸入到相應(yīng)節(jié)點(diǎn).整個(gè)供水區(qū)域各個(gè)時(shí)刻的總水量均可從SCADA系統(tǒng)中得出，此時(shí)減去各時(shí)刻計(jì)算出的大用戶用水量，將剩下的水量均分到其他節(jié)點(diǎn).供水管網(wǎng)入口處壓力和流量信息取自SCADA系統(tǒng)，供水管段的海森威廉系數(shù)按照實(shí)測值導(dǎo)入，沒有實(shí)測管段的海森威廉系數(shù)按照實(shí)際調(diào)查的管段材質(zhì)和鋪設(shè)年代給出.最后將水源與泵站信息導(dǎo)入到模型中，實(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)水力模型的計(jì)算.

3.2 建立Y市PDD模型實(shí)現(xiàn)漏失模擬

上述得到的是未經(jīng)校核的傳統(tǒng)供水管網(wǎng)水力模型，現(xiàn)在將該水力模型各個(gè)節(jié)點(diǎn)流量劃分為用戶用水量和漏失量，其中漏失量隨節(jié)點(diǎn)壓力改變，而用戶用水量不隨節(jié)點(diǎn)壓力改變.用節(jié)點(diǎn)擴(kuò)散器能夠?qū)崿F(xiàn)該功能，從而達(dá)到模擬漏失的目的.

PDD模型中節(jié)點(diǎn)漏失的定義如式(2)，則整個(gè)管網(wǎng)的漏失量為

(5)

式中qT-leak為整個(gè)供水管網(wǎng)總的漏失流量.

實(shí)際供水管網(wǎng)中瞬時(shí)的漏失流量無法測得，因此,在建模時(shí)運(yùn)用平均漏失流量數(shù)據(jù)替代.實(shí)際供水管網(wǎng)中的平均漏失流量可通過月抄表數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)得到，如式(6).可采用選定的模型校核日的當(dāng)月抄表數(shù)據(jù).

(6)

式中：qact-leak為月實(shí)際平均漏失流量，L/s；QT為月總供水量，m3；Qi-ser為用戶月用水量，m3；t為供水公司抄表時(shí)間間隔，d；γ為產(chǎn)銷差系數(shù)，用于估計(jì)實(shí)際漏失流量.

從而可建立如下方程：

(7)

式中：α取值1.18，lk屬于水力模型中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，pi可通過水力計(jì)算求出，僅有一個(gè)未知數(shù)β，其他參數(shù)均可知.但由于節(jié)點(diǎn)流量和壓力相互影響，β值改變時(shí)，pi也會(huì)隨著改變，可構(gòu)造適應(yīng)度函數(shù)進(jìn)行計(jì)算.適應(yīng)度函數(shù)等于總計(jì)算供水量減去總實(shí)際供水量，優(yōu)化目標(biāo)是使適應(yīng)度函數(shù)盡可能接近零.計(jì)算步驟如下：

1)統(tǒng)計(jì)一個(gè)月的用戶用水及總表數(shù)據(jù)計(jì)算出漏失率L；

2)原水力模型中所有節(jié)點(diǎn)流量乘以(1-L)；

3)計(jì)算所有節(jié)點(diǎn)連接的管段長度和的一半，并構(gòu)建矩陣A；

4)構(gòu)造fitness適應(yīng)度函數(shù)，函數(shù)變量為β，函數(shù)值為計(jì)算供水量減去實(shí)際供水量；

5)構(gòu)造方程fitness(β)=0；

6)運(yùn)用二分循環(huán)迭代法求解該方程，計(jì)算出β值；

7)矩陣A乘以β即為每個(gè)節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)散器系數(shù)，將其賦值到模型中.

圖1、2為二分法迭代過程中，適應(yīng)度函數(shù)值和β值隨迭代代數(shù)的變化，可以看出，大約計(jì)算了18代時(shí)，適應(yīng)度函數(shù)值已接近0，最終計(jì)算得β為2.755 294×10-5.

圖1 適應(yīng)度函數(shù)隨迭代代數(shù)的變化值Fig.1 Fitness function value changes with the iterative algebra

圖2 β隨迭代代數(shù)的變化值Fig. 2 βvalue changes with the iterative algebra

3.3 模型校核

PDD漏失模擬模型構(gòu)建完成后，需要對模型進(jìn)行校核，即依據(jù)供水管網(wǎng)中安裝的壓力表的實(shí)時(shí)測量值對供水管網(wǎng)模型進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整模型中未經(jīng)實(shí)測管段的海森威廉系數(shù)值，從而使模型符合國內(nèi)模型精度評價(jià)通用標(biāo)準(zhǔn)[16].

Y市供水管網(wǎng)中共安裝了56個(gè)壓力監(jiān)測表.首先以選定的模型校核日數(shù)據(jù)中11時(shí)的壓力數(shù)據(jù)作為模型校核基準(zhǔn)點(diǎn)，調(diào)整模型各參數(shù).以該日數(shù)據(jù)進(jìn)行24 h動(dòng)態(tài)校核.本文僅列舉01號壓力監(jiān)測表的校核結(jié)果數(shù)據(jù)，如圖3所示.所有節(jié)點(diǎn)各時(shí)刻校核結(jié)果統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如圖4所示，各測壓點(diǎn)24 h誤差范圍統(tǒng)計(jì)詳見表2.

圖3 01號壓力監(jiān)測點(diǎn)實(shí)測值與計(jì)算值對比

Fig.3 Measured and calculated values of No.01 pressure monitoring point

圖4 測壓點(diǎn)24 h計(jì)算值與實(shí)測值誤差分布Fig.4 Error distribution of calculated and measured values for 24 h

表2 各測壓點(diǎn)24 h誤差范圍統(tǒng)計(jì)Tab.2 Pressure measuring point error range statistics for 24 h

由圖4和表2可以看出，該P(yáng)DD模型與實(shí)際供水管網(wǎng)運(yùn)行壓力情況吻合良好，測壓點(diǎn)誤差滿足水力模型校核標(biāo)準(zhǔn)，可以進(jìn)行管網(wǎng)漏失控制研究及評估.

校核后的延時(shí)水力模擬模型計(jì)算得出5點(diǎn)和22點(diǎn)分別為全天供水的最低時(shí)和最高時(shí)，全天供水量變化趨勢見圖5.全天出廠揚(yáng)程變化見圖6.全天平均時(shí)刻供水流量為9 373 m3/h，16時(shí)的供水流量為9 416 m3/h，最接近全天平均時(shí)刻用水.

圖5 全天各時(shí)刻水量Fig.5 Each moment water throughout the day

圖6 各時(shí)刻出廠揚(yáng)程Fig.6 Each moment factory head for water source

4 結(jié) 論

1)在傳統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，將節(jié)點(diǎn)流量劃分為用戶用水量和漏失量，建立漏失與壓力的指數(shù)關(guān)系式，改進(jìn)了一致漏損模型，完成了對傳統(tǒng)水力模型的校正，獲得更加接近管網(wǎng)實(shí)際工況的節(jié)點(diǎn)流量和節(jié)點(diǎn)壓力，證實(shí)了壓力驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)流量模型控制漏失方法的實(shí)用性.提出構(gòu)造適應(yīng)度函數(shù)并運(yùn)用二分迭代法法求解PDD模型的方法，并應(yīng)用于Y市實(shí)際管網(wǎng)，該模型能夠模擬供水管網(wǎng)漏失，從而更接近供水管網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行情況，可用于指導(dǎo)管網(wǎng)分區(qū)等.

2)供水管網(wǎng)建模過程中數(shù)據(jù)收集以及數(shù)據(jù)規(guī)范化錄入是工作量最大的部分，時(shí)長占整個(gè)過程的80%以上，這一步驟處理的好壞直接影響之后建模以及優(yōu)化的效率.實(shí)際工程中，可通過夜間最小流量對式(2)中各小區(qū)的α值進(jìn)行優(yōu)化，從而使漏失模型更加準(zhǔn)確.本文的PDD模型中的實(shí)際漏失是通過產(chǎn)銷差數(shù)據(jù)乘以系數(shù)得到，雖然可以控制漏失，這種方式與真實(shí)漏失依舊存在差距，建議可運(yùn)用水平衡表計(jì)算真實(shí)漏失，使模型更加精準(zhǔn).針對不同的管材和埋設(shè)條件等選擇不同的漏失系數(shù)，進(jìn)一步改進(jìn)一致漏損模型，會(huì)得到更加符合實(shí)際管網(wǎng)運(yùn)行工況的模型，這也正是致力研究的課題.

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Construction and application of PDD model considering leakage and water-users in water supply network

GAO Jinliang, YAO Fang, YE Jian

(School of Municipal and Environmental Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150090, China)

The whole water is assigned to each node according to the pipes’ length in micro-dynamic hydraulic model of water supply network. Traditional hydraulic model of water supply network ignored the category of nodes flow and distributed the total leakage to the network equally. To solve this problem, nodes flow of traditional hydraulic model were divided into water users’ consumption and water leakage, and the improved consistent leakage model distributed the leakage flow based on length and built the relationship between the leakage and pressure, then the pressure-driven nodes hydraulic mode (PDD) was finally established. The model was checked based on actual measuring point data, and reached the model checking standard. Based on the actual network data in Y city, the average leakage rate is calculated as well as the fitness function between water supply and actual water supply, then the leakage coefficient of the network model is achieved, and finally the leakage simulation based on pressure-driven nodes flow of the water supply is established. The results show that, the checked PDD model is in good agreement with the actual operation pressure of water supply network so that it can detect and evaluate the leakage control.

water supply network; traditional hydraulic model; PDD model; leakage simulation

10.11918/j.issn.0367-6234.2017.02.009

2015-11-07

國家自然科學(xué)基金(51278148)；國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)(2014ZX07405002);廣東省教育部產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項(xiàng)目(2011A090200040)

高金良(1971—)，男，副教授，碩士生導(dǎo)師

姚 芳，yaofang0525@163.com

TU991

A

0367-6234(2017)02-0049-05