郑州市供水管网数学模拟系统的建立及其应用研究.pdfVIP

郑州市供水管网数学模拟系统的建立及其应用研究 1 1 2 施东文 李固巧 杨正宇 郑州市自来水公司 摘要：本文以郑州市供水管网的数学建模为例，阐述了管网建模的基本方法。并且以管网管 理评估和爆管突发事件的应急调度管理为例，探讨了如何运用管网模拟系统来进行辅助决 策，并对模型的改进及维护提出了建议。 关键词：供水管网 水力模拟 MIKE NET 预案分析 Setup of Water Distribution Network Model in Zhengzhou and Its Application Study Shi Dongwen Li Guqiao Yang Zhengyu Abstract: This paper takes the mathematical model setup for the water distribution network in Zhengzhou as an example. The basic methodology is described 。 The model is also used as a tool in DSS (Decision Support System) to help to evaluate the operation of distribution network and handle an emergency incident—pipe burst. Suggestions are also provided to maintain and improve the model. Key words: Water distribution network Hydraulic modelling MIKE NET Scenario Analysis 1． 引言 郑州市自来水公司目前设计日供水能力为 107万立方米，供水面积 262平方公里，管网长度 1610 公里。目前有柿园水厂、石佛水厂、东周水厂、白庙水厂等 4 个水厂。随着中国经济 的持续的发展，郑州作为中原的重要城市，城市供水管网面临着新的挑战，主要表现为郑州 给水管网的改扩建和如何对于整个管网进行科学的管理。郑州市的管网改扩建主要是由于郑 州市新区的开发和原有管网的老化引起的，原有的部分给水设备的调度的不科学性，原有管 段的规划的不合理性造成了一些管网管理上面的问题。长期以来，郑州市供水管网的日常管 理(主要指泵站调度，管网的维护，应急预案的建立)主要是凭借经验，而不是建立在科学的 理论体系之上。 目前，世界上先进国家的自来水公司都已经逐步完善了供水管网的科学管理系统，而建立供 水管网数学模拟系统是建立科学管理系统的核心部分之一。为了提高管理水平和供水安全 性，郑州自来水公司开始建立供水管网数学模型，采用了丹麦水利研究院 DHI 的供水管网数 学模拟软件 MIKE NET,主要用于给水管网规划分析，优化现有的给水设施和管网，规划新给 水设施，为郑州市供水系统的改扩建提供宏观的、总体的分析策略。同时通过对供水系统的 日常管理、维护和更新的活动分析，提供科学的操作管理方法，为区域性的给水管网规划、 设计和更新的优先性评估提供科学依据。为突发事故（如爆管）提供应急预案选择。 2 ． 供水模型的建立 2 ．1 数据的准备和录入 根据管网模型建立的要求，对所需要的数据进行了收集，主要包括 1：1000 的地形图，管网 图和水源，水泵，阀门的基础资料。这些构成了管网数学模型的基本元素，需要对这些信息 进行处理，如管段的合并和舍取。事实证明，在没有 GIS 系统的情况下，对这些数据的整 理和录入需要很大的工作量，也需要技术和经验的配合。由于供水管道的粗糙度没有进行实 测，根据管道的材质和管龄对粗糙度进行了赋值。水厂水泵的参数采用铭牌上面的参数，包 括流量和扬程。 在管网建模中需要对总的用水量的分配，本项目研究把用水类型划分为综合、居民、三班制 工业企业、二班制工业企业、一班制工业企业、服务业、行政办公、学校、医院计九种类型。 并于 2001 年进行了用水量变化曲线的现场测试。通过连续测定特定的、有代表意义的用户，