烟台开发区供水系统模拟及应用研究.pdf

烟台开发区供水系统模拟及应甩研究 袁一星邓汇魏希柱劳学竞 哈尔滨工业大学给排水系统研究室 陈太礼李波 烟台开发区自来水公司 摘要：在供水系统建模过程中，模糊参数以及校核参数的精确程度直接决定了模型的准 确性以及适用性。长期以来，这些参数的准确获取问题一直困扰着建模人员。针对这一问题， 哈工大给排水系统教研室自行开发的智能仪器设备，在烟台地区进行了现场实测，获取了大 量的准确数据，建立起准确的系统模型；同时结合遥测、调监系统在线反馈的信息，将模型 真正应用于供水系统的日常运行管理，实现了供水系统的优化。 关键词：供水系统 现场实测 动态模拟 在线反馈 优化调度 1．背景介绍 作为一个发展中国家，中国的经济技术条件决定了中国中小城镇的供水特点：管网多成 环状；生产、生活与消防共用一套给水系统；管材以铸铁管为主；而且开发区滚动发展，水 量用户增加迅速，管网逐年扩建，使得实际工况与设计工况差异很大。种种特点导致了管网 结构复杂、规模庞大、随机性强、运行控制目标多样化。要对这样一个系统实现科学管理， 必须建立管网模型，进行仿真计算，模拟管网的实际运行工况，为优化调度、改扩建发展提 供依据。在此，选取烟台开发区作为中国典型的小城镇进行建模研究。 1．1烟台开发区供水现状 烟台开发区规划面积45平方公里，现有人口5万，企业866家。现有水源由成品水水 源(两个)和地下井群(两处共ll眼井)两部分构成，管网总长度约100千米，是一个规模 较小、布局整齐、规划良好的发展中给水系统。 目前开发区供水主要存在如下问题： (1)供水量明显不足、供需矛盾突出：由于水资源紧张，造成需水量大于供水量，这在 2000--2001年的大早中表现的尤为明显。 (2)管理模式落后。供水控制能力低：利用人工经验进行管理．对宝贵的水资源不能根 据实际用水情况进行优化分配。 (3)海水倒灌，影响水质：由于过度的抽取地下水，容易引起海水倒灌，污染井水，影 响管网水质，腐蚀管道设施。 1．2系统建模概述 国外在管网建模方面起步于60年代，80年代随着计算机及相应技术的发展、遥测远传 设备费用的下降，管网建模进入了实用化阶段，而在中国国内仅在个别城市实现。管网建模 包括宏观模型、微观模型、简化模型和集结模型，根据不同的使用目的，采用不同的模型。 ——299—— 烟台开发区给水系统模型为简化模型，实现了供水管网信息的查询显示、现状分析、事故处 理分析、实用优化改扩建、优化调度、水质分析等。 供水系统模型必须准确模拟供水管网系统的静态、动态信息，包括管网图形、属性、参 数以及各种状态信息。对模型初步建立后，再利用实地测量的精确数据，进行反复的校核， 以保证模型的准确性．再现供水系统各种状态。烟台开发区供水系统模型的建立，采用如下 的技术流程图(如图1)。 管嘲嗍彤模拟：管潮 、附件、地理 I坚望!釜垒I —一一～一一位状 型甄排 鬟墓薹纛舞淼}|匪委噩噩丑上◆≤孽≥多_篷 玎l 、 篓{|l耋蒌嚣番卜匪蚕亘蚕E|i‘≤看一 水 供廊、泵 水度清的 流念、m池]毫； 特控户水而 模制婀位锻拟阀水、姒 ：门情调幢总开况速≈ 大J--允许谡粒 模型调整 2．烟台开发区供水系统模型的建立 2．1建立图文属性数据库 为了保证模型的准确性，独立开发了具有以下特点的专用给水管网图纸录入程序： 1) 功能适用于中国特有的管网图纸； 2) 图文混录，介面友好； 3) 支持三种录入格式：数字化仪：鼠标，规划坐标(x。Y) 4) 自动拼接、查错 应用该程序，在收集