D市多水源供水管网系统水源事故时优化调度研究(14)

哈尔滨工业大学硕士学位论文

网特性用水力平衡方程组描述，计算中多以节点流量为基础变量的一种管网水力模拟模型[15]。一般，按照管网的实际运行情况，以管网中全部管网组件（管段、阀门、水泵等）为模拟计算对象。本质上，供水管网水力计算是建立在质量连续性守恒、能量守恒和管段水头损失方程基础上的，联立描述管网元件的特性方程及边界条件等，求解各节点和管段的运行状态。目前主要的求解方法[16]有解节点方程、解环方程、解管段方程。其明显的优点是直接应用详细完整的管网信息数据库资料建模。

与宏观模型相比，微观模型对系统拓扑的变化和节点用水量模式的变化具有较强的适应性，它可以方便地得到所有管段、节点、水源的工况参数以及各时段的模拟工况。其模拟结果可得到所有节点和管段的信息。缺点是计算工作量大，计算时间较长，占用计算机内存较多。由于计算机技术的飞速发展，计算速度大大提高，再加上计算方法的进一步改善，管网微观模型越来越多的用于管网工况模拟计算。

1.2.1.3 简化水力模型

为简化管网模型，只选取管径较大的输水管段建立管网简化水力模型(Simplified model)，管径较小的配水管网就忽略，例如可以选取管径在DN200mm以上的管段建模。另外，为保证管网的连续性，或为保留较重要的连通输水管，可能还要补充另一些较小管径的管段加以补充。管段简化模型还可以对管段进行并联、串联处理，用一条当量管来替代实际中的两条或更多管段，重新求解管网方程。简化模型是对微观模型的一种简化表达，由于其经过简化会产生比较大的误差，在应用时，应仔细斟酌如何简化管网，并考虑简化模型是否与实际管网等效，是否在允许的误差范围内。

传统的供水管网水力模型基本上都是在供水系统正常供水的前提下建立的，其节点流量是按照用户的需水量给定的，故很难模拟多水源供水管网系统在某一水源事故下供水量不足的运行工况，不能适应本课题研究。针对该问题，本文需对传统的供水管网水力模型进行改进，使其能较好的模拟水源污染事故停水时的供水工况，为应急状态的优化调度创造条件。

1.2.2 供水系统优化调度研究进展

通过查阅大量国内外文献发现，很少有学者对某一水源突发污染事故下多水源供水系统的优化调度进行研究。本文主要介绍对供水系统在正常工况下的优化调度研究进展。

供水管网调度指的是基于管网水力模型建立的调度数学模型求解优化运行的