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我国给水行业管理水平落后,给水系统的电耗、药耗浪费严重,给水管网的漏失惊人。建立城市给水管网模型与优化调度系统是提高行业管理水平,解决上述问题的重要手段之一。但是在给水管网建模的过程中,存在基础数据不足,模型涉及的基础参数不详实等难题。并由此导致模型精度差,日常维护难。本研究正是在这一背景下提出的。从管网水力计算的三个基本方程出发,提出三个给水管网系统建模基础参数——用水量变化曲线、管道阻力系数、阀门阻力系数,结合“哈尔滨市供水管网数字化管理与优化分析系统”项目,以实测为基础,对三个基础参数开展了系统研究。 本研究将哈尔滨工业大学给排水系统研究所自主开发的Logger用于用水量变化规律实测中,获得了大量实时反映用水量变化情况的数据。通过筛分、光滑方法剔出不可信采样点,得到用户用水量变化数据。聚类分析可以判别不同用户用水量变化所属类别以及同一用户不同日用水量变化所属类别。在此基础上,模拟出了不同用户的时用水量变化曲线。 “生长环”的形成以及给水管网自身的特点,使实测管道阻力成为管网建模中的一个难题。“二点法”、“四点法”巧妙的解决了这一难题。但是笔者在实测的过程中却发现,由于测试手段的缺陷,使该方法不可避免的存在不足。对此,本研究通过改造设备和使用阻力 Logger,完善了“四点法”。通过在哈尔滨的现场实测,对比了两种方法的优缺点。 出于调节流量和压力的需要,给水管网中一些阀门,尤其是关键控制性阀门处于半开甚至全闭状态。由此产生的局部水头损失会引起管网模型计算的较大误差,但实现中又缺少这方面的资料。本研究针对这个问题,在分析现有阀门性能指标的基础上,提出阀门比阻的概念。阀门比阻反映了阀门对水流的阻碍性能,而且更方便的用于管网水力计算中。在实验测试的基础上,通过数学分析,建立了 DN100、DN150闸阀几何相对开度 k与阀门阻力系数S之间的数学模型。 三个基础参数的实测与分析结果,为管网模型建立提供了重要依据。也为今后同类工作的开展提供了有价值的参考。