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给水管网系统是现代化城市赖以生存和发展的基础设施之一,其运行可靠与否直接影响着整个给水系统的经济效益与社会效益。对给水管网系统进行可靠性评估,找出其薄弱环节,有利于管网系统的维护和改造或用于设计方案之间的比较。管网发生机械故障和水力故障是影响城市给水管网供水可靠性的两个主要因素,为此本文将管网的机械故障与水力故障相结合,在基于图论的管网水力分析的基础上,综合分析研究给水管网的管段风险值和节点可靠度,并建立了相关的可靠性评价指标。 图论是分析复杂管网拓扑结构的有力工具。在给水管网的稳态水力计算中,本文应用图论将管网的结构特性用基本关联矩阵和基本回路矩阵表示,构造出矩阵型式的定解方程组,并在此基础上通过矩阵理论应用Mtalab软件编制相关程序进行求解。针对管网故障的情况,本文提出了管段“拟动态”故障的概念。通过分析“拟动态”故障对管网拓扑结构的影响,在稳态水力计算的基础上,建立了基于图论的拟动态故障下的给水管网水力计算模型。 给水管网不同管段出现故障对管网各节点可靠性的影响不尽相同。本文通过拟动态故障的水力计算,得到了不同管段故障下管网各节点水压的变化情况,并以此为基础利用可靠性的相关概念建立了管段风险值和管网节点可靠性的评价体系,最后通过加权平均的方法建立了整体管网的可靠度指标。 分区供水是给水管网改造的一个趋势,可以提高供水的可靠度。本文通过对大型单定压节点给水管网和改造后的分区供水管网进行了可靠度计算,验证了本文可靠性指标体系的正确性。