构建供水管道内径变化特征模型,能够对管道内壁腐蚀或阻塞快速定位,对管道当前壁厚状态起到预警作用。管道内壁腐蚀导致供水管道承压能力下降,内壁阻塞导致供水管道输水能力下降。通过管道实验对构建内径特征变化模型进行验证。基于瞬变流求解连续方程和运动方程,构建管道内径评估频域响应模型。频域响应方程包含管道基本信息、边界条件和管道内径变化特征信息。通过获取瞬变压力信号频域曲线,可以对管道基本元素进行反问题优化求解。考虑稳态摩擦和非稳态摩擦对频域响应函数共振峰振幅和位置影响,摩擦仅仅影响共振峰振幅,对共振峰位置偏移没有影响。分析摩擦对共振峰影响基础上,通过理论推导和实验验证方式进行3方面研究:(1)建立频域响应压力(h)和峰值数目(m)关系,相角绝对值除以?即可计算管道内径特征变化位置。(2)推导共振峰偏移程度??rf和管道内径改变长度之间关系,同时研究发现阀门周期性扰动频率越高,管道内径改变长度评估越准确。(3)共振峰峰值偏移是关于管道内径改变程度增函数(管道壁厚)。通过共振峰偏移最大值对管道壁厚改变程度进行评估。当阀门关闭的相对频率?(r)<2/t0r(线性关闭时间),阀门线性关闭近似等于阀门瞬间关闭。建立管道末端阀门线性关闭频域响应函数为目标函数,目标函数包含管道内径变化位置和内径变化程度(壁厚)两组未知变量。结合阀门周期性扰动频域响应函数,两种阀门关闭方法对管道内径连续变化进行评估。通过遗传算法进行优化求解,阀门周期性扰动求解误差小于阀门线性关闭,但评估误差均小于4%。考虑管道边界条件扰动对管道内径特征优化求解影响,只要选取求解的频率范围避开上游边界条件扰动造成频域响应函数畸变的位置(扰动频率2倍位置),仍然能够获得管道内径特征评估精确解。建立时频谱分析方法对管道内径变化特征动态研究。通过经验模态分解对采集管道内径特征变化的压力信号进行降噪和分解为模态信号,模态信号进行希尔伯特变换获得管道内径特征变化时频谱,基于校核后管道波速和内径特征畸变时间,对管道特征变化进行定位。