供水管网中余氯浓度过高会产生异味和消毒副产物,过低易发生二次污染影响水质安全,因此余氯浓度的监测与控制具有重要意义。通过供水管网余氯衰减模型的研究与应用,建立更为精确的水质模型,模拟供水管网运行过程中余氯浓度的变化情况,模拟结果可为供水管网的水质安全管理提供依据。主体水氯衰减模型中一级模型由于计算简单、参数少、拟合效果较好而被广泛应用于水质模拟,但主体水模型的准确性仍有较大的提升空间。最近几年,余氯衰减变反应速率思想涌现,并对此开展了大量研究,其中,代表性的变速率系数氯衰减模型(Variable Rate Coefficient Model,简称VRC模型)具有准确性高、可靠性好等优势,但VRC模型由于参数过多、结构复杂,未能在供水管网水质模拟中进行应用。考虑到一级模型和VRC模型各自的优势和不足,结合一级模型和VRC模型的建立思路,提出了主体水余氯衰减单参数变反应速率模型(Single Parameter Variable Rate Coefficient Model,简称SPVRC模型)。该模型中,总反应系数与氯反应物浓度视为整体变量,定义该变量为新的反应系数K。温度恒定时,K仅与氯反应物的浓度有关,建立K与氯反应物消耗量的数学表达式,K的衰减是连续且随时间逐渐减小的。模型仅含一个参数K0,通过Arrhenius关系式建立SPVRC模型参数与温度的关系,并提出二次加氯和水体混合过程中,参数计算和模型调整的方法。设计在不同温度、二次加氯、水体混合情况下的余氯衰减实验,将SPVRC模型用于实验数据的拟合分析,通过拟合优度R2、和方差SSE及标准误差RMSE评估准确性,拟合结果显示,SPVRC模型的对多种情况下的余氯衰减均具有较高的准确性。相比于其他主体水余氯衰减模型,SPVRC模型在以下方面更具优势:采用氯反应物浓度消耗量来表示反应进行程度,并通过数学关系建立其与反应速率系数的关系,在二次加氯发生时,氯反应物浓度消耗量不发生突变,计算过程更加简便;SPVRC模型提出了水样混合的余氯浓度衰减规律的模拟方法,用Arrhenius建立了模型参数与温度的关系,提高了模型的适用性;模型仅含有一个参数,且能反映出反应过程中氯反应物整体活性衰减的规律,使模型既具有简便性又保证了准确性,为后续在epanet中的应用奠定了基础;模型的初始氯浓度采用氯投加量比上水样体积计算的理论值,而非为提高模型适用性计算的最优值,减轻了模拟过程工作量。