供水管网水力模型的更新维护

时间：2007-03-21  来源：  作者：  下载次数：

许多水司投入大量的人力、物力、财力，摸清城市给水管网的拓扑关系、管径、管材等基础数据，建立起供水管网地理信息系统，通过营业收费系统掌握城市用水量的分布情况，并在两者基础上建立了城市供水管网微观模型。在建立满足预期精度标准的供水管网模型之后，水司开始利用其进行管网规划、辅助调度等工作。但是，随着运行时间的推移，管网模型的模拟值与SCADA系统的实测值的差别逐渐增大，严重时甚至无法满足实际应用的需要，倘若在此基础上再进行管网调度、改扩建等工作，可能引发爆管、低水压的事故。究其原因，管网微观模型未能及时跟上城市管网的发展是主要原因。

1.模型更新的重要性

随着计算机技术、优化方法和控制理论的发展，国内外对有关管网的课题进行了深入研究。管网建模自九十年代引入到我国后，已得到自来水公司的认可，一些自来水公司已经拥有了不同层次的管网微观模型。但是，管网模型建设成功的水司不多，模型建立后能指导生产并维护更新的更少之又少。有的由于是缺乏详实、准确的基础资料和现场数据，有的是由于缺乏有力的技术支持，有的对模型使用过程的中出现的诸多问题不能提出适合自己实际情况的解决方案。上世纪90年代初投入大量人力、财力建设的某些供水管网模型由于更新维护等诸多原因已无法使用，彻底废弃。因此，对管网模型进行及时、有效的维护，既是管网水力模型得以长期、高效地应用于供水管网运行管理的保证，也是对水司前期投资的最大程度的保护。

给水管网建模中，初步建立的模型难以完全符合实际情况，必须进行修正使其逐步接近实际，满足使用精度。实践证明，成功的管网水力模型（指模型精度达到预期标准），可以完成管网规划、离线水力模拟、在线水力模拟、辅助调度等多项功能，但随着城市发展、管网改扩建、工业调整等原因，管网模型精度会有所降低，其模拟的管网状态与实际管网中监测点的测量值之间的误差逐步加大，不能完全反应实际管网的运行状态。佛山市供水管网模型在不同时间的模拟精度如下表：

表1   不同时间管网模型精度比较

2.模型精度降低的原因分析

管网模型精度一般受下面这些参数的影响：

管网拓扑结构变化

管线粗糙系数变化

水泵特性曲线变化

用水量空间分布变化

用水量时间分布变化（用水模式变化）

引发上述变化的原因都对管网模型精度产生或多或少的影响。如城市发展，旧城改造，产业布局改变会带来用水量空间分布上的变化从而影响管网模型精度。上世纪90年代末的国有企业改造，就曾经使一些以工业用水为主的城市用水量急剧下滑；企业的技术改造，水的复用率提高也造成用水量大幅度下降，从而也影响管网模型。总而言之，管网模型模拟精度下降的原因包括：

城市扩展，新建道路造成管网拓扑结构变化。如镇江市供水管网从2001年至2004年改扩建DN200mm及以上管线长度超过60km，占镇江市DN200mm以上管线的四分之一，如此大的变化对整个城市供水管网的运行状态影响是非常显著的；

工业商业发展，人口增加，也对用水量的空间分布产生影响；

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