供水管網水力模型的更新維護

時間：2007-03-21  來源：  作者：  下載次數：

許多水司投入大量的人力、物力、財力，摸清城市給水管網的拓撲關系、管徑、管材等基礎數據，建立起供水管網地理信息系統，通過營業收費系統掌握城市用水量的分布情況，并在兩者基礎上建立了城市供水管網微觀模型。在建立滿足預期精度標準的供水管網模型之后，水司開始利用其進行管網規劃、輔助調度等工作。但是，隨著運行時間的推移，管網模型的模擬值與SCADA系統的實測值的差別逐漸增大，嚴重時甚至無法滿足實際應用的需要，倘若在此基礎上再進行管網調度、改擴建等工作，可能引發爆管、低水壓的事故。究其原因，管網微觀模型未能及時跟上城市管網的發展是主要原因。

1.模型更新的重要性

隨著計算機技術、優化方法和控制理論的發展，國內外對有關管網的課題進行了深入研究。管網建模自九十年代引入到我國后，已得到自來水公司的認可，一些自來水公司已經擁有了不同層次的管網微觀模型。但是，管網模型建設成功的水司不多，模型建立后能指導生產并維護更新的更少之又少。有的由于是缺乏詳實、準確的基礎資料和現場數據，有的是由于缺乏有力的技術支持，有的對模型使用過程的中出現的諸多問題不能提出適合自己實際情況的解決方案。上世紀90年代初投入大量人力、財力建設的某些供水管網模型由于更新維護等諸多原因已無法使用，徹底廢棄。因此，對管網模型進行及時、有效的維護，既是管網水力模型得以長期、高效地應用于供水管網運行管理的保證，也是對水司前期投資的最大程度的保護。

給水管網建模中，初步建立的模型難以完全符合實際情況，必須進行修正使其逐步接近實際，滿足使用精度。實踐證明，成功的管網水力模型（指模型精度達到預期標準），可以完成管網規劃、離線水力模擬、在線水力模擬、輔助調度等多項功能，但隨著城市發展、管網改擴建、工業調整等原因，管網模型精度會有所降低，其模擬的管網狀態與實際管網中監測點的測量值之間的誤差逐步加大，不能完全反應實際管網的運行狀態。佛山市供水管網模型在不同時間的模擬精度如下表：

表1   不同時間管網模型精度比較

2.模型精度降低的原因分析

管網模型精度一般受下面這些參數的影響：

管網拓撲結構變化

管線粗糙系數變化

水泵特性曲線變化

用水量空間分布變化

用水量時間分布變化（用水模式變化）

引發上述變化的原因都對管網模型精度產生或多或少的影響。如城市發展，舊城改造，產業布局改變會帶來用水量空間分布上的變化從而影響管網模型精度。上世紀90年代末的國有企業改造，就曾經使一些以工業用水為主的城市用水量急劇下滑；企業的技術改造，水的復用率提高也造成用水量大幅度下降，從而也影響管網模型。總而言之，管網模型模擬精度下降的原因包括：

城市擴展，新建道路造成管網拓撲結構變化。如鎮江市供水管網從2001年至2004年改擴建DN200mm及以上管線長度超過60km，占鎮江市DN200mm以上管線的四分之一，如此大的變化對整個城市供水管網的運行狀態影響是非常顯著的；

工業商業發展，人口增加，也對用水量的空間分布產生影響；

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