考虑水力条件变化的城市给水管网可靠性分析与研究

考虑水力条件变化的城市给水管网可靠性分析与研究

重庆大学

硕士学位论文

考虑水力条件变化的城市给水管网可靠性分析与研究

姓名：王力

申请学位级别：硕士

专业：市政工程

指导教师：王圃

20040420

考虑水力条件变化的城市给水管网可靠性分析与研究

重庆人学硕士学位论文中文摘要

摘要

给水管网是城市给水系统重要的组成部分，其可靠运作对于充分发挥整个给水系统的经济效益与社会效益有着举足轻重的作用。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，但是目前关于给水管网可靠性理论的研究却大多数都只是从管网发生单一的机械故障或水力故障的角度进行考虑，因而所建立的给水管网可靠度模型也就不能真实地反映城市给水管网实际供水的服务可靠性。

本文在前人研究成果的基础上，将城市给水管网的网络结构与水力条件相结合即把管网发生的机械故障和水力故障相结合，综合分析与研究城市给水管网各用水节点和管网系统的供水可靠性。主要工作与结论如下：

ｒ”本文基于给水管网的非线性水力模型，建立了适用于节点流量、管道粗糙系数和高位水池水位等管网水力条件随机变化的给水管网线性水力分析模型。与ＭｏｍｅＣａｒｌｏ水力模型对比分析得出：当管网水力条件变化较小时，采用本文建立的管网线性水力模型进行水力分析具有良好的效果。

（２）本文分两阶段建立了城市给水管网节点和管网系统的网络结构可靠度（狭义可靠度）和广义可靠度模型。第‘一阶段，根据管段组件可靠度和各管段在管网中相互联接的关系，采用管网故障状态水力模拟法建立了城市给水管网节点和管网系统的网络结构可靠度模型；第二阶段，结合已建的城市给水管网网络结构可靠度模型，考虑管网水力条件的变化建立了城市给水管网节点和管网系统的广义可靠度模型。通过这两个模型在实例中的应用对比分析得出：在评价某城市给水管网可靠性时，忽略管网水力条件的变化将会导致高估该城市给水管网的实际服务可靠性。

（３）在城市给水管网的网络结构形式固定不变的条件下，本文分析了管网水力条件的变化对节点和管网系统可靠性的影响。分析得出：管网水力条件的变化使节点和管网系统可靠性都降低。因此对于那些水力条件变化较大的城市给水管网，考虑水力条件的变化来评价管网可靠性对于正确地指导该管网的优化设计和改扩建工程有着十分重要的意义。

（４）本文分析了城市要求的最低供水压对节点和管网系统可靠性的影响。分析得出，准确地确定城市要求的最低供水压的值对于正确地评价该城市给水管网的实际供水可靠性有着重要的意义。

（５）本文最后文中将所得出的给水管网可靠性理论应用于实际工程中，取得了良好的工程效果。关键词：城市给水管网，可靠性，网络结构可靠度，广义可靠度，水力条件

考虑水力条件变化的城市给水管网可靠性分析与研究

重窒盔兰塑±兰复丝塞墓三｜三塑垂

ＡＢＳＴＲＡＣＴ

Ｕｒｂａｎｗａｔｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｉｓ

ｉｔｓｒｅｌｉａｂｉｌｉ移ｈａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆｗａｔｅｒ－ｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍ．Ａｎｄｓｏｃｉａｌａｎｄｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅ

ａｓａｏｉｌｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔｓｏｆｔｈｅｗａｔｅｒ－ｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍ

ａｒｅｗｈｏｌｅ。Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｆａｉｌｕｒｅａｎｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｆａｉｌｕｒｅｏｎｔｗｏｋｅｙｆａｃｔｏｒｓｔｈａｔｉｍｐａｃｔｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｗａｔｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ．Ｂｕｔｔｏｄａｔｅｔｈｅｍｏｓｔｒｅｓｅａｒｃｈｈａｓｆｏｃｕｓｅｄ

ｏｒｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙａｓｐｅｃｔｓａｒｉｓｉｎｇｆｒｏｍｓｏｌｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｆａｉｌｕｒｅｏｎｆｒｏｍｓｏｌｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｆａｉｌｕｒｅ，ｓｏｔｈｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｍｏｄｅｌｓｗａｔｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓｙｓｔｅｍｃａｎ’ｔｔｒｕｌｙｒｅｆｌｅｃｔｐｒａｃｔｉｃａｌｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｒｅａｌｉｓｔｉｃｗａｔｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓｙｓｔｅｍ．

Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇａｃｈｉｅｖｅｍｅｎｔｓ，ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｅ

ｂｙｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｗａｔｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ

ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｌａｙｏｕｔｏｆｎｅｔｗｏｒｋｗｉｔｈｕｎｃｅｒｔａｉｎｔｉｅｓｏｆｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃ

ｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｃａｌｆａｉｌｕｒｅｗｉｔｈｈｙｄｒａｕｌｉｃｓｙｓｔｅｍｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．ｎａｍｅｌｙａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｆａｉｌｕｒｅ．Ｄｅｔａｉｌｅｄｗｏｒｋｍａｊｏｒｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎ

（１）Ｂａｓｅｄｏｎａｒｅａｓｆｏｌｌｏｗｓ：ｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｈｙｄｒａｕｌｉｃｍｏｄｅｌｏｆｗａｔｅｒｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋ，ｔｈｅｌｉｎｅａｒ

ｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｆｏｒｈｙｄｒａｕｌｉｃｍｏｄｅｌａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅ

ｔｈｅｎｏｄａｌｗａｔｅｒｄｉｓｔｉｌｂｕｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｕｎｄｅｒｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｓｏａｓｄｅｍａｎｄｓ，ｐｉｐｅ

ｗｉｔｈｒｏｕｇｈｎｅｓｓｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓａｎｄｒｅｓｅｒｖｏｉｒｌｅｖｅｌｓｃｈａｎｇｅａｔｒａｎｄｏｍ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ

ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏｍｏｄｅｌ，ｉｔｉｓｆｏｕｎｄｅｄｔｈａｔｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｌｉｎｅａｒｈｙｄｍｕｌｉｃｍｏｄｅｌｉｓｖｅｒｙｇｏｏｄｆｏｒｓｉｔｕａｔｉｏｎｓｉｎｖｏｌｖｉｎｇｓｍａｌｌｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙｉｎｔｈｅｎｏｄａｌｄｅｍａｎｄｓ，ｐｉｐｅｒｏｕｇｈｎｅｓｓｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓａｎｄｒｅｓｅｒｖｏｉｒｌｅｖｅｌｓ．

（２）Ｔｈｅｍｏｄｅｌｓｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｎｏｄａｌａｎｄｓｙｓｔｅｍｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ

ｏｆｗａｔｅｒｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｉｅｓ（ｎａｌＴＯＷｎｅｔｗｏｒｋａｒｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｉｅｓ）ａｎｄｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｉｅｓ

ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｔｈｒｏｌ：ｌ曲ｔｗｏｓｔａｇｅｓｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｅａｃｈｏｔｈｅｒ．Ｔｈｅｆｉｓｔｓｔａｇｅ，ｔｈｅｍｏｄｅｌｆｏｒｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｎｏｄａｌａｎｄｓｙｓｔｅｍｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｉｅｓｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｔｈｒｏｕｇｈｐｉｐｅａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙａｎｄｌａｙｏｕｔｏｆｎｅｔｗｏｒｋｂｙｓｉｍｕｌａｔｉｎｇｆａｉｌｕｒｅｏｆｓｉｎｇｌｅ

ｎｏｄａｌｐｉｐｅ．Ｔｈｅｓｅｃｏｎｄｓｔａｇｅ，ｂ …… 此处隐藏：15237字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……