水力模型在海宁供水管网运行管理系统中地应用
水力模型在供水管网规划中的应用
E工 业 园 区的用水 供 给 。同时 在该 管道 上 b处接 出 水 需求 。 在 E、 F工 业 园区交界处 a , 由D N8 0 0管 道上 分 D、
为验 证 管 网规 划 是 否合 理 。 按 照 规 划 方案 进 行 模 模 拟 结果显 示 , 各工 业 园 区水 量划 . 到 2 0 1 7年 年底 , A、 C工 业 拟 各工 业 园 区供 水 管道及 模 拟压 力如 表 1 所示 。
关键词 : 管 网规 划 ; 水力模型 ; 模 型 应 用
中 图分 类 号 : T U 9 9 1 . O 1 文献标志码 : B 文章编号 : 1 0 0 9 — 7 7 6 7 ( 2 0 1 4 ) 0 6 — 0 1 0 1 — 0 2
Appl i c a t i o n o f Hy dr a ul i c M o d e l i n W a t e r S upp l y Ne t wo r k Pl a nn i ng
3 . 天 津 自来 水 集 团有 限 公 司 . 天津 3 0 0 0 4 0 )
摘 要 : 为 验 证 A 市某 新 建 T 业 区供 水 管 网 规 划 是 否 合 理 , 利 用 管 网水 力 模 型 对 其 管 网 运 行 状 态 进 行 了 模 拟 。结 果 表
明, 规划 管 网压 力 不 能满 足 工 业 区最 低 压 力 要 求 。 通 过 分 析 管 网 中存 在 的 问题 , 制 定 了具 有 针 对性 的 改 造方 案 , 并 利 用 水 力 模 型 验 证 了改 造 方 案 的 可 行 性 。 水 力 模 型 的应 用 提 高 了供 水 管 网规 划 的安 全 可 靠 性 和 信 息 化 水 平 。
水力模型在智慧供水系统中的应用
水力模型在智慧供水系统中的应用1. 智慧供水系统概述智慧供水系统是基于信息技术的智能化水务管理系统,它通过网络化的传感器、监测设备和数据分析平台,实现了对供水管网、水质、水压等信息的实时监测和分析。
智慧供水系统可以提供准确的供水预测、管网健康状态分析、节水用水建议等功能,为城市水务管理部门提供了强大的决策支持和运行控制能力。
智慧供水系统的建设需要综合运用包括水力模型在内的一系列技术手段,其中水力模型是智慧供水系统的核心组成部分之一。
水力模型是利用数学模型描述供水管网水压、流量、水质等物理特性的工具,通过对供水系统进行仿真和优化,为智慧供水系统的监测、调控和决策提供了重要的技术支持。
2.1 供水管网设计和规划在智慧供水系统的建设初期,水力模型可以用于供水管网的设计和规划。
通过对城市供水系统的地理信息、管网结构、水源和水质等数据进行建模和分析,可以有效评估管网的可靠性、安全性和运行效率,为供水系统的设计和规划提供科学依据。
通过水力模型,可以对供水管网进行仿真、优化设计,提高供水系统的运行效率和抗灾能力。
2.2 管网运行状态监测2.3 供水系统优化和管理2.4 紧急事件应对和决策支持智慧供水系统结合水力模型的技术手段,能够对管网发生的紧急事件进行快速响应和决策支持。
在供水系统出现故障或水质问题时,水力模型可以通过实时仿真和数据分析,提供对应的处理建议和控制策略,帮助水务管理部门迅速做出决策,减少损失和影响。
3. 水力模型在智慧供水系统中的发展趋势随着智慧供水系统的不断发展,水力模型在其应用中也面临着一些新的挑战和发展机遇。
未来,水力模型在智慧供水系统中的应用将呈现以下几个发展趋势:3.1 高精度化未来,水力模型在智慧供水系统中的应用将不断追求高精度化。
随着传感器和监测设备技术的不断进步,智慧供水系统可以获取更加精准的供水管网数据,水力模型可以利用这些数据进行更精确的仿真和预测,提高供水系统的运行效率和安全性。
供水管网水力模型在管网管理中的应用
验为指导,设 计 方 法 过 于 通 用 化 ,设 计 工 具 相 对 陈
水 管 网 水 力 模 型 软 件 的 开 发 [1]。该 软 件 采 用 “混 合
旧 ,难以对整个供水管网进行综合性统筹考虑,以致
节点一环”法 ,构建给定时间点管网水力状态的流量
或 是 设 计 方 案 过 于 保 守 ,造 成 了 不 必 要 的 超 前 投 资
2 . 1 管网规划设计与改扩建
同时,在 管 网 地 理 信 息 系 统 (GIS)管理平台的
管网规划设计与改扩建是城市供水管网设计的
基础上,采用可视化高级编程语言Visual C # ,集成
重 要 组 成 部 分 。传 统 的 规 划 改 造 多 以 设 计 手 册 和 经
EPA N ET实现水力分析功能,完成了基于G IS 的供
功 能 上 更 符 合 国 内 水 司 使 用 需 求 和 习 惯 ,在 运 算 速
规 划 设 计 是 最 为 有 效 的 途 径 ,《给 水 排 水 设 计 手
度方面也有所提升。
册 》[3]中 也 提 出 了 利 用 管 网 模 型 进 行 管 网 规 划 的
建议。
在 实 际 应 用 中 ,相 关 人 员 可 以 通 过 将 规 划 方 案
water supply networks in pipe network management[J], Water Wastewater Engineering,
2021,47(6):138-143.
Application of hydraulic model of water supply networks in pipe network management
完成管网拓扑简化、用 水 模 式 建 立 、水量分配、水厂
水力模型在智慧供水系统中的应用
水力模型在智慧供水系统中的应用水力模型是一种运用水力学原理和相关模型进行模拟的工具,用于研究和优化水力系统运行的方法。
在智慧供水系统中,水力模型具有广泛的应用。
以下将介绍水力模型在智慧供水系统中的几种常见应用。
水力模型可用于优化供水管网的设计和规划。
通过建立供水管网水力模型,可以模拟网络中水流的分布情况,预测不同供水压力下的水流速度和管网水力状态,从而找出现有网络的不足之处,提出改进建议。
在新建供水管网时,可以通过模型模拟不同管径、管材和布置方式下的水流情况,选择最优方案。
通过模型还可以评估扩建或更新现有管网的效果,以满足城市发展和人口增长的需求。
水力模型可以用于优化智慧供水系统的调度和控制。
智慧供水系统通常由多个调压站、泵站和储水池等组成,这些设施的运行需要精确的控制和调度。
水力模型可以模拟不同工作条件下的供水设施的运行情况,预测供水压力和流量的变化,帮助决策者合理安排设备的开关和调节,优化供水系统的运行效率。
在高峰时段,可以利用模型分析不同设备工作方式下的供水能力和消耗情况,制定最佳调度策略,确保供水系统正常运行。
水力模型还能够用于供水系统的故障诊断和维护。
供水系统中可能会出现管道破裂、设备故障等问题,影响供水的稳定性和效率。
水力模型可以通过计算和对比实际观测值和模型模拟结果,发现供水系统中的异常情况,并帮助定位故障的具体位置。
模型还可以模拟故障发生后供水系统的运行情况,预测故障对供水能力的影响,提供维修和应急处理建议,减少故障对供水系统的影响。
水力模型还可以用于供水系统的长期规划和预测。
通过模型对供水系统的水流、压力、供水能力等进行长期模拟,可以为未来的供水系统规划和市场需求预测提供参考。
模型可以分析城市人口增长趋势、用水需求变化等因素,预测未来供水系统的扩建容量和设备布置,帮助决策者做出科学合理的决策。
水力模型在智慧供水系统中具有重要的应用价值,可以帮助优化供水系统的设计、规划、调度和维护,提高供水系统的效率和可靠性,满足人们对高质量供水的需求。
城市供水调度工作中供水管网水力模型系统的应用
在对相关情况进行系统化分析后,要整合有效的监督管理工作,充分发挥供水管网水力模型系统的价值和优势[6]。建立相关系统就是为了有效整合供水调度和生产资源,提高工程操作管理水平,避免系统运行过程中调度操作和决策的盲目性,借助水力模型的应用和管控,能在解决管网系统运行情况的同时,保证调度工作能按照标准化流程有序进行,维护调度工作决策支持系统的基本水平。
[9]高全超.城市供水管网漏损区判定及漏损量估计的研究[D].太原理工大学,2014.
[3]梁景洪.浅谈供水调度SCADA系统在城市供水网点中的运用[J].城市建设理论研究,2014(12):121-122.
[4]朱彬.数据驱动的城市供水管网水压传递建模及天级需水量预报[D].上海交通大学,2015.
[5]王兴涉.利用压力采集系统科学调度城市供水[C].中国城镇供水排水协会设备材料工作委员会第三届调度监测、自动控制设备技术应用研讨会论文集.2013:35-42.
第三,拓展应用效果,要从传统管理理念中跳脱出来,确保拓展和应用的简单化工作能满足B/S系统,践行应用流程的简化要求,保证相关数据的完整性,也能为供水调度智能化决策提供保障。要建立模型的在线模拟机制,主要是应用离线静态和动态模型,能满足实时运行的所有需求,只有在GIS系统推进作用下,才能维护供水调度工作的完整性和成熟度[9]。
关键词:城市;供水调度;供水管网;水力模型系统;应用
行过程中的供水水压、水量以及水质不受到外界影响,在实际操作工作开始前,要对边界阀门进行操作处理,利用模型模拟完全关闭以及打开的工况参数,以保证供水调度工作运行效率。
(一)模型录入
在供水管网水力模型系统应用体系中,数据录入是最基本的要求,要对模型中的相关数据进行定位处理,整合其实际运行效率,结合阀门的阀门卡位置对GIS系统中的坐标予以判定,建立基础性定位模型,见图三。相关部门结合工况运行数据和相关信息,维护数据更新和数据处理效果,尤其是对水泵开关以及水池水位等基础信息进行整合以及处理,从而完善数据管理结构[4]。
水力模型在智慧供水系统中的应用
水力模型在智慧供水系统中的应用作者:吕达昕来源:《中国新技术新产品》2019年第16期摘; 要:该文介绍了城市供水系统如何通过水力数学模型的智能分析能力,实现城市供水的高效规划和管理。
以水力数学模型为基础及核心,综合运用各类数据挖掘技术,可以从历史积累的海量运营数据中识别并提取出更具价值的信息,更可结合供水系统外的其他领域数据信息进行更广泛层面的数据挖掘分析,进而为管理决策提供更多依据。
关键词:供水系统;水力模型;智慧供水中图分类号:TU991; ; 文献标志码:A0 前言供水管网是城市中一类大规模的网络系统,服务于成百上千用户。
当直接对供水网管进行改变,或者管线内的水质发生变化时,将产生极高的成本,且会对公众的用水和健康有巨大隐患。
供水管网的水力建模,将真实的供水管网简化和抽象,便于系统通过图形和数据表达与分析,从实验中对真实系统进行评价,可以预测系统中存在的问题,在实际工程投资前提出解决方法。
智慧供水项目中需要建立水力数学模型,为供水的智能应用提供支撑。
1 水力建模原理水力模型是真实系统的一种数学描述。
为解释供水系统模型模拟产生的结果,本节对建模所涉及的数学原理进行简单介绍。
1.1 节点流量方程进入管道的流体质量等于离开管道的流体质量,因为在供水系统中流体既不会被创造也不会被消灭,即质量守恒定律。
对于管网模型中的任意节点j,可以表示为。
式中:Qi—管段i的流量;Qj—节点j的流量;Sj—节点j的关联集;N—管网模型中的节点总数。
联立所有节点的流量方程。
若考虑延时模拟,水可在水箱中被存储和取用,则需要描述该节点处水的积累量。
1.2 管段能量方程模型中,无论采取什么路径,2点间的能量差是一致的,即能量守恒定律。
为便于分析,在忽略能量损失的情况下(如管壁摩擦、设备使流线改变引起的紊动等),该管网中相邻的任意2个节点的能量差(或水头),等于2个节点的压降,表示为:式中:Fi、Ti—管段i相邻的2个端节点编号。
试论水力模型在城市给水管网改造设计中的应用
试论水力模型在城市给水管网改造设计中的应用摘要:城市给水管网是城市生产和生活中重要的水资源来源,对于维护城市发展有着保障的价值,当前,随着我国城市规模、人口、产业都在迅速扩大,造成城市给水管网的供水压力也在迅速提升,这会出现城市给水管网能力和实际用水需求上的根本矛盾,必须要对城市的给水管网进行改造。
为此,本文以水力模型为基础,结合实例分析了其在给水管网改造设计中的应用。
关键词:水力模型;城市给水管网;改造设计1.城市给水管网水力模型的应用现状在城市中,以海南三亚市为例,三亚市水资源较为丰富,总量13.4亿m3,但时空分布不均。
尤其是在近年来,随着三亚市经济社会的快速发展和产业结构的调整,水资源在开发利用过程中的供水、用水、排水、耗水关系及用水结构发生了较大的改变。
同时在水资源开发利用中存在着水资源时空分布不均,难以支撑社会经济的可持续发展。
目前,随着城市供水规模的扩大和供水安全要求的提高,因此需要全面掌握和分析供水管网的运行状态,而给水管网系统是一个拓扑结构复杂、用水变化随机性强、运行控制为多目标的网络系统,实际给水管网运行工况和拓扑结构复杂,仅凭经验很难掌握其运行工况。
面临这样的现状,水力模型是模拟仿真供水管网系统动态工况最有效的工具,所以必须在城市中建立有效的有效的给水管网水力模型,通过计算机技术对地下管网进行数字化模拟,这样能直观了解给水管网的运营情况。
国外从20世纪80年代就开始了供水管网建模的实践,在实践过程中发展了一系列的管网水力模型软件。
其中,EPANET、Info Works WS、Water GEMS等都是应用较为成熟的软件。
2.某城市给水管网改造中水力模型应用实例分析结合本人的实际工作情况,本人在工作期间曾参与过某城市给水管网的改造项目中,该城市预估今后全年最高日供水量将达到37.8万,最高日最高时供水量达到18900m3/h。
为了满足市内需水量与压力,必须新增管段,计划新增加1-5段供水管,具体位置如下图1所示:根据图2可知:4号管段和7号管段为6号管段的支管段。
水力模型在智慧供水系统中的应用
水力模型在智慧供水系统中的应用智慧供水系统的建立,是为了更好地把握城市水资源的使用情况以及水的质量,以保障城市居民的饮用水安全。
而水力模型则在智慧供水系统中发挥越来越重要的作用,可以对城市供水网络进行模拟分析,提高供水系统的运行效率和管理方面的决策,保障了城市用水的高效和安全。
本文将详细介绍水力模型在智慧供水系统中的应用。
1.供水系统规划供水系统规划是在城市建设之初就要进行的一个工作,涵盖了供水设施的选择、水管布局、流量规划等等。
这个过程中,水力模型主要负责计算各个经过该区域水管道的水流量、水压、流速,从而为后续的工作提供数据支持。
在供水系统建设过程中,水力模型可以模拟水源、输水管道、施工工程等方面的情况,从而实现系统建设的优化设计和施工方案的制定。
模型还可以方便的将典型场景的结果可视化,直观地表达泵站、水厂、水管等水力要素之间的关系,提高兴趣和效率。
最终,系统建设完成之后,模型能够较快得校准各个参数,预测系统可能的水力行为,并进行出水水质的评估。
3.供水系统运行管理供水系统的运行管理是一个细节繁琐的工作,系统中常常会出现一些管道堵塞、泄漏、水流量过大或过小等问题。
模型的作用在于模拟和监测这些问题的发生,快速找到问题的根源并进行解决。
此外,模型还可以根据供水系统中的数据变化(如水位、压力等)进行智能预警,预测出管道或者泵站发生问题的概率,避免出现系统崩溃的衰败情况。
结论:由此可见,水力模型在智慧供水系统中是不可或缺的工具。
它能够准确地模拟和分析供水系统的水力学特性,提高供水系统运营效率和早期预警风险。
随着技术的不断改进,水力模型在智慧供水系统中的应用将会越来越广泛,为人们的生活提供更加安全和高效的用水环境。
水力模型在智慧供水系统中的应用
水力模型在智慧供水系统中的应用随着社会经济的不断发展,人们对水资源的需求变得日益紧迫。
水是生命之源,也是支撑人类社会发展的重要基础。
由于水资源的不均衡分布和过度开采,全球水资源面临着严峻的挑战。
如何有效、智能地管理和利用水资源成为当前社会亟待解决的问题之一。
在这一背景下,智慧供水系统应运而生,而水力模型作为其重要技术手段之一,发挥着不可替代的作用。
智慧供水系统是指基于先进的信息技术和现代化的水利设施,通过集成感知、传输、控制和决策管理等技术手段,实现对水资源的监测、调度、分配和利用的系统。
与传统的供水系统相比,智慧供水系统具有效率更高、资源利用更合理、管理更科学等优势。
而水力模型作为智慧供水系统的重要组成部分,通过模拟分析水流特性和系统运行情况,为系统运行提供科学依据,从而提高供水系统的效率和安全性。
水力模型在智慧供水系统中的应用有助于实现对供水网络的精准监测和管理。
传统的供水系统监测手段通常依靠人工巡检和固定监测点数据采集,无法全面、实时地获取网络运行数据。
而水力模型可以通过建模仿真对供水网络进行全面分析,实现对供水网络的实时监测和远程管理。
利用水力模型,可以实时监测供水管网的水压、流速等参数,并通过智能控制系统实现对供水管网的自动调节和优化,提高供水系统的稳定性和可靠性。
水力模型在智慧供水系统中的应用有助于优化供水系统的设计和运行。
传统的供水系统设计和运行通常基于经验和现场试验,缺乏科学依据和系统分析。
而水力模型可以通过对供水系统进行建模仿真,预测系统运行情况和优化方案,并对供水系统的设计和运行进行全面评估。
利用水力模型,可以分析供水管网的水力特性和运行状态,优化管道布局和参数配置,提高供水系统的输水效率和节能效益。
水力模型还可以模拟供水系统的应急响应能力,为供水系统的应急管理和突发事件处理提供科学支持。
水力模型作为智慧供水系统的重要技术手段,发挥着重要作用。
通过对供水系统的建模仿真和分析研究,水力模型为智慧供水系统的精准监测和管理、优化设计和运行、智能化和可持续发展提供了有力支撑。
水力模型在智慧供水系统中的应用
水力模型在智慧供水系统中的应用水力模型是一种用于模拟和优化供水系统运行的工具。
在智慧供水系统中,水力模型可以通过模拟供水网络,预测供水系统的运行情况,并提供决策支持。
以下将详细介绍水力模型在智慧供水系统中的应用。
水力模型可以模拟供水网络的运行情况。
通过收集供水网络的地理数据、管道信息和水源数据等,将其输入水力模型中,模型可以模拟供水网络在不同条件下的运行状态。
模型可以计算水压、流速、水质、水位等参数,并将结果以图形和数字的形式进行展示。
这样,供水系统的运行情况可以在模型中快速地模拟出来,供水管理者可以根据模拟结果进行管网的调整和优化。
水力模型可以帮助预测供水系统的未来运行情况。
通过输入未来的用水需求和供水条件等参数,模型可以预测供水系统在未来的运行情况。
在预测未来高峰时段的供水能力时,可以考虑到不同时段的用水需求和水源供应情况,根据模型的预测结果,供水管理者可以制定合理的供水计划,保证供水系统的正常运行。
水力模型还可以应用于供水系统的故障诊断和修复。
当供水网络发生故障时,模型可以根据实时的监测数据和管网的拓扑结构,快速确定故障点并评估影响范围。
模型可以预测故障对整个供水系统的影响,并提出修复方案。
这样,供水管理者可以根据模型的分析结果,快速响应并采取措施修复供水系统的故障,最大限度地减少故障对供水系统的影响。
水力模型可以为智慧供水系统提供决策支持。
通过模拟不同决策方案的效果,模型可以评估各种决策对供水系统的影响,并提供参考意见。
在新建供水管道时,模型可以模拟不同方案的供水能力和成本,并评估其对供水系统的影响。
这样,供水管理者可以根据模型的评估结果,选择最优的决策方案,以提高供水系统的效率和可靠性。
管网水力模型分析在供水调度管理中的应用探索
管网水力模型分析在供水调度管理中的应用探索摘要:昆明自来水目前在用的管网水力模型是用计算机技术综合 GIS系统的静态信息与 SCADA系统的动态信息并结合用水量的预报、估算与分配,按水力学理论对水司现有供水系统进行水力建模道与模拟计算,在线跟踪供水系统水力运行状态,实时计算出所有管道的流量、压降、流速和水厂、用户节点的压版力等水力信息。
这些数据不但为供水系统科学调度与管理提供依据,同时也可以供本系统作改进工作的依据。
另外可以供片区供水规划、新建工程设计作参考。
下面以昆明通用水务在西翥自来水厂桃园供水管线并网运行中水力模型的应用为例探讨水力模型分析在供水调度管理中的作用。
关键词:管网水力模型;供水;调度管理供水调度管理是既合理组织和协调给水系统各组成部分之间的运行管理,以确保供水安全、提高服务质量和降低运行费用。
对大型的、复杂的多水源给水系统,调度工作是十分重要的。
以昆明市为例,昆明主城区供水涉及七库一站及四处分散水源,共有十二个原水取水通道。
且共有十个水厂分布各处向主城各区供水。
在用水高峰时,各水源和处理厂一般都按最高能力供水;在非高峰用水时,它们都有余力,使供水有调度的余地。
水质有差别时,宜优先采用优质水;耗能不同时,宜先采用低能耗水源,例如优先采用重力流或靠近用水中心水源。
多用途水源要考虑全局,统筹调度。
供水管网中有水的调节构筑物和增压泵站时,水库的储水调节和水泵的运行要同整个给水系统的工作协调,以保证管网中水压适度,耗能较少。
如果将整个城市供水管网比作人体的血管,则分散各处的水厂像是人体的各个器官,调度中心则像是大脑,发出各种指令,指挥器官运行,向所有血管输送血液。
给水系统的调度建立在各组成部分工作情况的信息上。
调度中心应及时地充分地掌握有关水质、水压、流量、电源、电耗等参数的数据,才能作出正确的判断和决定。
我们在水源、给水处理厂和管网枢纽点设置各种压力仪表、流量仪表并进行检测传输到调度中心。
浅谈供水管网水力模型在管网管理中的建设与应用
– 28 –建筑工程Architectural Engineering1 前言随着城市及科学技术的发展,智慧城市已成为目前水行业炙手可热的话题,智慧水务、智慧管网则是智慧城市的重要组成部分,供水管网水力模型的建立,能够为智慧管网的建设奠定基础,截至目前,国内已有多家水司开展供水管网水力模型的建设,并取得了较好的应用效果。
对于北京市来说,随着供水需求的不断增加,供水规模不断增大,已经形成了近万公里的城市供水格局,且由于北京市为多水源供水(地下水、地表水、“南水”),如何利用供水管网水力模型科学指导管网管理、提升日常管理能力已经成为当前的迫切需求之一。
目前,供水管网水力模型已经成为了掌控管网运行工况以及运行管理的必要手段之一,是实现给水管网现代化、信息化管理的重要工具。
很多大型水司早已开始启动模型建设工作,并应用其指导日常管理,北京水司也已开展水力模型研究多年,并分批次建设了DN600管网水力模型、DN400管网水力模型、DN200管网水力模型及局部地区水力模型,在管网规划、供水调度、指导控压区及管网冲洗等方案等方面提供了有力的科学数据支撑。
2 供水管网水力模型的建设过程2.1 供水管网水力模型建设思路目前,北京水司使用的是Bentley WaterGEMS软件,以GIS数据为基础,先将GIS数据库中存在的临时管线、预埋管线等未通水、未与大管网连接的管线进行处理,后将GIS中管网物理属性信息以.shp格式导入至模型中,完成模型管线的基本属性构建,再根据水表实际用水量进行模型水量分配,绘制用户用水曲线,最高程度的使模型各节点需水量接近实际使用水量,完成模型的初步构建;随后,当模型应用于实际管网管理工作中时,需对模型不断进行完善、校核,以提高模型精准度。
2.2 供水管网水力模型建设过程2.2.1 数据整理首先,需要对GIS数据进行整理及纠错,包括未通水管线、临时管线、预埋管线等“非正常状态”管线,以及GIS中存在的管线连接错误、管线属性错误等问题,大批量的进行整理、纠错、修改,并将修改后结果保存至GIS中,确保GIS 中管线连接关系最大程度的与实际管网运行情况相符。
水力模型应用技术
情况的精确可靠模拟结果
180.0 160.0 140.0 120.0
100.0 80.0 60.0 40.0 20.0
0.0
0.0
40
1:1 Correlation
Flow Test 1 Flow Test 2 Flow Test 3
Contour Legend Calculated Concentration (mg/l)
20.00 40.00 60.00 80.00 100.00
11
水龄
确定可能 需要冲洗 的位置
提高水质和客户满意度
污染扩散追踪
跟踪来源
增加对管网中 污染事件的应急能力
2017/5/17 12
2017/5/17
− 压力变化区域 − 流速、流量变化管道 − 流向变化管道 − 水质变化区域
15
供水路径分析 爆管分析 污染物追踪 动态水流方向
供水管网运行智能分析
2017/5/17
方案管理
• 每个用户可创建模
拟方案 方案在线模拟 方案可发布共享 方案之间可以进行比较 WaterGEMS中建立的方
案可在B/S系统中共 享
发现并降低管网漏失 在线优化调度降低供水电耗
决策更智慧
科学合理优化的改扩建规划 工程施工的影响评估与方案优
化 制定合理的管网冲洗方案
2
管网水力模型存在的局限性
一般为静态离线水力模型 动态水力模型的精度难以保证 使用难度大,需要掌握专业知识 模型功能与供水运行管理业务脱节 模型更新困难 水力模型作为一个项目实施,缺少有效的技术服务
16
2017/5/17
管网异常事件预警定位系统
水力模型在海宁供水管网运行管理中的应用
水力模型在海宁供水管网运行管理中的应用摘要:供水管网水力模型在供水企业中日益得到重视和应用。
海宁自来水有限公司建立供水管网水力模型,利用水力模型实现区块化管理,降低漏失率、降低产销差、改善水质、节能降耗、提高供水安全可靠性;在线实时监控供水管网水量、压力和水质情况;发生事故时,能够及时制定应急方案;提出规划改造和优化调度方案等,可有效的提高管网管理的科学性、安全性和经济性,避免了盲目性。
从而,实现“数字化”供水和“智能化”水务。
关键词:供水管网水力模型区块化管理模型应用在线实时监控1前言随着海宁市供水规模的扩大和供水安全要求的提高,供水企业需要全面掌握和分析供水管网的运行状态,这样对供水系统的管理工作提出了新的要求。
近年来,供水企业管理水平日益提高、科技投入的力度日益增强、企业信息化的建设日益成熟。
海宁自来水有限公司提出“数字供水”概念,建成了数字化供水系统,全面应用于生产、经营、服务工作。
“数字化”供水搭建信息技术平台,打造“智能水务”,实现科技全方位支撑运营服务。
水务建立营业一体化平台、供水管网地理信息系统、供水设施综合监测系统和供水管网水力模型系统。
“十二五”计划提出:降低漏损率,降低产销差,节能降耗,提高供水管网安全可靠性。
建立供水管网水力模型是管网优化设计和运行工况分析重要的手段之一,有效地提高供水系统的科学化管理水平,提高供水系统的运行稳定性、可靠性,为水务带来良好的经济效益和社会效益。
2海宁市供水现状海宁市地处长江中下流域,四季分明,气候温和。
全市共有两座水厂,现有供水计能力30万m3/d,供水面积668平方公里,服务人口约80万。
全市DN75mm 以上的管道长度为1075km,管材以球墨铸铁、铸铁、钢、PE等为主。
3水力模型项目前期调研上海、深圳、佛山、天津等城市已经建立供水管网水力模型,并将其成功的应用于供水系统生产管理中。
如,管网运行管理、水厂优化调度、规划改扩建等,发生事故时,系统即时报警,并提出应急解决方案,提高供水安全可靠性。
水力模型在智慧供水系统中的应用
水力模型在智慧供水系统中的应用【摘要】智慧供水系统是现代城市水务管理的重要组成部分,而水力模型作为其中的关键工具发挥着重要作用。
本文首先介绍了智慧供水系统和水力模型的意义,然后详细探讨了水力模型在供水管网优化、漏水检测、压力管理、管网运行状态监测以及应急响应中的应用。
通过分析这些不同领域的案例,我们发现水力模型的威力和价值。
结论部分指出水力模型在智慧供水系统中的不可或缺地位,它促进了供水系统的高效运行和可持续发展。
展望未来,智慧供水系统的发展将更加依赖水力模型的支持,我们有信心通过科技创新和应用实践,实现智慧供水系统的全面提升和发展。
.【关键词】智慧供水系统, 水力模型, 供水管网优化, 漏水检测, 压力管理, 管网运行状态监测, 应急响应, 高效运行, 可持续发展, 支持, 发展1. 引言1.1 智慧供水系统的意义智慧供水系统是一种基于先进技术和信息化手段进行管理和运营的供水系统。
它利用传感器、数据采集设备和智能控制系统,实现对供水管网的监测、优化和管理,从而提高供水系统的运行效率、降低运营成本,提升服务质量和用户满意度。
智慧供水系统的建设和应用可以使供水公司更加高效地管理水资源、提升管网运行稳定性、减少漏水和浪费、及时响应紧急情况,为用户提供更加可靠、稳定和便捷的供水服务。
智慧供水系统还可以帮助供水公司进行智能化决策,提高管理水平和运行效率,实现供水系统的可持续发展。
通过智慧供水系统,供水公司可以更好地了解供水管网的运行状况,预测管网故障和漏水点,及时进行维护和修复,减少损失和浪费,保障供水系统的安全稳定运行。
智慧供水系统的建设和应用对于提升供水系统的管理水平和服务质量,保障水资源的有效利用,推动供水行业的可持续发展具有重要意义。
1.2 水力模型的作用水力模型在智慧供水系统中的应用是至关重要的。
通过建立供水管网的水力模型,可以模拟和预测管网中的水流情况,帮助供水系统管理者更好地了解管网的运行状态。
水力模型在智慧供水系统中的应用
水力模型在智慧供水系统中的应用1. 引言1.1 智慧供水系统的重要性智慧供水系统是当今社会建设的重要组成部分,其重要性不言而喻。
随着城市化进程的加速和人口的快速增长,供水系统的安全、高效运行成为城市管理者亟待解决的问题。
智慧供水系统的建设,能够通过新一代信息技术的应用,实现对供水管网的全面监控和管理,提高供水网络的运行效率和安全性,保障居民的饮水安全。
智慧供水系统可以通过实时监测和数据分析,准确掌握供水管网的运行状态,及时发现和解决问题。
这可以大大提高供水系统的运行效率,减少水资源的浪费和漏损。
智慧供水系统可以实现智能化的供水调度和管理,根据不同区域的用水需求和管网情况,进行智能化的供水调度,确保供水的稳定和平衡。
智慧供水系统还可以提高供水系统的应急响应能力,及时应对紧急情况,保障供水系统的稳定运行,最大限度地减少因供水问题造成的损失。
智慧供水系统的建设不仅可以提高供水系统的运行效率和安全性,还能有效节约水资源,降低供水成本,提升城市居民的生活水平。
智慧供水系统的重要性不可忽视,其建设对于城市可持续发展具有重要意义。
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1.2 水力模型在智慧供水系统中的作用水力模型在智慧供水系统中扮演着至关重要的角色。
通过水力模型的建立和运用,可以更好地优化供水网络,提高供水系统的效率和可靠性。
水力模型可以帮助分析供水网络中的水流情况,预测管道中的水压变化,以及优化管网的布局和设计。
这些信息对于智慧供水系统的规划和管理至关重要。
水力模型在漏损检测与修复中也功不可没。
通过水力模型的模拟分析,可以及时发现供水网络中的漏点和漏损情况,提高漏损检测和修复的效率。
而在紧急情况应急响应方面,水力模型可以帮助快速定位问题点,并提供应对措施,保障供水系统的正常运行。
水力模型还可以在节水管理方面发挥重要作用。
通过分析供水网络的运行情况,可以找到节水的潜在途径,并制定相应的节水策略。
在供水管网规划中,水力模型可以帮助优化管道布局,减少管网的运行成本,并提高供水系统的整体效率。
水力模型在智慧供水系统中的应用
水力模型在智慧供水系统中的应用1. 引言1.1 水力模型在智慧供水系统中的应用水力模型在智慧供水系统中的应用是一种重要的工具,通过数学模型和计算技术对供水系统进行仿真和优化。
在智慧供水系统中,水力模型可以起到多种作用,包括优化管网布局、提高供水效率、减少能源消耗、提高供水质量等。
智慧供水系统的基本概念包括基于物联网技术和大数据分析的智能监控和管理系统,能够实时监测供水系统的运行状态,并根据实际情况进行调整。
而水力模型作为智慧供水系统的重要组成部分,可以对供水系统进行仿真,模拟不同工况下的水流情况,为系统运行提供可靠的参考。
水力模型在智慧供水系统中的作用体现在优化供水网络布局、提高供水效率、降低供水成本等方面。
通过模拟不同水流情况,可以在规划和设计阶段对供水管网进行优化,确保管网布局合理、管线尺寸适当。
此外,水力模型还可以分析供水系统的运行情况,预测管网中可能出现的问题,并提出相应的解决方案。
在供水系统故障分析和应急处理中,水力模型也发挥着重要作用。
通过模拟不同故障情况,可以及时定位问题所在,并采取有效措施进行修复,保障供水系统正常运行。
同时,水力模型还可以为供水系统应急处理提供可靠的支持,使系统在紧急情况下能够迅速恢复正常运行。
总的来说,水力模型在智慧供水系统中的应用不仅能够提高供水系统的运行效率和水质,还能够降低运行成本,保障供水系统的安全稳定运行。
未来随着智慧供水系统的不断发展,水力模型将扮演更为重要的角色,为智慧供水系统的持续优化和发展提供技术支持。
2. 正文2.1 智慧供水系统的基本概念智慧供水系统是一种基于先进技术和智能化管理的水务系统,通过整合物联网、人工智能、大数据等技术手段,实现对供水管网设施的实时监测、数据采集、分析和优化控制,从而提高供水系统的运行效率和服务质量。
1. 实时监测:智慧供水系统通过安装传感器和监测设备在供水管网各个关键节点实时监测水质、水压、水流量等参数,实现对供水系统运行状态的实时监控。
水力模型在城市供水管网模拟运行与改造中的应用
水力模型在城市供水管网模拟运行与改造中的应用摘要:供水管网是供水输配环节的命脉,其铺设隶属于城镇道路工程配套,建设进度往往滞后于城镇建设步伐。
近年来国家城镇化进程不断加快,过快的城镇化快速发展加剧了供水管道布局的不均。
与此同时,随着城镇供水用户数量的不断攀升,以往由供水厂至供水区的输水管道、由输水管至供水干管、由干管至配水管的口径及要求已难以满足急速增长的输配需求,管网更新滞后于城镇化推进步伐。
本文主要针对水力模型在城镇供水管网模拟运行中的应用进行简要分析。
关键词:水力模型;城市供水;模拟;评估;应用1模拟案例AS供水企业共有水源地5处,管网长度2763公里,供水能力55m3/d,供水面积130平方公里,平均供水量40m3/d。
1.1工况设置2020年春节期间鞍山市预计总供水量大约47.7万吨/天,各水厂预计供水量分别为:汤河水厂(汪家峪水厂)30万吨/天、老虎山水厂13万吨/天、西郊水厂3万吨/天、首山水厂(大赵台水厂)1.2万吨/天、南台水厂0.5万吨/天。
模拟时,在老虎山水厂供水区域,除了老虎山水厂与西郊水厂供水区域边界的阀门没有开启外,人民路、民生西路、交通路其余阀门均按完全打开计算。
调整的阀门:东山水池出厂管阀门开度调大,但未全开;人民路沿线DN500阀门打开;民生西路、交通路DN500管阀门打开;爱国街DN500管阀门打开;健身街与深沟寺DN400管阀门未开启。
各水厂的供水范围示意图:根据各水厂的预期供水量,修正各水厂供水区域的用水量信息:1.2模拟结果展示1.2.1各个管网测压点模拟值与参考值图表对比:各个管网测压点模拟值与参考值数据列表对比:测点名称模拟自由水压Mpa 参考压力区间Mpa差值Mpa光学仪表厂0.2590.23-0.260.029 26中主校0.3190.26-0.280.059永安粮店0.2110.22-0.24-0.009灵山管修所0.2090.19-0.220.019铁西公司0.2080.2-0.220.008东鞍山学校0.1690.13-0.150.039工农街东口0.2200.20-0.220.020旧堡矿山0.2180.22-0.24-0.003共同小学0.2350.23-0.250.005新陶管修所0.2470.21-0.230.037千峰热力0.1420.14-0.160.002深沟寺四区0.2600.27-0.29-0.010旧堡西泵站0.2840.26-0.280.024开发区公司0.2570.26-0.28-0.003腾鳌公司0.2300.24-0.26-0.011烟草专卖局0.1150.12-0.14-0.005太平管修所0.2090.23-0.25-0.021国电永乐所0.2050.21-0.23-0.005鞍钢钢绳厂0.2010.11-0.130.091明达泵站低压管0.2280.23-0.25-0.002 1.2.2各水厂出厂流量:各水厂供水量清单:名称各水厂模拟供水量(万吨/天)春节期间预计供水量(万吨/天)差值(万吨)汪家峪水厂29.8330-0.17老虎山水厂12.9213-0.08西郊水厂 3.0430.04大赵台水厂 1.21 1.20.01南台水厂0.470.5-0.03合计47.4747.7-0.231.2.3高位水池供水量:东山水池日供水量13.91万吨/天:双头山水池2.55万吨/天110高位水池1.04万吨/天;卧龙山增压泵站5.47万吨/天:1.3小结AS供水企业春节期间总用水量增长幅度比较大,其中老虎山水厂供水量增长率最大。
水力模型在智慧供水系统中的应用
水力模型在智慧供水系统中的应用随着城市化进程的加速和人口数量的增加,对于水资源的需求越来越大。
为了更有效地管理和利用水资源,智慧供水系统应运而生。
水力模型是智慧供水系统中不可或缺的一部分,它可以帮助工程师们更好地了解和管理供水系统的运行状态,提高供水系统的效率和可靠性。
本文将就水力模型在智慧供水系统中的应用进行深入探讨。
一、智慧供水系统概述智慧供水系统是指通过运用信息技术和先进的感知装置来实现对供水系统的管理和监控。
它可以帮助监控供水系统的运行状态,实时感知水质、水位、压力等参数,并对供水系统进行智能调控。
通过智慧供水系统,水务部门可以更加高效地进行供水管理,提高水资源的利用率、减少供水损失,提高供水系统的可靠性和稳定性。
二、水力模型的作用水力模型是对供水系统进行模拟分析的一种工具。
它基于物理学和工程学原理,通过对供水管网、泵站、储水设施等构成元素进行数学建模,模拟供水系统在各种工况下的运行情况,如管网压力、流量分布,管网水力损失等。
水力模型能够帮助工程师们更好地了解供水系统的运行特性,优化供水系统的设计和运行,提高供水系统的效率和可靠性。
1. 供水系统设计与规划2. 运行状态监控与预测水力模型可以实时监测供水系统的运行状态,并对供水系统未来的运行情况进行预测。
通过感知装置采集供水系统的实时数据,结合水力模型进行分析,可以实时监测供水系统中的水位、压力、流量等参数,及时发现供水系统中的异常情况并进行预测,为运维人员提供决策参考,保障供水系统的安全稳定运行。
3. 供水系统运行优化水力模型可以进行供水系统的运行优化分析。
通过对供水系统进行模拟调控,工程师们可以找到供水系统中的瓶颈问题,并通过模拟分析找到优化方案,提高供水系统的运行效率,减少供水损失和能源消耗,从而降低供水成本,提高供水系统的可靠性和稳定性。
4. 突发事件处理在供水系统发生突发事件时,水力模型可以帮助工程师们进行快速响应。
通过模拟分析,可以及时评估供水系统中的受影响区域和受影响范围,制定应急处理方案,并快速进行准确的调控,保障受影响区域的供水能力,最大限度地减少突发事件对供水系统的影响。
水力模型在智慧供水系统中的应用
水力模型在智慧供水系统中的应用智慧供水系统是指通过信息技术手段对城市供水进行智能化管理和控制的系统,旨在提高供水效率、降低供水成本、维护供水安全和保护水资源。
其中,水力模型是智慧供水系统中的重要组成部分之一,主要用于优化水管网的设计和运行,提高供水质量和效率。
一、水力模型的基本原理水力模型是指对城市水管网进行三维建模,并结合水动力学方程求解水流运动状态,进而模拟供水系统的水压、水流、水位等水力参数变化的技术手段。
其基本原理是利用数学模型代替实际水管网,通过运用各种水力学公式和数值解法计算出由水源供水到终端用户的水压、流速、管道流量、水位、消防水力压力等各种参数,从而进行供水系统的优化设计和运行管控。
1. 优化设计:通过建立水力模型,可以对供水网络进行三维建模和优化设计,包括管网选址、管径计算、管段敷设角度、管线连接等方面。
优化设计可以使供水系统达到最佳的效率、控制成本和保证供水质量的目标。
2. 运行控制:采用水力模型可以帮助智慧供水系统对供水网络进行实时监测,随时了解管道的运行状态,并通过模型的预测和实际相结合来改善管网的运行质量。
同时,水力模型还能够对供水系统进行管道破裂、漏损、压力失控等突发事件的处理,加强供水管网的紧急应急能力。
3. 供水安全:水力模型可以帮助智慧供水系统进行安全评估和风险分析,预测供水系统可能出现的故障和灾害,并制定应对策略,提升供水系统的应对能力。
同时,水力模型还可以模拟供水系统的滞留时间和水质变化,为供水系统的水质安全提供重要参考。
4. 节约资源:水力模型可以通过模拟供水系统的水流量、水压等参数,进行管网优化和调整,来达到节约用水的目的。
此外,水力模型还可以结合供水系统的水资源变化情况,制定用水管理政策,减少水资源的浪费和滥用。
三、水力模型的局限性与未来发展趋势水力模型有其自身的局限性,比如其精度受到模型数据质量、研究对象的复杂性和外界干扰等因素的影响;同时,水力模型建设和运维需要大量的数据、人力和物力资源支持,成本较高。
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水力模型在海宁供水管网运行管理中的应用摘要:供水管网水力模型在供水企业中日益得到重视和应用。
海宁自来水有限公司建立供水管网水力模型,利用水力模型实现区块化管理,降低漏失率、降低产销差、改善水质、节能降耗、提高供水安全可靠性;在线实时监控供水管网水量、压力和水质情况;发生事故时,能够及时制定应急方案;提出规划改造和优化调度方案等,可有效的提高管网管理的科学性、安全性和经济性,避免了盲目性。
从而,实现“数字化”供水和“智能化”水务。
关键词:供水管网水力模型区块化管理模型应用在线实时监控1前言随着海宁市供水规模的扩大和供水安全要求的提高,供水企业需要全面掌握和分析供水管网的运行状态,这样对供水系统的管理工作提出了新的要求。
近年来,供水企业管理水平日益提高、科技投入的力度日益增强、企业信息化的建设日益成熟。
海宁自来水有限公司提出“数字供水”概念,建成了数字化供水系统,全面应用于生产、经营、服务工作。
“数字化”供水搭建信息技术平台,打造“智能水务”,实现科技全方位支撑运营服务。
水务建立营业一体化平台、供水管网地理信息系统、供水设施综合监测系统和供水管网水力模型系统。
“十二五”计划提出:降低漏损率,降低产销差,节能降耗,提高供水管网安全可靠性。
建立供水管网水力模型是管网优化设计和运行工况分析重要的手段之一,有效地提高供水系统的科学化管理水平,提高供水系统的运行稳定性、可靠性,为水务带来良好的经济效益和社会效益。
2海宁市供水现状海宁市地处长江中下流域,四季分明,气候温和。
全市共有两座水厂,现有供水计能力30万m3/d,供水面积668平方公里,服务人口约80万。
全市DN75mm 以上的管道长度为1075km,管材以球墨铸铁、铸铁、钢、PE等为主。
3水力模型项目前期调研上海、深圳、佛山、天津等城市已经建立供水管网水力模型,并将其成功的应用于供水系统生产管理中。
如,管网运行管理、水厂优化调度、规划改扩建等,发生事故时,系统即时报警,并提出应急解决方案,提高供水安全可靠性。
天津自来水集团已建立C/S结构和B/S结构水力模型系统。
C/S结构的水力模型应用于技术生产部和管网部,主要用于管网运行管理、水厂调度和规划改扩建方案比较,要求技术人员具有较高的专业素养。
B/S结构的水力模型应用于调度中心、管网部、科技信息部和各营销公司,主要用于大屏幕使用,在线实时监控及预警、现场水厂调度、管网故障分析系统、爆管分析、水量平衡图等。
适应部门广泛,要求技术人员具有一般的专业素养。
天津市供水管网水力模型系统是基于水司现有的GIS系统、SCADA系统和营业收费系统,是与现有供水管网管理系统共享,构建供水管网智能化管理平台。
该平台的建立有助于水司供水管网管理系统的统一管理,实现水司科学化管理,提高供水安全可靠性,节能降耗。
天津水司的工作人员定期参加水力模型系统的培训,培训内容包括:供水管网基础理论知识、水力模型基本应用、中级应用、高级应用等。
同时,供水管网智能化管理平台的建立,提高水司工作人员专业素养和业务能力,有助于工作的展开,提高工作效率。
4海宁市供水管网水力模型海宁自来水有限公司为了实现“数字化”、“智能化”的科学化管理供水管网,并能提高水务工作人员的专业素质,建立海宁市供水管网水力模型。
海宁市供水管网水力模型分为C/S结构和B/S结构。
C/S结构水力模型以GIS 系统为运行平台,管网水力模型系统能直接读取GIS的管网原始数据,并作为水力模型的管网基础数据。
C/S结构应用WNW6.0版水力模型软件,包含水力模型的全部功能,可用于水力模型的建立、校核、模型更新维护以及水力模型的高级应用,适用于专业技术人员使用。
B/S结构基于C/S结构、GIS系统、SCADA系统和营业收费系统,可以实现实时动态水力计算,而且功能设计依据供水管网运行管理的具体业务流程,大部分功能是“一键式”操作,使用简单,适合普通技术人员使用。
水务根据使用人员和应用内容的不同,使用适合的水力模型应用平台,确保水力模型能够在海宁水务得到更加广泛的应用。
4.1海宁水务供水管网区块化管理区块化,即DBS,将复杂的管网系统分成若干个相对独立的区域或子系统,实现区块化供水。
根据海宁市城市的特点,供水管网水力模型要解决的问题是平衡供水管网的压力,降低管网漏失,降低产销差,节能降耗,改善水质,提高管网供水安全可靠性,实现科学化管理。
海宁市供水管网已划分区块,可利用分区水力模型实现区块化管理。
实现区块化供水是降低电耗、降低漏耗、保障管网水质、提高供水效益的重要途径。
(1)节能降耗应用水力模型模拟计算,提出最优的水厂和加压泵站压力分区运行模式,降低配水系统电耗,同时,使管网压力均衡,减少爆管事故的发生和管道的漏失,减少水资源的浪费。
增加企业效益,满足低碳、环保型社会的要求。
(2)管网漏失分析由于管网的漏失量与管网压力是成指数关系,管网压力越高,管道漏失量将成指数增长。
可以在水力计算分析平台上动态模拟管网漏损点的范围,然后利用检漏设备进行现场漏损点探测,提高检漏工作效率。
(3)降低漏损率通过优化管网的压力分区运行模式,使管网在一天24小时中的管网压力均衡。
通过水力模型对各个时段的模拟计算,在满足用户用水压力需求的前提下,降低区域的供水压力,达到降低漏耗的作用。
(4)降低产销差改善水量管理,对各区块的进行流量管理。
通过对分区流量的计量,使用水量平衡原理,对区块的流量进行合理的控制,掌握产和销的差量,从而降低产销差。
(5)改善水质区块化可以缩短管网水龄,使氯的消耗减少、投氯量减少和消毒副产物减少。
在水力计算分析平台上动态模拟管网水龄和管道余氯浓度,合理提出投氯量,解决管网末梢和死水区余氯浓度低、管网前端余氯过高的问题。
(6)提高管网安全性优化管网供水方式,降低管网供水压力,不仅能够降低漏耗,还可以有效地减少管道爆管事故,提高管网的运行安全性。
改善管网水力工况,保障管网水质,减少二次污染,可以提高管网的运行安全性。
4.2应用实例4.2.1爆管分析水力模型的爆管分析功能主要是分析当管道发生爆管时,能够快速制定管道需要关闭的阀门方案,提供受影响的范围、管道和用户信息等,如图1所示。
若提供的关阀方案中某个阀门在现场中发现已损坏,可以重新制定方案,如图2所示。
图1 爆管分析方案图2 重新制定爆管分析方案4.2.2夜间最小流量分析水力模型的夜间最小流量分析功能主要提供区块发生夜间最小流量时刻的异常信息,夜间最小流量代表计量区域的漏失水平,正常情况下变化不大,若连续三次发生异常增大现象,该区域可能发生了新的漏水,系统便会报警,如图3和图4所示。
图3 夜间最小流量监控曲线图4 夜间最小流量监控系统报警信息图4中蓝色对话框表示流量计计量水量没有变化,红色对话框表示流量计计量水量增加,绿色对话框表示流量计计量水量减少。
下图右边的对话框显示的是流量计变化水量,若流量计计量水量增加时,土黄色条形向右增长,若计量水量减少时,绿色条形向左增长。
4.2.3管网低压区分析水力模型的管网低压区分析功能主要实时监控管网压力情况,当管网出现低压时,能自动报警。
利用供水路径分析功能可以查出水头损失过大的原因,如图5所示。
图5管网低压分析由图5可以得到,低压区的供水源头,可以查看供水路径中总水头损失为17.65m,起端压力为29.23m,末端压力为11.58m。
图6 供水路径断面图由图6可得,当滑动图5中供水路径断面图中的位置线时,在管网中会显示管道水头损失的具体情况,方便查找管网处于低压的原因。
该管网处于低压是因为管道上的阀门处于关状态,所以水头损失过大,造成出现低压现象。
4.2.4水质分析水力模型能够提供水在管网中停留时间的计算、水厂供水跟踪及管网中余氯浓度计算等功能,用来研究和预测管网的水质变化。
(1)化学药剂浓度分析可以模拟消毒药剂在管道中的运动和衰减过程,也可以分析管网中任意位置的余氯浓度等参数。
(2)水厂供水路径跟踪分析当某管段发生水质污染事故时,可以正反方向追踪。
可以追踪污染源头,扩散的路径,扩散速度,受影响的范围和用户,确定关闭的阀门。
对于多水源供水系统,能够分析出管网中每一个节点处的用水量来自于各个水厂的供水比例,从而划分出整个供水管网的供水区域分界线,可以用于水质混合和污染的分析。
图7 污染物不同时刻扩散路径由图7可看出,管网中发现污染物,经过供水路径追踪,发现污染物的源头是水厂,随着时间的变化,受影响的范围逐步增大。
及时制定关阀方案,将受影响范围和程度降到最低。
(3)管道水龄分析水在管网中的停留时间决定着管网中的水质变化。
水力模型能够计算管网中任意位置的水龄,同时考虑管网中各水池对停留时间的影响。
4.2.5管网改扩建规划由于城市不断地发展,供水范围不断扩展,旧管道应不断更新,城市供水管网必须适应这种变化。
利用模型可以对供水系统进行多目标优化设计规划,能够建立多个规划方案,并对各方案进行评估与比较可提供的管网改扩建优化方案,制定近期和远期的管网改扩建计划。
管网改扩建包括新管道的铺设和旧管网的改造。
新管道的铺设规划可以用来分析管道的最优管径选择,制定最优新铺设管道的定线方案及优先铺设管道方案等。
旧管网的改造方案包括优化的管道除垢方案,管网的更换方案等,即在一定改造预算前提下,如何最大限度地改善旧管网的水力条件。
以水厂更换出厂干管为例,将DN1400管道更换DN1800管道,查看该出厂干管供水范围变化情况。
经水力模拟计算后,供水范围变化如图8和图9所示。
图8 出厂干管改造前供水范围图9 出厂干管改造后供水范围4.2.6优化调度优化调度是水行业一个比较重要和突出的难题。
海宁水务采用两级调度的方法来解决管网的优化调度问题,同时还要做到节能,所以也提出“节能调度”。
首先通过水量预测功能预测下一阶段的总供水量,第一级调度为各水厂出水量的优化分配,第二级调度为针对各水厂的出水量,对水厂内部的水泵进行优化组合。
然后建立管网优化调度水力模型,通过管网优化运行工具对各水厂的供水量进行优化,提出节能的水泵优化组合和调速泵设定方案。
调度中心的技术人员可以在水力模型上模拟各种工况的节能运行方案,掌握应急调度的方法,提高调度人员的应变能力。
4.2.7在线实时监控及预警在线实时监控系统可以将管网水力模型的分析结果以多种图形形式在调度中心大屏幕上显示。
包括水量预测结果、实时水量平衡结果、实时的模型计算误差曲线、整个管网的压力分布区域图,管网用水量分布图和管网余氯分布图等。
由于模型与SCADA系统实时连接,模型可以实时地监控管网运行的状态,感知管网系统运行异常情况的发生。
当发生管网压力非正常下降,管网需水量非正常变化以及管道水质发生异常变化等情况时,模型系统能够即时地在管网图上以醒目的方式发出报警信息。