城市排水系统水力模型构建与应用
MIKE.ZERO..2007水利模型系统MIKE21中文教程
MIKE21平面二维水流模型 渐进练习实例
目录 MIKE21平面二维水流模型 渐进练习实例 1.1背景知识 (2) 1.2练习实例的目的 (3) 1.3水动力学计算设置步骤 (3) 2生成地形文件 (4) 3生成输入参数 (12) 3.1创建水位边界条件 (12) 3.1.1把测量水位导入时间序列文件 (13) 3.1.2创建边界条件 (17) 3.2初始表面高度 (20) 3.3风条件 (20) 3.4边界处的密度变化 (21) 4模型建立 (23) 4.1平面二维水流模型 (23) 4.2模型校核 (33) 4.2.1测量水深 (33) 4.2.2流速测量...............................................................................................错误！未定义书签。 4.2.3模型结果提取 (35) 4.2.4比较模型结果与测量结果 (39)
1.概述 本实例以连接丹麦和瑞典的跨海(?resund)工程为例。 图1.1丹麦海峡(?resund) 1.1背景知识 1994年，哥本哈根和Malm?开始了连接丹麦和瑞典隧道及桥梁的项目。该项目执行了严格的环境要求，即隧道和桥梁对波罗的海的环境不得产生任何影响。这样的要求意味着桥梁和隧道设计的阻流作用小于0.5%，同理，溢流和排放的最大流量也要得到控制。为了达到环境的要求和监理工程施工，建立了一个主要的监测程序。整个监测程序包括40多个水文测站，收集水文、盐度、温度和流场数据。另外还为ADCP 的船载测站和CTD等固定站点进行了广泛的补充测量。监测程序最初于1992年开始并一直持续到本世纪。 由于?resund海域天然水文的多样性和多变性，连接工程的阻流作用只能通过数值模型来评价。而且，?resund的情况需要一个三维模型。所以，利用DHI的三维模型——MIKE3对?resund整个海域进行模拟，并在其中设置嵌套模型，网格尺寸水平方向由连接工程附近的100米到?resund较远海域的900米，垂直方向网格尺寸是1米。随后，MIKE3模型会根据现场测量数据阶段进行校核和验证。 根据监测程序得到的数据，初步选择足以反映?resund海域天然水文多样性的3个月作为模拟的“设计时段”。设计时段用来对连接工程进行详细的规划和优化，并确定需要填充的挖泥量，以达到对环境没有任何影响。
城市排水在线监测系统的应用
城市排水在线监测系统的应用 盛平, 喻一萍 (1.江苏大学计算机科学与通信工程学院, 江苏镇江212013; 2. 镇江市排水管理处, 江苏镇江212001) 摘要:探讨了城市排水监测方法及在线监测系统开发的必要性. 介绍了镇江市排水管网和污水泵站的分布情况和监测要求, 以及镇江市实时监测和自动控制系统的组成、数据处理情况; 介绍了监测数据的无线传输方式, 即GPRS无线传输系统的特点; 介绍了在线监测仪器仪表等设备的选用情况. 介绍了监测系统数据的实时显示原理. 通过分析表明, GPRS尤其适用于各监测点所采集的数据与中心主机的通信. 该市实时监测和自动控制系统可以实现全天候观测污水排放数据, 了解pH 值、流量、水位等数据的实时变化. 通过该系统对部分重点排污企业监控点进行的观测结果表明, 强酸强碱污水的偷排, 不仅对城市排水管网、泵站以及污水处理厂的设施产生腐蚀危害, 还会影响污水处理微生物的活性, 降低污水处理能力. 关键词: 城市给排水; 在线监测; 污水处理; 数据处理; GPRS Applica tion of on2linemonitoring system of urban dra inage Sheng P ing , Yu Yiping ( 1. School ofCompu ter Science and Telecommun ication Engineering, J iangsu Un ivers ity, Zhen jiang, J iangsu 212013, Ch ina; 2. Zhen jiangSewageManagemen t Bureau, Zhen jiang, J iangsu 212001, Ch ina) Abstract:The urban dra inagemon itoringmethod and the on linemon itoring system are d iscussed. The d is2tributing status and monitoring request of dra in ingwater pipe network in Zhenjiang are introduced, inclu2d ing sewage pump ing station, system composition, data processing of rea l2timemon itor and automatic con2trol system. Thewire less transmission mode ofmon itoring data, the characteristics ofGPRS wireless trans2mission system, the selection of equ ipment on linemonitoring instruments, and the real2time d isplay princi2p le of themon itoring system data are a lso introduced. Through the analysis, it shows thatGPRS is particu2larlywell suited to the communication between those data collected inmonitoring points and center comput2er. The system of rea l2timemon itor and the automatic controlmay realize the observation for sewage dispos2al data all day and find out the real2time changes of data, for examp le, pH value, the flux, andwater lev2e.l The observation result ind icate that the illegal d ischarge of sewage with strong acid and alkali into theurban sewage pipe network, the pump ing station, as we ll as sewage treatment plants' fac ilitywill affect thesewage treatmentmicro2organism activeness and reduce the sewage treatment ability. Keywords: urban water supply and drainage; on2line monitoring; sewage treatmen;t data processing; GPRS 1 城市污水排放在线监测作用和意义 由于各种原因导致的水资源紧缺使得国家对污水处理问题特别重视. 但是, 污水处理厂的建设需要大量的投资, 运行和维护也要花费大量的人工和资金, 这些实际问题的出现, 促使对于已有的管网、污水处理厂的设备、设施和仪器加倍保护的污水处理在线监测势在必行. 我国城市污水处理领域已逐步应用在线监测系统[ 1, 2] , 在线监测系统包括在线监测仪器、数
在GIS平台上建立供水管网水力模型的方法
科 技 前 沿科技创业家2012年10(下) TECHNOLOGICAL P IONEERS ６科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS 1 现行供水管网水力模型建模的方法和问题现在我国各地水司纷纷建立各自的ＧＩＳ平台，但使用情况不是很理想。不是ＧＩＳ技术不成熟，而是卡在建立供水管网水力模型这一问题上。现行的供水管网水力模型建模的方法主要分成以下三步：１．１相关管网信息数据提取和输出：根据需要将ＧＩＳ平台中管网信息数据有选择的导出到一种外部数据库（ＤＢＡＳＥ、Ａｃｃｅｓｓ、ＳＱＬ等等数据库模式）中，作为管网水力分析程序的输入数据，等待进行水力分析。１．２数据处理和计算：利用各种水力建模软件（如Ｅｐａｎｅｔ、Ｉｎｆｏｗｏｒｋｓ、同济宏扬等）设置必要的初始条件，进行延时水力模拟计算。计算前根据所使用的水力建模软件的需要，要对ＧＩＳ平台输出的数据进行相应的处理，以转换成水力建模软件能识别的 数据格式。 １．３数据导入和表达：将计算结果导回 ＧＩＳ平台，利用ＧＩＳ平台显示模块进行表达。 现在最流行的几种ＧＩＳ开发平台利用了 各种先进的技术手段想利用ＧＩＳ直接建立 供水管网微观动态水力模型，但只要仔细 研究会发现它们还是使用着老模式：提取 输出所要分析的管网数据，数据处理和计 算，结果反馈和表达。这种模式的问题是： １．４数据传输过程较多，容易产生数据 丢失，严重影响计算精度。要避免这个问题 只有在各个数据传输过程都加入数据自检 步骤，这又导致计算过程烦琐，严重影响计 算效率； １．５其次由于数据无法自动同时更新， ＧＩＳ平台中数据每发生一点变化都需要重 新进行管网建模。这意味着管网建模时间 要尽可能短！否则整个系统会因反映迟缓 而不具任何实际意义。 2 问题的解决方法和途径 通过对目前几种最流行的ＧＩＳ开发平 台建立供水管网微观动态水力模型方法的 研究，我发现无论是直接建模，还是间接建 模，都忽略了一个关键性问题：如何选取你 所要的管网信息数据。通过对管网数据加 权可很好的解决这一问题。 我武水集团所使用的龙泉管网信息系 统是基于ＯＲＡＣＬＥ关系数据库及西门子 ＳＩＣＡＤ／ｏｐｅｎ平台的开放式管网ＧＩＳ系统， 要想利用ＧＩＳ平台直接建立供水管网微观 动态水力模型需要开发设计：数据管理、数 据选取，数据输入和检查、节点流量分配、水力计算、数据反馈和表达等六个新的功能模块，技术流程图如图１所示：2.1数据管理水力模型是建立在供水管网上的动态系统，随时间变化，需要分时段。它又是对ＧＩＳ平台进行简化和抽象，以提高计算速度。因此建立水力模型首先要进行数据分析。我公司ＧＩＳ平台采取的数据库是ＯＲＡＣＬＥ关系数据库，可在高级Ｃ语言环境下开发ＯＲＡＣＬＥ库接口，多采用ＳＱＬ语句开发出满足各种需求的优化应用程序，但缺点是应用程序所使用的数据无法移植（数据共享功能比较单一）。为此我们需开发出一个数据管理模块，用来处理数据分析，建立水力模型相关数据库。下表是数据库结构设计表（如表１）：2.2数据选取我们知道城市供水管网非常庞大，不可能每次建立水力模型都将所有数据全部代入水力模型，否则计算将变得非常困难。因此如何选取我们所需要的管网数据是建立水力模型的关键。对此需要开发专门的数据选取模块来满足需求。其工作原理是将ＧＩＳ平台中每项数据填加一个标签项，参与水力建模的标签项设为“１”，不参与水力建模的标签项设为“０”。２．２．１节点的选择：一般进行拓扑分析，与被选择的管线连接的所有节点都进入水力模型。对节点的水力分析的关键是区分节点水流方向和节点流量。２．２．２管线的选择：一般水力建模前都要确定参与水力模型的最小管径，然后进行拓扑检查，防止出现错误。这种方法最大的问题是在局部管网建模时，如果不清楚来水管线和回水管线，所建立的水力模型往往与实际有很大的误差。所以我个人认为，在水力建模前要对管线加以标注，以区分来水、回水后再确定参与水力模型的最小管径以避免水力模型失真。２．２．３闸门的选择：传统水力建模方法认为闸门不进行操作，除水厂或加压泵站在GIS 平台上建立供水管网水力模型的方法探讨 胡炯 (武汉水务集团汉阳供水部管线所 湖北武汉 430050) 摘 要:在GIS 平台上建立供水管网水力模型是GIS 技术真正能运用起来的关键,建立供水管网水力模型的方法是首先将GIS 平台中的管网信息输出到外部数据库,再利用水力建模软件进行处理和计算,再将结果反馈回GIS 平台进行表达。本文通过对这种水力建模方法的探讨,对GIS 平台的运用提出新的看法,希望能对我公司水力建模有所帮助。 关键词:GIS 供水管网 水力模型 空间分析 图1 技术流程表1作者简介：胡炯；性别：男；学历：大学本科；职务：管线所技术员。 (下转8页)
中国城市排水建设与发展(一)
中国城市排水建设与发展(一) 摘要：城市排水是现代化城市不可缺少的重要基础设施，对城市经济发展具有全局性、先导性影响的基础产业。是城市水污染防治和城市排渍、排涝、防洪的骨干工程。城市排水设施包括：接纳、输送城市排水的管网、泵站、沟渠，起调蓄功能的湖塘、河道以及污水处理厂、污水污泥最终处置及相关设施。城市排水设施是衡量现代化城市水平的重要标志，是改善城市投资环境的重要环节。本文主要论述城市排水不同时期发展状况及完成"九五"规划、2010年目标尚需解决的问题。关键词：城市排水排水设施与建设 我国城市排水工程建设历史悠久，秦代已有用以排除城市雨水的管渠。历代帝王的京都大多建造了较为完整的排水系统。但是解放前排水工程的发展是缓慢的。新中国成立之前，我国城市排水设施很差，各大城市都没有完整的排水系统，仅有局部雨污水合流制管道。管材为陶土管、陶瓷管、石棉水泥管和砖、石拱沟，材质差、管径小，污水就近排入水体，排泄能力很低。污水处理设施仅上海、南京两市有4座城市排水处理厂（上海3座；北区、东区及北新泾西区，南京1座，位于江苏路现南京排水处处址）日处理能力共计4万m3。实际上能勉强坚持正常运行的只有上海西区污水处理厂，日处理能力为1.6万m3，仅占全市污水量的5%左右，90%以上的污水直接排入河道。 新中国成立后，城市排水工程建设得到了发展。国务院相继成立了建筑工程部和城市建设部，作为城市排水工程规划、设计、建设、设施
运行的政府主管部门。 50年代初期全国十几个大城市建成的城市排水管渠仅有3000km。许多大中城市的排水工程主要以治理雨污水。完善排水系统为重点，如北京龙须沟、上海肇家浜、南京秦淮河，武汉黄孝河、天津市海河改造及污水改造工程等治理工程。 70～80年代雨水排水工程中，除北京市修建的北护城河整治工程外，较大的工程还有、上海市南区污水干线排灌工程等。期间，各城市修建的排水工程数量不断增加，工程规模不断加大，上海市合流污水治理工程就是其中一个典型。 解放后，我国建城市污水处理厂，最早始于50年代初。50年代建有太原西郊、西安邓家村、兰州七里河等9座城市污水处理厂，多为一级机械处理工艺，处理规模小，总处理能力约36.3万m3/d。随着社会经济发展，特别是改革开放以来，城市排水事业得到了长足发展。 “八五”期间，随着城市化进程的加快，城市环境综合治理的深化，以及各流域水污染治理的力度加大，加快了城市排水事业的发展。截止1995年，我国城市市政排水系统和社会自建排水系统的污水年排放量为352.72亿m3，排水管道长度为110062km，按服务面积计算，城市排水管网普及率为64.8%，城市污水年处理量81.602亿m3，污水处理率19.61%。城市市政排水系统年受纳污水210.03亿m3，其中生活污水90.62亿m3，约占受纳污水量43.2%。城市污水处理厂169座，（其中二级生化处理厂116座）年处理污水17.49亿m3，处理率8.69%，污
BIM水力模型在智慧水务中的应用
https://www.wendangku.net/doc/d312658190.html,/ BIM水力模型在智慧水务中的应用 一、智慧水务的前世今生 以前，城市的人口还不是很多，管网的情况比较简单，偶尔的突发情况靠经验就可以来处理。可是后来农村包围城市，城市规模急剧扩张，水厂和管网遇到的问题也越来越多样，加上很多年久的管网资料匮乏，单纯依靠经验的粗放式管理完全无法满足要求。 在这样的背景下，水务行业开始采用遥感遥控技术，数据采集及各种传感器测量技术，这一阶段称为自动化阶段，在这一阶段，基本上实现了工艺过程的自动化控制，生产数据都能够储存起来了。但是这些数据各种类型的都有，没有统一这时就发展到了第二个阶段：信息化阶段，这个时候的主要目标是要实现数据采集，融合，构建信息化的平台，数据统一规划，统一平台。 数据有了，也统一了，是该考虑怎样利用这些数据了，要发挥所有数据的作用和价值，这就进入第三个阶段：智慧阶段。在这一阶段主要是通过大数据管理平台进行综合调度，合理优化。 二、水力模型在智慧水务中的角色 作为水司来讲，管网的数据都有了，可是要怎么运行才能既保证供水需求，又降低能耗和漏损量?怎么才能根据现有的管网情况预测可能发生的爆管?污染范围?污染物跟踪?要怎样在发生突发事情时从众多应急方案中选出最优的一个? 怎么知道扩建改造的管网是设计是否合理?……要实现这些，就需要对水司现有的数据进行分析，这么多的数据，靠人脑去分析无论是从精确性还是效率来说都是不可靠的，于是依托于计算机进行分析模拟的水力模型就出场了。 三、供水企业对管网建模的期望： (1)定位：不仅仅是为了调度，更多是为了管理。 (2)要了解模型的局限性： ①节点流量的不准确、管线与管配件摩阻的不确定性、水泵运行曲线的不确定性、管径大小的不准确等，永远不可能达到模型计算结果与实际测量相一致。 ②如同汽车、电话等，模型可提供方便，节省投资与人工，会预防事故的发生、减少事故的危害程度，从而降低风险成本，但不会直接创造经济效益。 ③增加人工费：专人对新管线、新设施、新用户等及时更新，是模型准确与否的关键。 ④技术维护费：软件及时更新是获得新技术的关键。 四、模型成功的关健 (1)软件应用非常复杂，开发与维护人员需专门培训;因为不能使用或正确应用软件，是许多水司建模失败的原因。 (2)模型要作为水司的公共资源：要为规划设计部门、管理与决策部门、调度部门、维护维修部门等所应用，而不仅是局限于建模人员。
艾三维BIM分享：Bentley市政给排水管网水力模型解决方案
Bentley市政给排水基础设施BIM应用 前景 水是人类生活不可或缺的部分，给排水从始至终贯穿人们生活的每一个角落，从古时大禹治水到如今南水北调等等，无一不体现市政给排水基础设施的重要性，随着计算机软件技术的不断发展，传统的给排水解决方案已经无法满足现阶段以及未来工程技术的要求，随着国内外建筑行业对于BIM应用的全面协同发展，给排水即将迎来新的行业升级，全新的市政给排水基础设施的解决方案将更加智能化，更加精确的设计、模拟、分析市政给排水真实的情况，帮助用户管理给排水基础设施的生命周期。 给排水基础设施解决方案以建立和管理给排水基础设施生命周期为中心。构建、设计和运营用于提供饮用水的原水输送、处理和配送系统，或用于收集、输送污水和雨水径流进行处理的排水系统。集规划、设计、建模和分析网络为一体的解决方案将给用户建造更加出色的输配水系统；解决方案还将搭载运营建模、GIS、资产性能和资产生命周期管理等各种功
能，为用户提供漏损管理、能耗管理、资产维护、投资优先级等预测分析，帮助用户管理整个城市给排水生命周期做出更明智的决策！ 新的市政给排水基础设施BIM解决方案解决了传统解决方案无法避免的缺漏，极大的扩展了其解决范围，让高新技术融入其中，使给排水生命周期更趋于智能化、系统化，同时顺应国家对建筑行业发展和改革的大趋势。 Bentley市政给排水基础设施产品整体解决方案 海思德（Haestad）是美国目前从事水资源与给排水工程专业软件开发研究最大的专业团队。海思德创立于 1979 年。其全球总部位于美国康涅狄克州的 Watertown 市。经过将近 30 年的努力，海思德已经拥有 130 000 多个用户，遍布 170 个国家，用户既有大型自来水公司和政府机构，也有小型的市政咨询公司。它专注于提供市政给排水及水利、水文专业模型软件、服务、教育、培训及专业图书等服务。 2004年8月，Haestad并入世界领先的建筑、工程和运营（AEC）软件开发商Bentley 系统公司，为水资源领域提供了全新的给排水BIM解决方案。 给水系统解决方案 WaterCAD/WaterGEMS是一款综合性强和功能性齐全的给水系统设计建模分析软件，为用户充分分析了解给水系统状况、发现潜在问题并提供最佳解决方案，从给水管网压力和需求的基础分析，到水资源流失和消防研究，从了解和预防瞬态问题到确保水质，从能源管理到应急响应，涵盖给水基础设施管理生命周期各个方面。 在功能的应用上，有以下特点：
世界主要城市排水系统一览
世界主要城市排水系统一览 一场暴雨，北京成了“东方威尼斯”。网友仿旅游指南打趣道：“新燕京七景：陶然碧波，安华逐浪，白石水帘，莲花洞庭，大看垂钓，二环看海，机场观澜。威尼斯几百年做到的事，武汉几天就做到了；武汉几天做到的事，北京几小时就做到了。” 不仅北京、武汉，5月间，广州也因暴雨出现过严重内涝。北京水务局回应称，城市建设排水系统滞后于城市发展，是全国普遍存在的题目。现在北京中心城区的排水管网最早还有明代的设施。但是城市管网更新面临诸多题目，老旧管网只能是打补丁，发现一处，补一处。 假如被带到一个陌生的国度或城市，如何分辨它是否发达？台湾作家龙应台以为，一场大雨足矣。 她说，“最好来一场倾盆大雨，足足下它3个小时。假如你撑着伞溜达了一阵，发觉裤脚虽湿了却不脏，交通虽慢却不堵塞，街道虽滑却不积水，这大概就是个先进国家；假如发现积水盈足，店家的茶壶头梳漂到街心来，小孩在十字路口用锅子捞鱼，这大概就是个发展中国家。它或许有钱建造高楼大厦，却还没有心力来发展下水道；高楼大厦看得见，下水道看不见。” 有时候，GDP不算数，文明的差距，只差了一条下水道而已。 巴黎下水道：欢迎参观 巴黎的下水道是承载着文化的。《剧院魅影》中相貌丑陋的音乐天才在下水道里吟唱着对克里斯蒂的思慕；《悲惨世界》的主人公冉·阿让利用巴黎城下密如蛛网的下水道，避开***的追捕，救出了进步青年马利尤斯。法国文豪雨果说，下水道是城市的良心。 巴黎有着世界上最大的城市下水道系统。这个处在城市地面以下50米的世界，从1850年开始修建，巴黎人前后花了一个多世纪才完工。 在巴黎大规模建设下水道之前，这座城市大部分的消用度水来自塞纳河，暴露在地面的部分废水未经净化就流回了河中，造成河水污染，空气中恶臭弥漫，终极导致了1832年的一场霍乱爆发。城市规划者痛定思痛，要修建下水道系统。 1851年，工程师欧仁尼·贝尔格兰为巴黎下水道系统的发展、清除和维修建立了一套完整的技术。他发明了清除下水道垃圾和沉沙的机械，利用流水的冲洗效应将垃圾集中到定点以便清除；在小下水道中，他还设计了蓄水池，以增强冲洗力，避免下水道堵塞。到了1878年，巴黎已经拥有长达600公里的下水道网。#p#分页标题#e# 一战以后，城市人口增长对城市的“消化能力”提出更高要求。于是，1935年-1947年，巴黎的工程师们又开始新一轮扩容改造工程：修建4条直径为4米、总长为34公里的排水渠，以便通过净化站对废水进行处理，处理过的水一部分排到郊外或流进塞纳河；另一部分则通过非饮用水管道循环使用，洗刷城市街面。二战结束后，巴黎市政府又进一步扩建了这一系统，使每家每户的厕所都直接与其相连。到1999年，巴黎完成了对城市废水和雨水的100%完全处理。
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，
AQUIS水利模型介绍
AQUIS水力模型 AQUIS供水管网水力模型系统，提供了对供水网络中的流量、压力、水龄、水质进行仿真和优化，为管网规划、水厂设计、日常调度方案、应急调度预案等提供辅助决策，让操作者能做出更好、更聪明的决策从而优化生产并提高效益。 AQUIS系统的主要功能有： 1.供水管网水力和水质建模 根据管网GIS数据、监测点历史数据和用户用水数据，建立管网水力数学模型。 根据管网GIS数据、水质监测点数据，建立水网水质模型。 2.水力动态仿真 基于供水管网水力模型，动态仿真不同时段下的管网和出厂的压力、流量、流速、水头损失等参数数据，使操作人员直观的掌握水网水力运行情况。 3.水质动态仿真 基于水质模型，动态仿真不同时段下的管网水质情况，如含氯度、水龄、浊度、气味、化学成分等数据，使操作人员直观的掌握水网水质情况。
4.误差分析和模型校正 比较模型仿真结果和实测数据的差值，进行误差分析，仅一步对模型进行校正，确保模型准确可靠。 5.用水需求预测 分析预测整个供水网络的总用水需求，也可以按照管网区域，管网管段预测用水量情况。 6.场景仿真 根据需要将特殊情況或事故时（如水厂检修停产、管网维修关阀等）的供水调度人工初始方案及相应的各种控制条件进行设定，生成最佳的调度预案。 7.压力优化 分析管网中不同时段的水压状况，结合泵效和用水需求数据，生成最佳的压力优化方案，减少管网泄漏、减少能耗，为压力优化调度提供决策支持。 8.水锤分析 根据运行数据分析管网中的水锤情况，为管网优化改造、阀门调度提供合理的水锤分析决策。 9.爆管和漏水计算 AQUIS提供基于历史数据分析爆管位置和漏水量计算。 10.管网规划设计辅助和监测点优化 根据用水需求、供水能力分析等，为管网规划、管网设计提供辅助分析，利用模型仿真，优化自动监测仪表的安装布置。 11.管网分区辅助 为管网DMA分区提供设计辅助和检验。 AQUIS系统的主要特点有： 1.简单易用 AQUIS系统提供非常简洁的操作界面，是操作人员非常方便的使用AQUIS系统。
基于管网水力模型的独立计量分区优化
118 给水排水 Vol 134 No 13 2008 基于管网水力模型的独立计量分区优化 徐 强1,2 陈求稳1 刘锐平1 顾军农3 (1中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京 100085; 2中国科学院研究生院,北京 100049;3北京市自来水集团有限公司第九水厂,北京 100031) 摘要 管网漏失和水质稳定性是影响供水安全的重要问题,科学合理的独立计量分区(Discrete Metering Area ,DMA )管理,可以辅助漏失点定位,控制二次污染。根据北京市某区实际监测数据,开发了供水管网水力水质模型,并应用建立的模型针对该区分析了不同DMA 方案的可行性,确定了优化的DMA 模式。 关键词 给水管网 DMA 管理 管网模型 方案优化 Optimization of discrete metering area scheme by pipeline net work model Xu Qiang 1,2,Chen Qiuwen 1,Liu Ruiping 1,Gu J unnong 3 (1.S t ate Key L aboratory of U rban and Regional Ecolog y ,Research Center f or Eco 2Envi ronment al S ciences ,Chi nese A cadem y of S ciences ,B ei j i n g 100085,Chi na;2.Gra d uate U ni versit y of Chi nese A cadem y of S ciences ,B ei j i ng 100049,Chi na; 3.N o.9W aterw orks ,B ei j i n g W ater S u p pl y Grou p Co.,L t d.,B ei j i n g 100031,Chi na ) Abstract :The leakage and water quality stability in pipeline are important issues to water supply.It is proved that discrete metering area (DMA )is a practical and effective method to detect leakage.Besides ,DMA is also useful to reduce recontamination of water in pipes.This study investigated the water pressure changes in a pipe network of an area in Beijing.Basing on the analyses of field monitoring data ,a numerical network hydraulics model was developed.The model was then applied to study t he possibilities of different DMA scenario s.According to t he simulation result s ,implementability and cost ,an optimized DMA scheme was finally suggested. K eyw ords :Water dist ribution system ;DMA planning ;Network model ;Scenario optimization 世界范围内管网平均漏失率约为17%,我国的 管网漏失率则高达25%[1]。管网漏失不仅浪费了宝贵的水资源,也带来重大的经济损失[2]。及时发现管网漏失,并采取有效的运行管理措施,能够提高供水可靠性并减少漏失。但是漏失检测和漏点定位一直以来是一项非常困难而繁琐的工作[3,4]。实践证明通过科学合理的独立计量分区(Discrete Metering Area ,DMA )管理,可以及时发现管网漏失和爆管等问题,辅助漏失点快速定位,还能有效控制二次污染,保障管网输配水水质。欧美国家已针对供水管网漏失控制出版了专业手册,其中就有很 大的篇幅涉及分区管理的原理、规划思想及实 例[5,6],近年来,国内也有一些研究[7,8]。但是DMA 模式意味着“环状管网—枝状管理”,实施后可能对用水区的供水稳定性和安全带来影响。1 管网水力模型本研究以EPAN ET 模型为参考,开发了基于节点法的管网恒定流模型,其基本方程包括连续性方程和能量方程[9],其中连续性方程是指从任一节点流出和流入的流量,其代数和等于零;能量方程指在管网的任一闭合环内,各管段的水头损失代数和等于零。此外, 进入管网的总流量等于所有节点流
浅析我国城市排水系统现状及前景
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/d312658190.html, 浅析我国城市排水系统现状及前景 作者：刘丹梅 来源：《科技创新导报》2011年第24期 摘要:我国城市的可持续发展已成为社会的热点问题,而城市给排水系统作为城市建设管理的重要部分必须作为城市建设工作的重点抓起。本文分析城市给排水系统建设的重要性,浅析 我国排水系统现状,并对其发展前景作出展望。 关键词:城市排水系统现状前景 中图分类号:TU99 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(c)-0131-01 现代城市规划中,给水排水的设计是一项十分重要的工作内容,它直接关系着居民的基本生活和城市的经济发展,对其起直接决定作用,也是城市建设水平的重要表征。在城市建设步伐日益加快的今天,为城市配置一套科学的给排水系统,实现水资源的可持续保障,无疑会增强城市的硬性投资条件,从而促进城市经济的可持续发展。因此,必须做好城市的排水工作,全方面促进可持续发展,进而促进社会的可持续发展。 水资源虽然是可再生能源,但由于经济建设的急剧推进、污染的加剧、水治理的滞后性等,水资源的短缺不仅是人类需要面临的问题,而且已经由原先的地区性开始向全国范围内蔓延,必须引起我们的高度重视。城市是人口高度密集的地区,城市用水量巨大,对城市水的管理显得尤为重要。必须加强对城市排水的管理。“节能减排”是2011年政府提出的工作重点,水资源的节约利用理所当然地应受到充分重视。因此,城市规划中,设计合理的给水排水系统至关重要,对城市排水系统的合理利用和管理也是城市建设的重点。 以前,人们对于暴雨管理的认识停留在修建大量排水沟、地下管道、人工渠道等排水设施,以便将雨水尽快的排走,避免造成渍水和洪涝灾害的传统观念上。但是,随着城市迅速的扩张,大规模的建设排水工程设施也无法从根本上消除洪泛滞涝危害,反而增加财政负担并破坏自然环 境资源。现代工程师和规划师们更加清楚地认识到城市扩张对于暴雨径流量的影响,以及传统 排水工程方法的局限性,并基于此认识逐渐发展出行之有效的城市发展策略、土地利用模式和 排水工程设计方法,使得暴雨管理的综合效率得到显著改善。 我国城市排水主要是雨水和工厂、居民生活用水,排水系统不完善必定会给居民生活带来 不便,造成水的浪费,甚至会造成环境污染,给人们的生命和财产带来隐患。2007年,数十人因暴 雨丧生在济南、郑州等大城市。城市——这个可以躲避山洪、泥石流袭击的“安全地带”,弥漫着雨的危险。而在包括北京在内的另一些都市,虽然无人身亡,但雨后同样一片汪洋。雨水给城市
浅谈大型供水企业建立水力模型思路分析
浅谈大型供水企业建立水力模型思路分析 [摘要]以华北某大型城市供水企业建立水力模型为例，从建模软件选择，与现有GIS系统的结合，建立区块化模型，试点区域4个方面详细阐述了大型供水企业建立水力模型模型的整体思路。 【关键词】供水管网水力模型；城市大型供水企业；建立思路 建立供水管网水力模型可以使供水公司的管理者量化地了解供水管网系统在不同条件下的运行工况，发现供水系统中存在的问题，进而通过水力模型的模拟来制定改造及优化方案[1]。因此，近年来供水管网水力模型已经成为供水企业提高管理水平不可缺少的工具。 华北某大型城市拥有多个大中型水厂，设计日产水能力约250万吨，供水管网长度DN75以上超过6000公里，供水面积超过600平方公里，供水人口超过500万人。该市管网多成环状，管材以铸铁、塑料、钢为主。随着经济的发展，用户水量迅速增加，管网逐年扩建，与2000年管线长度相比增长超过40%。针对其管网结构复杂、规模庞大、用水量随机性强等情况，为了更有效对供水管网进行管理急需建立一套科学的管理系统。为此，经考察论证，决定建立具有供水管网运行工况实时模拟及相关运营管理功能的供水管网管理系统。以期达到优化调度、降低漏失率、节能减排、水质监测、改扩建发展提供依据的目的。 1、建模软件的选择 根据该供水企业的管网情况，其建立将是一个复杂和庞大的管网模型，这套水力模型软件不仅满足管网运行工况的动态模拟的需要，而且能够快速完成庞大数据的运算，因此一个合适的供水管网水利模型软件平台的选择将是十分重要的。 1.1水力模型软件选择原则 水力模型软件必须是一款成熟的软件平台，在国内外有广泛应用的案例；必须支持ArcGIS平台，能够与该供水企业现有的GIS系统紧密的整合；必须能够提供强大的二次开发工具，可以根据用户管理特点和需要来修改和增加新的功能；开发商在国内有强大的技术支持队伍。 根据上述原则，经调研，该供水企业最终选择美国本特特力软件公司的WaterGEMS水力模型软件 1.2WaterGEMS水力模型软件简单介绍 模型软件是建立供水管网模型的重要工具。美国本特特力软件公司的WaterGEMS水力模型软件具有模型构造、水量分配、管网智能简化、达尔文优化设计和达尔文模型误差校正等技术，这些先进的技术能够帮助用户快速且准确地建立自己的管网模型。 2、与现有GIS系统的结合 建立供水管网水力模型需要大量的基础数据，而该供水企业已经建立的基于ArcGIS的地理信息系统，将是建模所需的管网静态数据主要来源。用户用地理信息系统来管理供水系统的静态基础数据，而应用水力模型来管理供水系统的动态运营。这两个系统既能独立运行，而相互之间又是密不可分的。因此，保证模型系统与现有地理信息系统能够很好地联合运行是建模的关键一环。 2.1无缝连接 采用的方案是，将模型软件嵌入到现有地理信息系统中，在现有地理信息系
我国古代城市排水系统的发展史
我国古代城市排水系统的发展史 河南偃师二里头，是迄今所知中国最早的王朝都城遗址。这是一处经缜密规划、布局严整的大型都邑，其存在时间约距今3800～3500年。在早期宫殿建筑之间的通道下，发现了长逾百米的木结构排水暗渠。晚期宫城中大型宫殿建筑的院内，又发现了石板砌成的地下排水沟和陶排水管组成的地下排水设施，二者的铺设都是为了向院外排水。由于这类先进的排水系统仅发现于宫殿区，可知它并未走进大众生活，仍为当时的权力阶层所垄断。 隋唐长安城在建城前经周密调查和精心设计，其后不断修建扩充，成为当时首屈一指的国际化大都市。对于这样一座总面积达83平方公里、人口逾百万的特大城市而言，排水系统对于整个城市的正常运转具有重要的意义。此时的中国古代城市已发展到了封闭式的里坊制阶段。隋唐长安城南北11条、东西14条大街，将全城划分为110个坊。排水系统就遍布于由“街”、“坊”组成的棋盘格状的都市中。建筑周围常见砖铺散水、渗水井和排水管道。与汉长安城一样，隋唐长安城大部分街道的两侧都修有水沟，有土筑和砖砌两种，均为明沟。明沟外侧设人行道。大路路面中间高、两边低，便于及时排除雨水。城门下则建有排水涵洞。永安渠、清明渠和龙首渠在流经城内的里坊和池苑后，注入渭河和浐河，除供应城市用水外，也起到了分洪的作用。作为全国性的政治中心，隋唐长安城给排水系统的设计布局优先考虑了城内贵族人群的需求，宫室禁地中的排水设施也最为讲究。如大明宫太液池岸发现的排水渠道内设置有横向砖壁，雨水在经过时可将较大的杂物拦截下来。西内苑发现的排水暗渠为砖石结构，为防止渠道淤塞，分段安装了多道铁质闸门，第一道闸门先由铁条构成直棂窗，拦阻较大的垃圾杂物，第二道闸门布满细小的菱形镂孔，可以滤出较小的杂物。闸门拆卸自如，方便疏通。这可以说是初级的水处理装置了。 元大都城内的河湖水系分为两个系统，一是由高梁河、海子(积水潭)、通惠河构成的漕运系统;一是由金水河、太液池构成的宫苑用水系统。大都城的建设中，不仅充分利用自然河流开渠引水，而且修建了完善的排水系统，明渠与暗沟相结合。依北高南低的地势，大都城的南北主干道两侧，都有排水干渠，沟渠两旁还有东西向的暗沟，引胡同内的雨水排入干渠。在今西四附近的地下，曾发现石条砌筑的明渠，渠宽1米，深1.65米。在大都城东、西城墙的北段和北城墙西段发现3处向城外泄水的涵洞。在元大都的基础上改扩建而成的明清北京城，放弃城北部分城区，后又展拓南城，加建外郭，最终形成“凸”字形格局。城市中心也由元代的城北积水潭一带逐渐转向城南。除南移和扩展宫城、皇城外，此时还开挖南海，扩大了原太液池的水面。但总体上看，其坊巷布局、市坊结合的城市格局，基本上继承元代旧制，没有太大的变革。在排水系统上，它保留和疏浚了元大都的排水沟渠。后继的清王朝仍以北京为京师，城市布局一仍其旧，除个别局部调整，在西郊兴建皇家苑囿外，总体上并无多少变化。此时增设了一些新的排水渠道，最主要的是内城沿东西城墙内侧各开明沟一条、外城三里河以东从大石桥至广渠门内的明沟，以及崇文门东南横贯东西的花市街明沟。作为明清王朝的政治中心，北京城的排水设施当然也不例外地具有区域和等级之别。内城尤其是东部城区，多是官仓和达官贵人的宅邸，这里修建有完善的下水道，通往排水主干渠。一般居民区的排水设施则相对较差。 据估算，明清北京城内的河道密度为每平方公里1.07公里，全城水系总容量超过1935万立方米，每平方米蓄水容量为0.32立方米，分别是唐长安城的2.4倍、3.3倍和4.5倍。这应是北京城罕有洪涝灾害的主要原因。
城市排水系统面临的问题及对策
《城市排水系统面临的问题及对策》 提纲： 城镇排水管网建设严重滞后于经济社会的发展,滞后于污水处理厂的建设,已建排水收集系统的效率亟待提高。基础设施建设的规律“先地下、后地上”这一原则,越来越受到只注重表面政绩观的挑战。无论从城市内涝防治,还是污水有效收集及面源污染控制考虑,都应重视排水管网的建设,贯彻源头治理原则,开展扎实有效的工作,提高收集系统效率。 第一章：城市排水系统存在的问题 1.雨水系统建设滞后且设计标准偏低导致内涝频发，城市排水系统安全性降低。 2010年对全国351个设市城市内涝情况的调查表明，2008年~2009年发生内涝的城市有213个，占调查城市的61%；2010年前9个月，我国内涝城市有237个，超过前两年的总和。其中，发生内涝灾害超过3次的城市有137个，内涝灾害最大积水深度超过50cm的占74.6%，积水深度超过15cm的（可能淹没小客车的排气管而影响交通）多达90%，积水时间超过半小时的城市占78.9%，其中有57个城市最大积水时间超过12小时。近年频发的城市内涝灾害，呈现出积水深度大、积水时间长的特点，不仅造成巨大的经济损失，还严重威胁城市安全。 统计结果表明，近80%的城镇内涝发生的原因是排水系统建设滞后和设计标准偏低。 老旧管网得不到及时更新，新建管网跟不上城市扩张的速度，排水系统的建设完善滞后于城市化发展；排水系统标准也偏低，现行《室外排水设计规范》(GB50014-2006)规定的城市雨水管渠的设计重现期一般地区为0.5~3a，重要地区为3~5a，而在系统建设过程中，大部分城市普遍采取下限，甚至低于设计标准。 2.污水收集效率偏低，影响污水处理厂效能。 城市污水处理厂的设计进水水质是根据调查资料确定，已有的调研数据表明，我国南方地区不少污水处理厂的运行水质低于设计值，比如广州大坦沙污水处理厂进水不到设计值的50%，福建洋里污水处理厂进水仅为设计值的55%，污水的浓度直接决定了污水处理厂工艺的选择和构筑物的容积大小，当实际进水水质标准远低于设计水质时，污水处理厂的投资效益得不到充分的发挥，污水处理厂的投资和运行效益大打折扣。 污水处理厂实际进水水质偏低，一方面可能是设计人员对水质偏于保守估算，另外一方面是由于城镇污水收集管道渗漏严重，在南方城镇地下水为高地区，由于管道接口、检查井的设计施工因素以及管道的年久失修，地下水渗入量大；在上海，部分地区的地下水渗入量达到平均污水量的30%~40%，远远超过设计时采用的10%，使管道的实际输送能力大大下降，同时降低了污水处理厂的进水水质浓度，有些地区甚至管道和河道连通，严重影响了污水收集系统、泵站和污水处理厂对污染物的输送和处理效能。 3.雨污混接加剧城镇面源污染控制难度。 完全的分流制排水系统应该包括一套独立的污水系统和一套独立的雨水系