沈阳市供水管网改扩建规划模型研究

论文摘要

随着城市建设的发展,社会用水量急剧增长,城市供水已成为经济发展的制约因素。我国供水工程建设已进入挖潜、改建、扩建的新时期。就供水管网的规划和改扩建而言,实际管网计算复杂,工作量大,凭经验确定管线走向、管径等参数,很难达到经济合理要求。因此,合理地进行管网改扩建规划对节约投资、降低供水能耗、提高投资效益有重要意义。面对不同的供水需求,供水管网存在的问题越来越突出,亟需通过改扩建规划来解决。本文从沈阳市供水管网系统改扩建规划工程的实际出发,详细介绍了多种用水量预测方法,并运用灰色预测方法对城市中长期用水量进行了预测,在保证达到在数据较少情况下,提高预测的精度的前提下,为沈阳市供水管网系统改扩建规划建模提供所需用水量数据。通过对管网系统动态特性的探讨,详细介绍了供水管网建模理论知识和步骤。针对沈阳市供水系统所面临的改扩建规划问题,结合实际工程建立了沈阳市现状管网系统模型和沈阳市规划管网系统模型,为管网系统的改扩建规划优化设计奠定了坚实的基础。在进行改扩建规划优化技术经济学研究的基础上,建立了城市供水管网系统改扩建规划经济模型,针对改扩建规划优化设计问题为复杂非线性规划问题、其决策变量为离散变量及其目标函数为多峰值函数的特点,采用目前较为成熟的遗传算法对所建立的改扩建规划经济模型进行编程求解。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 供水管网改扩建规划课题的提出
• 1.1.1 供水管网改扩建规划的意义和目标
• 1.1.2 供水管网改扩建规划应用需求案例
• 1.2 当前研究现状
• 1.2.1 当前研究现状及特点分析
• 1.2.2 供水管网改扩建规划技术发展趋势
• 1.3 城市供水管网改扩建原则
• 1.3.1 依据旧有原则改扩建
• 1.3.2 充分发掘现有供水设施供水能力
• 1.4 本课题研究的主要内容
• 第2章 城市用水量预测分析
• 2.1 城市用水量预测概论
• 2.1.1 城市用水量预测的概念
• 2.1.2 城市用水量预测的特点
• 2.2 城市用水量影响因素
• 2.2.1 城市短期用水量影响因素
• 2.2.2 城市长期用水量影响因素
• 2.3 城市用水量预测的一般步骤
• 2.4 传统用水量预测方法
• 2.4.1 回归分析预测法
• 2.4.2 单元指数回归法
• 2.4.3 增长曲线预测法
• 2.5 灰色预测方法
• 2.5.1 灰色系统理论
• 2.5.2 灰色系统分析方法优点
• 2.5.3 灰色模型
• 2.6 用水量预测精度与评价分析
• 2.7 沈阳市用水量预测
• 2.8 本章小结
• 第3章 供水管网系统微观模型建立及模拟计算
• 3.1 供水管网系统建模概述
• 3.1.1 供水管网建模发展概况
• 3.1.2 供水管网模型种类简介
• 3.1.3 供水管网建模模拟内容
• 3.1.4 供水管网建模主要作用
• 3.2 供水管网建模数据化信息分析
• 3.2.1 管网静态信息
• 3.2.2 管网动态信息
• 3.3 管网工况模拟仿真计算
• 3.3.1 供水管网工况模拟计算意义
• 3.3.2 供水管网工况模拟计算内容
• 3.3.3 供水管网模型在管网改扩建规划中的应用
• 3.4 沈阳市供水管网建模实例
• 3.4.1 城市概况
• 3.4.2 供水现状介绍及特点
• 3.4.3 管网现状及存在的问题
• 3.4.4 管网拓扑结构生成
• 3.4.5 节点流量的确定
• 3.4.6 管道阻力系数（C值）的确定
• 3.4.7 沈阳市现状供水管网工况分析
• 3.5 沈阳市供水管网规划方案
• 3.5.1 新建供水工程配水系统
• 3.5.2 水源规划
• 3.5.3 输水管线规划
• 3.5.4 供水管网规划
• 3.6 本章小结
• 第4章 供水管网改扩建规划经济模型的建立
• 4.1 改扩建规划经济评价的一般程序
• 4.2 改扩建经济模型的建立
• 4.2.1 建造费用
• 4.2.2 目标函数
• 4.2.3 约束条件
• 4.2.4 数学模型
• 4.3 管道系统优化参数的确定
• 4.3.1 管材造价系数的确定
• 4.3.2 目标函数参数的确定
• 4.4 本章小结
• 第5章 模型求解及改扩建优化分析
• 5.1 模型求解寻优算法比较
• 5.1.1 传统优化算法
• 5.1.2 随机优化算法
• 5.2 遗传算法
• 5.2.1 遗传算法简介
• 5.2.2 遗传算法的优点
• 5.2.3 遗传算法在供水管网改扩建规划中的应用
• 5.3 沈阳市改扩建规划优化设计结果及分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢