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供水管网是城市的重要输水设施,然而城市的快速发展以及人口数量的不断增加,使得供水管网负荷日益加重,导致供水管道老化、漏损、爆管以及水体污染等事件普遍发生,管网末端水体余氯含量较低,管网水体水质安全得不到有效保障。因此,为能够及时、准确、全面的掌握整供水管网的水力、水质状况,建立城市供水管网水力、水质模型至关重要,模型的建立能有效保障城市供水管网水体水质安全。该文以C市供水管网为研究对象,对C市供水管网水力模型和余氯衰减模型的建立及校核的相关内容做了深入研究。首先,系统性的阐述了供水管网水力模型的基础原理,对水力模型中管网方程组及其求解方法进行了详细介绍。随后通过C市供水管网GIS数据以及CAD图形,完成C市供水管网静、动态数据的采集,并采用实地现场勘查和人工监测等方式来对数据缺失部分进行补充,初步确定了C市供水管网的管段粗糙系数、节点流量分配方式、典型用户的用水模式以及用水曲线的变化规律,完成了供水管网水力模型的初步建立,实现了C市供水管网水力的动态模拟,为后续余氯衰减模型的研究奠定了基础。为了提高C市供水管网水力模型的精准度,选用6个典型压力监测点的实测数据来对水力模型进行多次校核,并修正水力模型的相关参数。校核结果表明:校核后的水力模型具有较高的精准度,符合水力模型建模的最小允许误差要求,所有校核压力监测点的压力误差都≤±4 m,压力误差≤±2 m占全部校核监测点的93.75%,压力误差≤±1 m占全部校核监测点的63.20%。其次,采用余氯衰减一级反应模型和拉格朗日时间驱动法来对C市供水管网余氯衰减问题进行求解。随后对C市供水管网中各管段的主体水反应系数(Kw)和管壁余氯衰减系数(Kb)进行初步确定,其中通过离线烧杯实验对水厂出水进行主体水反应系数的测定,初步确定Kb值为-0.20 d-1,而管壁余氯衰减系数则根据已报道的研究成果并结合C市供水管网实际情况来综合确定,将管段按照管道铺设年限分为三组,第一组的Kw1值设为-0.03 m/d,第二组的Kw2值设为-0.05m/d,第三组的Kw3值设为-0.07 m/d。当C市供水管网余氯衰减模型的衰减系数确定后,在准确的水力模型基础上,利用EPANET软件完成C市供水管网余氯衰减模型的初步建立,实现了C市供水管网余氯的96小时模拟。最后,为保证C市供水管网余氯衰减模型的准确性,利用15个水质监测点的余氯真实值来对该模型进行校核。校核过程中,采用MATLAB遗传算法工具箱结合EPANET工具箱对C市供水管网余氯衰减模型的衰减系数进行自动寻优,算法经过68次迭代运算后,得出模型各组别的衰减系数最优解,其中校核后的第一组Kw1值为-0.03 m/d,第二组Kw2值为-0.053 m/d,第三组Kw3值为-0.124 m/d,而Kb值为-0.247 d-1。将校核后的模型与水质监测点的真实值进行对比发现,校核后的模型具有较高的准确度,模型中15个水质监测点的校正值与真实值的差值较小,所有水质监测点的校核精度都小于30%,满足余氯衰减模型的校核精度要求。通过C市供水管网水力模型和余氯衰减模型的建立,可以全面了解整个C市供水管网的水力、水质状况,从而及时发现供水管网存在的问题,能够有效保障管网水体水质安全,可以让用户喝到更加安全的饮用水,还可以为供水集团提供辅助管理,有利于加强供水系统的安全性,对管网水体水质维护起到了一定的指导作用。图[16]表[17]参[81]