城市给水管网在实际运行中,由于存在用户需水量频繁变化、调度水泵改变工况、阀门启闭、事故停泵等因素,增加了系统的水力负荷,并可能引发管道中的瞬变工况.瞬变流不仅能造成压力波动,还能产生较大的压力增值,而通常的给水管道很难承这样的瞬变压力.随着现代计算机技术的高度发展,使人们能够在几乎不受限制的情况下,针对较全面的流动状态进行水力分析,为管网系统实际运行管理提供依据.特征线法具有严密的理论性和较强的实用性,是求解瞬变流控制微分方程的基本工具.本文应用特征线法针对算例管网完成了具有典型边界条件的管网瞬变分析.结果表明给水管网中的瞬变压力可能增加至正常运行压力的几倍,在很多情况下可能造成管道破损,甚至发生爆管事故,尤其对于那些比较薄弱的网络区域.给水管网漏失是国内外供水行业普遍存在的问题.漏失不仅浪费了宝贵的水资源,还给供水企业造成巨大的经济损失,因此在淡水资源日益匮乏的今天,世界各国都将漏失检测作为一项重要研究课题.由于漏失本身可能引起管流瞬变,因此从瞬变流的角度研究管网漏失符合漏失的物理表征,而建立在瞬变流基础上的反问题分析法更适合于管网的漏失检测.本文在查阅大量文献基础上,建立了用于给水管网漏失检测的瞬变流反问题分析模型,并针对算例管网完成了数值模拟.应用瞬变反问题分析检测给水管网漏失属于系统辨识反问题,本文通过最优化算法,最小化压力的测量值与计算值之间的偏差对该类问题进行求解.整个求解过程的实质是对解空间不断迭代,直到满足计算要求.分析过程采用L-M法和N-R法进行局部寻优,并进行了模型敏感性分析.考虑到复杂管网的搜索空间巨大,使用局部寻优易出现局部最小问题,本文还采用基本遗传算法进行全局寻优求解.整个求解过程实现了计算机程序化.