基于小波變換的供水管網(wǎng)漏損量化方法研究.pdf

1、漏損是城市地下供水管網(wǎng)面臨的普遍現(xiàn)象，且城市漏損率呈上升趨勢，遠(yuǎn)超過供水行業(yè)的指標(biāo)要求。漏損量及漏損率是衡量供水管網(wǎng)運(yùn)行狀況好壞的重要指標(biāo)，由于城市地下供水管網(wǎng)復(fù)雜、擴(kuò)建速度快、漏損不可視化及供水行業(yè)管理水平限制等原因，漏損量難以準(zhǔn)確計算。國內(nèi)外現(xiàn)有的供水管網(wǎng)漏損量化方法有水平衡法、夜間最小流量法、漏損預(yù)測法、盲源分離及卡爾曼濾波法，前三種不可避免的加入了估算項(xiàng)，在進(jìn)行控漏前不能很好的計算區(qū)域漏損程度，只能估計每月、每日漏損總量，難以得

2、到實(shí)時漏損量數(shù)值；后兩種方法利用信號處理方法進(jìn)行供水管網(wǎng)漏損量化取得了較大的成功，但應(yīng)用并不成熟。
　　量化城市供水管網(wǎng)漏損，計算區(qū)域漏損率為管網(wǎng)控漏提供依據(jù)，預(yù)測管網(wǎng)經(jīng)濟(jì)控漏水平，模擬潛在效益；供水管網(wǎng)漏損得到量化，根據(jù)供水管網(wǎng)代表性節(jié)點(diǎn)的壓力值，擬合壓力漏損模型，指導(dǎo)區(qū)域進(jìn)行壓力控漏，建立控漏模式方案；量化城市供水管網(wǎng)漏損，可以改變供水管網(wǎng)漏損現(xiàn)狀、節(jié)約水資源、提高供水效益。因此，研究供水管網(wǎng)漏損量化方法具有很大的實(shí)際意義。<

3、br>　　本文在算例管網(wǎng)、實(shí)驗(yàn)室管網(wǎng)采集的入口流量信號、入口壓力信號及管網(wǎng)平均壓力基礎(chǔ)上，利用盲源分離和小波變換進(jìn)行漏損量化對比研究。本課題的主要內(nèi)容包括以下幾個方面：
　　1.利用EPANET建立數(shù)值模擬算例，建立漏損控制實(shí)驗(yàn)平臺，設(shè)計管網(wǎng)典型供水方案，模擬不同工作狀態(tài)、不同漏損數(shù)目和位置的漏損情況，采集管網(wǎng)流量和壓力信號，為供水管網(wǎng)漏損量化提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；
　　2.介紹盲源分離理論，建立盲源分離漏損量化模型，針對盲源分離幅

4、值不確定性問題提出利用流量平衡解超定方程組解決；將小波變換方法首次應(yīng)用到供水管網(wǎng)漏損量的計算中，建立小波變換漏損量化模型，利用相關(guān)系數(shù)選擇數(shù)值模擬算例流量信號、實(shí)驗(yàn)室流量信號小波函數(shù)和分解層數(shù)的最佳組合，編寫小波變換漏損量化程序；從理論適用性、計算漏損量精度、效果方面分析比較兩種方法；
　　3.利用盲源分離和小波變換計算算例管網(wǎng)、實(shí)驗(yàn)室管網(wǎng)在典型實(shí)驗(yàn)方案下的漏損量，擬合小波模擬漏損量、盲源分離漏損量與管網(wǎng)平均壓力關(guān)系；比較分析兩種