图论法用于供水管网水力计算的研究

图论理论是网络分析的主要工具，现用于管网的水力平衡计算，既充分发挥了图论理论的优势，使计算变得简便、迅捷，又可将管网附件加入计算，使结果更准确、更符合实际．文中采用峰阵输入管网结构，使输入数据的工作量大大减少，易于编制程序，计算大型的复杂管网．     

自动喷水灭火系统格栅状管网水力计算优化探讨

自动喷水灭火系统格栅状管网(下称"格网")的形式较为复杂,准确且高效的水力计算是其推广应用的前提。"格网"的水力计算与城市给水管网平差类似,采用节点方程法较为合适。基于方程组对应的系数矩阵为大型稀疏对称正定矩阵,对系数矩阵的生成算法、储存算法和分解算法进行了优化,规避了零元素的储存和运算,有助于提高计算效率。     

深圳市给水管网水力计算模型的建立

从深圳市给水管网实践出发，介绍了建立管网水力计算模型的管段、节点简化原则、模型建立方法及使用效果，并对模型改进及维护提出了设想。     

给水管网微观模型中节点流量在线预测计算方法研究

阐述了研究区域时总用水量数据整理、时总用水量预测、制作用水模式曲线、节点流量预测值计算 ,建立了给水管网微观模型中节点流量在线预测计算方法 ,并在实践中加以验证。     

基于图论的渠网非恒定流计算分析方法

主要研究渠网信息的描述及通用非恒定流计算机程序的实现方法.基于图论提出了一种渠网信息描述和拓扑结构的计算机辨识方法,导出了通用的渠网支路非恒定流隐式差分矩阵线性方程和节点边界条件矩阵线性方程,分析了它们的数据结构,最后给出了通用的渠网非恒定流计算模型框架等.     

供水管网水力计算研究与实现

实现城市给水管网系统科学管理,首先必须对管网系统进行水力分析计算和模式的复核计算,以期获取准确的运行工况数据;在此基础上,进行管网改、扩建优化设计。将水力计算嵌入给水管网信息系统,可以使水力计算中的大部分输入数据直接从GIS数据库中提取,并借助GIS的数据更新手段保持管网计算模型的现势性,还可以利用GIS的表现能力显示输出计算,绘制各种专题图。     

环状供水管网分析计算的拓扑方法

本文从环状管网基本方程出发,提出流阻和网格等效水头概念,经拓扑变换,得到管网的等效线性图、网格矩阵、切组矩阵、关联矩阵及其平衡方程组.其结果与从基本方程出发导出的平衡方程组完全一致.这样,我们只要向电子计算机输入上述三个简单矩阵以及管网已知参数和独立变量初值,则从拓扑变换、列平衡方程组,到解算的全过程,均由电子计算机完成,打印出符合规定精度的结果.文中给出了实例电算对照.     

基于MATLAB的抽水蓄能电站技术供水管网水力校核

【目的】抽水蓄能电站当中的技术供水系统主要作用是对各个运行设备进行润滑与冷却,对整个抽水蓄能电站的安全与稳定运行起着重要的作用。为了技术供水系统在稳态与暂态条件下能够保证其流量与压力的安全要求,同时实现绿色节能的目标,【方法】以某抽水蓄能电站技术供水系统为研究对象,基于MATLAB软件对抽水蓄能电站技术供水系统的暂态和稳态进行分析研究,验证设计方案的合理性。采用图论对复杂技术供水管网结构进行构建,应用MATLAB建立管网水力计算数学模型,通过矩阵对管网的各个属性之间的关系进行描述,采用迭代法进行求解获得稳态参数。基于有压管道非恒定流微分方程组的特征线法,模拟工况变化下暂态过程中的压力波动与流量波动,绘制技术供水管网各用水管路的压力与流量变化曲线。【结果】结果显示：(1)稳态过程中建立的管网模型大、小流量支管误差分别在2.70%、5.18%以内,压力误差在0.37 m以内;(2)动态过程管网在压力波动中产生的压力最大、最小值分别为38.890 m、2.647 m。【结论】结果表明：本研究所建立的技术供水管网稳态水力计算模型精度能够满足工程要求,同时动态水力计算满足水锤防护标准要求,为抽水...     

平面管网水力计算及实现方法

水力计算是进行给水或配水管网技术经济比较的基础。环状管网水力计算的核心是联立求解连续性方程、能量方程和压降方程。阐述了平面环状管网水力计算原则,根据数学模型编制了基于Excel和Visual Basic计算或程序代码,并以实例进行了计算验证。     

多能源站协同运行管网水力与热力模型及计算

该文改进传统管网水力模型,给出以节点压力表示的回路压力守恒方程,使水力模型只存在节点压力与节点位置信息,减少了模型求解的计算量。同时,结合管道热力传输方程以及两种类型节点温度平衡方程建立了管网热力模型。根据建立的水力模型和热力模型,设计了一款管网仿真计算软件,对一个规则的管网算例进行水力和热力参数计算,并搭建相应的实验装置对计算结果进行实验验证。结果表明,对比实验结果与仿真结果,水力参数的误差均不超过5%,从而验证了模型的正确性。最后在此基础上,对上海某区域实际的供能管网进行了设计工况下水力与热力的计算分析。     

基于改进图论法的平原河网水系连通性评价

基于改进的图论法,概化河网水系为图模型,考虑水量对河网水系连通性的影响,以反映流域水量指标的连通因子为权值,构建水系连通度定量评价模型,应用MATLAB计算河网加权连通度,实现对河网水系连通性的定量评价。以秦淮河流域为例,构建HEC-HMS水文模型,模拟流域短期和长期洪水过程,分析不同规模洪水过程下流域河网水系的连通程度,基于连通度定量评价结果对连通性进行等级划分。结果表明洪量与连通度基本符合线性关系;短期洪水过程与长期洪水过程相比的连通等级较差;构建的评价模型具有良好的适用性和可靠性。     

基于图论的河道-滩区系统连通性评价方法

河道-滩区系统的连通性是维持河流生态系统健康的重要因素.基于图论连通度理论,将河道-滩区系统中的水流通道、鬃岗地形、小型封闭水域和牛轭湖等微地貌单元概化为图模型.并利用ArcGIS平台和DEM模型实现其表述.在此基础上,建立图的邻接矩阵,进行连通性分析和水流通道连通度计算,实现了河道-滩区系统连通程度分析的定量化.以瓯...     

基于改进图论与水文模拟方法的河网水系连通性评价模型

为弥补图论法无法考虑水量动态传输能力的缺陷,在运用图论连通度理论评价河网水系连通状况的基础上,通过建立HEC_HMS水文模型模拟河道流量,构造表征河网水量交换能力的连通因子,构建了基于改进图论与水文模拟方法的河网水系连通性评价模型。秦淮河流域河网水系连通状况实例评价结果表明,秦淮河流域水系连通度由2000年的0.0044下降至2010年的0. 0029,且2010年水系连通度水平不高,符合实际情况,模型评价结果合理可靠。     

基于神经网络理论的河道水情预报模型

河道水流运动过程特别是洪水演进过程是一个复杂的非线性动力学过程，鉴于神经网络具有很强的处理大规模复杂非线性动力学系统的能力，本文将神经网络理论用于河道水情预报的研究，以期识别水流运动变化过程与其影响因子之间的复杂非线性关系，为河道水情预报提供了一条新的途径。在此基础上建立了螺山站洪水预报的非线性动力学模型，通过分析研究得出近年来特别是1998年长江中游出现的小流量高水位现象与螺山汉口河段累计淤积有关，并得到螺山站水位变化与河床淤积之间的定量关系。     

基于图论的平原河网区水系连通性评价——以常熟市燕泾圩为例

探讨河网连通性内涵,将河网连通性分为结构连通性和水力连通性;基于图论,将河网概化为图模型,以图模型可达性特征,利用Matlab对河网的结构连通性做出定量评价。考虑不同河道之间输水能力差异性,用河道水流阻力的倒数作为水流流通度,通过Arc GIS构建权值邻接矩阵,通过Matlab实现对河网的水力连通度的定量评价。以常熟市燕泾圩平原河网为例,对水系规划前后的河网连通性进行定量评价,结果表明,规划后的河网结构连通性和水力连通性均有所增加。     

基于图论的韩江流域水库群生态调度

采用水文学方法计算了韩江流域干支流重要控制断面的生态流量目标;基于图论原理,根据流域内干支流水系特征、重要水利工程和控制断面分布情况构建了韩江流域河网图模型;考虑河段区间来水、河道外取水、引调水等边界条件以及流域水库群水量调蓄作用,开展了河网水量平衡计算,确定了河网节点流量。通过计算水库坝址所在断面的天然生态基流,提出了耦合最小生态下泄流量要求的水库常规调度规则;借鉴大系统聚合-分解思想,提出了韩江流域河网图模型迭代优化求解思路;通过选取不同典型年来水过程,评估了常规调度情况下控制断面生态流量保障程度,并在此基础上进行优化调度,分析流域水库群生态调度保障潜力。结果显示,耦合最小生态下泄流量要求的水库常规调度规则能够让水库在独立运行的情况下,基本保障不同来水条件下的控制断面生态流量需求;韩江流域水库群可通过开展联合优化调度满足控制断面生态流量需求;基于图论方法开展流域水库群生态调度具有可行性和实用性。     

取水工程取水头水力特性的试验研究

取水工程的取水头部常常设计成一个具有多个吸水头组合而成的复杂结构，该结构的阻力系数如何取值，未见有文献报道。本文给出了具有8个吸水头的取水头部的阻力系数的模型试验结果，并通过分析整理给出了汇流和不同数量吸水头的阻力系数计算公式，可供类似工程设计计算采用或参考。     

基于重整化群的水工混凝土结构整体破坏概率研究

在借鉴重整化群理论和局部损伤概率的基础上,形成水工混凝土结构整体破坏概率研究方法.针对单元损伤概率不等的正方体结构,推导了1级原胞损伤概率,再依次确定n级原胞的损伤概率,从而得到结构整体的破坏概率.传统的岩石等概率破碎模型只是针对单元损伤概率相等情况下的一个特例,而该数学模型是一个通式.以某大体积混凝土结构为例,应用所建立的数学模型进行了实例分析.计算结果表明,当单元损伤概率不超过0.7时,结构较为安全,否则结构整体安全性会迅速降低,外界环境一旦恶化,结构极有可能发生垮塌.     

水力插板透水丁坝坝头冲刷坑深度模型试验

为探索水力插板透水丁坝减小坝头冲刷坑深度的最佳设计参数和布置方案,通过改变流量、丁坝挑角、丁坝透水率、丁坝长度进行单因素影响试验,得出坝头冲刷坑深度与各单因素的回归方程。从每组单因素试验结果中选择最佳试验水平,利用L9(34)正交试验设计表设计4因素3水平的正交试验。试验结果表明:4个单因素对水力插板透水丁坝坝头冲刷坑深度的影响从大到小依次为:丁坝透水率、流量、丁坝长度、丁坝挑角;在一定流量条件下,水力插板透水丁坝最佳布置方案的设计参数为丁坝透水率30%、丁坝长度30 cm、丁坝挑角60°。     

基于ExcelVBA实现山塘堰上水头计算的自动化

分析山塘综合整治工程中堰上水头计算现状,针对存在的问题,提出将Excel的二次开发工具VBA语言应用于堰上水头计算。编写计算程序、将可视化窗口作为用户操作界面,实现山塘综合整治工程堰上水头计算的自动化。将本程序应用于山塘实例,结果表明该程序可实现堰上水头计算的自动、准确、高效进行。