基于塑料管道漏失模型的PDA改進與實際工程應用

鄭航桅， 高金良， 李坤儀， 孫國勝

(1.廣東粵港供水有限公司， 廣東 深圳 518000； 2.哈爾濱工業大學 環境學院， 黑龍江 哈爾濱 150090； 3.廣東粵海水務投資有限公司， 廣東 深圳 518000)

在國際水協推薦的供水管網漏損控制方法中[1-2]，壓力管理因控漏效果更為明顯而受到研究人員和工程人員廣泛使用[3]。壓力管理常基于壓力驅動分析(pressure-driven analysis，PDA)實現。然而Braun等[4]研究表明，PDA在缺少漏失系數定義時無法直接用于漏失水量模擬。漏失系數通常通過歷史數據擬合得到，擬合精度可能很高，卻難以解釋運行工況對漏失系數的影響。在塑料管道壓力管理方法研究中[5-7]，塑料管道漏失模型得以建立。在塑料管道漏失模型推導過程中，可獲得塑料管道漏失系數表達式，這為定義漏失系數并解釋運行工況對漏失系數的影響提供依據。通過編程將塑料管道漏失系數表達式嵌入PDA程序中，實現基于塑料管道漏失模型PDA方法，并應用于實際工程中。

1 PDA實現方法比選

需求節點處實際節點流量是分段函數，其與需求節點處實際供水水壓有關[8]。為描述PDA機理，使用Wagner關系式[9]：

(1)

EPANET 2作為一款管網水力分析標準軟件，能夠實現PDA[10]。使用EPANET 2軟件實現PDA的方法主要有：修改EPANET 2中水力求解器源代碼，或者人工將一些組件(如水池)添加到節點，使用迭代方法進行水力計算，直到實現收斂。這兩種方法均不能達到理想效果。因為前者較難實現，而后者應用于大型供水管網系統長時間模擬時，通常既耗時又麻煩[11]。因此建議使用非迭代方法實現PDA。……