[发明专利]城乡统筹供水管网水力水质模拟平台

权利要求书

1.城乡统筹供水管网水力水质模拟平台，其特征在于：包括以水力水质离线模型为基础的在线报警预警模块、优化调度管理模块、事故应急处置模块、漏损监测报警模块和系统配置模块；所述的在线报警预警模块通过系统在线监测当前时刻水力状况和水质状况并预测未来24小时的水力和水质趋势；所述的优化调度管理模块包括水力优化调度管理、水质优化调度管理和调度专家库三部分；所述的漏损监测报警模块通过运行在线模型模拟事故点所带来的影响和受影响区域的范围，利用模型做多种水厂泵站调度方案；所述的系统配置模块对系统中的参数进行设置，包括用水量预测设置、监测报警阈值设置、DMA分区参数设置、水泵能耗设置、测点设置和在线模型更新上传。

2.根据权利要求1所述的城乡统筹供水管网水力水质模拟平台，其特征在于：所述的在线报警预警模块包括地图展示、水力分析、水质分析、用水量预测和报警预警信息列表。

3.根据权利要求2所述的城乡统筹供水管网水力水质模拟平台，其特征在于：在所述的地图展示的地图中点选任意管线或监测点，查看管线属性信息、管线流量/流速/余氯模拟曲线、上下游节点压力曲线以及监测点实时信息；所述的水力分析是从当前时刻起，动态模拟未来24小时的压力、流速及反流次数；所述的水质分析是从当前时刻起，动态模拟未来24小时的余氯、三卤甲烷及卤乙酸；所述的用水量预测是结合预测的天气、温度、节假日进行未来时刻水量预测；所述的报警预警信息列表用于显示当前压力报警、当前余氯报警和未来压力预警。

4.根据权利要求1所述的城乡统筹供水管网水力水质模拟平台，其特征在于：所述的水力优化调度管理和水质优化调度管理通过三种途径获得：优化算法、人工经验和专家库；系统供查询的水力结果为管线中的流速、流量、反流次数与节点压力；系统供查询的水质结果为余氯、三氯甲烷和卤乙酸。

5.根据权利要求1所述的城乡统筹供水管网水力水质模拟平台，其特征在于：所述的事故应急处置模块是当管网运行过程中发生突发污染事故时，能够对污染事故进行污染物扩散模拟，制定应急处置方案，并对各水厂应急水力调度方案进行评估。

6.根据权利要求1所述的城乡统筹供水管网水力水质模拟平台，其特征在于：所述的漏损监测报警是通过建立供水DMA分区，统计分析每个分区的夜间最小流量、区平均压力以及区平均供水量等信息来实现对管网中的漏损事件进行监测。

7.根据权利要求1所述的城乡统筹供水管网水力水质模拟平台，其特征在于：所述的水力水质离线模型是基于Mike Urban软件建立并经过参数率定的数学模型，用于搭建城乡统筹供水管网水力水质模拟平台；基于搭建好的水力水质离线模型，建立在线管网水质模型，从三个接口方面实现，分别为GIS系统接口、SCADA系统接口及营业收费系统数据库接口；GIS接口支持shp文件重复导入及持续更新，保证模型与GIS系统同步更新；SCADA系统通过数据库接口等技术每15min从SCADA系统提取管网压力、流量的实时在线采集数据及水厂的实时运行数据，用于实时在线供水管网水力模型的建立及校核；营业收费系统数据库接口，实现用水量信息导入，建立模型节点和用户之间的对应关系，进行节点水量分配及用水模式管理；所述的在线管网水质模型基于EPANET建立，研究水质指标为余氯与消毒副产物三卤甲烷、卤乙酸；其中，余氯遵从一级衰减方程，见表达式(I)：

式I中，k₁为总的余氯衰减系数，见表达式(II)：

式(II)中k_b为主体水余氯衰减系数，k_w为管壁余氯衰减系数，k_f为传质系数，r_h为水力半径，C₁为余氯浓度；

消毒副产物三卤甲烷，氯乙酸遵从限制一级增生方程，见表达式(III)：

式(III)中，k₂为总的消毒副产物增生系数，C₂为消毒副产物浓度，C_L为消毒副产物最大浓度。