[发明专利]一种预测管网供水分界带位置的方法

说明书

本发明公开了一种预测管网供水分界带位置的特征水质指标空间修正插值方法。该方法主要选择出厂水差异较大且在管网中规律分布的指标为特征水质指标，根据管网分布与地理空间差异修正特征指标，并进行空间插值，得到修正后特征指标的空间分布情况；根据分界带混掺水特征指标的数值范围，预测供水分界带位置。本发明供水分界带位置的预测方法，可为供水管网新建、改扩建后布置新的分界带水质风险监测点提供依据。

技术领域

本发明涉及生活饮用水水质监控领域，具体涉及一种预测管网供水分界带位置的特征水质指标空间修正插值方法。

背景技术

随着城市化进程的加快，多水源供水格局日渐增多，管网水质风险点往往分布于供水分界带、老化管道和管网末梢。其中，供水分界带是不同水质出厂水的交汇处，易引起营养互补和生物化学反应，造成余氯损耗。该区域水压不稳定，水流方向和流速频繁变化，管壁沉积物和生物膜易被冲起，增大浊度、加速铁释放。此外，供水量改变、水压调节等，均可能改变原有水力条件，使供水分界带波动或明显偏移，造成流经附近管道的水体突变，加大“黄水”风险。准确预测分界带位置，可以更有针对性地监测和改善局部水质问题。

供水分界带一般可用水力模型预测，在部分研究中也辅以水质检测，修正预测结果。建立水力模型需要大量管网数据，过程复杂，耗时较长。而由于水源、处理工艺等区别，不同水厂出厂水可能存在差异较大的水质指标，如电导率、余氯、无机盐含量等，这些指标在管网中按一定规律分布，具有明显识别特征，可以作为特征指标，判断供水分界带位置。采用空间插值法可将样点水质指标等离散的测量数据转换为连续的数据曲面。它包括空间内插和外推两种算法，应用领域广泛，在森林资源、气温、GDP、供水水压、土壤元素等中都有相关应用。但是，不同于一般地理平面，对于按一定管道流动的管网水，直接按地理空间插值研究并不合适。

因此，本发明不同于常用的水力模型法，而是基于特征水质指标，采用空间插值法，预测供水分界带。在插值过程中，考虑到水质指标的数值分布不仅与地理空间有关，还与管网系统分布有关，故先对特征指标进行了修正。

发明内容

本发明提供了一种预测管网供水分界带位置的特征水质指标空间修正插值方法，该方法主要是选择不同水厂出厂水差异较大且分布规律，具有明显识别特征的水质指标为特征指标，根据管网分布与地理空间差异修正特征指标并进行空间插值，得到修正后特征指标的空间分布情况；最后根据分界带混掺水的特征指标数值范围，预测供水分界带位置。

一种预测管网供水分界带位置的特征水质指标空间修正插值方法，包括以下步骤：

(1)检测两个水厂出厂水的水质指标，计算所检测的两个水厂出厂水水质指标的比值，选择比值大于2或小于的水质指标，作为特征水质指标；

(2)将两个水厂出厂水按比例混合，检测不同混合比例下的特征水质指标，得到不同的特征水质指标数值，不同的特征水质指标数值范围即为判断供水分界带的混掺数值范围；

(3)在两水厂之间管网上设置各采样点，检测各采样点的管网水(龙头水)的特征指标数值，作为样点管网水水质指标实测值z_i；

(4)根据管网分布与地理空间差异，对步骤(3)获得的样点管网水水质指标实测值z_i修正；

(5)对样点管网水水质指标修正值z_i′进行空间插值分析；

(6)根据步骤(5)获得的空间插值分析结果以及步骤(2)得到的判断供水分界带的混掺数值范围，判断供水分界带位置。