[发明专利]一种针对多水源供水管网的供水优化分区方法

摘要

本发明提供一种针对多水源供水管网的供水优化分区方法，包括：计算单位摩擦阻力、确定每个用水量节点的最大单位摩擦阻力、划分每个水源的供水区域、确定供水分界线集合。本发明可以为节水型城市建设提供技术支撑，具有一定的推广和实际工程应用价值。本发明具有原创性，是对目前多水源供水管网分区研究领域的一个重要补充，具有重要科学意义。

主权项

一种针对多水源供水管网的供水优化分区方法，其特征在于：所述方法基于供水水源水压、节点需水水压和输水线路长度实现多水源供水管网的优化分区，以提高供水水量(压力保障)和水质(水龄)安全性，该方法包括步骤：(1)计算单位摩擦阻力，具体计算公式如下：f(k,j)=(Ek+Pk)-(Ej+pj)L(k,j)---1-1,]]>式中，k表示管网内的水源，j表示管网内的用水量节点，f(k,j)表示水源k到用水量节点j的单位摩擦阻力；L(k,j)为水源k＝1,…,K(K为管网内水源的总数目)到节点j＝1,…,N(N为管网内用水量节点的总数)的最短供水路径，由Dijkstra算法计算得到；Ek,Ej分别为水源k和用水量节点j的高程；Pk为水源k的自由水头；pj为节点j的最小允许自由水头，(2)确定每个用水量节点j的最大单位摩擦阻力，由于每个用水量节点j都可能由多个水源供水，根据公式1‑1，每一个用水量节点j会得到K个不同的单位摩擦阻力，定义为单位摩阻集Ψ(k,j)为：Ψ(k,j)＝[f(k＝1,j),f(k＝2,j),...,f(k＝K,j)]T  1‑2，查找单位摩阻集Ψ(k,j)中的最大单位摩擦阻力，其对应的水源定义为：fmax_source(k,j)=argmaxk=1,...,K{Ψ(k,j)}---1-3,]]>(3)划分每个水源的供水区域，具体计算公式如下：Sub(k)＝{j:fmax_source(j)＝k,j∈{1,...N}}  1‑4，式中Sub(k)为由水源k供水的管网节点集，根据公式1‑4将供水管网划分为K个包含多个管网节点的不同的子区域，每个子区域都有且只有一个水源供水，(4)确定供水分界线集合，具体计算公式如下：C＝{(i,j):i∈Sub(m),j∈Sub(n),m≠n；m,n＝1,...K}  1‑5式中C为供水分界线集合，位于供水分界线上的管段的两端节点i,j由不同水源m,n供水，将供水分界线集合中的管段阀门作关闭处理，即可实现供水管网分区供水的目标。