[发明专利]一种城市给水管网功能优化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种城市给水系统设计与运行功能优化的方法，属于城市水资源节能减排与可持续发展领域。

背景技术

随着人口增加、生活水平提高和经济的快速发展，社会对水的需求量在逐年递增，给水管网日趋庞大而复杂。给水管网系统如何实现节能减排，进而促进城市水资源可持续发展是亟待解决的一个问题。目前。给水管网设计与评价方法主要采用水力评价、水质评价和可靠性评价，单纯地从水力学、水质指标等角度评价给水管网设计与运行的状态，未能考虑给水管网设计与运行的经济效益，不能为给水管网节能、降耗提供参考方法与技术指标支撑。

另一个方面，根据社会可持续发展的要求和政府政策的扶持，给水管网设计与运行的重心已从大力建设转向节能减排方面。应用全面质量管理、系统工程、工业工程、行为科学、网络计划技术、价值工程等方法实现城市供水系统节能减排已成为当前城市水资源可持续发展的热点之一。这些新方法必将极大地降低城市给水管网运行的能耗，降低水资源浪费，提高水资源利用效率。

然而，目前在应用价值工程方法方面，大部分研究者主要集中在单个产品的设计与开发，例如水泵的研发、管材的选用等方面，没有从整体的给水管网系统角度考虑其设计与运行的经济效益，因而缺少整体性、全面性的设计评价，不能全面实现给水管网功能优化与节能、可持续发展。因此，应用价值工程方法对整个给水管网形态的设计与运行进行全面评价与功能优化分析，成为给水管网节能减排与可持续发展的新途径。

发明内容

本发明的目的是提供一种城市给水管网功能优化的方法，为城市水资源节能减排与可持续发展提供一种新的决策指标与实现的途径。

为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案是：

一种城市给水管网功能优化的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

A、根据城市给水管网现状资料构建城镇给水管网的运行信息系统数据库，进行水力计算；

B、以给水管网功能为单位计算给水管网成本指数、给水管网功能指数和价值指数；

C、以价值指数为依据对给水管网整体性能和组件进行评价，根据评价结果得出管网功能优化方案，实现管网节能运行、节水运行。

所述方法中以功能为单位的管段给水管网成本指数计算包含人工费、材料费、施工机械费、其他直接费、现场管理费、企业管理费以及管网建设与运行所有费用，按构成管网的功能重新分配，得出每个管段各个功能的现实成本和各管段的现实成本c_i，进而按公式计算出各个功能管段成本指数C_i。

所述方法中给水管网功能指数F的计算包括根据管网的流量、压力、管径和流速按公式来计算，其中Q_ij，P_ij，D_ij，V_ij分别为管网的流量、压力、管径和流速，k为管段性能系数，表示给水管网功能量化数学模型是与管网多个水力参数相关的函数。

所述价值指数V通过以给水管网功能为单位计算给水管网成本指数和给水管网功能指数按公式来得到。

所述管网整体性能价值指数是构成管网各组件价值指数的加权平均值管网整体性能评价分为三种情况：表明管网总体功能与成本相匹配，是理想状态，管网总体设计与运行合理；表明管网总体功能水平较低或成本偏高，应提高功能水平或降低成本；表明管网总体功能水平较高，可能存在过剩功能；或者管网现实成本偏低，技术经济效益较低。

本发明技术方案中，首先进行构建城镇给水管网设计与运行信息系统数据库，进行管网水力计算；然后，以给水管网功能为单位计算给水管网成本指数；其次，计算给水管网功能指数和价值指数V(价值指数＝功能指数/成本指数)；最后，以价值指数为依据，进行给水管网整体性能评价和组件评价，根据评价结果得出节能方案与节水方案。

上文中，所述建立信息系统数据库是现有技术，包括Delphi、Oracle、SQL Server、VB、VC++等数据库开发技术；所述管网水力计算也是现有技术，有解节点方程法、解管段方程法、解环方程法。管网水力计算可以采用手工计算、计算机程序计算和软件计算三种方式，不同的计算方式应满足相应的计算精度要求，以保证计算结果的准确性。