[发明专利]一种供水管段更新维护决策方法

说明书

本发明公开了一种供水管段更新维护决策方法。在供水管网基础资料收集的基础上进行，包括五个步骤：基于历史数据计算管段失效率；基于供水管网水力学计算评价水量损失；构建供水管段更新维护的技术措施集合；计算各项维护措施的经济费用；管道更新维护措施的优选。该方法着眼于未来规划期，将经济分析与水力分析结合，提出了供水管网维护经济性的计算方法、基于经济性的优化决策技术，为供水管道维护措施优选提供指导。

技术领域

本发明涉及城市供水技术领域，具体为一种供水管段更新维护措施决策方法，对于供水管道的改造、规划、设计与运行管理具有重要意义。

背景技术

供水管网作为城市基础设施的重要组成部分，受到管段设计、管段施工、压力异常等多种因素的影响，供水管网劣化失效现象不断出现，这是供水企业管理者面临的突出问题。传统的供水管段更新维护主要以被动维护为主，即漏损后进行维修或者更换。面对频繁出现的供水管段失效问题，加上科学技术的进步，特别是非开挖技术的迅猛发展，对供水管道实施主动性的更新维护日益受到重视。在管道尚未达到更换的寿命期进行更新维护往往面临多种技术选择，在资金有限的条件下，如何进行供水管段更新维护措施的量化优选，已成为供水管理者决策者迫切需要解决的实践问题。

发明内容

为克服现有的技术问题，面向供水管段的寿命长、服务期长的特点，本发明提供给了一种基于经济性的供水管段更新维护措施决策方法。该方法着眼于未来规划期，将经济分析与水力分析结合，提出了供水管网维护经济性的计算方法、基于经济性的优化决策技术，从而为供水管道维护措施优选提供指导。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种供水管段更新维护措施决策方法，在供水管网基础资料收集的基础上进行统计分析与水力学计算，进行技术筛选与经济分析，得到更新维护措施的推荐方案，具体包括如下五个步骤：

步骤一，基于历史数据计算管段失效率：

各供水管段的失效率主要基于历史资料确定，采用时间指数模型公式如下：

式中：BI_j,t为供水管段j第t年单位管长的失效率，次/(年.m)；BI_j,0水管段j运行当年单位管长的失效率，次/(年.m)；G_j,t为供水管段j第t年的管龄,年；t为时间，年，t＝1,2,3…TN，TN为规划期总年份；A为管段失效率增长系数，主要与管道的材料和管径有关，A值一般为0.05～0.15，1/年。

步骤二，基于供水管网水力学计算评价水量损失：

水量损失具体包括两部分：

1)管段失效的直接水量损失，通过公式(2)进行计算：

SA_j，t＝Q_j，t×KA_j (2)

式中，Q_j,t为供水管段j第t时间的流量，m³/h；KA_j为供水管段j失效后导致的流量损失率；SA_j,t为供水管段j第t时间失效导致的流量损失，m³/h；

2)管段失效的间接水量损失，通过公式(3)进行计算：