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第1章 用水量预测1

1.1 概论1

1.1.1 用水量预测综论1

1.1.2 建立预测模型的一般过程3

1.2 指数平滑法4

1.2.1 移动算术平均法4

1.2.2 单指数平滑法6

1.2.3 自动调整平滑参数的单指数平滑法8

1.2.4 线性指数平滑法10

1.2.5 二次曲线指数平滑法12

1.2.6 季节性指数平滑法15

1.3 自回归——移动平均模型20

1.3.1 基本模型20

1.3.2 自适应组合动态模型21

1.4 灰色预测方法25

1.4.1 概述25

1.4.2 灰色模型26

1.4.3 动态等维新息模型30

1.4.4 应用分析30

1.5 用水量预测精度与评价分析31

第2章 给水管网水力计算33

2.1 管网图形33

2.2 树状网和环状网的关系35

2.3 管网图形简化36

2.3.1 管线省略37

2.3.2 平行管线的合并38

2.3.3 管网分解39

2.3.4 并联串联管段的简化39

2.4 环状网流量分析39

2.4.1 最小平方和流量分配法41

2.4.2 截面法分配流量43

2.5 管道水头损失44

2.5.1 圆管内水的流态44

2.5.2 沿程水头损失公式44

2.5.3 人工粗糙管的沿程阻力系数试验46

2.5.4 管流水头损失问题的求解步骤49

2.6 管线水头损失计算49

2.6.1 流量和水头损失关系49

2.6.2 常用水头损失公式50

2.6.3 局部水头损失53

2.6.4 串联和并联管线54

2.7 管网计算的基础方程55

2.7.1 节点方程（连续性方程）55

2.7.2 压降方程55

2.7.3 回路方程（能量方程）56

2.7.4 虚环方程57

2.8 管网计算方法57

2.8.1 流量法58

2.8.2 水压法81

2.9 多水源管网计算92

2.9.1 树状网92

2.9.2 混合管网98

2.9.3 环状网99

2.10 串联分区给水管网计算104

2.11 取用井水时的管网计算106

2.12 管网最不利管段损坏时的计算110

附录112

第3章 给水管网计算机分析基础120

3.1 计算机解管网问题的步骤120

3.2 应用计算机进行管网计算的数值法121

3.3 提供管网图形信息123

3.3.1 管网“树”124

3.3.2 确定管网的初始流量126

3.3.3 给水管网实时模拟中水头损失公式的应用127

3.4 管网水力计算的数学模式128

3.4.1 管段129

3.4.2 阀门130

3.4.3 水泵130

3.4.4 蓄水池132

3.4.5 净水厂133

3.5 输入管网图形方法133

3.5.1 衔接矩阵134

3.5.2 回路矩阵136

3.6 管网基本方程组138

3.7 解节点方程法143

3.8 解环方程法145

3.9 解管段方程法150

3.10 小结151

第4章 给水管网系统建模153

4.1 给水管网模型的类型154

4.1.1 管网宏观模型154

4.1.2 管网简化模型155

4.1.3 管网微观模型155

4.2 建模所需信息155

4.2.1 管网静态信息156

4.2.2 管网动态信息161

4.3 给水管网模型165

4.3.1 建模过程165

4.3.2 管网模型的校验167

4.3.3 管网模型的校验标准168

4.3.4 管网模型的维护更新169

4.4 管网工况模拟仿真计算169

4.4.1 给水管网工况模拟仿真计算的意义169

4.4.2 给水管网工况模拟仿真计算内容169

4.4.3 管网工况模拟仿真计算类型170

4.5 给水管网模型的应用171

4.5.1 掌握和分析管网运行工况171

4.5.2 给水管网系统优化运行调度172

4.5.3 给水管网系统优化改建扩建172

4.5.4 给水管网系统紧急事故处理172

4.5.5 给水管网系统水质分析与控制172

4.6 给水管网改扩建模型实例分析173

4.6.1 给水管网改扩建的理论依据173

4.6.2 改建扩建方案计算175

第5章 输水系统设计和计算178

5.1 输水系统的基本形式178

5.1.1 无压重力流输水管渠179

5.1.2 无压和有压交替的重力输水管渠179

5.1.3 压力输水管渠180

5.2 压力输水管渠181

5.2.1 压力输水管渠设计计算181

5.2.2 决定输水管条数183

5.2.3 压力输水管的扩建计算186

5.2.4 事故流量计算187

5.3 有压重力流输水管渠189

5.3.1 管线高程与水压的关系189

5.3.2 有压重力流输水管计算190

5.3.3 重力输水管的扩建计算192

5.3.4 水池位置选择192

5.4 无压渠道193

5.5 输水能量分析194

5.5.1 输水管能量利用情况194

5.5.2 中途增压泵站布置195

5.6 输水管优化计算197

5.6.1 重力输水系统197

5.6.2 水泵加压系统200

5.7 管线内的空气201

5.8 输水管线附属设备202

5.8.1 空气阀202

5.8.2 放水管203

5.8.3 水锤消除器205

5.9 输水管材选择206

第6章 管网优化计算209

6.1 优化设计目标209

6.2 管网优化计算的基础式211

6.2.1 目标函数211

6.2.2 约束条件213

6.2.3 优化计算中的变量关系213

6.3 管段流量未分配的管网优化计算216

6.4 流量已分配的管网优化计算219

6.4.1 拉格朗日未定乘数法219

6.4.2 线性规划法222

6.4.3 无条件极值法223

6.5 管网技术经济计算的课题和计算225

6.5.1 管网技术经济计算的课题226

6.5.2 流量已分配时的环状网优化计算230

6.5.3 管段水头损失已知时的环状网优化计算234

6.5.4 不同流量分配对费用函数的影响234

6.5.5 重力流管网优化计算235

6.5.6 管网的近似优化计算238

6.5.7 优化计算时用水量变化和水塔作用的考虑240

6.6 管网系统可靠性242

6.6.1 可靠性指标243

6.6.2 管网系统各组分可靠性指标的确定245

6.6.3 管网系统备用247

6.6.4 调节水池250

6.6.5 管网各组分故障时对流量的影响251

6.6.6 管网设计时的可靠性考虑253

6.7 管网可靠性优化计算255

第7章 给水管网改建和扩建261

7.1 现状资料的收集261

7.1.1 给水构筑物现场调查261

7.1.2 测定管线水力阻力262

7.1.3 离心式水泵特性测试266

7.1.4 管网测压268

7.2 管网改建和扩建270

7.2.1 确定计算流量271

7.2.2 确定自由水压271

7.2.3 新敷平行管线的管径选择271

7.2.4 泵站和管网的水力联系272

7.3 水泵及泵站改建和扩建276

7.3.1 水泵分级工作图276

7.3.2 水泵的计算流量和扬程选择276

7.3.3 水泵选用278

7.3.4 水泵工作情况279

7.3.5 原有水泵工作的改进283

7.3.6 多泵站的最优流量分配284

7.3.7 调速水泵285

7.4 调节构筑物287

7.4.1 给水系统扩建时调节构筑物的设置问题287

7.4.2 调节构筑物的工况分析289

7.4.3 高位水池、水塔位置和最优容量的选择291

7.5 给水管网改扩建实用优化设计293

7.5.1 实用优化设计目标295

7.5.2 目标函数297

7.5.3 约束方程300

7.5.4 实用优化设计算法—MDOD法303

7.5.5 给水管网改扩建实用优化设计模型的求解306

7.6 管网微观模型的建立和工况分析308

7.6.1 建立管网工况微观仿真模型308

7.6.2 管网工况分析312

7.6.3 给水管网改扩建实用优化方案313

7.7 多环优化法317

7.7.1 选择最合适的管网图形和最优参数319

7.7.2 配水源位置和流量的选择322

7.7.3 扩建管网定线322

7.7.4 环状网改建的优化323

第8章 给水系统优化调度327

8.1 优化调度的基本概念327

8.1.1 实现给系统优化运行的基本调控方式328

8.12 给水系统的在线控制和离线控制329

8.1.3 给水系统的微观数学模型与宏观数学模型329

8.1.4 用水量预测330

8.2 给水系统优化调度模型331

8.2.1 优化调度模型分类331

8.2.2 优化调度模型的建立332

8.3 优化调度实例一334

8.3.1 优化调度模型中控制参数的决定334

8.3.2 模型求解335

8.4 优化调度实例二335

8.4.1 DQ市日用水量预测335

8.4.2 实用优化调度模型337

8.4.3 模型参数的确定339

8.4.4 计算结果及分析345

8.4.5 DQ市供水管网优化调度系统软件的设计347

8.5 优化调度实例三347

8.5.1 实用宏观仿真模型347

8.5.2 变速泵开机台数的确定348

8.5.3 混合泵站的优化调度350

8.5.4 混合供水系统的优化调度方法351

8.5.5 直接优化调度系统的应用355

8.6 优化调度实例四360

8.6.1 测压点压力宏观模型361

8.6.2 管网直接优化调度模型368

8.6.3 CF市给水管网优化调度模型369

第9章 给水管网水质计算376

9.1 概述376

9.2 “生长环”的成因376

9.3 余氯衰减速度系数378

9.4 管网中的三卤甲烷380

9.5 管网水质模型381

9.5.1 管网水质模型的作用381

9.5.2 稳态水质模型381

9.5.3 动态水质模型382

9.6 水质模型校核383

9.6.1 常用的模型校核方法383

9.6.2 管网系统水质数据的采集384

9.6.3 水质模型校核框架384

9.7 给水管网水质计算实例386

9.7.1 现场概况386

9.7.2 数据采集386

9.7.3 余氯衰减系数的确定387

9.7.4 管网系统水力模拟389

9.7.5 管网系统水质模拟389

9.7.6 管网余氯衰减系数的敏感性分析390

9.7.7 水质模拟的误差分析391

结语394

主要参考文献396

术语索引（汉英）399

术语索引（英汉）409