給水管網(wǎng)系統(tǒng)水質(zhì)計(jì)算的理論與方法研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，人們越來越重視和關(guān)注自身的居住環(huán)境和生活質(zhì)量，生活飲用水水質(zhì)的好壞更是人們關(guān)注的重點(diǎn)，其中余氯濃度是評價(jià)管網(wǎng)水質(zhì)的一個(gè)重要參數(shù)。在我國的生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中，要求管網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)的余氯濃度大于0.05mg/l，既要保證良好的消毒性質(zhì)，又要不使水有異味。
　　由于城市給水管網(wǎng)系統(tǒng)的復(fù)雜、龐大，僅靠少數(shù)有限的監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行人工監(jiān)測水質(zhì)變化情況，達(dá)到實(shí)時(shí)全面了解整個(gè)管網(wǎng)的水質(zhì)是非常困難的。為了了解給水管網(wǎng)系

2、統(tǒng)的水質(zhì)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管網(wǎng)系統(tǒng)中的水質(zhì)事故，必須建立給水管網(wǎng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)水質(zhì)模型，它為進(jìn)行大規(guī)模給水管網(wǎng)系統(tǒng)的水質(zhì)預(yù)測和評估提供了有效的工具。
　　由于給水管網(wǎng)系統(tǒng)的復(fù)雜性，這里將實(shí)際情況加以簡化，便于建立模型。此余氯衰減模型是一個(gè)一階線性偏微分方程，同時(shí)認(rèn)為任意節(jié)點(diǎn)任意時(shí)刻的氯濃度應(yīng)為與此節(jié)點(diǎn)相鄰管段的氯濃度值的平均，包括兩個(gè)應(yīng)用程序的算法。第一個(gè)程序用來計(jì)算水在任意管段中的行進(jìn)時(shí)間，第二個(gè)程序循環(huán)使用第一個(gè)程序，在考慮到氯在管段中

3、衰減的特性及節(jié)點(diǎn)處水完全混合的前提下，就可以算出給水管網(wǎng)中任意節(jié)點(diǎn)的余氯濃度，同時(shí)還給出管壁衰減系數(shù)的程序算法。
　　本文對此數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了理論上的探討，主要應(yīng)用有限差分的方法證明了水質(zhì)方程差分格式古典解的存在性，并通過改進(jìn)中心差分格式，選取相容的有限差分格式證明其穩(wěn)定性和收斂性，并求出與水質(zhì)模型等價(jià)的一維對流方程的解析解。
　　最后通過一個(gè)簡單管網(wǎng)和赤峰市實(shí)際情況的校核說明程序的實(shí)際應(yīng)用情況。在相同的水力狀況下，模擬同一節(jié)