城市給水管網(wǎng)水質(zhì)因子宏觀研究.pdf

1、出廠水在通過城市供水管網(wǎng)輸配到達(dá)用戶的過程中，會(huì)發(fā)生一系列的變化，致使有些用戶處的水質(zhì)惡化。因此，需要對(duì)管網(wǎng)中的水質(zhì)進(jìn)行研究。
　　水質(zhì)因子是指能反映出水質(zhì)狀況的衛(wèi)生學(xué)指標(biāo)。
　　管網(wǎng)水質(zhì)因子的微觀模型常常是以某一因子為研究對(duì)象，忽視了其它水質(zhì)因子的狀況，有一定的局限性和片面性。城市給水管網(wǎng)水質(zhì)因子的宏觀模型兼顧考慮到了多項(xiàng)水質(zhì)因子的影響作用，能反映出管網(wǎng)中多項(xiàng)水質(zhì)因子綜合作用的整體情況，具有全局性。
　　基于水質(zhì)因子

2、的城市給水管網(wǎng)宏觀研究主要包括用于采樣點(diǎn)優(yōu)化設(shè)置的水質(zhì)因子宏觀模型、管網(wǎng)水質(zhì)的宏觀評(píng)價(jià)體系和管網(wǎng)水質(zhì)影響因素宏觀診斷系統(tǒng)。
　　對(duì)復(fù)雜城市給水管網(wǎng)中的管線進(jìn)行合并、簡(jiǎn)化是采樣點(diǎn)優(yōu)化設(shè)置宏觀模型的建立的前提。
　　在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的開發(fā)為宏觀研究提供了實(shí)時(shí)的最新數(shù)據(jù)，水質(zhì)因子檢驗(yàn)系統(tǒng)為宏觀研究提供了正確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，二者是宏觀研究的前提。
　　本文建立了基于水質(zhì)因子的采樣點(diǎn)優(yōu)化設(shè)置宏觀模型，創(chuàng)新之處在于將物元分析與灰色理論的宏

3、觀模型相結(jié)合來進(jìn)行采樣點(diǎn)優(yōu)化，能反映出多項(xiàng)水質(zhì)因子的影響作用。宏觀模型是由物元模型和灰色模型組成的，兩種模型從不同的角度，相輔相成，為采樣點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)置提供了圖形和數(shù)字化依據(jù)。
　　采樣點(diǎn)優(yōu)化的物元宏觀模型采用了處理不相容問題的物元分析理論，建立了采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的物元分析矩陣，采用客觀熵權(quán)的計(jì)算方法，構(gòu)造了最佳、最次理想標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)聯(lián)函數(shù)，繪制了物元分析的點(diǎn)聚圖，并對(duì)圖形中的各個(gè)區(qū)域作了系統(tǒng)分析，確定出了不同的水質(zhì)集團(tuán)，為采樣點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)置提

4、供了圖形依據(jù)。
　　城市供水管網(wǎng)錯(cuò)綜復(fù)雜，隱蔽性強(qiáng)，未知信息所占的比例大，屬于灰色系統(tǒng)的范疇。采樣點(diǎn)優(yōu)化的灰色宏觀模型采用了灰色關(guān)聯(lián)聚類理論，通過各采樣點(diǎn)間的灰色關(guān)聯(lián)度、差異矩陣，導(dǎo)出了各因子之間的親疏函數(shù)矩陣，在此基礎(chǔ)上，建立了最大支撐樹模型，通過連通樹節(jié)點(diǎn)和最大連通強(qiáng)度的確定，展示出各點(diǎn)之間的親緣譜系關(guān)系，對(duì)不同的連通強(qiáng)度下的連通閉包進(jìn)行分析，選取中心點(diǎn)作為采樣優(yōu)化點(diǎn)?；疑P(guān)聯(lián)聚類的最大支撐樹模型確定了各個(gè)采樣點(diǎn)之間的親緣關(guān)系

5、程度，為采樣點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)置提供了數(shù)字化的依據(jù)。最后用實(shí)例驗(yàn)證出采用物元分析與灰色關(guān)聯(lián)聚類理論宏觀模型相結(jié)合進(jìn)行采樣點(diǎn)優(yōu)化設(shè)置的可行性。
　　本文還建立了管網(wǎng)水質(zhì)因子宏觀評(píng)價(jià)體系，并提出了建立管網(wǎng)水質(zhì)宏觀督察系統(tǒng)的觀點(diǎn)，基于水質(zhì)因子的管網(wǎng)宏觀評(píng)價(jià)體系是通過灰色聚類白化函數(shù)，對(duì)原有的灰色聚類模型進(jìn)行量化后建立的。本文還首次提出了能兼顧反映眾多因子狀況的綜合性指標(biāo)：灰色水質(zhì)特征值，實(shí)現(xiàn)了城市管網(wǎng)水質(zhì)因子的綜合數(shù)字化。
　　灰色水質(zhì)特

6、征值是在灰色聚類系數(shù)基礎(chǔ)上得到的。它能反映出采樣點(diǎn)的水質(zhì)整體狀況和水質(zhì)的級(jí)別特征，解決了原灰色理論模型無法在同級(jí)別之間進(jìn)行水質(zhì)比較的缺陷，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同地區(qū)、國家之間的管網(wǎng)水質(zhì)比較與排序，采用能反映出采樣點(diǎn)整體狀況的綜合性指標(biāo)：灰色水質(zhì)特征值對(duì)外發(fā)布，便于公眾對(duì)管網(wǎng)水質(zhì)有總體的認(rèn)知和了解。本文還結(jié)合工程實(shí)例把現(xiàn)有的用于評(píng)價(jià)的三種水質(zhì)指數(shù)模型與本文建立的管網(wǎng)宏觀評(píng)價(jià)體系作了對(duì)比，分析研究了指數(shù)模型的缺陷及產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因。
　　本文還

7、建立了采樣點(diǎn)水質(zhì)影響因素宏觀診斷模型，對(duì)影響管網(wǎng)水質(zhì)的因素作了分析，并通過實(shí)例找出了最主要的影響因素,并對(duì)所有影響因素進(jìn)行排序，為水質(zhì)的改善提供了理論依據(jù)。
　　綜上所述，本文從水質(zhì)因子的角度出發(fā)，把物元分析與灰色理論相結(jié)合，建立了用于管網(wǎng)采樣點(diǎn)優(yōu)化的水質(zhì)因子宏觀模型，此外，基于水質(zhì)因子的宏觀評(píng)價(jià)體系的建立使管網(wǎng)水質(zhì)間的整體比較及對(duì)外發(fā)布具有了可行性。本文提出的反映管網(wǎng)水質(zhì)綜合狀況的灰色水質(zhì)特征值，是管網(wǎng)水質(zhì)實(shí)現(xiàn)綜合數(shù)字化的體現(xiàn)。