一种评估城市供水管网可靠性的随机模拟方法技术

本发明专利技术涉及一种评估城市供水管网可靠性的随机模拟方法，属于城市供水管网抗震安全技术领域。本发明专利技术包括步骤：管道震害率计算；基于蒙特卡洛模拟的供水管网震损场景生成；基于“分步迭代”法的低压供水管网水力分析；抗震可靠性指标计算。本发明专利技术无需修改管网系统文件或编写额外代码求解低压管网水力方程，具有计算效率高及稳定性好的优点。本发明专利技术为地震时供水管网水力模拟及可靠性评估提供了新思路，对地震后救灾、修复工作具有一定指导意义。

【技术实现步骤摘要】
一种评估城市供水管网可靠性的随机模拟方法
本专利技术涉及一种评估城市供水管网可靠性的随机模拟方法，属于城市供水管网抗震安全

技术介绍
城市供水系统同交通、电力、供热、通信系统一并是现代城市运行的命脉，被形象的称为现代城市的生命线工程系统。近年来，城市生命线工程系统作为与城市日常生产生活息息相关的基础设施，人们对其依赖性不断加强，要求也日趋严格。与其他一般城市基础设施不同，生命线工程具有覆盖面积广，各系统间联系紧密，局部破坏可能影响系统功能等特点。地震是地球上破坏程度较大的自然灾害之一。我国地处欧亚地震带以及环太平洋地震带这两大地震带之间，地震发生频次多，强度大，影响范围广，是世界上遭受地震影响较为严重的国家之一。进入20世纪以来，地球上地震频发，据统计，新中国成立不到70年间，我国境内发生了16次超过7级的破坏性地震，全球范围内因地震导致的人口死亡数高达160万，其中我国因地震死亡人口超过50万。根据《中国地震动参数区划图GB18306-2015》显示，我国将近有50％的国土、一半以上城市的设防烈度在Ⅶ或Ⅶ以上。作为生命线工程系统的重要组成部分，城市供水一旦遭受较大地震作用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种评估城市供水管网可靠性的随机模拟方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：Step1、管道震害率计算；收集供水管网所有元件的完整性属性资料，应用EPANET构建管网水力模型，确定地震和场地条件参数，利用公式(1)计算管道震害率计算：Rf＝Cg×Cp×Cd×Cy×R  (1)其中Rf为平均震害率(处/Km)，Cg、Cp、Cd、Cy分别为地形地质、管材、管径、液化影响修正系数；R为标准震害率，其取值与震动峰值加速度PGA相关，采用式(2)计算：R＝2.88×10

【技术特征摘要】
1.一种评估城市供水管网可靠性的随机模拟方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：Step1、管道震害率计算；收集供水管网所有元件的完整性属性资料，应用EPANET构建管网水力模型，确定地震和场地条件参数，利用公式(1)计算管道震害率计算：Rf＝Cg×Cp×Cd×Cy×R(1)其中Rf为平均震害率(处/Km)，Cg、Cp、Cd、Cy分别为地形地质、管材、管径、液化影响修正系数；R为标准震害率，其取值与震动峰值加速度PGA相关，采用式(2)计算：R＝2.88×10-6×(PGA-100)1.97(2)Step2、基于蒙特卡洛模拟的供水管网震损场景生成；Step3、基于“分步迭代”法的低压供水管网水力分析：首先假设所有用水节点都处于低压状态，并利用EPANET的喷嘴功能进行出流模拟；然后，根据前一轮节点水压计算值修正节点出流类型直到所有节点满足式(6)的约束；式中，Hi为节点i水压(m)，Hdes为保证用水节点正常供水所需的最小水压(m)；Qinor节点i在正常供水压力下的用水量(L/s)，Step4、抗震可靠性指标计算：以随机震损场景下节点流量统计平均值与正常时节点流量的比值作为可靠度指标；对管网中单个节点，可靠度计算式为：其中(SI)i为节点i的可靠度，k为蒙特卡洛模拟次数，为第j次蒙特卡洛模拟时节点i的流量，管网整体的抗震可靠度计算式为：2.根据权利要求1所述的评估城市供水管网可靠性的随机模拟方法，其特征在于：所述步骤Step2中，基于蒙特卡洛模拟的供水管网震损场景生成包括以下3个步骤：Step2.1、管道工作状态判定；地震后，管道存在正常、渗漏及爆管三种工作状态；本发明采用泊松随机数与均匀随机数判定管道工作状态。首先，根据计算所得的管道平均震害率Rf，设置泊松分布...

【专利技术属性】
技术研发人员：和丽荣，杜坤，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53