智慧水務|解析供水系統中的數學模型與水質預測挑戰
發布日期:2024-06-03?瀏覽次數:作者:小編
供水系統中的數學模型作為智慧水務系統平臺的核心組件,正被越來越多的系統集成商及水務公司重視并積極推進其建設。然而,伴隨這一趨勢的是對數學模型功能的過度理想化認知,部分人將其視為萬能鑰匙,能夠解鎖所有水務難題。為了澄清這些誤解,本文將闡述智慧水務實踐中關于數學模型應用的幾個常見誤區,具體如下:
水質預測模型基于水力學模型的輸出,旨在深入分析管網中余氯衰減及消毒副產品生成的情況,評估任一點的水質是否滿足標準。值得注意的是,實現精準的水質模型并非易事,其難點主要體現在:
1、全面管網模型構建的挑戰:構建覆蓋整個供水網絡的水力學模型本就非易事,尤其是考慮到水司往往難以詳盡掌握所有細枝末節,特別是小區內部管網信息。實際情況中,對水質影響顯著的往往是用戶端最近的“最后一公里”。例如,某案例顯示,盡管水廠排放余氯為0.8mg/l,但僅數百米外的小區實測值卻降至0.3mg/l,而簡化的模型預測值在最近節點仍高達0.75mg/l,顯然存在偏差。
2、余氯變化的復雜性:管網內余氯水平受多種因素共同作用,如溫度、pH值、管道材質及老化程度等。模型通常利用主流水衰減系數和管壁效應系數來描述余氯變化,但獲取準確的管壁系數尤為困難,需根據不同材質和年限進行單獨擬合。盡管有“自動校核工具”可能幫助優化這一過程,但仍需廣泛驗證其在多變環境下的準確性。
至于水質模型的校驗標準,相較于水力模型中流量與壓力的明確校驗準則,水質模型的校核標準顯得較為模糊。有文獻建議,若計算值與實測值之差的絕對值占出廠余氯濃度的比例不超過50%,即可接受。這引發了爭議,實際應用中,更深入的實踐和研究或許才能給出更為確切的評判標準。
針對水質模型構建的復雜性,是否有簡便方法評估水質狀況?答案是肯定的。通過模擬管網水齡分布,同樣可以為理解供水系統的水質狀態提供有效途徑。這表明,雖然直接建立精確的水質模型面臨挑戰,但智慧水務系統平臺領域仍在不斷探索和開發新的分析手段,以適應實際需求。
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