1、城市給水管網(wǎng)是城市重要基礎(chǔ)設(shè)施之一，其規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、變量眾多的特點(diǎn)使給水管網(wǎng)仿真計(jì)算變得越來(lái)越難。給水管網(wǎng)仿真是城市供水系統(tǒng)管理的一個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容，給水管網(wǎng)管段摩阻系數(shù)的正確確定直接關(guān)系到給水管網(wǎng)仿真的準(zhǔn)確性。目前在求解給水管網(wǎng)管段摩阻系數(shù)中還存在一些問(wèn)題有待解決，如求解速度慢、求解精度不高、算法單一等情況。因此對(duì)城市給水管網(wǎng)管段摩阻系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化求解對(duì)管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度和運(yùn)行管理等方面都具有重要意義。
　　本文在給水管網(wǎng)水力計(jì)算基本

2、理論的基礎(chǔ)上，以海曾-威廉系數(shù)（C值）為研究對(duì)象，將給水管網(wǎng)的水力模型與反問(wèn)題分析理論相結(jié)合，分析變尺度算法和遺傳算法在給水管網(wǎng)管段摩阻系數(shù)反問(wèn)題分析理論中的求解原理。以節(jié)點(diǎn)水頭實(shí)測(cè)值與計(jì)算值之差的平方和為目標(biāo)函數(shù)，水力平衡條件和邊界條件為約束，建立給水管網(wǎng)管段摩阻系數(shù)反分析模型，同時(shí)給出其變尺度算法及變尺度遺傳算法求解方法和計(jì)算步驟。利用室內(nèi)實(shí)驗(yàn)給水管網(wǎng)平臺(tái)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)際給水管網(wǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)MATLAB軟件編制變尺度算法和變尺度遺傳

3、算法計(jì)算程序。以求得的管段摩阻系數(shù)為基礎(chǔ)，通過(guò)EPANET軟件重新對(duì)給水管網(wǎng)進(jìn)行模擬，對(duì)比分析管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)水頭和管段流量原始值、實(shí)測(cè)值、計(jì)算值。同時(shí)對(duì)給水管網(wǎng)管段摩阻系數(shù)反分析模型的準(zhǔn)確性和普適性加以驗(yàn)證。
　　以室內(nèi)實(shí)驗(yàn)給水管網(wǎng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑檠芯繉?duì)象，以管網(wǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用變尺度算法進(jìn)行求解時(shí)，五種工況下管網(wǎng)管段節(jié)點(diǎn)水頭和管段流量實(shí)測(cè)值與計(jì)算值平均絕對(duì)誤差與平均相對(duì)誤差分別為0.19m、0.08L/s和2.51％、3.89％，程序用

4、時(shí)23s。利用變尺度遺傳算法求解時(shí)，五種工況下節(jié)點(diǎn)水頭和管段流量計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的平均絕對(duì)誤差和平均相對(duì)誤差分別為0.17m、0.06L/s和2.43％、3.29％，程序用時(shí)78s。
　　以實(shí)際城市給水管網(wǎng)為研究對(duì)象，以管網(wǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用變尺度算法進(jìn)行求解時(shí)，給水管網(wǎng)管段節(jié)點(diǎn)水頭和管段流量實(shí)測(cè)值與計(jì)算值平均絕對(duì)誤差和平均相對(duì)誤差分別達(dá)到0.17m、1.74L/s和0.60％、0.92％，程序用時(shí)243s。利用變尺度遺傳算法進(jìn)行

5、計(jì)算，節(jié)點(diǎn)水頭和管段流量計(jì)算值與實(shí)測(cè)值的平均絕對(duì)和平均相對(duì)誤差分別達(dá)到0.03m、0.32L/s和0.12％、0.15％，程序用時(shí)640s。
　　通過(guò)計(jì)算分析表明，對(duì)于小型給水管網(wǎng)或?qū)τ谶M(jìn)行分組后的管段組可以用變尺度算法求解管段摩阻系數(shù)，其計(jì)算量小、求解速度快、且易于編程。對(duì)于中型規(guī)模的給水管網(wǎng)，適合使用變尺度遺傳算法進(jìn)行計(jì)算分析，雖然程序運(yùn)行時(shí)間和計(jì)算量較變尺度法高，但是其在計(jì)算精度、計(jì)算結(jié)果的穩(wěn)定性和全局搜索能力方面優(yōu)于變尺度