供水管网爆管不仅造成水资源浪费还会影响人民生产生活有序运行,是危害极大、影响范围极广的供水安全事故。由于供水管网深埋地下,依靠传统人工巡检和电话举报难以及时发现某些爆管事故(例如发生在深夜或偏远区域的爆管)。快速有效地定位爆管位置已经成为国内外供水行业重点关注的一个难题。随着监测成本的降低、管网水力模型的普遍应用,基于数据与模型的爆管定位技术受到了广泛关注。针对基于数据与模型的爆管定位,本文从以下几个方面展开研究:1、供水管网水力计算和模型构建。首先介绍了水力模型用途、水力学基础理论和建模步骤,然后使用Water Gems模拟软件对实际供水管网进行水力平差计算,构建L县管网水力模型,最后对模型进行校核,误差在70.3%满足建模要求。建立的水力模型为后续爆管定位、探究模型参数对爆管定位结果影响提供了可靠的模型基础。2、针对供水管网爆管定位研究的问题,提出了将加权最小二乘算法与管网爆管水力模型相结合的爆管模拟模型。该爆管模拟模型通过对比分析各监测点监测值变化与模型模拟值的差异,实现了爆管定位并缩短了预警时间。首先对L县管网水力模型进行模拟,通过不断更新爆管位置和泄漏量模拟爆管事故,进而优化爆管模拟模型,假设了发生在管段管径为DN100的三个爆管情况,泄漏系数K=1,通过在管网节点添加泄漏量模拟爆管,计算得到节点泄漏量和目标函数残差值,与真实情况一致。该爆管模型模拟方法可以有效确定爆管位置并且计算简便。3、针对管网节点流量不确定性对模型爆管定位结果产生影响的问题,提出了基于误报节点的爆管定位方法。首先根据管网节点流量需求不同建立模型量化分析节点流量不确定性,识别出易受流量不确定性影响的节点,比较误报节点与模拟爆管节点相关性,最后利用加权最小二乘算法对L县模型进行残差计算,从而反推出模型爆管位置。该方法重点针对爆管定位结果易受节点流量不确定性影响的问题,统一需求模型的爆管定位性能体现在节点误报率的0.27%～32.77%之间波动,分配需求模型的节点误报率在0.36%～58.02%之间波动。4、针对现有的管网监测点布置方法缺少爆管区域划分的问题,提出一种基于管网爆管区域划分的压力监测点优化布置方法。首先计算模拟爆管事件发生前后的压力差,然后利用模糊均值聚类算法对模糊矩阵进行聚类分析,将爆管事件所引起压力波动特性相似的管网节点聚合成为爆管区域,最后结合Hanoi管网中各节点泄漏率选取最具代表性的节点作为水压监测点,k=3最为合理,优化了水压监测点布置并提高模型爆管检测性能。该方法通过在管网中划分爆管区域并优化压力监测点布局更有利于爆管检测与定位工作。