深圳市给水管网水力计算模型的建立_secret
深圳市给水管网水力计算模型的建立
摘 要:实际给水管网通常都是很复杂的，因此必须经过一定的简化，即略去次要的管线，保留主要的管线，才能建立起既真实反映管网水力状况，又能保证计算速度的管网水力模型。 关键字:给水管网 水力计算 模型
一、管网简化原则
实际给水管网通常都是很复杂的，因此必须经过一定的简化，即略去次要的管线，保留主要的管线，才能建立起既真实反映管网水力状况，又能保证计算速度的管网水力模型。
1.管段
a.管网水力模型中只保留管径在200mm以上的管段。
b.省略管径大于400mm、管长小于30m的过路管，将其视为节点。
c.道路两侧的平行管线不予合并。
d.对管长大于1000m或管线的转角大于60度的管段，在长度为1000m处或转角处增设节点，管段相应增加。
2.节点
节点的含义:?不同管径或不同材质的管段相连接的点，?管段相交的点，?用水量较大用户的用户管与市政管相交点，?给水水源与市政管网的连接点。
二、管网水力模型的建立
1.管段及节点的编号
为便于管理和查找，根据管段和节点所在图幅，进行分区编号。管段编号为6位，即G，其中前2位为图幅代码，后3位为管段的编号;节点编号为5位，即J，第一位为图幅代码，后3位为节点的编号。经过反复的数据校正，最终完成对1220条管段、620个节点的编号。编号后在建立相应的数据库时，按照各管段和节点所在的供水管理区域，设立“所属工区”的字段，以便于计算沿线流量和节点流量。
2.节点流量的计算
按照各节点所在的供水区域，分区进行。我们采用VisualFoxPro的编程语言，对数据进行了一系列处理，具体步骤如下:
a.确定以某月份的用户水量为基准，统计该月各用户、各供水区域的总用水量及全市总供水量。
b.按管段累加大用户流量，得该管段的大用户流量Gdl1;或按节点累加，得该节点的大用户流量Jdl1。
计算各供水区域的总用水量与该区域内总的大用户流量之差，以此作为该供水区域的 c.
总沿线流量，按管长比例分摊至该区域的所有管段，得各管段的沿线流量Gdl2。
d.将各管段的总流量Gdl1+Gdl2平均分配到至管段的起、终节点上，得节点流量Jdl1。则Jdl1+Jdl2为该月用水量所对应的节点流量 Jdl1。
e.将各节点的节点流量Jdl1乘以一定的日变化系数和时变化系数，深圳市的日变化系
-jdl1，节点流数为1.227，时变化系数为1.29，转换成基准月的最高日最高时节点流量h量总和h-jdl1记为s-jdl1。
按照“比例负荷”的原理，选取需计算的最高日最高时的实际供水量为总计算流量， f.
将总计算流量与s-jdl1之差按节点流量的比例分配至各节点，得总计算流量对应的节点流量。
3.特殊节点的处理
特殊节点包括水厂、控制点、高位水池、加压泵站等。在建模时将水厂的出水流量视为已知数，出水压力视为未知数，不考虑管网和水泵联合工作的情况，以水厂出水压力的计算值与实际值的差，校核模型的精度;将控制点的水头和节点流量均视为已知。
三、管网水力模型的应用
深圳市给水管网水力模型建成后，首先用于现状管网的水力分析。根据管网计算所得管段的流速、节点水头、水厂出水流量和压力等水力参数，分析管网的运行状态，发现现有给水管网基本处于经济运行状态，管段流速普遍低于1.2m/s，节点的自由水头在25m左右，管网布局基本合理。但也发现一些问题，如爱国路上东湖水厂出厂管，红荔、上步南等路段上的管道管径偏小，导致管道流速较高，水头损失较大。据此提出近期的管网改造
计划
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，不同于以往的“拍脑袋”计划。
东湖水厂改造，我们利用水力计算模型，以水厂出水量或出水压力为变量，制订不同的水厂供水
方案
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，然后利用水力计算模型进行模拟，计算出不同方案下的控制点压力及水厂能耗指标，既保证了高峰时用户所需的水量、水压，又节约了能耗。
四、模型的完善
在管网的水力模型中，我们是通过估算来确定管道的摩阻系数的，这与实际管网的摩阻系数有一定误差，今后还需要加以完善。初步设想是:对管网中所有管道按其埋设年代、管材、管径进行分类，通过抽样实验确定管道的摩阻系数。
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