深圳市給水管網(wǎng)水力計(jì)算模型的建立_secret

1、深圳市給水管網(wǎng)水力計(jì)算模型的建立摘 要：實(shí)際給水管網(wǎng)通常都是很復(fù)雜的，因此必須經(jīng)過(guò)一定的簡(jiǎn)化，即略去次要的管線，保留主要的管線，才能建立起既真實(shí)反映管網(wǎng)水力狀況，又能保證計(jì)算速度的管網(wǎng)水力模型。關(guān)鍵字：給水管網(wǎng) 水力計(jì)算 模型一、管網(wǎng)簡(jiǎn)化原則 實(shí)際給水管網(wǎng)通常都是很復(fù)雜的，因此必須經(jīng)過(guò)一定的簡(jiǎn)化，即略去次要的管線，保留主要的管線，才能建立起既真實(shí)反映管網(wǎng)水力狀況，又能保證計(jì)算速度的管網(wǎng)水力模型。 1.管段a.管網(wǎng)水力模型中只保留管徑在200mm以上的管段。b.省略管徑大于400mm、管長(zhǎng)小于30m的過(guò)路管，將其視為節(jié)點(diǎn)。c.道路兩側(cè)的平行管線不予合并。d.對(duì)管長(zhǎng)大于1000m或管線的轉(zhuǎn)角大于6

2、0度的管段，在長(zhǎng)度為1000m處或轉(zhuǎn)角處增設(shè)節(jié)點(diǎn)，管段相應(yīng)增加。2.節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)的含義：不同管徑或不同材質(zhì)的管段相連接的點(diǎn)，管段相交的點(diǎn)，用水量較大用戶的用戶管與市政管相交點(diǎn)，給水水源與市政管網(wǎng)的連接點(diǎn)。二、管網(wǎng)水力模型的建立1.管段及節(jié)點(diǎn)的編號(hào)為便于管理和查找，根據(jù)管段和節(jié)點(diǎn)所在圖幅，進(jìn)行分區(qū)編號(hào)。管段編號(hào)為6位，即G，其中前2位為圖幅代碼，后3位為管段的編號(hào)；節(jié)點(diǎn)編號(hào)為5位，即J，第一位為圖幅代碼，后3位為節(jié)點(diǎn)的編號(hào)。經(jīng)過(guò)反復(fù)的數(shù)據(jù)校正，最終完成對(duì)1220條管段、620個(gè)節(jié)點(diǎn)的編號(hào)。編號(hào)后在建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)，按照各管段和節(jié)點(diǎn)所在的供水管理區(qū)域，設(shè)立“所屬工區(qū)”的字段，以便于計(jì)算沿線流量和節(jié)點(diǎn)

3、流量。2.節(jié)點(diǎn)流量的計(jì)算按照各節(jié)點(diǎn)所在的供水區(qū)域，分區(qū)進(jìn)行。我們采用VisualFoxPro的編程語(yǔ)言，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了一系列處理，具體步驟如下：a.確定以某月份的用戶水量為基準(zhǔn)，統(tǒng)計(jì)該月各用戶、各供水區(qū)域的總用水量及全市總供水量。b.按管段累加大用戶流量，得該管段的大用戶流量Gdl1；或按節(jié)點(diǎn)累加，得該節(jié)點(diǎn)的大用戶流量Jdl1。c.計(jì)算各供水區(qū)域的總用水量與該區(qū)域內(nèi)總的大用戶流量之差，以此作為該供水區(qū)域的總沿線流量，按管長(zhǎng)比例分?jǐn)傊猎搮^(qū)域的所有管段，得各管段的沿線流量Gdl2。d.將各管段的總流量Gdl1+Gdl2平均分配到至管段的起、終節(jié)點(diǎn)上，得節(jié)點(diǎn)流量Jdl1。則Jdl1+Jdl2為該月用水

4、量所對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)流量Jdl1。e.將各節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)流量Jdl1乘以一定的日變化系數(shù)和時(shí)變化系數(shù)，深圳市的日變化系數(shù)為1.227，時(shí)變化系數(shù)為1.29，轉(zhuǎn)換成基準(zhǔn)月的最高日最高時(shí)節(jié)點(diǎn)流量h-jdl1，節(jié)點(diǎn)流量總和h-jdl1記為s-jdl1。f.按照“比例負(fù)荷”的原理，選取需計(jì)算的最高日最高時(shí)的實(shí)際供水量為總計(jì)算流量，將總計(jì)算流量與s-jdl1之差按節(jié)點(diǎn)流量的比例分配至各節(jié)點(diǎn)，得總計(jì)算流量對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)流量。3.特殊節(jié)點(diǎn)的處理特殊節(jié)點(diǎn)包括水廠、控制點(diǎn)、高位水池、加壓泵站等。在建模時(shí)將水廠的出水流量視為已知數(shù)，出水壓力視為未知數(shù)，不考慮管網(wǎng)和水泵聯(lián)合工作的情況，以水廠出水壓力的計(jì)算值與實(shí)際值的差，校核模型

5、的精度；將控制點(diǎn)的水頭和節(jié)點(diǎn)流量均視為已知。三、管網(wǎng)水力模型的應(yīng)用深圳市給水管網(wǎng)水力模型建成后，首先用于現(xiàn)狀管網(wǎng)的水力分析。根據(jù)管網(wǎng)計(jì)算所得管段的流速、節(jié)點(diǎn)水頭、水廠出水流量和壓力等水力參數(shù)，分析管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有給水管網(wǎng)基本處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)，管段流速普遍低于1.2m/s，節(jié)點(diǎn)的自由水頭在25m左右，管網(wǎng)布局基本合理。但也發(fā)現(xiàn)一些問(wèn)題，如愛(ài)國(guó)路上東湖水廠出廠管，紅荔、上步南等路段上的管道管徑偏小，導(dǎo)致管道流速較高，水頭損失較大。據(jù)此提出近期的管網(wǎng)改造計(jì)劃，不同于以往的“拍腦袋”計(jì)劃。東湖水廠改造，我們利用水力計(jì)算模型，以水廠出水量或出水壓力為變量，制訂不同的水廠供水方案，然后利用水力計(jì)算模型進(jìn)行模擬，計(jì)算出不同方案下的控制點(diǎn)壓力及水廠能耗指標(biāo)，既保證了高峰時(shí)用戶所需的水量、水壓，又節(jié)約了能耗。四、模型的完善在管網(wǎng)的水力模型中，我們是通過(guò)估算來(lái)確定