出　　自： 《中國給水排水》 1998年第1期第27頁
發(fā)表時間： ： 1998-1

袁一星；高金良；趙洪賓；李玉華(哈爾濱建筑大學)；丁杰(黑龍江省城市規(guī)劃設計研究院)

摘要：根據(jù)供水管網(wǎng)平差計算的基本理論和供水管網(wǎng)的運現(xiàn)狀，闡述了研制開發(fā)的水力計算程序系統(tǒng)，并進行了該系統(tǒng)的功能及各模塊作用的研究。

關鍵詞：供水管網(wǎng)；水力計算；運行工況；阻力系數(shù)；節(jié)點流量

1 系統(tǒng)的研制思想

　　該系統(tǒng)集供水管網(wǎng)的信息數(shù)據(jù)處理、運行參數(shù)及平差計算、水力計算結(jié)果分析、圖形顯示于一體的綜合程序系統(tǒng)。研制的目的在于通過該系統(tǒng)的使用，形成供水管網(wǎng)完整的數(shù)據(jù)庫，據(jù)此在平差計算的基礎上有效地進行供水管網(wǎng)的水力計算分析與運行工況分析。
　　根據(jù)供水管網(wǎng)的原始信息數(shù)據(jù)建立水力計算的全部文件系統(tǒng)，其中包括節(jié)點流量處理、管道阻力系數(shù)推算和核算等。這一文件系統(tǒng)既有原始數(shù)據(jù)的錄入處理功能，又為供水管網(wǎng)的水力計算和運行工況分析提供前提條件。其次，該系統(tǒng)能夠快速、準確地進行不同供水時段的管網(wǎng)平差計算，并以動態(tài)的顯示方式表明供水管網(wǎng)中的水流情況、供水壓力分布狀況、管段的供水路徑等，實現(xiàn)供水管網(wǎng)供水特性分析、優(yōu)化調(diào)度、優(yōu)化改擴建等功能。
　　該系統(tǒng)采用TurboPascal6.0語言編制，全部在VGA高分辨率圖形狀態(tài)下工作，全漢化多級下拉式菜單操作。為節(jié)省內(nèi)存，直接讀取點陣漢字庫，在圖形狀態(tài)下直接讀出顯示漢字。 [1]

2 系統(tǒng)的結(jié)構及各功能模塊

　　系統(tǒng)結(jié)構見圖1，包括四大主要功能模塊。
　　2.1 數(shù)值計算子系統(tǒng)
　　該子系統(tǒng)通過預先處理，成功地解決了管道鋪設年代久遠、管網(wǎng)復雜連接、流量分布復雜因素對管網(wǎng)平差計算結(jié)果準確性的影響。
　　① 水量預測。利用以往的日總供水量的記錄，用灰色預測、指數(shù)平滑預測等方法對日總用水量進行預測；既可預測后幾日的近期用水量，又可預測后幾月、年的遠期用水量。
　?、?節(jié)點流量處理。考慮用戶用水性質(zhì)、用水比例，將集中流量、均布流量綜合計算為節(jié)點流量，較為準確地反映供水管網(wǎng)實際流量的分布狀況。
　?、?阻力系數(shù)計算。根據(jù)“三點法” [2] 實測部分管段真實阻力系數(shù)，應用優(yōu)化方法確定出所有管段實際阻力系數(shù)值。
　?、?平差計算。平差程序可計算任一時段供水管網(wǎng)的運行工況，對復雜大型供水管網(wǎng)不需簡化即可直接計算，求解供水管網(wǎng)水力計算的微觀數(shù)學模型。

　　2.2 運行工況分析計算子系統(tǒng)
　　該系統(tǒng)可根據(jù)供水管網(wǎng)信息數(shù)據(jù)庫資料和數(shù)值計算結(jié)果，完成供水管網(wǎng)運行工況分析水力計算過程。
　?、?水泵工況。根據(jù)供水管網(wǎng)的平差計算結(jié)果，反映二級泵站水泵的實際運行狀況，可直觀地給出工作泵的臺數(shù)、水泵特性曲線與管路特性曲線的關系以及泵效率、軸功率等。
　?、?供水路徑?？杀硎靖鞣N供水情況下管道的水流方向、分析節(jié)點流量構成及管段流量的分布情況。
　?、?供水分界線。在雙水源或多水源供水的情況下，經(jīng)過數(shù)值計算和運行工況分析給出供水分界線，可進一步對供水水泵的優(yōu)化組合、供水管網(wǎng)的流置分布狀態(tài)作深入地分析。
　　④管段負荷。根據(jù)供水管網(wǎng)的實際運行情況，以平差計算為基礎，分析管段的流量負荷，表示出整個供水管網(wǎng)超負荷、經(jīng)濟負荷、欠負荷的管道負荷現(xiàn)狀。

　　2.3特殊工況核算子系統(tǒng)
　　該子系統(tǒng)不但可核算供水管網(wǎng)在轉(zhuǎn)輸、消防、事故等情況下工作的可靠性，而且也可計算出此時的供水管網(wǎng)運行工作狀態(tài)；并將此時的工況通過現(xiàn)狀工況模塊顯示，以及時采取相應的措施。
　　2.4計算分析結(jié)果顯示子系統(tǒng)
　　這一模塊可以把絕對水壓、自由水壓、水量分布、管段坡降、管段流量、水頭損失、管段流速等水力計算結(jié)果顯示出來。顯示方式有三種:等值線顯示、彩色區(qū)域圖顯示和三維等值面顯示。

3 系統(tǒng)應用的技術要點

　　管道阻力系數(shù)計算見圖2；供水路徑計算見圖3；供水分界線計算見圖4。

4 結(jié)語

　　供水管網(wǎng)水力計算程序系統(tǒng)的研究，為供水管網(wǎng)的設計計算及運行管理提供重要的依據(jù)。經(jīng)哈爾濱、大慶、鄭州等地的應用證明，運用該程序系統(tǒng)計算結(jié)果不僅精確而且符合實際，其方法易于操作，有著廣闊的應用前景和很高的實用價值。

5 參考文獻

　　1. 袁一星等，給水管網(wǎng)綜合信息微機管理系統(tǒng)研究，中國給水排水，94(6)
　　2. 趙洪賓等，城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)工況分析，中國給水排水92(6)
　　3. 嚴煦世、趙洪賓，“給水管網(wǎng)理論和計算”，中國建筑工業(yè)出版社

　　作者簡介:袁一星 副教授 從事教學與科研
　　通訊處:150008 哈爾濱市海河路202號 哈建大624 #
　　(收稿日期 1997-08-05)