To confirm water quantity of water network dynamic model

　　管網(wǎng)建模的重點是管網(wǎng)簡化和流量分配。流量分配是管網(wǎng)建模的基礎(chǔ)，也是影響計算結(jié)果最不確定的因素之一。實際管網(wǎng)中，各不同工況條件下，用戶用水量是每時每刻都在變化的，而我們節(jié)點流量的獲得一般又是通過用戶每日或每季的平均消費量進(jìn)行換算而得到，即模型中各節(jié)點流量、管段流量也是變化不定的，因此，準(zhǔn)確確定節(jié)點用水量是比較困難的。且在一般情況下（尤其是城市大規(guī)模管網(wǎng)平差時）幾乎不可能做到同步測得各節(jié)點、管段的流量，那需要無數(shù)的遠(yuǎn)程測流點來支持，最經(jīng)濟(jì)、合理的辦法就是結(jié)合現(xiàn)有的水量記錄資料進(jìn)行換算，將各流量分配到各管段上，再轉(zhuǎn)化成節(jié)點流量。同時，給水管網(wǎng)是一個動態(tài)的過程，那么給水管網(wǎng)水力模型也應(yīng)是動態(tài)的模擬，即節(jié)點水量應(yīng)在24小時內(nèi)不同時間達(dá)到最接近真實情況的流量。所以給水管網(wǎng)水力模型的流量分配是一項十分重要的前提工作。在實際的工作中我們是按照以下步驟確定杭州市給水管網(wǎng)水力模型的水量。

1、用水資料的收集、調(diào)查

　　用水資料包括：所有用戶調(diào)查期的報表資料（包括水量、用水類別、水表編號、水表位置、水表口徑等許多方面）；營業(yè)抄表分類目錄；管道沖洗消毒記錄；管網(wǎng)爆管等事故記錄；同時還應(yīng)調(diào)查、收集不同類型用戶的用水變化系數(shù)（尤其是大用戶）、調(diào)蓄、加壓情況等。對于基礎(chǔ)資料收集的準(zhǔn)確與否關(guān)系到計算誤差的大小，但實際情況下，基礎(chǔ)資料是很難收集的，且存在誤差，這就需要這階段的工作一定要認(rèn)真、耐心，盡可能減小誤差和錯誤。

2、用水資料的分析

　　針對杭州市實際情況，從用水資料中可以對所有用戶分以下幾類：特大用戶；大用戶A；大用戶B；一般用戶；小用戶等。具體見表（一）：

　表（一） 用水量（M³/兩月） 用戶數(shù)(戶) 約占總水量百分比 特大用戶 100000以上 18 5.4% 大用戶A 60000～100000 53 9.0% 大用戶B 6000～60000 1259 41.6% 一般用戶 2000～6000 2086 16.6% 小用戶 2000以下 36022 27.4%

從上表可以看出：特大用戶和大用戶A用戶數(shù)雖然少，但占總水量的15%，說明每一個用戶對模型的影響較大，其水量應(yīng)著重考慮，并把其列為單獨一個節(jié)點，而小用戶不但數(shù)量多占總水量也達(dá)27.4%，也需要準(zhǔn)確分配水量。
按用水性質(zhì)的不同可分以下幾類用戶：工廠用戶；機(jī)關(guān)用戶；公建用戶；住宅用戶；施工用戶；其他用戶等。其分布情況見表（二）：

表（二） 水表數(shù) 用水量（M³/兩月） 占總水量的（%） 工廠用水 2411 12609144 28.85 機(jī)關(guān)用水 2578 8403897 19.23 公建用水 3398 5069389 11.6 住宅用水 30511 15984772 36.58 施工用水 530 1569218 3.59

　　從上表可以看出：生活用水占的比重最大為36.58%，其次為工廠用水占28.85%，說明這部分水量總體上對模型的影響也較大，這些應(yīng)是調(diào)查的重點。

3、用戶的實地測量

　　通過調(diào)查分析節(jié)點流量的確定采用抄表周期內(nèi)平均日用水量換算到各時段的流量，而關(guān)鍵之處就是如何確定各用戶的用水變化系數(shù)。實際中我們不可能測量每一個用戶的用水變化系數(shù)，為獲得更接近真實值的K_時，還需對各類型用戶進(jìn)行實地測量，具體方案如下：
　?。?）、對于特大用戶18戶應(yīng)實行24小時內(nèi)每小時抄表進(jìn)行調(diào)查，并調(diào)查其調(diào)蓄、加壓情況，畫出用水變化曲線。
　?。?）、對于大用戶A，按類別選取其典型用戶在工作班次內(nèi)每小時抄表進(jìn)行調(diào)查，并調(diào)查其調(diào)蓄、加壓情況，畫出其工作班次內(nèi)用水變化曲線，并結(jié)合（1）畫出用水變化曲線。
　　（3）、對于占一定比重的居民用水的K時，一般根據(jù)封閉小區(qū)內(nèi)的加壓泵房報表可算取K時。一般是小區(qū)越大，K時越小。有時可通過屋頂水箱小區(qū)、無屋頂水箱小區(qū)測量用水變化曲線，綜合確定其用水變化曲線。
　?。?）、其余小用戶一般根據(jù)其用水性質(zhì)參照各大用戶或居民用戶的K時而得。

4、水量的分配

　　模型中每個節(jié)點的流量是實際許多用戶的合成，即哪些用戶的用水是來自某一個節(jié)點的流量，可以通過式（1）求得節(jié)點流量（Qj）：
　　Qj=1/2*∑QL.......................（1）
　　QL—沿線流量
　　實際流量的分配就是劃分各用戶到所屬的市政干管上，再分配到各節(jié)點上。這一工作是繁雜、龐大的，我們在實際工作中，首先按照1：5000管網(wǎng)詳圖上標(biāo)出用水量大于2000M3/兩月的用戶，確定其用水位置，這部分用戶用水量約占總水量的72.6%，然后將各用戶歸到相應(yīng)的管段上，按照式（1）分到各節(jié)點上；對于小于2000M3/兩月的小水量用戶按照《營業(yè)抄表分類目錄》沿路分到各管段、節(jié)點上。為了保證以后不作重復(fù)工作，我們在EXCEL環(huán)境下采用VB（Visual Basic）語言進(jìn)行二次開發(fā)，使抄表數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)化成節(jié)點流量，從而為今后的應(yīng)用大大簡化了工作量。將原先第一次用4個月才能完成的工作量縮短在幾小時內(nèi)完成，具體做法如下：

　　按照以上步驟，可以確定出每一個節(jié)點一天的用水變化曲線，可進(jìn)行現(xiàn)狀管網(wǎng)平差計算、延時模擬計算、優(yōu)化設(shè)計計算等工況的模擬計算。我們采用同濟(jì)大學(xué)WDOC軟件，計算的結(jié)果較能準(zhǔn)確反映管網(wǎng)的實際情況。
在管網(wǎng)建模中以下問題，通過進(jìn)一步努力可得到解決。
　　（1）、我們公司現(xiàn)在正在上馬IC卡遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)，最終通過網(wǎng)絡(luò)獲得瞬時水量可解決K時的問題。
　?。?）、對于未計量水量，在WDOC軟件中是按線比流量法計算機(jī)自動分?jǐn)偟焦?jié)點。這樣，管徑越大，距離越長，攤得的未計量水量也越大。而實際卻是大口徑輸水干管由于沿途開口少，漏失反而少。在實際計算中，我們按流量比例來分?jǐn)偹?，則實際計算的準(zhǔn)確率要比用線比流量法分?jǐn)偺岣?%-2%。隨著今后一戶一表的開展未計量水量將越來越大，怎樣將這一水量在計算中較好的確定，須進(jìn)一步研究。
　?。?）、各用水資料的準(zhǔn)確和完整性今后待進(jìn)一步完善、改進(jìn)。

參考資料：
（1）、杭州自來水總公司《營業(yè)抄表分類目錄》。
（2）、同濟(jì)大學(xué).王榮和《WDOC 操作手冊》，1999。

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作者：
趙云云 杭州自來水公司工程師
劉升彧 杭州自來水公司
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