出　　自： 《中國給水排水》 1998年第1期第27頁
發表時間： ： 1998-1

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

摘要：根據供水管網平差計算的基本理論和供水管網的運現狀，闡述了研制開發的水力計算程序系統，并進行了該系統的功能及各模塊作用的研究。

關鍵詞：供水管網；水力計算；運行工況；阻力系數；節點流量

1 系統的研制思想

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

2 系統的結構及各功能模塊

　　系統結構見圖1，包括四大主要功能模塊。
　　2.1 數值計算子系統
　　該子系統通過預先處理，成功地解決了管道鋪設年代久遠、管網復雜連接、流量分布復雜因素對管網平差計算結果準確性的影響。
　　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。
　　② 節點流量處理。考慮用戶用水性質、用水比例，將集中流量、均布流量綜合計算為節點流量，較為準確地反映供水管網實際流量的分布狀況。
　　③ 阻力系數計算。根據“三點法” [2] 實測部分管段真實阻力系數，應用優化方法確定出所有管段實際阻力系數值。
　　④ 平差計算。平差程序可計算任一時段供水管網的運行工況，對復雜大型供水管網不需簡化即可直接計算，求解供水管網水力計算的微觀數學模型。

　　2.2 運行工況分析計算子系統
　　該系統可根據供水管網信息數據庫資料和數值計算結果，完成供水管網運行工況分析水力計算過程。
　　① 水泵工況。根據供水管網的平差計算結果，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、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。
　　② 供水路徑。可表示各種供水情況下管道的水流方向、分析節點流量構成及管段流量的分布情況。
　　③ 供水分界線。在雙水源或多水源供水的情況下，經過數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化組合、供水管網的流置分布狀態作深入地分析。
　　④管段負荷。根據供水管網的實際運行情況，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超負荷、經濟負荷、欠負荷的管道負荷現狀。

　　2.3特殊工況核算子系統
　　該子系統不但可核算供水管網在轉輸、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運行工作狀態；并將此時的工況通過現狀工況模塊顯示，以及時采取相應的措施。
　　2.4計算分析結果顯示子系統
　　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果顯示出來。顯示方式有三種:等值線顯示、彩色區域圖顯示和三維等值面顯示。

3 系統應用的技術要點

　　管道阻力系數計算見圖2；供水路徑計算見圖3；供水分界線計算見圖4。

4 結語

　　供水管網水力計算程序系統的研究，為供水管網的設計計算及運行管理提供重要的依據。經哈爾濱、大慶、鄭州等地的應用證明，運用該程序系統計算結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，給水管網綜合信息微機管理系統研究，中國給水排水，94(6)
　　2. 趙洪賓等，城市供水管網系統工況分析，中國給水排水92(6)
　　3. 嚴煦世、趙洪賓，“給水管網理論和計算”，中國建筑工業出版社

　　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)