苏州市某区给水管网微观水力模型的建立与应用.pdf

《苏州市某区给水管网微观水力模型的建立与应用.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·计算机技术·苏州市某区给水管网微观水力模型的建立与应用郜阔李翠梅姜进峰袁祥肖航查巧珍(1苏州科技学院市政工程系，苏州215009；2苏州新区自来水建设发展管理公司，苏州215011)摘要以苏州市某区给水管网为例，介绍了给水管网微观水力模型的建立过程、方法、校核及水力模型构建后对城市供水系统的作用。通过水力模型对给水管网运行工况进行了评估，发现供水管网普遍存在流速偏低、水龄偏大的问题，对由此可能产生的不利情况进行了分析。通过水力模型模拟了供水量从平均日到最高日管网自由水压线、流速变化情况，指出当前管网管径整体偏大是造成流速偏低、水龄偏大的主要原因，是管网水质二次污染

2、的原因之一。关键词给水管网水力模型运行评估苏州市0前言型和微观模型之间，通过忽略某一管径下的管线，用供水系统水力模型是城市供水调度决策的水力一个宏观的网络模型来逼近管网水力模型，或用水约束条件，其准确性直接影响到决策方案的可靠性力方程组来估计管网系统参数_7]。和实用性。近年来，国内外众多学者对此进行了大综上所述，本文以苏州市某区给水管网实际情量的研究，按建模方法的不同，可以将管网水力模型况介绍如何建立给水管网微观水力模型。苏州市某分为三类：宏观模型、微观模型和介于两者之间的简区自来水公司下辖2座水厂(新宁水厂、某区第二水化模型。对宏观模型的研究主要分为三类：线性动

3、厂)，供水能力为45万m。／d，供水服务范围覆盖面态模型、比例负荷模型、非比例负荷模型。1975年积达258km。，建成地下供水输配水管道总长度约Demoyer和Horwitz[]提出了管网比例负荷的模900km。型，1985年Coulbeck等[2]对该模型作了进一步的1水力模型的建立与校核研究。1981年同济大学刘遂庆教授针对我国大部国外从2O世纪8O年代就开始了供水管网建模分城市不满足“比例负荷”这一假设，提出了分时段的实践，在实践过程中发展了一系列的管网水力模型的管网统计模型[。国内外l4对此都作了相关研软件。本文选用某给水管网水力模拟系统作为苏州究，均是在

4、“非比例负荷”的基础上建立管网模型。市某区给水管网水力模型搭建的平台。苏州市某区微观模型是以管网中全部管网组件(管道、阀门、水给水管网水力模型的结构流程如图1所示。泵等)为模拟计算对象，具有管网系统模拟仿真、组给水管网拓扑结构lI各管段节点属性数据件功能模拟和评价、管网辅助优化设计等扩展功能。与宏观模型相比，微观模型对系统拓扑的变导入l给水管网水力模拟系统l化和节点用水量模式的变化具有较强的适应性，磊L1_=二二[巫它可以方便地获取所有管段、节点、水源的工况参泵站基础数据的导入_=二二二=二二二_1里￡数以及各小时的静态模拟工况和动态实时工况。——l节点流量的分配I

5、微观模型能够对管网维护、更新和改造方案具有笪旦王茎l厂]匿丽忑指导作用。-_—二]压力、流量校核简化模型是建立于微观模型之上，介于宏观模水力模型的建立J管网运行评估国家自然科学基金项目(51109153)；苏州市科技局科技支撑计划社会发展项目(SS201129)。图1给水管网水力模型结构流程102给水排水Vo1．40No．12014(4)未计量水量。未计量水量主要由协议优惠行。此次校验过程选择了均匀分布在某区给水管网水量、抢修冲洗水量、水表计量误差水量构成。采用中的20个节点压力监测点和10个管段流量监测点各节点等水量分配，l1月未计量水量为10．9万m3，对建立的

6、水力模型进行校核。图3、图4分别为压占11月总供水量的1．379／6。力、流量的校核误差对比。1．3管网水力计算与平差管网水力计算与平差过程通过节点连续性方程、管段压降方程和回路能量方程结合导入的管网信息进行。节点连续性方程：表示流人某一节点的流量等于从该节点流出的流量，以满足节点流量平衡的要求，如式(1)所示。Q+qlj一0(1)压力监测点式中Q——节点i的节点流量，m。／s；图3压力校核误差对比q——与节点i连接的各管段流量，m。／s；i、——分别为起、止节点的编号。管段压降方程：表示管网中某一管段水头损失与其两端节点水压的关系。管网计算时，一般不计局部水头损失

7、，见式(2)。—H一H7一Sijq(2)式中H、H，——分别为管段两端节点、J的水压值，mH2O；h——管段的水头损失，m；S——管段的摩阻系数，s。／m；图4流量校核误差对比q——管段流量，m。／s。根据图3、图4压力、流量校核分析可知，最大回路能量方程：压力误差为1．54m，最大流量误差为4．34。建h一AH一0(3)立的管网水力模型与实际情况较为接近，完全符式中h——属于基环k的各个管段的水头损合建模的要求。失，1TI；1．5模型的更新与维护AH——基环k的闭合差或增(减)压装置产生由于给水管网的运行工况不断变化，要保证建的水压差，m。立的模型实时有效，能