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

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

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

關(guān)鍵詞：供水管網(wǎng)；水力計(jì)算；運(yùn)行工況；阻力系數(shù)；節(jié)點(diǎn)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(yùn)行參數(shù)及平差計(jì)算、水力計(jì)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(jì)算的基礎(chǔ)上有效地進(jìn)行供水管網(wǎng)的水力計(jì)算分析與運(yùn)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(jì)算的全部文件系統(tǒng)，其中包括節(jié)點(diǎn)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(jì)算和運(yùn)行工況分析提供前提條件。其次，該系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行不同供水時(shí)段的管網(wǎng)平差計(jì)算，并以動(dòng)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(shí)現(xiàn)供水管網(wǎng)供水特性分析、優(yōu)化調(diào)度、優(yōu)化改擴(kuò)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(jí)下拉式菜單操作。為節(jié)省內(nèi)存，直接讀取點(diǎn)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(gòu)及各功能模塊

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1，包括四大主要功能模塊。
　　2.1 數(shù)值計(jì)算子系統(tǒng)
　　該子系統(tǒng)通過預(yù)先處理，成功地解決了管道鋪設(shè)年代久遠(yuǎn)、管網(wǎng)復(fù)雜連接、流量分布復(fù)雜因素對(duì)管網(wǎng)平差計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性的影響。
　　① 水量預(yù)測。利用以往的日總供水量的記錄，用灰色預(yù)測、指數(shù)平滑預(yù)測等方法對(duì)日總用水量進(jìn)行預(yù)測；既可預(yù)測后幾日的近期用水量，又可預(yù)測后幾月、年的遠(yuǎn)期用水量。
　　② 節(jié)點(diǎn)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(jì)算為節(jié)點(diǎn)流量，較為準(zhǔn)確地反映供水管網(wǎng)實(shí)際流量的分布狀況。
　　③ 阻力系數(shù)計(jì)算。根據(jù)“三點(diǎn)法” [2] 實(shí)測部分管段真實(shí)阻力系數(shù)，應(yīng)用優(yōu)化方法確定出所有管段實(shí)際阻力系數(shù)值。
　　④ 平差計(jì)算。平差程序可計(jì)算任一時(shí)段供水管網(wǎng)的運(yùn)行工況，對(duì)復(fù)雜大型供水管網(wǎng)不需簡化即可直接計(jì)算，求解供水管網(wǎng)水力計(jì)算的微觀數(shù)學(xué)模型。

　　2.2 運(yùn)行工況分析計(jì)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(jì)算結(jié)果，完成供水管網(wǎng)運(yùn)行工況分析水力計(jì)算過程。
　　① 水泵工況。根據(jù)供水管網(wǎng)的平差計(jì)算結(jié)果，反映二級(jí)泵站水泵的實(shí)際運(yùn)行狀況，可直觀地給出工作泵的臺(tái)數(shù)、水泵特性曲線與管路特性曲線的關(guān)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(jié)點(diǎn)流量構(gòu)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(jīng)過數(shù)值計(jì)算和運(yùn)行工況分析給出供水分界線，可進(jìn)一步對(duì)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(fù)荷。根據(jù)供水管網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況，以平差計(jì)算為基礎(chǔ)，分析管段的流量負(fù)荷，表示出整個(gè)供水管網(wǎng)超負(fù)荷、經(jīng)濟(jì)負(fù)荷、欠負(fù)荷的管道負(fù)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(jì)算出此時(shí)的供水管網(wǎng)運(yùn)行工作狀態(tài)；并將此時(shí)的工況通過現(xiàn)狀工況模塊顯示，以及時(shí)采取相應(yīng)的措施。
　　2.4計(jì)算分析結(jié)果顯示子系統(tǒng)
　　這一模塊可以把絕對(duì)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(jì)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(yīng)用的技術(shù)要點(diǎn)

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

4 結(jié)語

　　供水管網(wǎng)水力計(jì)算程序系統(tǒng)的研究，為供水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)計(jì)算及運(yùn)行管理提供重要的依據(jù)。經(jīng)哈爾濱、大慶、鄭州等地的應(yīng)用證明，運(yùn)用該程序系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果不僅精確而且符合實(shí)際，其方法易于操作，有著廣闊的應(yīng)用前景和很高的實(shí)用價(jià)值。

5 參考文獻(xiàn)

　　1. 袁一星等，給水管網(wǎng)綜合信息微機(jī)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(yán)煦世、趙洪賓，“給水管網(wǎng)理論和計(jì)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(xué)與科研
　　通訊處:150008 哈爾濱市海河路202號(hào) 哈建大624 #
　　(收稿日期 1997-08-05)