To confirm water quantity of water network dynamic model

　　管網(wǎng)建模的重點(diǎn)是管網(wǎng)簡(jiǎn)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(jì)算結(jié)果最不確定的因素之一。實(shí)際管網(wǎng)中，各不同工況條件下，用戶用水量是每時(shí)每刻都在變化的，而我們節(jié)點(diǎn)流量的獲得一般又是通過(guò)用戶每日或每季的平均消費(fèi)量進(jìn)行換算而得到，即模型中各節(jié)點(diǎn)流量、管段流量也是變化不定的，因此，準(zhǔn)確確定節(jié)點(diǎn)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(shí)）幾乎不可能做到同步測(cè)得各節(jié)點(diǎn)、管段的流量，那需要無(wú)數(shù)的遠(yuǎn)程測(cè)流點(diǎn)來(lái)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(diǎn)流量。同時(shí)，給水管網(wǎng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，那么給水管網(wǎng)水力模型也應(yīng)是動(dòng)態(tài)的模擬，即節(jié)點(diǎn)水量應(yīng)在24小時(shí)內(nèi)不同時(shí)間達(dá)到最接近真實(shí)情況的流量。所以給水管網(wǎng)水力模型的流量分配是一項(xiàng)十分重要的前提工作。在實(shí)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(bào)表資料（包括水量、用水類別、水表編號(hào)、水表位置、水表口徑等許多方面）；營(yíng)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(shí)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(duì)于基礎(chǔ)資料收集的準(zhǔn)確與否關(guān)系到計(jì)算誤差的大小，但實(shí)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(cuò)誤。

2、用水資料的分析

　　針對(duì)杭州市實(shí)際情況，從用水資料中可以對(duì)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(jiàn)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(shuō)明每一個(gè)用戶對(duì)模型的影響較大，其水量應(yīng)著重考慮，并把其列為單獨(dú)一個(gè)節(jié)點(diǎn)，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(jiàn)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(shuō)明這部分水量總體上對(duì)模型的影響也較大，這些應(yīng)是調(diào)查的重點(diǎn)。

3、用戶的實(shí)地測(cè)量

　　通過(guò)調(diào)查分析節(jié)點(diǎn)流量的確定采用抄表周期內(nèi)平均日用水量換算到各時(shí)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(shí)際中我們不可能測(cè)量每一個(gè)用戶的用水變化系數(shù)，為獲得更接近真實(shí)值的K_時(shí)，還需對(duì)各類型用戶進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，具體方案如下：
　　（1）、對(duì)于特大用戶18戶應(yīng)實(shí)行24小時(shí)內(nèi)每小時(shí)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。
　　（2）、對(duì)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(shí)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(duì)于占一定比重的居民用水的K時(shí)，一般根據(jù)封閉小區(qū)內(nèi)的加壓泵房報(bào)表可算取K時(shí)。一般是小區(qū)越大，K時(shí)越小。有時(shí)可通過(guò)屋頂水箱小區(qū)、無(wú)屋頂水箱小區(qū)測(cè)量用水變化曲線，綜合確定其用水變化曲線。
　　（4）、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(shí)而得。

4、水量的分配

　　模型中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的流量是實(shí)際許多用戶的合成，即哪些用戶的用水是來(lái)自某一個(gè)節(jié)點(diǎn)的流量，可以通過(guò)式（1）求得節(jié)點(diǎn)流量（Qj）：
　　Qj=1/2*∑QL.......................（1）
　　QL—沿線流量
　　實(shí)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(diǎn)上。這一工作是繁雜、龐大的，我們?cè)趯?shí)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(diǎn)上；對(duì)于小于2000M3/兩月的小水量用戶按照《營(yíng)業(yè)抄表分類目錄》沿路分到各管段、節(jié)點(diǎn)上。為了保證以后不作重復(fù)工作，我們?cè)贓XCEL環(huán)境下采用VB（Visual Basic）語(yǔ)言進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，使抄表數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)化成節(jié)點(diǎn)流量，從而為今后的應(yīng)用大大簡(jiǎn)化了工作量。將原先第一次用4個(gè)月才能完成的工作量縮短在幾小時(shí)內(nèi)完成，具體做法如下：

　　按照以上步驟，可以確定出每一個(gè)節(jié)點(diǎn)一天的用水變化曲線，可進(jìn)行現(xiàn)狀管網(wǎng)平差計(jì)算、延時(shí)模擬計(jì)算、優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算等工況的模擬計(jì)算。我們采用同濟(jì)大學(xué)WDOC軟件，計(jì)算的結(jié)果較能準(zhǔn)確反映管網(wǎng)的實(shí)際情況。
在管網(wǎng)建模中以下問(wèn)題，通過(guò)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(guò)網(wǎng)絡(luò)獲得瞬時(shí)水量可解決K時(shí)的問(wèn)題。
　　（2）、對(duì)于未計(jì)量水量，在WDOC軟件中是按線比流量法計(jì)算機(jī)自動(dòng)分?jǐn)偟焦?jié)點(diǎn)。這樣，管徑越大，距離越長(zhǎng)，攤得的未計(jì)量水量也越大。而實(shí)際卻是大口徑輸水干管由于沿途開(kāi)口少，漏失反而少。在實(shí)際計(jì)算中，我們按流量比例來(lái)分?jǐn)偹浚瑒t實(shí)際計(jì)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(kāi)展未計(jì)量水量將越來(lái)越大，怎樣將這一水量在計(jì)算中較好的確定，須進(jìn)一步研究。
　　（3）、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(lái)水總公司《營(yíng)業(yè)抄表分類目錄》。
（2）、同濟(jì)大學(xué).王榮和《WDOC 操作手冊(cè)》，1999。

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作者：
趙云云 杭州自來(lái)水公司工程師
劉升彧 杭州自來(lái)水公司
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