第三章 管段流量、管徑和水頭損失

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1、第三章第三章 給水管網(wǎng)系統(tǒng)的水力計(jì)算給水管網(wǎng)系統(tǒng)的水力計(jì)算n管網(wǎng)水力計(jì)算管網(wǎng)水力計(jì)算n 內(nèi)內(nèi) 容：容：求出所有管道的直徑、水頭損失、求出所有管道的直徑、水頭損失、水泵揚(yáng)程和水塔高度。并對(duì)事故時(shí)、消防時(shí)、水泵揚(yáng)程和水塔高度。并對(duì)事故時(shí)、消防時(shí)、最大轉(zhuǎn)輸時(shí)的水泵揚(yáng)程進(jìn)行較核。最大轉(zhuǎn)輸時(shí)的水泵揚(yáng)程進(jìn)行較核。n 重要性：重要性：管道工程的建設(shè)投資占整個(gè)給水系管道工程的建設(shè)投資占整個(gè)給水系統(tǒng)總投資的統(tǒng)總投資的 6080%，輸配水所需的動(dòng)力，輸配水所需的動(dòng)力費(fèi)用占給水系統(tǒng)運(yùn)行總費(fèi)用的費(fèi)用占給水系統(tǒng)運(yùn)行總費(fèi)用的4070%。 步驟：步驟：繪制計(jì)算草圖，對(duì)節(jié)點(diǎn)和管段順序編號(hào)，繪制計(jì)算草圖，對(duì)節(jié)點(diǎn)和管段順序編號(hào)，

2、標(biāo)明管段長(zhǎng)度和節(jié)點(diǎn)地形標(biāo)高；標(biāo)明管段長(zhǎng)度和節(jié)點(diǎn)地形標(biāo)高；按最高日最高時(shí)計(jì)算比流量、沿線流量和按最高日最高時(shí)計(jì)算比流量、沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量；節(jié)點(diǎn)流量；對(duì)各管段擬定水流方向，進(jìn)行流量分配；對(duì)各管段擬定水流方向，進(jìn)行流量分配；初步確定各管段的管徑和水頭損失；初步確定各管段的管徑和水頭損失；進(jìn)行管網(wǎng)水力計(jì)算和技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算；進(jìn)行管網(wǎng)水力計(jì)算和技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算；確定水塔高度和水泵揚(yáng)程；確定水塔高度和水泵揚(yáng)程；根據(jù)管網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的壓力和地形標(biāo)高，繪制根據(jù)管網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的壓力和地形標(biāo)高，繪制等水壓線和自由水壓線圖。等水壓線和自由水壓線圖。3.1 管網(wǎng)圖形及簡(jiǎn)化管網(wǎng)圖形及簡(jiǎn)化n管網(wǎng)圖形：管網(wǎng)圖形：根據(jù)圖論的基本原理，圖由根

3、據(jù)圖論的基本原理，圖由“弧弧”和和“頂點(diǎn)頂點(diǎn)”兩部分組成。給水管網(wǎng)的幾何圖形兩部分組成。給水管網(wǎng)的幾何圖形可以抽象地認(rèn)為是由可以抽象地認(rèn)為是由管段和節(jié)點(diǎn)管段和節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的構(gòu)成的有向圖有向圖。 節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)：有集中流量進(jìn)出、管道合并或有集中流量進(jìn)出、管道合并或分叉以及邊界條件發(fā)生變化的地點(diǎn)分叉以及邊界條件發(fā)生變化的地點(diǎn) 管段：管段：兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的管道兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的管道 管線：管線：順序相連的若干管段順序相連的若干管段 環(huán)：環(huán)：起點(diǎn)與終點(diǎn)重合的管線起點(diǎn)與終點(diǎn)重合的管線 基環(huán)：基環(huán)：不包含其它環(huán)的環(huán)不包含其它環(huán)的環(huán) 大環(huán)：大環(huán)：包含兩個(gè)或兩個(gè)以上基環(huán)的環(huán)包含兩個(gè)或兩個(gè)以上基環(huán)的環(huán)管段管段基環(huán)基環(huán)

4、節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)管線管線大環(huán)大環(huán) 在保證計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際情況的前提下，在保證計(jì)算結(jié)果接近實(shí)際情況的前提下，為方便計(jì)算可對(duì)管線進(jìn)行適度簡(jiǎn)化。簡(jiǎn)化方為方便計(jì)算可對(duì)管線進(jìn)行適度簡(jiǎn)化。簡(jiǎn)化方法有：法有： 忽略：忽略：管網(wǎng)中主要起聯(lián)絡(luò)作用的管段，管網(wǎng)中主要起聯(lián)絡(luò)作用的管段，由于正常運(yùn)行時(shí)流量很小，對(duì)水力條件的影由于正常運(yùn)行時(shí)流量很小，對(duì)水力條件的影響很小，計(jì)算時(shí)可以忽略。響很小，計(jì)算時(shí)可以忽略。 分解：分解：只有一條管段連接的兩個(gè)管網(wǎng)可只有一條管段連接的兩個(gè)管網(wǎng)可分解成兩個(gè)管網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算；管網(wǎng)末端水流方分解成兩個(gè)管網(wǎng)進(jìn)行計(jì)算；管網(wǎng)末端水流方向確定的部分可分開(kāi)計(jì)算；環(huán)狀網(wǎng)上接出的向確定的部分可分開(kāi)計(jì)算；環(huán)狀網(wǎng)上接出

5、的樹(shù)狀網(wǎng)分開(kāi)計(jì)算。樹(shù)狀網(wǎng)分開(kāi)計(jì)算。 節(jié)點(diǎn)合并：節(jié)點(diǎn)合并：距離很近的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算時(shí)距離很近的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)計(jì)算時(shí)可視為一個(gè)節(jié)點(diǎn)。可視為一個(gè)節(jié)點(diǎn)。22121AAAAA 管段合并：管段合并：長(zhǎng)度近似相等、彼此幾長(zhǎng)度近似相等、彼此幾乎平行且相距很近的兩條管段計(jì)算時(shí)可乎平行且相距很近的兩條管段計(jì)算時(shí)可合并。合并。 等效管段的比阻：等效管段的比阻：等效管段的長(zhǎng)度：等效管段的長(zhǎng)度：21llll或節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)合并合并管段合并管段合并分解分解忽略忽略3.2 水力計(jì)算的基礎(chǔ)方程水力計(jì)算的基礎(chǔ)方程目的：目的：確定各水源節(jié)點(diǎn)的供水量、各管段的流量確定各水源節(jié)點(diǎn)的供水量、各管段的流量和管徑、全部節(jié)點(diǎn)的水壓。和管徑、全部節(jié)點(diǎn)的水壓

6、。多水源環(huán)狀多水源環(huán)狀管網(wǎng)的管段數(shù)、節(jié)點(diǎn)數(shù)、基環(huán)數(shù)管網(wǎng)的管段數(shù)、節(jié)點(diǎn)數(shù)、基環(huán)數(shù)和水源數(shù)滿足列關(guān)系：和水源數(shù)滿足列關(guān)系： +- 單水源環(huán)狀管網(wǎng)：?jiǎn)嗡喘h(huán)狀管網(wǎng)： +-1 樹(shù)狀管網(wǎng)：樹(shù)狀管網(wǎng)： -1 管網(wǎng)中的水流必須符合質(zhì)量守恒和能量管網(wǎng)中的水流必須符合質(zhì)量守恒和能量守恒原理，即滿足守恒原理，即滿足連續(xù)方程和能量方程連續(xù)方程和能量方程。獨(dú)。獨(dú)立的連續(xù)性方程數(shù)為個(gè)，獨(dú)立的能量立的連續(xù)性方程數(shù)為個(gè)，獨(dú)立的能量方程數(shù)為個(gè)，共計(jì)個(gè)。方程數(shù)為個(gè)，共計(jì)個(gè)。個(gè)節(jié)點(diǎn)個(gè)節(jié)點(diǎn)連續(xù)性方程連續(xù)性方程：01ijiqq qi為節(jié)點(diǎn)流量，為節(jié)點(diǎn)流量，qij為管段流量，離開(kāi)節(jié)為管段流量，離開(kāi)節(jié)點(diǎn)為正，流向節(jié)點(diǎn)為負(fù)。點(diǎn)為正，流向節(jié)

7、點(diǎn)為負(fù)。02ijiqq0SJijiqqnP個(gè)個(gè)壓降方程：壓降方程：n表示管段水頭損失與其兩端節(jié)點(diǎn)水壓的關(guān)系式。表示管段水頭損失與其兩端節(jié)點(diǎn)水壓的關(guān)系式。個(gè)基環(huán)個(gè)基環(huán)能量方程能量方程： 0Iijh hij為管段水頭損失，順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，為管段水頭損失，順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)樨?fù)。逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)樨?fù)。 0IIijh 0Lijh管網(wǎng)計(jì)算方法分類(lèi)管網(wǎng)計(jì)算方法分類(lèi) 在管網(wǎng)水力計(jì)算時(shí)，根據(jù)求解的未知在管網(wǎng)水力計(jì)算時(shí)，根據(jù)求解的未知數(shù)是管段流量還是節(jié)點(diǎn)水壓，可以分為解數(shù)是管段流量還是節(jié)點(diǎn)水壓，可以分為解環(huán)方程、解節(jié)點(diǎn)方程和解管段方程三類(lèi)。環(huán)方程、解節(jié)點(diǎn)方程和解管段方程三類(lèi)。 解環(huán)方程：解環(huán)方程：管網(wǎng)經(jīng)流量分

8、配后，各節(jié)管網(wǎng)經(jīng)流量分配后，各節(jié)點(diǎn)已滿足連續(xù)性方程，可是由該流量求出點(diǎn)已滿足連續(xù)性方程，可是由該流量求出的管段水頭損失，的管段水頭損失， 并不同時(shí)滿足并不同時(shí)滿足L個(gè)環(huán)的個(gè)環(huán)的能量方程，為此必須多次將各管段的流量能量方程，為此必須多次將各管段的流量反復(fù)調(diào)整，直到滿足能量方程，從而得出反復(fù)調(diào)整，直到滿足能量方程，從而得出各管段的流量和水頭損失。各管段的流量和水頭損失。 解節(jié)點(diǎn)方程：解節(jié)點(diǎn)方程：在假定每一節(jié)點(diǎn)水壓的在假定每一節(jié)點(diǎn)水壓的條件下，應(yīng)用連續(xù)性方程以及管段壓降方條件下，應(yīng)用連續(xù)性方程以及管段壓降方程，通過(guò)計(jì)算求出每一節(jié)點(diǎn)的水壓。節(jié)點(diǎn)程，通過(guò)計(jì)算求出每一節(jié)點(diǎn)的水壓。節(jié)點(diǎn)水壓已知后，即可以從任

9、一管段兩端節(jié)點(diǎn)水壓已知后，即可以從任一管段兩端節(jié)點(diǎn)的水壓差得出該管段的水頭損失，進(jìn)一步的水壓差得出該管段的水頭損失，進(jìn)一步從流量和水頭損失之間的關(guān)系算出管段流從流量和水頭損失之間的關(guān)系算出管段流量。量。 解管段方程：解管段方程：應(yīng)用連續(xù)性方程和能量應(yīng)用連續(xù)性方程和能量方程，求得各管段流量和水頭損失，再根方程，求得各管段流量和水頭損失，再根據(jù)已知節(jié)點(diǎn)水壓求出其余各節(jié)點(diǎn)水壓。據(jù)已知節(jié)點(diǎn)水壓求出其余各節(jié)點(diǎn)水壓。3.3 3.3 沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量 1 1沿線流量沿線流量 是指沿線分配給用戶的流量。管網(wǎng)配水情況比是指沿線分配給用戶的流量。管網(wǎng)配水情況比較復(fù)雜，高峰流量各異。計(jì)算時(shí)加以簡(jiǎn)

10、化較復(fù)雜，高峰流量各異。計(jì)算時(shí)加以簡(jiǎn)化比流量法。比流量法。 比流量：比流量：將除去大用戶集中流量以外的用水量均勻地將除去大用戶集中流量以外的用水量均勻地分配在全部分配在全部有效干管長(zhǎng)度有效干管長(zhǎng)度上，由此計(jì)算出的單位長(zhǎng)度上，由此計(jì)算出的單位長(zhǎng)度干管承擔(dān)的供水量。干管承擔(dān)的供水量。（1 1）長(zhǎng)度比流量）長(zhǎng)度比流量n城鎮(zhèn)中用水量標(biāo)準(zhǔn)不同的區(qū)域應(yīng)分別計(jì)算比流量。城鎮(zhèn)中用水量標(biāo)準(zhǔn)不同的區(qū)域應(yīng)分別計(jì)算比流量。不配水：計(jì)算長(zhǎng)度為零的一半單側(cè)配水：取管道實(shí)長(zhǎng)雙側(cè)配水：取管道實(shí)長(zhǎng)。，配水干管計(jì)算總長(zhǎng)度；流量的總和，管網(wǎng)中大用水戶集中；量，管網(wǎng)總最高時(shí)設(shè)計(jì)流式中mlslqslQmsllqQqihihcb / /

11、 / 則每一計(jì)算管段則每一計(jì)算管段沿線流量沿線流量記作記作qy為：為：。該管段的計(jì)算長(zhǎng)度，式中m )/( iicbylsllqq公園公園街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊（2）面積比流量 假定沿線流量均勻分布在整個(gè)供水面積上。管線單位面積上的配水流量，稱為面積比流量，記作qmb。積總和，需沿線配水的供水面式22 / mmslqQqihmb。積，該管段負(fù)擔(dān)的供水面式中2m A )/( iimbyslAqq45132 管網(wǎng)中除最末端的管段外，其他任一管段管網(wǎng)中除最末端的管段外，其他任一管段的流量都由兩部分組成，一部分是本管段沿程的流量都由兩部分組成，一部分是本管段沿程

12、配水產(chǎn)生的流量，即配水產(chǎn)生的流量，即沿線流量沿線流量，另一部分是通，另一部分是通過(guò)該管段輸送到下游管段的流量，稱為過(guò)該管段輸送到下游管段的流量，稱為轉(zhuǎn)輸流轉(zhuǎn)輸流量量。tlqq tqlqqsl 節(jié)點(diǎn)流量：節(jié)點(diǎn)流量：沿線流量只有概念上的意沿線流量只有概念上的意義，在水力計(jì)算時(shí)應(yīng)義，在水力計(jì)算時(shí)應(yīng)將沿線流量按適當(dāng)比將沿線流量按適當(dāng)比例分配到兩各節(jié)點(diǎn)例分配到兩各節(jié)點(diǎn)，成為節(jié)點(diǎn)流量。沿線，成為節(jié)點(diǎn)流量。沿線流量轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)流量的原則是流量轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)流量的原則是管段的水頭管段的水頭損失相同。損失相同。（？）（？）tlqq tqlqlq1tlqq tqxdxLLxLqLxLqqqlltx222LxLqdxAq

13、dxAdhlxLlqLAdhh02231222lltqLAqqLAh312312222;508. 05;528. 01;577. 005 . 0;501. 050;504. 010tlqq tqlqlq1)/( q5 . 0Q islqyj居住區(qū)居住區(qū)居住區(qū)綠地居住區(qū)工廠工廠居住區(qū)Q=260L/s17.5027.0560057.562.2830.227.95800800800600600600342165757.5500)( 4400 500600 8003600)600(6000.5 5 . 05 . 0 5 . 0 5176645321433251mLLLLLLLLLmsllqQqihcb

14、/ 0.031824400120260 3沿線流量：)/( sllqqicby)/( sllqqicby管段編號(hào)管段計(jì)算總長(zhǎng)度 （m） 比 流 量 (L/s.m) 沿 線 流 量 (L/s) 1-2 2-3 3-4 1-5 3-5 4-6 5-6 6-7 800 0.5600=300 0.5600=300 0.5600=300 800 800 600 500 0.03182 25.45 9.55 9.55 9.55 25.45 25.45 19.09 15.91 合 計(jì) 4400 140.004節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算：)/( q5 . 0Q islqyj各各 管管 段段 節(jié)節(jié) 點(diǎn)點(diǎn) 流流 量量 計(jì)計(jì) 算

15、算節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)連的管段節(jié) 點(diǎn) 流 量(L/s)集 中 流 量(L/s)節(jié)點(diǎn)總流量 (L/s)12345671-2 , 1-5 1-2 , 2-32-3 , 3-4 , 3-53-4 , 4-61-5 , 3-5 , 5-64-6 , 5-6 , 7-66-70.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.500.5(9.55+9.55+25.45)=22.280.5(25.45+9.55)=17.500.5(9.55+25.45+19.09)=27.050.5(25.45+19.09+15.91)=30.220.5(15.91)=7.95 4040 40 40 17

16、.50 57.50 62.28 57.50 27.05 30.22 7.95合計(jì)140.00120.00260.006 62 22 2 管段設(shè)計(jì)流量分配管段設(shè)計(jì)流量分配泵站泵站56385646273545286142733341217726234775二級(jí)泵站5443554QQqQq11854332QQQQQq2. 2. 環(huán)狀網(wǎng)環(huán)狀網(wǎng)v4Dq2vq4D3.4 3.4 管徑計(jì)算管徑計(jì)算 管道直徑、管段計(jì)算流量和水流速度管道直徑、管段計(jì)算流量和水流速度之間滿足以下關(guān)系：之間滿足以下關(guān)系： 在確定的計(jì)算流量下，管道直徑是流在確定的計(jì)算流量下，管道直徑是流速的函數(shù)：速的函數(shù)： 從從技術(shù)上技術(shù)上考慮，水

17、流的最大速度應(yīng)不超過(guò)考慮，水流的最大速度應(yīng)不超過(guò)2.53.0米米/秒（防止水錘），最小速度不得秒（防止水錘），最小速度不得小于小于0.6米米/秒（防止沉積）。秒（防止沉積）。 從從經(jīng)濟(jì)上經(jīng)濟(jì)上考慮，較大的水流速度可減小管考慮，較大的水流速度可減小管道直徑，降低工程造價(jià)；但由于水流速度大而道直徑，降低工程造價(jià)；但由于水流速度大而會(huì)導(dǎo)致水頭損失增加，從而加大運(yùn)行的動(dòng)力費(fèi)會(huì)導(dǎo)致水頭損失增加，從而加大運(yùn)行的動(dòng)力費(fèi)用。用。合理的流速應(yīng)該使得在一定年限（投資償合理的流速應(yīng)該使得在一定年限（投資償還期）內(nèi)管網(wǎng)造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用之和最小。還期）內(nèi)管網(wǎng)造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用之和最小。)100()(121CpMtCMMtCW

18、t11001MCpttWWt 設(shè)設(shè)Wt為總費(fèi)用，為總費(fèi)用，C為管網(wǎng)造價(jià)，為管網(wǎng)造價(jià)，M1為為年度運(yùn)行電費(fèi)，年度運(yùn)行電費(fèi)，M2為年折舊費(fèi)用，為年折舊費(fèi)用，t為投資為投資償還年限。則有：償還年限。則有：投資償還期內(nèi)的投資償還期內(nèi)的年度總費(fèi)用年度總費(fèi)用為：為：DeM1Cpt1001VeCpt1001WM1WVW0DW0管徑管徑 （mm）平均經(jīng)濟(jì)流速平均經(jīng)濟(jì)流速 （m/s）D=100400D4000.60.90.91.422252282SQALQLQgDgVdLHHhjiijRJCV 3.5 3.5 水頭損失計(jì)算水頭損失計(jì)算 流量和水頭損失的關(guān)系：流量和水頭損失的關(guān)系：均勻流基本公式：均勻流基本公式：

19、達(dá)西定律達(dá)西定律用流量表示用流量表示1. 舍維列夫公式（適用于舊鑄鐵管和舊鋼管）舍維列夫公式（適用于舊鑄鐵管和舊鋼管）時(shí)：當(dāng)smV/2 . 13 . 1200107. 0DVJ 時(shí)：當(dāng)smV/2 . 13 . 123 . 03 . 1200107. 0)867. 01 (000912. 0DVKVDVJ2. 巴甫洛夫斯基公式（適用于混凝土管、鋼巴甫洛夫斯基公式（適用于混凝土管、鋼筋混凝土管和渠道）筋混凝土管和渠道）yRnC1 對(duì)于混凝土管和鋼筋混凝土給水管，當(dāng)對(duì)于混凝土管和鋼筋混凝土給水管，當(dāng)n0.02時(shí)，時(shí)，y值可采用值可采用1/6。Rnny)10. 0(75. 013. 05 . 2謝才系

20、數(shù)謝才系數(shù)3. 海曾海曾威廉公式威廉公式87. 4852. 1852. 167.10DCLQh 水管種類(lèi)水管種類(lèi)海曾海曾-威廉系數(shù)威廉系數(shù)C塑料管塑料管新鑄鐵管、涂瀝青或水泥的鑄鐵管新鑄鐵管、涂瀝青或水泥的鑄鐵管混凝土管、焊接鋼管混凝土管、焊接鋼管舊鑄鐵管和舊鋼管舊鑄鐵管和舊鋼管1501301201004. 柯?tīng)柌蹇斯娇聽(tīng)柌蹇斯?Re51. 271. 3lg(21Dk水管種類(lèi)水管種類(lèi)粗糙系數(shù)粗糙系數(shù)k（mm）涂瀝青鑄鐵管涂瀝青鑄鐵管涂水泥鑄鐵管涂水泥鑄鐵管涂瀝青鋼管涂瀝青鋼管鍍鋅鋼管鍍鋅鋼管石棉水泥管石棉水泥管離心法鋼筋混凝土管離心法鋼筋混凝土管塑料管塑料管0.050.1250.500

21、.050.1250.030.040.040.250.010.033.6 3.6 樹(shù)狀管網(wǎng)計(jì)算樹(shù)狀管網(wǎng)計(jì)算計(jì)算步驟：計(jì)算步驟：確定各管段的流量；確定各管段的流量；根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速選取標(biāo)準(zhǔn)管徑；根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速選取標(biāo)準(zhǔn)管徑；計(jì)算各管段的水頭損失；計(jì)算各管段的水頭損失；確定控制點(diǎn)；確定控制點(diǎn)；計(jì)算控制線路的總水頭損失，確定水泵揚(yáng)計(jì)算控制線路的總水頭損失，確定水泵揚(yáng)程或水塔高度；程或水塔高度；確定各支管可利用的剩余水頭；確定各支管可利用的剩余水頭；計(jì)算各支管的平均水力坡度，選定管徑。計(jì)算各支管的平均水力坡度，選定管徑。 某城市供水區(qū)用水人口某城市供水區(qū)用水人口5 5萬(wàn)人，最高日用萬(wàn)人，最高日用水量定額為水量定

22、額為150150/(/(人人) )，要求最小服務(wù)，要求最小服務(wù)水頭為水頭為1616。節(jié)點(diǎn)接某工廠，工業(yè)用水量。節(jié)點(diǎn)接某工廠，工業(yè)用水量為為4004003 3/ /，兩班制，均勻使用。城市地，兩班制，均勻使用。城市地形平坦，地面標(biāo)高為形平坦，地面標(biāo)高為5.OO5.OO。水泵水泵水塔水塔0123485672504503006002301902056501501 1總用水量總用水量設(shè)計(jì)最高日生活用水量：設(shè)計(jì)最高日生活用水量： 50000500000.150.157500m7500m3 3/d/d86.81L/s86.81L/s工業(yè)用水量：工業(yè)用水量： 400400161625m25m3 3/h/h6

23、.94L/s6.94L/s總水量為：總水量為： QQ86.8186.816.946.9493.75L/s93.75L/s2 2管線總長(zhǎng)度：管線總長(zhǎng)度：LL2425m2425m，其中水塔，其中水塔到節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)0 0的管段兩側(cè)無(wú)用戶不計(jì)入。的管段兩側(cè)無(wú)用戶不計(jì)入。3 3比流量：比流量： (93.75(93.756.94)6.94)242524250.0358L/s0.0358L/s4沿線流量：沿線流量：管段管段管段長(zhǎng)度（管段長(zhǎng)度（m）沿線流量（沿線流量（L/s）01122314484556673001502504506502301902053000.035810.741500.03585.3725

24、00.03588.954500.035816.116500.035823.272300.03588.231900.03586.802050.03587.34合計(jì)合計(jì)242586.815節(jié)點(diǎn)流量：節(jié)點(diǎn)流量：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)流量（節(jié)點(diǎn)流量（L/s）0123456780.510.745.370.5(10.74+5.37+16.11)16.110.5(5.37+8.95) 7.160.58.954.480.5(16.11+23.27+8.23)23.800.5(8.23+6.80)7.520.5(6.80+7.34)7.070.57.343.670.523.2711.63合計(jì)合計(jì)86.8193.7588.

25、3860.6311.634.4811.643.6710.7418.26水泵水泵水塔水塔0123485672504503006002301902056501503.6711.634.487.1623.80+6.947.077.5216.115.376干管水力計(jì)算：干管水力計(jì)算：管段管段流量流量（L/s）流速流速（m/s）管徑（管徑（mm） 水頭損失（水頭損失（m）水塔水塔001144893.7588.3860.6311.630.750.700.860.664004003001001.270.561.753.95h7.53 選定節(jié)點(diǎn)選定節(jié)點(diǎn)8為控制點(diǎn)，按經(jīng)濟(jì)流速確定為控制點(diǎn)，按經(jīng)濟(jì)流速確定管徑。管

26、徑。7支管水力計(jì)算：支管水力計(jì)算：管段管段 起端水位起端水位（m）終端水位終端水位（m）允許水頭損失允許水頭損失（m）管長(zhǎng)管長(zhǎng)（m）平均水力平均水力坡度坡度134726.7024.9521.0021.005.703.954006250.014250.00632管段管段流量流量(L/s)管徑管徑(mm) 水力坡度水力坡度水頭損失水頭損失(m)122345566711.644.4818.2610.743.67150(100)100200(150)1501000.006170.008290.003370.006310.005811.85(16.8)2.070.64(3.46)1.451.198確定水

27、塔高度和水泵揚(yáng)程確定水塔高度和水泵揚(yáng)程)(53.2300. 553. 700. 500.16)(mZZhHHotot水泵揚(yáng)程需要根據(jù)水塔的水深、吸水水泵揚(yáng)程需要根據(jù)水塔的水深、吸水井最低水位標(biāo)高、水泵吸水管路和壓水管井最低水位標(biāo)高、水泵吸水管路和壓水管水頭損失計(jì)算確定。水頭損失計(jì)算確定。3.7 3.7 環(huán)狀網(wǎng)計(jì)算原理環(huán)狀網(wǎng)計(jì)算原理3.7.1 環(huán)方程組解法環(huán)方程組解法 原理：原理：在初步分配流量的基礎(chǔ)上，逐在初步分配流量的基礎(chǔ)上，逐步調(diào)整管段流量以滿足能量方程。步調(diào)整管段流量以滿足能量方程。L個(gè)非線形的能量方程：個(gè)非線形的能量方程：0),(3211PqqqqF0),(3212PqqqqF0),(

28、321PLqqqqF初步分配的流量一般不滿足能量方程：初步分配的流量一般不滿足能量方程： 0),(00302011PqqqqF0),(00302012PqqqqF0),(0030201PLqqqqF 初步分配流量與實(shí)際流量的的差額為初步分配流量與實(shí)際流量的的差額為q，實(shí)際流量應(yīng)滿足能量方程：，實(shí)際流量應(yīng)滿足能量方程：0),(03032021011PPqqqqqqqqF0),(03032021012PPqqqqqqqqF0),(0303202101PPLqqqqqqqqF將函數(shù)在分配流量上展開(kāi)，并忽略高階微量：將函數(shù)在分配流量上展開(kāi)，并忽略高階微量：0)(),(1221111002011PPPq

29、qFqqFqqFqqqF0)(),(2222112002012PPPqqFqqFqqFqqqF0)(),(221100201PPLLLPLqqFqqFqqFqqqF100302011),(hqqqqFP200302012),(hqqqqFPLPLhqqqqF),(0030201方程組的第一部分稱為閉合差：方程組的第一部分稱為閉合差： 將閉合差項(xiàng)移到方程組的左邊，得到關(guān)將閉合差項(xiàng)移到方程組的左邊，得到關(guān)于流量誤差（校正流量）的線性方程組：于流量誤差（校正流量）的線性方程組：11221111hqqFqqFqqFPP22222112hqqFqqFqqFPPLPPLLLhqqFqqFqqF2211 利

30、用線性代數(shù)的多種方法可求解利用線性代數(shù)的多種方法可求解出校正流量。因?yàn)楹雎粤烁唠A項(xiàng)，得出校正流量。因?yàn)楹雎粤烁唠A項(xiàng)，得到的解仍然不能滿足能量方程，需要到的解仍然不能滿足能量方程，需要反復(fù)迭代求解，直到誤差小于允許誤反復(fù)迭代求解，直到誤差小于允許誤差值。差值。 節(jié)點(diǎn)方程組解法節(jié)點(diǎn)方程組解法 原理：原理：在初步擬訂壓力的基礎(chǔ)上，逐在初步擬訂壓力的基礎(chǔ)上，逐步調(diào)整節(jié)點(diǎn)水壓以滿足連續(xù)性方程。步調(diào)整節(jié)點(diǎn)水壓以滿足連續(xù)性方程。 節(jié)點(diǎn)流量應(yīng)該滿足連續(xù)性方程：節(jié)點(diǎn)流量應(yīng)該滿足連續(xù)性方程：0ijiqQ021212121jijiijiijijijiHHHHSQhhSQ2ijijijqSh ijijijijhhSq

31、2121012112111kkkHHHHSQ022122122kkkHHHHSQ02121,kSJkSJkSJSJHHHHSQ個(gè)連續(xù)性方程：個(gè)連續(xù)性方程：一般表達(dá)式：一般表達(dá)式：0),(3211SJHHHH0),(3212SJHHHH0),(321SJSJHHHH初步擬定的水壓一般不滿足連續(xù)性方程：初步擬定的水壓一般不滿足連續(xù)性方程： 0),(3211SJHHHH0),(3212SJHHHH0),(321SJSJHHHH 初步擬定水壓與實(shí)際水壓的差額為初步擬定水壓與實(shí)際水壓的差額為，實(shí)際水壓應(yīng)滿足連續(xù)性方程：實(shí)際水壓應(yīng)滿足連續(xù)性方程：0),(02021011SJSJHHHHHH0),(0202

32、1012SJSJHHHHHH0),(0202101SJSJSJHHHHHH將函數(shù)在分配流量上展開(kāi)，并忽略高階微量：將函數(shù)在分配流量上展開(kāi)，并忽略高階微量：0)(),(1221111002011SJSJSJHHHHHHHHH0)(),(2222112002012SJSJSJHHHHHHHHH0)(),(221100201SJSJSJSJSJSJSJHHHHHHHHH100302011),(qHHHHSJ方程組的第一部分稱為閉合差：方程組的第一部分稱為閉合差：200302012),(qHHHHSJSJSJSJqHHHH),(0030201 將閉合差項(xiàng)移到方程組的右邊，得到關(guān)將閉合差項(xiàng)移到方程組的右

33、邊，得到關(guān)于水壓誤差（校正壓力）的線性方程組：于水壓誤差（校正壓力）的線性方程組：11221111qHHHHHHSJSJ22222112qHHHHHHSJSJSJSJSJSJSJSJqHHHHHH2211求解步驟：求解步驟：根據(jù)已知節(jié)點(diǎn)（控制點(diǎn)和泵站）的水根據(jù)已知節(jié)點(diǎn)（控制點(diǎn)和泵站）的水壓，初步確定其他各節(jié)點(diǎn)的水壓；壓，初步確定其他各節(jié)點(diǎn)的水壓；根據(jù)流量與水頭損失的關(guān)系求出各管根據(jù)流量與水頭損失的關(guān)系求出各管段的流量；段的流量；計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的不平衡流量；計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的不平衡流量；計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的校正壓力；計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的校正壓力；重復(fù)第重復(fù)第24步直到校正壓力符合要求步直到校正壓力符合要求為止。為止。管段

34、方程組解法管段方程組解法 原理：原理：直接聯(lián)立求解直接聯(lián)立求解 J- -S 個(gè)個(gè)連續(xù)性方連續(xù)性方程和程和 L 個(gè)能量方程，求出個(gè)能量方程，求出 PL+ +J- -S 個(gè)個(gè)管段流量。管段流量。具體步驟：具體步驟：對(duì)能量方程進(jìn)行線性化處理；對(duì)能量方程進(jìn)行線性化處理；給定流量初值并計(jì)算線性系數(shù)；給定流量初值并計(jì)算線性系數(shù)；解線性方程求出管段流量；解線性方程求出管段流量；根據(jù)所得流量計(jì)算線性系數(shù)并重新求解根據(jù)所得流量計(jì)算線性系數(shù)并重新求解管段流量直到誤差符合要求。管段流量直到誤差符合要求。041211qqQ02414141254545425252522212121qLAqLAqLAqLA連續(xù)性方程：連

35、續(xù)性方程：Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3Q Q4 4Q Q5 5Q Q6 621q32q63q52q41q54q65q能量方程：能量方程：4 45 56 63 32 21 105232212qqqQ063323qqQ054414qqQ06554525qqqQ02323232252525226565652636363qLAqLAqLAqLA將非線形的能量方程轉(zhuǎn)化為線性方程：將非線形的能量方程轉(zhuǎn)化為線性方程：041414141545454545252525221212121qqLAqqLAqqLAqqLA032323232525252526565656563636363qqLAqqLAqqL

36、AqqLA04141545452522121qRqRqRqR03232525265656363qRqRqRqR14121Qqq2523221Qqqq36332Qqq45441Qqq5655452Qqqq04141545452522121qKqKqKqK03232525265656363qKqKqKqK3.7.2 3.7.2 環(huán)狀網(wǎng)平差環(huán)狀網(wǎng)平差1. 1. 哈代哈代- -克羅斯法克羅斯法 hqSqSqSqS25454241412525222121 Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3Q Q4 4Q Q5 5Q Q6 621q32q63q52q41q54q65q4 45 56 63 32 21 1

37、hqSqSqSqS25252232322656526363Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3Q Q4 4Q Q5 5Q Q6 621q32q63q52q41q54q65q4 45 56 63 32 21 1hqqh0)()()()(25454241412525222121qqSqqSqqqSqqS0)()()()(25252232322656526363qqqSqqSqqSqqS忽略相鄰環(huán)校正流量和二階微量的影響：忽略相鄰環(huán)校正流量和二階微量的影響：0)(25454414152522121qqSqSqSqSh)(2Sqhq02222222545454254542414141241412525

38、25252252525225252221212122121qSqqSqSqSqqSqSqSqqSqqSqSqqSqSqSqqSqS校正流量的符號(hào)與水頭損失閉合差的符號(hào)相反校正流量的符號(hào)與水頭損失閉合差的符號(hào)相反步驟：步驟：根據(jù)連續(xù)性條件初步分配管段流量；根據(jù)連續(xù)性條件初步分配管段流量；計(jì)算各管段的水頭損失；計(jì)算各管段的水頭損失；以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)樨?fù)，計(jì)以順時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)樨?fù)，計(jì)算各環(huán)的水頭損失閉合差；算各環(huán)的水頭損失閉合差；計(jì)算各管段的計(jì)算各管段的S Sijijq qijij和每一環(huán)的和每一環(huán)的SSijijq qijij；計(jì)算各環(huán)的校正流量；計(jì)算各環(huán)的校正流量；將管段流量

39、加上校正流量重新計(jì)算水頭損將管段流量加上校正流量重新計(jì)算水頭損失，直到最大閉合差小于允許誤差為止。失，直到最大閉合差小于允許誤差為止。2. 2. 最大閉合差的環(huán)校正法最大閉合差的環(huán)校正法 管網(wǎng)平差過(guò)程中，任一環(huán)的校正流量都會(huì)管網(wǎng)平差過(guò)程中，任一環(huán)的校正流量都會(huì)對(duì)相鄰環(huán)產(chǎn)生影響。一般說(shuō)來(lái)，閉合差越大校對(duì)相鄰環(huán)產(chǎn)生影響。一般說(shuō)來(lái)，閉合差越大校正流量越大，對(duì)鄰環(huán)的影響也就越大。值得注正流量越大，對(duì)鄰環(huán)的影響也就越大。值得注意的是，對(duì)閉合差方向相同的鄰環(huán)會(huì)加大其閉意的是，對(duì)閉合差方向相同的鄰環(huán)會(huì)加大其閉合差，對(duì)閉合差方向相反的相鄰環(huán)則會(huì)縮小閉合差，對(duì)閉合差方向相反的相鄰環(huán)則會(huì)縮小閉合差。最大閉合差校正

40、法就是在每次平差時(shí)選合差。最大閉合差校正法就是在每次平差時(shí)選擇閉合差最大的環(huán)進(jìn)行平差。最大閉合差不一擇閉合差最大的環(huán)進(jìn)行平差。最大閉合差不一定是基環(huán)的閉合差。定是基環(huán)的閉合差。1 . 1h7 . 0h8 . 0h5 . 0h6 . 0h7 . 1h3.8 3.8 多水源管網(wǎng)平差多水源管網(wǎng)平差 多水源給水管網(wǎng)的平差，只需將多水源給水管網(wǎng)的平差，只需將S個(gè)個(gè)水源節(jié)點(diǎn)用一個(gè)虛節(jié)點(diǎn)相連接，構(gòu)成一個(gè)水源節(jié)點(diǎn)用一個(gè)虛節(jié)點(diǎn)相連接，構(gòu)成一個(gè)含有含有-1個(gè)虛環(huán)的單水源給水系統(tǒng)。水源個(gè)虛環(huán)的單水源給水系統(tǒng)。水源節(jié)點(diǎn)與虛節(jié)點(diǎn)相連接的管段稱為虛管段，節(jié)點(diǎn)與虛節(jié)點(diǎn)相連接的管段稱為虛管段，虛管段中的流量等于水源節(jié)點(diǎn)的供水

41、量，虛管段中的流量等于水源節(jié)點(diǎn)的供水量，管段流量方向是從虛節(jié)點(diǎn)流向水源節(jié)點(diǎn)。管段流量方向是從虛節(jié)點(diǎn)流向水源節(jié)點(diǎn)。虛管段的水頭損失等于各水源節(jié)點(diǎn)水壓，虛管段的水頭損失等于各水源節(jié)點(diǎn)水壓，方向是水源節(jié)點(diǎn)指向虛節(jié)點(diǎn)。方向是水源節(jié)點(diǎn)指向虛節(jié)點(diǎn)。泵站泵站水塔水塔0Q Qt th=水塔水位高度水塔水位高度Q Qp ph=水泵揚(yáng)程水泵揚(yáng)程2SQHHbp212221QQHHS管網(wǎng)計(jì)算時(shí)的水泵特性方程管網(wǎng)計(jì)算時(shí)的水泵特性方程 水泵高效區(qū)的流量與揚(yáng)程之間的關(guān)系可水泵高效區(qū)的流量與揚(yáng)程之間的關(guān)系可用二次曲線模擬：用二次曲線模擬：211SQHHb222SQHHb222211SQHSQHHb22122211QQQHHH

42、Hp121Q2Q1H2HQH0131Q3Q1H3HQH02Q2H2CBQAQH2CBQAQH1211CBQAQH2222CBQAQH32333.9 3.9 管網(wǎng)核算管網(wǎng)核算 消防時(shí)消防時(shí) 根據(jù)城鎮(zhèn)和各類(lèi)建筑的規(guī)模，確定同根據(jù)城鎮(zhèn)和各類(lèi)建筑的規(guī)模，確定同一時(shí)間發(fā)生的火災(zāi)次數(shù)以及一次滅火用水一時(shí)間發(fā)生的火災(zāi)次數(shù)以及一次滅火用水量。按照滿足最不利條件的原則，將著火量。按照滿足最不利條件的原則，將著火點(diǎn)放在控制點(diǎn)及遠(yuǎn)離泵站的大用戶處。發(fā)點(diǎn)放在控制點(diǎn)及遠(yuǎn)離泵站的大用戶處。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，所需自由水頭較小，但由于水生火災(zāi)時(shí)，所需自由水頭較小，但由于水頭損失增大，水泵揚(yáng)程不一定符合要求，頭損失增大，水泵揚(yáng)程不一

43、定符合要求，必要時(shí)應(yīng)增設(shè)消防水泵。必要時(shí)應(yīng)增設(shè)消防水泵。最大轉(zhuǎn)輸時(shí)最大轉(zhuǎn)輸時(shí) 設(shè)置對(duì)置水塔的給水系統(tǒng)設(shè)置對(duì)置水塔的給水系統(tǒng)，在最大用，在最大用水小時(shí)由水泵和水塔同時(shí)供水，水塔的高水小時(shí)由水泵和水塔同時(shí)供水，水塔的高度必定高于控制點(diǎn)的自由水頭，當(dāng)出現(xiàn)最度必定高于控制點(diǎn)的自由水頭，當(dāng)出現(xiàn)最大轉(zhuǎn)輸流量時(shí)，水泵必須能供水到水塔。大轉(zhuǎn)輸流量時(shí)，水泵必須能供水到水塔。事故時(shí)事故時(shí) 管網(wǎng)中任一管段在檢修過(guò)程中，系統(tǒng)管網(wǎng)中任一管段在檢修過(guò)程中，系統(tǒng)的供水量都不應(yīng)小于最高用水時(shí)的的供水量都不應(yīng)小于最高用水時(shí)的70%。二泵站供水曲線二泵站供水曲線用水曲線用水曲線0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 2

44、0 22 24最大用水小時(shí)最大用水小時(shí)最大轉(zhuǎn)輸小時(shí)最大轉(zhuǎn)輸小時(shí)校核條件：校核條件： 消防時(shí)消防時(shí)節(jié)點(diǎn)流量等于最大用水小時(shí)節(jié)節(jié)點(diǎn)流量等于最大用水小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量加消防流量；水泵揚(yáng)程滿足最不利點(diǎn)流量加消防流量；水泵揚(yáng)程滿足最不利消火栓處水壓消火栓處水壓10mH2O； 最大轉(zhuǎn)輸時(shí)最大轉(zhuǎn)輸時(shí)節(jié)點(diǎn)流量等于最大轉(zhuǎn)輸小節(jié)點(diǎn)流量等于最大轉(zhuǎn)輸小時(shí)用水量與最大小時(shí)用水量之比乘以最大時(shí)用水量與最大小時(shí)用水量之比乘以最大小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量；水泵揚(yáng)程滿足水塔最高水小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量；水泵揚(yáng)程滿足水塔最高水位；位； 事故時(shí)事故時(shí)節(jié)點(diǎn)流量等于節(jié)點(diǎn)流量等于70最大小時(shí)節(jié)最大小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量；水泵揚(yáng)程滿足最小服務(wù)水頭。點(diǎn)流量；水泵揚(yáng)程滿足最小服務(wù)

45、水頭。3.10 3.10 輸水管（渠）計(jì)算輸水管（渠）計(jì)算水位差水位差H H已知的壓力輸水管已知的壓力輸水管 要求輸水量為要求輸水量為Q，平行敷設(shè)直徑和長(zhǎng)度，平行敷設(shè)直徑和長(zhǎng)度相同的輸水管線相同的輸水管線n條，則每條管線的流量為條，則每條管線的流量為Q/n，當(dāng)一條管線損壞時(shí)，平行的輸水管線，當(dāng)一條管線損壞時(shí)，平行的輸水管線為為n -條，系統(tǒng)的輸水能力變成條，系統(tǒng)的輸水能力變成Q Q/n，要保證要保證70%的設(shè)計(jì)流量，需要平行布置四條的設(shè)計(jì)流量，需要平行布置四條輸水管。輸水管。平行敷設(shè)兩條彼此獨(dú)立的輸水管：平行敷設(shè)兩條彼此獨(dú)立的輸水管：正常運(yùn)行正常運(yùn)行 25 . 0 QlAH事故運(yùn)行事故運(yùn)行 2

46、7 . 0 QlAH AA5 . 0 平行敷設(shè)兩條輸水管，等距離設(shè)置平行敷設(shè)兩條輸水管，等距離設(shè)置N條聯(lián)絡(luò)管段：條聯(lián)絡(luò)管段：正常運(yùn)行正常運(yùn)行 25 . 0 QLAH事故運(yùn)行事故運(yùn)行 227 . 0135. 01QNLAQNNLAH2227 . 01135. 015 . 0NNN288. 1NN22QLAH22121nnQNLAQNNLAH不同聯(lián)絡(luò)管段數(shù)的事故流量不同聯(lián)絡(luò)管段數(shù)的事故流量水泵供水的輸水管水泵供水的輸水管20)(QSSHHdpS Sd d為輸水管的當(dāng)量摩阻為輸水管的當(dāng)量摩阻22121SSSSSd2222211QSQSQSdQQQ21輸水管特性曲線：輸水管特性曲線：水泵特性曲線：水泵

47、特性曲線：2SQHHb0HQH0HQ Q正常運(yùn)行流量：正常運(yùn)行流量：dpbSSSHHQ0hQ 輸水管用輸水管用n 1條連接管等分成條連接管等分成n段，段，其中任一管段發(fā)生故障時(shí)：其中任一管段發(fā)生故障時(shí)：210)(addpaQnSnSSSHHQQH0H0HQ hQhQQ事故運(yùn)行流量：事故運(yùn)行流量：nSSSSSHHQddpba10nSSSSSSSSQQddpdpa/ )(1)1)()(221dpdSSSSSn流量比為：流量比為：解出分段數(shù)：解出分段數(shù)：3.11 3.11 應(yīng)用計(jì)算機(jī)解管網(wǎng)問(wèn)題應(yīng)用計(jì)算機(jī)解管網(wǎng)問(wèn)題 首先對(duì)所需進(jìn)行計(jì)算的管網(wǎng)加以簡(jiǎn)化，首先對(duì)所需進(jìn)行計(jì)算的管網(wǎng)加以簡(jiǎn)化，然后對(duì)節(jié)點(diǎn)、管段和

48、環(huán)進(jìn)行編號(hào)。標(biāo)明管段然后對(duì)節(jié)點(diǎn)、管段和環(huán)進(jìn)行編號(hào)。標(biāo)明管段流量和節(jié)點(diǎn)流量的流向。流量和節(jié)點(diǎn)流量的流向。1236541Q2Q3Q5Q4Q6Q1q2q3q4q5q6q7q00000065253144213752764163QqqQqqQqqqQqqQqqqQqq000100100000101000101110100001101000010010076543217654321QQQQQQQqqqqqqq001001000001010001011101000011010000100100ATqqqqqqqq7654321TQQQQQQQQ76543210 QAq銜接矩陣銜接矩陣0075426431hh

49、hhhhhh0101101001011017654321hhhhhhh10110100101101LThhhhhhhh76543210Lh回路矩陣回路矩陣建立銜接矩陣的方法：建立銜接矩陣的方法： 銜接矩陣的行數(shù)等于獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)，列數(shù)等銜接矩陣的行數(shù)等于獨(dú)立節(jié)點(diǎn)數(shù)，列數(shù)等于管段數(shù)。在行列的交叉位置分別填入于管段數(shù)。在行列的交叉位置分別填入0 0、1 1和和-1-1，管段與節(jié)點(diǎn)不相連時(shí)取，管段與節(jié)點(diǎn)不相連時(shí)取0 0，管段中的流量，管段中的流量流向節(jié)點(diǎn)時(shí)取流向節(jié)點(diǎn)時(shí)取-1-1，離開(kāi)節(jié)點(diǎn)時(shí)取，離開(kāi)節(jié)點(diǎn)時(shí)取1 1。因?yàn)槊恳?。因?yàn)槊恳还芏沃慌c兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，故每一列只有兩個(gè)非管段只與兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，故每一列只有

50、兩個(gè)非零數(shù)值，一個(gè)為零數(shù)值，一個(gè)為1 1，另一個(gè)為，另一個(gè)為-1-1。增廣矩陣由。增廣矩陣由兩部分組成，即管段流量部分和節(jié)點(diǎn)流量部分。兩部分組成，即管段流量部分和節(jié)點(diǎn)流量部分。對(duì)于節(jié)點(diǎn)流量部分，只有對(duì)角線上的元素不為對(duì)于節(jié)點(diǎn)流量部分，只有對(duì)角線上的元素不為零，且水源節(jié)點(diǎn)為零，且水源節(jié)點(diǎn)為-1-1，非水源節(jié)點(diǎn)為，非水源節(jié)點(diǎn)為1 1。 流量向量元素位置要與銜接矩陣相對(duì)應(yīng)。流量向量元素位置要與銜接矩陣相對(duì)應(yīng)。 回路矩陣的行數(shù)等于環(huán)數(shù)，列數(shù)等于管回路矩陣的行數(shù)等于環(huán)數(shù)，列數(shù)等于管段數(shù)。在行和列的交叉位置分別填入段數(shù)。在行和列的交叉位置分別填入0 0、1 1或或-1-1，管段與環(huán)不相關(guān)取，管段與環(huán)不相關(guān)

51、取0 0，管段中水流方向，管段中水流方向?yàn)槟鏁r(shí)針時(shí)取為逆時(shí)針時(shí)取-1-1，順時(shí)針時(shí)取，順時(shí)針時(shí)取1 1。每一管段。每一管段只能與兩個(gè)環(huán)相關(guān)，故每一列最多只有兩個(gè)只能與兩個(gè)環(huán)相關(guān)，故每一列最多只有兩個(gè)非零數(shù)值，一個(gè)為非零數(shù)值，一個(gè)為1 1，另一個(gè)為，另一個(gè)為-1-1。水頭損失向量元素位置要與回路矩陣相對(duì)應(yīng)水頭損失向量元素位置要與回路矩陣相對(duì)應(yīng) 建立回路矩陣的方法：建立回路矩陣的方法：非線性方程的線性化非線性方程的線性化ijijijnijijnijijijqRqqsqsh1ijijijijijhChRq1Chq jiijHHhHAhT0QHACAQAChQAqT開(kāi)開(kāi) 始始輸入數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)管段數(shù)、節(jié)點(diǎn)數(shù)、允許誤差、管段數(shù)、節(jié)點(diǎn)數(shù)、允許誤差、管道直徑、管段長(zhǎng)度、已知節(jié)管道直徑、管段長(zhǎng)度、已知節(jié)點(diǎn)水壓、節(jié)點(diǎn)地面標(biāo)高、阻力點(diǎn)水壓、節(jié)點(diǎn)地面標(biāo)高、阻力系數(shù)、節(jié)點(diǎn)流量、節(jié)點(diǎn)編號(hào)系數(shù)、節(jié)點(diǎn)流量、節(jié)點(diǎn)編號(hào)給定管段初始流量給定管段初始流量迭代次數(shù)迭代次數(shù)K=0迭代計(jì)算迭代計(jì)算計(jì)算各管段計(jì)算各管段Cij生成系數(shù)矩陣生成系數(shù)矩陣ACAT求出節(jié)點(diǎn)水壓求出節(jié)點(diǎn)水壓計(jì)算管段流量計(jì)算管段流量q(K+1)=Cij(Hi-Hj)q(K+1)- q(K) 允許誤差允許誤差q(K+1)0.5(q(K)+ q(K+1)迭代次數(shù)迭代次數(shù)K=K+1輸出輸出計(jì)算計(jì)算結(jié)果結(jié)果結(jié)結(jié) 束束是是否否