城市给水管网探测及信息管理系统
城市给水管网探测及信息管理系统 市政10级 1023160031 周萍 0引言 给水管网遍布整个城市，他们的正常运行和通常与城市经济发展和人民生活密不可分。一方面地下管网种类繁多、埋设纵横交错、结构复杂、埋地具有不透明性、要求不间断地运行使用，因此仅依靠传统的图纸、图表等形式记录保存管网资料及在此基础上进行的人工管理的方式，已经不能适应城市经济快速发展的需要。寻找新的技术和管理方法取代落后的人工管理方式，成为亟待解决的问题；另一方面供水人员的迫切希望对管线的来龙去脉、规格、阀门位置了如指掌,这也是搞好管网运行的前提和基础。但长期以来，由于管线铺设年代不同、资料不全、探测及测绘手段和技术等方面的原因，导致对管网资料的全面掌握相当困难，给管理带来诸多不便。 1给水管网的基本特征 给水管网的基本特征：一般埋深小于 1.5米，个别地区埋设较深。管材分3类：铸铁管（较常用）、钢管和PVC管。埋地给水管线按照管材性质可以分为两类： （1）金属管材给水管：铸铁管、钢管等； （2）非金属管材给水管：水泥管、PVC管等。 金属管材给水管特性：良好导体，它与周围覆盖层存在明显的电性差异且表现为二维线性特征；常规探测法就能较好的识别。 非金属管材给水管特性：外壳表现出高阻性质；常规方法较难识别。 探测管线时，周围干扰源对探测精度产生较大的影响。这些干扰主要来自：水泥路面钢筋网、道路上的铁栏杆、铁质广告牌、架空电力线、管线间相互干扰、正在施工的电器、地表填土中的铁质杂质及来往的汽车等。因此，在
存在诸多干扰源的环境下进行管线探测，不但需要高性能的探测仪器，并且需要结合多种地球物理探测方法，才能达到最佳效果。 2探测仪器设备及性能 2.1地下管线探测仪 它是一种非破坏电磁波探测系统，有较好的抗干扰能力和一定的探测精度。现场可实施长距离追踪、定位，直观显示、轻便、灵活，效率较高。它是野外作业的常用仪器，针对野外管线的埋设情况，可灵活结合两种探测方法：感应法、充电法。 2.2探地雷达 它是一种非破坏性反射波地面探测系统。波源为高频电磁脉冲，利用雷达图像异常来判断管线的埋深和平面位置，对地表和地下无破坏作业。可在城市内各种噪声环境下工作，受周围环境干扰较小，有较满意的探测精度。测量金属管材和非金属管材均能得到满意的探测结果。 2.3智能型全站仪 它可以完成各种高精度测量作业、具有新型存储卡、倾斜角补偿功能、标准计算程序、电子数据传输等功能。 3探测方法 根据工作区及探测目标管线的物理特征，选择适合方法并辅助以其他探测方法。 3.1感应法 把发射机放置在目标管线上方，或用夹钳套在目标管线上，打开发射机，离开发射机20米距离，开始用接收机进行追踪搜索，确定管道平面位置。有检修井部位，应尽量把发射机放在管壁上，测探时应注意周围是否有其他管线干扰，测定深度必须用直读法和三角法(即峰值降至70%)到相检验，最后得出正确数据，如上述两种方法不能确定，需用探针测定。 3.2直接接触法
给水管网水力计算基础 为了向更多的用户供水，在给水工程上往往将许多管路组成管网。管网按其形状可分为枝状[图1(a)]和环状[图1(b)]两种。 管网内各管段的管径是根据流量Q 和速度v 来决定的，由于v d Av Q )4/(2 π==所以管径v Q v Q d /13.1/4== π。但是，仅依靠这个公式还不能完全解决问题，因为在流 量Q 一定的条件下，管径还随着流速v 的变化而变化。如果所选择的流速大，则对应的管径就可以小，工程的造价可以降低；但是，由于管道内的流速大，会导致水头损失增大，使水塔高度以及水泵扬程增大，这就会引起经常性费用的增加。反之，若采用较大的管径，则会使流速减小，降低经常性费用，但反过来，却要求管材增加，使工程造价增大。 图 1管网的形状 (a)枝状管网；(b)环状管网 因此，在确定管径时，应该作综合评价。在选用某个流速时应使得给水工程的总成本(包括铺设水管的建筑费、泵站建筑费、水塔建筑费及经常抽水的运转费之总和)最小，那么，这个流速就称为经济流速。 应该说，影响经济流速的因素很多，而且在不同经济时期其经济流速也有变化。但综合实际的设计经验及技术经济资料，对于一般的中、小直径的管路，其经济流速大致为： ——当直径d ＝100~400mm ，经济流速v ＝0.6-1.0m/s ； ——当直径d>400mm ，经济流速v=1.0~1.4m/s 。 一、枝状管网 枝状管网是由多条管段而成的干管和与干管相连的多条支管所组成。它的特点是管网内任一点只能由一个方向供水。若在管网内某一点断流，则该点之后的各管段供水就有问题。因此供水可靠性差是其缺点，而节省管料，降低造价是其优点。 技状管网的水力计算．可分为新建给水系统的设计和扩建原有给水系统的设计两种情况。 1．新建给水系统的设计 对于已知管网沿线的地形资料、各管段长度、管材、各供水点的流量和要求的自由水头(备用水器具要求的最小工作压强水头)，要求确定各管段管径和水塔水面高度及水泵扬程的计算，属于新建给水系统的设计。 自由水头由用户提出需要，对于楼房建筑可参阅下表。 建筑物层数 1 2 3 4 5 6 7 8 自由水头Hz （m ） 10 12 16 20 24 28 32 36 这一类的计算，首先应从各管段末端开始，向水塔方向求出各管段的流量，然后选用经
目录 (1) 第一章设计说明 (2) 1.1前言 (2) 1.2设计概况 (2) 第二章给水管网设计计算 (4) 2.1用水量计算 (4) 2.2清水池容积计算 (6) 2.3沿线流量和节点流量计算 (8) 第三章管网平差 (10) 3.1管网平差计算 (10) 3.2水泵扬程及泵机组选定 (10) 3.3等水压线图 (11) 3.4管网造价概算 (11) 附表一 (12) 附表二 (12) 附表三 (13) 附表四 (13) 附表五 (14) 附表六 (14) 附图一 (15)
一、设计说明 1.前言 设计项目性质：本给水管网设计为M市给水管网初步设计，设计水平年为2012年。主要服务对象为该县城镇人口生活用水和工业生产用水及职工生活用水，兼负消防功能，不考虑农业用水。该县城最高日用水量为29000m3，最高日最高时用水量为1982m3，流量550.46L/s，最大用水加消防流量为620.46L/s。 2.设计概况 （1）城市概况：该二区城市人口数为8.6万人，人口密度:239人/公顷，供水普及率100%。城区内建筑物按六层考虑。土壤冰冻深度在地面下1.2m。城市用水由水厂提供。综合生用水定额为160L/cap·d，主导风向是西北风。 表1.工业企业生产、生活用水资料： 企业名生产用水职工生活用水 日用水量 m3/d 逐时变 化 班制 冷车间 人数 热车间 人数 每班淋浴 人数 污染 程度 企业甲3200 均匀三班(8点起始) 1000 800 1600 一般 企业乙3200 均匀二班(8点起始) 800 700 1500 一般 表2.城市用水量变化曲线及时变化系数 时间占最高日用水量（%）时间占最高日用水量（%）时间占最高日用水量（%） 0~1 1.04 8~9 6.21 16~17 4.52 1~2 0.95 9~10 6.12 17~18 4.93 2~3 1.2 10~11 5.58 18~19 5.14 3~4 1.65 11~12 5.48 19~20 5.66 4~5 3.41 12~13 4.97 20~21 5.8 5~6 6.84 13~14 4.81 21~22 4.91 6~7 6.84 14~15 4.11 22~23 3.05 7~8 6.84 15~16 4.18 23~24 1.65 （3）给水系统选择
给水管网系统建模及其可靠性分析 摘要 给水管网系统是一个拓扑结构复杂、规模庞大、用水变化随机性强、运行控制为多目标的网络系统。管网建模是仿真给水管网系统动态工况的最有效的方法，是为模拟管网系统建立数学模型的过程。模拟容主要是图形模拟、状态模拟和参数模拟。而建立模型并不是一蹴而就的，要不断的开发、更新和完善。在管网优化设计的四个方面中，保证给水系统可靠性是给水设计的主要容之一。随着现代科学技术的快速发展，可靠性工程理论日益受到广泛重视。 关键词：给水管网系统建模；管网优化设计：管网系统可靠性 一、引言 我国各城市的市政公用输配系统（供水、供气）是城市重要的基础设施之一，也是城市建设和可持续性发展的制约因素，这些工程网络在系统规划上有许多方面存在着共性。 对给水管网系统进行建模，一方面对于大量复杂、繁琐的问题能够取得快速、准确的计算结果，大大提高了工作效率，使得以前很少或者不可能进行的大型工程量计算问题和多方案比较问题得以顺利解决。另一方面，可以对输配系统的工作状态（水力、水质）进行比较准确的模拟仿真，尤其当系统中有较完善的设施时，更可以对系统的实时工况进行在线模拟，这样不仅可为系统的优化运行、调度提供很好的基础条件，为系统的改扩建提供可靠的依据，也为给水管网水质预测和安全输配提供支持。 对给水管网系统建模完成后应注意管网的优化设计，包括四个方面：水压、水量的保证性；水质的安全性；可靠性和经济性。随着现代科学技术的快速发展，作为系统工程之一的可靠性工程理论日益受到广泛重视。在近代，各种工程系统、构筑物设计时，已经开始应用可靠性的数学理论。可靠性和其他技术经济指标一样，成为评价系统优劣的主要指标。可靠性问题之所以得到重视，是因为系统、构筑物、设备相互有关，任一部分损坏可能导致整个系统的故障，而整个系统的故障，例如给水系统发生故障，将对社会和人民生活带来损害。而故障的发生多数为随机事件，一般无法预料和预防，因此给水系统可靠性具有概率的性质。在生活节奏日益加快的今天，确保给水管网系统的正常运行具有十分重要的意义。
科 技 前 沿科技创业家2012年10(下) TECHNOLOGICAL P IONEERS ６科技创业家 TECHNOLOGICAL PIONEERS 1 现行供水管网水力模型建模的方法和问题现在我国各地水司纷纷建立各自的ＧＩＳ平台，但使用情况不是很理想。不是ＧＩＳ技术不成熟，而是卡在建立供水管网水力模型这一问题上。现行的供水管网水力模型建模的方法主要分成以下三步：１．１相关管网信息数据提取和输出：根据需要将ＧＩＳ平台中管网信息数据有选择的导出到一种外部数据库（ＤＢＡＳＥ、Ａｃｃｅｓｓ、ＳＱＬ等等数据库模式）中，作为管网水力分析程序的输入数据，等待进行水力分析。１．２数据处理和计算：利用各种水力建模软件（如Ｅｐａｎｅｔ、Ｉｎｆｏｗｏｒｋｓ、同济宏扬等）设置必要的初始条件，进行延时水力模拟计算。计算前根据所使用的水力建模软件的需要，要对ＧＩＳ平台输出的数据进行相应的处理，以转换成水力建模软件能识别的 数据格式。 １．３数据导入和表达：将计算结果导回 ＧＩＳ平台，利用ＧＩＳ平台显示模块进行表达。 现在最流行的几种ＧＩＳ开发平台利用了 各种先进的技术手段想利用ＧＩＳ直接建立 供水管网微观动态水力模型，但只要仔细 研究会发现它们还是使用着老模式：提取 输出所要分析的管网数据，数据处理和计 算，结果反馈和表达。这种模式的问题是： １．４数据传输过程较多，容易产生数据 丢失，严重影响计算精度。要避免这个问题 只有在各个数据传输过程都加入数据自检 步骤，这又导致计算过程烦琐，严重影响计 算效率； １．５其次由于数据无法自动同时更新， ＧＩＳ平台中数据每发生一点变化都需要重 新进行管网建模。这意味着管网建模时间 要尽可能短！否则整个系统会因反映迟缓 而不具任何实际意义。 2 问题的解决方法和途径 通过对目前几种最流行的ＧＩＳ开发平 台建立供水管网微观动态水力模型方法的 研究，我发现无论是直接建模，还是间接建 模，都忽略了一个关键性问题：如何选取你 所要的管网信息数据。通过对管网数据加 权可很好的解决这一问题。 我武水集团所使用的龙泉管网信息系 统是基于ＯＲＡＣＬＥ关系数据库及西门子 ＳＩＣＡＤ／ｏｐｅｎ平台的开放式管网ＧＩＳ系统， 要想利用ＧＩＳ平台直接建立供水管网微观 动态水力模型需要开发设计：数据管理、数 据选取，数据输入和检查、节点流量分配、水力计算、数据反馈和表达等六个新的功能模块，技术流程图如图１所示：2.1数据管理水力模型是建立在供水管网上的动态系统，随时间变化，需要分时段。它又是对ＧＩＳ平台进行简化和抽象，以提高计算速度。因此建立水力模型首先要进行数据分析。我公司ＧＩＳ平台采取的数据库是ＯＲＡＣＬＥ关系数据库，可在高级Ｃ语言环境下开发ＯＲＡＣＬＥ库接口，多采用ＳＱＬ语句开发出满足各种需求的优化应用程序，但缺点是应用程序所使用的数据无法移植（数据共享功能比较单一）。为此我们需开发出一个数据管理模块，用来处理数据分析，建立水力模型相关数据库。下表是数据库结构设计表（如表１）：2.2数据选取我们知道城市供水管网非常庞大，不可能每次建立水力模型都将所有数据全部代入水力模型，否则计算将变得非常困难。因此如何选取我们所需要的管网数据是建立水力模型的关键。对此需要开发专门的数据选取模块来满足需求。其工作原理是将ＧＩＳ平台中每项数据填加一个标签项，参与水力建模的标签项设为“１”，不参与水力建模的标签项设为“０”。２．２．１节点的选择：一般进行拓扑分析，与被选择的管线连接的所有节点都进入水力模型。对节点的水力分析的关键是区分节点水流方向和节点流量。２．２．２管线的选择：一般水力建模前都要确定参与水力模型的最小管径，然后进行拓扑检查，防止出现错误。这种方法最大的问题是在局部管网建模时，如果不清楚来水管线和回水管线，所建立的水力模型往往与实际有很大的误差。所以我个人认为，在水力建模前要对管线加以标注，以区分来水、回水后再确定参与水力模型的最小管径以避免水力模型失真。２．２．３闸门的选择：传统水力建模方法认为闸门不进行操作，除水厂或加压泵站在GIS 平台上建立供水管网水力模型的方法探讨 胡炯 (武汉水务集团汉阳供水部管线所 湖北武汉 430050) 摘 要:在GIS 平台上建立供水管网水力模型是GIS 技术真正能运用起来的关键,建立供水管网水力模型的方法是首先将GIS 平台中的管网信息输出到外部数据库,再利用水力建模软件进行处理和计算,再将结果反馈回GIS 平台进行表达。本文通过对这种水力建模方法的探讨,对GIS 平台的运用提出新的看法,希望能对我公司水力建模有所帮助。 关键词:GIS 供水管网 水力模型 空间分析 图1 技术流程表1作者简介：胡炯；性别：男；学历：大学本科；职务：管线所技术员。 (下转8页)
Bentley市政给排水基础设施BIM应用 前景 水是人类生活不可或缺的部分，给排水从始至终贯穿人们生活的每一个角落，从古时大禹治水到如今南水北调等等，无一不体现市政给排水基础设施的重要性，随着计算机软件技术的不断发展，传统的给排水解决方案已经无法满足现阶段以及未来工程技术的要求，随着国内外建筑行业对于BIM应用的全面协同发展，给排水即将迎来新的行业升级，全新的市政给排水基础设施的解决方案将更加智能化，更加精确的设计、模拟、分析市政给排水真实的情况，帮助用户管理给排水基础设施的生命周期。 给排水基础设施解决方案以建立和管理给排水基础设施生命周期为中心。构建、设计和运营用于提供饮用水的原水输送、处理和配送系统，或用于收集、输送污水和雨水径流进行处理的排水系统。集规划、设计、建模和分析网络为一体的解决方案将给用户建造更加出色的输配水系统；解决方案还将搭载运营建模、GIS、资产性能和资产生命周期管理等各种功
能，为用户提供漏损管理、能耗管理、资产维护、投资优先级等预测分析，帮助用户管理整个城市给排水生命周期做出更明智的决策！ 新的市政给排水基础设施BIM解决方案解决了传统解决方案无法避免的缺漏，极大的扩展了其解决范围，让高新技术融入其中，使给排水生命周期更趋于智能化、系统化，同时顺应国家对建筑行业发展和改革的大趋势。 Bentley市政给排水基础设施产品整体解决方案 海思德（Haestad）是美国目前从事水资源与给排水工程专业软件开发研究最大的专业团队。海思德创立于 1979 年。其全球总部位于美国康涅狄克州的 Watertown 市。经过将近 30 年的努力，海思德已经拥有 130 000 多个用户，遍布 170 个国家，用户既有大型自来水公司和政府机构，也有小型的市政咨询公司。它专注于提供市政给排水及水利、水文专业模型软件、服务、教育、培训及专业图书等服务。 2004年8月，Haestad并入世界领先的建筑、工程和运营（AEC）软件开发商Bentley 系统公司，为水资源领域提供了全新的给排水BIM解决方案。 给水系统解决方案 WaterCAD/WaterGEMS是一款综合性强和功能性齐全的给水系统设计建模分析软件，为用户充分分析了解给水系统状况、发现潜在问题并提供最佳解决方案，从给水管网压力和需求的基础分析，到水资源流失和消防研究，从了解和预防瞬态问题到确保水质，从能源管理到应急响应，涵盖给水基础设施管理生命周期各个方面。 在功能的应用上，有以下特点：
华侨大学化工学院 课程论文 某城市给水管网的设计 课程名称给水排水 姓名 学号 专业2007级环境工程 成绩 指导教师 华侨大学化工学院印制 2010 年06 月25 日
目录 第一章设计用水量 (3) 1.1用水量的计算 (3) 1.2管网布置图 (4) 1.3 节点流量计算 (4) 第二章管网水力计算 (5) 1.1 初始流量分配 (6) 1.3事故流量校正 (9) 1.2消防流量校正 (12) 第三章水泵的选取 (15) 第四章设计总结 (15) 4.1 设计补充 (16) 4.2 设计总结 (16)
第一章设计用水量 一、用水量的计算 ： 1、最高日居民生活用水量Q 1 城区规划人口近期为9.7万，按居民生活用水定额属于中小城二区来计算，最高日用水量定额在100～160L/cap.d，选用Ｑ＝130L/cap.d，自来水普及率为1。 故一天的用水量为Q1＝qNf=130×9.7×104×1=12610m3／d 。 ： 2、企业用水量Q 2 企业内人员生活用水量和淋浴用水量可按：生活用水，冷车间采用每人每班25Ｌ，热车间采用每人每班35Ｌ；淋浴用水，冷车间采用每人每班40Ｌ，热车间采用每人每班60L。 企业甲： 冷车间生活用水量为：3000×25=75000L=75m3/d 冷车间淋浴用水量为：700×40×3=84000L=84m3/d 热车间生活用水量为：2700×35=94500L=94.5m3/d 热车间生活用水量为：900×60×3=162000L=162m3/d 则企业甲用水量为75+84+94.5+162=415.5m3/d 企业乙： 冷车间生活用水量为：1800×25=45000L=45m3/d 冷车间淋浴用水量为：800×40×2=64000L=64m3/d 热车间生活用水量为：1400×35=49000L=49m3/d 热车间生活用水量为：700×60×2=84000L=84m3/d 则乙车间用水量为：45+64+49+84=242m3/d 则企业用水量Q =415.5+242=657.5m3/d 2 ： 3、道路浇洒和绿化用水量Q 3 ⑴、道路浇洒用水量： 道路面积为678050m2 道路浇洒用水量定额为1～1.5L/(m2·次)，取1.2L/(m2·次)。每天浇洒2～3次，取3次 则道路浇洒用水量为687075×1.2×3=2473470L=2473.47m3/d ⑵绿化用数量 绿化面积为城市规划总面积的1.3％，城市规划区域总面积为3598300m2，
浅谈大型供水企业建立水力模型思路分析 [摘要]以华北某大型城市供水企业建立水力模型为例，从建模软件选择，与现有GIS系统的结合，建立区块化模型，试点区域4个方面详细阐述了大型供水企业建立水力模型模型的整体思路。 【关键词】供水管网水力模型；城市大型供水企业；建立思路 建立供水管网水力模型可以使供水公司的管理者量化地了解供水管网系统在不同条件下的运行工况，发现供水系统中存在的问题，进而通过水力模型的模拟来制定改造及优化方案[1]。因此，近年来供水管网水力模型已经成为供水企业提高管理水平不可缺少的工具。 华北某大型城市拥有多个大中型水厂，设计日产水能力约250万吨，供水管网长度DN75以上超过6000公里，供水面积超过600平方公里，供水人口超过500万人。该市管网多成环状，管材以铸铁、塑料、钢为主。随着经济的发展，用户水量迅速增加，管网逐年扩建，与2000年管线长度相比增长超过40%。针对其管网结构复杂、规模庞大、用水量随机性强等情况，为了更有效对供水管网进行管理急需建立一套科学的管理系统。为此，经考察论证，决定建立具有供水管网运行工况实时模拟及相关运营管理功能的供水管网管理系统。以期达到优化调度、降低漏失率、节能减排、水质监测、改扩建发展提供依据的目的。 1、建模软件的选择 根据该供水企业的管网情况，其建立将是一个复杂和庞大的管网模型，这套水力模型软件不仅满足管网运行工况的动态模拟的需要，而且能够快速完成庞大数据的运算，因此一个合适的供水管网水利模型软件平台的选择将是十分重要的。 1.1水力模型软件选择原则 水力模型软件必须是一款成熟的软件平台，在国内外有广泛应用的案例；必须支持ArcGIS平台，能够与该供水企业现有的GIS系统紧密的整合；必须能够提供强大的二次开发工具，可以根据用户管理特点和需要来修改和增加新的功能；开发商在国内有强大的技术支持队伍。 根据上述原则，经调研，该供水企业最终选择美国本特特力软件公司的WaterGEMS水力模型软件 1.2WaterGEMS水力模型软件简单介绍 模型软件是建立供水管网模型的重要工具。美国本特特力软件公司的WaterGEMS水力模型软件具有模型构造、水量分配、管网智能简化、达尔文优化设计和达尔文模型误差校正等技术，这些先进的技术能够帮助用户快速且准确地建立自己的管网模型。 2、与现有GIS系统的结合 建立供水管网水力模型需要大量的基础数据，而该供水企业已经建立的基于ArcGIS的地理信息系统，将是建模所需的管网静态数据主要来源。用户用地理信息系统来管理供水系统的静态基础数据，而应用水力模型来管理供水系统的动态运营。这两个系统既能独立运行，而相互之间又是密不可分的。因此，保证模型系统与现有地理信息系统能够很好地联合运行是建模的关键一环。 2.1无缝连接 采用的方案是，将模型软件嵌入到现有地理信息系统中，在现有地理信息系
118 给水排水 Vol 134 No 13 2008 基于管网水力模型的独立计量分区优化 徐 强1,2 陈求稳1 刘锐平1 顾军农3 (1中国科学院生态环境研究中心城市与区域生态国家重点实验室,北京 100085; 2中国科学院研究生院,北京 100049;3北京市自来水集团有限公司第九水厂,北京 100031) 摘要 管网漏失和水质稳定性是影响供水安全的重要问题,科学合理的独立计量分区(Discrete Metering Area ,DMA )管理,可以辅助漏失点定位,控制二次污染。根据北京市某区实际监测数据,开发了供水管网水力水质模型,并应用建立的模型针对该区分析了不同DMA 方案的可行性,确定了优化的DMA 模式。 关键词 给水管网 DMA 管理 管网模型 方案优化 Optimization of discrete metering area scheme by pipeline net work model Xu Qiang 1,2,Chen Qiuwen 1,Liu Ruiping 1,Gu J unnong 3 (1.S t ate Key L aboratory of U rban and Regional Ecolog y ,Research Center f or Eco 2Envi ronment al S ciences ,Chi nese A cadem y of S ciences ,B ei j i n g 100085,Chi na;2.Gra d uate U ni versit y of Chi nese A cadem y of S ciences ,B ei j i ng 100049,Chi na; 3.N o.9W aterw orks ,B ei j i n g W ater S u p pl y Grou p Co.,L t d.,B ei j i n g 100031,Chi na ) Abstract :The leakage and water quality stability in pipeline are important issues to water supply.It is proved that discrete metering area (DMA )is a practical and effective method to detect leakage.Besides ,DMA is also useful to reduce recontamination of water in pipes.This study investigated the water pressure changes in a pipe network of an area in Beijing.Basing on the analyses of field monitoring data ,a numerical network hydraulics model was developed.The model was then applied to study t he possibilities of different DMA scenario s.According to t he simulation result s ,implementability and cost ,an optimized DMA scheme was finally suggested. K eyw ords :Water dist ribution system ;DMA planning ;Network model ;Scenario optimization 世界范围内管网平均漏失率约为17%,我国的 管网漏失率则高达25%[1]。管网漏失不仅浪费了宝贵的水资源,也带来重大的经济损失[2]。及时发现管网漏失,并采取有效的运行管理措施,能够提高供水可靠性并减少漏失。但是漏失检测和漏点定位一直以来是一项非常困难而繁琐的工作[3,4]。实践证明通过科学合理的独立计量分区(Discrete Metering Area ,DMA )管理,可以及时发现管网漏失和爆管等问题,辅助漏失点快速定位,还能有效控制二次污染,保障管网输配水水质。欧美国家已针对供水管网漏失控制出版了专业手册,其中就有很 大的篇幅涉及分区管理的原理、规划思想及实 例[5,6],近年来,国内也有一些研究[7,8]。但是DMA 模式意味着“环状管网—枝状管理”,实施后可能对用水区的供水稳定性和安全带来影响。1 管网水力模型本研究以EPAN ET 模型为参考,开发了基于节点法的管网恒定流模型,其基本方程包括连续性方程和能量方程[9],其中连续性方程是指从任一节点流出和流入的流量,其代数和等于零;能量方程指在管网的任一闭合环内,各管段的水头损失代数和等于零。此外, 进入管网的总流量等于所有节点流
9）4.10 3.88 单定压节点树状管网水力分析 某城市树状给水管网系统如图所示,节点(1)处为水厂清水池,向整个管网供水,管段[1]上设有泵站,其水力特性为:s p1=311、1(流量单位:m 3/S,水头单位:m),h e1=42、6,n=1、852。根据清水池高程设计,节点(1)水头为H1=7、80m,各节点流量、各管段长度与直径如图中所示,各节点地面标高见表,试进行水力分析,计算各管段流量与流速、各节点水头与自由水压。 以定压节点(1)为树根,则从离树根较远的节点逆推到离树根较近的节点的顺序就是:(10),(9),(8),(7),(6),(5),(4),(3),(2);或(9),(8),(7),(10),(6),(5),(4),(3),(2);或(5),(4),(10),(9),(8),(7),(6),(3),(2)等,按此逆推顺序求解各管段流量的过程见下表。 ,即: q 1+Q 1=0,所以,Q 1=- q 1=-93、21(L/s) 根据管段流量计算结果,计算管段流速及压降见表。计算公式与算例如下: 采用海曾威廉-公式计算(粗糙系数按旧铸铁管取C w =100)
管道摩阻系数 管段水头损失 泵站扬程按水力特性公式计算: 管段编号［1］［2］［3］［4］［5］［6］［7］［8］［9］ 管段长度(m) 600 300 150 250 450 230 190 205 650 管段直径(mm) 400 400 150 100 300 200 150 100 150 管段流量(L/s) 93、21 87、84 11、04 3、88 60、69 18、69 11、17 4、1 11、26 管段流速(m/s) 0、74 0、70 0、63 0、49 0、86 0、60 0、63 0、52 0、64 管段摩阻系数109、72 54、86 3256、05 39093、49 334、04 1229、92 4124、33 32056、66 14109、56 水头损失(m) 1、35 0、61 0、77 1、34 1、86 0、77 1、00 1、22 3、48 泵站扬程(m) 38、76 0 0 0 0 0 0 0 0 管段压降(m) -37、41 0、61 0、77 1、34 1、86 0、77 1、00 1、22 3、48 以定压节点(1)为树根,则从离树根较近的管段顺推到离树根较远的节点的顺序就是:［1］,［2］,［3］,［4］,［5］,［6］,［7］,［8］,［9］; 或［1］,［2］,［3］,［4］,［5］,［9］,［6］,［7］,［8］; 或［1］,［2］,［5］,［6］,［7］,［8］,［9］,［3］,［4］等,按此顺推顺序求解各定流节点节点水头的过程见下表。 步骤树枝管段号管段能量方程节点水头求解节点水头(m) 1 ［1］H 1-H 2 =h 1 H 2 =H 1 -h 1 H 2 =45、21 2 ［2］H 2-H 3 =h 2 H 3 =H 2 -h 2 H 3 =44、60 3 ［3］H 3-H 4 =h 3 H 4 =H 3 -h 3 H 4 =43、83 4 ［4］H 4-H 5 =h 4 H 5 =H 4 -h 4 H 5 =42、49 5 ［5］H 3-H 6 =h 5 H 6 =H 3 -h 5 H 6 =40、63 6 ［6］H 6-H 7 =h 6 H 7 =H 6 -h 6 H 7 =39、86 7 ［7］H 7-H 8 =h 7 H 8 =H 7 -h 7 H 8 =38、86 8 ［8］H 8-H 9 =h 8 H 9 =H 8 -h 8 H 9 =37、64 9 ［9］H 6-H 10 =h 9 H 10 =H 6 -h 9 H 10 =34、16 节点编号i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 地面标高(m) 9、80 11、50 11、80 15、20 17、40 13、30 12、80 13、70 12、50 15、00 节点水头(m) 7、80 45、21 44、60 43、83 42、49 40、63 39、86 38、86 37、64 34、16 自由水头(m) —33、71 32、80 28、63 25、09 27、33 27、06 25、16 25、14 19、16
城市给水管网建设与监管探究 摘要：近些年，随着国内各大城市的规划与建设越发频繁，进一步加大了市政给水管网建设的敷设规模、管线长度。对此，城市给水管网的施工在不断提高难度与作业量的同时，应用了多种技术、工艺、材料，而在生产作业中也会遇到地面既有构筑物、路面系统以及地下既有管线等问题，倘若没能做出合理规划并采取行之有效的监督、管控，则极易引起各类质量缺陷、漏水事故。本文就城市给水管网建设与监管作简要的分析、探讨。 关键词：市政工程；城市给水；管网建设；监管 abstract: in recent years, with the major domestic planning and construction of the more frequent, and further intensify the construction of the municipal water supply pipe laying scale, pipeline length. for this, city water distribution network construction continuously improve the difficulty and work at the same time, the application of technology, process and material, and in production operations in also will meet the ground existing structures, road system and underground pipelines, etc, both problems, if can’t make reasonable planning and take effective supervision and control, it is extremely easy cause all kinds of quality defects, slack accident. this paper water distribution network construction and supervision city made
第1章建筑内部给水系统1.7给水管网的水力计算
1.7.1确定管径求得各管段的设计秒流量后，根据流量公式即可求定管径： 式中q j ——计算管段的设计秒流量，m 3/s ；d ——计算管段的管内径，m ； v ——管道中的水流速，m/s 。 建筑物内的给水管道中不同材质管径流速控制范围可按 不同材质管径流速控制范围表选取。但最大不超过2m/s 。v d q g 42π=v q d g π4=不同材质管径 流速控制范围表 点击查看
1.7.2给水管网和水表水头损失的计算１. 给水管道的沿程水头损失 式中h y——沿程水头损失，kPa； L ——管道计算长度，m； i——管道单位长度水头损失，kPa/m，按下式计算：
后退前进返回本章总目录返回本书总目录 式中i ——管道单位长度水头损失，kPa/m ； d j ——管道计算内径，m ； q g ——给水设计流量，m 3/s ； C h ——海澄-威廉系数： 塑料管、内衬（涂）塑管C h = 140； 铜管、不锈钢管C h = 130 ；衬水泥、树脂的铸铁管C h = 130； 普通钢管、铸铁管C h = 100。 i 1.７给水管网的水力计算 1.7.2给水管网和水表水头损失的计算
1.7.2给水管网和水表水头损失的计算 ２. 生活给水管道的局部水头损失 管段的局部水头损失计算公式式中h j ——管段局部水头损失之和，kPa ； ζ ——管段局部阻力系数； v ——沿水流方向局部管件下游的流速，m/s ； g ——重力加速度，m/s 2。 ∑=g v h j 22 ζ
1.7.2给水管网和水表水头损失的计算 根据管道的连接方式，采用管（配）件当量长度计算法 管（配）件当量长度： 螺纹接口的阀门及管件的摩阻损失当量长度，见阀门和螺 纹管件的摩阻损失的当量长度表。 管（配）件产生的局部水头损失大小同管径某一长度管道 产生的沿程水头损失 则：该长度即为该管（配）件的当量长度。 等于阀门和螺纹管件的摩阻损失的 当量长度表点击查看
给水管网现状及分析 【摘要】城市给水管网是城市必不可少的基础设施之一，是城市供水系统的重要组成部分，给水管网系统是一个有各种管道、泵站、水塔、调节阀等多种设施构成的输水系统。随着我国现有城市规模的日渐扩大，给水管网承担的为城市输送生活用水的任务也愈加繁重。近年来，城市生活水平不断提高，对给水管网的要求也在逐步提高，给水管网中所暴露的问题也在不断增多。科学合理地解决管网中供水安全性、管网布局、供水效益等诸多问题，成为改善城市居民日常生活的重要保证。 【关键词】给水管网；水的安全性；管网布局；供水效益 1.给水管网概况 城市给水管网（water distribution system）是给水工程中向用户输水和配水的管道系统，由管道、配件和附属设施组成。附属设施有调节构筑物（水池、水塔或水柱）和给水泵站等。给水管网的布置形式基本分为两种：树状网和环状网。 城市给水管网是城市的重要组成部分，给水管网布置的合理与否，直接影响着管网的安全性、可靠性与经济性。 2.给水管网现状 2.1给水过程中水的安全性有待提高 2.1.1水的安全性存在问题 随着社会日新月异的变化，居民的生活水平逐渐迈上了了一个新的台阶，对水质量的要求也到了一个新的高度。通过我们查阅资料和研究发现，影响水的安全性主要有两方面的原因：一是水在管网中滞留时间越长产生的水垢越多；二是管网中管壁生物膜对水质产生二次污染。 水通过未经处理涂衬的金属管道和配件流动过程中，处于化学和电化学的作用，再加上滞留时间长，使得水在管网中化学与电化学反应时间越充分，越易对管内壁造成腐蚀，产生铁、锰、锌等金属锈蚀物，往往使沉积管道内壁形成水垢。 饮用水中C、N、P等营养元素含量低于污水处理系统，虽微生物生长发育和新陈代谢属于基质限制型，但是在这种贫营养状态下，微生物尽其所能利用每一个营养分子，尽可能多地吸收各种不同类型的营养基质，形成贫营养生物膜。而构成生物膜的菌种里存在条件致病菌，即使常规管网水样中未检出细菌和大肠杆菌，实际上管网中仍存在一定的微生物学风险。目前已经发现经水传播的病毒有100多种，其中脊髓灰质炎病毒（Poliovirus）和甲肝病毒（HA V）是最为熟知的水源性病毒。水体通过生物膜再度产生细菌的同时，又为致病菌提供了有利
给水排水管道工程 课程设计指导书 环境科学与工程学院
第一部分城市给水管网水力计算程序及习题 一、程序 #define M 18 #define N 6 #define ep 0.01 #include
for(i=1;i<=N;i++) { f[i]=0;r[i]=0; dq[i]=0; for(k=0;k<=M-1;k++) { if(abs(io[k])!=i) goto map; f[i]=f[i]+h[k]; r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); map: if( abs(jo[k])!=i) continue; f[i]=f[i]+h[k]*sgn(jo[i]); r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); } dq[i]=-(f[i]/(r[i]*2)); } { if (fabs(f[N])<=ep) flag=1; } if (flag==1) goto like; for(k=0;k<=M-1;k++) { p=abs(io[k]);q=abs(jo[k]); Q[k]=Q[k]+dq[p]+(dq[q]*sgn(jo[k])); } ko=ko+1; if(flag==0) goto loop; like: printf("\n\n"); for(i=1;i<=N;i++) {printf("%f\n",f[i]);} printf("ep=%f\n",0.01); printf("n=%d,m=%d,ko=%d\n",N,M,ko); for(k=0;k<=M-1;k++) { printf("%d)",k+1);
城市给水管网课程设计
[键入文档标题] [键入文档副标题] 给排水0902班 U200916331 Administrator 2011/12/17 指导老师：任拥政、王宗平
目录 1总论 (3) 1.1 项目名称、地点及主管单位 (3) 1.2 编制依据 (3) 1.3 编制范围及编制目的 (4) 1.3.1 编制范围 (4) 1.3.2 编制目的 (4) 1.4编制原则 (5) 1.5 采用的主要规范和标准 (6) 1.6城市概况及自然条件 (7) 1.6.1 城市概况 (7) 1.6.2 自然条件 (8) 1.7给水工程现状 (10) 2.工程总体方案 (11) 2.1城市总体规划概要 (11) 2.2工程服务范围 (11) 2.3给水管道布置和水力计算 (12) 2.3.1需水量计算 (12) 2.3.2给水管道布置和水力计算 (14) 2.3.3管网校核 (21) 2.3.4水泵选取 (27)
2.3.5水头计算及平面图绘制 (29) 2.3.6管材选取及工程施工 (32) 3设计感想心得 (34) 4参考文献 (34)
1总论 1.1 项目名称、地点及主管单位 项目名称：宜都市城市给水工程 项目地点：宜都市陆城镇 主管单位：宜都市建设局 业主单位：宜都市供水总公司 项目法人代表：廖晓路 1.2 编制依据 （1）湖北省发展计划委员会文件，鄂计投资［2003］231号《省计委关于宜都市城市污水处理工程项目建议书的批复》 （2）宜都市规划建筑设计院，《宜都市城市污水处理工程项目建议书》 （3）宜都市建设局与宜昌市工程咨询公司《关于宜都市城市污水处理工程可行性研究的编制协议书》 （4）中共宜都市委、宜都市人民政府《关于加快小城镇建设的决定》 （5）宜都市城建设局《宜都市陆城镇城市建设发展规划》（6）湖北省城市规划设计研究院《宜都市城市总体规划（修编）