给水工程环状管网计算

＝∑hⅠ+ ∑hⅡ
因此，只要校正大环Ⅲ的各管段流量，使∑hⅢ减小，则∑hⅠ与 ∑hⅡ 将随之减小。
因环Ⅰ与环Ⅱ的闭合差方向相反，可得基环与大环的关系：
∑hⅠ＝h1-2+h2-5-(h1-4+h4-5) ∑hⅡ＝h2-3+h3-6-(h2-5+h5-6) ∑hⅢ＝h1-2+h2-3+h3-6-(h1-4+h4-5+h5-6)
• 1、最高用水时
• 虚节点:
Ｑp +Ｑt -∑Ｑ＝0
• 虚环: -Hp+∑hp-4-∑h4-t-(-Ht)=0
•
• 2、最高转输时
• 虚节点: QpQt Q0
• 环: •
H ph p 4h t 4 H t 0
6.5.4 管网计算时的水泵特性方程
• 在管网计算中，常用近似抛物线方程表示水泵 扬程和流量的关系，这种方程称为水泵特性方程：
（4）计算各环内每根管段的
s ij q ij
，求
sijqij
，并按
下式计算 q i 。
qi
n
hi (sijqinj1)i
（5）根据校正流量调整各管段流量值，得：
qi(1)jqi(0j) qs (0) qn (0)
按照调整后的管段流量值返回第（2）步，反复计 算，直到闭合差全部满足精度要求为止。
• 6.5.2 最大闭合差的环较正法
• 平差时，可先对其中的闭合差最大的一个环进 行校正，而不必同时对所有环的闭合差进行校正。
•
闭合差最大的环可以是一个基环，也可以是
由闭合差较大且方向相同的若干相邻基环组成的
大环。对大环进行平差时，只需调整大环上的各

在水资源紧缺的新建居住区、工业区、海岛地区可 以考虑应用。
（3）分区给水系统
把城市整个给水系统分为几个区，每区有泵站和管 网等，各区之间有适当的联系，以保证供水可靠和 调度灵活。
（3）分区给水系统
给水区域大、地形起伏、远距离输水，分为并联分区 和串联分区两种基本形式。 并联分区：由同一泵站内的低压和高压水泵分别供给 低区和高区用水。 供水安全可靠，水泵集中；管理方便，但管网造价高， 需要高压输水管。 串联分区：高低两区用水均由低区泵站供给，高区用 水再由高区水泵加压。 管网造价低，但供水安全、可靠性较差，水泵站分散， 管理不便。
输水管渠流量要求
输水管渠的设计流量，应按最高日平均时供水量 加自用水量确定。当长距离输水时，输水管渠的 设计流量应计入管渠漏失水量。 水厂：Qn=aQd/T a:水厂自用水系数 管网：Q=KhQd/T Kh:时变化系数
输水管渠条数
输水干管一般不宜少于两条，并且每隔一定距离设 连接管连通。当有安全贮水池或其他安全供水措施 时，也可修建一条输水干管。
输水管渠定线
定义：从水源到水厂或水厂到相距较远管网 的管、渠叫做输水管渠。 特点：距离长，与河流、高地、交通路线等 的交叉较多。中途一般没有流量的流入与流 出。 形式：常用的有压力输水管渠和无压输水管 渠两种形式。
输水管渠定线原则
必须与城市建设规划相结合，尽量缩短线路长度， 减少拆迁，少占农田，便于管渠施工和运行维护， 保证供水安全； 选线时，应选择最佳的地形和地质条件，尽量沿现 有道路定线，以便于施工和检修； 减少与铁路、公路和河流的交叉； 管线避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河 水淹没与冲刷地区，以降低造价和便于管理； 尽可能重力输水 ; 路线的选择应考虑近远期结合和分期实施的可能。

ql
qx
qt
1 ql
q
L
ql
qt
ql
L
dx
ql qt
x
qt
qx
qt
ql
L L
x
ql
L L
x
qt / ql
dh
dx qx2
dx
ql2
L L
x
2
h
L 0
dh
L
ql
2
2
1 3
hij
Hi
H
j
L d
2
2g
8
2D5g
LQ 2
LQ2 SQ2
6.2 管网图形及简化
➢管网计算中，城市管网现状核算、现有管网扩建计 算最为常见。
➢除新设计管网，定线和计算仅限于干管，对改建和 扩建管网往往适当简化，保留主要干管，略去次要、 水力条件影响较小的管线。
➢管网图形简化是在保证计算结果接近实际情况的前 提下对管线进行的简化，这样能减轻计算工作量。
节点：有集中流量进出、管道合并或 环：起点与终点重合的管线 分叉以及边界条件发生变化的地点
忽略：管网中主要起联络作 用的管段，由于正常运行时 流量很小，对水力条件影响 很小，计算时可忽略。
分解
忽略
管段合并：长度近似相等、 彼此几乎平行且相距很近的 两条管段计算时可合并。
节点合并：距离很近的两个节 点计算时可视为一个节点。
管网图形及简化
经分解、合并和省略 等，管网由原来42个
环减少到21环。
使环状网某些管段流量为零，即将环状网改成树状 网，才能得到最经济的流量分配，但树状网并不能 保证可靠供水。
环状网流量分配时，应同时照顾经济性和可靠性。

如图 4.12，设虚节点后，环能量方程改变为：
h10 h1 h2 h3 h4 h11 0 h2 h6 h8 h5 0 h h h h 0 3 7 9 6
上式中，根据虚环假设：h10、h11 为管段（理想泵站的虚拟）提供给节点 7、8 的 节点水头，即就是： 取负值) 设虚环的目的：将管网中定压节点能量方程统一为环能量方程，设置虚环后，管网图 中的环数为：
N
Q 0
i 1 i
该方程说明管网总供水量与，代数和总为零。 ）
如果该管网只要一个定压节点， （即只有一个节点流量未知） ，则该节点 的流量就可以通过上述求和方程解出。 （例如，如果节点 7 定压，则:
Q7 (Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q8 )
如图，虚线表示各个割集，相应的各个割集的流量连续性方程组如下：
q1 Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q8 0 q Q Q Q Q Q Q Q 1 1 2 3 4 5 6 8 q Q Q Q Q Q 0 q Q Q Q Q Q 2 3 5 6 8 2 2 3 5 6 8 2 q3 Q3 Q6 Q8 0 q3 Q3 Q6 Q8 → q 4 Q8 q4 Q8 0 q Q 0 q Q 4 4 5 5 q6 Q5 0 q 6 Q5 q7 Q6 0 q 7 Q6
其他各个管段的流量均以通过上述方程组解出，因此，单定压节点树状 管网的水力求解非常简单。 但是对于多定压节点树状管网、单定压节点环状管网和多定压节点环状 管网的求解问题，虽然也可以列出上述方程组，但因为未知量的个数多于方 程组的个数，所以无法直接求解。