给水管网平差目的

双水源的环状给水管网平差1.设计背景及设计原理1.1设计背景随着供水事业的发展，给水管网的规模不断增大，管段数和环数不断增多。

众所周知，传统的解环方程法是在手算的基础上发展而成的，计算前前需要初分管段流量。

对于大型复杂管网，初分流量相当繁琐，人工工作量较大，且初分值不合理导致迭代算法不收敛。

这给设计计算造成极大的困难，要为管网的优化调度运行提供参数就不现实啦。

随着计算机技术的发展和普及，计算机在给水工程中的应用也日益普遍。

应用计算机进行管网平差计算，代替复杂的手工劳动，提高了计算的精度和速度，已经成为管网的规划、设计、改造、调度管理的有力工具。

1.2设计原理（管网平差计算应准备的数据和计算结果）给水管网水力计算是以解管段方程（求解每个管段的流量）、解环方程（求解每环的校正流量）和解节点方程（求解管网的节点水压）为基础，对连续性方程、能量方程和压降方程应用近似优化处理方法和数值计算方法进行计算，旨在求解管段流量或节点水压，为管网设计、改扩建及运行管理提供依据。

不管是哪一种方法，都必须既满足连续性方程：Q i+Sq ij=0（1）式中Q i——i节点的节点流量；q ij ——与i节点连接的管段流量。

又满足能量方程∑h ij=0（2）式中∑h ij——环内各管段水头损失之和。

要进行现状管网水力分析核算，首先要画出管网的简化图（即计算简图），并将管网的节点和管段分别排序编号，以使数据中的序号与计算简图中的编号一一对应。

通过计算比流量，沿程流量，从而得到节点流量。

除了节点流量之外，还需要准备管段的管径（m）、管段长度（m）、管材等基本数据。

经计算机进行水力平差计算，可得到：管段的流量（m3/h或L/s）、流速（m/s）、水头损失（m）。

以上的这些计算结果，可合理调度整个城市管网水源水泵机组提供科学依据。

对于节约能耗、降低漏失率、管网的扩建工程有重要意义。

2.初分流量2.1计算简图X计算简图如上图所示，图中标示了环与管段号及节点流量。

作用：管网平差是在上面已知条件节点流量、管道直径和某些点压力求得其它节点的水压，各个管段的流量以及由此推算得出的各节点自由水头、各管段的流速、水头损失等。

它的作用有两个：1、根据最不利点压力反算水源点压力，用于确定水源点的水泵供水压力，进而选择水泵。

2、根据水源点压力计算最不利点压力，用于校核水源压力是否能满足最不利点的压力要求。

鸿业操作步骤：1．设置－出图比例20000，设置－文字大小－2.52．设置一个tempt（图名，可随便定）图层，颜色为紫色，线宽为0.3（这些可以随便定，主要为了确定给水管道位置，但这个步骤最好有）3．在这个图层上画出图1中的框框，1和10节点间有两条管线所以另外加一条折线增加一个节点11。

4．给水－交互布管－新建工程名（名称随意）－确定－管代号（输J），选球墨铸铁管－确定－用鼠标点击节点布置管线，顺序可随意，布完一个环用回车键布其余管段。

5．工具－图层－点击新建图层前的小灯泡（这一步是为了关闭新建图层）6．给水－节点编号－给水节点自动编号－选择起始节点，在图上点击－输入节点其始编号1，然后回车，全部按主结点编号，回车，全部自动编号，回车，如果出现有些节点未标注，是否自动标注，输Y，回车。

（节点编号与所要求的不一致没关系，在下一步中更改）7．给水－编辑标注－查询－用鼠标点选节点，修改节点编号，输入地面标高。

或者采用工具－编辑查询。

8．平差－定义管长－点击管段J10－J11，J11－J1，输600（这是为了使输水管总长为1200）9．平差－定节点流量－定管供水类型－按照提示定义1－4，4－7为单侧供水，10－1，10－11，11－1为不供水10．平差－定节点流量－定集中流量－输入求得的水源流量，前面加负号11．平差－定节点流量－按管长分配流量－输H12．平差－定义管径－定义管线直径。

13．平差－选择反算水源压力，自由水头28，计算公式：海曾威廉，计算温度：20，管道局部损失系数：1.05,球墨铸铁管。

浩辰给排水管网平差功能介绍工程
在浩辰给排水软件的计算模块中有一个管网平差功能，而在管网平差中还分有六个应用，下面我们就通过CAD软件下载平台对这个功能的各个应用展开详细的介绍，
管网平差
用户执行【管网平差】命令后选择给水管网系统任意管线，软件会自动对整个给水管网进行搜索，而且还会自动在管线的连接出设置平差计算节点，最后就可以得出下列图管网平差计算的对话框：图3-4-7
1. 节点
选择节点功能，在图中选取需要的节点。

会弹出如图3-4-8对话框，用户可以在对话框中输入节点处的集中流量、消防流量，可以手动输入流量，也可以由软件计算获得。

据CAD下载平台介绍，节点功能可以用于节点的添加和删除，而集中流量有正负之分，正值代表节点处出流，负值代表节点处入流，
图3-4-8 图3-4-9
2. 管段
选择管段功能，在图中点选或框选需要的管段。

会弹出如图3-4-9对话框，用户可以选择管段是单侧供水还是双侧供水以及管线的管材和粗糙度。

3. 平差计算
用户将节点和管段的根本参数输入完成,点击【平差计算】按钮,软件便可完成环状给水管网的平差计算。

4. 调整管径
调整管径选项提供了一种管网平差的计算方式，选定调整管径功能后，可以对表格中的管径进行调整，然后再使用管网平差计算按钮软件就可以按照调整后的管径进行环网的平差计算。

5. 绘计算简图
用户可通过这个功能可以生成管网平差计算成果图，简图包括管道、节点的工程标注，标注内容样式可以在【管网平差设置】中设置。

6. 计算书
用户执行【出计算书】按钮,输出包括管道水力计算表、计算依据、计算参数、计算公式、计算简图等的管网平差计算书。

模板,内容仅供参考。

管网平差用的公式管网平差，是指在环状管网水力计算中，为消除各环路水头损失的闭合差，通过调整流量分配再进行计算的过程在并联管路中，水流由一个节点沿两条管线流至另一个节点时的水头损失应是相等。

所以在一个环内，如以顺时针水流方向的各管段水头损失为正值，以逆时针水流方向的各管段水头损失为负值，则两者的代数和应等于零。

但初步流量分配不当时，往往不能使各个环路正、负水头损失之和为零，所以产生了环路水头损失闭合差。

为此要将各管段分配的流量进行调整，以使闭合差等于零或使其收敛在规定的允许范围内。

但此时要同时保证每一节点流量之和（即流入节点与流出节点的流量之和）等于零。

原理和方法编辑播报管网平差的数学模式原理（1）管网是由看成节点的配水源和用水户及看成管段的管线组成的有向图，这些节点和管段均可用变量—流量qi和水头损失hi表示，即qi和hi（i=1，2，…，p）构成两个p维向量：qˊ=（q1，q2，…，qp）hˊ=（h1，h2，…，hp）（2）管网中的实际水流情况应服从克契霍夫定律：①克契霍夫第一定律（即连续性（节点）方程组）：管网内任一节点的进、出流量的代数和为零。

即qi+Σqij=0②克契霍夫第二定律（即能量（环）方程组）：在任一环内，各管段的水头损失代数和为零。

即Σhij=0常用的管网平差方法有：哈代·克罗斯法（Hardy-cross），牛顿·菜福逊（Newton -Raphson）法，线性理论法（Linear Theroy），有限元法（Finite- Element）和图论法。

管网平差方法简介（1）1936年的哈代·克罗斯（Hardy-cross）法：该法首先按节点连续方程假设管段流量，然后根据平差理论计算每个环的校正流量，并忽略高次微量及邻环校正流量对本环流量的影响，这样，就可以一个环一个环地反复修正流量，直到所有的环都满足克契霍夫第一、第二定律。

该法如初始各管段的流量假设不当，不但试算次数增加，收敛速度慢，甚至产生数值摆动，不收敛。

2017年注册公用设备工程师（给水排水）《专业知识考试（上）》真题及详解一、单项选择题（共40题，每题1分。

每题的备选项中只有一个符合题意）1．管网漏损率与下列哪项无关？（）A．供水规模B．供水压力C．供水管材D．供水管径【参考答案】A【参考解析】城镇配水管网的漏损水量一般按照最高日用水量（供水量组成的1～3款）的10%～12%计算。

式中的10%～12%为管网漏损水量百分数，又称为漏损率，和供水规模无关，而与管材、管径、长度、压力和施工质量有关。

2．某城市为单水源统一给水系统，由一座水厂24小时供水，城市管网中无调节构筑物。

在该城市给水系统中的以下管道，哪一项应以最高日最高时供水量为计算依据确定管径？（）A．城市原水输入干管B．送水泵站至管网的清水输水管C．水厂消毒剂投加管D．水厂滤池进水总管【参考答案】B【参考解析】A选项，根据《室外给水设计标准》（GB 50013—2018）第7.1.2条规定，从水源至净水厂的原水输水管（渠）的设计流量，应按最高日平均时供水量确定，并计入输水管（渠）的漏损水量和净水厂自用水量。

从净水至管网的清水输水管道的设计流量，应按最高日最高时用水条件下，由净水厂负担的供水量计算确定。

因此，城市原水输水管时应依“最高日平均时流量＋输水管（渠）的漏损水量＋净水厂自用水量”确定管径。

B选项，城市管网中无调节构筑物时，二级泵站和从二级泵站到城市配水管网输水管的最大设计流量按照最高日最高时用水条件下由净水厂负担的供水量计算确定。

C选项，水厂消毒剂投加管的管径应按城市最高日平均时供水量、消毒剂的投加量和投加消毒剂的浓度或纯度计算得到。

D选项，水厂滤池进水总管应按最高日平均时供水量和水厂自用水量（如滤池的反冲洗水量、厂内生活和绿化用水量）确定。

3．为了保证输水管道在各种设计工况下运行时，管道不出现负压，下列哪项措施正确？（）A．应提高输水管道的输水压力B．应增大输水管道的管径C．应缩短输水管道的长度D．输水管道埋设在水力坡度线以上【参考答案】A【参考解析】A选项，题干中明确要求在各种工况下都不出现负压。

论管网平差理论与其在市政给水管网建设中的应用摘要排水管道是市政工程建设中重要的基础设施。

管网平差是给水规划确定管径的理论依据,平差对管网的改造、规划都有指导性的意义,如果节点流量分配合理,结合测压,有助于发现故障管道。

关键词市政工程;排水管道;管网平差管网平差是指在按初步分配流量确定管径的基础上,重新分配各管段的流量,反复计算,直到同时满足连续性(节点)方程组和能量(环)方程组的环状管网水力计算过程。

管网平差的计算适应于枝状管网、环状管网和混合管网,水源点可以是单个或多个的给水管网在不同计算工况、水头损失及节点方程算法等条件下的平差计算。

及时进行管网建模,及时监控和调整水压、规划管网,可以节省投资和运行成本。

1管网平差的基本原理、方法与意义管网是由看成节点的配水源和用水户及看成管段的管线组成的有向图,这些节点和管段均可用变量—流量qi和水头损失hi表示,即qi和hi(i=1,2,…,p)构成两个p维向量:q’=(q1,q2,…,qp)h’=(h1,h2,…,hp)管网中的实际水流情况应服从克契霍夫定律:克契霍夫第一定律(即连续性(节点)方程组):管网内任一节点的进、出流量的代数和为零。

即qi+∑qij=0。

克契霍夫第二定律(即能量(环)方程组):在任一环内,各管段的水头损失代数和为零。

即∑hij=0。

目前,常用的管网平差方法有:哈代·克罗斯法(Hardy-cross),牛顿·菜福逊(Newton-Raphson)法,线性理论法(Linear Theroy),有限元法(Finite-Element)和图论法。

管网平差计算可以自动简化管网,分配流量,计算水头损失,计算各节点水压,生成等水压线图和水压三维立体图,辅助决策,优化管径选择及日常调度。

管网管理方面,管网平差可以模拟管网的运行工况,制定更为科学、经济合理的调度方案并寻找季节性阀门经济开度;提供工况及事故预案,分析管网工程施工、阀门关闭方案,找出管网发生爆管、大漏水等事故发生位置,提出处理意见,分析工程及事故对用户用水的影响程度,提高供水服务业务水平;分析及诊断管网异常情况、开关阀门,摩阻突变和大规模给水系统中水打回笼等现象,提出解决办法;帮助指导检漏工作,通过模拟给水管网运行工况,与正常工况对比,找出漏水点;供水水质管理,通过模拟化学药品在管网中的扩散情况,实时反映管网水质情况并提供最佳处理方案,控制管网水质;规划、设计和改、扩建管网方面管网平差还可以为供水管网系统提供近、中、远期规划和各类小区规划;为供水管网系统设计提供最佳设计方案;分析现有管网的运行负荷,找出异常管段,在短时间内提供多种管网改、扩建方案并迅速将模拟状况显示出来,直观地反映各种方案的综合性价比,以利于找出最佳方案。