给水管网管网平差程序

平差准备：定节点地面标高，流量，控制点水压，定管长，管径。

（软件不自动调整管径）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－平差计算--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。

点击图面提取，全选图形，回车，输入h，回车，点击节点参数，在控制水压下面，第10个节点处输入根据泵的特性曲线方程求得的水压。

点击计算。

赋回图面，编写计算书。

14．平差－管段标注－输s，回车，再回车15．平差－节点标注－输s，回车，再回车（图形有重叠，自己调整）16．平差－管标注图例，平差－井标注图例17．平差－定消防流量－点着火节点，输入消防用水流量。

给水管网平差程序LOOP使用说明LOOP是一个功能十分强大的管网水力平差计算程序，可以计算大、中、小型环状和枝状管网，计算速度非常快，曾进行过我国许多城镇的管网设计水力计算。

该程序原为英文操作，经华东交通大学沃特科技有限公司()方永忠教授（yzhfang@）汉化，提供给国内同行使用，操作简便。

有疑问请通过Email进行咨询。

1、程序使用环境硬件要求：任何PC微机配打印机软件平台：DOS、WINDOWS2、数据准备（初用者请先跳过本条）在使用平差程序前，请准备好计算所需原始数据，包括总体数据、管段数据、节点数据、参考节点数据。

总体数据：工程名称——对管网工程的方案说明，不影响计算结果管段总数——最大值250节点总数——最大值200高峰因子——即节点流量的缩放系数，一般为1，见"详注1"最大水力坡度——即管段单位长度水头损失最大允许值，不影响计算结果，只是在计算结果中提出警告，一般取5~8，单位：千分之一（‰）最大流量修正值——本程序采用的是节点平差算法，此为平差的最大允许误差，值越小则计算精度越高，一般可采用0.01或更小，单位：升/秒管段数据包括：管段编号——正整数，1~250起始节点编号——正整数，1~200终到节点编号——正整数，1~200管段长度——正整数，单位：米管段直径——正整数，单位：毫米管内壁粗糙系数——海曾?威廉公式中的C系数节点数据包括：节点编号——正整数，1~200节点流量给定方式（FIX）——通常为0表示不节点流量不固定，1表示节点流量固定，见"详注1"节点流量——流入节点流量为正值，流出节点流量为负值（与我国规定相反），单位：升/秒，见"详注2" 、"详注3"节点地面高程——节点海拔标高，单位：米参考节点（即水头已知、流量未知的节点，见"详注3"）数据：节点编号——正整数，1~200节点水头——已知的节点水头海拔标高，单位：米详注1：为了便于多工况水力平差计算，本程序采用两种方式给定节点流量，即固定式和不固定式，固定式：在节点数据中直接给出节点流量，非固定式：节点数据中给出的节点流量先与高峰因子相乘（比例缩放）后再参与平差计算。

• EPANET必须有水库或水池作水源才能平差，应该 在EPANET删除原来水源处的节点，画水源（水库 或水池）；
• 并补画出输水管（并设置管径、管长，双管也可 以的，只是会重叠）
可以通过界面右侧“浏览器”选择元素（特别是双 输水管重合时），编辑属性
设置节点属性
列表显示、核对属性
4.4点运行平差
• 注意：EPANET中管网图自动编号与原管网图编号 不一致，注意对应关系
• 4.3管段、节点属性设置
• 管段：管径输入、管长核对（管段初始流量不需 要输入）
• 节点：节点流量输入（“基本需水量”，节点流 量流出则表示需水，为正，流入则为负）
• 节点标高，如没有数据，均可按0，不影响平差
• 水源与输水管：
• 例子：《给水工程(第四版，严煦世）》 P56页例题；
• 平差前要求：计算节点流量、初分管段流 量，确定经济管径,已把管网图采用CAD画 出（模拟真实工程项目）；
平差计算举例：管网如图，高日高时流量 219.8L/s。
《给水工程》，P56页(软件平差，只需要节点流量、管段初始 流量、管长、管径等数据即可，上图已含有手工平差结果，可 以与软件平差后比较）
本例中为了核对方便，每个管径对应的图层设置了不同颜色，实 际可以不采用此种做法（管径多，颜色多，容易眼花缭乱）
2.转换成inp文件
利用dxf2epa软件打开dxf文件（CAD转换成dxf以后 要关闭掉这个dxf文件，再转换，否则不能读入文件， 出现空白）
选择各管线管径对应的图层
节点合并
识别节点时，小于一定Drawing Units的节点(例如5、10）， 合并成一个； 复选框：计算管长
• 3.1.2流量单位、水头 损失公式设置

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。

管网平差全过程计算机自动化实践——从数据收集到成果完成摘要：本文结合实例，论述了计算机自动实现管网平差从数据收集到成果完成。

大大提高了设计效率和质量，优化了管网规划方案。

同时也探索下一阶段结合人工智能设计、大数据应用，使管网规划在城市发展建设中具有更强的适应性和指导性。

关键词：管网平差软件实践一、前言管网平差是管网计算中较复杂、工作量较大的一项工作，是给排水工程师进行管网规划设计中必须进行的一项重要工作。

其主要内容是对城市或者区域的管网进行优化计算，从而使管网的布置建设最合理、经济、安全。

二、管网平差的基本计算方法目前管网平差基本计算方法有：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）和图论法等。

哈代·克罗斯法应用的时间比较长，有大量开放代码的计算程序可以选用，本文中在计算阶段也采用了该方法。

三、存在问题及分析1、工作量大的问题管网平差是基于试算，通过不断优化管径、平衡管网水头损失，最终到达合理布置泵房、管道以及选择管径、管材等。

这一过程中，随着计算机的在设计计算里的应用，管网平差计算软件也越来越多，计算方面的工作量有所减轻。

但在实际工作中，管网平差需要大量管道数据的整理输入，并不断修改管径数据以及调整泵站位置，然后再进行管网平差计算，不断重复这一过程，最终得到合理、经济、安全的管网、泵站布置方案。

除了计算方面的工作量外，其它数据整理、输入以及绘图、修改等工作量也很大。

按照经验，这些工作占到整个管网平差工作的80%以上。

并且在调整修改数据过程中容易出错，一旦出现错误，检查和调整的工作量也比较大，直接影响平差计算及其成果输出的质量。

2、管网设计不合理的问题目前在管网设计的实际工作中，很少进行详细的管网平差计算和方案比较，一般是根据预测流量的情况，依经验确定管径分布。

给⽔管⽹平差结果给⽔管⽹平差⼀、平差基本数据1、平差类型：反算⽔源压⼒。

2、计算公式：柯尔－勃洛克公式I=λ*V^2/(2.0*g*D)1.0/λ^0.5=-2.0*lg[k/(3.7*D)+2.5/(Re*λ^0.5)]Re=V*D/ν计算温度：10 ，ν=0.0000013、局部损失系数：1.204、⽔源点⽔泵参数：⽔源点⽔泵杨程单位(m)，⽔源点⽔泵流量单位:(⽴⽅⽶/⼩时)⽔源节点编号流量1 扬程1 流量2 扬程2 流量3 扬程3⼆、节点参数节点编号流量(L/s) 地⾯标⾼(m) 节点⽔压(m) ⾃由⽔头(m)1 0.521 140.000 170.322 30.3222 -115.740 140.000 171.497 31.4973 6.544 140.000 170.342 30.3424 5.746 140.000 171.120 31.1205 1.389 140.000 169.777 29.7776 10.743 140.000 170.067 30.0677 11.814 140.000 169.717 29.7178 1.505 140.000 169.160 29.1609 6.544 140.000 169.522 29.52210 1.853 140.000 169.072 29.07211 8.165 140.000 169.243 29.24312 10.192 140.000 169.242 29.24213 2.345 140.000 168.000 28.00014 0.579 136.000 168.985 32.98515 8.893 136.000 169.011 33.01116 6.023 136.000 169.013 33.01317 11.962 136.000 168.897 32.89718 1.476 136.000 168.554 32.55419 12.498 136.000 168.893 32.89320 1.389 136.000 168.602 32.60221 2.316 136.000 167.692 31.69222 3.243 136.000 165.822 29.822三、管道参数管道编号管径(mm) 管长(m) 流量(L/s) 流速(m/s) 千⽶损失(m) 管道损失(m)1-3 100 90.0 0.521 0.092 0.218 0.0202-4 315 46.1 115.740 1.637 8.172 0.3773-7 315 540.0 40.102 0.567 1.157 0.625 3-4 315 500.0 47.167 0.667 1.556 0.778 4-6 315 400.0 62.827 0.889 2.633 1.053 5-6 100 240.0 1.389 0.245 1.209 0.290 6-7 225 725.0 11.452 0.288 0.482 0.350 6-9 315 490.0 39.242 0.555 1.112 0.545 7-12 315 455.0 37.888 0.536 1.043 0.475 8-9 100 260.0 1.505 0.265 1.394 0.362 9-11 315 380.0 31.193 0.441 0.733 0.278 10-7 100 320.0 1.853 0.327 2.016 0.645 11-12 225 460.0 0.492 0.012 0.002 0.001 11-15 315 570.0 22.536 0.319 0.407 0.232 12-13 100 405.0 2.345 0.413 3.068 1.242 12-16 315 440.0 25.843 0.366 0.521 0.229 14-15 100 100.0 0.579 0.102 0.262 0.026 15-16 225 200.0 1.174 0.030 0.009 0.002 15-19 315 665.0 14.237 0.201 0.179 0.119 16-17 315 400.0 18.647 0.264 0.290 0.116 17-22 100 560.0 3.243 0.572 5.491 3.075 18-17 100 255.0 1.476 0.260 1.346 0.343 19-21 100 400.0 2.316 0.408 3.000 1.200 19-17 315 850.0 1.966 0.028 0.006 0.005 20-19 100 240.0 1.389 0.245 1.209 0.290 四、管⽹平差结果特征参数⽔源点2: 节点流量(L/s):-115.740 节点压⼒(m):171.50最⼤管径(mm):315.00 最⼩管径(mm):100.00最⼤流速(m/s):1.637 最⼩流速(m/s):0.012⽔压最低点22, 压⼒(m):165.82 ⾃由⽔头最低13, ⾃由⽔头(m):28.00第六章给⽔管⽹设计（⼀）教学要求1、了解相关的基本概念；2、熟练掌握给⽔管⽹的设计计算⽅法和步骤；（⼆）教学内容1、沿线流量和节点流量计算2、管段流量分配3、初拟管径4、平差计算5、泵站扬程与⽔塔⾼度设计；6、管⽹校核；（三）重点：沿线流量和节点流量计算，环状管⽹设计计算的理论、步骤及平差⽅法和管⽹校核。

工业与信息化
TECHNOLOGY AND INFORMATION
某县城供水管网管网平差分析
文昌淑 贵州水利水电职业技术学院 贵州 贵阳 551416
摘 要 以某县城管网工程中配水管网的管网平差为实例，简析了管网平差的计算过程、计算结果及作用。 关键词 配水管网；管网平差；管网布置
引言 城市供水是城市基础设施的重要组成部分，是城市经济发
管径
(米) 0.35 0.35 0.35 0.4 0.3 0.5 0.4 0.5 0.4
流速
(米/秒) 0.907 0.908 1.055 1.113 0.432 0.913 0.590 1.073 1.271
流量
(升/秒) 87.28 87.34 101.46 139.9 30.57 179.21 74.14 210.62 159.77
点计算数据，对于不合理的管段进行调整，修改管径，再进行
平差，直至满足要求，再标注节点及标注管道，最后导出并保
存计算书，整理平差图纸。消防校核时需定义着火点：根据管
网服务人口确定同时着火点及消防用水量，一般选取最不利点
校核中的最不利点为一个着火点，其余的可选取大用户点为一 处着火点[2]。经平差计算，在城区控制点以内的区域，最大用
2.2 平差步骤 （1）图纸整理。打开天正管线软件，进行管网总平面布 置图绘制及图纸整理。主要包括：绘制管线、清除重复管线、 检查未连接管线等，再进行关联管网。注意事项：图形整理时 需要对管网进行简化；管线一定要连接上，若存在未连接管段 会导致管网关联不上。 （2）管网定义。包括定义集中流量、水源点及水源点流
（1）
式中，hf-沿程水头损失，m；v-流速，m/s；L-管段长度，m； D-管段直径，m；g-重力加速度，m/s2；λ-沿程阻力系数。其 中沿程阻力系数λ的计算采用海曾-威廉公式计算。

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。

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）
精品
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205（这是 为了使输水管总长为410） 9． 平差－定节点流量－定管供水类型 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H 12． 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24，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。点击图 面提取，全选图形，回车，输入h，回车，点击节点参数，在控制 水压下面，第10个节点处输入根据泵的特性曲线方程求得的水压。 点击计算。赋回图面，编写计算书。 14． 平差－管段标注－输s，回车，再回车 15． 平差－节点标注－输s，回车，再回车 16． 平差－管标注图例，平差－井标注图
•
5-4 250 700.0 32.604 0.619 2.269 1.588
•
5-2 150 400.0 2.441 0.128 0.219 0.088
•
6-5 300 850.0 68.028 0.896 3.642 3.096
•
6-3 300 400.0 53.178 0.700 2.309 0.924
（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。6和10节点间有两条管线

第 5章
给水管网水力分析和计算
1
第 5章
给水管网水力分析
5.1 给水管网水力分析基础
• 给水管网中有两类基本水力要素：流量与水头，包 括管段流量、节点流量、管段压降（损失水头）、 节点水头等。它们之间的关系反映了给水管网的水 力特性。 • 当给水管网各管段特性已知且处于恒定流状态时， 流量与水头两类要素的关系由恒定流方程组确定。 • 在这种情况下，只要适当的给出部分流量和水头值， 其它流量与水头值可以由恒定流方程组解出。
• h2 h6 h5 h8 0
h3 h7 h9 h6 0
(5.14)
式中 • h10 H 7 , h11 H8 ，所以上式中第一个 虚环能量方程就是式（5.9）所表示的定压节 点间路径能量方程。
• 引入虚环后，管网的环数为
L/ L R 1
(5.15)
(7) (8) -q1+q2+q5+Q1=0（1） -q2+q3+q6+Q2=0 （2） Q7 -q3-q4+q7+Q3=0 （3） -q5+q8+Q4=0 （4） Q8 -q6-q8+q9+Q5=0 （5） -q7-q9+Q6=0 （ 6） q1+Q7=0 （ 7） q4+Q8=0 （ 8） (4.6)
• 式中 sfi—管段i之管道摩阻系数；
6
• smi—管段i之管道局部阻力系数； • spi—管段i泵站内部阻力系数。 • 将式（5.1）代入管段能量方程组（式4.15） 得： H Fi H Ti si qi qi n 1 hei
•
i=1,2,3…,M (5.2) • 其中，si、hei、n必须为已知量，对于不设泵 站且忽略局部阻力的管段，管段能量方程可简 化 n 1 为： H H sq q

2 i1— 2 aKq1— 2 41.85 1.097 0.01164 2 0.00617
树状网计算例题
支管各管段的水力计算
• 参照水力坡度和流量选定支线各管段的管径时， 应注意市售标准管径的规格，还应注意支线各管 段水头损失之和不得大于允许的水头损失，例如 支线4—5—6—7的总水头损失为3.28m，而允许的 水头损失按支线起点（H4）和终点（H7）的水压 标高差计算为H4－H7 =24.95－(16+5)=3.95m，符 合要求，否则须调整管径重行计算，直到满足要 求为止。由于标准管径的规格不多，可供选择的 管径有限，所以调整的次数不多。
n -1
F1 q1 , q 2 , , q h 0
q i 项，两环解过程
分配流量得各管段的初步流量q i0 值，分配时须满足节点流量平衡的要求，由 此流量按经济流速v e 选定管径D。 然后对初步分配的管段流量q i0 增加校正流量q i 再将q i0 q i 代入式 F2 q g , q g 1 , , q j 0 FL q m , q m 1 , , q p 0 计算，目的是使管段流量逐步趋于实际流量。代入得： F1 q1 , q 2 , , q h 0
• • • •
树状网计算例题
干管各管段的水力计算

干管各管段管径D和流速v的确定
4q 确定流速v， 2 D 查表5 — 1，看v是否在经济流速范围内，如果是，则所选定的D、v合理； 首先根据流量并参照标准管径选定一个管径D，然后由v 如果否，则重新选定D，在看一下新计算所得的v是否符合表5 — 1 内的经济流速， 直至符合为止。这里我们可以看出，对一每一个管段，可能不止一个D、v组合满足 表5 — 1中队经济流速的要求。 如管段1 — 4，表6 — 3中所选管径为300mm ，如我们选择管径D 350mm ，则此时 v 3.14 0.35 4 0.03063

1 定义给水管
在【平差】里面选择【定义给水管】，选择对象后回车, 定义成功所选线会变成黄色。

2 平差数据准备
2.1 定地面标高
在【平差】里面选择【定地面标高】-输入X后回车执行【选择定义】命令,选择
对象节点后回车输入高程进行定义。

2.2 定义节点流量
在【平差】里面选择【定节点流量】中的【定集中流量】,选择对象节点后回车输入流量进行定义。

2.3 确定管道直径
在【平差】里面选择【定义管径】,选择对象管道后回车,选择相应管径后确认。

2.4 定消防流量
在【平差】里面选择【定消防流量】,选择对象节点后输入流量值后回车
2.5 定义事故管。

在【平差】里面选择【定义事故管】选择对象管道后回车。

2.6节点水压
在【平差】里面选择【节点水压】选择对象节点后输入水压数值后回车。

2.7 定最大转输流量
在【平差】里面选择【定最大转输流量】选择对象节点后回车，输入流量数值后回车。

3平差计算
在【平差】里面选择【平差计算】，
通过【图面提取】框选已经进行平差数据准备的管段后回车，然后点【计算】，计算成功后点【写计算书】编写计算书。

再点【赋回图面】将计算结果赋回图面。

平差顺时针为正管长管径流量1水头损失1校正流量1 6234001~251.540.290.299574001~547.310.380.386242504~527.950.92-0.929595002~495.710.47-0.47#DIV/0!-0.72 4.90#DIV/0!#DIV/0!6242505~427.950.920.929743505~766.75 1.40 1.409744004~983.83 1.11-1.116241509~726.7810.21-10.21#DIV/0!-9.019.63#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!6241507~926.7810.2110.219422007~1362.6718.3418.349423509~1272.41 1.57-1.5762430012~1388.64 3.20-3.20#DIV/0!23.77-16.75#DIV/0!#DIV/0!62430013~1288.64 3.20 3.2082340013~1516.650.05-0.0582325012~1637.99 2.14-2.1462425016~1549.44 2.64-2.64#DIV/0!-1.62 4.44#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!3997002~2.5151.860.090.099595002~495.710.470.478996002.5~3185.610.62-0.625753003~423.440.25-0.25#DIV/0!-0.31 4.78#DIV/0!#DIV/0!5753004~323.440.250.259744004~983.83 1.11 1.119746003~10156.890.49-0.4957520010~922.64 1.70-1.70#DIV/0!-0.83 3.12#DIV/0!#DIV/0!5752009~1022.64 1.70 1.709423509~1272.41 1.57 1.5794250010~11128.270.80-0.8057530011~1261.33 1.49-1.49#DIV/0!0.98-3.06#DIV/0!#DIV/0!57530012~1161.33 1.49 1.49 82325012~1637.99 2.14 2.14 82335011~1761.32 1.01-1.01 57535017~1657.960.63-0.631.99-7.15顺时针为正顺时针为正流量2水头损失2校正流量2流量3水头损失3校正流量356.440.340.3462.010.410.4152.210.450.4557.780.550.5532.69 1.23-1.2317.930.40-0.4095.600.47-0.4793.920.46-0.46-0.90 5.580.10-0.7532.69 1.23 1.2317.930.400.4076.38 1.79 1.7967.20 1.41 1.4177.320.96-0.9687.58 1.21-1.210.400.000.00 4.530.38-0.382.06-9.180.23-0.660.400.000.00 4.530.380.3845.9210.3110.3140.888.318.3186.10 2.16-2.1687.79 2.24-2.24109.83 4.77-4.77110.65 4.83-4.833.38-5.04 1.62-2.10109.83 4.77 4.77110.65 4.83 4.8312.210.03-0.0316.430.05-0.0526.40 1.09-1.0929.09 1.30-1.3045.00 2.22-2.2249.22 2.62-2.621.43-4.230.86-2.42156.640.090.09160.540.100.1095.600.470.4793.920.460.46180.830.59-0.59176.930.57-0.5721.780.22-0.2218.960.17-0.17-0.25 3.89-0.18 3.0821.780.220.2218.960.170.1777.320.960.9687.58 1.21 1.21153.770.47-0.47152.690.47-0.4716.460.94-0.9412.030.53-0.53-0.24 1.080.38-1.9916.460.940.9412.030.530.5386.10 2.16 2.1687.79 2.24 2.24131.330.83-0.83134.680.87-0.8757.24 1.31-1.3159.06 1.39-1.390.96-3.350.50-1.95 57.24 1.31 1.3159.06 1.39 1.3926.40 1.09 1.0929.09 1.30 1.3068.47 1.24-1.2470.00 1.29-1.2965.110.79-0.7966.640.82-0.820.38-1.530.59-2.27顺时针为正顺时针为正流量4水头损失4校正流量4流量5水头损失561.260.400.4060.990.390.3957.030.540.5456.760.530.5318.010.41-0.4116.830.36-0.3697.740.49-0.4998.980.50-0.500.04-0.270.0618.010.410.4116.830.360.3666.54 1.39 1.3965.08 1.33 1.3386.25 1.17-1.1786.33 1.17-1.173.100.19-0.19 3.610.25-0.250.44-1.460.273.100.190.19 3.610.250.2538.787.547.5437.837.207.2087.94 2.25-2.2586.93 2.20-2.20110.33 4.81-4.81109.71 4.76-4.760.67-0.940.49110.33 4.81 4.81109.71 4.76 4.7618.850.06-0.0620.420.07-0.0729.24 1.32-1.3229.07 1.30-1.3051.64 2.86-2.8653.21 3.03-3.030.57-1.570.36163.620.100.10164.580.100.1097.740.490.4998.980.500.50173.850.55-0.55172.890.54-0.5413.890.10-0.1011.550.07-0.07-0.050.96-0.0113.890.100.1011.550.070.0786.25 1.17 1.1786.33 1.17 1.17154.680.48-0.48156.060.49-0.4912.070.53-0.5311.500.48-0.480.26-1.380.2712.070.530.5311.500.480.4887.94 2.25 2.2586.93 2.20 2.20136.630.90-0.90138.580.92-0.9258.74 1.38-1.3858.95 1.39-1.390.51-1.950.38 58.74 1.38 1.3858.95 1.39 1.39 29.24 1.32 1.3228.82 1.28 1.28 72.27 1.37-1.3774.01 1.43-1.43 68.910.87-0.8770.650.92-0.920.45-1.740.32顺时针为正顺时针为正校正流量5流量6水头损失6校正流量6流量7水头损失760.480.390.3960.030.380.3856.250.520.5255.800.510.5116.490.35-0.3516.260.34-0.3499.600.51-0.5199.700.51-0.51-0.510.06-0.460.0516.490.350.3516.260.340.3464.23 1.30 1.3063.55 1.27 1.2785.68 1.16-1.1685.09 1.14-1.143.780.27-0.27 3.990.30-0.30-0.850.22-0.680.173.780.270.27 3.990.300.3037.15 6.96 6.9636.68 6.80 6.8086.13 2.17-2.1785.37 2.13-2.13109.41 4.73-4.73109.21 4.72-4.72 -0.690.34-0.470.25 109.41 4.73 4.73109.21 4.72 4.7221.400.07-0.0722.080.08-0.0828.81 1.28-1.2828.56 1.26-1.2654.19 3.13-3.1354.87 3.20-3.20-0.980.25-0.670.17 164.690.100.10164.340.100.1099.600.510.5199.700.510.51172.780.54-0.54173.130.55-0.559.940.05-0.059.020.04-0.040.110.02-0.350.029.940.050.059.020.040.0485.68 1.16 1.1685.09 1.14 1.14157.560.50-0.50158.840.50-0.5011.510.48-0.4811.550.49-0.49-1.500.23-1.280.1911.510.480.4811.550.490.4986.13 2.17 2.1785.37 2.13 2.13140.070.94-0.94141.300.95-0.9559.20 1.40-1.4059.51 1.41-1.41 -1.490.31-1.230.2559.20 1.40 1.4059.51 1.41 1.4128.56 1.26 1.2628.31 1.24 1.2475.26 1.47-1.4776.17 1.51-1.5171.900.95-0.9572.810.97-0.97 -1.240.24-0.920.18顺时针为正校正流量7流量8水头损失8校正流量8流量9水头损失959.610.380.3859.250.3755.380.510.5155.020.5016.160.33-0.3316.100.3399.610.51-0.5199.440.51-0.410.04-0.3616.160.330.3316.100.3363.03 1.26 1.2662.61 1.2484.52 1.13-1.1384.03 1.124.160.32-0.32 4.300.34-0.520.14-0.414.160.320.32 4.300.3436.32 6.68 6.6836.05 6.5984.73 2.10-2.1084.20 2.08109.09 4.71-4.71109.02 4.70 -0.350.20-0.27109.09 4.71 4.71109.02 4.7022.550.08-0.0822.890.0828.36 1.24-1.2428.19 1.2355.34 3.25-3.2555.68 3.29-0.470.13-0.34163.830.100.10163.300.1099.610.510.5199.440.51173.640.55-0.55174.170.558.440.04-0.048.060.03-0.510.02-0.538.440.040.048.060.0384.52 1.13 1.1384.03 1.12159.920.51-0.51160.830.5211.650.50-0.5011.750.50-1.090.16-0.9011.650.500.5011.750.5084.73 2.10 2.1084.20 2.08142.290.97-0.97143.100.9859.82 1.43-1.4360.12 1.44 -0.990.21-0.8059.82 1.43 1.4360.12 1.4428.11 1.22 1.2227.94 1.2176.85 1.53-1.5377.36 1.5573.490.99-0.9974.00 1.00 -0.680.13-0.51顺时针为正顺时针为正校正流量9流量10水头损失10校正流量10流量110.3758.950.370.3758.690.5054.720.500.5054.46-0.3316.080.33-0.3316.07 -0.5199.260.50-0.5099.090.04-0.310.03-0.260.3316.080.330.3316.071.2462.28 1.23 1.2362.02-1.1283.62 1.11-1.1183.28 -0.34 4.410.36-0.36 4.510.11-0.330.09-0.270.34 4.410.360.36 4.516.5935.84 6.51 6.5135.67-2.0883.77 2.06-2.0683.42 -4.70108.97 4.70-4.70108.950.15-0.210.12-0.174.70108.97 4.70 4.70108.95-0.0823.150.09-0.0923.34 -1.2328.06 1.22-1.2227.96 -3.2955.94 3.32-3.3256.130.09-0.260.07-0.190.10162.820.100.10162.390.5199.260.500.5099.09-0.55174.650.55-0.55175.08 -0.037.810.03-0.037.630.02-0.490.02-0.420.037.810.030.037.631.1283.62 1.11 1.1183.28-0.52161.570.52-0.52162.17 -0.5011.840.51-0.5111.930.13-0.740.11-0.600.5011.840.510.5111.932.0883.77 2.06 2.0683.42-0.98143.740.98-0.98144.26-1.4460.38 1.45-1.4560.600.17-0.650.13-0.521.4460.38 1.45 1.4560.60 1.2127.81 1.20 1.2027.71 -1.5577.74 1.56-1.5678.04 -1.0074.38 1.01-1.0174.68 0.10-0.390.08-0.30顺时针为正顺时针为正水头损失11校正流量11流量12水头损失12校正流量120.370.3758.480.360.360.490.4954.250.490.490.33-0.3316.070.33-0.330.50-0.5098.950.50-0.500.03-0.210.02-0.180.330.3316.070.330.331.22 1.2261.80 1.21 1.211.10-1.1083.01 1.09-1.090.38-0.38 4.590.39-0.390.07-0.210.06-0.170.380.38 4.590.390.396.46 6.4635.53 6.41 6.412.04-2.0483.13 2.03-2.034.70-4.70108.94 4.69-4.690.10-0.140.08-0.114.70 4.70108.94 4.69 4.690.09-0.0923.490.09-0.091.21-1.2127.87 1.21-1.213.34-3.3456.28 3.36-3.360.05-0.150.04-0.120.100.10162.040.100.100.500.5098.950.500.500.56-0.56175.430.56-0.560.03-0.037.490.03-0.030.02-0.360.01-0.300.030.037.490.030.031.10 1.1083.01 1.09 1.090.52-0.52162.660.53-0.530.52-0.5212.000.52-0.520.09-0.490.07-0.400.520.5212.000.520.522.04 2.0483.13 2.03 2.030.99-0.99144.68 1.00-1.001.46-1.4660.79 1.47-1.470.11-0.420.09-0.341.46 1.4660.79 1.47 1.471.19 1.1927.62 1.19 1.191.58-1.5878.28 1.58-1.581.01-1.0174.92 1.02-1.020.06-0.230.05-0.18顺时针为正顺时针为正流量13水头损失13校正流量13流量14水头损失14校正流量1458.300.360.3658.160.360.3654.070.480.4853.930.480.4816.070.33-0.3316.070.33-0.3398.830.50-0.5098.730.50-0.50#DIV/0!0.02-0.14#DIV/0!0.01-0.12#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!16.070.330.3316.070.330.3361.63 1.20 1.2061.49 1.20 1.2082.78 1.09-1.0982.60 1.08-1.084.660.40-0.40 4.710.41-0.41#DIV/0!0.05-0.14#DIV/0!0.04-0.11#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!4.660.400.40 4.710.410.4135.43 6.38 6.3835.34 6.35 6.3582.90 2.02-2.0282.72 2.01-2.01108.93 4.69-4.69108.92 4.69-4.69#DIV/0!0.06-0.09#DIV/0!0.05-0.07#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!108.93 4.69 4.69108.92 4.69 4.6923.610.09-0.0923.700.09-0.0927.81 1.20-1.2027.75 1.20-1.2056.40 3.37-3.3756.49 3.38-3.38#DIV/0!0.03-0.09#DIV/0!0.03-0.07#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!161.740.100.10161.500.100.1098.830.500.5098.730.500.50175.730.56-0.56175.970.56-0.567.390.03-0.037.310.03-0.03#DIV/0!0.01-0.24#DIV/0!0.01-0.20#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!7.390.030.037.310.030.0382.78 1.09 1.0982.60 1.08 1.08163.060.53-0.53163.380.53-0.5312.060.53-0.5312.110.53-0.53#DIV/0!0.06-0.32#DIV/0!0.05-0.26#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!12.060.530.5312.110.530.5382.90 2.02 2.0282.72 2.01 2.01145.02 1.00-1.00145.29 1.00-1.0060.94 1.48-1.4861.07 1.48-1.48#DIV/0!0.07-0.27#DIV/0!0.06-0.22#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!60.94 1.48 1.4861.07 1.48 1.4827.56 1.18 1.1827.50 1.18 1.1878.46 1.59-1.5978.61 1.60-1.6075.10 1.03-1.0375.25 1.03-1.030.04-0.150.03-0.12顺时针为正流量15水头损失15校正流量15流量16水头损失1658.040.360.3657.950.3653.810.480.4853.720.4816.070.33-0.3316.080.3398.650.50-0.5098.590.50#DIV/0!0.01-0.10#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!16.070.330.3316.080.3361.38 1.20 1.2061.28 1.1982.45 1.08-1.0882.34 1.074.750.42-0.42 4.790.42#DIV/0!0.03-0.09#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!4.750.420.42 4.790.4235.27 6.32 6.3235.21 6.3082.57 2.00-2.0082.45 2.00 108.92 4.69-4.69108.92 4.69 #DIV/0!0.04-0.06#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0! 108.92 4.69 4.69108.92 4.6923.770.09-0.0923.830.0927.71 1.19-1.1927.67 1.1956.56 3.39-3.3956.62 3.40#DIV/0!0.02-0.06#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0! 161.300.100.10161.140.1098.650.500.5098.590.50 176.170.56-0.56176.330.567.250.03-0.037.200.03#DIV/0!0.01-0.16#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#VALUE!7.250.030.037.200.0382.45 1.08 1.0882.34 1.07 163.640.53-0.53163.850.5312.150.54-0.5412.180.54#DIV/0!0.04-0.21#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!12.150.540.5412.180.5482.57 2.00 2.0082.45 2.00 145.51 1.01-1.01145.69 1.0161.17 1.49-1.4961.26 1.49#DIV/0!0.05-0.18#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!#DIV/0!61.17 1.49 1.4961.26 1.49 27.46 1.17 1.1727.43 1.17 78.72 1.60-1.6078.82 1.60 75.36 1.03-1.0375.46 1.030.02-0.09。

解节点方程管网平差程序的开发与应用摘要：给水管网力计算是以解管段方程、解环方程和解节点方程为基础，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。

关键词：节点方程管网平差开发与应用1引言给水管网力计算是以解管段方程、解环方程和解节点方程为基础，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。

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基础上发展而成的，计算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，且初分值不合理会导致迭代算法不收敛。

为此，本文基于解节点方程的算法原理及管网数据结构的特征，研究了正定稀疏矩隈的变带宽紧缩贮存技术，运用FORTRAN语言编制了程序，并结合实例进行了应用和验算。

2解节点方程的有理与方法2.1节点方程根据管段压降方程，Hi-Hj=Sijq2ij,将管段流量用水压表示，qij=sign(Hi-Hj)(│Hi-Hj│÷Sij）1/2，代入连续性方程，即得出节点方程，Q+∑sign(Hi-Hj)(│Hi-Hj│÷Sij）1/2=0式中Qi—i节点的耗水量或水源供水量（即节点流量）；HiHj——i,j节点的水压；Sij——i,j管段的摩阻。

若管网节点数为M，则独立的节点方程数为M-1。

2.2节点方程的线性化节点方程是以节点压力未知量的非线性方程组，令Cij=1/(Sij│qij│),qij的初值可用程序中所示的经验公式确定，则节点方程可化为，Q+∑Cij(Hi-Hj)=0，这是一个线性方程组，可用迭代法或牛顿法求解，程序中采用的迭代法。

2.3线性方程系数矩阵的存贮根据管网图形拓扑结构可知，以上线性方程的系数矩阵为对称正定稀疏矩阵，矩阵元素中大部分为0，节点数越多，稀疏性越明显。

给水管网平差使用方法
1、初分流量、选管径，形成数据文件
（1）数据单位：长度——米；管径——毫米；
水量——升/秒；流速——米/秒。

（2）流量的正负号：顺时针为正，逆时针为负。

（3）编号：进行环的编号，外环（无邻环）编号为21。

例如：
2、编辑录入数据（1）打开QE执行文件，进入编辑器，然后输入文件名（不带后缀）进入输入数据状态。

（2）输入、修改数据。

数据输入顺序：最小闭合差环数
管段数
管长管径流量邻环数
输入结束后按F2存盘，按ＡＬＴ＋Ｘ退出
（1）
（2）
输入结束后按F2存盘，按ＡＬＴ＋Ｘ退出
3、数据运行
在DOS状态下，按路径打开gspc空格文件名运行平差。

若不运行或出现死循环，则录入数据出现错误。

例如：
注意路径：我把QE和GSPC都存在了C盘的documents and settings中的yxj文件夹中。

后面的yxj是我录入数据的文件名。

l常见错误:
（1）忘记输入文件名或带后缀；
（2）环数或管段数与实际不符；
（3）编号错误；
（4）少空格（数据不足）。

4、查看运行结果
打开QE执行文件进入编辑器，敲入文件名*．ｏｕｔ察看结果。

在文件夹中同时出现
打开后，即为平查结果。

某市供水管网平差计算书第一部分最高日最高时平差一、平差基本数据1、平差类型：最不利点校核。

2、计算公式：海曾威廉公式V=0.44*C*(Re/C)^0.075*(g*D*I)^0.5Re=V*D/ν计算温度：13 ，ν=0.0000013、局部损失系数：1.20水源点1: 节点流量(L/s):-601.680 节点压力(m):855.78水源点2: 节点流量(L/s):-412.950 节点压力(m):872.84水源点3: 节点流量(L/s):-587.280 节点压力(m):798.61最大管径(mm):700.00 最小管径(mm):150.00最大流速(m/s):5.099 最小流速(m/s):0.012水压最低点104, 压力(m):782.29 自由水头最低8, 自由水头(m):28第二部分供水管网消防时平差一、平差基本数据1、平差类型：消防校核。

2、计算公式：海曾威廉公式V=0.44*C*(Re/C)^0.075*(g*D*I)^0.5Re=V*D/ν计算温度：13 ，ν=0.0000013、局部损失系数：1.20二、节点参数三、管道参数四、管网平差结果特征参数水源点1: 节点流量(L/s):-601.680 节点压力(m):855.78水源点2: 节点流量(L/s):-412.950 节点压力(m):872.84水源点3: 节点流量(L/s):-587.280 节点压力(m):798.61最大管径(mm):700.00 最小管径(mm):150.00最大流速(m/s):5.099 最小流速(m/s):0.012水压最低点104, 压力(m):782.29 自由水头最低8, 自由水头(m):18.129第三部分供水管网事故时平差一、平差基本数据1、平差类型：事故校核。

2、计算公式：海曾威廉公式V=0.44*C*(Re/C)^0.075*(g*D*I)^0.5Re=V*D/ν计算温度：13 ，ν=0.0000013、局部损失系数：1.20三、管道参数四、管网平差结果特征参数水源点1: 节点流量(L/s):-421.176 节点压力(m):855.78水源点2: 节点流量(L/s):-289.065 节点压力(m):872.84水源点3: 节点流量(L/s):-411.096 节点压力(m):798.61最大管径(mm):700.00 最小管径(mm):150.00 最大流速(m/s):4.587 最小流速(m/s):0.002水压最低点125, 压力(m):795.76 自由水头最低8, 自由水头(m):31.016。