城市供水调度工作中供水管网水力模型系统的应用

经 加压 后 供 给 Ｂ和 Ｄ 工业 园 区平 均 约 ２万 ｍ ３ ／ ｄ的用 接人 Ａ工 业 同 区 ． 与原 Ｄ Ｎ８ ０ ０管道 共 同负责 Ａ、 Ｂ、 Ｃ、
Ｅ工 业 园 区的用水 供 给 。同时 在该 管道 上 ｂ处接 出 水 需求 。 在 Ｅ、 Ｆ工 业 园区交界处 ａ ， 由Ｄ Ｎ８ ０ ０管 道上 分 Ｄ、
为验 证 管 网规 划 是 否合 理 。 按 照 规 划 方案 进 行 模 模 拟 结果显 示 ， 各工 业 园 区水 量划 ． 到 ２ ０ １ ７年 年底 ， Ａ、 Ｃ工 业 拟 各工 业 园 区供 水 管道及 模 拟压 力如 表 １ 所示 。
关键词 ： 管 网规 划 ； 水力模型 ； 模 型 应 用
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｕ ９ ９ １ ． Ｏ １ 文献标志码 ： Ｂ 文章编号 ： １ ０ ０ ９ — ７ ７ ６ ７ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ６ — ０ １ ０ １ — ０ ２
Ａｐｐｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｈｙ ｄｒ ａ ｕｌ ｉ ｃ Ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ Ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｓ ｕｐｐ ｌ ｙ Ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ Ｐｌ ａ ｎｎ ｉ ｎｇ
３ ． 天 津 自来 水 集 团有 限 公 司 ． 天津 ３ ０ ０ ０ ４ ０ ）
摘 要 ： 为 验 证 Ａ 市某 新 建 Ｔ 业 区供 水 管 网 规 划 是 否 合 理 ， 利 用 管 网水 力 模 型 对 其 管 网 运 行 状 态 进 行 了 模 拟 。结 果 表
明， 规划 管 网压 力 不 能满 足 工 业 区最 低 压 力 要 求 。 通 过 分 析 管 网 中存 在 的 问题 ， 制 定 了具 有 针 对性 的 改 造方 案 ， 并 利 用 水 力 模 型 验 证 了改 造 方 案 的 可 行 性 。 水 力 模 型 的应 用 提 高 了供 水 管 网规 划 的安 全 可 靠 性 和 信 息 化 水 平 。

４结 论
【 关键词 】 水资源； 城市水管网信 息管理 系统 ； 建模
１引言 ’
城市供 水是城市 的命脉 ， 是保 障人 民生活 、 经济建设和社 会发展不可缺少的物质基础 ，巳成为我 国城市可持续发展和 建 设 的 重 要 制 约 因素 ， 直接 关 系到 社 会 的稳 定 和 经 济 的发 展 。 供 水 管 网信 息种 类繁 多 ， 息量 大 ， 了空 间 矢 量 信 息 和标 量 信 除 数据外 ， 还包括管理各种文本信息等。目前城市供水管 网图型 数据多数以 Ｃ ＡＤ格式 文件 、 文本数据 以 Ｅ ｃ ｌ ｘ ｅ 文件的形式保 存， 制作复杂 ， 本高 ， 成 不能与其他各种形式地图对应。 利用计 算机技术和 Ｗｅ Ｇ Ｓ技 术 ，能提高对供水 管网的管理水平 ， ｂＩ 及时 、 有效、 学地处理供水管 网相 关事故 ， 保城市公共 用 科 确
一
城 市 水 管 网信 息 管理 系统 逐 步 得 到 应 用 ，管 网 建 模 的 效
率成 为影响整个信 息系统应用 的关键 因素。通过本文提 出的 管网建模 方法 ， 将从建模理 论和模型简化角度 ， 提高水管网建 模的效率 ，并 为水管 网模型 的更新提供 了便捷的理 论和 技术
支持。 在实际应用中发现城市水管网信息管理系统建模模块 以 下两点不足 ：１ 缺少空间数据查询功能。现实中城 市供 水管 （】 网的节点数据数据量庞大复杂 ，要找到具体 的某个节点很 困 难， 给实际应用造成很大的不便 。 ２ 缺少显示信息的功能 ， （） 目 前建模模块 中只 实现 了 ｌｎ ａ ｅ的功能 ， ｌ ｌ ， 点具体节 按 ａ ｅ键 再 ｂ 点 能 够 显 示节 点点 号 。 但 节 点 的 其他 信 息 无 法 在 图 中直 接显 示， 给使用带来不便。下一步工作 中将增加这两项功能 ， 增强 供 水管 网地 图图形信 息以及各 种专业信 息利 用的广度 和深 度， 进一步完善城 市水 管网信息管理系统建模模块 ， 方便 实际 应用。 参 考 文 献 ｔ ［］ １ 刘遂庆 李 强 王 雪峰． 给水管 网计 算机应用与 国产化软件 发展 方向．中国土木工程 学会水工业分会第四届理事会第一 次会 议 论 文 集 ．０ ２ ２ ０ ［ ］ 冠华 王坚． 于 Ｍａ Ｘ ｒｍｅ的城 市供 水管网信息管理 ２刘 基 ｐ ｔｅ 系统 的设 计 ． 电产 品开 发 与 刨 新 ．０ ８３ 机 ２０． ［］ ３ 曾文 张德津 ． 向可持续发展 的城 市供水 管网信息系统 面 计 算 机 工 程 与 设计 ．０ ４４ ２０．

银川市多水源复合供水管网水力建模及应用主要介绍了银川市多水源供水管网水力模型的建立过程，分别就建模过程中的拓扑结构建立、用水量分配、现场测试、模型校验等环节进行了重点阐述，建模过程和成果表明，充分利用供水企业已有的信息管理系统，可有效提高管网水力建模的效率，通过丰富在线监控设备，可以有效提高水力模型的精度。

标签：供水管网；水力模型；多水源系统；计算机仿真1 引言建立给水管网的计算机动态水力模型和水质模型是当前国内外给水管网优化设计和运行工况分析最有效的手段。

在发达国家如欧、美等国自80年代起开始使用这项技术，用计算机给水管网动态水力模型进行实际的供水管网系统各种工况的模拟分析，显著地提高自来水行业的管理和运行水平，并取得可观的经济效益和社会效益。

目前，供水管网建模在国内的部分城市的供水企业中的应用已经取得了初步的成效，还有一些城市的供水企业也正在积极的调研准备中，预期在未来的五到十年见，供水管网建模将在供水企业中普遍开展，这是供水企业发展的必然趋势，也是科学管理的必然选择。

随着银川市城市经济的高速发展，城市给水设施建设和管理得到了迅速的发展，目前银川中铁水务集团有限公司服务人口70多万，供水服务区域覆盖三区两县一市，服务面积达到70平方公里。

目前银川市的供水水源由地面水厂和直供井构成，全市有六个水厂和十九个直供井。

全市分西夏区、金凤区和兴庆区等三个区独立供水。

全市供水能力近30万m3/d。

随着供水规模不断扩大，提高供水领域的科技含量受到了领导层的极大的重视，特别是在水务集团公司信息化管理、计算机应用技术发展等方面，已经建立了集团营业抄表计算机管理系统、给水管网地理信息系统（GIS）、管网压力分布实时采集和监测系统（SCADA）。

在此基础上，开展了给水管网动态实时水力模拟计算机软件开发项目，为进一步提高管网的运行管理水平和优化调度奠定了良好的现代化技术基础。

2 模型的建立通过市场选择比较，最终选定上海三高宏扬供水管网模拟软件作为软件系统平台，依托上海三高计算机有限公司和同济大学的技术力量完成建模。

给水排水系统水力模型的创新与应用研究一、引言首先，论文将介绍给水排水系统水力模型的重要性。

建立精确、可靠的给水管网水力模型直接影响到给水系统优化决策方案的可靠性与实用性。

随着城市化进程的加快和人民生活水平的提高，对给水排水系统的需求也在不断增加，因此对水力模型的创新与应用研究显得尤为重要。

二、水力模型的基础理论与分类（1）、水力模型的基础理论水力模型主要基于水力学原理进行构建。

水力学是研究液体在静止和运动状态下的力学规律及其应用的科学。

在给水排水系统中，水力模型主要涉及到流体力学的基本方程，如连续性方程、动量方程和能量方程等。

连续性方程：连续性方程是描述流体流动过程中质量守恒的原理。

在给水排水系统中，连续性方程可以用来描述管道中水流的质量守恒，即流入管道的水流量等于流出管道的水流量与管道中水流量变化之和。

动量方程：动量方程是描述流体流动过程中动量守恒的原理。

在给水排水系统中，动量方程可以用来分析管道中水流的速度分布、压力分布以及管道与水流之间的相互作用等。

能量方程：能量方程是描述流体流动过程中能量守恒的原理。

在给水排水系统中，能量方程可以用来分析水流在管道中的能量损失、水泵的扬程与流量之间的关系以及管道系统中的能量平衡等。

此外，水力模型还需要考虑其他因素，如流体的粘性、管道的摩阻系数、水流中的气泡和杂质等。

这些因素都会对水力模型的精度和可靠性产生影响。

（2）、水力模型的分类水力模型可以按照不同的分类标准进行分类。

以下是一些常见的分类方式：按照模拟的对象分类：给水系统水力模型：主要用于模拟城市给水系统的运行情况，包括水源、水厂、泵站、管网等组成部分。

排水系统水力模型：主要用于模拟城市排水系统的运行情况，包括雨水管网、污水管网、污水处理厂等组成部分。

综合水力模型：同时模拟给水和排水系统的运行情况，实现给水排水系统的整体优化和管理。

按照模拟的精度分类：静态模型（或稳态模型）：模拟的是系统在一个时间点上的工况，不考虑时间因素。

城市供水系统多水源联合调度模型及应用摘要：为了增加供水区水资源的承载能力，促进社会、经济、环境可持续发展，本文基于网络拓扑的多水源联合供水优化调度模型，并以某市供水系统为例，探讨了模型的应用。

关键词：水资源；联合调度；优化配置水资源是基础性的自然资源和战略性的经济资源，又是生态环境的控制性要素。

随着城市经济社会的发展，供水状况已经是城市发展水平和潜力的一个重要标志，研究城市水源优化调度对城市经济社会发展显得十分必要。

1基于网络拓扑的多水源联合供水优化调度模型1.1 网络拓扑结构分析为了将供水网络拓扑信息处理成调度模型可利用的形式，本文建立了节点间的拓扑关系矩阵：系统中有的水源(如地表水、外调水)通过水厂配置到分区用户，而有的水源(如拥有自身配套工程的再生水、海水淡化等)则可简化为直接配置到用户，故将进水厂水源与水厂间的拓扑关系矩阵定义为X，xi，j代表i水源与j水厂的连通供水关系，若连通则xi，j=1，否则xi，j=0;将水厂与分区用户间的拓扑关系矩阵定义为Y，yj，kl代表j水厂与k分区l用户的连通供水关系，若连通则yj，kl=1，否则yj，kl=0;将非进水厂水源与用户间的拓扑关系矩阵定义为Z，zn，kl代表n水源与k分区l用户的连通供水关系，若连通则zn，kl=1，否则zn，kl=0。

例如，图1的拓扑关系矩阵：（1）1.2 模型建立1.2.1目标函数(1)社会效益最大以系统缺水量(Slack)最小表征。

（2）式中Dkl，t为t时段k分区l用户需水量;Sj，kl，t为t时段j水厂供给k分区l用户的水量;W0n，kl，t为t时段n非进水厂水源供给k分区l用户的水量;L、K、J、N、T分别为用户、分区、水厂、非进水厂水源和时段的数目。

(2)系统的年供水成本(Ctotal)最小此处的供水成本价格是指原水价格，进水厂水源的成本计算节点为水厂，非进水厂水源的计算节点为分区用户，本研究从决策者的角度出发，在权衡社会效益的同时寻求相对较低的城市购水成本。

水力模型在智慧供水系统中的应用作者：吕达昕来源：《中国新技术新产品》2019年第16期摘; 要：该文介绍了城市供水系统如何通过水力数学模型的智能分析能力，实现城市供水的高效规划和管理。

以水力数学模型为基础及核心，综合运用各类数据挖掘技术，可以从历史积累的海量运营数据中识别并提取出更具价值的信息，更可结合供水系统外的其他领域数据信息进行更广泛层面的数据挖掘分析，进而为管理决策提供更多依据。

关键词：供水系统;水力模型;智慧供水中图分类号：TU991; ; 文献标志码：A0 前言供水管网是城市中一类大规模的网络系统，服务于成百上千用户。

当直接对供水网管进行改变，或者管线内的水质发生变化时，将产生极高的成本，且会对公众的用水和健康有巨大隐患。

供水管网的水力建模，将真实的供水管网简化和抽象，便于系统通过图形和数据表达与分析，从实验中对真实系统进行评价，可以预测系统中存在的问题，在实际工程投资前提出解决方法。

智慧供水项目中需要建立水力数学模型，为供水的智能应用提供支撑。

1 水力建模原理水力模型是真实系统的一种数学描述。

为解释供水系统模型模拟产生的结果，本节对建模所涉及的数学原理进行简单介绍。

1.1 节点流量方程进入管道的流体质量等于离开管道的流体质量，因为在供水系统中流体既不会被创造也不会被消灭，即质量守恒定律。

对于管网模型中的任意节点j，可以表示为。

式中：Qi—管段i的流量;Qj—节点j的流量;Sj—节点j的关联集;N—管网模型中的节点总数。

联立所有节点的流量方程。

若考虑延时模拟，水可在水箱中被存储和取用，则需要描述该节点处水的积累量。

1.2 管段能量方程模型中，无论采取什么路径，2点间的能量差是一致的，即能量守恒定律。

为便于分析，在忽略能量损失的情况下（如管壁摩擦、设备使流线改变引起的紊动等），该管网中相邻的任意2个节点的能量差（或水头），等于2个节点的压降，表示为：式中：Fi、Ti—管段i相邻的2个端节点编号。

城市供水系统网络模型优化与管网设计城市供水系统是现代城市的基础设施之一，为居民提供清洁、安全的饮用水是保障居民生活质量的重要任务。

为了有效管理和运营城市供水系统，提高供水的可靠性和效率，建立一个优化的网络模型和设计合理的管网是至关重要的。

首先，城市供水系统的网络模型优化是指通过建立数学模型和利用优化算法来最大程度地减少供水系统的损耗并提高其运行效率。

网络模型是对供水系统中的管道、泵站、水箱等设施进行建模和优化的过程。

在网络模型优化中，需要考虑以下几个方面。

首先是管道的布局设计，包括管道的路线和规格的选择。

合理的管道布局可以降低系统的压力损失和泄漏风险，提高供水系统的运行效率。

其次是泵站的位置和功率的选择。

泵站的合理位置和适当的功率可以确保供水系统的稳定运行，并减少能源消耗。

最后是水箱的容量和位置的选取。

水箱的容量要能够满足用户的需求，并且位置要合理，方便供水系统的管理与维护。

优化城市供水系统网络模型的方法有很多。

一种常用的方法是使用智能算法，例如遗传算法、粒子群算法等。

这些算法可以根据不同的优化目标和约束条件，自动地搜索到全局或局部最优的解决方案。

另外，还可以利用模拟软件进行仿真实验，通过调整管道的参数和设施的位置等，评估不同方案的性能并选择最优解。

除了网络模型优化之外，合理的管网设计也是城市供水系统的重要组成部分。

管网设计是指在满足供水需求的前提下，合理选择管道的直径、材质以及布局，以减少水源浪费和维护成本。

在管网设计中，需要考虑供水系统的规模、用水量、压力要求等因素，同时要兼顾供水系统的可靠性和经济性。

在管网设计中，可以采用多种方法来确定管道的直径和布局。

一种常用的方法是利用水力计算模型，基于供水系统的参数，计算出管道的流量、速度和压力等参数，并根据这些参数选择合适的管径。

另外，还可以借助地理信息系统（GIS）和优化算法等工具，对供水系统的空间布局进行优化，并确定最优的管道布置方案。

总之，城市供水系统的网络模型优化和管网设计是提高供水系统运行效率和可靠性的关键。

从早上 ７点到晚上 ２ ３ 点 ，供水压力 比较高 ，介于
４ ０米 到 ５ ０米 之 间 ；压力 高 峰集 中在早 上 ７ 点到 １ ３ 点 以及 晚上 １ ８点到 ２ ２点 。
图４ ２ ０ １ １年 一 ２ ０ １ ４年 月 供水 量变 化 曲线
３ ． ２调度方 案制 定
３ ． ２ ． １ 高峰时段调度方案
第 四水 厂运行 后 ，高峰 时段 的供水 格局 建议 如
下：
。 一
产 ＿—＿ ． － ‘ ’ ． ， ． —— … … ’ 、
第 四水厂供河东开发区和高铁新区； 第三水厂供市 区、天衢区和商贸区
根 据 拟 定 的供 水 格局 ，将 制 定 以下调 度 方 案 ，
§§ § § § §§ § § § §§ ｉ ｇ ８ ８ ８ ８ § § § §
２ ． １出厂水 流量 分析 从 图 ２可 以看 出 ，第三水 厂 ３月份 的供 水量 具 有 明显 的规 律 性 ，０点 到 ６点水 量 较少 ，从 ７点 开
调度方案 ； 最后通过方案 比较 ，得出较为经济合理
的方案 ，并模 拟 两个水 厂 的供 水边 界 。 ３ ． １ 需 水量 预测
分 别为 ４ ７ ２ ９ ． ８ ｍ ／ ｈ和 ２ ４ ２ １ ． ６ ６ ｍ ／ ｈ 。
０
詈 曼 曼 黑 § 曼 § 曼 § § ｌ ； ； ； ； ； ； ｌ ｌ ； ； ； ； ；
图 ２ 第三水厂 ３月份 出厂水流量变化 曲线 图
— －＿ －２ Ｏｌ ｌ
—● 一 ２ Ｏ ｌ ２ 年
ｙ
・
自动 化 与 信 息技 术 ・

２）模 拟第三 、四水厂 的供水 分界 和供水 范 围 。 ２ ． 现 状 分析 现状 分析 主要包 括第 三水 厂 的出厂 流量 和压 力

四日四 圜
施工技术与应用
水 力模型在老城 区供水 管道改造 中的应 用
吴文娟
武 汉 市 水 务 集 团 武 昌供 水 部
摘要 ： 水 力模 型是 一种 小规 模模 型， 其 主要 是用 来 预 测某 一 时段 下 环境 和 某种 影 响 因素 发 生 的变化 ， 通 过 变化 可 以 掌握 重 点所 在 。 目前我 国 老城 区供 水管 道在 改造 工 程 中应 用 了水力 模 型 ， 它给 老城 区供 水 管道 改 造 带来 了 良好机 遇 ， 在 一定 程度 上 可 以保 证老 城 区供 水 管道 供 水的 可靠 性 － ９安全 性 。基 于水 力 模型 在 老城 区供 水管 道 改造 中的作 用 ， 本 文结 合实 际 案例 对 水力 模差模 型数 据采 集
①供水水压及管径 、 管长与管壁粗糙系数 的采集 。供水管道上的管长以
及管 径 的数据 信 息可 以从 供水 施 工管 线 图上 进行 采 集 ， 而 管 壁 的粗 糙 系数 可
、
水利模 型 基本概 述
水力 模 型 主要是 在 实验 室 中计算 模 拟复 杂 自然 环境 中水 的动 态变 化 ， 即
满足该村 人 口的用 水需求 。 而对 于工业企 业用 水量 而言 ， 工业 企业 在生 产经 头 及 水量 等多 项指标 。Ｅ Ｐ ＡＮ Ｅ 僧 网模 型 中涵盖 了管 道 、 管道 连接 点 、 阀门、 水 上 ， 因此需 要 对其进 行 合理 化分 配 ， 不然很 容 易造 成 供水 资 泵 以及蓄 水池 等多个 组 件 ， 合理 利用 该软件 可 以对延 时 阶段 的供 水管 道水 流 、 营 中用 水量 相对 较大 ， 水池 水位 高度 与节 点压 力大 小 、供水管 道 中化学 物质 的浓 度等 方 面进 行实 时 跟踪， 同时还 可 以实现 对管 道水 龄与 源头 的有 效跟踪 ， 具 有 一定 的时 效性 。

城市智能化供水调度系统的研究与应用摘要：城市供水是城市基础设施的重要组成部分，对于保障居民生活、经济发展和社会稳定具有至关重要的作用。

然而，传统的供水调度管理方式存在一些问题，如供水效率低、能耗高、调度策略不合理等。

随着信息技术的快速发展和智能化技术的广泛应用，智能化供水调度系统成为提高供水管理水平和改善供水服务质量的重要手段。

关键词：城市智能化；供水调度系统；研究；应用1智能化供水调度系统重要意义首先，它可以提高供水效率，通过智能化调度和优化策略，实现供水过程的精细化管理，减少供水中的损失和浪费，提高供水的准确性和稳定性。

其次，它可以降低能耗，通过精确的调度和控制，减少能源的消耗，降低供水过程中的能源成本。

最后，它可以优化调度策略，通过数据分析和智能算法，为供水调度提供科学依据，使供水系统能够灵活应对各种复杂情况，提高供水系统对外部环境变化的适应能力。

2城市供水系统分析2.1城市供水系统特点城市供水系统是一个复杂的工程系统，具有以下几个特点：•大规模性：城市供水系统需要满足大量居民、企事业单位和公共设施的用水需求，规模庞大。

供水系统需要具备足够的供水能力和稳定性，以保障城市的正常运行和发展。

•复杂性：城市供水系统由多个组成部分相互配合运行，包括水源、水处理厂、输水管网、水池和用户终端等。

这些组成部分之间需要协调工作，确保供水系统的正常运行和供水质量的稳定。

•动态性：城市供水系统的供水需求和水源水质等因素都是动态变化的。

供水系统需要根据不同的时段和季节变化，调整供水策略和供水量，以满足不同时间段的用水需求。

•脆弱性：城市供水系统对外部环境的变化非常敏感，如自然灾害、供水设备故障和恶劣的水质等。

这些因素可能会导致供水系统的运行中断或供水质量下降，对城市的正常生活和生产造成影响。

2.2城市供水系统组成部分城市供水系统包括以下几个主要组成部分：（1）水源：城市供水系统的水源可以是自然水源，如河流、湖泊和地下水等；也可以是人工水源，如蓄水池和水库等。

慕洪生
（吉林省水利水电勘测设计研究院， 吉林长春
潜水轴流泵振动浅析
导读：轴流泵多工况空化特性数值计算，大型卧式轴流泵水导轴承的运用，轴流泵在运行
中的故障分析，大型卧式轴流泵水导轴承的运用，大型斜式轴流泵装置的数值模拟与优化。
中国学术期刊文辑（2013）
目 录
一、理论篇 校核给水管网水力模型 1 分区计量供水管网水力模型的流量分配 3 高气体含量液体输送离心泵水力模型设计优化技术的研究 给水管网水力模型的建立及应用 16 供水管网水力模型校验和分析研究实例 19 管网水力模型在供水高峰调度中的应用 35 基于 AQUISOperation 的水力模型建设和应用 40 基于微观水力模型的中途增压泵站设置方案分析 44 乐昌峡水电站进水口水力模型试验研究 48 利用供水管网水力模型辅助爆管点定位方法研究 53 利用水力模型评估供水泵站拆除产生影响 56 二、发展篇 浅谈大型供水企业建立水力模型思路分析 58 59 浅谈水力模型在城市排水管网改造中的应用 62 沙河水库主坝泄洪闸水力模型试验研究 65 绍兴市给水管网水力模型的建立和校验 70 水力模型在老城区供水管道改造中的应用探讨 75 岩石裂隙非饱和水力模型及其模拟计算 78 油田注水管柱水力模型的建立与求解 84 在 GIS 平台上建立供水管网水力模型的方法探讨 88 中山市给水管网水力模型的应用与建议 90
8
12
农业工程
ＰＳＯｔ校核给水管网水力模型
周建力
（四川省成都市信息工程学院资源环境学院， 成都 610000）
摘 要 校核给水管网水力模型中漏损系数来提高模型精度。通过模拟给水管网多工况运行，收集足够的校正数据，利用PSOt进行计算。 算例分析表明：采用上述方法校核后所得的给水管网节点压力值与实际管网节点压力值较为匹配。 关键词 PSOt； 管网漏损； 漏损系数； 水力模型 中图分类号 TU 991.33 文献标志码 B

管网水力模型在绍兴市供水企业中的应用和成效侯英娜【摘要】建立给水管网水力模型是了解供水系统运行状况的有效手段之一,是实现给水管网科学管理的重要基础和工具.绍兴市给水管网水力模型于2011年建设完成,模型覆盖供水面积约360km2,管道口径为DN75以上和部分DN75及以下,总长度约1097km.模型精度达到初始设定的校验目标.绍兴市自来水有限公司(下简称绍兴水司)已应用管网模型在管网规划设计方案评估、管网运行状况评估、管网作业方案评估、管道事故影响模拟、事故应急预案模拟评估等方面,发挥了一定的经济效益和社会效益.【期刊名称】《城镇供水》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P35-37,50)【关键词】水力;模型;精度;规划;事故;应急;应用;效益【作者】侯英娜【作者单位】绍兴市自来水有限公司,浙江绍兴312000【正文语种】中文前言建立给水管网水力模型是了解供水系统运行状况的有效手段之一，是实现给水管网科学管理的重要基础和工具。

绍兴水司已应用管网模型在管网规划设计方案评估、管网运行状况评估、管网作业方案评估、管道事故影响模拟、事故应急预案模拟评估等方面，发挥了一定的经济效益和社会效益。

1.管网模型建设概况绍兴市给水管网水力模型于2011年建设完成，模型覆盖供水面积约360km2，管道口径为DN75以上和部分DN75及以下，总长度约1097km。

该管网模型主要由48073个节点、48904根管段、10个已知点、193个远传大表流量点、46只全闭阀门、3只非全开阀门、80条用水模式曲线、129个压力校验点、18个流量校验点构成。

模型精度达到初始设定的校验目标：100%校验节点≤±2米；99%校验节点≤±1.5米；94%校验节点≤±1米。

流量大于总流量10%管道≤±5%；流量小于总流量10%管道≤±10%。

模型建成后，每月对模型精度进行跟踪评估并及时维护，管网模型的日常维护工作主要包括以下三个方面：一是管线拓扑结构维护，已有管网拓扑连接确认和管网属性的不断校正和新增加管线的添加和废除管线的删除；二是阀门开度数据维护，建立健全阀门开度数据管理台账，动态掌握管网中阀门的开度情况；三是节点水量维护，动态调整用户数量增减和位置变化、动态调整用户用水性质、水量明显变化时相应调整远传表安装点、动态测试不同类型用户的用水规律，建立完善周期性的用水模式数据库。

供水技术WATERTECHNOLOGY Vcl.14Nc.3 Jun.20201432020年6月供水管网水力模型建设及在供水规划中的应用张皓，何通，王天元，时超(苏州智品信息科技有限公司，江苏常熟215500)摘要：介绍了水力模型的建设过程，包括拓扑数据处理、数据导入、模型精度控制和模型校核。

结合实例，将其用于解决供水企业的管网改扩建、维修关阀、区域水量增加等规划问题。

该水力模型的建设流程可操作性强，模型应用效果明显，可以为科学、系统地制定供水规划方案，保障供水安全提供帮助$关键词：水力模型；供水规划；智慧水务；管网维修中图分类号：TU991.6文献标志码：A文章编号：1673-9353(2020)03-0013-06doi：10.3969/j.issn.1673-9353-2020-03.004Hydraulic model buiieing of water supply network and applicationin water supply planningZhang Hao,Hr Tong,Wang Tianyuan,Shi Chao(Suzhou Sapient Scientific Technology Co.Lt*.,Changshu215500,China) Abstrace:The construction process of hydraulic modet was introduced,including topologicel data processing&data imput,modet precision control and modet bined with an example&the hydraulic model was used to solva the planning issues of w O cs supp U enterprises,such as pipe network reconstruction and expansion&valva closing for maintenance&and incooe of reeional wOer demand-The construction process had strong operability and the model application^琏^was obvious,which could provide help0/the scientific and systematic making of water supply planning scheme and guarantee the safetyofwateosupply.Key WO's:hydraulic model;water supply planning；smaO water;pipeline network maintenance随着智慧水务的推进,作为重要组成部分的水力模型也吸引了供排水企业的关注，目前国内已有部分水务公司建立水力模型并取得良好应用水力模型作为实现智慧水务及精细化管理的重要工具,在未来必将发挥更大的作用[2]'水力模型主要用于规划%调度%设计等多方面,但是其建设过程尚无统一规范。

城市供水管网的水力模拟与优化随着城市化进程的不断加速，城市供水系统的安全、可靠、高效、节能、环保等诸多问题日益凸显。

城市供水管网作为城市供水系统的重要组成部分，其运行稳定性和高效性直接关系到城市供水系统的运行效率。

因此，对城市供水管网进行水力模拟和优化分析成为城市供水系统管理与运营的重要手段。

一、城市供水管网的水力模拟城市供水管网水力模拟是基于流体力学方法（CFD）研究城市供水管网中水的流动状态，实现管网水力参数的计算、分析和预测。

水力模拟可以帮助管理部门理解和分析现有管网的状态，为优化水力分析和方案提供依据，以实现管网的最优化运行。

城市供水管网的水力模拟主要分为两个方面的内容：一是对管网进行模型建立，二是对管网进行水力计算和分析。

模型建立包括采集、整合、处理和分析管网的相关数据，并进行模型的精细化设计和构建；水力计算和分析则是采用数学方法对管网内部的流体运动过程进行模拟，实现管理部门对潜在风险的预警和问题的快速解决。

目前市场上存在很多城市供水管网水力模拟软件，如：EPANET、WANDA等。

其中，EPANET是美国环境保护署推出的城市供水管网水力模拟软件，具有成熟性、可靠性和稳定性等优点，可以对管网设计、模拟、水力分析、优化调试等方面提供全面的支持。

二、城市供水管网的水力优化城市供水管网的水力优化是为了提高管网运行的稳定性和高效性，以达到合理的经济效益和环境效益，采用管网分区、流量计、流量阀等多种手段和措施，对管网进行优化调整。

城市供水管网的水力优化具体包括：一是建立管网流量模型，二是实现管网分析，三是对管网进行优化调整。

建立管网流量模型是指依照物理原理对管网的流量进行系统建模，以评估管道的流量、速度、压力等参数。

实现管网分析是指采用计算和仿真模型分析管道系统的流量、速度、压力等参数，以找出漏洞和矛盾。

对管网进行优化调整是指采用技术措施如流量计、流量阀等对管网的流量进行调整，改善管道系统各级节点的水力状态，保证管道的运转稳定和节能环保。

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三、二次供水模型实景三维展示
在实际二供系统或建筑内部，每一层楼包含很多平行管线和立管， 精细化结果展示存在困难。
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From Thomas Walski
三、二次供水模型实景三维展示
将二维供水模型导入imodel管理器里面显示
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三、二次供水模型实景三维展示
将二维供水模型导入OpenRoads Designer里面显示
有相应的模型标准
2 二供管线水力/水 质计算原理相同
3 建模重点数据是节 点高程数据和用水 量数据
5
Bentley解决方案
1
WaterGEMS模拟多种 供水方式：直接供
水、水箱供水、分
区串联或并联供水
2 分析不同二次供水 方式的压力、水龄 和能耗情况
3
针对水池和水箱进 行三维水动力模拟
二、二次供水系统水力模拟探索
俯视图
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二、二次供水系统水力模拟探索 二供水箱水池三维模拟分析
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二、二次供水系统水力模拟探索 二供水箱水池三维模拟分析
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二、二次供水系统水力模拟探索 水力模型在二次供水系统中的应用
水力模型在二次供水系统中的应用
CONTENTS
1 二供系统发展背景 2 二供水力模拟探索 3 二供模型实景三维展示 4
2
一、二次供水系统发展背景
随着经济的发展、生活水平的提高，二次供水系统 面临越来越大的挑战。
水池/箱循 环周期长， 用户水质差
高层用户压 力不稳定
水泵24小时 运转，能耗 高，噪音大
01设计阶段

将费时费事的模型校准过程自动化，确 保模型为您的决策提供反映了管网真实
情况的精确可靠模拟结果
180.0 160.0 140.0 120.0
100.0 80.0 60.0 40.0 20.0
0.0
0.0
40
1:1 Correlation
Flow Test 1 Flow Test 2 Flow Test 3
Contour Legend Calculated Concentration (mg/l)
20.00 40.00 60.00 80.00 100.00
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水龄
确定可能 需要冲洗 的位置
提高水质和客户满意度
污染扩散追踪
跟踪来源
增加对管网中 污染事件的应急能力
2017/5/17 12
2017/5/17
− 压力变化区域 − 流速、流量变化管道 − 流向变化管道 − 水质变化区域
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供水路径分析 爆管分析 污染物追踪 动态水流方向
供水管网运行智能分析
2017/5/17
方案管理
• 每个用户可创建模
拟方案 方案在线模拟 方案可发布共享 方案之间可以进行比较 WaterGEMS中建立的方
案可在B/S系统中共 享
发现并降低管网漏失 在线优化调度降低供水电耗
决策更智慧
科学合理优化的改扩建规划 工程施工的影响评估与方案优
化 制定合理的管网冲洗方案
2
管网水力模型存在的局限性
一般为静态离线水力模型 动态水力模型的精度难以保证 使用难度大，需要掌握专业知识 模型功能与供水运行管理业务脱节 模型更新困难 水力模型作为一个项目实施，缺少有效的技术服务
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2017/5/17
管网异常事件预警定位系统

城市排水管网系统模拟方法和应用城市排水管网系统模拟方法和应用一、引言随着城市化发展进程的加快，城市排水问题日益突显。

城市排水管网系统是解决城市排水问题的重要组成部分，其稳定运行对城市的正常运转至关重要。

为了更好地研究城市排水管网系统的运行规律和优化措施，模拟方法被广泛应用。

二、城市排水管网系统模拟方法1. 数学模型城市排水管网系统模拟方法中的数学模型是最基础也是最常用的方法之一。

数学模型的建立依靠流体力学、水力学等相关物理学理论，将城市排水管网系统中各个要素抽象为数学方程，通过求解这些方程来研究系统的运行规律。

数学模型可以定量地描述各个要素之间的关系，对系统的效率以及承载能力进行评估和预测。

2. 计算流体力学（CFD）计算流体力学是基于数值计算方法的流体力学研究领域。

在城市排水管网系统模拟中，CFD可以用来模拟和预测管道内流体的运动情况和压力分布，从而评估系统的运行情况和效率。

CFD方法具有高精度和灵活性，能够较好地模拟复杂管网系统的运行规律。

3. 人工智能（）方法近年来，人工智能方法在城市排水管网系统模拟中的应用也逐渐增加。

人工智能技术如神经网络、遗传算法等，可以通过海量数据的学习和分析，从而模拟出城市排水管网系统的复杂运行规律。

人工智能方法在建模过程中能够发现隐藏的复杂关系，并给出高精度的预测结果，对于管网系统的优化和性能提升有着重要作用。

三、城市排水管网系统模拟应用1. 系统规划与设计城市排水管网系统模拟可以辅助城市规划和设计部门进行系统规划和设计。

通过模拟系统运行情况，可以评估系统的承载能力，分析不同建设方案的优劣，从而优化排水设计和管网布局，提高系统的效率和安全性。

2. 事故分析与应急预案城市排水管网系统模拟可以应用于事故分析和应急预案的制定。

模拟方法可以模拟排水管网系统的不同事故场景，如管道爆裂、管道堵塞等，从而分析事故的影响范围、排水能力以及应急处理措施。

通过事前模拟与预测，可以制定合理的应急预案，提高应对突发事件的能力。