辽西农村饮水安全工程枝状管网水力计算方法

辽西丘陵区饮水安全工程供水村屯比较偏远,住户少而零散,供水管网多采用枝状管网布设。以前设计部门通常采用比流量法进行管网水力计算,忽略了管段沿线用水量的差别,计算出的管段流量和管径不太符合实际。采用节点流量法,并利用Excel表格,插入公式进行试算调整。该方法管段流量是根据实际用水户数确定的,管路流量更接近实际流量。并通过试算确定合理的管径,保证管道总水头损失和自由水头值趋于最小值,既保证了用户正常用水又避免了浪费。     

谈树枝供水管网水力计算

本文在树枝供水管网水力计算过程中,采用当量法计算管段流量和节点流量,并对最大时用水量法(常规方法)和当量法计算结果进行了分析比较,说明两种计算方法的优缺点及其使用范围,以供同仁参考。     

EPANET模型在人工湿地配水管网设计中的应用

在天津市空港经济区污水处理厂尾水处理人工湿地输水管网设计中,建立规划管网的EPANET水力模型,采用湿地污染物去除一级动力学方程确定管网中节点的用水量,根据水力模型的管网平差计算结果—节点压力、管段流速以及水头损失进行分析,调整初始设计不合理的管段管径,解决了不同地块的人工湿地如何合理地配水以及管网压力过高的问题,提高了人工湿地管网设计的合理性,降低了管网的投资和运行成本,对湿地的配水管网设计提出了探讨性建议.     

农村给水管网水力计算方法的探讨

给水管网水力计算的任务是根据最高日最高时用水量,确定给水管网各管段的管径,求得通过设计秒流量时造成的水头损失,然后确定水泵所需扬程和水塔应有的高度,以满足用户对水量和水压的要求。由于设计中用水量计算和管网水力计算涉及各方面问题,有时很难确定,本文欲探索一种比较实     

城市供水管网实时水力模拟节点流量的计算

为解决供水管网实时水力模型节点流量计算不准确的问题,提出了一种计算节点流量的方法。该方法通过供水管网GIS中的“水表上溯”来定位水力模型中的用水节点;通过营业收费数据来确定节点的平均用水量;通过现场测试和主成分分析法确定了19种用户类型及其用水变化曲线。同现有其他方法相比,其定位更准确,流量分配更符合实际情况,使大型城市供水管网水力实时在线模拟成为可能。     

EPANET 模型在再生水管网规划设计中的应用

在北京市再生水管网规划设计中,通过GIS建立规划管网的EPANET水力模型,消除了管网多水源供水、回用范围大、环状支状管网混合、结构复杂对水力计算的不利影响.并且针对水力计算结果--节点压力、管段流速和水力坡降(水头损失)进行分析,通过调整初始设计管径不合理的管段管径以及根据北京市地形分布将再生水管网划分为4个弱连接的供水分区,解决了再生水厂多数集中在地形较低的东部地区和大范围回用高程变化所带来的管网压力过高的问题,提高了管网设计的合理性,降低了管网的投资和运行成本.研究中应用的方法和过程具有通用性,可以用于有压给水、再生水管网系统的模拟.     

基于随机抽样的供水管网模型校核参数研究

供水管网模型中,节点流量Q、管道直径D和管道粗糙系数C是带有不确定性的随机变量,为分析其对管网模型不确定性的影响,以静态模型的参数取值为基准值,通过随机抽样,重新分配管网模型的节点流量Q、管道直径D和管道粗糙系数C,利用新的模型参数值驱动水力模型,得到节点压力和管道流量,重复抽样10 000次。统计分析表明,管道直径的随机性对模型结果的影响显著,建议管网校核时应该把管道直径也作为一个校核参数。     

某采油厂注水管网水力仿真模拟

油田注水管网的水力计算分析对管网改造、扩建,校核管网各节点压力数值、管段流量分配情况、管道摩阻系数,进行能耗分析,确保管网系统正常运行具有重要的意义。根据某采油厂环枝状注水管网的特点,采用节点法原理,建立了环枝状管网水力计算模型,并提出了改进的边界条件处理方法,此模型具有较强适应性,能满足环状、枝状以及环枝状管网不同边界条件下的水力计算需求,且计算速度快。根据此模型编制水力计算仿真软件并应用于某采油厂注水管网,与现场实际数据对比后得出配水间压力计算平均误差为2.98%,注水站流量计算平均误差为3.32%,计算结果表明该模型能满足工程需要。     

供水管网水力模型不确定性解析法及应用

供水管网的水力模型被广泛应用于工程设计、管网水力水质分析、管网优化运行等领域。然而,管网模型的管道粗糙系数、节点需水量等运行参数常包含一定的误差,与管网实际运行状况不完全相符。因此,管网模型的输出结果,如节点水压、管道流量等与真实情况之间存在偏差,具有一定的不确定性。传统的管网模型不确定性分析方法计算量较大,难以满足实时模拟的需求。结合一阶二次矩法与管网雅克比矩阵的解析式,提出了管网模型不确定性的解析计算方法,并在实际管网中证实了该方法的有效性。结果表明该解析法可准确、快速地计算水力模型结果的协方差矩阵及置信区间,为决策者提供更为充分、可靠的信息。     

供水管网中节点流量随机性的影响分析

供水管网中节点流量是一个随机变量。首先利用网络矩阵的理论求出了节点压力和管段流量对节点流量的偏导数矩阵。基于正态分布研究了由于节点流量的随机性所导致的节点压力和管段流量的随机性问题,利用概率论的理论求出了节点压力和管段流量的概率密度分布、均值、方差及置信区间。最后以实例说明了节点流量的随机性对管段流量和节点压力的影响。结果表明,节点流量的随机性变化对管网中的节点压力和管段流量有显著影响。     

Pressure Driven analysis of water distribution systems for preventing siphonic flow

The analysis of the water distribution network is complicated and requires several assumptions to simplify its problem definition. Demand Driven Analysis (DDA) is typically used to analyse the network assuming that all network nodes can deliver the required demand regardless of the available pressure. In the case of analysing an existing network under deficit condition such as pipe breakage or extra demand required for firefighting, assumptions used to simulate the network with DDA is not valid. Node Head Flow Relationship (NHFR) should be considered through Pressure Driven Analysis (PDA) to analyse the network. Most PDA methods assume that the networks are airtight which means that if the pressure at any demand node is negative, delivered demand will be equal to zero and the flow is permitted in the connected pipes (Siphonic flow). This assumption is hydraulically incorrect since the air is allowed to get into the connected pipes and prevent their flow leading to node isolation. In this paper, a new Pressure Driven Analysis to Prevent Siphonic Flow (PDA-SF) approach is proposed to analyze the network under deficit conditions and consider isolating the nodes that show available head less than node elevation. The PDA-SF was tested and compared to previous methods in four case studies under steady state analysis or extended period simulation. The case studies cover also different network conditions whether node isolation is needed or not. The PDA-SF was able to solve different networks where other methods failed to achieve the required demand or service pressure. The new PDA-SF method shall enable peers and modelers to better simulate and analysis water distribution networks.     

Ⅲ、Ⅳ类学生宿舍给水管网设计探讨

在市政管网供水充足的条件下,针对某大学已建工程存在供水压力及水量不足的问题进行改造,重点分析Ⅲ、Ⅳ类学生宿舍集中用水时,设计秒流量确定应考虑的因素,给水管网布置对上层宿舍水压的影响以及室内干管的水头损失情况,论证了合理分配给水引入管服务卫生器具数量、室内给水管网布置成环状是保证Ⅲ、Ⅳ类学生宿舍上层水压的重要措施.     

基于因子分析的供水管网健康状态评价指标遴选

为筛选出代表性强、敏感度高的指标用于供水管网健康状态评价,对11个供水管网健康状态评价指标进行层次划分,并基于因子分析进行贡献度计算和敏感性分析。层次划分结果表明,评价体系包括外部环境对管道静态结构影响因素、管道内部静态结构影响因素、水质影响因素、水力影响因素;贡献度和敏感度分析结果表明,内外衬层、管径、节点流量与总流量比值、余氯、节点压力与服务最低压力比值、覆土厚度、管材、管龄8个指标应该作为基础的必选指标,并且应尽量提高内外衬层、管径、节点流量与总流量比值、余氯、覆土厚度、管龄数据的精度。     

Identification of Critical Pipes for Water Distribution Network Rehabilitation

The water distribution network needs to be rehabilitated when the network is unable to perform the desired function. In this study, a methodology is developed to identify the critical pipes in the water distribution network for its rehabilitation by using four network reliability metrics: supply shortage, pressure decline, energy loss per unit length, and the hydraulic uniformity index. These metrics consider different aspects of reliability of the water distribution network using pressure-dependent analysis to calculate the overall criticality of the pipes. In contrast to the conventional reliability index, the present study uses both the normal and abnormal conditions at nodes (fire demand) and pipe (pipe failure) and thus, provides more balance reliability metrics for the network. The literature shows that the node and pipe level metrics have been used separately, whereas in this study both the node and pipe level metrics are combined to develop the present methodology. The methodology is applied to four different water distribution networks, including one typical realistic water distribution network, the data for which is adopted from literature. The results show that the methodology can identify the critical pipes successfully to prioritize the water distribution network rehabilitation and found to be simple in implementation for practicing professionals. The results further show that the critical pipes are found to be located from the source on the paths that do not have a loop or around the nodes of higher demand. The study might also be useful for the extension plan of a water distribution network along with strengthening the deficient nodes/ pipes of the network.

     

输配水管道沿程水头损失计算方法探讨

输配水管道是城市供水系统的重要组成部分,管道沿程水头损失计算又是输配水管道设计的核心.探讨了常用水头损失计算公式的适用范围及公式中参数的选择.水力计算应根据不同的水流流态采用与之适应的计算公式,并选取对应的水力计算参数,使水力计算成果准确可靠.     

水电站压力管道取水对发电机组出力影响分析

从水电站压力钢管取水对发电机组出力的影响问题,本文建立了带水力发电机组的有压给管网恒定流数学模型-总体矩阵法,阐述了总体矩阵的构成、机组边界的处理及系统总体方程的求解方法。基于总体矩阵法编制了计算机程序,结合供水工程参数计算了水厂从水电站压力管道取水前后机组发电水头、工作流量及出力的相对变化率,结果表明水厂取水对机组出力影响较小。     

山区输配水管网沿线流量与节点流量的简化计算研究

目前全国范围内不断有农村饮水工程投入建设。其中,供水工程的管网布置与输水管管径的确定是输配水工程设计计算的两大课题。在管网与输水管的布置完成后,其管径确定得合理与否就成为影响输配水系统的投资与运行费用的主要因素。本文介绍沿线流量与节点流量计算方法,并结合典型山区农村供水工程输配水设计实例进行验证分析。     

长距离管道输水工程空气阀的配置优化设计

为研究长距离管道输水工程空气阀的配置设计思路及作用,以龙河口引水工程为例,对输水管道中重力流管段和加压输水管段分别采用理论计算和水力过渡过程计算方法进行全面分析。结果表明,在重力流管段末端设置流量调节阀且确定其启闭程序后,管段中空气阀仅需满足充水过程中排气要求即可;加压输水管段中水体汽化压力随空气阀口径增加而增大,减小空气阀口径有利于水锤防护。研究成果对于长距离输水管道空气阀配置具有一定参考价值。     

管网水力计算及其在给水工程中的应用

在管网规划布置及用水量已知的前提下,根据管网布置形式的不同。建立相应的数学模型,实现程序化．从而计算树状网和环状网的管道流量、管径、水头损失和节点水头值．以及水泵的扬程和水塔的高度等．为给水工程的设计提供了依据。     

建筑内部给水管网设计秒流量计算常见问题分析及改进方法

设计秒流量的计算是管网水力计算的基础,是确定各管段管径、计算管道水头损失,进而确定给水系统所需压力的主要依据.选择正确的设计秒流量计算方法至关重要.例举建筑给水工程中设计秒流量计算出现的常见问题,并将Excel计算表格加以完善,形成第二类建筑的通用计算表格.