1、雙水源的環狀給水管網平差1. 設計背景及設計原理1.1 設計背景隨著供水事業的發展，給水管網的規模不斷增大，管段數和環數不斷增多。眾所周知， 傳統的解環方程法是在手算的基礎上發展而成的， 計算前前需要初分 管段流量。對于大型復雜管網，初分流量相當繁瑣，人工工作量較大，且初分值 不合理導致迭代算法不收斂。 這給設計計算造成極大的困難， 要為管網的優化調 度運行提供參數就不現實啦。隨著計算機技術的發展和普及， 計算機在給水工程中的應用也日益普遍。 應 用計算機進行管網平差計算，代替復雜的手工勞動，提高了計算的精度和速度， 已經成為管網的規劃、設計、改造、調度管理的有力工具。1.2 設計原理（管網平

2、差計算應準備的數據和計算結果） 給水管網水力計算是以解管段方程（求解每個管段的流量） 、解環方程（求 解每環的校正流量）和解節點方程（求解管網的節點水壓）為基礎，對連續性方 程、能量方程和壓降方程應用近似優化處理方法和數值計算方法進行計算， 旨在 求解管段流量或節點水壓，為管網設計、改擴建及運行管理提供依據。不管是哪一種方法，都必須既滿足連續性方程：Qi+Sqij =0（1）式中 Qii 節點的節點流量；qj 與i節點連接的管段流量。又滿足能量方程Xh=o （2）式中Xh 環內各管段水頭損失之和。要進行現狀管網水力分析核算，首先要畫出管網的簡化圖（即計算簡圖） ， 并將管網的節點和管段分別排序

3、編號， 以使數據中的序號與計算簡圖中的編號一 一對應。通過計算比流量，沿程流量，從而得到節點流量除了節點流量之外，還需要準備管段的管徑（m）、管段長度（m）、管材等 基本數據。經計算機進行水力平差計算，可得到：管段的流量（m3/h或L/s）、流速（m/s）、水頭損失（m）。以上的這些計算結果，可合理調度整個城市管網水源水泵機組提供科學依據。對于節約能耗、降低漏失率、管網的擴建工程有重要意義。2.初分流量2.1計算簡圖圖例環號15515計算簡圖如上圖所示，圖中標示了環與管段號及節點流量。已知某管網最高時用水量256.2L/S，由水廠泵房和一個高地水池聯合供水，供水量分別為221.6L/S和 34

4、.6L/S。由圖可知 N=6, M=17。2.2初分流量管段初分流量表見表一，根據節點流量初分管段流量，選擇管徑。管道的粗 糙系數為0.014,取水頭閉合差允許值為0.005m。擬輸入的原始數據如下表:L(m)D(m)Q(L/s)IQJQ8000.49000.310000.26000.46000.36000.26000.28000.49000.310000.157000.37000.256000.26000.258000.2511000.26000.3931452203102.6-128.8110212.2-360-140-23332.6-425415.7526.3-630.84-434.84

5、-58.2660000-2-30-4-5-60-5-600012345678910111213141516173計算程序3.1程序框圖3.2源程序#i nclude#i nclude#in cludemai n()int i,j,K,k,N=6,M=17,ci=0;int L17,IO17,JO17;float EP,FFN,D17,Q17,S17,H17;float F6,R 6,DQ 6;prin tf(I nput EP and FFN:nn);scan f(%f%f,&EP,&FF N);printf(n Input K L(m) D(m) Q(L/s) IO JO:n); for(i

6、=0;iM;i+)scanf(%d%d%f%f%d%d,&j,&Li,&Di,&Qi,&IOi,&JOi); for(i=0;iM;i+)Qi=Qi/1000; for(i=0;iM;i+)Si=10.293*FFN*FFN*Li/pow(Di,5.33); Qi=Qi*SGN(IOi);doci=ci+1; for(i=0;iN;i+) Hi=Si*fabs(Qi)*Qi;for(i=0;iN;i+)Fi=0;Ri=0; for(j=0;jM;j+) if(fabs(IOj)-1=i) Fi=Fi+Hj;Ri=Ri+Sj*fabs(Qj); elseif(fabs(JOj)-1=i) Fi=

7、Fi+Hj*SGN(JOj); Ri=Ri+Sj*fabs(Qj); else;DQi=-Fi/Ri/2;for(i=0;iM;i+)if(JOi!=0)Qi=Qi+DQfabs(IOi)-1-DQfabs(JOi)-1;else Qi=Qi+DQfabs(IOi)-1; Hi=Si*fabs(Qi)*Qi;k=0;for(i=0;iN;i+)if(fabs(Fi)=EP);else k=1;while(k=1);printf(nnResults:n);printf(%32s%.3f,EP=,EP); printf(%10s%dn,ci=,ci); printf(%33s%d,N=,N); p

8、rintf(%11s%dn,M=,M); printf(n);printf(%7s%13s%13s%10s%14s%15sn,K,L(m),D(m),S,H(m),Q(mA3/s);for(i=0;i=0) m=1;else m=-1; return m;3.3. 變量說明簡單變量：EP環內水頭損失閉合差允許值（m）;N環數；M 管段數；FFN管段粗糙系數；K 管段編號； ci 校正次數數 組：L 管段長度（ m）；D管徑（m）；Q管段流量（m3/s）;IQ管段所屬環號（小號側），初分流量為順時針，IQ為正，反 之為負；JQ管段所屬環號（大號側），均為負（不相鄰為零）；S管段摩阻系數； H 管

9、段水頭損失（ m）。3.4. 程序說明本程序采用與手工計算相似的流量校正法調節運算， 水頭損失閉合差允許值 由人給定。運算前，先畫出計算簡圖，將環與管段編號，擬定管段初分流量及方 向，列出原始數據表格。各項數據以語句形式輸入。首先輸入EP、FFN，然后依次輸入管段的K、L、D、Q、IQ、JQ值。3.5運行結果C:fIHDOfSXsystexeLhklResults:EP=0.010ci=20N=6M=i?KL(irtsHQ10.402-13E+021.950.0955529600.30l,llE+03a.s?0.04S1031000氛201.B7E+844.550.020694G000.401

10、.60E+92-1.60-0.100055600B.307.41E+020-S90.0282466000,206-43E+031-010.012517&600.206-43E+03-0-87-0.0116080.402-13E+020 夕4-0.0662939606.301.11E+03-0-051841010000.154.97E+84-0.00735117000.3B8-65E+02-0.49-0-02376127000.252.28E+030.01889136000,30筑 43+032.S00.0196?14&000.251.96E+03-0-46-0.01535158000-252.61E+031.26-0.022001611000.201.18E+0476?-0-0199017&00.307.41E+020_270.8192