第四章给水排水管网模型.ppt

第四章 给水排水管网模型 4.1 给水排水管网模型化 给水排水管网是一类大规模且复杂多变的网络系统，为了便于规划、设计和运行管理，应将其简化和抽象以便于用图形和数据表达和分析的系统，称为给水排水管网模型。 给水排水管网的简化 所谓简化，就是从实际系统中去掉一些比较次要的给水排水设施，使分析和计算集中于主要对象。 简化原则：宏观等效原则；最小误差原则。 简化方法： 1）删除次要管线，保留主管线； 2）交叉点近可合并为同一交叉点； 3）将全开阀门去掉，将管线从全闭阀门处切断； 4）采用水力等效原则将不同管材和规格等效为单一管材和规格； 5）并联管线可简化为单管线； 6）大系统可拆分为多个小系统。 附属设施简化： 1）删除不影响全局水力特性的设施； 2）将同一处的多个相同设施合并。 给水排水管网的抽象 所谓抽象，就是忽略所分析和处理对象的一些具体特征，而将它们视为模型中的元素，只考虑它们的拓扑关系和水力特性。 经过简化的给水排水管网进一步抽象成为仅由管段和节点两类元素组成的管网模型。 管段和节点 管段：管线和泵站等简化后的抽象形式，只输送水量，不允许改变水量，但可以改变水的能量。 当管线中间有较大的集中流量时，应在集中流量点处划分管段，设置节点。 泵站、减压阀、跌水井、非全开阀门等应设于管段上。 节点：管线交叉点、端点或大流量出入点的抽象形式。水的能量唯一，但有流量的输入或输出。 管段和节点的属性 管段属性 构造属性：管长、直径、粗糙系数。 拓扑属性：管段方向、起点、终点。 水力属性：流量、流速、扬程、摩阻，压降。 节点属性 构造属性：高程、位置。 拓扑属性：与节点关联的管段及其方向、节点的度； 水力属性：节点流量、节点水头、自由水头。 管网模型的标识 （1）节点和管段编号 节点（1）,（2）… 管段[1],[2]… （2）管段方向的设定 任意设定，不一定等于管段中水流的流向。实际流向与设定方向不一致，用负值表示。 （3）节点流量方向的设定 流出节点为正，流入为负值。 管网节点数N和管段数M的关系 两大类管网：树状网和环状网 树状网：M=N-1 环状网：M=L+N-1（L为内环数） 环状网生成树 必须破坏所有的环或回路，被删除的管段称为连枝 连枝等于环数 * * 节点合并 管段合并 分解 忽略 （1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） [1] [9] [8] [7] [6] [5] [4] [3] [2] Q7 Q3 Q2 Q1 Q4 Q5 Q6 Q8 q1,h1 q6,h6 q5,h5 q2,h2 q3,h3 q7,h7 q8,h8 q9,h9 q4,h4 （1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） [1] [9] [8] [7] [6] [5] [4] [3] [2] Q7 Q3 Q2 Q1 Q4 Q5 Q6 Q8 节点数：N=8 管段数：M=2+8-1=9 1 1 3 2 7 4 6 5 8