排水系统模型的组成

排水管道水力简化计算模型建立

排水管道水力简化计算模型建立随着城市化进程的加速，城市排水问题越来越受到人们的关注。

而排水管道作为城市排水系统的重要组成部分，其水力计算模型的建立对于排水工程的设计和运行至关重要。

传统的水力计算方法需要大量的手工计算和试错，工作量大、效率低、精度不高。

因此，建立一种简化计算模型是十分必要的。

基于此，本文从排水管道水力计算模型的基本原理和建模方法出发，研究了基于连通图的排水管道水力简化计算模型的建立。

一、排水管道水力计算模型基本原理在建立排水管道水力计算模型之前，先来了解一下排水管道水力计算模型的基本原理。

排水管道水力计算模型是建立在热力学定律基础上的。

这些定律包括连续性方程和能量守恒方程。

连续性方程描述了液体在管道内的流动特性，而能量守恒方程描述了液体在管道内的能量转换。

通过对两个方程的求解，可以获得管道内的液体流动参数，如速度、压力等。

二、排水管道水力计算模型建模方法1.连通图建模连通图建模是一种用图表示管道系统结构和连通关系的方法。

通过连通图可以清晰地表示出管道系统的备件、节点和运行状态，同时还能较为准确地描述管道系统的水力性能。

在连通图中，排水管道可以看作一个由节点和管道组成的有向图。

其中，节点代表了系统中的汇水点、排水点、泵站等，而管道则用有向线段表示。

为了对管道进行水力计算，需要将管道划分为不同的段，计算每段管道中的水力特性。

2.模型参数确定在管道的水力计算中，需要确定一些模型参数。

这些参数包括：管道几何参数、液体物性参数、管道摩擦系数等。

管道几何参数包括：管道长度、管道内径、横截面积等。

这些参数可以通过实际勘测或测量获得。

液体物性参数包括：液体密度、液体粘度等。

这些参数可以通过液体的化学成分来确定。

而管道摩擦系数则需要根据不同材料的管道、流速和液体物性参数来确定。

3.数值方法求解在确定模型参数之后，需要对连通图进行求解。

常用的求解方法包括迭代法、稳态方法等。

通过数值方法求解可以得到排水管道的流量、压力、速度和水头等水力参数，进而评估排水管道运行状态。

一个完整的建筑排水系统由哪几部分组成？

一个完整的建筑排水系统主要由以下几个部分组成：首先，是废水收集部分，通常一个完整的建筑排水系统主要由以下几个部分组成：首先，是废水收集部分，通常由卫生器具或生产设备的受水器等组成，这是建筑排水系统的起点。

其次，是排水管道部分，包括器具排水管、排水横支管、排水立管、排水干管和排出管等，用于将收集到的废水传输到下一步处理环节。

接着，是通气管道部分，其主要作用是维持排水管道中的气压平衡，保障排水顺畅。

此外，建筑排水系统还包括清通设备，如检查井、清扫口和地面扫除口等，主要用于疏通排水管道。

当排水不能以重力流排至室外排水管时，还需要设置抽升设备来排除内部污水，常见的抽升设备有污水泵、潜水泵、喷射泵、手摇泵及气压输水器等。

最后，为了局部处理废水，通常会设立一些污水处理构筑物。

这些部分共同构成了一个完整且高效的建筑排水系统。

溢流对城市排水系统压力的评估

溢流对城市排水系统压力的评估一、城市排水系统概述城市排水系统是城市基础设施的重要组成部分，负责收集、输送和处理城市产生的雨水和污水。

随着城市化进程的加快，城市排水系统面临着日益增长的压力，其中溢流现象尤为突出。

溢流是指在降雨或融雪等自然因素影响下，排水系统超出其设计容量，导致雨水和污水溢出进入河流、湖泊或地下水系统。

这不仅会对城市环境造成严重污染，还可能引发城市内涝、水体富营养化等一系列问题。

1.1 城市排水系统的基本组成城市排水系统通常由以下几个基本部分组成：收集系统、输送系统、处理系统和排放系统。

收集系统包括雨水口、检查井等，负责收集地表水；输送系统主要指排水管道和沟渠，将收集到的雨水和污水输送至处理设施；处理系统包括污水处理厂，对污水进行净化处理；排放系统则负责将处理后的水体安全排放到自然水体中。

1.2 溢流现象对城市排水系统的影响溢流现象对城市排水系统的影响是多方面的。

首先，溢流会导致未经处理的污水直接排放到自然水体中，增加水体污染的风险。

其次，溢流还可能引起城市内涝，影响市民的正常生活和出行安全。

此外，溢流还可能对城市基础设施造成损害，如道路、桥梁等。

二、溢流对城市排水系统压力的评估方法对溢流现象进行评估是城市排水系统管理的重要环节。

评估的目的是确定排水系统在不同降雨条件下的运行状况，以及溢流对环境和城市生活的影响程度。

评估方法通常包括以下几个步骤：2.1 数据收集与分析评估溢流对城市排水系统压力的第一步是收集相关数据，包括降雨量、排水系统的流量、水位等。

这些数据可以通过现场监测、历史记录和模型模拟等方式获得。

数据分析的目的是确定排水系统在不同降雨条件下的响应特性。

2.2 模型建立与模拟基于收集的数据，建立城市排水系统的数学模型，模拟不同降雨条件下的排水过程。

模型应能够反映排水系统的动态特性，如管道的流动阻力、检查井的溢流能力等。

通过模型模拟，可以预测在特定降雨条件下的溢流量和溢流时间。

给水排水管道系统给水排水管网模型

4.2 管网模型的拓扑特性
四，路径与回路 1，路径在管网图中，从节点V0到Vk的一个节点与管段交替的有限非零序列V0 E1 V1 E2… VkEk称为行走，如果行走不包含重复的节点，则行走所经过的管段集称为路径。路径所包含的管段称为路径的长度。 V0和Vk称为路径的起点和终点。 2，回路在管网图中，起点和终点重合的路径称为回路。 3，基环当环中不包括其他环时，称此环为基环。
hij Hi H j Sij qinj
式中
H
i
,
H
为管段两端点的水压高程；
j
hij为管段的水头损失；
Sij为管段摩阻；
qij为管段流量。
回路方程
即管网中每一个环中各管段的水头损失总和等于零。这里采用水流顺时针方向的管段水头损失为正，逆时针的方向为负。即：
( hij )L 0 L 1，2，3 ，N
管网静态信息
管段号
管网静态信息管段信息管管管节段段长点阻的、号力两管系端径数节、点管材、铺设年代等
节点信息节地点理埋坐深标
用户所需水头
管网动态信息
管段管网总供水量、各水厂供水量分配以及供水压力管网动态信息监控测制点阀信门息开启度
用户用水量
4.2 管网模型的拓扑特性
管网模型的拓扑特性：即管网模型中节点和管段的关联关系，其分析方法采用数学的图论理论。
水厂1
监测点1
监测点2
水厂2
微观模型
按管网实际情况，包括管网所有元素(管段、阀门、水泵等)，不做任何简化所建立的模型，相对于宏观模型来水，称为微观模型。其最明显的优点是直接应用完整详细的管网信息数据库的资料，包括管网的全部信息建模。对其求解可得所有节点和管段的全部信息，缺点是计算工作量大，计算时间较长，占用计算机内存多。

SWMM模型概念

SWMM模型概念阳光、空气、水留给子孙后代最宝贵的财富不是金钱，而是洁净的水、土壤、空气…… SWMM将排水系统概化为一系列智能模型的水和物质在数个大的环境组成部分之间的活动。

这些组成部分和SWMM包括的对象包括：大气部分，从中雨水降落、污染物质沉淀到地表部分。

SWMM用Rain Gage对象代表进入系统的降雨。

地表部分，由一个或多个Subcatchment对象表示。

接受来大气部分的降水（雨或雪），通过渗透将出流传给地下水部分，同时将地表径流和污染物输给传输部分。

地下水部分接受来自地表部分的入渗并把部分入流传给传输部分。

这部分用Aquifer含水层模拟。

传输部分包括由渠道管道泵站径流电力模型调节器组成的管网和将水送到出水口或污水处理厂的蓄水/处理单元。

这部分的入流来自地表径流、壤中流、旱季时的污水或用户定义的水文过程。

由Node和Link对象表示。

SWMM模型中不必出现所有的组成部分。

如，单独进行传输部分的模拟时，可以用预先定义的水文过程作为输入即可。

1.可视对象可视对象可如下图描述的来组织以表示洪水排水系统。

这些对象可以在SWMM工作空间的图上显示。

点击对象名称可以看到相应的描述。

雨量站雨量站为研究区域内一个或多个子汇水区域提供降水资料。

降水资料可以是用户定义的时间序列也可以来自外部文件。

除标准的用户自定义格式，还支持多个目前常用的降水资料格式。

雨量站输入的主要特征值包括：降雨资料类型（如，强度，体积，或累颊瑰积）记录时段长（如，1h，15min等）降雨资料来源（输入时间序列，或获取外部文件）降雨资料源文件名子汇水区域子汇水区域指由于地形和排水系统的各要素作用使得区域内地表径流同一点汇集的水文分块。

用户要对研究区域中子汇水区域个数的合理划分以及每个子汇水区域出水口的确定负责。

出水口所在位置可以是排水系统的节点也可以是其它子汇水区域。

子汇水区域可分为透水区域和不透水区域。

透水区域的地表径流可渗透上层土壤，但不可以流经不透水区域。

对新版“室外排水设计标准”中排水工程系统组成与设计流量的探讨

对新版“室外排水设计标准”中排水工程系统组成与设计流量的探讨发布时间：2022-05-06T07:57:51.476Z 来源：《新型城镇化》2022年8期作者：刘飞[导读] 《室外排水设计标准》（GB50014—2021）是对《室外排水设计规范》（GB50014-2006，2016年版）的全面修订。

作为排水领域的纲领性标准文件，从国内排水领域发展现状存在的问题出发，以排水工程系统性为基础，重点明确了雨水系统和污水系统组成和设计要求。

笔者针对新版设计标准中关于排水工程的系统组成与设计流量的最新规定进行分析与探讨，以期为工程技术人员提供参考。

中铁第四勘察设计院集团有限公司湖北武汉 430063摘要：《室外排水设计标准》（GB50014—2021）是对《室外排水设计规范》（GB50014-2006，2016年版）的全面修订。

作为排水领域的纲领性标准文件，从国内排水领域发展现状存在的问题出发，以排水工程系统性为基础，重点明确了雨水系统和污水系统组成和设计要求。

笔者针对新版设计标准中关于排水工程的系统组成与设计流量的最新规定进行分析与探讨，以期为工程技术人员提供参考。

关键词：《室外排水设计标准》；排水工程；雨水系统；污水系统；旱季设计流量；雨季设计流量1 概述国家标准《室外排水设计规范》（GB50014—2006）分别在2011 年、2014 年和2016 年先后进行了3 次局部修订，《室外排水设计标准》（GB50014—2021）在原标准的基础上进行了全面修订，已由住房城乡建设部于2021 年4 月9 日正式发布，并将于2021 年10 月1 日施行。

本次全面修订的重要出发点是为了保障城市安全，科学设计室外排水工程，落实海绵城市建设理念，防治城市内涝灾害和水污染，改善和保护环境，促进资源利用，提高人民健康水平[1]。

下面就本次修订增加的排水工程的系统组成与排水工程设计流量计算方法的调整进行介绍与探讨。

2本次修订新增了排水工程的系统组成本次修订新增了第3章排水工程，系统规定了室外排水工程的组成与相互关系。

7-(2)骨干排水沟规划设计

1)对于一般不受下游河、沟水位影响的排水沟， 1)对于一般不受下游河、沟水位影响的排水沟，对于一般不受下游河可由设计暴雨推求最大峰量作为设计排涝流量。可由设计暴雨推求最大峰量作为设计排涝流量。 2)对于不直接排入容泄区而汇入低洼滞涝区的排 2)对于不直接排入容泄区而汇入低洼滞涝区的排水沟，水沟，则须通过推求排涝流量过程线来确定设计排涝流量，流量，这种经过滞涝区调蓄后的设计排涝流量常比最大排涝峰量小得多。大排涝峰量小得多。
2．灌区布置排水沟的原则
1) 各级排水沟要布置在各自控制范围的最低处 2) 尽量做到高水高排，低水低排，自排为主，抽排为辅 3) 干沟出口应选在承泄区水位较低和河床比较稳定的地方 4) 下级沟道的布置应为上级沟道创造良好的排水条件，使之不发生壅水。
5) 各级沟道要与灌溉渠系的布置、土地利用规划、道路网、林带和行政区划等协调。 6) 工程费用小，排水安全及时，便于管理。例如干沟尽可能布置成直线，但当利用天然河流作为干沟时，就不能要求过于直线化；另外排水沟还要避开土质差的地带，同时也不给居民区的交通设施带来危害等。 7) 在有外水入侵的排水区或灌区，应布置截流沟或撇洪沟，将外来地面水和地下水引入排水沟或直接排入承泄区。
本节先计算设计除涝流量，本节先计算设计除涝流量，然后介绍排渍流量的计算
1、排涝流量的计算途径：、排涝流量的计算途径：流量的计算途径推求设计排涝流量(又称最大设计流量) 推求设计排涝流量(又称最大设计流量)的基本途径有二: 途径有二: 流量资料推求一是用流量一是用流量资料推求二是用暴雨暴雨资料推求二是用暴雨资料推求
第二节
排水流量流量计算流量
在排水系统规划设计时，一般只对较大的主干排水沟道(如干沟、支沟等)进行逐条设计，而对较小的斗、农沟则通常采用根据当地经验或通过典型沟道计算而得的标准断面，而无须进行设计。

SWMM模型在城市排水系统规划中的应用

SWMM模型在城市排水系统规划中的应用摘要：随着城市化进程的不息加速，城市排水系统规划成为城市规划和管理的重要内容。

为了合理规划城市排水系统，提高城市防洪排涝能力，SWMM模型应运而生。

本文通过对进行探究，分析其优点和不足，探讨其将来进步方向。

1. 引言城市排水系统是城市公共基础设施的重要组成部分，直接影响城市的防洪排涝能力和城市环境的质量。

城市排水系统的规划是保卫城市进步、提高城市环境质量的重要环节。

SWMM （Storm Water Management Model）是一种被广泛应用于城市排水系统规划的模型，它能够精确模拟城市雨水径流和洪水分析，为城市排水系统规划提供科学依据。

2. SWMM模型的原理和结构SWMM模型是一个基于计算机的动态模拟模型，将城市排水系统中的各个组成部分以及其互相作用干系建立数学模型，通过运算得出城市排水系统的运行状态。

该模型包含五个主要部分：下雨（Rainfall）子模型、径流（Runoff）子模型、污水（Sewer）子模型、污水处理（Treatment）子模型和水质（Quality）子模型。

3.（1）排水管网规划：通过SWMM模型对城市排水管网进行仿真分析，可以明确管网的流量输送能力、水位变化和其对抗洪能力，为合理设计和扩建排水管网提供科学依据。

（2）洪水模拟与猜测：SWMM模型可模拟不同降雨事件下的城市洪水状况，猜测洪水的范围、深度和洪水过程，并为城市的防洪工作提供技术支持和决策依据。

（3）雨水收集系统优化：SWMM模型可以评估雨水收集系统的效果，通过对不同规模、形式和设计方案的分析比较，优化雨水收集系统的设计，提高雨水的利用效率。

（4）水质监测和评估：SWMM模型可以对城市雨水径流的水质进行模拟和分析，猜测污染物的扩散和水质的变化，指导城市污染物排放控制和水质改善工作。

4. SWMM模型的优点和不足（1）优点：SWMM模型能够多方面、多角度地模拟城市排水系统，精确反映系统的运行状况；模型操作相对简易，易于精通和应用；模型的结果具有较高的可信度，可为城市排水系统规划和管理提供可靠的科学依据。

基于排水系统的产汇流与河道耦合模型

基于排水系统的产汇流与河道耦合模型一、介绍排水系统的产汇流与河道耦合模型是指将城市排水系统与河道水流模拟模型相结合，用于研究城市排水系统对河道水环境的影响以及河道水环境对城市排水系统的影响。

该模型可以帮助我们更好地了解城市排水系统与河道之间的相互作用关系，为城市排水系统的规划和管理提供科学依据。

二、排水系统的产汇流模型2.1 模型原理排水系统的产汇流模型是指通过建立数学模型，模拟城市降雨过程中产生的径流汇集和流向，以及排水系统中的流量和水位变化。

该模型通常基于水文学原理和水力学原理，通过计算降雨入渗、径流产生、径流汇集和流向等过程，预测排水系统中的水量和水位变化。

2.2 模型构建排水系统的产汇流模型的构建包括以下几个步骤：1.收集地理信息：收集城市的地理信息数据，包括地形、土壤类型、道路网络等。

2.确定输入数据：确定模型的输入数据，包括降雨数据、土壤参数、道路参数等。

3.建立水文模型：根据收集的地理信息和确定的输入数据，建立水文模型，包括降雨入渗模型、径流产生模型等。

4.建立水力模型：根据建立的水文模型，建立水力模型，包括径流汇集模型、流向模型等。

5.模型参数校准：通过与实测数据对比，对模型参数进行校准，提高模型的准确性。

6.模型验证：使用独立数据集对模型进行验证，评估模型的可靠性和适用性。

2.3 模型应用排水系统的产汇流模型可以应用于以下几个方面：1.城市排水系统规划：通过模拟不同排水系统方案的效果，评估不同方案的排水能力和适用性，为城市排水系统的规划提供科学依据。

2.暴雨应对策略制定：通过模拟暴雨过程中的排水情况，评估不同应对策略的效果，为暴雨应对策略的制定提供科学依据。

3.水环境保护：通过模拟排水系统对河道水环境的影响，评估不同排水系统方案对水环境的影响程度，为水环境保护提供科学依据。

三、河道耦合模型3.1 模型原理河道耦合模型是指将城市排水系统模型与河道水流模拟模型相耦合，实现城市排水系统与河道之间的相互作用模拟。

第四章-给水排水管网模型

Q4
q8,h8 Q5
q9,h9 Q6
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）
（7）
Q7
[1]
管网模型的标识
（7）
Q7
[1]
（1）节点和管段编号 q1,h1 （1） [2] （2） [3]
节点（1）,（2）…
Q1
q2,h2 Q2
q3,h3
管段[1],[2]…
[5] q5,h5
[9]
（8） [4]
（3） q4,h4Q8 Q3 [7] q7,h7
（6）
（2）管段方向的设定
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。
▪ 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。

基于排水系统的产汇流与河道耦合模型

基于排水系统的产汇流与河道耦合模型摘要：一、引言二、排水系统与产汇流耦合模型1.概念介绍2.模型构建三、河道与产汇流耦合模型1.概念介绍2.模型构建四、模型应用与优化1.应用领域2.模型优化五、结论正文：一、引言随着我国城市化进程的加速，排水系统在城市建设中扮演着越来越重要的角色。

排水系统与产汇流、河道的耦合模型作为一种有效的管理工具，对于城市水资源的合理利用与环境保护具有重要的意义。

本文将对这一模型进行详细介绍，并探讨其在实际应用中的优化方向。

二、排水系统与产汇流耦合模型1.概念介绍：排水系统是指从建筑物、道路等收集、输送、处理和排放污水的设施。

产汇流是指降水过程中，雨水从地表流入排水系统的过程。

排水系统与产汇流耦合模型是指将排水系统与产汇流过程相结合，对城市雨水径流进行模拟与分析的模型。

2.模型构建：排水系统与产汇流耦合模型通常采用数学模型、物理模型或混合模型等方法进行构建。

这些模型需要考虑的因素包括地形、土壤、气候、植被等影响城市雨水径流的各种因素。

三、河道与产汇流耦合模型1.概念介绍：河道是指天然或人工形成的水流通道。

河道与产汇流耦合模型是指将河道与产汇流过程相结合，对城市雨水径流进行模拟与分析的模型。

2.模型构建：河道与产汇流耦合模型通常采用数学模型、物理模型或混合模型等方法进行构建。

这些模型需要考虑的因素包括地形、土壤、气候、植被等影响城市雨水径流的各种因素。

四、模型应用与优化1.应用领域：排水系统与产汇流耦合模型和河道与产汇流耦合模型在城市雨水径流管理、城市防洪排涝、城市水环境改善等方面具有广泛的应用。

2.模型优化：为了提高模型的准确性和实用性，研究人员需要不断优化模型参数、改进模型方法，使之更加符合实际排水系统与河道的情况。

五、结论基于排水系统的产汇流与河道耦合模型是一种重要的城市水环境管理工具，对于我国城市水资源的合理利用与环境保护具有重要意义。

水文与水资源技术基础知识单选题100道及答案解析

水文与水资源技术基础知识单选题100道及答案解析1. 水文循环的主要环节不包括（）A. 降水B. 蒸发C. 径流D. 水汽输送答案：D解析：水文循环的主要环节包括降水、蒸发和径流。

2. 地球上的水以（）存在形式最为广泛。

A. 液态B. 气态C. 固态D. 以上都不对答案：C解析：地球上的水以固态（冰川、冰盖等）存在形式最为广泛。

3. 河川径流的年内分配主要取决于（）A. 降水B. 蒸发C. 下渗D. 人类活动答案：A解析：河川径流的年内分配主要取决于降水的年内分配。

4. 流域平均降雨量的计算方法通常不包括（）A. 算术平均法B. 泰森多边形法C. 等雨量线法D. 加权平均法答案：D解析：流域平均降雨量的计算方法通常包括算术平均法、泰森多边形法、等雨量线法。

5. 某流域面积为1000km²，多年平均降水量为1000mm，多年平均径流量为500mm，则该流域的多年平均蒸发量为（）mm。

A. 500B. 1000C. 1500D. 2000答案：A解析：多年平均蒸发量= 多年平均降水量- 多年平均径流量= 1000 - 500 = 500mm。

6. 水位观测的常用设备不包括（）A. 水尺B. 自记水位计C. 雨量计D. 超声波水位计答案：C解析：雨量计是用于观测降水量的，不是水位观测设备。

7. 流速仪法测流时，需要测量的参数不包括（）A. 测点流速B. 水深C. 水面宽D. 水温答案：D解析：流速仪法测流时，通常需要测量测点流速、水深、水面宽等。

8. 洪水过程线的三要素不包括（）A. 洪峰流量B. 洪水总量C. 洪水历时D. 洪水起涨时间答案：D解析：洪水过程线的三要素包括洪峰流量、洪水总量、洪水历时。

9. 设计洪水计算的主要目的是（）A. 确定工程规模B. 制定防洪措施C. 评估洪水风险D. 以上都是答案：D解析：设计洪水计算的目的包括确定工程规模、制定防洪措施、评估洪水风险等。

10. 产流计算中，超渗产流主要发生在（）地区。

建筑给水排水管网系统

污水量总变化系数Kz：指设计年限内，最高日最高时污水量与平局日平局时污水量的比值，显然，按上述定义有：Kz=Kd.Kh
污水管道的最小覆土厚度，一般应满足下述三个因素的要求：1防止管道内污水冰冻和因土壤冰冻膨胀而损坏管道2防止地面荷载而破坏管道3满足街区污水练接管衔接的要求
对于每一个具体设计管段，从上述三个不同的因素出发，可以得到三个不同的管低埋深或管顶覆土厚度值，这三个数值中的最大一个值就是这一管道的允许最小覆土厚度或最小埋设深度
谢才公式：
柯尔勃洛克-怀特公式：
海曾-威廉公式：
曼宁公式：
巴莆洛夫斯基公式：
水头损失公式的指数形式
给水排水管网的简化原则：1宏观等效原则2小误差原则管线简化的一般方法：1删除次要管线，保留主干管线和干管线2当管线交叉点很近时，可以将其合并为同一交叉点3将全开的阀门去掉，将管线从全闭阀门处切断4并联的管线可以简化为单管线，其直径采用水力等效原则计算5在可能是情况下，将大系统拆分为多个小系统，分别进行分析计算
给水排水系统具备的三项主要功能：1，水量保障2，水质保障3水压保障
给水排水系统可以划分为以下系统：1，原水取水系统2给水处理系统3给水管网系统4排水管网系统5废水处理系统6排放和重复利用系统
城市综合用水量：在城市用水量规划设计中，包括居民生活用水量，公共设施用水量，工业企业生产用水量和工作人员生活用水量，消防用水量，市政用水量等的用水量总和。
排水管网布置形式：排水管网一般布置成树状网，根据地形不同，可采用两种基本布置形式——平行式和正交式
平行式：排水干管与等高线平行，而主干管则与等高线基本垂直，平行式布置适应于城市地形坡度很大时，可以减少管道的埋深，避免设置过多的跌水井，改善干管的水力条件
正交式：排水干管与地形等高线垂直相交，而主干管与等高线平行敷设，正交式适应于地形平坦略向一边倾斜的城市

第4章-给水排水管网模型

如图4.10，可列出环能量方程组：
h2 h5 h6 h8 ( H1 H 2 ) ( H1 H 4 ) ( H 2 H 5 ) ( H 4 H 5 ) 0 h3 h6 h7 h9 ( H 2 H 3 ) ( H 2 H 5 ) ( H 3 H 6 ) ( H 5 H 6 ) 0
（3）附属设施简化方法
给水排水管网附属设施包括泵站、调节构筑物（水池、水塔等）、消火栓、减压阀、跌水井、雨水口、检查井等，进行简化的具体方法为： 1）删除不影响全局水力特性的设施，如全开的闸阀、排气阀、泄水阀、消火栓等。 2）将同一处的多个相同设施合并，如同一处的多个水量调节设施（清水池、水塔、均和调节池等）合并，并联或串联工作的水泵或泵站合并等。
（1）简化原则
1）宏观等效原则。保持其功能，各元素之间的关系不变。 2）小误差原则。简化模型与实际系统的误差在一定允许范围，满足工程上的要求。
（2）管线简化方法
1）删除次要管线，保留主干管线和干管线。 2）相近交叉点合并，减少管线的数目。 3）删除全开阀门，保留调节阀、减压阀等。 4）串联、并联管线水力等效合并。 5）大系统拆分为多个小系统，分别计算。
H 7 H1 H1 H 2 H2 H3 H8 H3 H1 H 4 H2 H5
图4.10
h1 h2 h3 h4 h5 h6 H 3 H 6 h7 H 4 H 5 h8 H 5 H 6 h9
（3）树状管网
无回路且连通的管网图G(V,E)定义为树状管网，用符号T(V,G)表示，组成树状管网的管段称为树枝。排水管网和小型的给水管网通常采用树状管网，如图4.8所示。

给水排水管道系统

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清水输水管道：若管网中无水塔或调节水库时，设计流量按最高日、最高时用水量计算。若管网中设有水塔或水库时，设计流量应按最高日、最高时用水量减去水塔输出的流量。若城市中有数个水厂，则每个水厂至管网的输水管设计流量应按最高日、最高时用水量，由各水厂按水厂规模分担。配水管网：配水管网设计总流量按最高日、最高时用水量计算。
配水管网中的管段设计流量计算
沿管段输入支管的众多大小不等的用户流量，称为沿线流量。某一大用户的用水量称为集中流量。沿线流量和集中流量之和等于总流量。
设计时必将管网流量进行简化的方法和步骤如下：将非均有配出的沿线流量简化成均有配出的沿线流量，即假定输入管网的总流量（已知）减去集中流量以后，沿管网全部管线均匀配出（管线仅一边供水者按1/2计）。这样，管段上的沿线流量就仅与管段长度成正比。将均有配出的沿线流量按一定比例折算成节点流量，即假定管段沿线流量不是沿线配出，而是仅由管段两端节点输出。集中流量总是在节点上输出，也并入节点流量中。这样，全部节点流量之和等于总流量。管网节点流量求出以后，就可以进行流量分配。
3.3 给水排水管道系统主要设计内容、方法和要求
3.3.1 给水管道系统主要设计内容、方法和要求给水管道系统设计主要内容有以下六部分：管道系统布置和定线；设计流量计算；求出管道直径；计算管道中水头损失；求出二级泵站扬程及水塔高度（当设置水塔时）；水量调节构筑物（清水池、水塔或水库）容积计算。
给水管道系统优化设计基本概念
给水管道系统的优化设计，应考虑以下四方面因素：所需水量、水压的保证性；供水可靠性；水质安全性；经济性。标准优化法是求一定约束条件下、一定年限内（称投资偿还期）管网造价和管理费之和为最小时的管径，称经济管径，相当于经济冠军的流速称经济流速。

给水排水系统水力模型的创新与应用研究

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。