EPANET管网平差教程
管网平差新法课件
水、气管网输配计算计算机在专业中应用蔡建安安徽工业大学2012年5月◆ 节点数量：J 个； 环数量： L 个 管段数量：P 个 ； P=J-1+L ◆自变量：P 个管段流量 q i ； q ˊ=(q 1，q 2， …，q p ) 因变量：P 个水头损失h i ；h ˊ=(h 1，h 2， …，h p ) 由管段 性质和自变量流量确定◆①连续性（节点）方程 J-1 个： qi+Σqij=0 ②能量（环）方程 L 个： Σh ij =0管网系统的节点、管段和环 任意管网系统数量关系 变量 独立方程数管网不平差新法•衔接矩阵 连续方程•水损计算 •闭合差 能量方程 规划求解新算法不预分，不平差Excel 平台 应用技法某树状网最高用水时流量分配图对节点、管段编号，进行几何关系认定预判流向和标记1.登录原始资料 “节点编号”， “节点流量(L/s)”， “管段编号”； “管段长度（m ）”2.建立和选择DN 管径清单 建立DN 管径清单，位于“C3：Q3”区域，使用下拉箭头在提供的清单内选择适当数值的DN 管径（mm ）；位于“B101：R101”输入函数“=SUMIF(C3:Q3,D100:R100,C2:Q2) ”，可以在选择DN 管径的同时完成对应DN 管径 “累计长度”的统计。
给水管网模板建设“节点编号”和“节点流量” 以节点进行“管段编号”和“管段次序编号”“下拉箭头”和“管径选择” 自动统计给水管网模板建设 流速(m/s)管段的摩擦比阻 管段水头损失(m) 自变量：P 个管段流量 q i ；变量水力计算 3.5001736.0d =α4/2d q A q u π==2lq h α=“C4” 公式“=10*C7/(0.25*PI()*(C3/10)^2)” “C5”键入公式“=0.001736/((C3/1000)^5.3)”“C6”键入公式“= SIGN(C7)*C5*C2*C7^2/1000000”给水管网模板建设___衔接矩阵 •具有J 个节点J 个连续方程，但其中只有J-1个方程是相互独立的。
给水管网平差程序设计
双水源的环状给水管网平差1.设计背景及设计原理1.1设计背景随着供水事业的发展，给水管网的规模不断增大，管段数和环数不断增多。
众所周知，传统的解环方程法是在手算的基础上发展而成的，计算前前需要初分管段流量。
对于大型复杂管网，初分流量相当繁琐，人工工作量较大，且初分值不合理导致迭代算法不收敛。
这给设计计算造成极大的困难，要为管网的优化调度运行提供参数就不现实啦。
随着计算机技术的发展和普及，计算机在给水工程中的应用也日益普遍。
应用计算机进行管网平差计算，代替复杂的手工劳动，提高了计算的精度和速度，已经成为管网的规划、设计、改造、调度管理的有力工具。
1.2设计原理（管网平差计算应准备的数据和计算结果）给水管网水力计算是以解管段方程（求解每个管段的流量）、解环方程（求解每环的校正流量）和解节点方程（求解管网的节点水压）为基础，对连续性方程、能量方程和压降方程应用近似优化处理方法和数值计算方法进行计算，旨在求解管段流量或节点水压，为管网设计、改扩建及运行管理提供依据。
不管是哪一种方法，都必须既满足连续性方程：Q i+Sq ij=0（1）式中Q i——i节点的节点流量；q ij ——与i节点连接的管段流量。
又满足能量方程∑h ij=0（2）式中∑h ij——环内各管段水头损失之和。
要进行现状管网水力分析核算，首先要画出管网的简化图（即计算简图），并将管网的节点和管段分别排序编号，以使数据中的序号与计算简图中的编号一一对应。
通过计算比流量，沿程流量，从而得到节点流量。
除了节点流量之外，还需要准备管段的管径（m）、管段长度（m）、管材等基本数据。
经计算机进行水力平差计算，可得到：管段的流量（m3/h或L/s）、流速（m/s）、水头损失（m）。
以上的这些计算结果，可合理调度整个城市管网水源水泵机组提供科学依据。
对于节约能耗、降低漏失率、管网的扩建工程有重要意义。
2.初分流量2.1计算简图X计算简图如上图所示，图中标示了环与管段号及节点流量。
管网平差——精选推荐
摘要：给水管网力计算是以解管段方程、解环方程和解节点方程为基础，对连续性方程、能量方程和压降方程应用近似优化处理方法和数值计算方法进行计算，旨在求解管段流量或节点水压，为管网设计，改扩建及运行管理提供依据。
关键词：节点方程管网平差开发与应用1 引言给水管网力计算是以解管段方程、解环方程和解节点方程为基础，对连续性方程、能量方程和压降方程应用近似优化处理方法和数值计算方法进行计算，旨在求解管段流量或节点水压，为管网设计，改扩建及运行管理提供依据。
随着供水事业的发展，给水管网的规模不断增大，管段数和环数不断增多。
众所周知，传统的解环方程法是在手算基础上发展而成的，计算前需要初分管段流量。
对于大型复杂管网，初分流量相当繁琐，人工工作量较大，且初分值不合理会导致迭代算法不收敛。
为此，本文基于解节点方程的算法原理及管网数据结构的特征，研究了正定稀疏矩隈的变带宽紧缩贮存技术，运用FORTRAN语言编制了程序，并结合实例进行了应用和验算。
2 解节点方程的有理与方法2.1节点方程根据管段压降方程，Hi-Hj=Sijq2ij,将管段流量用水压表示，q ij=sign(H i-H j)(│H i-H j│÷S ij）1/2，代入连续性方程，即得出节点方程，Q+Σsign(H i-H j)(│H i-H j│÷S ij）1/2=0式中Q i—i节点的耗水量或水源供水量（即节点流量）；H i H j——i,j节点的水压；S ij——i,j管段的摩阻。
若管网节点数为M，则独立的节点方程数为M-1。
2.2节点方程的线性化节点方程是以节点压力未知量的非线性方程组，令C ij=1/(S ij│q ij│),q ij的初值可用程序中所示的经验公式确定，则节点方程可化为，Q+ΣC ij(H i-H j)=0，这是一个线性方程组，可用迭代法或牛顿法求解，程序中采用的迭代法。
2.3线性方程系数矩阵的存贮根据管网图形拓扑结构可知，以上线性方程的系数矩阵为对称正定稀疏矩阵，矩阵元素中大部分为0，节点数越多，稀疏性越明显。
管网平差全过程计算机自动化实践——从数据收集到成果完成
管网平差全过程计算机自动化实践——从数据收集到成果完成摘要：本文结合实例，论述了计算机自动实现管网平差从数据收集到成果完成。
大大提高了设计效率和质量，优化了管网规划方案。
同时也探索下一阶段结合人工智能设计、大数据应用，使管网规划在城市发展建设中具有更强的适应性和指导性。
关键词：管网平差软件实践一、前言管网平差是管网计算中较复杂、工作量较大的一项工作，是给排水工程师进行管网规划设计中必须进行的一项重要工作。
其主要内容是对城市或者区域的管网进行优化计算，从而使管网的布置建设最合理、经济、安全。
二、管网平差的基本计算方法目前管网平差基本计算方法有：哈代·克罗斯法（Hardy-cross），牛顿·菜福逊（Newton -Raphson）法，线性理论法（Linear Theroy），有限元法（Finite- Element）和图论法等。
哈代·克罗斯法应用的时间比较长，有大量开放代码的计算程序可以选用，本文中在计算阶段也采用了该方法。
三、存在问题及分析1、工作量大的问题管网平差是基于试算，通过不断优化管径、平衡管网水头损失，最终到达合理布置泵房、管道以及选择管径、管材等。
这一过程中，随着计算机的在设计计算里的应用，管网平差计算软件也越来越多，计算方面的工作量有所减轻。
但在实际工作中，管网平差需要大量管道数据的整理输入，并不断修改管径数据以及调整泵站位置，然后再进行管网平差计算，不断重复这一过程，最终得到合理、经济、安全的管网、泵站布置方案。
除了计算方面的工作量外，其它数据整理、输入以及绘图、修改等工作量也很大。
按照经验，这些工作占到整个管网平差工作的80%以上。
并且在调整修改数据过程中容易出错，一旦出现错误，检查和调整的工作量也比较大，直接影响平差计算及其成果输出的质量。
2、管网设计不合理的问题目前在管网设计的实际工作中，很少进行详细的管网平差计算和方案比较，一般是根据预测流量的情况，依经验确定管径分布。
第五章管网平差
• 定压节点：已知节点水头而未知节点流量的节点 称为定压节点。管网中定压节点总数为R； • 定流节点:已知节点流量而未知节点水头的节点 称为定流节点，管网中的定流节点总数为N-R. • 水塔问题： 1)当水塔高度未知时，应给定水塔供水流量，即 已知节点流量，该节点为定流节点，通过水力分 析可以求解出节点水头，从而确定水塔高度 2)当水塔高度已确定时，即已知该节点水头，该 节点为定压节点，通过水力分析可以求解出节点 流量，从而可以确定水塔的供水量。
•
H 0 HTi hi HTi
Ti定压节点
（5.13）
21
• 3）定压节点流量改由虚管段供应，其节点流 量变为0，成为已知量，其节点水头设为未知 量（由虚管段能量方程可求解，实际值不变） 因此不再将它们作为定压节点，管网成为单定 压节点管网。 • 若原管网有R个定压节点，通过以上假设，增 加P条虚管段，同时也就产生R-1个虚环。 • 例：图4.12增设一个虚节点（0），两条虚管 段[10] 、[11]构成一个虚环，原管网变成为单 定压节点管网。 • 若原管网有R个节点，通过以上的假定，增加 R条虚管段，同时也就产生R-1个虚环。
24
• 代入管段水力特性公式，式（5.14）所列环能 量方程变为：
H 7 H8 s4q4 q4
n 1
s3q3 q3 s2q2 q2
n 1 n 1
n 1
n 1
s1q1 q1 hel 0
n 1
n 1
s2 q2 q2
•
n 1 n 1
s6 q6 q6 s7 q7 q7
i i
5
• hei—管段扬程，反映管段上泵站提供给水 流的总能量，即泵站静扬程(m) • n —管段内壁的粗糙率，或称管段的阻力 指数应与水头损失计算公式一致。式中考 虑到了水头损失的方向恒与实际流向一致
EPANET模型在再生水管网规划设计中的应用
管段编号端点数量第一端点编号第二端点编号 初始管径 /mm 管长 /m 1 2 3 2 2 2 96 140 111 103 141 112 600 400 600 356 05 1 439 27 1 419 79
。
3 北京市再生水管网 EPANET 模型建立
在构建北京市再生水管网水力计算模型时 , 数据 处理、输入工作量较 大, 单独应用 EPANET 来 完成
3 Schoo l of Env ironm en t Sc ience and Eng ineering , T ong jiU n ive rs ity , Shangha i 200092, Ch ina) Abstrac t : In Be ijing R ec la i m ed W ater U tilization P lanning P roject , the adve rse i m pac ts on the hydraulic ca lculation from the as pects such as mu lti sou rce w ate r supply , la rger reclai m ed a rea and co m plica ted structure w ith m ix ing o f looped branch-shaped p ipeline netw orks etc a re e li m inated through a G IS based EPAN ET hydrau lic model for plann ing the pipe line netwo rk M o reo ver , on the bas is of the ana ly sis on the resu lts o f hydrau lic calculation i e node pressure , p ipe ve loc ity and hydrau lic gradient ( head - loss), so m e o f the initial dia m ete rs of the pipe lines in the network are adjusted and the ne t w ork is div ided into four weak conjunction reg ions according to the topographical distribution o f Be ijing It prov ides a bette r so lution fo r the prob lem o f ove r -h igh pressure in several reg ions o f the netwo rk caused by the large recla i m ed area w ith var ious elevations and most of the rec la i m ed wa ter plan ts those are distr ibuted in the eastern reg ion o f Beijing , w ith w hich the ra tiona lity of the p lann ing is i m proved w ith the de c rease o f bo th the invest m ent and the ope ra tion cost T he m ethod can be used to ana ly ze the othe r wa ter supply d istribution system and rec la i m ed w ater ne t w ork K ey word s : EPANET; recla i m ed wa ter pipe line net w ork ; G IS; hydraulic m ode;l ne t w ork adjustm ent ca lcu la tion; Be ijing
管网平差新法
以最小二乘法为基础，得到管道系统的误差平方 和最小的优化目标函数。
迭代计算
通过迭代计算，不断调整管道系统的参数，以最 小化目标函数。
数据处理
对测量数据进行处理，消除异常值和噪声数据， 保证平差结果的可靠性。
平差结果的质量评估
残差分析
根据残差的大小和符号，评估平差结果的可靠性。
精度评估
采用平均绝对误差、均方根误差等指标，对平差结果的精度进 行评估。
研究方法和内容
研究方法
采用数学优化方法，结合计算机编程技术，对管网系统进行平差计算。
研究内容
研究管网平差模型的建立，研究管网模型的数值求解方法，研究优化算法在管网 平差中的应用，并编写管网平差软件实现。
02
管网模型的建立
管网模型的概述
系统的组成
管网系统由管道、节点、管件等 组成，其中节点是管道的连接点 ，管件是管道的组成部分。
混合平差算法
将线性与非线性算法结合起来，以解决复杂工程中的平差问题，但算法的实现较为复杂。
平差算法的实现流程
模型建立
根据实际工程问题，建立相应 的数学模型。
数学模型求解
利用平差算法对数学模型进行求 解，得到最优解。
结果分析
对求解结果进行分析，判断其合理 性和可靠性。
04
平差结果的分析
平差结果的基本信息
VS
实验结果
通过对比实际观测数据和平差结果，发现 平差后的结果与实际观测数据非常接近， 证明了该方法的准确性和有效性。
性能分析和比较
性能分析
通过对不同管网系统的平差结果进行分析，发现该方法具有较好的稳定性和泛化性能，能够适用于不同规模的 供水管网系统。
比较
与其他传统的管网平差方法相比，该方法不需要进行繁琐的数学建模和计算，具有更高的计算效率和更准确的 计算结果。
管网平差新法ppt
01
02
03
污水处理系统
某污水处理厂处理水量大 ，管网系统复杂，存在管 道堵塞和污水处理效率低 等问题。
平差方法
采用管网平差新法，通过 优化管道布局、调整污水 处理流程等参数，实现了 污水处理的高效和节能。
应用效果
经过实际应用，该方法有 效提高了污水处理的效率 和质量，减少了管道堵塞 和维护成本。
04
智能应用
将管网平差新法与人工智能、机器学习等技术结 合，可以拓展其应用范围并提高其自主性和智能 化程度。
05
管网平差新法的实际应用与推广建议
管网平差新法的实际应用途径
总结管网平差新法在实践中所应用的领域和途径，如用于城市供水管网、排水管 网、工业管道等的设计、施工、运行管理等领域。
分析在这些领域应用管网平差新法的优缺点，并针对不同领域提出相应的改进措 施和方案。
2023
管网平差新法ppt
contents
目录
• 绪论 • 管网平差新法的基本原理 • 管网平差新法的应用实例 • 管网平差新法的优势与局限性 • 管网平差新法的实际应用与推广建议
01
绪论
管网平差技术的定义与重要性
管网平差技术是指通过数学模型对供水管网进行模拟，求解 管网的水头损失、水力状态、节点流量等参数，以实现供水 管网的优化设计和平稳运行
管网平差新法的局限性
模型限制
计算效率
管网平差新法需要使用数学模型来描述管网 系统的动态特性，模型的精度和适用范围有 限。
虽然管网平差新法可以快速计算，但在处理 大规模复杂系统时，计算效率会受到限制。
参数获取
实际应用
管网平差新法需要准确的系统参数，有些参 数的获取和校准需要实验和调试，增加了工 作量。
给水管网平差结果
给水管网平差一、平差基本数据1、平差类型：反算水源压力。
2、计算公式：柯尔－勃洛克公式I=λ*V^2/(2.0*g*D)1.0/λ^0.5=-2.0*lg[k/(3.7*D)+2.5/(Re*λ^0.5)]Re=V*D/ν计算温度：10 ，ν=0.0000013、局部损失系数：1.204、水源点水泵参数：水源点水泵杨程单位(m)，水源点水泵流量单位:(立方米/小时)水源节点编号流量1 扬程1 流量2 扬程2 流量3 扬程3二、节点参数节点编号流量(L/s) 地面标高(m) 节点水压(m) 自由水头(m)1 0.521 140.000 170.322 30.3222 -115.740 140.000 171.497 31.4973 6.544 140.000 170.342 30.3424 5.746 140.000 171.120 31.1205 1.389 140.000 169.777 29.7776 10.743 140.000 170.067 30.0677 11.814 140.000 169.717 29.7178 1.505 140.000 169.160 29.1609 6.544 140.000 169.522 29.52210 1.853 140.000 169.072 29.07211 8.165 140.000 169.243 29.24312 10.192 140.000 169.242 29.24213 2.345 140.000 168.000 28.00014 0.579 136.000 168.985 32.98515 8.893 136.000 169.011 33.01116 6.023 136.000 169.013 33.01317 11.962 136.000 168.897 32.89718 1.476 136.000 168.554 32.55419 12.498 136.000 168.893 32.89320 1.389 136.000 168.602 32.60221 2.316 136.000 167.692 31.69222 3.243 136.000 165.822 29.822三、管道参数管道编号管径(mm) 管长(m) 流量(L/s) 流速(m/s) 千米损失(m) 管道损失(m)1-3 100 90.0 0.521 0.092 0.218 0.0202-4 315 46.1 115.740 1.637 8.172 0.3773-7 315 540.0 40.102 0.567 1.157 0.625 3-4 315 500.0 47.167 0.667 1.556 0.778 4-6 315 400.0 62.827 0.889 2.633 1.053 5-6 100 240.0 1.389 0.245 1.209 0.290 6-7 225 725.0 11.452 0.288 0.482 0.350 6-9 315 490.0 39.242 0.555 1.112 0.545 7-12 315 455.0 37.888 0.536 1.043 0.475 8-9 100 260.0 1.505 0.265 1.394 0.362 9-11 315 380.0 31.193 0.441 0.733 0.278 10-7 100 320.0 1.853 0.327 2.016 0.645 11-12 225 460.0 0.492 0.012 0.002 0.001 11-15 315 570.0 22.536 0.319 0.407 0.232 12-13 100 405.0 2.345 0.413 3.068 1.242 12-16 315 440.0 25.843 0.366 0.521 0.229 14-15 100 100.0 0.579 0.102 0.262 0.026 15-16 225 200.0 1.174 0.030 0.009 0.002 15-19 315 665.0 14.237 0.201 0.179 0.119 16-17 315 400.0 18.647 0.264 0.290 0.116 17-22 100 560.0 3.243 0.572 5.491 3.075 18-17 100 255.0 1.476 0.260 1.346 0.343 19-21 100 400.0 2.316 0.408 3.000 1.200 19-17 315 850.0 1.966 0.028 0.006 0.005 20-19 100 240.0 1.389 0.245 1.209 0.290 四、管网平差结果特征参数水源点2: 节点流量(L/s):-115.740 节点压力(m):171.50最大管径(mm):315.00 最小管径(mm):100.00最大流速(m/s):1.637 最小流速(m/s):0.012水压最低点22, 压力(m):165.82 自由水头最低13, 自由水头(m):28.00第六章给水管网设计（一）教学要求1、了解相关的基本概念；2、熟练掌握给水管网的设计计算方法和步骤；（二）教学内容1、沿线流量和节点流量计算2、管段流量分配3、初拟管径4、平差计算5、泵站扬程与水塔高度设计；6、管网校核；（三）重点：沿线流量和节点流量计算，环状管网设计计算的理论、步骤及平差方法和管网校核。
EPANET中文版使用手册部分手稿
目录第1章绪论 (1)1.1 什么是EPANET (1)1.2 水力模拟能力 (1)1.3 水质模拟能力 (2)1.4 使用EPANET的步骤 (2)1.5 关于这本手册 (2)第2章快速入门指南 (4)2.1 安装EPANET (4)2.2 管网实例 (4)2.3 项目建立 (5)2.4 绘制管网 (6)2.5 设置对象特性 (7)2.6 保存及打开项目 (8)2.7 运行一个周期的分析 (9)2.8 运行一个拓展周期的分析 (9)2.9 运行水质分析图 (11)第3章管网模拟 (13)3.1 实物组成 (13)3.2 非实物组成部分 (18)3.3 水力模拟模型 (24)3.4水质模拟模型 (24)第4章 EPANET的工作区 (29)4.1 综述 (29)4.2 菜单栏 (29)4.3 工具栏 (32)4.4 状态栏 (33)4.5 管网图 (33)4.6 数据浏览器 (33)4.7 视图浏览器 (33)4.8 特性编辑器 (34)4.9 程序参数选择 (35)第5章项目的操作方式 (37)5.1 打开和保存项目文件 (37)5.2 项目默认值 (37)5.3 校准数据 (39)5.4 项目摘要 (40)第6章各对象的操作方式 (41)第1章绪论1.1 什么是EPANETEPANET是计算再加压的管网中经过一定时间的水力及水质状态的仿真的这样一个计算机程序。
管网由管道、节点（管接头）、水泵、阀门以及水塔和蓄水池等组成。
EPANET 模拟水在管道中的流动轨迹，每个节点的压力，每个水塔的水压，及由多个时间段组成的一个仿真周期内遍布整个管网的某种化学物质浓度的变化。
另外化学物质、水龄、多水源调度都可以被仿真。
作为一种研究工具的EPANET是为了进一步增加配水系统内饮用水的组成成分的运动及变化的理解。
它可以应用于输配水系统分析的各种不同情况之中。
程序设计样本，水力模型校核，余氯分析，及消费者暴露评估就是这样一些例子。
EPANET管网平差教程
• 3.1.2流量单位、水头 损失公式设置
• LPS：L/s • H-W：海曾威廉公式
（一般可选之）
• C-M:曼宁公式 • 3.1.3计算精度设置
4.用EPANET平差
• 4.1打开INP文件，并设置地图选项，方便显示 （地图选项设置只针对某一地图）
• 4.2管网图核对
• 转换以后，由于dxf2epa节点识别问题，EPANET中 的节点可能会增多，需要人工调整，保障拓扑结 构与原管网图一致
1.CAD图形准备
• 1.1按图层分管径： • 针对各种管径建立不同图层（如DN150、DN200……）；
所有管线转换成多段线pl，放置在对应图层上 • CAD管长一般按mm，例如700000mm即为700m（而直接
转换后，如果使用EPANET自动管长功能（根据CAD中 管长自动赋予.net中管段长度），在EPANET中则为 700000m，所以可以先将CAD图形缩小1000倍再转换） • 1.2转换格式为dxf • 保存时选择R12版本，否则不兼容
• 应按照教程，根据教材上的任一例题做一 遍，比较软件平差跟教材上平差结果；
• 手动验算某几个环软件平差的结果（计算 闭合差）；
• 保证确实熟悉操作以后，再针对实际的管 网问题应用EPANET，防止操作不当造成结 果错误。
• EPANET必须有水库或水池作水源才能平差，应该 在EPANET删除原来水源处的节点，画水源（水库 或水池）；
• 并补画出输水管（并设置管径、管长，双管也可 以的，只是会重叠）
可以通过界面右侧“浏览器”选择元素（特别是双 输水管重合时），编辑属性
设置节点属性
列表显示、核对属性
4.4点运行平差
天津大学仁爱学院 bobsmile@
测网平差方法与步骤分析
测网平差方法与步骤分析导言：测量是地理信息系统（GIS）的基础，而测网平差作为测量的一种重要方法，广泛应用于土地测量、工程测量和空间数据分析等领域。
本文将对测网平差的方法和步骤进行分析，帮助读者了解测网平差的基本原理和操作步骤。
一、测网平差方法测网平差是一种数据处理方法，通过统计学原理和数学模型，对测量数据进行加权平差，提高测量结果的精度和可靠性。
常用的测网平差方法包括最小二乘法和加权最小二乘法。
1.最小二乘法（LS）最小二乘法是一种常见的测网平差方法，其基本原理是通过最小化测量残差的平方和，得到最优的平差结果。
该方法适用于误差满足正态分布的情况，可以较好地处理系统误差和随机误差。
2.加权最小二乘法（WLS）加权最小二乘法是在最小二乘法的基础上引入权重因子，对不同测量数据进行加权处理。
该方法适用于测量误差不满足正态分布的情况，能够更好地处理异常值和粗差数据。
二、测网平差步骤对于测网平差，一般需要经过以下步骤进行处理：1.数据准备首先，需要收集并整理测量数据，包括测量观测值、测站坐标、测角数据等。
同时，还需要确定测网的控制点和测量误差限差等参数。
2.观测数据处理在数据准备完成后，需要对观测数据进行处理，包括测角观测值的转化为方位角或坐标增量、测站坐标的转换和误差检查等。
3.建立数学模型在进行测网平差前，需要建立数学模型，一般为误差方程。
误差方程是通过观测方程和几何关系方程建立的，用于描述测量数据之间的关系。
4.解算平差参数根据建立的数学模型，通过数值解算的方法求解平差参数，包括待定点坐标增量、已知点坐标及其精度估计等。
5.检查平差结果在求解平差参数后，需要对平差结果进行检查，包括误差分析、精度评定和异常值检测等。
如果发现问题，还需要对数据进行修正和迭代。
6.平差结果应用最后，根据平差结果进行相应的应用，如地图绘制、工程设计等。
同时，还需要对测量数据和结果进行保存和备份，以便后续的数据分析和处理。
结语：测网平差作为一种重要的数据处理方法，对于提高测量精度和可靠性具有重要意义。
管网平差使用示例
1.文件说明1.1数据文件data.txt数据通过文件data.txt输入。
实例中该文件数据如下：**data**FN=0.014;EP=0.01;N=6;M=17;1,800,0.35,0.0950,1,0;2,900,0.25,0.0470,2,0;3,1000,0.20,0.0200,3,0;4,600,0.40,0.1006,-1,0;5,600,0.20,0.0288,1,-2;6,600,0.10,0.0120,2,-3;7,600,0.10,0.0122,-3,0;8,800,0.35,0.0600,-1,-4;9,900,0.30,0.0400,-2,-5;10,1000,0.10,0.0030,3,-6;11,700,0.20,0.0306,-4,0;12,700,0.20,0.0250,4,-5;13,500,0.20,0.0177,5,-6;14,600,0.15,0.0263,-6,0;15,800,0.20,0.0288,-4,0;16,1100,0.20,0.0328,-5,0;17,600,0.20,0.0083,6,0;说明：FN为粗糙度系数，EP为环的闭合差允许值，N为环的个数，M为管道的个数，环及管段的编号均从1开始；管道数据格式为：管道编号,管长(m),管径(m),初分流量(m^3/s),管段所属环号(小号侧，初分流量为顺时针时为正，否则为负),管段所属环号(大号侧，均为负，不相邻为零);1.2计算结果文件out.txt所有计算保存在文件out.txt中。
首先记载保存时间，然后保存的是输入的原始数据，接着保存平差结果，最后输出“Successed!!!“表示计算结束2.使用示例2.1原始数据已知某管网最高时用水量256.2 L/s，由水厂泵房和一个高地水池联合供水，供水量分别为221.6 L/s和34.6 L/s。
管网简图和节点流量如下图所示。
试进行管网计算。
EPANET在供水管网漏损检测中的研究
供水技术WATER TECHNOLOGY So/.13 No.6Dec.2019第13卷第6期2019年12月EPANET在供水管网漏损检测中的研究刘小俊1,李寻9,张雪邛(1.东华理工大学 水资源与环境工程学院，江西 南昌330013 ； 2.河海大学，江苏 南京210098； 3.苏州市自来水有限公司，江苏 苏州215002)摘 要：传统的供水管网漏损检测方法存在开挖管道、耗时耗资巨大等缺"，运用数值模拟 的方法可以避免。
介绍了 EPANET 软件在供水管网的漏损检测中的应用，通过构建供水管网的水 力模型，确定管网运行的指标参数，运用图表等方式输出结果，并结合实际管网系统实时监测系统 的数据，从而确定管网漏"。
关键词：供水管网；漏损检测；EPANET ；水力模型中图分类号：TU991.33 文献标志码：A 文章编号：1673 -9353(2019)06 -0006 -03doi ：10. 3969/j. issn 1673 -9353. 2019.06.002Research on EPANET in the detection of leakage in water supply networkLiu Xiaojun 1 $ Li Xun 1 $ Zhang Xue 2,3(1. School of Water Resource and Environmental Enginering , East China University of Technology ,Nanchang 330013 , China % 2. HoHai UnienOy , Nanjing 210098, China % 3. Suzhou Water SupplyCo. Lt., Suzhou 215002 , China )Abstraci :The traditional leakage detection method of water supply network had somedisadventages , such as exccvation of pipeline , tiQe-consuming and high ccsi , which could be avoided by nume/ccl siQulation method. The app/cotion of EPANET softwaa in the leakage detection of watersupply pipe netaork was introduced. By ccnstructing the hydraulic modd of water supply pipe h S woi /,determining indee parametera of the operation , using cha/s and other methods te outpui resu/s , andcombining with the real-tiQe monito/ng system data of the actual pipe neteork system , the leakage poini Goul/ be determined successfully.Key word : w /ct supply neteork % leakage detection % EPANET % hydraulic modd供水管网的漏损检测是一项技术复杂的工作,传统的检测方法包括音频查询法、流量测定法、压力波振幅目视定位法、漏水量直接测定位置法等&1'( 这些测定方法都需要大量技术人员参与到管网的检 测工作中，由于管网的铺设范围广，检测工作量庞大。
管网平差新法
随着计算机技术的不断进步，管网平差新法的计算效率和精度不断提高，为管 网系统的优化管理提供了更加可靠的技术支持。
重要性及应用领域
要点一
重要性
管网平差新法对于提高管网系统的运行效率、降低能耗、 减少泄漏等方面具有重要意义。同时，该方法还可以为管 网系统的规划、设计、运行和维护提供科学依据，为城市 基础设施的可持续发展提供有力支持。
实际应用中遇到的问题和挑战
算法复杂度高
管网平差新法涉及大量数学计算和算法，实际应用中需要解决算法 复杂度高的问题。
数据处理难度大
管网平差需要处理大量数据，包括管网结构、流量、压力等，数据 处理难度较大。
模型参数调整困难
管网平差模型参数众多，调整参数以优化模型是一个挑战。
针对挑战采取的对策和措施建议
05
管网平差新法未来发展趋势预 测
技术创新方向预测
智能化技术
利用人工智能、大数据等先进技术，提高管网平差的智能化水平 ，实现更精准、高效的计算和分析。
数值模拟技术
采用更先进的数值模拟方法，提高管网平差的计算精度和效率，为 管网设计和优化提供更可靠的支持。
多目标优化技术
研究多目标优化算法，解决管网平差中的多目标优化问题，提高管 网的经济性和可靠性。
背景
随着城市建设的快速发展，管网系统的规模和复杂性不断增 加，传统的管理方法难以满足实际需求。因此，管网平差新 法应运而生，为管网系统的优化管理提供了新的解决方案。
发展历程与现状
发展历程
管网平差新法经历了从早期的简单数学模型到现代的复杂计算机算法的发展过 程。目前，该方法已经广泛应用于城市供水管网、供热管网、燃气管道等多个 领域。
建立参数调整指导原则
强化数据处理能力
基于EPANET的某给水管网设计和优化
区域 进 行 相 应 设 计 。
ｌ ２０３．７１ Ｌ／ｓ。管 段 流 速 按 以 下 规 定 取 值 ：ＤＮ１００～
１１４ ４荭投求 ２０１６ Ｎｏ．２（Ｍａｒ．）Ｖｏ１．３４
给 水 排 水 工 程 器
．
Ｗ ａｔｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ ＆ Ｄ ｒａｉｎａｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅ ｒＩｎ９
２ｏｌ６牟第２期（３．１）第３４ 啼荭投衣 １１５
根据 上述 条件 建 立 ＥＰＡＮＥＴ水 力平 兰模 型 ，采 川
公 式 ）。
该模 型 可 以对管 网的运 行状 况进 行 分析 干¨改 进 模 型
２ 管 网设 计
约束 条 件为 ：该县 最高 ｝ｉ用 水量 为 ８万 ｍ＿ｉ／ｃ１，叫‘变化 系
ＥＰＡＮＥＴ软件 需要借 助 于远期用 水 量 和远 期城 市 数 取 １．３（参 照 该 县 近 几 年 日给水 ｆＨ１线 ），川 水 流 量 为
２
３３９．７
７４６．３
朝圣 觏慵
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器 给 水排水 工程
Ｗ ａｔｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ＆ Ｄｒａｉｎａｇｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
表 ２ 管 道 基 本 参 数
管段 编号 纂长 麽『ｍ 餐 ｍ 管段编 号 餐潮
ｌ
６４ ７．３ ４００
２１
２９６．６
２
１ ４０４．Ｊ ４（）ｏ
３
１ ５３７．９ ４００
２２
给 水 管 网 的 优 化提 供科 学 依 据 ，最 终 实 现 给水 管 网 的建 造 费 用 、运 行 成 术 、 能 设 计 等 优 化 目的
关 键 词 ：给水 管 网 ；ＥＰＡＮＥＴ；管 网 优 化 ：平 差 计算 ：水 力 校 核
基于EPANET的电厂工业水管网优化设计
Ｏ 引言
Ｅ Ｐ Ａ Ｎ Ｅ Ｔ由美 国环 境保 护 总署 国家 风 险管理 研 究 所 开 发 ．主 要 用 于 有 压 管 网 系 统 （ 包括 水库 、
Ｖｏ １ ． ２ ６ Ｎｏ ． １
Ｍａ ／ ＂ ． ２０１ ３
２ ０１ ３年 ３月
基于 Ｅ Ｐ Ａ Ｎ Ｅ Ｔ的 电厂工业水管 网优化设计
张康 年 ， 柯善剑 ２ ， 姚 向宁
（ １ ． 江 西省 电力 设 计 院 ， 江西 南昌 ３ ３ ０ ０ ９ ６ ； ２ ． 中 国建 筑 国 际 集 团有 限公 司 ， 中国
第２ ６卷
第 １ 期
江 西 电 力 职 业技 术学 院学 报
Ｊ ｏ ｕ ｎａ ｒ ｌ ｏ ｆ Ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ｘ ｉ Ｖｏ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｉ ｔ ｙ
ｐ ｕ ｍｐ 、 ｔ ａ ｎ ｋ等 ） 的水力 计算 和水 质分 析 。Ｅ Ｐ Ａ Ｎ Ｅ Ｔ具
１ ０． ６７ ｑ ・ ２ ｌ
” 一 Ｃ － Ｄ ４ ８ ７
式 中： —— 水 头损失 ， ｍ； Ｚ — — 管段 长度 ， ｍ；
Ｄ —— 管 段管 径 ， ｍ； ｑ —— 管 段流 量 ， ｍ ３ ／ ｓ ；
１ ３ ０ １ ｌ Ｏ
１ ２ Ｏ
电厂 的“ 生命 线 ” 。运 用 Ｅ Ｐ Ａ Ｎ Ｅ Ｔ软件 对其 进行 优化
设计 ， 在保 证各 用水 点压 力 的前 提 下 ， 使 各 管段 的管 径 最优 ， 保 证整 个管 网系 统能 够经 济 、 可 靠地 运行 。
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• 平差前要求：计算节点流量、初分管段流 量，确定经济管径,已把管网图采用CAD画 出（模拟真实工程项目）；
平差计算举例：管网如图，高日高时流量 219.8L/s。
《给水工程》，P56页(软件平差，只需要节点流量、管段初始 流量、管长、管径等数据即可，上图已含有手工平差结果，可 以与软件平差后比较）
• 注意：EPANET中管网图自动编号与原管网图编号 不一致，注意对应关系
• 4.3管段、节点属性设置
• 管段：管径输入、管长核对（管段初始流量不需 要输入）
• 节点：节点流量输入（“基本需水量”，节点流 量流出则表示需水，为正，流入则为负）
• 节点标高，如没有数据，均可按0，不影响平差
• 水源与输水管：
• 应按照教程，根据教材上的任一例题做一 遍，比较软件平差跟教材上平差结果；
• 手动验算某几个环软件平差的结果（计算 闭合差）；
• 保证确实熟悉操作以后，再针对实际的管 网问题应用EPANET，防止操作不当造成结 果错误。
• 3.1.2流量单位、水头 损失公式设置
• LPS：L/s • H-W：海曾威廉公式
（一般可选之）
• C-M:曼宁公式 • 3.1.3计算精度设置
4.用EPANET平差
• 4.1打开INP文件，并设置地图选项，方便显示 （地图选项设置只针对某一地图）
• 4.2管网图核对
• 转换以后，由于dxf2epa节点识别问题，EPANET中 的节点可能会增多，需要人工调整，保障拓扑结 构与原管网图一致
EPANET给水管网平差简明 教程
天津大学仁爱学院 bobsmile@
步骤：
• 1.CAD图形准备 • 2.文件转换 • 3.设置EPANET常用选项 • 4.EPANET平差 • 5.练习
文件转换过程、平差举例
• CAD文件：*.dwg*.dxf（文本文件） • Dxf2epa:*.dxf*.inp • EPANET:*.inp（EPANET输入文件）*.net
添加节点、管段前缀
• N为节点前缀，P为管段前缀
3.EPANET常用设置
• 3.1缺省设置（（“工程”菜单缺省）
3.1.1管网图元素前缀设置 建议前缀为： 节点（连接点）：N 管段（管道）：P 水池：Pool 水库：reservoir 泵：pump 阀门：valve
一次设置后，以保存缺 省值应用于所有工程
4.5查看结果
• 实际上，在节点标高均为0时，EPANET平差后可以找出控 制点，如图节点n1负压最大，则为控制点
• 运行后，列表显示的管段 流量，如有负号不用管 （原因：表示实际方向跟 最初设定的不一致；最初 设定，见管段属性的起始 节点、终止节点）
运行后，显示的箭头方向就是实际水流方向
5.练习
本例中为了核对方便，每个管径对应的图层设置了不同颜色，实 际可以不采用此种做法（管径多，颜色多，容易眼花缭乱）
2.转换成inp文件
利用dxf2epa软件打开dxf文件（CAD转换成dxf以后 要关闭掉这个dxf文件，再转换，否则不能读入文件， 出现空白）
选择各管线管径对应的图层
节点合并
识别节点时，小于一定Drawing Units的节点(例如5、10）， 合并成一个； 复选框：计算管长
• EPANET必须有水库或水池作水源才能平差，应该 在EPANET删除原来水源处的节点，画水源（水库 或水池）；
• 并补画出输水管（并设置管径、管长，双管也可 以的，只是会重叠）
可以通过界面右侧“浏览器”选择元素（特别是双 输水管重合时），编辑属性
设置节点属性
列表显示、核对属性
4.4点运行平差
1.CAD图形准备
• 1.1按图层分管径： • 针对各种管径建立不同图层（如DN150、DN200……）；
所有管线转换成多段线pl，放置在对应图层上 • CAD管长一般按mm，例如700000mm即为700m（而直接
转换后，如果使用EPANET自动管长功能（根据CAD中 管长自动赋予.net中管段长度），在EPANET中则为 700000m，所以可以先将CAD图形缩小1000倍再转换） • 1.2转换格式为dxf • 保存时选择R12版本，否则不兼容