To confirm water quantity of water network dynamic model

　　管網建模的重點是管網簡化和流量分配。流量分配是管網建模的基礎，也是影響計算結果最不確定的因素之一。實際管網中，各不同工況條件下，用戶用水量是每時每刻都在變化的，而我們節點流量的獲得一般又是通過用戶每日或每季的平均消費量進行換算而得到，即模型中各節點流量、管段流量也是變化不定的，因此，準確確定節點用水量是比較困難的。且在一般情況下（尤其是城市大規模管網平差時）幾乎不可能做到同步測得各節點、管段的流量，那需要無數的遠程測流點來支持，最經濟、合理的辦法就是結合現有的水量記錄資料進行換算，將各流量分配到各管段上，再轉化成節點流量。同時，給水管網是一個動態的過程，那么給水管網水力模型也應是動態的模擬，即節點水量應在24小時內不同時間達到最接近真實情況的流量。所以給水管網水力模型的流量分配是一項十分重要的前提工作。在實際的工作中我們是按照以下步驟確定杭州市給水管網水力模型的水量。

1、用水資料的收集、調查

　　用水資料包括：所有用戶調查期的報表資料（包括水量、用水類別、水表編號、水表位置、水表口徑等許多方面）；營業抄表分類目錄；管道沖洗消毒記錄；管網爆管等事故記錄；同時還應調查、收集不同類型用戶的用水變化系數（尤其是大用戶）、調蓄、加壓情況等。對于基礎資料收集的準確與否關系到計算誤差的大小，但實際情況下，基礎資料是很難收集的，且存在誤差，這就需要這階段的工作一定要認真、耐心，盡可能減小誤差和錯誤。

2、用水資料的分析

　　針對杭州市實際情況，從用水資料中可以對所有用戶分以下幾類：特大用戶；大用戶A；大用戶B；一般用戶；小用戶等。具體見表（一）：

　表（一） 用水量（M³/兩月） 用戶數(戶) 約占總水量百分比 特大用戶 100000以上 18 5.4% 大用戶A 60000～100000 53 9.0% 大用戶B 6000～60000 1259 41.6% 一般用戶 2000～6000 2086 16.6% 小用戶 2000以下 36022 27.4%

從上表可以看出：特大用戶和大用戶A用戶數雖然少，但占總水量的15%，說明每一個用戶對模型的影響較大，其水量應著重考慮，并把其列為單獨一個節點，而小用戶不但數量多占總水量也達27.4%，也需要準確分配水量。
按用水性質的不同可分以下幾類用戶：工廠用戶；機關用戶；公建用戶；住宅用戶；施工用戶；其他用戶等。其分布情況見表（二）：

表（二） 水表數 用水量（M³/兩月） 占總水量的（%） 工廠用水 2411 12609144 28.85 機關用水 2578 8403897 19.23 公建用水 3398 5069389 11.6 住宅用水 30511 15984772 36.58 施工用水 530 1569218 3.59

　　從上表可以看出：生活用水占的比重最大為36.58%，其次為工廠用水占28.85%，說明這部分水量總體上對模型的影響也較大，這些應是調查的重點。

3、用戶的實地測量

　　通過調查分析節點流量的確定采用抄表周期內平均日用水量換算到各時段的流量，而關鍵之處就是如何確定各用戶的用水變化系數。實際中我們不可能測量每一個用戶的用水變化系數，為獲得更接近真實值的K_時，還需對各類型用戶進行實地測量，具體方案如下：
　?。?）、對于特大用戶18戶應實行24小時內每小時抄表進行調查，并調查其調蓄、加壓情況，畫出用水變化曲線。
　?。?）、對于大用戶A，按類別選取其典型用戶在工作班次內每小時抄表進行調查，并調查其調蓄、加壓情況，畫出其工作班次內用水變化曲線，并結合（1）畫出用水變化曲線。
　?。?）、對于占一定比重的居民用水的K時，一般根據封閉小區內的加壓泵房報表可算取K時。一般是小區越大，K時越小。有時可通過屋頂水箱小區、無屋頂水箱小區測量用水變化曲線，綜合確定其用水變化曲線。
　?。?）、其余小用戶一般根據其用水性質參照各大用戶或居民用戶的K時而得。

4、水量的分配

　　模型中每個節點的流量是實際許多用戶的合成，即哪些用戶的用水是來自某一個節點的流量，可以通過式（1）求得節點流量（Qj）：
　　Qj=1/2*∑QL.......................（1）
　　QL—沿線流量
　　實際流量的分配就是劃分各用戶到所屬的市政干管上，再分配到各節點上。這一工作是繁雜、龐大的，我們在實際工作中，首先按照1：5000管網詳圖上標出用水量大于2000M3/兩月的用戶，確定其用水位置，這部分用戶用水量約占總水量的72.6%，然后將各用戶歸到相應的管段上，按照式（1）分到各節點上；對于小于2000M3/兩月的小水量用戶按照《營業抄表分類目錄》沿路分到各管段、節點上。為了保證以后不作重復工作，我們在EXCEL環境下采用VB（Visual Basic）語言進行二次開發，使抄表數據庫數據直接轉化成節點流量，從而為今后的應用大大簡化了工作量。將原先第一次用4個月才能完成的工作量縮短在幾小時內完成，具體做法如下：

　　按照以上步驟，可以確定出每一個節點一天的用水變化曲線，可進行現狀管網平差計算、延時模擬計算、優化設計計算等工況的模擬計算。我們采用同濟大學WDOC軟件，計算的結果較能準確反映管網的實際情況。
在管網建模中以下問題，通過進一步努力可得到解決。
　　（1）、我們公司現在正在上馬IC卡遠程抄表系統，最終通過網絡獲得瞬時水量可解決K時的問題。
　　（2）、對于未計量水量，在WDOC軟件中是按線比流量法計算機自動分攤到節點。這樣，管徑越大，距離越長，攤得的未計量水量也越大。而實際卻是大口徑輸水干管由于沿途開口少，漏失反而少。在實際計算中，我們按流量比例來分攤水量，則實際計算的準確率要比用線比流量法分攤提高1%-2%。隨著今后一戶一表的開展未計量水量將越來越大，怎樣將這一水量在計算中較好的確定，須進一步研究。
　　（3）、各用水資料的準確和完整性今后待進一步完善、改進。

參考資料：
（1）、杭州自來水總公司《營業抄表分類目錄》。
（2）、同濟大學.王榮和《WDOC 操作手冊》，1999。

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作者：
趙云云 杭州自來水公司工程師
劉升彧 杭州自來水公司
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