供水管網(wǎng)系統(tǒng)是比較特殊的城市基礎(chǔ)設(shè)施，不可見(jiàn)且屬于壓力管道。隨著運(yùn)行年限的增長(zhǎng)，管道的過(guò)水能力和水泵的運(yùn)行工況都發(fā)生了變化，管道的改擴(kuò)建也使管網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行狀況與最初設(shè)計(jì)時(shí)偏差較大；同時(shí)，管網(wǎng)實(shí)驗(yàn)代價(jià)太高，而通過(guò)建?？梢钥茖W(xué)合理地制定決策提供技術(shù)依據(jù)。

供水管網(wǎng)模型是根據(jù)供水管網(wǎng)系統(tǒng)的實(shí)際情況，考慮了管網(wǎng)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?結(jié)構(gòu)關(guān)系，將整個(gè)城市的供水管網(wǎng)系統(tǒng)再現(xiàn)在計(jì)算機(jī)屏幕上。貼切地反映了供水 系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的真實(shí)性，是模擬給水管網(wǎng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)工況最有效的方法，能夠回答 供水系統(tǒng)中任何水力邊界條件如果發(fā)生變化的情況下，預(yù)測(cè)供水工況的變化，能夠回答水壓、流量、水質(zhì)參數(shù)是否滿足要求，水泵用電是否經(jīng)濟(jì)等問(wèn)題，有助于了解和掌握管網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行效率，為城市規(guī)劃設(shè)計(jì)、管網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化改造、輔 助調(diào)度、水質(zhì)分析、漏損控制、安全運(yùn)行等決策的制定和實(shí)施提供支撐。

12供水管網(wǎng)模型的類型

按照節(jié)點(diǎn)需水量與壓力或是流量的關(guān)系，可以將供水管網(wǎng)模型分為兩種：

（1） 基于流量的需水量模型；

（2）基于壓力的需水量模型?；诹髁啃枨蟮挠校涸「?、 洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、冷卻水、工業(yè)水箱等等?；趬毫π枨蟮挠校毫茉　⑺b置和漏損等。基于流量的需水量一般不會(huì)受節(jié)點(diǎn)壓力的影響，這種模型成立的前提是所有節(jié)點(diǎn)的水壓是充足的，使得節(jié)點(diǎn)需水量（用戶用水量與漏損水量）和壓力無(wú)關(guān)。但是基于壓力驅(qū)動(dòng)的需水量，直接受節(jié)點(diǎn)壓力的影響。當(dāng)有緊急狀況發(fā)生的時(shí)候，比如說(shuō)爆管、某個(gè)供水設(shè)施處于癱瘓狀態(tài)、停電、消防用水，節(jié)點(diǎn)壓力都會(huì)受到影響而發(fā)生變化，基于壓力的需水量就會(huì)隨著節(jié)點(diǎn)壓力的變化而變化。 

1.2.1基于流量的需水量模型

數(shù)學(xué)模型及管網(wǎng)水力計(jì)算包括節(jié)點(diǎn)連續(xù)性方程、管段壓降方程和能量方程。（1）節(jié)點(diǎn)方程即連續(xù)性方程為：

表示流向任一節(jié)點(diǎn)的流量必須等于從該節(jié)點(diǎn)流出的流量，以滿足節(jié)點(diǎn)流量平 衡的條件。節(jié)點(diǎn)水量通常包括兩部分，一部分為用戶用水量，按用戶用水量和用 戶接水位置分配到相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)；一部分為漏損水量，通常根據(jù)經(jīng)驗(yàn)按其占總給水量（10%-30%）的百分比確定之后再將其分配（加權(quán)平均、時(shí)間因子）到各個(gè)節(jié)點(diǎn)。

（2）壓降方程為管段水頭損失與其兩端節(jié)點(diǎn)水壓的關(guān)系式，即水頭損失方程：

N=1.852-2，根據(jù)所采用的水頭公式不同而定。管網(wǎng)計(jì)算時(shí)一般不計(jì)局部阻力損失。

（3）回路方程是閉合環(huán)的能量平衡方程可寫成：

1.2.2基于壓力的需水量模型

漏失水量在給水管網(wǎng)的水力計(jì)算中是不容忽視的，且其隨著壓力升高而增加。因此，漏失與水力模型中常見(jiàn)的基于流量的需水量不同，它是一種基于壓力的需水量?；趬毫Φ男杷坎荒苡脗鹘y(tǒng)的需水量導(dǎo)向方法模擬，只能用基于壓力的需水量模型來(lái)解決存在漏失情況下的管道流量和節(jié)點(diǎn)水壓等問(wèn)題。

構(gòu)建漏失水力模型——將節(jié)點(diǎn)漏失量與節(jié)點(diǎn)實(shí)際用水量公式嵌入傳統(tǒng)水力模型，對(duì)其進(jìn)行修正，建立壓力驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)需水量模型。

1.3基于供水管網(wǎng)水力模型校核的漏失檢測(cè)原理

為了把水力模型校核的方法應(yīng)用于管網(wǎng)漏失檢測(cè)，將節(jié)點(diǎn)流量分為典型流量 和漏失量（調(diào)節(jié)流量）。典型流量等于基準(zhǔn)流量（24小時(shí)平均流量或最高時(shí)流量） 乘以時(shí)變化系數(shù)，典型流量可以通過(guò)水表或流量計(jì)測(cè)量。當(dāng)某節(jié)點(diǎn)存在大的漏損 時(shí)，模型校核后該節(jié)點(diǎn)的用水量調(diào)整系數(shù)值一般比其它不漏的節(jié)點(diǎn)大很多。通過(guò) 評(píng)價(jià)用水量調(diào)整系數(shù)可以有效找出存在大的漏損節(jié)點(diǎn)，并在管網(wǎng)圖上顯示出來(lái)。然后可以利用檢漏設(shè)備在這些節(jié)點(diǎn)附近進(jìn)行檢測(cè)，大大縮小了檢漏范圍和節(jié)約了時(shí)間。

1.4供水管網(wǎng)模型指導(dǎo)漏損控制

（1）探漏準(zhǔn)備及漏損狀況分析：提供解決漏損探測(cè)所需數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，對(duì)已有漏點(diǎn) 進(jìn)行范圍評(píng)估，輔助測(cè)漏工作的進(jìn)行，為下一步開(kāi)展漏損探測(cè)提供支持。利用模 型分析對(duì)未來(lái)漏點(diǎn)（模型建立后產(chǎn)生的漏點(diǎn)）進(jìn)行初步定為。

（2）通過(guò)管網(wǎng)模型，可以指導(dǎo)管網(wǎng)進(jìn)行分區(qū)，并根據(jù)模擬結(jié)果找出漏損較大的分區(qū)，建立該分區(qū)的全模型，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試進(jìn)行檢漏工作；進(jìn)行管網(wǎng)系統(tǒng)壓力分 析，指導(dǎo)壓力調(diào)控，降低系統(tǒng)由于超壓而引起的額外水量損失。

（3）開(kāi)停泵效果模擬、輔助調(diào)度、閥門操作效果分析、壓力紅線等工況的操作 模擬，模擬事故時(shí)的工況制作調(diào)度預(yù)案，防止重大事故發(fā)生造成嚴(yán)重漏損。

（4）應(yīng)急事故的方案優(yōu)選：通過(guò)24小時(shí)動(dòng)態(tài)模擬，分析爆管影響區(qū)域，進(jìn)行方案比選，如關(guān)閉閥門后對(duì)其它區(qū)域供水壓力產(chǎn)生的影響（如果使管網(wǎng)中其它地區(qū) 壓力增加較大，可能造成新的爆管問(wèn)題，同時(shí)壓力大面積增加也可能會(huì)導(dǎo)致漏損加劇；而如果使低壓區(qū)的供水壓力降低，有可能造成用戶水壓不足等），可能造成的停水區(qū)域等。快速制定最優(yōu)關(guān)閥策略。