最大环的闭合差管网平差

1、土木与交通工程学院题目名称 城市水工程管道系统设计大作业 专 业 给水排水工程 年级班别 2012级2班 学 号 3112003469 学生姓名 赵 辉 指导教师 刘 立 凡 2015 年 11 月 13 日城市水工程管道系统设计课程大作业任务书¢ 课程大作业：请将城市水网管道系统课程设计的给水管网中最大时的流量分别用哈代-克罗斯法、最大闭合差的环校正法进行平差，（大环精度要求为0.5，小环要求0.1）并打印平差过程，比较两种方法的结果，分析两种方法的特点和效果，如有其它更好的方法请加以验证并讨论。 要求： ¢ 独立完成，如发现有雷同，成绩定为不及格 ¢ 大作业中

2、请附上管网定线草图。¢ 附上管网平差计算图，图上标明初步分配流量，管径等参数，并有两种方法计算的管径、流量、水头损失等结果。¢ 作业中要有整个详细平差过程及计算表格。独立完成、严禁抄袭。¢ 统一封面目录第一章哈代克罗斯法11.1设计总流量11.2比流量及沿线的计算11.3节点流量的计算21.4流量的初步分配21.5水头损失公式及计算说明31.6管网平差31.7平差结果7第二章最大闭合差的环校正法72.1流量的初步分配72.2平差72.3第1次校正102.4第2次校正122.5第3次校正142.6第4次校正162.7第5次校正182.8第6次校正202.9第7次校正

3、222.10比较与分析24第一章 哈代克罗斯法1.1 设计总流量由南方某小城镇给排水管网课程设计可知，本次设计的总流量为1014.24L/s。1.2 比流量及沿线的计算沿线流量的计算见表： 管段编号管段长度/m配水系数计算长度m比流量沿线流量L/s1-21131 1113163.16 2-3956 195653.39 3-41008 1100856.29 1-5484 148427.03 2-7567 156731.66 3-9692 169238.64 4-10811 181145.29 5-6624 162434.85 6-7368 136820.55 7-8419 141923.40 8

4、-9443 144324.74 9-10877 187748.97 5-11491 149127.42 6-12491 149127.42 8-14491 149127.42 11-12624 162434.85 12-13357 135719.94 13-14430 143024.01 14-15128 11287.15 15-16152 11528.49 16-17855 185547.75 11-18739 173941.27 13-19555 155530.99 16-20382 138221.33 18-19774 177443.22 19-20855 185547.75 20-21

5、805 180544.95 17-21215 121512.01 合计167241.3 节点流量的计算将上述沿线流量转化为节点流量（管段两端点各负担一半），并与该节点的集中流量合并计算如下，节点流量计算表：节点与节点相连的管段各管段沿线流量节点流量L/s大用户集中流量L/s节点总流量L/s11-5,1-227.0363.1645.0916.5761.6621-2,2-7,2-363.1631.6653.3974.10074.1032-3,3-4,3-953.3956.2938.6474.16074.1643-4,4-1056.2945.2945.2973.43073.4351-5,5-6,5-

6、1127.0334.8527.4244.65044.6565-6,6-7,6-1234.8520.5527.4241.41041.4176-7,7-8,2-720.5523.4031.6637.81037.8187-8,8-9,8-1423.4024.7427.4237.78037.7898-9,9-10,3-924.7448.9738.6456.183.0159.19109-10,4-1048.9745.2947.13047.13115-11,11-12,11-1827.4234.8541.2751.77051.771211-12,6-12,12-1334.8527.4219.9441.10

7、12.1653.261312-13,13-14,13-1919.9424.0130.9937.47037.471413-14,14-15,8-1424.017.1527.4229.294.2833.571514-15,15-167.158.497.8207.821615-16,16-17,16-208.4947.7521.3338.78038.781716-17,17-2147.7512.0129.88029.881811-18,18-1941.2743.2242.24042.241918-19,13-19,19-2043.2230.9947.7560.98060.982019-20,16-2

8、0,20-2147.7521.3344.9557.0221.6578.672120-21,17-2144.9512.0128.48028.48合计1014.241.4 流量的初步分配根据用水情况，拟定各管段的水流方向如图1所示。按照最短路线供水原则，并考虑可靠性的要求进行流量分配，流向节点的流量取负号，离开节点的流量取正号，分配时每一节点都要满足连续性方程，几条平行的干线，大致分配相近流量。并选定整个管网的控制点。与干管垂直的连接管，因平时流量较小，所以可分配较少的流量。管径按界限流量确定，各项参数见图1。图1 管网定线草图1.5 水头损失公式及计算说明u 平差计算表中水头损失h值的计算，使用

9、海曾威廉公式， Ch取130，采用的管道为新铸铁管。u 平差计算表中的， u 管段27的管径为400mm，没有严格按照界限流量值选取。是因为考虑到事故时管段15断掉后，必然会增加管段27的流量，会大大增加系统水头损失。1.6 管网平差环状网在初步分配流量之后，已经符合连续性方程qi + qij = 0的要求。但在选定管径和求得各管段水头损失以后，每环往往不能满足hij=0或sijqijn=0的要求。因此必须在初步分配流量时确定管径的基础上，重新分配各管段的流量，反复计算，直到同时满足连续性方程和能量方程组为止。借助Excel进行管网平差。假定各环内水流顺时针方向时，流量为正；水流逆时针时，流量

10、为负。初分配流量管网平差结果如下：1.7 平差结果借助excel经5次平差后，各个基环的闭合差hi均小于设计要求的0.1m，大环的闭合差绝对值为0.342m小于设计要求0.5m，因此平差结果满足要求。平差结果图如图2所示：图2 平差后效果图第二章 最大闭合差的环校正法2.1 流量的初步分配设计总流量与哈代克罗斯法计算时的流量相同，且初步分配流量也相同，管网定线草图如图1所示。2.2 平差按照初步分配的流量对所有基环进行平差，并求得各个基环的闭合差。平差结果如下：初分配流量管网平差结果如下：初次分配流量平差结果图：从图中不难看出闭合差较大且方向相同的基环和可以将其合并成一个新的大环，基环和可以合

11、并成另一个大环。然后将构成大环的管段如2-3，3-4，4-10，8-9，7-8，2-7进行平差，而3-9管段则保持流量不变。平差后可以得到一个校正流量q，将大环上所对应的管段进行流量校正，并计算受影响的基环的闭合差是否满足要求。此过程即为大环的第一次校正。大环和平差计算：大环和平差计算：2.3 第1次校正得到大环管段的校正流量后将其带入基环，计算其闭合差。通过以上计算就能得到第一次校正结果，计算结果见下表：第一次平差结果图如下：由上图可知，显然闭合差不满足要求，需进行第2次平差。第2次平差选择环，构成的大环进行平差。计算结果如下：2.4 第2次校正第2次平差结果图如下：由上图可知，闭合差不满足

12、要求，需进行第3次平差。第3次平差选择闭合差较大的单环和单环进行平差。计算结果如下：单环：单环:2.5 第3次校正第3次平差结果图如下：由上图可知，闭合差不满足要求，需进行第4次平差。第4次平差选择环，构成的大环进行平差。计算结果如下：2.6 第4次校正第4次平差结果图如下：由上图可知，闭合差不满足要求，需进行第5次平差。第5次平差选择环，构成的大环进行平差。计算结果如下：2.7 第5次校正第5次平差结果图如下：由上图可知，闭合差不满足要求，需进行第6次平差。第6次平差选择环，构成的大环进行平差。计算结果如下：2.8 第6次校正第6次平差结果图如下：由上图可知，闭合差不满足要求，需进行第7次平差。第7次平差选择环，构成的大环，单环，单环进行平差。计算结果如下：2.9 第7次校正第7次平差结果图如下：由上图可知，各个基环的闭合差hi均小于设计要求的0.1m，大环的闭合差绝