[发明专利]基于节点参数化技术的输水管网计算方法

说明书

本发明公开了一种基于节点参数化技术的输水管网计算方法，涉及水利领域。所述方法：对待测管网系统进行初始化；将初始化后的待测管网系统分解为参数化节点和相邻两个参数化节点间连接的计算管道；通过计算管道连接参数与节点连接参数将计算管道与参数化节点连接组合；判断当前计算的时间是否为模型控制结束时间，如果是，则完成当前时间待测管网系统中整个有压管网的计算；如果否，则返回S1，直至当前计算时间为结束时间为止，完成当前时段待测管网系统中整个有压管网的计算。本发明提出的输水管网计算方法在实现管网分解与快速计算基础上，还能很好地保证模拟计算的精度，计算效果不亚于商业软件Hammer。

技术领域

本发明涉及水利领域，尤其涉及一种基于节点参数化技术的输水管网计算方法。

背景技术

供水系统是城市的重要基础设施，负责将水体从水源地输送至用水户，满足城市生活和生产用水需求。随着城市的快速发展，城市供水能力需求越来越高，供水系统的建设也越来越复杂。一方面，有压输水下的管网运行工况多，管理与控制难度大；另一方面，输水管网的安全与高效运行对于城市各需水部门正常运作至关重要。输水管网除设计合理性等问题外，在运行中还常出现管道渗漏甚至破裂、提水泵站过大水锤引起局部工程破坏、阀门失控造成局部水击等问题。输水管网的安全与高效运行不仅依赖于合理、过硬的工程设计与建设，还离不开支持管理人员快速分析与决策的模拟仿真平台。而目前较为落后的输水管网模拟计算技术和信息管理技术是我国城市输水管网科学化管理的短板。

在复杂输水管网模拟计算方面的研究及其相关技术，国内外已有较多的成果可借鉴。尽管国内外对于输水管网计算方法和模型软件众多、模拟计算经验丰富，但在实践中仍存在各自的局限性和不足点。很多计算模型仍主要基于能量方程和平差理论，对水力过渡过程模拟困难，尤其在泵站、空气调节阀等内部调节工程较多、管网连接复杂时，要么功能不兼容，要么模型不开源，存在模型数据管理繁琐、模拟计算成本较高等诸多问题。而数据存储、模型兼容性和计算效率是选择管网计算模型的关键因素，一个数据存储方便、运算高效、易于编程实现的管网计算模型对于输水管网的快速预测与决策具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于节点参数化技术的输水管网计算方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本发明所述基于节点参数化技术的输水管网计算方法，所述方法包括：

S1，根据待测管网系统中各节点的节点参数值和管道恒定输水公式对待测管网系统进行初始化；

S2，将初始化后的待测管网系统分解为参数化节点和相邻两个参数化节点间连接的计算管道；同时，获得计算管道连接参数和节点连接参数，通过计算管道连接参数与节点连接参数将计算管道与参数化节点连接组合；

S3，判断当前计算的时间是否为模型控制结束时间，如果是，则完成当前时间待测管网系统中整个有压管网的计算；如果否，则返回S1，直至当前计算时间为结束时间为止，完成当前时段待测管网系统中整个有压管网的计算。

优选地，步骤S2中，采用有压管道瞬变流计算模型对任意计算管道计算，得到任意计算管道连接参数，其中，有压管道瞬变流计算模型按照下述建立：

根据管道中水流的连续性和动量守恒原理推导得到水击方程组，所述水击方程组中的连续方程见公式(1)，所述水击方程组中的动量方程见公式(2)；