本来也没觉得这个事很重要,但为解释这个事费了好大的劲。现在把2007年案例上午第三题的解答发上来,大家鉴定一下:3.某城市采用枝状管网供水,节点流量、地面标高如图所示,各管段长度、管径、比阻见附表,节点4处设一高位水池,最高日总用水量120L/s,其中20L/s由高位水池供给,要求管网最小服务水头为20m,则高位水池底标高为以下何值?(A)32.04m (B)32.74m (C)36.78m (D)38.72m
现在把2007年案例上午第三题的解答发上来,大家鉴定一下:
3.某城市采用枝状管网供水,节点流量、地面标高如图所示,各管段长度、管径、比阻见附表,节点4处设一高位水池,最高日总用水量120L/s,其中20L/s由高位水池供给,要求管网最小服务水头为20m,则高位水池底标高为以下何值?(A)32.04m (B)32.74m (C)36.78m (D)38.72m
主要解答过程:
根据最大用水时,由水厂和高位水池联合供水的原理,判定4-3管段的水流是4到3,流量为20-9=11L/s,而3点与7点总出流量58L/s,且7点流量总是由3—7供给,所以水池中的水流不能经过3点向左。也就是说,如果水池中的水流过3点向左,则水池的出流量应大于9+28+30=67L/s。
据以上判断,在3点处水厂与水池共同作用供水,流向一右一左。2-3段上从水厂来的水量为:58-11=47L/s。
再以2点分析1-2流向2点的水量为:(12+13+16)+47=88L/s,也可以用100-12=88L/s得到,两者互为校核。
而2—5段的流量为:13+12=25L/s。5—6段的流量为12L/s。3—7段的流量为30L/s。
目前为止,流量已经分配好,按所给表格计算水损结果如下:
h12=0.207*10^(-6)*1700*88^(2)=2.73m
h23=0.945*10^(-6)*1600*47^(2)=3.34m
h43=8.06*10^(-6)*1800*11^(2)=1.76m
h25=2.48*10^(-6)*1500*25^(2)=2.33m
h56=8.06*10^(-6)*1800*12^(2)=2.09m
h37=2.48*10^(-6)*1200*30^(2)=2.67m
此时,先估计以6点为整个系统最不利点,自由水头20m,则:
5点水压:H5=9.2+20+h56-7.6=9.2+20+2.09-7.6=23.69
2点水压:H2=23.69+7.6+h25-5.8=23.69+7.6+2.33-5.8=27.82m
3点水压:H3=27.82+5.8-h23-6.2=27.82+5.8-3.34-6.2=24.08m
7点水压:H7=24.08+6.2-h37-8.3=24.08+6.2-2.67-8.3=19.31m
1点水压:H1=27.82+5.8+h12-5.0=27.82+5.8+2.73-5.0=31.35m
4点水压待定,由高位水池高调节
此时,已经发现7点水压小于20m,且它是结果中最小的,所以,开始选择的6点不是控制点,控制点当为7点。
重新选择控制点后,并不需要重新再计算一遍,因为整个管网的水压只要提升20-19.31=0.69m即可。
提升后,H7=20m,H3=24.08+0.69=24.77m,其他不必求出。
此时,高地水池底标高=24.77+6.2+h43=24.77+6.2+1.76=32.73m
解析:
1.控制点的选取
在特别明显的地形条件与常规的管道布置方式下,可以按经验判断出控制点位置。但若按算法来说(比如程序设计),仍然是通过试算得到初步结果,再对结果分析,选择控制点。
2.“最大供水时,水塔和水厂供水都能到达的点,就是控制点”这个说法是不成立的。本题中,如果将6点的高程改为19.2m(其他条件不变),则必然是6点为控制点。而在此前提下,节点流量分配不变(由用水对象决定),管段流量分配也不变,在7点,出水量的30L/s里面,水流仍然由水塔和水厂共同供给(可理解为11/58=18.97%的水塔来水,以及47/58=81.03%的水厂来水)。
3.本题中,如果将6点的高程改为19.2m(其他条件不变),以6点为控制点(H6=20m)的结果为:H5=33.69,H2=37.82m,H3=34.08m,H7=29.31m,H1=41.35m。很明显,6点为控制点的假设成立。此时高地水池底标高=H3+6.2+h43=34.08+6.2+1.76=42.04m
4.本题在试算时,如果选择的控制点恰好是7点,则计算结果只是做为一种验证。
5.本题在计算过程中,有很多灵活性,比如以6点为控制点试算得到结果后,“重新选择控制点后,并不需要重新再计算一遍”的处理方法就很重要。但所有的灵活性是基于对相关知识的深刻理解之上的。因此,应勤于思考,从本质上掌握所学知识点。
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顺便指出:
一、“利用连续进水或连续出水时段来计算清水池或水塔的调节容积(就是利用最大的净流入时段,或,最大的净流出时段,来计算调节容积)”就其计算方法来讲,基本说是错误的。用于略估还行,准确计算的要求下,这个方法本身就存在重大缺陷。
这个,从本质上讲,是按24小时逐时累积曲线分析得到的。但是,这个运算量很大,可以利用分块合并之后再分析的方法,大大降低计算量。这个已经在07年的案例讨论帖子中说的很多了(http://bbs.co188.com/content/94_952324_4.html)。事实上,由于当前出题目的人是硬往这个道上凑,使得误会的程度更深。另外客观原因是一般(只是一般)情况下,昼夜的供水分布是有点泾渭分明的。但,如果泾渭不分明呢??
现在出一题目,求答案:
某城市最高日用水量120000t/d,每小时用水量如下表所示(登陆论坛才可见),若水厂取水泵房全天均匀供水,二级泵站直接向管网供水,则水厂内清水池调节容积至少应为下列何项?注:时间为小时;水量为立方米。
时间 |
0-1 |
1-2 |
2-3 |
3-4 |
4-5 |
5-6 |
6-7 |
7-8 |
水量 |
2500 |
5500 |
1000 |
2000 |
2500 |
5000 |
6000 |
6000 |
时间 |
8-9 |
9-10 |
10-11 |
11-12 |
12-13 |
13-14 |
14-15 |
15-16 |
水量 |
5500 |
4500 |
6000 |
7000 |
7000 |
5500 |
4500 |
4000 |
时间 |
16-17 |
17-18 |
18-19 |
19-20 |
20-21 |
21-22 |
22-23 |
23-24 |
水量 |
6500 |
7000 |
7000 |
6500 |
6000 |
5500 |
5000 |
2000 |
图示如下:
如果此题能用连续进水或连续出水(就是利用最大的净流入时段,或,最大的净流出时段,来计算调节容积)得出正确结果(14500m3),那叫个有鬼!
至于题目对不对,把24小时的数据加一下看等于不等于120000~~
至于计算结果的验证,最笨也是最彻底的办法就是,按所得结果,1、2、3...到24,各时刻一点点来验证。。。看看水是不是不够,或者是跑出来了,或者刚好。
当然,验证的时候,初始状态不一定是空池,这个在验证的过程中自然就想到了。反正一天内进的等于出来的就行了。由于时间的连续与周期性,初始状态不一定是空池。
本题答案145000中,以初始状态3000立方米进行验证即可。。。最后24点时,当然是还回归3000立方米。
这里面还引申一个很重要的概念:所谓“持续净流入”类似的话题,实际上包括了两个概念:一是时间概念,二是数量的概念。
这两个概念有时会引出很麻烦的东西。
比如,现在的这类调节容积的计算中,时间只精确到小时,但是,假如提高时间精度呢?比如,精确到半小时,则会有48个数据。再极端化一点,精确到分,会有1440分,那么,如此渐渐庞大的数据量中,如果判断“最大持续净流入”时段??肉眼观察还行吗??结论如何验证正确与否?
最终,得有个完美的算法,才是根本。
当然,很简单的情况下,不是说一定拒绝这个“最大持续流入”的方法。只是说这个方法有bug
[ 本帖最后由 zrw_hunter 于 2012-6-12 12:40 编辑 ]