管网控制点不一定位于水厂与对置高地水池的供水分界线上
zrw_hunter
zrw_hunter Lv.12
2011年04月11日 21:49:55
只看楼主

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

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
QQ截图未命名111.jpg

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:

QQ截图未命名33.jpg


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 ]

QQ截图未命名111.jpg


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免费打赏
老曹
2011年04月11日 22:25:34
2楼
给排水在线的斑竹,牛!
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老曹
2011年04月11日 22:38:03
3楼



流量的计算题目:答案是14500
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zrw_hunter
2011年04月11日 23:45:40
4楼
SORRY,刚才题目没有研究好。。。现在弄好了。。。
欢迎测试!!!!!
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zj2000
2011年04月12日 14:47:08
5楼
管网控制点一定位于水厂与对置高地水池的供水分界线上》是很错误的!!本来就是错误的。
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zj2000
2011年04月12日 14:56:37
6楼
控制点的确定,从来没有说供水分界线上就一定是控制点。
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zj2000
2011年04月12日 14:58:47
7楼
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。
这个说法不准确。“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”这个计算本身就不对。调节池的容积的计算要选取调节容积最大的时段进行计算。
做清水池调节容积此类计算题的方法,有三个要点。1,画供水和用水曲线图。2.判断最大超出或者不够的时段。3.计算。
采用画图的方法简洁明了。拍脑袋是不成的。
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zhujj1215
2011年04月12日 18:26:42
8楼
控制点是可以按水流从水厂出发,按水流方向,根据水头损失和地面标高,直接判断是6点还是7点的
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zrw_hunter
2011年04月12日 23:12:27
9楼
回楼上,根据水头损失和地面标高,就已经不是直接了。。。是间接。我也是这样来的。
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zrw_hunter
2011年04月12日 23:37:31
10楼
回7#,我可能表达的不清楚。已修改贴子。。。
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zrw_hunter
2011年04月13日 13:01:21
11楼
至于“晚23到早6之间如果忽略早1到早2,因为局部不影响”这样的说法,解答如下:
1、按照“寻找最大连续时段持续流入(或持续流出)”的理论,如上的说法本身就实在勉强,站不住脚。
2、以上的说法,如果再演化下去(这个必要性是存在的),就基本已经脱离了“寻找最大连续时段持续流入(或持续流出)”的理论
3、这题目还可以修改,修改的想忽略也不能。因为本题目是改造的,只是示意说明“寻找最大连续时段持续流入(或持续流出)”的理论有缺陷。所以重点在早1到早2一个小时内做了点手脚。如果在早1到早3做点手脚呢??
4、以上说法,怎么来量化界定什么是“可忽略”的,什么是“不可忽略”?
5、答案的145000,不是这样计算出来的,有更科学、更完善的办法。本论坛上实际就存在。

结论:“寻找最大连续时段持续流入(或持续流出)”的方法来计算调节容积存在重大的bug。很多人只是因为懒而不想多去思考,或者,很害怕失去现有的(哪怕是不当的)一些东西。。
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