消防及事故时供水管网预测分析

通常配水系统可满足供水要求,但消防时和管路损坏时(包括水泵故障),管网往往难以保证各用水点能充裕供水.这种情况下的配水系统可望通过模拟方法进行预测分析,以下就这方面的预测方式方法予以探讨,并作相应的比较.

　　在节点水头解析中,假定各节点的流量和水头满足设计要求的数值.一般情况下所提供的自由水头可满足最低水头,但管路事故时和由消防等引起的过量水通过时,最低自由水压则往往不能保证的情况还是存在的.所谓的节点流量解析方法则同时考虑节点的流量和水头.探讨个中的水头流量关系,以求其内在规律.为此1985年Germanopoulos提出以下关系式:

　　(1)

　　式中qavl为可能使用的流量;qreq为必需的流量;cj为节点数;Hqvl为有效水头;Hmin为最低自由水压;Hdes为水头期望值;j为节点序号(1-j).

　　Wagner和Chandapillai等相继于1988、1991年通过研究提出有关参数间为抛物线关系的论点:[2]

　　式中Rj为阻抗定值;n为指数

　　因此,通过以上各种节点流量解析可以对流量一时难以保证的管网工况进行预测分析,举例如下.

　　如图1所示为一单线路管网.由节点1至节点4组成.若水量应分别保证为2m3/min、2m3/min、3m3/min、1m3/min,节点0的水头为100m,从节点1到节点4的最低水头应分别取为90、88m、90m、85m，其结果是依据节点水头解析所有节点有效水头均高于应予保证的最低水头.

　　 若将该管网节点4增加3m3/min,经节点水头解析,节点3和节点4的有效水头低于所需的最小水头.对于这种消防工况的管网,应用节点流量解析管网,预测分析是很有必要的,若取cj=5,n=2,Rj=0.1进行节点流量解析,节点1、2、4可满足要求,但节点3原需保证的3m3/min水量却有0.37m3/min左右的紧缺和不足.