WSZ软件在供水专项规划中的应用研究

摘 要：本文阐述利用wsz管网模型软件，建立某区供水管网水力模型的基本方法。根据模型结果评价现状管网，结果表明，现状供水管网运行良好。利用模型分别计算规划管网最高时、事故时、消防时用水模型，结果表明，专项规划提出的管网方案是合理的。

关键词：供水管网；专项规划；水力模型

0 引言

根据《某市城市总体规划》，某区现状供水管网和供水设施已经不能满足城市规划的要求。为了对现有供水管网和水处理设施提出有效的解决措施，避免不必要的重复建设，某区启动了供水系统专项规划编制工作。

某区供水专项规划于2012年7月基本完成。供水专项规划确定城市供水水源、供水系统的总体布局，提出供水设施、供水管网改造和建设规划方案，以满足规划年限内，某区城市用水的要求。其中供水管网系统改造方案的计算以管网水力模拟计算为依据，确定最优化的管网方案。

本文采用同济大学WSZ管网模型软件进行管网模拟分析，下面介绍水力模型的建立、运行和验证规划方案的基本过程。

1 基础数据收集

需收集以下资料：

1）规划区域内现状供水管线拓扑结构；

2）规划区域内地形图；

3）规划区土地利用现状分布图和规划分布图；

4）规划区内近期供水管线施工图；

5）规划区内现状供水水厂供水水量及水压；

6）规划区内规划水厂供水水量及水压；

7）供水管网特殊节点处水压及水量；

8）规划区域内水源情况。

2 管网计算模型构建

根据规划区域地势起伏、水源分布等特点，综合技术及经济因素，将规划区域分为2个独立的供水管网系统：主区域模型、镇隆镇模型，分别建立独立的水力模型，这样有利于提高模型的运行速度。

3 模型校核

平差计算后，统筹分析各个水厂节点，综合各个水厂流量平差结果与实测值的正负偏差大小，重点调整2～3个偏差量较大的水厂所服务区域内的节点流量，特别是正负偏差较大，且相邻的水厂节点。

由于管网模型与实际管网情况可能存在一定的差别，因此本工程考虑各定压节点模拟数据与实际供水量的相对误差控制在10%以内，即作为可接受的结果。

4 模型结果分析

某区现状管网水力计算采用最高日最高时进行计算，以惠阳水厂、秋长水厂、沙田水厂联网进行平差分析，结果如下：

根据模型计算结果：现状管网平均流速在合理的范围内，说明管网的整体运行情况良好。

5 规划设计方案的模拟分析

5.1 规划方案

根据现状管网的模拟分析，结合某区的发展规划，制定规划区域内供水管网系统的规划方案，规划主要管网布置如上表2。

5.2 规划管网水力模型计算

根据模型计算结果：规划管网平均流速在合理的范围内，说明规划管网的整体运行情况良好。因此，规划管道的铺设是基本合理的，能为实际的管网改造建设提供指导。

5.3 规划管网核算

5.3.1 最不利管段事故时的事故用水量和水压要求

事故核算时，管网供水量以设计用水量的70%计，最不利点自由水头以0.10 Mpa控制。

1）假定惠阳水厂DN2400输水干管故障。

计算表明，规划管网能够满足设计水量70%的要求。水力最不利点出现在沙田镇田头村入口处，自由水头为0.12Mpa，大于0.10 Mpa，其余节点水压基本都大于0.20 Mpa，满足水压要求。

2）假定新圩加压泵站DN1000输水干管故障。

计算表明，规划管网能够满足设计水量70%的要求。水力最不利点出现在新圩镇红田村红田鸡场处，自由水头为0.14Mpa，大于0.10 Mpa，其余节点水压基本都大于0.20 Mpa，满足水压要求。

3）假定镇隆加压泵站DN1000输水干管故障。

计算表明，规划管网能够满足设计水量70%的要求。水力最不利点出现在镇隆高田村莞惠高速公路梧村水库处，自由水头为0.21Mpa，大于0.10 Mpa，其余节点水压基本都大于0.20 Mpa，满足水压要求。

综上所述，发生爆管事故时，水厂总供水量能满足设计水量70%的要求，整个管网中最不利点处的自由水头能满足消防时水压要求。

5.3.2 最不利管段消防时的用水量和水压要求

根据《建筑设计防火规范》（ GB50016-2006），规划区内同一时间内的火灾次数3次，一次灭火用水量100 L/s。室外消火栓栓口处的水压从室外设计地面算起不小于0.1 Mpa。

选取秋长岭湖村将军路南侧、新圩镇红田村、沙田镇田头村入口三个供水最不利点；

管网模型计算结果分析表明，秋长岭湖村将军路南侧最不利点自由水头为0.19 Mpa，新圩镇红田村水力水力最不利点自由水头为0.21 Mpa，沙田镇田头村水力最不利点自由水头为0.20 Mpa，都大于0.10 Mpa，其余节点水压基本都大于0.20 Mpa，满足水压要求。

综上所述：管网中三个最不利点发生火灾时，节点自由水压均能满足不小0.1Mpa的要求，且水量要求也能满足。

6 结语

某区供水专项规划已经完成，供水管网水力模型能够较好地反映现状供水管网运行情况；模型在供水管网规划设计方面具有较好的指导作用。某区在利用水力模型指导管网规划设计方面的经验可以为其他城市提供借鉴。

参考文献：

[1] 赵洪宾.给水管网系统理论与分析[M].北京：中国建筑工业出版社，2003.

[2] 严煦世.给水工程[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

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