供水管網系統是比較特殊的城市基礎設施，不可見且屬于壓力管道。隨著運行年限的增長，管道的過水能力和水泵的運行工況都發生了變化，管道的改擴建也使管網系統的結構發生了變化，導致系統運行狀況與最初設計時偏差較大；同時，管網實驗代價太高，而通過建模可以科學合理地制定決策提供技術依據。

供水管網模型是根據供水管網系統的實際情況，考慮了管網實際的網絡拓撲 結構關系，將整個城市的供水管網系統再現在計算機屏幕上。貼切地反映了供水 系統拓撲結構的真實性，是模擬給水管網系統動態工況最有效的方法，能夠回答 供水系統中任何水力邊界條件如果發生變化的情況下，預測供水工況的變化，能夠回答水壓、流量、水質參數是否滿足要求，水泵用電是否經濟等問題，有助于了解和掌握管網運行狀態和運行效率，為城市規劃設計、管網系統優化改造、輔 助調度、水質分析、漏損控制、安全運行等決策的制定和實施提供支撐。

12供水管網模型的類型

按照節點需水量與壓力或是流量的關系，可以將供水管網模型分為兩種：

（1） 基于流量的需水量模型；

（2）基于壓力的需水量模型。基于流量需求的有：浴缸、 洗衣機、洗碗機、冷卻水、工業水箱等等。基于壓力需求的有：淋浴、灑水裝置和漏損等。基于流量的需水量一般不會受節點壓力的影響，這種模型成立的前提是所有節點的水壓是充足的，使得節點需水量（用戶用水量與漏損水量）和壓力無關。但是基于壓力驅動的需水量，直接受節點壓力的影響。當有緊急狀況發生的時候，比如說爆管、某個供水設施處于癱瘓狀態、停電、消防用水，節點壓力都會受到影響而發生變化，基于壓力的需水量就會隨著節點壓力的變化而變化。 

1.2.1基于流量的需水量模型

數學模型及管網水力計算包括節點連續性方程、管段壓降方程和能量方程。（1）節點方程即連續性方程為：

表示流向任一節點的流量必須等于從該節點流出的流量，以滿足節點流量平 衡的條件。節點水量通常包括兩部分，一部分為用戶用水量，按用戶用水量和用 戶接水位置分配到相應的節點；一部分為漏損水量，通常根據經驗按其占總給水量（10%-30%）的百分比確定之后再將其分配（加權平均、時間因子）到各個節點。

（2）壓降方程為管段水頭損失與其兩端節點水壓的關系式，即水頭損失方程：

N=1.852-2，根據所采用的水頭公式不同而定。管網計算時一般不計局部阻力損失。

（3）回路方程是閉合環的能量平衡方程可寫成：

1.2.2基于壓力的需水量模型

漏失水量在給水管網的水力計算中是不容忽視的，且其隨著壓力升高而增加。因此，漏失與水力模型中常見的基于流量的需水量不同，它是一種基于壓力的需水量。基于壓力的需水量不能用傳統的需水量導向方法模擬，只能用基于壓力的需水量模型來解決存在漏失情況下的管道流量和節點水壓等問題。

構建漏失水力模型——將節點漏失量與節點實際用水量公式嵌入傳統水力模型，對其進行修正，建立壓力驅動節點需水量模型。

1.3基于供水管網水力模型校核的漏失檢測原理

為了把水力模型校核的方法應用于管網漏失檢測，將節點流量分為典型流量 和漏失量（調節流量）。典型流量等于基準流量（24小時平均流量或最高時流量） 乘以時變化系數，典型流量可以通過水表或流量計測量。當某節點存在大的漏損 時，模型校核后該節點的用水量調整系數值一般比其它不漏的節點大很多。通過 評價用水量調整系數可以有效找出存在大的漏損節點，并在管網圖上顯示出來。然后可以利用檢漏設備在這些節點附近進行檢測，大大縮小了檢漏范圍和節約了時間。

1.4供水管網模型指導漏損控制

（1）探漏準備及漏損狀況分析：提供解決漏損探測所需數據準備，對已有漏點 進行范圍評估，輔助測漏工作的進行，為下一步開展漏損探測提供支持。利用模 型分析對未來漏點（模型建立后產生的漏點）進行初步定為。

（2）通過管網模型，可以指導管網進行分區，并根據模擬結果找出漏損較大的分區，建立該分區的全模型，結合現場測試進行檢漏工作；進行管網系統壓力分 析，指導壓力調控，降低系統由于超壓而引起的額外水量損失。

（3）開停泵效果模擬、輔助調度、閥門操作效果分析、壓力紅線等工況的操作 模擬，模擬事故時的工況制作調度預案，防止重大事故發生造成嚴重漏損。

（4）應急事故的方案優選：通過24小時動態模擬，分析爆管影響區域，進行方案比選，如關閉閥門后對其它區域供水壓力產生的影響（如果使管網中其它地區 壓力增加較大，可能造成新的爆管問題，同時壓力大面積增加也可能會導致漏損加劇；而如果使低壓區的供水壓力降低，有可能造成用戶水壓不足等），可能造成的停水區域等。快速制定最優關閥策略。