水力計算

水力計算指的是為確定橋涵構造物的結構尺寸（如基礎埋深、橋下淨空等），根據設計流量進行的計算工作。

基本介紹

• 中文名：水力計算
• 外文名：hydraulic computation
• 定義：根據設計流量確定結構尺寸計算
• 舉例：基礎埋深、橋下淨空等

簡介

水力計算可以使通風空調，熱水採暖、給排水中流體輸配管網設計時根據要求的流量分配，確定管網的各段的管徑和阻力，求得管網特性曲線，為匹配管網動力設備準備好條件，進而確定動力設備的型號和動力消耗；或根據已定的動力設備，確定保證流量分配的管道尺寸。是流體輸配管網設計的基本手段，是管網設計質量的基本保證。

水力計算模型資料庫的建立，可以把給水管網計算、監控、調度、運行、最佳化設計和繪圖有機地結合在一起，可隨時進行圖形與數字信息的轉換。

給水管網

給水管網GIS（GeographicInformationSystem，地理信息系統）:主要是把城市的地理位置與給水管網系統設施結合在一起，用於設施的圖形管理、供水業務管理、漏水監測和輔助調度作用。水力計算模型資料庫從GIS圖形資料庫中提取節點、閥門、加壓泵站、水源等的平面位置坐標和地面高程、管段長度和直徑、管材和管齡等數據信息，傳輸給GIS圖形資料庫節點壓力、水泵揚程、水庫水位以及低壓區、高壓區等數據信息。

監控和數據採集系統

給水管網SCADA系統（SupervisoryControlandDataAcquisitionSystems，監控和數據採集系統）:監測設施可以分為泵站、水塔（高位水池）和測流測壓點三類，主要具有數據採集、數據錄入與查詢、數據處理的功能。數據採集是SCADA的主要功能，其實現方法即是安裝監測和數據傳送設備。數據的錄入和查詢是把採集的數據，按一定的格式自動存儲在資料庫中，並可按時間、設施等進行查詢，同時系統中還具有糾錯模組，以防實測數據誤差或失真數據引起系統的誤操作。數據處理功能可以對實測數據按一定的功能要求實現報表、圖表、操作判斷等。

計算

管網水力平差計算

在特定供水條件下根據連續性方程和能量方程，求解管網中管段流量、節點壓力、泵站流量和揚程，使管理及決策人員了解管網對供水需求的符合程度，檢驗管網設計和運行質量，為泵站設計和運行、管網運行與擴建提供依據。

管網水力狀態實時模擬計算

由於用戶用水量的變化，管網供水量和供水壓力是隨時間變化的。實時模擬的目的是監測管網在一個時段內運行狀態的總體效益和費用，為管網用戶調度提供決策依據，評價管網總體運行效果。實時模擬的基本方法是將分時段變化的用水量作為擬動態數據，對不同時段（3天，72小時）的運行狀態進行平差計算，最後對總模擬時期的計算結果進行匯總、評價和決策。除此之外，還可以進行管網系統的工況校核及可靠性分析。

管網運行最佳化調度計算

在不同時段的供水需求條件下，通過泵站供水量變化求解二級泵站供水量，對各泵站中的水泵進行最佳化運行組合，調整各水廠的出水量和出水壓力，幫助制定更為科學合理的調度計畫和調度方案，改善管網中水流狀況，降低爆管的機率，達到常年供水動力費用最小化，提高供水服務水平。

管網最佳化設計計算

在建立經濟模型和最佳化計算數學模型，提出多個約束條件後，通過一定的數學算法，得出經濟合理的管徑及水泵揚程。目的主要是為了進行新建或擴建管網的規劃設計和初步設計，使其達到在投資（管徑）及常年運行費用（水泵揚程）最小的情況下，滿足用戶對水量和水壓的要求。

用水量預測

是根據過去用戶用水量的歷史數據進行相關分析後找出各個用戶區域最主要用水相關的參數和時變特性，建立模型，在此基礎上做出用戶用水量的短期、中期和長期預測，從而編制出用戶日、月和年的用水計畫。

表達方式

水力計算成果表達:主要有三種形式，一種是繪製CAD工程圖，包括給水管網平差結果圖和等水壓線圖。它是在保證計算結果接近實際情況的前提下，對管線進行簡化的圖形，圖中對節點、管段、泵站等的計算結果進行詳細標註。第二種是圖形顯示功能，根據資料庫繪製實時曲線圖和歷史趨勢線圖，如各時段管段流量曲線圖、各時段節點水量需求曲線圖等。第三種表達形式是以統計報表形式顯示各管段、節點、泵站等的歷史和當前數據。水力計算結果均可由印表機輸出。