水力計算監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

給水管網(wǎng)SCADA系統(tǒng)（SupervisoryControlandDataAcquisitionSystems，監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）:監(jiān)測設(shè)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(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)錄入與查詢、數(shù)據(jù)處理的功能。數(shù)據(jù)采集是SCADA的主要功能，其實現(xiàn)方法即是安裝監(jiān)測和數(shù)據(jù)傳送設(shè)備。數(shù)據(jù)的錄入和查詢是把采集的數(shù)據(jù)，按一定的格式自動存儲在數(shù)據(jù)庫中，并可按時間、設(shè)施等進(jìn)行查詢，同時系統(tǒng)中還具有糾錯模塊，以防實測數(shù)據(jù)誤差或失真數(shù)據(jù)引起系統(tǒng)的誤操作。數(shù)據(jù)處理功能可以對實測數(shù)據(jù)按一定的功能要求實現(xiàn)報表、圖表、操作判斷等。

給水管網(wǎng)GIS（GeographicInformationSystem，地理信息系統(tǒng)）:主要是把城市的地理位置與給水管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)施結(jié)合在一起，用于設(shè)施的圖形管理、供水業(yè)務(wù)管理、漏水監(jiān)測和輔助調(diào)度作用。水力計算模型數(shù)據(jù)庫從GIS圖形數(shù)據(jù)庫中提取節(jié)點、閥門、加壓泵站、水源等的平面位置坐標(biāo)和地面高程、管段長度和直徑、管材和管齡等數(shù)據(jù)信息，傳輸給GIS圖形數(shù)據(jù)庫節(jié)點壓力、水泵揚程、水庫水位以及低壓區(qū)、高壓區(qū)等數(shù)據(jù)信息。

水力計算可以使通風(fēng)空調(diào)，熱水采暖、給排水中流體輸配管網(wǎng)設(shè)計時根據(jù)要求的流量分配，確定管網(wǎng)的各段的管徑和阻力，求得管網(wǎng)特性曲線，為匹配管網(wǎng)動力設(shè)備準(zhǔn)備好條件，進(jìn)而確定動力設(shè)備的型號和動力消耗；或根據(jù)已定的動力設(shè)備，確定保證流量分配的管道尺寸。是流體輸配管網(wǎng)設(shè)計的基本手段，是管網(wǎng)設(shè)計質(zhì)量的基本保證。

水力計算模型數(shù)據(jù)庫的建立，可以把給水管網(wǎng)計算、監(jiān)控、調(diào)度、運行、優(yōu)化設(shè)計和繪圖有機(jī)地結(jié)合在一起，可隨時進(jìn)行圖形與數(shù)字信息的轉(zhuǎn)換。

水力計算管網(wǎng)水力平差計算

在特定供水條件下根據(jù)連續(xù)性方程和能量方程，求解管網(wǎng)中管段流量、節(jié)點壓力、泵站流量和揚程，使管理及決策人員了解管網(wǎng)對供水需求的符合程度，檢驗管網(wǎng)設(shè)計和運行質(zhì)量，為泵站設(shè)計和運行、管網(wǎng)運行與擴(kuò)建提供依據(jù)。

水力計算管網(wǎng)水力狀態(tài)實時模擬計算

由于用戶用水量的變化，管網(wǎng)供水量和供水壓力是隨時間變化的。實時模擬的目的是監(jiān)測管網(wǎng)在一個時段內(nèi)運行狀態(tài)的總體效益和費用，為管網(wǎng)用戶調(diào)度提供決策依據(jù)，評價管網(wǎng)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(tài)數(shù)據(jù)，對不同時段（3天，72小時）的運行狀態(tài)進(jìn)行平差計算，最后對總模擬時期的計算結(jié)果進(jìn)行匯總、評價和決策。除此之外，還可以進(jìn)行管網(wǎng)系統(tǒng)的工況校核及可靠性分析。

水力計算管網(wǎng)運行優(yōu)化調(diào)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(jìn)行優(yōu)化運行組合，調(diào)整各水廠的出水量和出水壓力，幫助制定更為科學(xué)合理的調(diào)度計劃和調(diào)度方案，改善管網(wǎng)中水流狀況，降低爆管的概率，達(dá)到常年供水動力費用最小化，提高供水服務(wù)水平。

水力計算管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計計算

在建立經(jīng)濟(jì)模型和優(yōu)化計算數(shù)學(xué)模型，提出多個約束條件后，通過一定的數(shù)學(xué)算法，得出經(jīng)濟(jì)合理的管徑及水泵揚程。目的主要是為了進(jìn)行新建或擴(kuò)建管網(wǎng)的規(guī)劃設(shè)計和初步設(shè)計，使其達(dá)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。

水力計算用水量預(yù)測

是根據(jù)過去用戶用水量的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)分析后找出各個用戶區(qū)域最主要用水相關(guān)的參數(shù)和時變特性，建立模型，在此基礎(chǔ)上做出用戶用水量的短期、中期和長期預(yù)測，從而編制出用戶日、月和年的用水計劃。

水力計算成果表達(dá):主要有三種形式，一種是繪制CAD工程圖，包括給水管網(wǎng)平差結(jié)果圖和等水壓線圖。它是在保證計算結(jié)果接近實際情況的前提下，對管線進(jìn)行簡化的圖形，圖中對節(jié)點、管段、泵站等的計算結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)標(biāo)注。第二種是圖形顯示功能，根據(jù)數(shù)據(jù)庫繪制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(jié)點水量需求曲線圖等。第三種表達(dá)形式是以統(tǒng)計報表形式顯示各管段、節(jié)點、泵站等的歷史和當(dāng)前數(shù)據(jù)。水力計算結(jié)果均可由打印機(jī)輸出。2100433B

《工程水力計算》是“國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)計劃項目”中央財政支持重點建設(shè)專業(yè)楊凌職業(yè)技術(shù)學(xué)院水利水電建筑工程專業(yè)課程改革系列教材。全書共分10個學(xué)習(xí)單元，內(nèi)容包括：液體認(rèn)知、靜水壓強與靜水壓力計算、水流運動的基本原理介紹、水頭損失計算、有壓管流水力計算、渠道水力計算、堰閘水力計算、建筑物下游消能水力計算、水力計算案例、理正工程水力計算軟件使用說明。

本教材可作為高職高專水利工程、水利水電建筑工程、城市水利、水利工程監(jiān)理、水土保持等專業(yè)的教材，也可作為相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員的參考用書。

《水力計算圖表》匯集了給水排水工程設(shè)計常用的水力計算圖表。內(nèi)容包括給水工程用鋼管、鑄鐵管、塑料管水力計算表，圓形斷面鋼筋混凝土輸水管水力計算表；圓形、矩形、馬蹄形、蛋形斷面排水管道水力計算圖，以及梯形明渠水力計算圖；熱水管、鋼塑復(fù)合管、蒸汽與壓縮空氣管的流量與壓力損失計算表等。為充分發(fā)揮實用設(shè)計功能以及配合計算機(jī)輔助設(shè)計的應(yīng)用，《水力計算圖表》配置了上述所有水力計算圖表的電子軟件，可通過計算機(jī)準(zhǔn)確、方便、快速地檢索、查詢和計算。