哈代克罗斯法及最大闭合差环的校正法管网平差比较

..土木与交通工程学院题目名称城市水工程管道系统设计大作业专业给水排水工程年级班别2012级2班学号3112009632学生XX指导教师XXXXXXX年X月X日"城市水工程管道系统设计"课程大作业任务书课程大作业：请将"城市水网管道系统"课程设计的给水管网中最大时的流量分别用哈代-克罗斯法、最大闭合差的环校正法进展平差，〔大环精度要求为0.5，小环要求0.1〕并打印平差过程，比拟两种方法的结果，分析两种方法的特点和效果，如有其它更好的方法请加以验证并讨论。要求：独立完成，如发现有雷同，成绩定为不及格大作业中请附上管网定线草图。附上管网平差计算图，图上标明初步分配流量，管径等参数，并有两种方法计算的管径、流量、水头损失等结果。作业中要有整个详细平差过程及计算表格。独立完成、严禁抄袭。统一封面目录TOC\h\z\t"节标题,2,章标题,1"第一章哈代克罗斯法11.1设计总流量11.2比流量及沿线的计算11.3节点流量的计算21.4流量的初步分配21.5水头损失公式及计算说明31.6管网平差31.7平差结果7第二章最大闭合差的环校正法72.1流量的初步分配72.2平差72.3第1次校正102.4第2次校正122.5第3次校正142.6第4次校正162.7第5次校正182.8第6次校正202.9第7次校正222.10比拟与分析24..哈代克罗斯法设计总流量由"南方某小城镇给排水管网"课程设计可知，本次设计的总流量为1014.24L/s。比流量及沿线的计算沿线流量的计算见表：管段编号管段长度/m配水系数计算长度m比流量沿线流量L/s1-211311113163.162-3956195653.393-410081100856.291-5484148427.032-7567156731.663-9692169238.644-10811181145.295-6624162434.856-7368136820.557-8419141923.408-9443144324.749-10877187748.975-11491149127.426-124911491274211-12624162434.851294130114-1512811287.1515-1615211528.491675112713-19555155530.9916-20382138221.3318-19774177443.2219-20855185547.7520-21805180544.9517-21215121512.01合计16724节点流量的计算将上述沿线流量转化为节点流量〔管段两端点各负担一半〕，并与该节点的集中流量合并计算如下，节点流量计算表：节点与节点相连的管段各管段沿线流量节点流量

L/s大用户集中流量

L/s节点总流量

L/s11-5,1-227.0363.1645.0916.5761.6621-2,2-7,2-363.1631.6653.3974.10074.1032-3,3-4,3-953.3956.2938.6474.16074.1643-4,4-1056.2945.2945.2973.43073.4351-5,5-6,5-1127.0334.8527.4244.65044.6565-6,6-7,6-1234.8520.5527.4241.41041.4176-7,7-8,2-720.5523.4031.6637.81037.8187-8,8-9,8-1423.4024.7427.4237.78037.7898-9,9-10,3-924.7448.9738.6456.183.0159.19109-10,4-1048.9745.2947.13047.13115-11,11-12,11-1827.4234.8541.2751.77051.771211-12,6-12,12-1334.8527.4219.9441.1012.1653.261312-13,13-14,13-1919.9424.0130.9937.47037.471413-14,14-15,8-1424.017.1527.4229.294.2833.571514-15,15-167.158.497.8207.821615-16,16-17,16-208.4947.7521.3338.78038.781716-17,17-2147.7512.0129.88029.881811-18,18-1941.2743.2242.24042.241918-19,13-19,19-2043.2230.9947.7560.98060.982019-20,16-20,20-2147.7521.3344.9557.0221.6578.672120-21,17-2144.9512.0128.48028.48合计1014.24流量的初步分配根据用水情况，拟定各管段的水流方向如图1所示。按照最短路线供水原那么，并考虑可靠性的要求进展流量分配，流向节点的流量取负号，离开节点的流量取正号，分配时每一节点都要满足连续性方程，几条平行的干线，大致分配相近流量。并选定整个管网的控制点。与干管垂直的连接收，因平时流量较小，所以可分配较少的流量。管径按界限流量确定，各项参数见图1。图1管网定线草图水头损失公式及计算说明平差计算表中水头损失h值的计算，使用海曾—威廉公式，Ch取130，采用的管道为新铸铁管。平差计算表中的，，管段2—7的管径为400mm，没有严格按照界限流量值选取。是因为考虑到事故时管段1—5断掉后，必然会增加管段2—7的流量，会大大增加系统水头损失。管网平差环状网在初步分配流量之后，已经符合连续性方程qi+∑qij=0的要求。但在选定管径和求得各管段水头损失以后，每环往往不能满足∑hij=0或∑sijqijn=0的要求。因此必须在初步分配流量时确定管径的根底上，重新分配各管段的流量，反复计算，直到同时满足连续性方程和能量方程组为止。借助Excel进展管网平差。假定各环水流顺时针方向时，流量为正；水流逆时针时，流量为负。初分配流量管网平差结果如下：初分配流量管网平差结果如下：平差结果借助excel经5次平差后，各个基环的闭合差△hi均小于设计要求的0.1m，大环的闭合差绝对值为0.342m小于设计要求0.5m，因此平差结果满足要求。平差结果图如图2所示：图2平差后效果图最大闭合差的环校正法流量的初步分配设计总流量与哈代克罗斯法计算时的流量一样，且初步分配流量也一样，管网定线草图如图1所示。平差按照初步分配的流量对所有基环进展平差，并求得各个基环的闭合差。平差结果如下：初分配流量管网平差结果如下：初分配流量管网平差结果如下：初次分配流量平差结果图：从图中不难看出闭合差较大且方向一样的基环Ⅱ和Ⅲ可以将其合并成一个新的大环，基环Ⅶ和Ⅷ可以合并成另一个大环。然后将构成大环的管段如2-3，3-4，4-10，8-9，7-8，2-7进展平差，而3-9管段那么保持流量不变。平差后可以得到一个校正流量Δq，将大环上所对应的管段进展流量校正，并计算受影响的基环的闭合差是否满足要求。此过程即为大环的第一次校正。大环Ⅱ和Ⅲ平差计算：大环Ⅶ和Ⅷ平差计算：第1次校正得到大环管段的校正流量后将其带入基环，计算其闭合差。通过以上计算就能得到第一次校正结果，计算结果见下表：第一次平差结果图如下：由上图可知，显然闭合差不满足要求，需进展第2次平差。第2次平差选择环Ⅱ，Ⅲ，Ⅴ构成的大环进展平差。计算结果如下：第2次校正第2次平差结果图如下：由上图可知，闭合差不满足要求，需进展第3次平差。第3次平差选择闭合差较大的单环Ⅱ和单环Ⅶ进展平差。计算结果如下：单环Ⅱ：单环Ⅶ:第3次校正第3次平差结果图如下：由上图可知，闭合差不满足要求，需进展第4次平差。第4次平差选择环Ⅰ，Ⅴ构成的大环进展平差。计算结果如下：第4次校正第4次平差结果图如下：由上图可知，闭合差不满足要求，需进展第5次平差。第5次平差选择环Ⅰ，Ⅱ构成的大环进展平差。计算结果如下：第5次校正第5次平差结果图如下：由上图可知，闭合差不满足要求，需进展第6次平差。第6次平差选择环Ⅳ，Ⅴ构成的大环进展平差。计算结果如下：第6次校正第6次平差结果图如下：由上图可知，闭合差不满足要求，需进展第7次平差。第7次平差选择环Ⅱ，Ⅲ构成的大环，单环Ⅳ，单环Ⅷ进展平差。计算结果如下：第7次校正第7次平差结果图如下：由上图可知，各个基环的闭合差△hi均小于设计要求的0.1m，