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[摘 要]给水系统是城市的重要基础设施，在城市经济建设中发挥着重要的作用。在这样的大背景下，市南公司于2009年4月开始了市南水力模型的研发工作。经过一年多的时间，市南公司基本建成了全公司管网范围内的水力、水质模型，并于2011年2月进入模型试运行。
[关键词]水力模型；管网建模；MIKE URBAN
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）11-0160-01
给水管网是一类大规模且复杂多变的网络系统，为便于规划、设计和运行管理，应将其简化和抽象为便于用图形和数据表达和分析的系统，称为管网模型。管网模型主要表达系统中各组成部分的拓扑关系和水力特性，将管网简化和抽象为管段和节点两类元素，并赋予工程属性，以便用水力学、图论和数学分析理论等进行表达和分析计算。
1.供水管网模型化
供水系统中的组成部分主要分为制水系统与输配管理系统，主要包括有水厂、水泵、水库、水表、阀门、用户等。在模型中， 可以简化为（图1）
2.市南管网建模的开发过程
2.1 管线拓扑数据导入
GIS数据库是模型管线数据的主要来源，利用MIKE URBAN 软件的特性，直接可以从GIS的数据库中取出DN>=300的管线导入模型数据库。由于市南在GIS项目建设的时候已经考虑到了水力模型的建设，因此在GIS管线属性与模型管线数据的挂接上已经留有接口，使得GIS管线属性可以直接导入模型使用。导入后的管线需要经过简化、试算等步骤的评估和分析，才能最终成为模型的数据库。
2.2 水厂泵站信息导入
GIS系统里未包含水厂、泵站的信息，因此需要收集其它资料来补充进模型。同时我们还对泵站的高程数据进行了测量，包括泵基的高程、流量仪的高程、压力变送器的高程等。
2.3 节点流量数据的分配
节点流量主要是利用GIS中的虚拟水表与营业账务系统中的数据进行关联，在进行节点挂靠，可以将不同类型的水量加载至节点流量上。
利用ARCGIS工具，将CIS数据中的水量数据表与图形中的块信息表进行挂接，之后再在每个块中进行水量的比流量分配。
2.4 用水模式的建立
市南管网建模目标是建立高精度的动态水力模型，因此用水模式的建立是个很重要的过程。针对市南公司大用户水表的分析，我们将市南96种简号的水量分成12种用水模式。
市南区域的居民用水比较较大，有40%以上。针对这12种用水模式的不同，项目组加装和20多块具有典型性的远传表，结合原先已有的300多块远传表（多为居民用水），进行用水模式的拟合。
3.模型计算结果与应用
根据国际流行的建模型校验标准，并结合上海实际情况，我们制定了一下模型校验标准：
根据这一测试标准，经过校验的市南公司水力模型总体情况良好，符合调度方案的需求：
管网建模进入试运行期间后，对管网输配发挥了较大的指导作用，除了能够为决策层提供定量的分析数据外，在日常管理中也体现出了较大的经济效益和社会效益。
在经济效益方面，主要体现在利用水力模型能够很好地评估所设计的水厂、泵站、水库、管线是否合理、经济。例如通过水力模型的分析，可以看到市南区域的水泵多数处于“低扬程-高流量”区域，属于低效率段。这样，在日后的水泵更新或新水厂、泵站的设计阶段，可以用模型进行试算，验证水泵是否经济合理。例如在验证新徐泾水厂的水泵设计时，就是用模型对上海市市政设计院的设计水泵进行了评估，起到不错的效果。选择了合理的水泵，可以为市南公司节约大量的电费开销，取得良好的经济效益。同样在经济效益方面，利用模型对新增管线敷设的评估，也能起到节约建设资金的作用。
在社会效益方面，模型的运用也起了很大的作用。例如在世博会召开期间，利用水力、水质模型，评估了世博园区内一些低流速的管线，预估了部分余氯容易衰减的区域，为世博安全供水保驾护航。同样在中心城区的一些管网改造工程中，利用模型对敏感地区管线的分析，提前通知施工方做好施工预案，避免很多低压、水质差造成的问题。
4.结束语
水力模型是整个管网输配的理论计算基础，其衍生功能很强大。今后可以结合调度管理系统，将目前的动态延时水力模型进一步推进至实时调度模型，更好地为输配水工作服务。同时还可以进一步校准模型，开发管网水质模型，为日后管网的日常管理提供更多的理论数据。
参考文献
[1] 周建华，赵宏宾.城市给水管网系统所面临的问题及对策.中国给水排水，2002，18（11）：30～32.
[2] 周玉文，何敏，方琪.基于GIS的给水管网动态水力计算模型的建立与应用.给水排水，2006，32（8）：96～100.
[3] 孙文深，黄宁阳，韩德宏.深圳市给水管网水力计算模型的建立.給水排水，1999，25（2）：17～19.
[4] 俞良协，郑雁榕.武汉市供水管网水力计算模型的建立.管道技术与设备，2002，（1）：37～40.
[关键词]水力模型；管网建模；MIKE URBAN
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）11-0160-01
给水管网是一类大规模且复杂多变的网络系统，为便于规划、设计和运行管理，应将其简化和抽象为便于用图形和数据表达和分析的系统，称为管网模型。管网模型主要表达系统中各组成部分的拓扑关系和水力特性，将管网简化和抽象为管段和节点两类元素，并赋予工程属性，以便用水力学、图论和数学分析理论等进行表达和分析计算。
1.供水管网模型化
供水系统中的组成部分主要分为制水系统与输配管理系统，主要包括有水厂、水泵、水库、水表、阀门、用户等。在模型中， 可以简化为（图1）
2.市南管网建模的开发过程
2.1 管线拓扑数据导入
GIS数据库是模型管线数据的主要来源，利用MIKE URBAN 软件的特性，直接可以从GIS的数据库中取出DN>=300的管线导入模型数据库。由于市南在GIS项目建设的时候已经考虑到了水力模型的建设，因此在GIS管线属性与模型管线数据的挂接上已经留有接口，使得GIS管线属性可以直接导入模型使用。导入后的管线需要经过简化、试算等步骤的评估和分析，才能最终成为模型的数据库。
2.2 水厂泵站信息导入
GIS系统里未包含水厂、泵站的信息，因此需要收集其它资料来补充进模型。同时我们还对泵站的高程数据进行了测量，包括泵基的高程、流量仪的高程、压力变送器的高程等。
2.3 节点流量数据的分配
节点流量主要是利用GIS中的虚拟水表与营业账务系统中的数据进行关联，在进行节点挂靠，可以将不同类型的水量加载至节点流量上。
利用ARCGIS工具，将CIS数据中的水量数据表与图形中的块信息表进行挂接，之后再在每个块中进行水量的比流量分配。
2.4 用水模式的建立
市南管网建模目标是建立高精度的动态水力模型，因此用水模式的建立是个很重要的过程。针对市南公司大用户水表的分析，我们将市南96种简号的水量分成12种用水模式。
市南区域的居民用水比较较大，有40%以上。针对这12种用水模式的不同，项目组加装和20多块具有典型性的远传表，结合原先已有的300多块远传表（多为居民用水），进行用水模式的拟合。
3.模型计算结果与应用
根据国际流行的建模型校验标准，并结合上海实际情况，我们制定了一下模型校验标准：
根据这一测试标准，经过校验的市南公司水力模型总体情况良好，符合调度方案的需求：
管网建模进入试运行期间后，对管网输配发挥了较大的指导作用，除了能够为决策层提供定量的分析数据外，在日常管理中也体现出了较大的经济效益和社会效益。
在经济效益方面，主要体现在利用水力模型能够很好地评估所设计的水厂、泵站、水库、管线是否合理、经济。例如通过水力模型的分析，可以看到市南区域的水泵多数处于“低扬程-高流量”区域，属于低效率段。这样，在日后的水泵更新或新水厂、泵站的设计阶段，可以用模型进行试算，验证水泵是否经济合理。例如在验证新徐泾水厂的水泵设计时，就是用模型对上海市市政设计院的设计水泵进行了评估，起到不错的效果。选择了合理的水泵，可以为市南公司节约大量的电费开销，取得良好的经济效益。同样在经济效益方面，利用模型对新增管线敷设的评估，也能起到节约建设资金的作用。
在社会效益方面，模型的运用也起了很大的作用。例如在世博会召开期间，利用水力、水质模型，评估了世博园区内一些低流速的管线，预估了部分余氯容易衰减的区域，为世博安全供水保驾护航。同样在中心城区的一些管网改造工程中，利用模型对敏感地区管线的分析，提前通知施工方做好施工预案，避免很多低压、水质差造成的问题。
4.结束语
水力模型是整个管网输配的理论计算基础，其衍生功能很强大。今后可以结合调度管理系统，将目前的动态延时水力模型进一步推进至实时调度模型，更好地为输配水工作服务。同时还可以进一步校准模型，开发管网水质模型，为日后管网的日常管理提供更多的理论数据。
参考文献
[1] 周建华，赵宏宾.城市给水管网系统所面临的问题及对策.中国给水排水，2002，18（11）：30～32.
[2] 周玉文，何敏，方琪.基于GIS的给水管网动态水力计算模型的建立与应用.给水排水，2006，32（8）：96～100.
[3] 孙文深，黄宁阳，韩德宏.深圳市给水管网水力计算模型的建立.給水排水，1999，25（2）：17～19.
[4] 俞良协，郑雁榕.武汉市供水管网水力计算模型的建立.管道技术与设备，2002，（1）：37～40.