供水管网是城市赖以生存和发展的重要基础设施,承担着为城市输送生活和生产用水的总要任务。合理的分配管网流量、维持管网安全、高效地运行都需要对供水管网进行科学的诊断与分析。另一方面城市快速的扩张,城镇化进程的加剧,引起区域内地块空间需水量的变化,造成供水管网存在超荷载运行现象。因此,科学合理的进行城市需水量空间统计和供水管网诊断是保障供水安全可靠、城市土地供水条件评价的重要途径。按照城市供水管网供给水量和城市内商业、住宅、工业以及浇洒绿地和道路四大类用水需求量之间的供需平衡原则,本文设计一种基于用水需求网络汇聚算法实现城市供水管网合理性诊断的方法,为供水管网改造与规划提供决策支持。按照三类主要用地承载水量的特征指标和关系模型来表征城市不同用地的用水需求,建立了管线垂向用水需求量的统计方法。以“供需平衡”作为管段合理性的诊断评判标准,在供水管线布局、流向确定的基础上建立供水管网树状有向图,基于管线与城市地块拓扑关系,按照垂向用水需求量由叶结点向根结点逐级汇聚的思路建立了城市供水管网径向用水量空间统计方法;基于用水需求总量、流速推算的理论管径与实际管径对比实现城市供水管网的管径合理性的诊断。本文利用ArcGIS软件中的相关功能模块设计了相关的方法流程,并以武汉市中心城区的供水管网为研究对象进行了方法的实例验证。武汉市供水管网诊断结果显示:①用水需求总量平衡的管线127条、全长418km;不平衡管线10条,全长27.8km。②垂向需求荷载不能满足管段6条,总长14.9km,主要分布硚口区、武昌区和洪山区等区域,原因主要是该区域内管线分布较少,管线管径末端管线荷载较大;③径向需求荷载不满足的“梗阻”管段共4条,总长12.9km,主要分布在洪山区高新二路以南、武昌区雄楚大道以北和江汉区解放大道附近区域,原因主要是在网络连通拓扑结构中管段管径过小,无法满足转输的径向流量需求。研究结果说明了武汉市城市供水管网的现实情况和空间分布存在的问题。可以预见,快速发展的大城市供水管网建设都会遇到同样的问题,所以本文关于基于供需平衡的供水管网诊断方法有可能得到广泛运用,并为市政部门和政策制定者提供指导建议。