哈代克羅斯法及最大閉合差環(huán)的校正法管網(wǎng)平差比較

..土木與交通工程學(xué)院題目名稱城市水工程管道系統(tǒng)設(shè)計大作業(yè)專業(yè)給水排水工程年級班別2012級2班學(xué)號3112009632學(xué)生XX指導(dǎo)教師XXXXXXX年X月X日"城市水工程管道系統(tǒng)設(shè)計"課程大作業(yè)任務(wù)書課程大作業(yè)：請將"城市水網(wǎng)管道系統(tǒng)"課程設(shè)計的給水管網(wǎng)中最大時的流量分別用哈代-克羅斯法、最大閉合差的環(huán)校正法進(jìn)展平差，〔大環(huán)精度要求為0.5，小環(huán)要求0.1〕并打印平差過程，比擬兩種方法的結(jié)果，分析兩種方法的特點和效果，如有其它更好的方法請加以驗證并討論。要求：獨立完成，如發(fā)現(xiàn)有雷同，成績定為不及格大作業(yè)中請附上管網(wǎng)定線草圖。附上管網(wǎng)平差計算圖，圖上標(biāo)明初步分配流量，管徑等參數(shù)，并有兩種方法計算的管徑、流量、水頭損失等結(jié)果。作業(yè)中要有整個詳細(xì)平差過程及計算表格。獨立完成、嚴(yán)禁抄襲。統(tǒng)一封面目錄TOC\h\z\t"節(jié)標(biāo)題,2,章標(biāo)題,1"第一章哈代克羅斯法11.1設(shè)計總流量11.2比流量及沿線的計算11.3節(jié)點流量的計算21.4流量的初步分配21.5水頭損失公式及計算說明31.6管網(wǎng)平差31.7平差結(jié)果7第二章最大閉合差的環(huán)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比擬與分析24..哈代克羅斯法設(shè)計總流量由"南方某小城鎮(zhèn)給排水管網(wǎng)"課程設(shè)計可知，本次設(shè)計的總流量為1014.24L/s。比流量及沿線的計算沿線流量的計算見表：管段編號管段長度/m配水系數(shù)計算長度m比流量沿線流量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合計16724節(jié)點流量的計算將上述沿線流量轉(zhuǎn)化為節(jié)點流量〔管段兩端點各負(fù)擔(dān)一半〕，并與該節(jié)點的集中流量合并計算如下，節(jié)點流量計算表：節(jié)點與節(jié)點相連的管段各管段沿線流量節(jié)點流量

L/s大用戶集中流量

L/s節(jié)點總流量

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合計1014.24流量的初步分配根據(jù)用水情況，擬定各管段的水流方向如圖1所示。按照最短路線供水原那么，并考慮可靠性的要求進(jìn)展流量分配，流向節(jié)點的流量取負(fù)號，離開節(jié)點的流量取正號，分配時每一節(jié)點都要滿足連續(xù)性方程，幾條平行的干線，大致分配相近流量。并選定整個管網(wǎng)的控制點。與干管垂直的連接收，因平時流量較小，所以可分配較少的流量。管徑按界限流量確定，各項參數(shù)見圖1。圖1管網(wǎng)定線草圖水頭損失公式及計算說明平差計算表中水頭損失h值的計算，使用海曾—威廉公式，Ch取130，采用的管道為新鑄鐵管。平差計算表中的，，管段2—7的管徑為400mm，沒有嚴(yán)格按照界限流量值選取。是因為考慮到事故時管段1—5斷掉后，必然會增加管段2—7的流量，會大大增加系統(tǒng)水頭損失。管網(wǎng)平差環(huán)狀網(wǎng)在初步分配流量之后，已經(jīng)符合連續(xù)性方程qi+∑qij=0的要求。但在選定管徑和求得各管段水頭損失以后，每環(huán)往往不能滿足∑hij=0或∑sijqijn=0的要求。因此必須在初步分配流量時確定管徑的根底上，重新分配各管段的流量，反復(fù)計算，直到同時滿足連續(xù)性方程和能量方程組為止。借助Excel進(jìn)展管網(wǎng)平差。假定各環(huán)水流順時針方向時，流量為正；水流逆時針時，流量為負(fù)。初分配流量管網(wǎng)平差結(jié)果如下：初分配流量管網(wǎng)平差結(jié)果如下：平差結(jié)果借助excel經(jīng)5次平差后，各個基環(huán)的閉合差△hi均小于設(shè)計要求的0.1m，大環(huán)的閉合差絕對值為0.342m小于設(shè)計要求0.5m，因此平差結(jié)果滿足要求。平差結(jié)果圖如圖2所示：圖2平差后效果圖最大閉合差的環(huán)校正法流量的初步分配設(shè)計總流量與哈代克羅斯法計算時的流量一樣，且初步分配流量也一樣，管網(wǎng)定線草圖如圖1所示。平差按照初步分配的流量對所有基環(huán)進(jìn)展平差，并求得各個基環(huán)的閉合差。平差結(jié)果如下：初分配流量管網(wǎng)平差結(jié)果如下：初分配流量管網(wǎng)平差結(jié)果如下：初次分配流量平差結(jié)果圖：從圖中不難看出閉合差較大且方向一樣的基環(huán)Ⅱ和Ⅲ可以將其合并成一個新的大環(huán)，基環(huán)Ⅶ和Ⅷ可以合并成另一個大環(huán)。然后將構(gòu)成大環(huán)的管段如2-3，3-4，4-10，8-9，7-8，2-7進(jìn)展平差，而3-9管段那么保持流量不變。平差后可以得到一個校正流量Δq，將大環(huán)上所對應(yīng)的管段進(jìn)展流量校正，并計算受影響的基環(huán)的閉合差是否滿足要求。此過程即為大環(huán)的第一次校正。大環(huán)Ⅱ和Ⅲ平差計算：大環(huán)Ⅶ和Ⅷ平差計算：第1次校正得到大環(huán)管段的校正流量后將其帶入基環(huán)，計算其閉合差。通過以上計算就能得到第一次校正結(jié)果，計算結(jié)果見下表：第一次平差結(jié)果圖如下：由上圖可知，顯然閉合差不滿足要求，需進(jìn)展第2次平差。第2次平差選擇環(huán)Ⅱ，Ⅲ，Ⅴ構(gòu)成的大環(huán)進(jìn)展平差。計算結(jié)果如下：第2次校正第2次平差結(jié)果圖如下：由上圖可知，閉合差不滿足要求，需進(jìn)展第3次平差。第3次平差選擇閉合差較大的單環(huán)Ⅱ和單環(huán)Ⅶ進(jìn)展平差。計算結(jié)果如下：單環(huán)Ⅱ：單環(huán)Ⅶ:第3次校正第3次平差結(jié)果圖如下：由上圖可知，閉合差不滿足要求，需進(jìn)展第4次平差。第4次平差選擇環(huán)Ⅰ，Ⅴ構(gòu)成的大環(huán)進(jìn)展平差。計算結(jié)果如下：第4次校正第4次平差結(jié)果圖如下：由上圖可知，閉合差不滿足要求，需進(jìn)展第5次平差。第5次平差選擇環(huán)Ⅰ，Ⅱ構(gòu)成的大環(huán)進(jìn)展平差。計算結(jié)果如下：第5次校正第5次平差結(jié)果圖如下：由上圖可知，閉合差不滿足要求，需進(jìn)展第6次平差。第6次平差選擇環(huán)Ⅳ，Ⅴ構(gòu)成的大環(huán)進(jìn)展平差。計算結(jié)果如下：第6次校正第6次平差結(jié)果圖如下：由上圖可知，閉合差不滿足要求，需進(jìn)展第7次平差。第7次平差選擇環(huán)Ⅱ，Ⅲ構(gòu)成的大環(huán)，單環(huán)Ⅳ，單環(huán)Ⅷ進(jìn)展平差。計算結(jié)果如下：第7次校正第7次平差結(jié)果圖如下：由上圖可知，各個基環(huán)的閉合差△hi均小于設(shè)計要求的0.1m，