第7章-管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟計算

第七章管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟計算管網(wǎng)年費用折算值輸水管的技術(shù)經(jīng)濟計算管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟計算近似優(yōu)化計算管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計思路保證供水所需水量及水壓保證水質(zhì)安全可靠性（保證事故用水）經(jīng)濟性目標函數(shù)約束條件求出最優(yōu)管徑和最小水頭損失管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟計算

考慮各種設(shè)計目標前提下，求出一定設(shè)計年限內(nèi)，管網(wǎng)建造費用和管理費用之和最小時的DN(經(jīng)濟管徑)和水頭損失(經(jīng)濟水頭損失)管網(wǎng)建造費

管線費用：水管費用挖溝埋管接口試壓管線消毒管理費

供水所需動力費用與泵站水泵的供水流量Q和揚程Hp大小有關(guān)而Hp取決于控制點所需的服務(wù)水頭Hc以及管網(wǎng)的水頭損失∑h∑h又取決于L、DN、Q∴建造費、管理費最終均取決于D或Q技術(shù)經(jīng)濟計算的前提條件

定水源位置管網(wǎng)定線及布置泵站工作方案控制點位置及服務(wù)水頭計算出節(jié)點流量

本章重點目標函數(shù)與年折算費用表達式有何不同？目標函數(shù)的約束條件是什么？寫出目標函數(shù)表達式。經(jīng)濟因素f值包含哪些內(nèi)容？什么是界限流量？經(jīng)濟管徑有哪些近似優(yōu)化計算方法？第七章管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟計算管網(wǎng)年費用折算值輸水管的技術(shù)經(jīng)濟計算管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟計算近似優(yōu)化計算管網(wǎng)年折算費用值一、目標函數(shù)和約束條件

C－管網(wǎng)的總造價t－投資償還年限，給水工程一般為15-20年一、目標函數(shù)和約束條件t－投資償還年限，給水工程一般為15-20年每年管理費M

/供水能量變化系數(shù)

/電費分/KW.h水的密度kg/L/重力加速度m/s2/泵站供水設(shè)計流量L/s/泵站揚程m/

\泵站效率0.55-0.85每年扣除的折舊費和大修費以管網(wǎng)造價的%計全部管線年折算費與大修費供水動力費，取決于Q及管網(wǎng)起點至控制點任一管線水損約束條件：1、J-1個節(jié)點流量平衡方程Qj+∑qij=02、L個環(huán)能量方程∑(hij)L=03、qij≥qmin，即管段流量產(chǎn)生的流速≥Vmin4、任一節(jié)點供給自由水壓≥最小服務(wù)水頭HC

（7－5）－目標函數(shù)－年折算費表達式二、技術(shù)經(jīng)濟計算中的變量關(guān)系∴W0可以看作是（7-11）若n=2,管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟計算的基礎(chǔ)公式第七章管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟計算管網(wǎng)年費用折算值輸水管的技術(shù)經(jīng)濟計算管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟計算近似優(yōu)化計算輸水管的技術(shù)經(jīng)濟計算（1）

/用變量水損表示(2)

/用變量管徑表示一、壓力輸水沿線供水的輸水管輸水管全線流量不變（1）(2)二、重力輸水二、重力輸水例題1：重力輸水管由1~2和2~3兩段組成，求各段管徑。（n=2，m=5.33，α=1.8）123解：已知123代入n=2，m=5.33，α=1.8得：將已知值代入，得：（各管段允許水力坡度）查水力計算表，選用管徑和實際水力坡度如下：第七章管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟計算管網(wǎng)年費用折算值輸水管的技術(shù)經(jīng)濟計算管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟計算近似優(yōu)化計算管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟計算求起點水壓未知起點水壓已知管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟計算起點水壓未知對上式求水泵揚程和管段水頭損失的偏導(dǎo)數(shù)，并令其等于零，上式進行變形，將節(jié)點相連的管段函數(shù)寫成一體：將節(jié)點方程各項除以A設(shè)：xij可看作通過管網(wǎng)總流量為1時的各管段的虛流量，其個數(shù)等于管段數(shù)。

xij可看作通過管網(wǎng)總流量為1時的各管段的虛流量，其個數(shù)等于管段數(shù)。

可得經(jīng)濟水頭損失：

根據(jù)

由

在求解過程中，需解非線性方程組莫希寧提出虛流量法求解Xij當管網(wǎng)設(shè)計流量為1時，各管段的（虛）流量流量分配原則起點∑Xij=1，其他節(jié)點∑Xij=0,虛流量方向與實際流量分配時相同管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟計算起點水壓已知總結(jié)壓力輸水沿線供水的輸水管輸水管全線流量不變管網(wǎng)壓力供水重力輸水輸水管管網(wǎng)重力供水第七章管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟計算管網(wǎng)年費用折算值輸水管的技術(shù)經(jīng)濟計算管網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟計算近似優(yōu)化計算近似優(yōu)化計算1、近似優(yōu)化法仍然以管網(wǎng)經(jīng)濟管徑公式為依據(jù)虛流量分配滿足∑Xij=0，但不進行虛流量平差2、界限流量法使每一管段Xij=1界限流量是兩相鄰標準管徑Dn-1、Dn年折算費用相等時對應(yīng)的流量注意：各地區(qū)α、m、k、f均不同，界限流量不同僅個別管段與精確解有誤差對確定離二泵站較遠的管段管徑誤差較大W0萬元Q(Ls)D1D2D3Dnq1q2qn界限流量表f=13、簡易法求折算流量查f=1、xij=1界限流量表當α、m、f與表7-1（P92）α＝1.8，m＝5.33不同時要用折算流量查用該表4、平均經(jīng)濟流速表無資料，不具備計算f的條件例2：重力輸水管由三段組成，起點和終點水壓差為H=8m，n=2，m=5.33，α=1.7，