管网控制点不一定位于水厂与对置高地水池的供水分界线上

本来也没觉得这个事很重要，但为解释这个事费了好大的劲。
现在把2007年案例上午第三题的解答发上来，大家鉴定一下：

3.某城市采用枝状管网供水，节点流量、地面标高如图所示，各管段长度、管径、比阻见附表，节点4处设一高位水池，最高日总用水量120L/s，其中20L/s由高位水池供给，要求管网最小服务水头为20m，则高位水池底标高为以下何值？(A)32.04m (B)32.74m (C)36.78m (D)38.72m


主要解答过程：
根据最大用水时，由水厂和高位水池联合供水的原理，判定4-3管段的水流是4到3，流量为20-9=11L/s，而3点与7点总出流量58L/s，且7点流量总是由3—7供给，所以水池中的水流不能经过3点向左。也就是说，如果水池中的水流过3点向左，则水池的出流量应大于9+28+30=67L/s。
据以上判断，在3点处水厂与水池共同作用供水，流向一右一左。2-3段上从水厂来的水量为：58-11=47L/s。
再以2点分析1-2流向2点的水量为：(12+13+16)+47=88L/s，也可以用100-12=88L/s得到，两者互为校核。
而2—5段的流量为：13+12=25L/s。5—6段的流量为12L/s。3—7段的流量为30L/s。
目前为止，流量已经分配好，按所给表格计算水损结果如下：
h12=0.207*10^（-6）*1700*88^（2）=2.73m
h23=0.945*10^（-6）*1600*47^（2）=3.34m
h43=8.06*10^（-6）*1800*11^（2）=1.76m
h25=2.48*10^（-6）*1500*25^（2）=2.33m
h56=8.06*10^（-6）*1800*12^（2）=2.09m
h37=2.48*10^（-6）*1200*30^（2）=2.67m
此时，先估计以6点为整个系统最不利点，自由水头20m，则：
5点水压：H5=9.2+20+h56-7.6=9.2+20+2.09-7.6=23.69
2点水压：H2=23.69+7.6+h25-5.8=23.69+7.6+2.33-5.8=27.82m
3点水压：H3=27.82+5.8-h23-6.2=27.82+5.8-3.34-6.2=24.08m
7点水压：H7=24.08+6.2-h37-8.3=24.08+6.2-2.67-8.3=19.31m
1点水压：H1=27.82+5.8+h12-5.0=27.82+5.8+2.73-5.0=31.35m
4点水压待定，由高位水池高调节

此时，已经发现7点水压小于20m，且它是结果中最小的，所以，开始选择的6点不是控制点，控制点当为7点。
重新选择控制点后，并不需要重新再计算一遍，因为整个管网的水压只要提升20-19.31=0.69m即可。
提升后，H7=20m，H3=24.08+0.69=24.77m，其他不必求出。
此时，高地水池底标高=24.77+6.2+h43=24.77+6.2+1.76=32.73m

解析：
1.控制点的选取
在特别明显的地形条件与常规的管道布置方式下，可以按经验判断出控制点位置。但若按算法来说（比如程序设计），仍然是通过试算得到初步结果，再对结果分析，选择控制点。
2.“最大供水时，水塔和水厂供水都能到达的点，就是控制点”这个说法是不成立的。本题中，如果将6点的高程改为19.2m（其他条件不变），则必然是6点为控制点。而在此前提下，节点流量分配不变（由用水对象决定），管段流量分配也不变，在7点，出水量的30L/s里面，水流仍然由水塔和水厂共同供给（可理解为11/58=18.97%的水塔来水，以及47/58=81.03%的水厂来水）。
3.本题中，如果将6点的高程改为19.2m（其他条件不变），以6点为控制点（H6=20m）的结果为：H5=33.69，H2=37.82m，H3=34.08m，H7=29.31m，H1=41.35m。很明显，6点为控制点的假设成立。此时高地水池底标高=H3+6.2+h43=34.08+6.2+1.76=42.04m
4.本题在试算时，如果选择的控制点恰好是7点，则计算结果只是做为一种验证。
5.本题在计算过程中，有很多灵活性，比如以6点为控制点试算得到结果后，“重新选择控制点后，并不需要重新再计算一遍”的处理方法就很重要。但所有的灵活性是基于对相关知识的深刻理解之上的。因此，应勤于思考，从本质上掌握所学知识点。

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顺便指出：
一、“利用连续进水或连续出水时段来计算清水池或水塔的调节容积（就是利用最大的净流入时段，或，最大的净流出时段，来计算调节容积）”就其计算方法来讲，基本说是错误的。用于略估还行，准确计算的要求下，这个方法本身就存在重大缺陷。
这个，从本质上讲，是按24小时逐时累积曲线分析得到的。但是，这个运算量很大，可以利用分块合并之后再分析的方法，大大降低计算量。这个已经在07年的案例讨论帖子中说的很多了(http://bbs.co188.com/content/94_952324_4.html)。事实上，由于当前出题目的人是硬往这个道上凑，使得误会的程度更深。另外客观原因是一般（只是一般）情况下，昼夜的供水分布是有点泾渭分明的。但，如果泾渭不分明呢？？

现在出一题目，求答案：

某城市最高日用水量120000t/d，每小时用水量如下表所示（登陆论坛才可见），若水厂取水泵房全天均匀供水，二级泵站直接向管网供水，则水厂内清水池调节容积至少应为下列何项？注：时间为小时；水量为立方米。

时间	0-1	1-2	2-3	3-4	4-5	5-6	6-7	7-8
水量	2500	5500	1000	2000	2500	5000	6000	6000
时间	8-9	9-10	10-11	11-12	12-13	13-14	14-15	15-16
水量	5500	4500	6000	7000	7000	5500	4500	4000
时间	16-17	17-18	18-19	19-20	20-21	21-22	22-23	23-24
水量	6500	7000	7000	6500	6000	5500	5000	2000

图示如下：




如果此题能用连续进水或连续出水（就是利用最大的净流入时段，或，最大的净流出时段，来计算调节容积）得出正确结果（14500m3），那叫个有鬼！
至于题目对不对，把24小时的数据加一下看等于不等于120000~~
至于计算结果的验证，最笨也是最彻底的办法就是，按所得结果，1、2、3...到24，各时刻一点点来验证。。。看看水是不是不够，或者是跑出来了，或者刚好。
当然，验证的时候，初始状态不一定是空池，这个在验证的过程中自然就想到了。反正一天内进的等于出来的就行了。由于时间的连续与周期性，初始状态不一定是空池。
本题答案145000中，以初始状态3000立方米进行验证即可。。。最后24点时，当然是还回归3000立方米。


这里面还引申一个很重要的概念：所谓“持续净流入”类似的话题，实际上包括了两个概念：一是时间概念，二是数量的概念。
这两个概念有时会引出很麻烦的东西。
比如，现在的这类调节容积的计算中，时间只精确到小时，但是，假如提高时间精度呢？比如，精确到半小时，则会有48个数据。再极端化一点，精确到分，会有1440分，那么，如此渐渐庞大的数据量中，如果判断“最大持续净流入”时段？？肉眼观察还行吗？？结论如何验证正确与否？

最终，得有个完美的算法，才是根本。

当然，很简单的情况下，不是说一定拒绝这个“最大持续流入”的方法。只是说这个方法有bug










[ 本帖最后由 zrw_hunter 于 2012-6-12 12:40 编辑 ]

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