管網建模之基本概念篇
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注：本文件建模系列文件均從從網上以及各種書籍上摘抄整理而來
一、流量
流體在一定時間內通過某一橫斷面的容積或重量稱為流量。用容積表示流量單位是
l/s或
（`m^3`/h
）；用重量表示流量單位是
kg/s
或t/h
。節點流量是指從某個節點流入或流出被研究網路的流量
,入流為正
,出流為負
二、流速
流體在管道內流動時，在一定時間內所流過的距離為流速，流速一般指流體的平均流速，單位為
m/s。
流量與管道斷面及流速成正比，三者之間關係：
q =a.v = (∏ d^2)/ 4 · v · 3600 (m^3 / h )
式中q —
流量（m ^3 / h
或t / h
）；d —
管道內徑（m）；
v —
流體平均速度（
m / s
）。根據上式，當流速一定時，其流量與管徑的平方成正比，在施工中遇到管徑替代時，應進行計算後方可代用。例如用二根
dn50
的管代替一根
dn100
的管是不允許的，從公式得知
dn100
的管道流量是
dn500
管道流量的
4倍，因此必須用4根
dn50
的管才能代用
dn100
的管。三、
水力坡度
水力坡度，又稱比降（
water su***ce slope or gradient
）：河流水面單位距離的落差，常用百分比、千分比、萬分比表示。如河道上a、
b兩點的距離為
100公里，b
點的水位比a點高
20公尺，則水力坡度為萬分之二（20公尺
除以100
公里，即2公尺
除以100
，000
公尺。）國外常用另一種表示方法，稱每
100公里
公升高20公尺）。
在水力學中，水力坡度表明了實際液體沿元流單位流程上的水頭損失，水力坡度也就是總水頭線坡度。 四、
水頭垂直、均勻地作用在物體單位面積上的力(壓強
)。水頭是表示能量的一種方法。重力勢能直接用
相對高度
來表示，動能則用速度平方除以二
g得到乙個相對高度。壓強產生的能量則用壓強除以密度和
g得到相對高度。他們的代數和就是總的能量高度。用高度單位來表示能量大小，便於工程計算。水頭乘以
g和質量能得到乙個折算出來的理論高度，他們的能量是相等的。同理可以折算成單一的壓強或者是動能
五、水頭損失
水流在運動過程中克服水流阻力而消耗的能量稱為
水頭損失
其中邊界對水流的阻力是產生水頭損失的外因，液體的粘滯性是產生水頭損失的內因，也是根本原因。 根據邊界條件的不同把水頭損失分為兩類：對於平順的邊界，水頭損失與流程成正比的稱為
沿程水頭損失
，用hf
表示；由區域性邊界急劇改變導致水流結構改變、流速分布改變並產生旋渦區而引起的水頭損失稱為
區域性水頭損失
，用hj
表示六、
恆定等速流
流速的大小和方向均不隨時間及距離而變的明渠水流。又稱
恆定等速流
。這種明渠水流只在特定條件下形成
,即底坡為常數的正坡稜柱形渠道、糙率沿程不變、無建築物干擾、水流為恆定流、流量沿程不變。明渠均勻流是重力和阻力相平衡時的流動，其動能保持不變，而水頭損失取自勢能的減少。其特性是總水頭線、水面線與渠道底坡線為互相平行的直線，故水力坡度和渠道底坡相等。明渠均勻流的規律可用謝才公式表示。利用此式可進行過水能力估算、渠道斷面尺寸設計等。
七、何謂短管和長管？這種分類有何實際意義？
長管：指管道中以沿程水頭損失為主，區域性水頭損失和流速水頭所佔比重小於（
5%-10%
）的沿程水頭損失，可予以忽略的管道
短管：區域性水頭損失和流速水頭不能忽略的管道需要同時計算的管道。
簡單管路：是指管徑、流速、流量沿程不變，且無分支的單線管道。
複雜管路：是指由兩根以上管道所組成的管路系統。
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