第四章 案例分析
4.2 Surge 軟體之構成要素與參數設定
Surge是PIPE201031軟體用於分析水鎚之模型(簡稱水鎚模型)，
PIPE2010是一種佈設複雜管道系統模型軟體，結合工程分析手段進行運
PIPE 2010包含KYPIPE、GoFlow、Steam、Gas、SWMM和Surge等六 大模型，其中KYPIPE為管網模型，是PIPE 2010背後強大的水力計算引 擎， GoFlow為消防模型，常用於自動撒水系統之水力分析，Steam為蒸 氣模型，Gas用為氣體模型，SWMM為暴雨模型，主要用於衛生管道系
(1)Junction(聯接節點)一條或多條管線的連接點。
31 PIPE, 2010, Examples Manual
(2)Reservoir(水池)：一條或多條管線連接至恆定水位的水池。在模擬過程 中，水池的水位保持不變，除非輸入不同的數據。
(3)Tanks(水箱)：一條或多條管道連接至具有可變水位的儲水節點。
(4)Pump(幫浦) ：幫浦是有方向的，一條或多條管線連接至泵。必須設置 泵的方向和並確保管線的連接正確。
4.2.2 水力分析必須數據
1.單位(Units)表 16 主要使用單位表
流量 長度 直徑 高程 壓力
Cms m m kPa
L/s mm m kPa
Cfs in ft psi
Mgd ft ft psi
Gpm ft ft psi
(1)閥門係數：每1psi壓降（或千帕）所對應的流量gpm（或升/秒））。例 如：流量= 1000gpm @壓降1 psi ，則Cv = 1000
(2)閥門阻力係數：水頭下降值，英尺（或米））/ （流量，cfs或cms）2。 例如：流量=1000gpm（2.228cfs），壓力降=15英尺
R = 15ft/(2.228cfs)2 = 3.022 2.系統數據(System data)
在系統數據清單可選擇流量單位包括：CFS（立方英尺/秒）、GPM
（加侖/分鐘）、MGD（萬加侖/日）、Liters/Sec（升/秒）、CMS（立方米/
秒）、Liters/Min（升/分鐘）、Lb/s（磅/秒）、BPH（桶/小時）、kg/s（公斤 /秒）、USER（用戶自定義單位）
圖 18 系統數據清單 3.管數據(Pipe data)
圖 19 管數據清單
對於已經選定的管段，在上面管段屬性框內輸入數據，如上圖所 示。點選pipe data按鈕會出現如下圖所示的select pipe type(管類型選擇) 選單，該清單在列表中選擇任意一項，該項目裡包括了管徑、管材壓
力等級和粗糙度係數。
圖 20 配管類型清單 4.端節點數據(End node data)
所有的節點（端節點和內部節點）至少有下圖所示的兩個數據框。
左邊的數據框用來輸入高程，還包括基於不同節點類型的附加數據。
圖 21 端節點設定清單 5.交叉點數據
聯接節點是與一個或多個管段連接的端節點。對於連接兩個管徑 或粗糙度不同或者設置了流量的節點必須設置成聯接節點。
6.幫浦數據
選擇泵類型時，您可以選擇通過數據表格來描述的泵，恆功率工 作的泵，給出額定工況的泵或者由泵文件描述的泵。
圖 22 幫浦設定清單 7.水箱數據
水箱節點表示連接到儲水水箱的端節點。水箱的水位在長周期模 擬中是變化的。對於常規模擬，水箱模型被設計成一個按水箱數據框 中所定義水位且保持不變的水池。
圖 23 水箱設定清單 8.水池數據
水池節點是一個水頭穩定的節點，像湖泊或者水位穩定的蓄水池。
圖 24 水池設定清單 9.調節裝置數據
為調壓閥提供壓力設定(psi或kpa)，流量調節閥提供了流量設定
（用指定流量單位）
本研究採用Surge軟體主要係由於其操作介面較簡明，操作者僅須依系 統之清單視窗輸入設計案例之相關資料，並可直接繪製連結送水管昇位系 統圖，具自動檢查錯誤功能，防止操作者輸入錯誤或誤植相關參數，且其 計算單位有公制及英制等多種不同單位別之選擇，對國內初學者及審查者 而言，可謂相當便利。