“红水”问题一直是人们所重点关注的水质问题,而现阶段对水质模型的研究通常仅考虑管网水流动过程中由于管壁反应造成的铁含量增加的问题,忽略了由于消火栓死端支管内积累的高浓度铁向管网主流水中扩散的现象。由于死端支管内水水龄大,溶解氧含量小,因此易于造成亚铁离子堆积,且亚铁离子溶解度较大,易扩散到干管主流水中,从而在一定程度上影响了水质模型对管网中铁含量的分布和变化规律判断的准确性。在计算流体力学中,通过控制方程对流体的运动规律进行求解,可以得到数值解,并根据数值解对模型的流速等进行绘图,能够定性定量的对流动问题进行研究。因此,本文将采用计算流体力学的方法,建立死端支管扩散现象数值模型,并对数值模型的准确性进行实验验证。由于影响死端支管亚铁离子扩散现象的因素较多,所以,首先通过正交分析确定了进行全分析的因素,包括:死端支管管长、死端支管内亚铁离子浓度、死端支管管径、干管管径和干管水流流速,并对这些因素采用控制变量法进行分析。全分析实验中,通过建立的数值模型对各因素对亚铁离子的扩散现象的影响进行了分析。结果表明,死端支管管径、死端支管内亚铁离子浓度与干管出口亚铁离子平均浓度呈正相关关系,干管管径与干管出口亚铁离子平均浓度呈负相关关系。然而,流速对干管出口亚铁离子平均浓度的影响相对较小。同时,死端支管管长小于5.5m时,与干管出口亚铁离子平均浓度呈正相关关系,而死端支管管长大于5.5m时,几乎不对干管出口亚铁离子平均浓度造成影响。通过引进方腔流动理论,对所得现象进行分析,发现水流周期性的流入和流出死端支管是导致亚铁离子扩散到管网中的主要原因。除此之外,根据数值模型的研究结果进行回归分析,得到各因素影响死端支管扩散现象的具体关系式,并以此为基础进行实际管网应用对比分析。在应用中,利用改进前水质模型和改进后水质模型对Y市实际供水管网内铁分布情况进行比较分析。改进前水质模型仅考虑管壁反应造成的铁含量增加。然而,改进后的水质模型不仅考虑了管壁反应,还考虑了死端支管扩散的铁。最后,将改进前水质模型模拟结果和改进后水质模型模拟结果与实际管网实测结果进行对比。通过对比分析,发现改进后的水质模型相比改进前的水质模型能更好地模拟实际管网中的铁的分布及变化规律。