随着我国经济发展增速及城市化进程加快,饮用水水质安全保障问题日益引起众多从业人士开展研究。给水系统中常因给水末端水质不达标而整体降低饮用水水质达标率。管网作为连接水厂与用户重要基础设施,从空间长度和饮用水停留时间来看,管网水质对龙头水水质达标影响最大。由于节点完全混合的城市供配水管网水质模型模拟结果与实际水质监测数据间存在显著误差,严重影响管网水质模型精确性,因此开展节点水质混合规律研究对提高管网水质模型模拟精度具有重要意义。本研究以管网中常见的三种类型节点（十字节点、双T节点及H型节点）水质混合程度影响因素为切入点,探究节点水质混合规律并改进水质计算模型,为提高给水管网水质模型准确性提供数据支撑。本研究首先采用正交试验法结合CFD数值模拟软件,以影响节点混合流态的管径、入流总雷诺数、入流雷诺数比、出流雷诺数比及节点间距作为正交试验因素,依据各因素及对应水平数量设计正交试验工况,分别进行三种交叉型节点模型构建,并设定模拟工况边界条件参数,进行正交性分析。结果表明,入流雷诺数比和出流雷诺数比对三种节点的混合程度均具有显著影响,管径对十字节点及H型节点混合程度影响不显著。双T节点间距离对双T节点混合程度影响最为显著,而H型节点两入流间距离对其节点混合程度影响不显著。相同因素对不同类型节点对应节点混合程度有一定差异。搭建给水管网节点混合实验平台并以此为基础,根据正交试验结论,按影响程度大小选取对交叉性节点混合流态有较大影响的因素作为重点研究对象,从其余研究对象中选取部分作为次要研究对象,以此开展实验室实验研究。通过在线远传设备测量压力、流量及电导率数据进行数据分析。比较分析实验室实验与已有研究、传统EPANET水质模拟及CFD数值模拟四种实验条件下入流及出流雷诺数比、管网中管道内径、节点入流总雷诺数和节点间距对节点处水质混合规律影响。结果表明,节点入流和出流雷诺数比对节点混合流态均有较大影响;节点进出口管道内径以及节点入流总雷诺数对混合规律影响不大;十字节点和H型数据分析结论与数值模拟结果一致,而双T节点数据分析结论与数值模拟结果存在显著差异。利用响应曲面法（RSM）,将节点入流雷诺数比和出流雷诺数比两个变量作为中心复合试验设计因素,采用全因子中心复合序贯设计进行方案设计,通过CFD数值模拟获得实验结果,建立高显著性的给水管网十字节点、双T节点（L=D、L=5D、L=10D）、H型节点（L=D）节点非完全混合流态模型。该模型可反映入流雷诺数比和出流雷诺数比对节点混合的交互作用,为给水管网水质模型改进提供基础。基于EPANET节点完全混合水质模型,结合交叉型节点混合规律,根据管网结构及运行参数特征,改进水质模型为非完全混合模型。构建3×3节点管网模型,比较改进前后节点混合模型在稳态溶质运输和瞬态溶质运输条件下差异。结果表明:改进模型在稳态溶质运输条件下更能接近管网实际运行状况,瞬态水质运输条件下,两模型存在较大差异,证明改进管网水质模型必要性。分别构建4×4节点给水管网数值模拟模型及节点混合实验平台,设置管网同向入流和对向入流两种工况,以管网出口氯化钠浓度为评价指标,比较CFD数值模拟、EPANET模型模拟与实验平台结果在相同工况下异同。结果表明:CFD数值模拟结果与实验平台结果趋于一致,而EPANET模拟与两者存在显著差异,进一步证明了多交叉节点下管网水质非完全混合现象。将改进EPANET节点混合模型用于EQ市管网余氯浓度模拟中,比较各时刻节点完全混合模型和改进模型余氯等值线图分布差异,结果表明,交叉型节点存在是造成模拟结果差异的原因。选定相同节点,分析两种模型下各节点不同时刻余氯浓度变化,结果表明,改进模型在交叉型节点处余氯浓度低于完全混合模型所得余氯浓度,为管网余氯浓度精确计算提供方法。改进节点水质计算模型可进一步拓展到对其它物质分布规律模拟计算上,为管网水质安全保障提供准确化模型,提升管网水质管理水平。