1 · 创新命题

中 面向每天只在短时段来水、各户用屋顶水箱抢水的低压街区，在现有浮球阀前加装可调机械限流器，使近端水箱 不在供水初期耗尽主管压力；在 8 户缩比台架中把最低/最高户最终补水量比提高到 ≥ 0.80，同时总供水量下降 ≤ 5%。 EN An adjustable passive inlet restrictor for rooftop tanks in intermittent networks that stops nearby homes from collapsing line pressure, raising the least-to-most delivered-volume ratio to 0.80 without reducing total delivery by more than five percent.

2 · 背景与空白

间歇供水下，水箱、抽水泵与位置共同造成分配差异；负压还可能增加污染侵入风险。IWA 与学术界研究间歇管网水力， 浮球阀、减压阀和定流量阀均为成熟器件。空白在：不是发明阀，而是给出一个无需通信、无需换主管的户级限流 设置规则，量化公平—总量—补水时间三者权衡。不得把台架结果外推为某城市政策，也不能让学生在真实低压网络 私装阀；社区验证仅做访谈和经授权的非干预测量。

3 · 可检验假设

H1 在 8 户、近远端静压差覆盖预定设计域的台架中，按管线位置设置的限流孔使 Jain 公平指数提高 ≥ 0.15、 最低/最高补水比 ≥ 0.80，总输水量损失 ≤ 5%。H2（采纳）用颜色档位而非计算公式后，≥ 8/10 名测试者能依据 简图选对限流档；英文原句：A no-power inlet rule trades a little filling speed for a measurable gain in end-of-line fairness.

4 · 量化验收标准

1. 【方法学校验 · 硬门槛】 用自建 8 支路管网复现 ≥ 3 个 EPANET 公开稳态压力/流量算例或已发表标定点， 各节点流量偏差 ≤ 8%、质量守恒误差 ≤ 2%。此条不过，后续全部结论无效。
2. ≥ 3 个供水时长 ×3 个入口压力 ×3 个初始水箱水位，每工况 ≥ 3 次；阀设置在测试前冻结。
3. 预先报告 Jain 指数、最低/最高比、总量与达到目标水位时间；公平改善不能只报平均流量。
4. 数值模型做时间步长减半收敛，末端体积变化 < 5%，并报告质量守恒漂移。
5. 最容易犯的致命错误：把所有水箱初始水位设成相同，忽略现实中空箱与半箱会反转受益者。
6. 做一个“所有人自利调到最大流量”的压力测试，检验机制是否依赖不可执行的合作。

5 · 数据与工具

用途	来源 / 工具
台架	8 个透明水箱、16 mm 管、浮球阀、压力表、可调储水高程；具体型号与价格需核实
限流	商用定流量垫片/自制可换孔板；不得声称饮用水接触认证，现场产品化需认证
模型	EPANET（延时水力）；需自己实现水箱初值和阀档优化
对照	IWA 间歇供水资料、EPANET Examples、商用定流量阀——仅用于校验与对比，不计入数据贡献

能力边界：EPANET 对负压/空气进入与污染侵入模拟有限，相关健康风险只能讨论，不能由本台架验证。 公平指标的选择需在测试前说明价值判断：Jain 指数提高可能仍让某一户达不到最低生活需求，所以必须同时展示每户体积和最长等待。用户测试只检验档位是否看懂，不代表社区同意安装；若真实认证材料价格未知，则单位成本全部标“需核实”。

6 · 赛季执行路径

1. 第 1–2 周：建 8 支路模型并复现算例；第 3 周搭台架、做质量守恒硬校验。
2. 第 4–5 周：测无改造的压力—位置—初水位矩阵；冻结公平指标。
3. 第 6–7 周：设计 3–4 个颜色档限流器并盲测；第 8 周做自利设置压力测试。
4. 第 9 周：收敛与参数敏感性；第 10 周用简图做 10 人可理解性测试。
5. 第 11–12 周：访谈一名间歇供水研究者/运营者，完成认证边界、BOM 与简述。

7 · 新颖性边界

不声称发明定流量阀、不解决管网污染、不声称台架证明社会公平。已有工作：EPANET 模拟配水网，IWA 与 Klingel/Erickson 等间歇供水研究（具体论文需开题复核）描述压力不平等，商业定流量阀成熟。本项目贡献是户级 无需通信的设置规则、初始水位/自利行为压力测试与公平—总量曲线。护城河类型：极端具体（G）+ 存量改造（C）； 阀易复制，场景标定与社区采用规则才是资产。

8 · go/no-go

第 3 周末：若台架质量守恒误差 > 5%，降级为具名 “4 户重力支路台架”，减少接头与泄漏，保留位置公平框架。 第 7 周末：若 Jain 指数增益 < 0.08 或总量损失 > 10%，降级为 两阶段机械定时补水（近端延迟开启、末端先开）， 主结论仍是无通信分时公平。第 8 周末若自利设置使公平增益消失，则只把产品定位为物业统一安装，不声称户自主采用。

---

族三 · 雨水、再生水与参与监测（续）