给水管网设计计算书

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1、给水管网课程设计计算书一、用水量计算1. 居民区生活用水量计算 按街道建筑层次及卫生设备情况，根据规范采用最高日每人每日综合生活用水计算出居民区的每人每日用水量，并应用下列公式计算出居民区的最高时流量Q1Q1=k h1qN86.4xfiKh1时变化系数q1i最高日每人每日综合生活用水定额，L/(cap d) 儿)一设计年限内城市各用水区的计划用水人口数，cap 珥一用水普及率街坊面积如下表街区编 号面积(hm2)街区编 号面积(hm2)街区编 号面积(hm2)11.376391.04015170.9625520.8402100.61865180.5251531.1438110.43365190

2、.4624541.0580120.65865200.175150.9138130.57015210.9186560.8143140.7460220.7126571.000150.7149230.7813080.2261160.4901E17.183q1= 200 L/(cap.d)N=362 人/公顷 X 17.183 公顷=6154 人Kh1=1.48f1=802.工业企业用水量Q 2 工厂作为集中流量，根据所提供的最高日平均流量及工作班次，变化系数，确定单位最大秒流量。用水单 位生产(m3/d)生活(m3/d)班次时变化 系数最高 日 (m3/d)最高 时 (m3/h)最高时 秒流量 (L

3、/s)化肥厂4002521.842547.8113.28磷肥厂3502521.437532.819.11化工厂4003031.543026.887.47发电厂 橡胶厂 陶瓷厂 汽修厂 水泵厂 仪表厂 洗煤厂5002002503002002004003035303520203532123121.71.31.3172Y530135180335220120435348537.5419.0945.5039.7811.0055.0038.0610.435.312.6411.053.0615.2810.5798.193.市政用水量Q、3浇洒道路用水：980 m3/d；绿地用水：1000 m3/dQ = 9

4、80 m3/d +1000 m3/d = 1980 m3/d34.未预见用水量Q4Q = (1107.72+3485+1980)X 0.20=1314.54 m3/d4用水量计算表生活用水 量生产用 水量市政用 水量未预见用 水量Q最高日(m3/d)1107.32348519801314.57886.865.水厂供应7886.86 X 5.0% X 1000 3600=109.54 L/S其余由高位水池供应 168-109.54=58.460 L/S二、选择给水系统及输水管定线1. 根据县城平面图、地形、水体、街坊布置情况，绘制等高线；2. 采用水厂与高位水池联合供水方式；3. 进行管网及输水

5、管定线，对管段、节点进行编号，并将管网模型化。各管段长度与配水长度注：由于此县采用地下水作为给水水源，所以可以将清水池及水厂同建于管网 的节点(1)处，输水管段非常短视其长度为零不计损失。其余管段配水长度确定原 则为：两侧无用水的输水管，配水长度为零；单侧用水管段的配水长度取其实际长 度的 50%，只有部分管长配水的管段按实际比例确定配水长度；两侧全部配水的管 段配水长度等于实际长度。管段编号1234567管段长度（m）5521085200130215170配水长度27.521085200130215127配水长度（m）891011121314管段长度（m）355110260110355146

6、190配水长度（m）35511026011035500管段编号151617工管段长度（m）7902101903781配水长度（m）3950952676.488三、计算最高时工况下节点流量、管段设计流量、确定管段直径1. 计算比流量q s= Qh Q2 _0.0261L/（s.m）工l =i2. 计算沿线流量q 二 qs x /mi s i3. 计算节点流量： 集中流量可以直接加到所处节点上；沿线流量将一分为二，分别加到两端节点 上；供水泵站或高位水池的供水流量也应从节点处进入管网系统，其方向与用水流 量方向不同，应作为负流量。1Q = Q -Q + -工 qsxl j=1,2,3,，N （L/

7、s）j2 jsj 2 s iieS jN-管网图的节点总数Qj-节点j的设计流量，L/SQ2j-最高时位于节点 j 的集中流量， L/SQsj-位于节点 j 的（泵站或高位水池）供水设计流量， L/S最高时集中用水流量集中用户名称化肥厂磷肥厂化工厂发电厂橡胶厂集中用水流量（L/S）13.289.117.4710.435.30所处位置节点编 号131611411集中用户名称陶瓷厂汽修厂水泵厂仪表厂洗煤厂集中用水流量(L/S)12.6411.053.0615.2810.57所处位置节点编 号8154314最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算管段或者 节点编号管段配水 长度(m)管段沿线 流量(

8、)节点设计流量计算集中流 量(lS )沿线流 量(lS )供水流量(lS )节点流量(Ls)127.50.726.95109.54-102.59022105.489.113.1012.2103852.2211.053.8514.9042005.228.3558.35551303.393.064.3057.36562155.6110.434.50014.93071273.3115.284.46019.74083559.277.5307.53091102.872.6752.675102606.7912.649.46522.105111102.8710.574.83015.40123559.275.

9、304.6359.93513007.4707.47140013.285.15518.4351539510.31058.460-58.4601600.0017952.48合计0.004.按照节点流量平衡条件、依据供水经济性和安全可靠性初步分配各管段设计流量5.根据各管段设计流量确定管道直径为了防止管网因为水锤现象出现事故，最大设计流速不超过2.53 m/s；在输送 浑浊的原水时，为了避免水中的浮游物质在水管内沉积，最低设计流速通常不得小 于0.6m/s。在根据当地的技术经济条件，考虑管网的造价和经营管理等费用，采用 经计流速来确定经济管径。界限流量表管段直径表D (mm)Q(L/S)100915

10、09152001528.525028.545300456835068964009613045013016850016823760023735670035649080049068590068582210008221120管段编号流量Q (L/S)管径(mm)16.95510024.00010039.170150431.860250516.41020064.000200734.890251849.670300960.9153001043.970250X21142.4552501224.7202001329.1852501429.0752501524.030200168.0001001710.095

11、1501825.48020019118.92300X2从清水池水池输水到泵站再到管网，以及从管网到高位水池都采用双管输水 以提高供水的可靠性。四、最高时工况下管网水力计算给水管网设计节点数据节点 编号123456789地面标咼(m)31.031.032.7033.233.834.134.434.833.7自由水压(m)28.028.028.028.028.02828.028.028.0服务水头(m)59.059.060.7061.261.862.162.462.861.7节点 编号1011121314151617地面标咼(m)33.432.132.531.932.965自由水压(m)28.02

12、8.028.01620.01.采用哈代-克罗斯算法平差方法，进行管网水力计算，得出各管段实际流量、水头 损失、管段流速及各节点压力水头、自由水压。1)本次平差采用计算机Excel进行平差，水头损失采用曼宁公式计算，允许闭合差 0.1m,假定节点(1)位控制点。hf药f Dmk= 1 0.29nm2 ,混凝土管 nm=0.013n=2.0m=5.333(最高时管网平差草图见附表 1.)设计工况下水力分析计算结果管段或 节点编 号管段流 量(L/s)管内流 速(m/s)管段压降(m)节点水头(m)地面标高(m)自由水压(m)162.9050.8900.23365.49131.034.491250.

13、6950.7180.57765.25831.034.258335.7950.7300.30864.68132.7031.981411.9800.6781.23664.37333.231.17354.6150.5881.30763.13733.829.337610.3150.5840.98562.10034.128716.0890.3280.12463.08534.428.685815.4600.4880.78863.20934.828.409933.6600.6860.35264.07333.730.373103.6290.4621.28264.42533.431.0251119.0290.6

14、060.37065.70732.133.6071215.1840.4840.76063.66532.531.165135.2490.6691.50662.15931.930.259142.2210.2830.35162.51032.931.511520.6560.6583.13162.869651658.4600.8270.7961722.1250.7050.8642）确定控制点 在水力分析时，假定节点（ 8）为控制点，但经过水力分析后，比 较节点自由水压与服务水头，发现节点（6）的用水压力要求不能满足，说明节点（8） 不是实际的控制点。比较按假定控制点确定的自由水压与服务水头，可以得到各节

15、点供压差额，差额最大的节点就是用水压力最难满足的节点，本次设计即节点（6） 最大差额为-5.806 节点水头加上此值，可使用水压力要求全部得到满足，而管段压 降未变，能量方程组仍满足，自由水压也应同时加上此值。2. 确定泵站扬程及高位水池位置，确定水泵型号及台数该县水源地亦在节点（1）节点（1）水厂，清水池、泵站均置于厂内，所以从 清水池到泵站水头损失和局部水头损失均可忽略不计。泵站至少应提供的水头为 46.12m。 由供水可靠性原则，以及发生事故时水可以及时送出，仍满足用户对水量、水压的 要求，选取比设计泵站扬程较大一点的水泵。这样对工程投资会有所增加，但相对 于选用较大管径来减小管段的水头

16、损失所带来的工程增加投资要小许多。 由最高时工况水泵提供流量 102.59L/s 及至少应满足的水头 46.12m 选用 200s-63 型 水泵三台，两用一备。同时确定高位水池的地面标高应为 65m。3. 绘制管网平差草图（见图 1.）五、管网校核1. 消防时校核1) 该县人口小于一万人，查城镇、居民区室外消防用水量表知同一时间火灾次数为1次，一次灭火用水量为lOL/s。通过管网水力分析知，该管网的控制点在节点 (3)处，故将火灾发生点位置确定为节点(6)，其用水量增加10L/S,为24.930L/S。2) 火灾流量全部由二级泵站供给，故节点(1)流量为-112.590L/s。3) 采用水头

17、校核法校核：因为此时水泵已经选定，可认为清水池(1)为定压节 点，经过泵站提升进入管网。由水力分析得出各节点自由水压均大于低压消防 10m 的自由水压要求。(消防时工况平差草图见附表 2.)节点 或管 段编 号管段 流量 (L/S)管段流速(m/s)管段压降(m)节点水头(m)地面标咼(m)自由水压(m)172.8930.7580.13765.42331.034.423260.6830.8590.82665.28631.034.286345.7830.6480.19064.4632.7031.76422.2890.7100.92364.27033.231.07514.9240.8451.247

18、63.34733.829.547610.0060. 5660.92762.10034.128729.7460.6060.42563.02734.428.627815.480.4820.75663.45234.828.625933.6480.6860.35264.31733.730.617103.6320.4631.28463.95633.430.5651119.0320.6060.37065.24932.133.1491215.1750.4830.75963.20632.530.706135.2400.6681.50161.70531.929.805142.2300.2840.35462.05

19、932.91520.6650.6583.13365.192651658.4601722.1370.7050.8652. 最大转输时校核管网用水量按最高时用水量的 30%计算，二泵站供水量按最高日用水量的 2.8% (61.34L/S)计算，高位水池进水量为13.03L/S。采用水头校核法，仍将清水池所在 节点(1)做为定压节点，通过水力分析，得到各节点水压，判断二级泵站扬程可以 满足要求(水柜设计有效水深按 3m 计算)。(最大转输时工况平差草图见附表 3.)管段 或节 点编 号管段 流量 (L/S)管段流速(m/s)管段压降(m)节点水头(m)地面标咼(m)自由水压(m)129.5010.6

20、010.13574.5731.043.571225.8380.8231.30274.43631.043.436321.3680.6810.36073.13432.7040.434412.8410.7271.42172.77433.239.574510.6310.6020.63371.35333.837.55366.1520.7843.04670.7234.136.6270.2300.0290.00367.67434.433.27486.0260.7684.82767.67134.832.87199.8361.2533.98466.53433.732.8341017.8101.0083.5527

21、0.51833.437.1181122.4300.7140.51474.0732.141.97121.3430.1710.24070.75832.538.258131.6380.2090.14770.92531.939.005143.8790.4941.0771.97532.940.975159.4100.5333.013656501613.030.5091.534173.9970.5091.1373.事故时校核1) 一般按最不利事故工况进行校核，即考虑靠近供水泵站主干管7在最高时损 坏的情况；节点压力仍按设计时的服务水头要求；2) 管网用水量按最高时用水量的 70%计算；3) 二级泵站供水量

22、按最高时供水量的50% (51.295L/S)计算，其余20.518L/S 由高位水池供给；4)采用水头校核法，各节点压力满足设计最高时服务水头。事故时工况平差草图见附表3. )管段或节 点编号管段流量(L/S)管段流速(m/s)管段压 降(m)节点水头 (m地面标咼(m)自由水 压(m)152.6550.7450.16380.165831.049.615244.1080.8991.15480.45231.049.452333.6780.6860.27279.29832.746.598418.3080.5830.62379.02633.245.826513.1520.7450.96978.40

23、333.844.60362.7010.3440.58777.43434.143.334711.1170.630.90576.84734.442.44789.5220.5391.38677.75234.842.952923.3830.7450.55981.10633.747.406101.0960.1400.11780.54733.447.1471111.8760.3780.14480.66432.148.564129.0050.5101.24079.30732.546.807132.0500.2610.23079.07731.947.377141.0110.1290.07379.00432.948.0041516.0840.5121.89881.71865160.612176.8670.8753.354六、清水池、高位水池调节容积1. 清水池有效容积按最高日用水量的 20%计W 清水池=7886.864X0.15=1183.03m32. 高位水池有效调节容积按最高日用水量的 5%计W 高位水池=7886.864X0.03=236.6 m3七、绘图1. 管网总平面布置图2. 管网起点（3）至控制点（1）选定线路总断面图