給水管網(wǎng)系統(tǒng)課程設(shè)計2003

1、給水管網(wǎng)系統(tǒng)課程設(shè)計說明書班級:姓名: 學(xué)號: 指導(dǎo)老師: 完成時間:2011-3-12目錄一、課程設(shè)計基本資料二、給水管網(wǎng)用水量計算1管網(wǎng)設(shè)計流量2.水壓3.清水池位置和容積確定三、管網(wǎng)計算1. 線路選擇2.輸配水管渠布置的一般要求3.輸水管的布置4配水管網(wǎng)布置5配水管與構(gòu)筑物或管道的間距6閥門、消火栓、給水栓的布置原則四、管網(wǎng)設(shè)計流量計算五、水泵的選擇六、管網(wǎng)校核1最高時用水校核2消防用水校核3事故用水校核一、課程設(shè)計的基本資料1城市總平面規(guī)劃圖一張,比例1:10000。2該城位于湖北北部地區(qū),城市自然資料如下：土層:屬非自重濕陷性黃土地區(qū)；地震烈度: 5級；地下水深: 地面以下5m見地下

2、水；最高氣溫: 39；最低氣溫: -8；冰凍深度:0.5m。3 用水資料1)大用戶序號用戶名稱（人數(shù)）生產(chǎn)用水量（班次）(m3/班)時變化系數(shù)(Kh)要求水壓(M Pa)12345食品加工廠（300）針織印染廠（1500）制藥廠（1000）氨肥廠（1200）火車站（50）2000（1）1200（3）400（2）300（3）2001.11.11.21.23.40.280.280.280.280.282)居民用水量：規(guī)劃人口河北區(qū)為3萬人,河南區(qū)為1.2萬人,用水普及率為90%,室內(nèi)均有給排水衛(wèi)生設(shè)備,但無淋浴,建筑物為6層。3)印染廠、制藥廠和氨肥廠每班有1/2 員工需淋浴。4)公用事業(yè)用水量按

3、居民用水量的30%計,Kh=1.8。5)綠化面積為30萬m2 ,澆灑道路面積為20萬m2。6)未預(yù)見水量及管網(wǎng)漏失水量可按最高日用水量的1525%計。4水廠清水池最低水位標(biāo)高109m，兩座公路橋旁均可吊裝管道，鐵路橋不讓吊管。二、給水管網(wǎng)用水量計算1最高日最高時城市綜合用水量城市綜合用水量包括居民生活用水量、公共設(shè)施用水量、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量和工作人員生活用水量、消防用水量、澆灑道路和綠地用水量、未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失量。1） 居民生活用水量（用水普及率為90）該城市總?cè)丝跒?.2萬人，屬于小城市，取居民生活用水定額為180L/（人d），用水普及率90。Q1d=q1N1i/24=（31.2）10

4、40.9180/(100024)=6804 m3d=283.5 m3h 取最高日生活用水時變化系數(shù)Kh1=1.4，則Q1=Kh1Q1d=1.4283.5=396.9 m3h式中：q1最高日用水量標(biāo)準(zhǔn)（180L/人d）N1i居住區(qū)人口數(shù)（cap）2）大用戶生產(chǎn)用水量Q2=1.12000/81.11200/81.2400/81.2300/8 3.4200/24=573.33 m3h3）大用戶職工生活用水量和淋浴用水量大用戶職工生活用水和淋浴用水量計算表企業(yè)代號 生產(chǎn)班制每班職工人數(shù)每班淋浴人數(shù)職工生活與淋浴用水量（m3/d）生活用水淋浴用水小計 1 1 300 0 7.5 07.5 2 3 500

5、 250 37.5 30 67.5 3 2 500 250 25 20 45 4 3 400 200 30 24 54 5 1 50 0 1.25 0 1.25 合計 101.25 74 175.25 取大用戶職工用水時變化系數(shù)Kh4=3，則Q3=3(7.5/837.5/2425/1630/241.25/24)74=90.09 m3h4）澆灑道路和綠化用水Q4（噴灑道路:q1=1.5L/( m 2次)，n=3次綠化:q2=2L/ (m 2次)）Q4=（q4a N4af6q4b N4b）/24 =（31.5/10002/1000）/24=62.5m3h5）公共事業(yè)用水Q5(公共事業(yè)供水取居民生活

6、用水的30%)。Q5=0.3Q1dKh5=0.3283.51.8=153.09m3h6) 未預(yù)見用水量及管網(wǎng)漏水量按最高日的20計。Q6=20(Q1Q2Q3Q4Q5) =20(396.9573.3390.0962.5153.09)=255.182 m3h7) 該開發(fā)區(qū)規(guī)劃人口為4.2萬人,查附表3得:消防用水量定額為25L/s，同時火災(zāi)次數(shù)為2次。則消防用水量為： Q7=q6f6=252=50 L/s8）最高時用水量Qh=Q1Q2Q3Q4Q5Q6=396.9573.3390.0962.5153.09255.182=1531.092 m3h故Qs=1531.092 3.6=425.30 Ls2水

7、壓 由于該開發(fā)區(qū)內(nèi)的建筑物的層數(shù)都為6層，所以自由水壓=4(n1)=28mH2O三、管網(wǎng)計算1線路選擇與布置要求:1）輸配水管渠的線路應(yīng)盡量做到線路短、起伏小，土石方工程量少，造價經(jīng)濟，少占農(nóng)田和不占良田。2）輸配水管渠走向和位置應(yīng)符合城市和工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃要求，并盡可能沿現(xiàn)有的道路或規(guī)劃路鋪設(shè)，以利于施工和維護。3）輸配水管渠應(yīng)盡量避免穿越河谷、山脊、沼澤、重要鐵路和泄洪地區(qū)，并注意避開滑坡、塌方以及易發(fā)生泥石流和高侵蝕性土壤地區(qū)。4）輸水管線應(yīng)盡量充分利用水位高差，當(dāng)條件許可時，優(yōu)先考慮重力流輸水。5）應(yīng)盡量考慮近遠(yuǎn)期結(jié)合和分期實施的可能。2.輸配水管渠布置的一般要求:1）重力輸水管渠應(yīng)設(shè)檢

8、查井和通氣孔。2）檢查井間距：當(dāng)管徑（渠寬）在700 以下，間距不大于200 米；在7001400時，間距不大于400米。3)對于重力管渠，需控制水位，壓力水管，設(shè)消除水錘的措施。4)壓力輸水管道隆起點設(shè)進氣閥和排氣閥，低凹處設(shè)置泄水管及泄水閥。5)管道法蘭接口應(yīng)設(shè)于檢查井或地溝內(nèi)，特殊情況需埋土里時，需加保護措施。3.輸水管的布置1)輸水管根數(shù)，為了安全供用，采用2根。2)連通管及閥門布置：（1）兩條以上輸水管一般應(yīng)設(shè)連通管，直徑一般相同。（2）設(shè)有連通管的輸水管道上，應(yīng)設(shè)必要閥門，以防事故及檢修時切（3）閥門間距視具體情況而定。根據(jù)以上原則，一泵站之后輸水管采用2根，線路盡量短，二泵站至管

9、網(wǎng)的輸水管亦采用2根。4.配水管網(wǎng)布置1)管網(wǎng)定線與布置：（1）配水管網(wǎng)應(yīng)根據(jù)用水要求合理分布于全供水區(qū)，盡可能縮短配水管線的總長度，一般布置成環(huán)狀網(wǎng)。（2）配水管網(wǎng)的布置應(yīng)使干管盡可能以最短距離到達(dá)主要用水地區(qū)。（3）干管的位置，應(yīng)盡可能布置在兩側(cè)均有較大用戶的道路上。（4）配水干管之間應(yīng)在適當(dāng)間距處設(shè)連接管以形成環(huán)網(wǎng)。（5）用以配水至用戶和消火栓的配水支管，一般采用管徑為150200，負(fù)擔(dān)消防任務(wù)的配水支管不得小于150毫米。（6）城市生活飲用水管網(wǎng)嚴(yán)禁與非生活飲用水管網(wǎng)連接，并嚴(yán)禁與各單位自備的生活飲用水直接連接。根據(jù)所給的城市市區(qū)平面圖和以確定的水源位置、工廠、公共建筑等大用戶的位置分

10、布考慮一下幾點進行管網(wǎng)定線：1配水管網(wǎng)應(yīng)根據(jù)用戶要求合理分布于全供水區(qū)。在滿足用戶對水量、水壓的要求原則下，盡可能縮短配水管線總長度，一般布置成環(huán)網(wǎng)狀。2干管的位置，盡可能布置在兩側(cè)均有較大用戶的道路上，以減少配水支管的數(shù)量。3配水干管之間應(yīng)在適當(dāng)間距處設(shè)置連接管，以形成管網(wǎng)。根據(jù)以上幾點原則，結(jié)合開發(fā)區(qū)的地形特點，管網(wǎng)定線環(huán)網(wǎng)共6個，從節(jié)點1到二級泵站節(jié)點0處采用并行管進行輸水。5.配水管與構(gòu)筑物或管道的間距1）管道距構(gòu)筑物的水平凈距：A、鐵路：離遠(yuǎn)期路堤坡腳為5米，路坡頂為10米。B、建筑江線為5米。C、煤氣管：低壓為1.0米；中壓為1.0米；次高壓為1.5米；高壓為2.0米。D、熱力管道

11、為1.5米。E、通訊照明桿柱為1.0米，高壓電桿支座為3.0米。2）給水管與污水管間距：A、給水管應(yīng)鋪設(shè)在污水管上面，給水管與污水管交叉時，管外壁凈距不得小于0.4米，且不準(zhǔn)許有接口重疊。B、給水管與污水管平行鋪設(shè)時，管外壁凈距應(yīng)大于1.5米。C、當(dāng)污水管必須鋪設(shè)在給水管上面時，給水管必須采用金屬管材，并根據(jù)土壤的滲水性及地下水位情況，確定凈距。3）管道互相交叉時的凈距：給水管道相互交叉其凈距不得小于0.15米。6.閥門、消火栓、給水栓的布置原則1）閥門A、配水管網(wǎng)中的閥門布置，應(yīng)能滿足事故段的切斷需要。其位置可結(jié)合連接管及重要供水支管的節(jié)點設(shè)置，干管閥門間距5001000米。B、干管上的閥門

12、可設(shè)在連接管的下游，支、干管相接處的支管上。C、城市管網(wǎng)支干管及重要水管上的消火栓，均應(yīng)在消火栓前設(shè)閥門，支干管上閥門布置不應(yīng)隔斷5個以上的消火栓。2）消火栓A、消火栓間距不應(yīng)大于120米。B、消火栓的接管直徑不小于100毫米。C、盡可能設(shè)在交叉口和醒目處。消火栓規(guī)定應(yīng)距建筑物不小于5 米，距車行道邊不大于2米，一般常設(shè)在人行道邊。3）集中給水栓考慮取水方便，設(shè)排水管溝，寒冷地區(qū)設(shè)防凍栓。四、管網(wǎng)設(shè)計流量計算1確定管網(wǎng)計算工況此管網(wǎng)沒設(shè)水塔或高位水池等調(diào)節(jié)構(gòu)筑物，僅依靠二泵房的分級供水來達(dá)到利用水需要。管網(wǎng)計算工況有最高用水時、最高用水加消防時以及事故時三種.（1）管網(wǎng)按最高日最高時用水量QS

13、及設(shè)計水壓HS計算生活用水管網(wǎng)的設(shè)計水壓（最小自由水頭）應(yīng)根據(jù)建筑物層數(shù)決定，此管網(wǎng)分南北兩區(qū)。顧控制點分別是管網(wǎng)中的節(jié)點6(北區(qū))，節(jié)點14（南區(qū)），平均層數(shù)是6層，故設(shè)計水壓是28米。（2）根據(jù)具體情況分別用消防、最不利管段發(fā)生故障等校核。A、消防：采用低壓消防系統(tǒng)，允許控制點降至10米。消防時同時考慮2個地方同時發(fā)生火災(zāi)時。B、事故：考慮事故流量下，水壓仍能滿足設(shè)計水壓的要求；流量為設(shè)計用水量的70% 。2比流量計算(1)集中流量食品廠:Q食=(3000.0253/820001.1/8) 1000/3600=77.17L/s針織印染廠:Q針=(15000.0253/2415000.04/

14、212001.1/8)1000/3600 =55.47 L/s制藥廠: Q藥=(10000.0253/1610000.04/24001.2/8) 1000/3600=23.52 L/s氨肥廠:Q氮=(12000.0253/2412000.04/23001.2/8) 1000/3600=20.21 L/s火車站:Q火=(500.0253/242003.4/24) 1000/3600=7.91 L/sq=Q食Q針Q藥Q氮Q火= 77.1755.4723.5220.217.91=184.28 L/s（2）所有管段沿線配水總長度 L=13740m（3）比流量 qs=(Qs-q)/L=（425.30-1

15、84.28）/13740=0.0175L/(sm)3管道沿線流量及節(jié)點設(shè)計流量計算沿線流量為管段的比流量與各個管段的長度的乘積，管道沿線流量平均分配到兩端的節(jié)點上。 最高時管段沿線流量分配與節(jié)點設(shè)計流量計算表管道或者節(jié)點編號管道配水長度（m)比流量 L/（s.m)管道沿線流量（L/s)節(jié)點設(shè)計流量計算（L/s)集中流量沿線流量供水流量節(jié)點流量10.000.01750.000.00425.30-425.3025118.9615.2415.2431372.405.685.68460610.636.526.52584814.887.9117.4725.38682314.4419.7219.72773

16、812.9518.8518.858235.54.1320.218.5428.75970412.3555.478.2463.711083014.5618.6118.611168912.0918.3918.391258810.315.275.271357710.1277.1712.3789.54145389.4423.5218.4741.99152694.7210.2710.271665611.5110.6410.641794116.5118.3918.3918230.54.0414.5214.521998317.247.937.932060610.635.905.90215649.8922341

17、5.98233325.82245088.91254858.51合計137400.0175241.02184.28241.02425.300.004.管段設(shè)計流量初分配及管徑計算5.設(shè)計工況水力分析 為了滿足水力前提條件，將大用戶食品加工廠、針織印染廠、制藥廠、氮肥廠和火車站流量分別并到節(jié)點（13）、（9）、（14）、（8）和（4）上。同時北區(qū)假定節(jié)點（8）為控制點，南區(qū)假定節(jié)點（16）為控制點，其節(jié)點自由水壓均應(yīng)為28m。水力分析按第五章論述的方法進行，采用哈代克羅斯法平差，允許閉合差為0.5m。使用海曾威廉公式計算水頭損失，CW=110,計算過程如下：北區(qū)最高用水時平差數(shù)據(jù)表南區(qū)最高用水時平

18、差數(shù)據(jù)表設(shè)計工況水力分析計算結(jié)果管段或節(jié)點編號123456789管段流量（L/s)220.8514.42 8.74 2.22 49.9635.98 22.636.14 69.83管內(nèi)流速(m/s)1.13 0.46 0.49 0.28 1.02 0.73 0.72 0.78 0.99 管段壓降（m)0.89 0.77 0.97 4.99 2.63 2.97 4.92 3.17 自由水壓（m)41.23 40.33 39.56 38.59 33.60 30.97 28.00 26.92 管段或節(jié)點編號101112131415161718設(shè)計流量93.94118.075.55.7473.12182

19、.2268.9512.822.55管內(nèi)流速0.98 0.94 0.70 0.73 1.03 0.93 0.98 0.73 0.32 管段壓降（m)2.392.02 5.04 5.35 2.64 0.59 2.88 5.36 0.95 自由水壓（m)30.09 32.80 37.78 37.19 34.31 28.95 28.00 30.39 34.64 管段或節(jié)點編號19202122232425設(shè)計流量8.0914.341.2611.06 16.96 14.14 23.73 管內(nèi)流速0.46 0.81 0.16 0.63 0.54 0.80 0.76 管段壓降（m)2.394.250.321.

20、480.783.472.13自由水壓（m)34.9636.42五、水泵的選擇 水泵的選擇有以下原則：1）首先要滿足最高時供水工況的流量揚程要求，并盡量水水泵處在高效工作區(qū)內(nèi)。2）盡可能選用同型號水泵。3）一般應(yīng)盡量減少水泵臺數(shù)，通常取水泵房至少設(shè)置兩臺。泵站揚程由兩部分組成：一部分用于提升水頭，另外一部分用于克服管道水頭損失，則：對于北區(qū)泵站的揚程為：hp北=41.21+10.67（q1/2）1.852l1/(Cw1.852D14.87)= 41.21+10.67（0.22085/2）1.8521122/(1101.8520.54.87) =42.19m對于南區(qū)泵站的揚程為：hp南=28.69

21、+10.67（q2/2）1.852l1/(Cw1.852D14.87)= 28.69+10.67（0.20445/2）1.8521122/(1101.8520.54.87) =29.54m綜合以上計算取泵站的揚程為hp泵=42.19m為了選泵，估計泵站內(nèi)部水頭損失。一般水泵吸壓水管道設(shè)計流速為1.22.0m/s，局部阻力系數(shù)可按5.08.0考慮，沿程水頭損失較小，可以忽略不計，則泵站內(nèi)部水頭損失略為， hpm1=8.02.02/(29.81)=1.63m 則水泵的揚程應(yīng)為：H p= 42.19+1.63（m），取44m由以上選泵原則和計算數(shù)據(jù)：查上海天泉泵業(yè)集團有限公司的SOW型泵型譜圖，根據(jù)

22、最高時流量和水泵揚程選取SOW150-450型單級雙吸式離心泵四臺，其中3臺供水，1臺作為備用泵。其基本參數(shù)為：轉(zhuǎn)速n1450r分，流量變化范圍41.7161.7L/s。水泵揚程變化范圍為48.272.1m。六、管網(wǎng)校核 1.消防校核給水管網(wǎng)的設(shè)計流量未計入消防流量，進行消防校核時，為了安全起見，要按最不利的情況即最高時用水量加上消防流量的工況進行校核，但節(jié)點服務(wù)水頭只要求滿足火災(zāi)處節(jié)點的服務(wù)水頭，而不必滿足正常用水的服務(wù)水頭。城市或居住區(qū)的室外消防用水量，應(yīng)按同時發(fā)生的火災(zāi)次數(shù)和一次滅火的用水量確定。由規(guī)劃河北區(qū)人口為3萬，查附表3得：消防校核時，應(yīng)考慮同一時間內(nèi)的火災(zāi)次數(shù)為2次，一次滅火用

23、水量為25L/s。由于節(jié)點（8）和（9）附近有大用戶且離供水泵站較遠(yuǎn)，故可將消防流量分別加在這兩個節(jié)點上，對于未發(fā)生火災(zāi)的節(jié)點，其節(jié)點流量與最高時相同。滅火處節(jié)點服務(wù)水頭按低壓消防考慮，即10m的自由水壓。北區(qū)消防用水時平差數(shù)據(jù)表 南區(qū)消防用水時平差數(shù)據(jù)表 消防工況校核水力分析結(jié)果管段或節(jié)點編號123456789管段流量（L/s)270.8515.359.673.1566.654.4045.1710.5899.29管內(nèi)流速(m/s)1.380.490.550.401.361.111.441.351.41管段壓降（m)1.000.931.858.495.6710.6713.656.08自由水壓（m)48.2047.2046.2744.4235.9330.2619.5933.70管段或節(jié)點編號101112131415161718設(shè)計流量125.52151.437.627.5188.83197.3378.4417.77.43管內(nèi)流速1.311.210.970.9