給水管網(wǎng)課程設(shè)計指示書

1、課 程 設(shè) 計 說 明 書（給水管網(wǎng)部分）第一章 概述一、 要求1、 在設(shè)計過程中要綜合考慮，應(yīng)用所學(xué)有關(guān)知識，掌握給水管網(wǎng)設(shè)計的步驟、方法。2、 重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、獨(dú)立工作的能力及熟悉手冊、樣本、規(guī)范的使用。二、 設(shè)計內(nèi)容同設(shè)計任務(wù)書。三、 設(shè)計原則1、 所設(shè)計的系統(tǒng)必須供給用戶所需的水量，保證配水管網(wǎng)足夠的水壓，保證不間斷供水。2、 在滿足最大工況要求的水量和服務(wù)壓力條件下，應(yīng)盡量減少投資和能量的浪費(fèi)。3、 消防工況的校核，要核算在高日高時工況下確定的管網(wǎng)能否滿足消防時的供水要求。第二章 設(shè)計天津市某新建城區(qū)給水管網(wǎng)設(shè)計2. 1 采用的設(shè)計數(shù)據(jù)根據(jù)學(xué)號，選用的原始數(shù)據(jù)：表1-1 設(shè)計原

2、始數(shù)據(jù)表學(xué)號人口密度（人/公頃）用水量標(biāo)準(zhǔn)（L/人d）2502601 城市的計算人口：N1i=p×W=250×9039530=_225975_人其中，p為人口密度（人/公頃，cap/hm2），W為城市面積（公頃，hm2）。2 城市用水量考慮該城市建筑均為6層，室內(nèi)一般有給排水衛(wèi)生設(shè)備，且不考慮分區(qū)給水，按給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)附錄2中綜合生活用水定額表，選定綜合生活用水量標(biāo)準(zhǔn)如下（舉例）：qMaxC =_260_ L /人d（1）居民最大一天用水量：Q1= qMaxC×N1i =q1iN1i/1000 = _58753.5_m3/d（2）集中用水量（包括工業(yè)企業(yè)用水量、

3、車站用水量）a、由任務(wù)書，工人在值班時生活用水量：SI ，按有關(guān)規(guī)范的規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，采用如下： 熱 車 間：q1=35 L/人班； 生活和淋浴用水量 一般車間：q2=25 L/人班； 淋浴用水：q3=40 L/人班（一般、高溫車間）不同工業(yè)淋浴人數(shù)占工人總數(shù)的百分比：（%）食品工業(yè)：70紡織工業(yè)：10機(jī)加工工業(yè)：25列表計算如下： 表1-2 工人值班時生活用水量表 工程名稱車 間類 別工人數(shù)量及分班生活用水量Si=q1（或q2）×b×n（l）淋浴人數(shù)比率m%淋浴用水量（l）Si=q3×N×m總數(shù)N分班b用水量（L/（cap·班）人/班n1#企業(yè)熱

4、車間120033520035×200×3=210007040×1200×0.70=33600其余車間2520025×200×3=150002#企業(yè)熱車間450033590035×900×3=945001040×4500×0.1=18000其余車間2560025×600×3=450003#企業(yè)熱車間100023525035×250×2=175002540×1000×0.25=10000其余車間2525025×250×2

5、=12500S1=Si=205500S2=Si=61600SI=S1+S2= 267100 L/d= 267.1 m3/d。b、工業(yè)用水量S：按工業(yè)的性質(zhì)及參照有關(guān)類似工廠的經(jīng)驗(yàn)，擬采用：1#企業(yè)生產(chǎn)用水量：6000 m3/d；2#企業(yè)生產(chǎn)用水量：4700 m3/d；3#企業(yè)生產(chǎn)用水量：7000 m3/d合計 S = 17700 m3/dc、車站用水量S= 3000 m3/d所以 Q2= S+S+S= 20967.1 m3/d（3）澆灑道路和綠地用水量考慮當(dāng)?shù)貧夂虻惹闆r，澆灑道路取1.5 L/次·m2，每日按1次計算；綠地用水根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥篮蜌夂驐l件，平均取2.0 L/d·m

6、2。因之澆灑道路和綠地用水量為： 4680 （4）未預(yù)見水量及管網(wǎng)漏失水量這部分水量按正常供水（以上各項(xiàng)用水中消防用水除外）最高日用水量的15%計算，則為： 0.15×(58753.5+20967.1+4680)= 12660.06 全城最大一天用水量： Qd=Q1+Q2+Q3+Q4= 58753.5+20967.1+4680+12660.06 = 97061 （取整）2. 2 城市逐時用水量計算該城市綜合生活用水量每小時占全天用水量的百分率見下表2-1第（2）列。以下分項(xiàng)列表計算城市逐時用水量，計算結(jié)果列入下表2-1。最后，可由表2-1第（11）列，得到最高日最高時用水量。此外，還

7、可以由下表第（12）列繪制該城市24小時用水量變化曲線（參見教材147頁圖7-1），并確定該城市總時變化系數(shù) Kh = 1.26表2-1 城市逐時用水量計算表時間城市綜合生活用水量13#企業(yè)逐時用水合計（除淋浴外不考慮時變化）車站用水量澆灑道路/綠地用水未預(yù)見水量（0.15乘）城市逐時用水量（3）至（10）之和占日水量比率逐時用水量熱車間生活用水一般車間生活用水淋浴用水生產(chǎn)用水h%m3/hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/h%（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）（12）0-13.001762.6054.81252.5445.8312

8、5527.52868.24750.029551-23.001762.6054.81252.5445.83125527.52868.24750.029552-33.001762.6054.81252.5445.83125527.52868.24750.029553-43.502056.37254.81252.5445.83125527.53162.0150.032584-53.502056.37254.81252.5445.83125527.53162.0150.032585-64.502643.90754.81252.5445.83125527.53749.550.038636-74.5026

9、43.90754.81252.5445.83125527.53749.550.038637-84.502643.90754.3752.47517.2883.33125527.54203.78750.043318-94.502643.90754.3752.475883.33125585527.54771.58750.049169-105.002937.6754.3752.475883.33125585527.55065.3550.0521910-115.002937.6754.3752.475883.33125585527.55065.3550.0521911-125.002937.67516.

10、6258.925883.33125585527.55084.0550.0523812-135.002937.6754.3752.475883.33125585527.55065.3550.0521913-144.502643.90754.3752.475883.33125585527.54771.58750.0491614-154.502643.90754.3752.475883.33125585527.54771.58750.0491615-164.502643.90754.3752.47522.2883.33125585527.54793.78750.0493916-175.002937.

11、6754.3752.475883.33125527.54480.3550.0461617-185.002937.6754.3752.475883.33125527.54480.3550.0461618-195.002937.6754.3752.475883.33125527.54480.3550.0461619-204.502643.907516.6258.925883.33125527.54205.28750.0433320-213.502056.37254.3752.475883.33125527.53599.05250.0370821-223.502056.37254.3752.4758

12、83.33125527.53599.05250.0370822-233.001762.6054.3752.475883.33125527.53305.2850.0340523-243.001762.6054.81252.522.2445.83125527.52890.44750.02978合計m3/d100Q1S1S2SSQ3Q4Qd100.0圖2-1 城市逐時用水量變化曲線注：1、工業(yè)車間淋浴用水量出現(xiàn)在每班下班后的一小時內(nèi)（3班制，則在每班下班后的一小時內(nèi)出現(xiàn)淋浴用水，每天出現(xiàn)3次；2班制，在每班下班后的一小時內(nèi)出現(xiàn)淋浴用水，每天出現(xiàn)2次）。 2、澆灑道路、綠地用水均勻分在8-16點(diǎn)時段內(nèi)

13、;車站用水量、未預(yù)見用水量平均分配在24個小時內(nèi)；3、每個工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)用水量分別平均分配在各個企業(yè)上班時段內(nèi)。例如：1#、2#企業(yè)采用三班制，則生產(chǎn)用水量平均分配在24小時內(nèi)。3#采用2班制，生產(chǎn)用水量平均分配在早7：00到晚上23：00內(nèi)。每個時段內(nèi)，再將各企業(yè)生產(chǎn)用水量相加求和。4、每個工業(yè)企業(yè)的生活用水量可自由分配在各個企業(yè)上班時段內(nèi)，要求時變化系數(shù)在2.53.0范圍內(nèi)即可。2. 3 最不利點(diǎn)服務(wù)水頭由于城市建筑按6層混合結(jié)構(gòu)考慮，所以H0= 28 m2. 4 城市消防用水量1按城市居民居住區(qū)計算：城市人口： p=_1.938×105_人城市建筑： 全部按56層混合結(jié)構(gòu)由以上

14、數(shù)據(jù)查建筑設(shè)計防火規(guī)范表27，以下簡稱防火規(guī)范，得：消防用水量：qx= 45 L/s計算火災(zāi)次數(shù)：_2_次 2按工業(yè)生產(chǎn)類別及燃燒的危險性計算：1#工業(yè)：面積_43.5_公頃，廠房耐火等級三級，燃燒危險性丁類，最大車間體積不超過10000m32#工業(yè)：面積_34.4_公頃，廠房耐火等級三級，燃燒危險性丙類，最大車間體積不超過20000m33#工業(yè)：面積_50.8_公頃，其余情況同1#工業(yè)據(jù)以上數(shù)據(jù)查防火規(guī)范，表28、表29，得：消防用水量：qx=_40_L/s（按需消防水量最大的2#工業(yè)計）計算火災(zāi)次數(shù)：_1_次最后結(jié)果應(yīng)按居住區(qū)（不利情況）計算的結(jié)果采用。消防用水量：q=_90_L/s（按同

15、一時間發(fā)生_2_次火災(zāi)計）2. 5 環(huán)狀管網(wǎng)的設(shè)計與計算A. 高日高時工況1、 在附圖上進(jìn)行環(huán)狀管網(wǎng)平面布置（即定線）定線的原則和方法見教材有關(guān)章節(jié)（要在圖上標(biāo)節(jié)點(diǎn)號、管段號、管長等），同時要注意節(jié)點(diǎn)的設(shè)置原則：1) 管線交叉點(diǎn)上、管徑改變的點(diǎn)上；2) 有大用戶附近，即流量有較大改變的地方；3) 管材改變的點(diǎn)，即阻力系數(shù)有變化的地方；4) 其它需要設(shè)置的地方；5) 除以上情況外，如特長管線，也可以考慮在管線的適當(dāng)位置增設(shè)一節(jié)點(diǎn)；在管線拐彎處，不屬于以上情況，一般不需要設(shè)置節(jié)點(diǎn)。2、 沿線流量與節(jié)點(diǎn)流量最高時用水量：QMAX = 1429.17 L/s集 中 流 量： Q= 291.21 L/s

16、均 布 流 量： Q均步= QMAX -Q = 1137.96 L/s將各管段長度和配水長度填入下表。填入后計算比流量： qs= Q均步/l=1137.96/21175.5 = 0.053739463 (其中l(wèi)為管段的計算長度)再計算各管段沿線流量，填入表中：表5-1 各管段沿線流量計算表管段長度/m布水系數(shù)計算長度/m沿線流量/(L/s)0-1【1】3950001-2【2】9040.545224.290237282-3【3】13710.5685.536.838401893-4【4】10350.5517.527.81017211-5【5】7340.536719.722382922-6【6】68

17、5168536.811532163-7【7】723172338.853631754-9【8】5570.5278.514.966440455-6【9】909190948.849171876-7【10】974197452.342236967-8【11】387138720.797172188-9【12】10621106257.071309715-10【13】6520.532617.519064946-11【14】648164834.823172028-12【15】640164034.393256329-13【16】6480.532417.4115860110-11【17】863186346.3771

18、565711-12【180856696812-13【19】10911109158.6297541310-14【20】8430.5421.522.6511836511-15【21】769176941.3256470512-16【22】649164934.8769114913-17【23】5500.527514.7783523314-15【24】789178942.4004363115-16【251931486116-17【26】11031110359.2746276914-18【27】5440.527214.6171339415-19【28】5

19、99159932.1899383416-20【29】695169537.3489267917-21【30】7890.5394.521.2002181518-19【31】8080.540421.7107430519-20【32】13600.568036.5428348420-21【33】9400.547025.25754761共計2743821175.51137.96節(jié)點(diǎn)流量的計算。將上述沿線流量轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)流量（管段兩端節(jié)點(diǎn)各負(fù)擔(dān)一半），并與該節(jié)點(diǎn)的集中流量合并計算見下表表5-2 各節(jié)點(diǎn)流量計算表節(jié)點(diǎn)編號集中流量/（L/s）沿線流量轉(zhuǎn)化為節(jié)點(diǎn)流量節(jié)點(diǎn)流量/（L/s）00水源點(diǎn)-1429.1718

20、4.3管段【1】，【2】，【5】106.30631012管段【2】，【3】，【6】48.97008566367.47管段【3】，【4】，【7】119.22110294管段【4】，【8】21.388306275管段【5】，【9】，【13】43.045309866管段【6】，【9】，【10】，【14】86.41305657管段【7】，【10】，【11】55.996520458管段【11】，【12】，【15】56.13086919管段【8】，【12】，【16】44.7246680810管段【13】，【17】，【20】43.2737025811管段【14】，【17】，【18】，【21】97.80582

21、26612管段【15】，【18】，【19】，【22】100.492795813管段【16】，【19】，【23】45.4098462414管段【20】，【24】，【27】39.834376951541.66管段【21】，【24】，【25】，【28】136.21458511697.78管段【22】，【25】，【26】，【29】200.126807317管段【23】，【26】，【30】47.6265990818管段【27】，【31】18.1639384919管段【28】，【31】，【32】45.2217581120管段【29】，【32】，【33】49.5746546221管段【30】，【33】23.

22、22888288合計291.21-0.0000012435沿線流量與節(jié)點(diǎn)流量的計算見教材例6.3（P125），制作表格計算。計算完畢后，將節(jié)點(diǎn)流量標(biāo)在附圖管網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)上。3、 流量分配依據(jù)附圖上各節(jié)點(diǎn)流量及水廠總供水量，在圖上進(jìn)行初次流量分配，且由用水情況擬定各管段流向。4、 確定管徑 各管段的管徑按該管段的流量及經(jīng)濟(jì)流速計算求得，并將管徑數(shù)值標(biāo)在附圖上。表5-3 平均經(jīng)濟(jì)流速與管徑的確定管徑mm平均經(jīng)濟(jì)流速（m/s）100400D4000.60 .90.91.4對于干線之間的連接管，考慮到管網(wǎng)中出現(xiàn)事故時，可能要轉(zhuǎn)輸較大的流量，可以采用較大的管徑。確定管徑后，填入下表：表5-4 管段流量初次分

23、配計算表管段編號流量(L/s)管長(m)管徑(mm)流速(m/s)【1】1429.17395900（雙管）1.4【2】6009048001.3【3】20013715001.0【4】3010352500.75【5】722.863697349001.4【6】351.02991436856001.1【7】50.77889717233000.8【8】8.611693735572000.7【9】100.81838019094000.9【10】115.43523799744000.9【11】110.21761463874000.9【12】5010623000.8【13】5796528001.3【14】25

24、06486001.1【15】4.086745496402000.7【16】13.887025656482000.7【17】308632500.75【180【19】8010913500.85【20】505.72629748438001.3【21】2.19417737692000.7【22】3.593949696492000.7【23】48.477179415503000.8【24】4007897001.2【25】26013626001.1【26】3.4671423911032000.7【27】65.89192055443000.8【28】5.97959225992000

25、.7【29】606953000.8【30】4.317722727892000.7【31】47.727982018083000.8【32】8.485816113602000.7【33】18.911161489402000.75、 水頭損失計算公式可采用滿寧公式，令：水頭損失： 平差計算時，可取n=0.012，先計算每條管段的阻耗S值，并將其列于附圖中各管段的下方。 水頭損失也可以查給排水設(shè)計手冊第一冊。6、 平差計算計算工作可在附圖上進(jìn)行，用作圖及列表的方法平差，見教材有關(guān)章節(jié)；也可以用計算機(jī)平差。由Si、qi決定每一管段的水頭損失hi值，登記在附圖各管段下方。初次流量分配以及以后各次校正后的流

26、量分配也登記在附圖中。各環(huán)的閉合差均寫在環(huán)中的箭頭上面，從上到下，依次排列，最下方的閉合差為最后平差的結(jié)果。順時針為正，逆時針為負(fù)。各環(huán)校正流量：具體計算時不局限于某一環(huán)，而是從整體出發(fā)，分析各環(huán)閉合差數(shù)值的大小、正反向及其相互關(guān)系。在決定校正流量時，把具有同一方向閉合差的各環(huán)聯(lián)系在一起進(jìn)行校正，以求達(dá)到快速、準(zhǔn)確的效果。重復(fù)上述校正過程,直至各環(huán)閉合差均小于0.5m，大環(huán)閉合差小于1.0m。7、 消除閉合差 為了繪制等水壓線，首先要消除閉合差，即人為圓整各環(huán)內(nèi)某些管段的水頭損失數(shù)值，以使閉合差為零。例如：如某環(huán)閉合差為0.2m（順時針），則在該環(huán)的某一流向?yàn)槟鏁r針的管段上加0.2m（或某一順

27、時針管段上減去0.2m），則該環(huán)閉合差為0，盡量將圓整的管段選擇為非公共管段，不影響其他環(huán)。 最后將各管段水頭損失數(shù)值(消除閉合差后)標(biāo)注在附圖上各管段下方的方框中。將消除閉合差后，各管段的編號、管長、管徑、水頭損失、流速填下下表：表5-5 管段平差后數(shù)據(jù)表管段編號流量(L/s)管長(m)管徑(mm)水頭損失(m)流速(m/s)【1】714.59395900（雙管）0.746551.12【2】583.279048002.07921.16【3】196.2713715004.140421.00【4】35.0010352503.757050.71【5】739.597349001.482681.16【

28、6】338.036856002.335851.20【7】42.057233001.51830.59【8】13.615572001.041590.43【9】113.099094002.936070.9【10】116.639744003.331080.93【11】102.683874001.04490.82【12】42.1410623002.240820.60【13】583.466528001.506121.16【14】248.086486001.244160.88【15】4.416402000.14720.14【16】11.026482000.822960.35【17】32.158632502.

29、67530.65【18】173.7213605003.27760.88【19】71.7910913502.912970.75【20】508.038438001.500541.01【21】8.707692000.630580.28【22】5.856492000.253110.19【23】37.415503000.92950.53【24】408.777897001.806811.06【25】262.6513626002.901060.93【26】8.3311032003.584750.58【27】59.435443002.165120.84【28】18.615992002.000660.59【29

30、】50.046953002.01550.71【30】8.117892000.568080.26【31】41.268083001.640240.58【32】14.6513602002.9240.47【33】15.129402000.45120.488、 最不利點(diǎn)位置的確定考慮各節(jié)點(diǎn)地面高程以及沿程水頭損失兩方面因素確定最不利點(diǎn)（即控制點(diǎn)）的位置，為 節(jié)點(diǎn)21 處。9、 各節(jié)點(diǎn)水壓線高程及自由水頭的確定取最不利點(diǎn)處自由水頭H0 = 28m，由此可算出最不利點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)水頭Hj = Zj+H0 = 6.00+28.00 = 34.00(m)然后由附圖可查出各節(jié)點(diǎn)的地面高程，以最不利點(diǎn)處的水壓線高程逐點(diǎn)反

31、推其余各節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)水頭。Hi = Hj+hij最后用節(jié)點(diǎn)水頭減去地面高程可得各節(jié)點(diǎn)的自由水頭。10、水廠出廠服務(wù)水頭的確定 即用上述方法逐點(diǎn)推得的水廠處的自由水頭Hp = 28+20.10 = 48.10 m將各點(diǎn)的自由水頭，地面標(biāo)高，節(jié)點(diǎn)水頭標(biāo)入附圖各節(jié)點(diǎn)的方框中。將消除閉合差后，各節(jié)點(diǎn)的編號、需水量、節(jié)點(diǎn)水頭、自由水頭、地面標(biāo)高填下下表：表5-6 節(jié)點(diǎn)平差后數(shù)據(jù)表節(jié)點(diǎn)編號需水量(L/s)節(jié)點(diǎn)水頭(m)自由水頭(m)地面標(biāo)高(m)0-1429.1756.2048.108.101106.3147.3539.198.1625248.9745.2737.837.43753119.2241.1234

32、.696.4375421.3937.3631.645.7222543.0545.8737.688.1915686.4142.9435.447.5756.0039.6132.826.7812856.1338.5632.046.5156944.7236.3230.565.76241043.2744.3736.228.15251197.8141.6934.157.542412100.4938.4131.826.59321345.4135.5029.685.8221439.8342.8734.808.067815136.2141.0633.507.559316200.1338.1631.516.642

33、81747.6334.5728.705.87141818.1640.7032.658.04881945.2239.0631.527.54472049.5736.1429.566.57752123.2334.00286B. 高日高時加消防工況計算方法基本同高日高時，不同之處在于：1、計算沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量時，按最高用水時另行增加消防時的流量進(jìn)行計算。2、消防流量的位置確定，如按照消防要求同時有兩處失火時，則從經(jīng)濟(jì)和安全等方面考慮，可將集中的消防流量一處放在控制點(diǎn)，即 節(jié)點(diǎn)21處 ，另一處放在靠近大用戶和工業(yè)企業(yè)的節(jié)點(diǎn)處，此設(shè)計方案選用 節(jié)點(diǎn)1處 。由此可得，節(jié)點(diǎn)1處的節(jié)點(diǎn)流量為 151.3063

34、101 L/s，節(jié)點(diǎn)21處的節(jié)點(diǎn)流量為 68.22888288 L/s。3、消防時比最高用水時所需服務(wù)水頭要小，按我國消防規(guī)范，為低壓制供水，即任一發(fā)生火災(zāi)處自由水頭Hf=10.00m，但因消防時通過管網(wǎng)的流量增大，各管段的水頭損失相應(yīng)增加，故需要進(jìn)行核算。4、按高日高時的計算方法，重復(fù)其第210步。最高用水時加消防流量初步分配，即在最高時用水的節(jié)點(diǎn)流量分布圖上， 在控制點(diǎn)處以及在大用戶節(jié)點(diǎn)上分別加上（一處火災(zāi)的）消防流量，然后重新進(jìn)行管段流量的初步分配，其他計算同高日高時平差計算的步驟。 表5-7 消防時管段流量初次分配數(shù)據(jù)表管段編號流量(L/s)管長(m)管徑(mm)流速(m/s)【1】1

35、519.17395900（雙管）1.4【2】6009048001.3【3】20013715001.0【4】3010352500.75【5】767.863697349001.4【6】351.02991436856001.1【7】50.77889717233000.8【8】8.611693735572000.7【9】100.81838019094000.9【10】115.43523799744000.9【11】110.21761463874000.9【12】5010623000.8【13】6246528001.3【14】2506486001.1【15】4.086745496402000.7【16】

36、13.887025656482000.7【17】308632500.75【180【19】8010913500.85【20】550.72629748438001.3【21】2.19417737692000.7【22】3.593949696492000.7【23】48.477179415503000.8【24】4457897001.2【25】30513626001.1【26】3.4671423911032000.7【27】65.89192055443000.8【28】5.97959225992000.7【29】1056954000.9【30】4.3177227278920

37、00.7【31】47.727982018083000.8【32】8.485816113602000.7【33】63.911161489403000.81） 平差后各管段的特性數(shù)值：表5-8 消防時管段平差后數(shù)據(jù)表管段編號流量(L/s)管長(m)管徑(mm)水頭損失(m)流速(m/s)【1】759.59395900（雙管）0.83741.19【2】596.009048002.16961.19【3】199.0213715004.25011.01【4】35.9310352503.943350.73【5】771.867349001.600121.21【6】348.016856002.459151.23【7】43.877233001.641210.62【8】14.545572001.180840.46【9】115.009094003.026970.92【10】118.579744003.438220.94【11】106.453874001.118430.85【1