給水管網(wǎng)流量壓力初計(jì)算

1、用水量分配原則：將用戶分為兩類：集中用水戶和分散用水戶。用水流量較大的用戶從管網(wǎng) 中一個點(diǎn)取得用水，這類用戶稱為集中用戶，如工業(yè)企業(yè)、事業(yè)單位、大型公共 建筑等用水均可作為集中流量，集中流量的取水點(diǎn)一般就是管網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)；分散用 戶則是從管段沿線取得用水，每個用戶的流量較小，這類用水流量稱為沿線流量， 如居民生活用水、澆灑道路或綠化用水等，沿線流量通常假定為沿線均勻供水。集中流量一般根據(jù)集中用水戶在最高日的用水量的及其時變化系數(shù)計(jì)算，應(yīng)逐項(xiàng)計(jì)算。僅將規(guī)劃區(qū)域中二類居住區(qū)、公園綠地及防護(hù)綠地用水作為沿線流量,其余地區(qū)用水量都看成集中用水，逐一求和得到各集中用水戶的集中流量。 按公式計(jì)算qKhjQdi

2、qni86.4()qni 各集中用水戶的集中流量，L/sQdi各集中用水戶最高日用水量，m/dKhi 時變化系數(shù)沿線流量一般按管段配水長度分配計(jì)算，或按配水管段的供水面積分配計(jì) 算，在本設(shè)計(jì)中采用管段配水長度來計(jì)算。由公式計(jì)算Qhqniqmiql1 mi1 milmi()qmi 各管段沿線流量，L/sqi 按管段配水長度分配沿線流量的比流量,L/(s m)Imi 各個管段的配水長度，mImi 配水總長度，m對于集中用水用戶各個集中用水用戶的集中用水量需要就近分配到各個節(jié)點(diǎn)， 周圍有多個節(jié)點(diǎn)的將該集中用水量平均分配到周圍的多個節(jié)點(diǎn)。根據(jù)管道兩側(cè)配水情況確定配水長度后，將各管段配水長度相加得到總配

3、水長 度，再由總流量和集中流量的差值即沿線流量除以配水長度得到比流量。配水長度和比流量的乘積為管段的沿線流量。節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算為了便于分析計(jì)算，我們對給水管網(wǎng)做一個基本假設(shè)，即所有流量只許從節(jié) 點(diǎn)出流入或者流出，管段沿線不允許有流量進(jìn)出。集中流量按照就近原則直接加到接點(diǎn)上；沿線流量則按照水力等效原則，將 它們一分為二，轉(zhuǎn)移到管段兩端的節(jié)點(diǎn)上；另外，供水泵站或水塔的供水流量也 應(yīng)從節(jié)點(diǎn)進(jìn)入管網(wǎng)系統(tǒng)，起方向與用水流量方向不同，應(yīng)作為負(fù)流量。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 流量是用水集中流量、沿線流量（轉(zhuǎn)移后）和供水設(shè)計(jì)流量之和，假定流出節(jié)點(diǎn) 的方向?yàn)檎?，則可以用下式來進(jìn)行計(jì)算：Qj qmj qsj 1 qmi2i Sjj=

4、1,2,3 ，,NN管網(wǎng)圖的節(jié)點(diǎn)總數(shù)Q節(jié)點(diǎn)j的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量，L/SQj最高時位于節(jié)點(diǎn)j的集中流量，L/SQSj位于節(jié)點(diǎn)j的泵站供水設(shè)計(jì)流量，L/SQi最高時管段I的沿線流量，L/SSj 節(jié)點(diǎn)j的關(guān)聯(lián)集，即與節(jié)點(diǎn)j關(guān)聯(lián)的所有管段編號的集合管段流量初分配在確定節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量之后，接著利用節(jié)點(diǎn)流量連續(xù)性方程來確定管段的設(shè)計(jì) 流量。環(huán)狀管網(wǎng)的管段設(shè)計(jì)流量分配有很大的自由度，并且，管段設(shè)計(jì)流量的分 配方案將導(dǎo)致不同的管徑，它們的建設(shè)費(fèi)用及運(yùn)行時的能耗費(fèi)用也不同。所以， 管段的設(shè)計(jì)流量大小應(yīng)該綜合考慮管網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性和供水可靠性，在進(jìn)行流量初分 配的計(jì)算中，應(yīng)該遵循以下原則： 從供水泵站出發(fā)進(jìn)行管段流量分配，使

5、供水流量沿較短的距離擴(kuò)散到整個 管網(wǎng)的所有節(jié)點(diǎn)上去，達(dá)到供水的目的性； 在遇到要向兩個或者兩個以上方向分配設(shè)計(jì)流量時 ，向主要供水方向分配 較多的流量，向次要供水方向分配較少流量，同時注意在管網(wǎng)中不出現(xiàn)逆向流， 達(dá)到供水的經(jīng)濟(jì)性； 確定兩條或者兩條以上的主要供水方向，并且在各平行供水方向上分配相 接近的較大流量，垂直主要供水方向的管段也分配一定的流量，使得主要供水方 向上管段損壞時，流量可通過這些管段繞道通過，從而達(dá)到供水可靠性的要求。管段直徑設(shè)計(jì)確定管段的直徑是給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，管徑與設(shè)計(jì)流量的關(guān)系為：q AvD2v4D管段直徑，mrm/sq管段設(shè)計(jì)流量，A 管段過水?dāng)嗝婷娣e，mv

6、 設(shè)計(jì)流速，m/s從上式可知，管徑與管段設(shè)計(jì)流量及設(shè)計(jì)流速的大小有關(guān)，確定管徑之前必 須先選定設(shè)計(jì)流速。為了防止管網(wǎng)因水錘現(xiàn)象出現(xiàn)事故，最大設(shè)計(jì)流速不應(yīng)超過 m/s；在輸送渾濁的原水時，為了避免水腫懸浮物質(zhì)在水管內(nèi)沉積，最低設(shè)計(jì)流 速通常不得小于m/s。因此，需在上述流速范圍內(nèi)，根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)條件，考慮 管網(wǎng)的造價和經(jīng)營管理等費(fèi)用，來選定合適的設(shè)計(jì)流速。我們一般采用優(yōu)化方法求得設(shè)計(jì)流速或管徑的最優(yōu)解，在數(shù)學(xué)上表現(xiàn)為求一 定年限T年（稱為投資償還期）內(nèi)管網(wǎng)造價和管理費(fèi)用（主要是電費(fèi)）之和為最 小的流速，稱為經(jīng)濟(jì)流速，以此來確定的管徑稱為經(jīng)濟(jì)管徑。在選定經(jīng)濟(jì)管徑時 可根據(jù)平均經(jīng)濟(jì)流速表和界限流量表

7、進(jìn)行選擇，如下。平均經(jīng)濟(jì)流速平均經(jīng)濟(jì)流速管徑（mm）平均經(jīng)濟(jì)流速（m/s）100-400流量界限表管徑（mm界限流量（L/s）管徑（mm界限流量（L/s）10094501301681509155001682372001560023735525045700355490300456880049068535068969006858224009613010008221120標(biāo)準(zhǔn)管徑選用界限表標(biāo)準(zhǔn)管徑（mm界限管徑（mm標(biāo)準(zhǔn)管徑（mm界限管徑（mm1001204504234741501201715004745452001712226005456462502222727006467463002723288

8、0074684735032837390084794740037342310009471090選取經(jīng)濟(jì)流速和確定管徑時，可以考慮以下原則：1）大管徑可取較大的經(jīng)濟(jì)流速，小管徑可以較小的經(jīng)濟(jì)流速；2）管段設(shè)計(jì)流量占整個管網(wǎng)供水流量比例較小時取較大的經(jīng)濟(jì)流速，反之 取較小的經(jīng)濟(jì)流速；3）從供水泵站到控制點(diǎn)的管線上的管段可取較小的經(jīng)濟(jì)流速，其余管段可 取較大的經(jīng)濟(jì)流速；4）重力供水時，各管段的經(jīng)濟(jì)管徑或經(jīng)濟(jì)流速按充分利用地形高差來確定， 即應(yīng)使輸水輸水管渠和管網(wǎng)通過設(shè)計(jì)流量時的水頭損失總和等于或略小于可以 利用的水壓標(biāo)高差。5）根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速計(jì)算出的管徑如果不符合市售標(biāo)準(zhǔn)管徑時，可以選用相近 的標(biāo)準(zhǔn)管徑

9、；6） 重要的輸水管，應(yīng)采用平行雙條管道，每條管道直徑按設(shè)計(jì)流量的50% 確定。設(shè)計(jì)工況水力分析給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)工況：即最高日最高時用水工況，對此工況進(jìn)行水力分析所 得到的管段流量和節(jié)點(diǎn)水頭一般都是最大值，用它們確定泵站揚(yáng)程和水塔高度通 常是最安全的。但在泵站揚(yáng)程和水塔高度未確定前，對設(shè)計(jì)工況下的水力分析有 兩個前提不滿足：泵站所在管段的水力特性未知，管網(wǎng)中沒有定壓節(jié)點(diǎn)，因此， 需要進(jìn)行預(yù)處理。刪除泵站所在管段泵站位于管段上，在泵站未設(shè)計(jì)之前，泵站的水力特性是未知的，泵站水力 特性是其所在管段水力特性的一部分， 所以其管段水力特性未知。 為了進(jìn)行管網(wǎng) 水力分析，必須暫時將該管段從管網(wǎng)中刪除，但是，此管段的流量（即泵站的設(shè) 計(jì)流量）已知， 必須將該管段