第6章-給水管網(wǎng)設(shè)計

1、第第6章章 給水管網(wǎng)工程設(shè)計給水管網(wǎng)工程設(shè)計6.1設(shè)計用水量計算設(shè)計用水量計算6.1.1最高日設(shè)計用水量最高日設(shè)計用水量（1）最高日設(shè)計用水量定額）最高日設(shè)計用水量定額o 設(shè)計用水量定額設(shè)計用水量定額是確定設(shè)計用水量的主要依據(jù)，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)狀和規(guī)劃資料并參照類是確定設(shè)計用水量的主要依據(jù)，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)狀和規(guī)劃資料并參照類似地區(qū)或企業(yè)的用水情況，確定用水量定額。似地區(qū)或企業(yè)的用水情況，確定用水量定額。o 居民生活用水定額和綜合用水定額，結(jié)合給水專業(yè)規(guī)劃和給水工程發(fā)展條件綜合居民生活用水定額和綜合用水定額，結(jié)合給水專業(yè)規(guī)劃和給水工程發(fā)展條件綜合分析確定。分析確定。1）居民生活用水居民生活用水o 城市居民生活

2、用水量由城市人口、每人每日平均生活用水量和城市給水普及率等城市居民生活用水量由城市人口、每人每日平均生活用水量和城市給水普及率等因素確定。因素確定。o 我國幅員遼闊，各城市人均用水量有較大的差別。我國東南地區(qū)、沿海經(jīng)濟開發(fā)我國幅員遼闊，各城市人均用水量有較大的差別。我國東南地區(qū)、沿海經(jīng)濟開發(fā)特區(qū)和旅游城市，用水量普遍高于水源缺乏及氣候寒冷的地區(qū)。特區(qū)和旅游城市，用水量普遍高于水源缺乏及氣候寒冷的地區(qū)。o 居民生活用水定額和綜合生活用水定額可參照居民生活用水定額和綜合生活用水定額可參照室外給水設(shè)計規(guī)范室外給水設(shè)計規(guī)范的規(guī)定的規(guī)定。2）工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和生活用水工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和生活用水o 設(shè)計年

3、限內(nèi)生產(chǎn)用水量的預(yù)測，可以按歷年工業(yè)用水增長率以推算未來的水量，設(shè)計年限內(nèi)生產(chǎn)用水量的預(yù)測，可以按歷年工業(yè)用水增長率以推算未來的水量，或根據(jù)單位工業(yè)產(chǎn)值的用水量、工業(yè)用水量增長率與工業(yè)產(chǎn)值的關(guān)系，或單位產(chǎn)或根據(jù)單位工業(yè)產(chǎn)值的用水量、工業(yè)用水量增長率與工業(yè)產(chǎn)值的關(guān)系，或單位產(chǎn)值用水量與用水重復(fù)利用率的關(guān)系加以預(yù)測。值用水量與用水重復(fù)利用率的關(guān)系加以預(yù)測。o 工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)用水量標準，通常由企業(yè)的工藝部門提供工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)用水量標準，通常由企業(yè)的工藝部門提供。在估計工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)。在估計工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量時，應(yīng)按當?shù)厮礂l件、工業(yè)發(fā)展情況、工業(yè)生產(chǎn)水平，預(yù)估將來可能達用水量時，應(yīng)按當?shù)厮礂l件、工業(yè)

4、發(fā)展情況、工業(yè)生產(chǎn)水平，預(yù)估將來可能達到的重復(fù)利用率。到的重復(fù)利用率。o 工業(yè)企業(yè)內(nèi)工作人員生活用水量和淋浴用水量可按工業(yè)企業(yè)內(nèi)工作人員生活用水量和淋浴用水量可按工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準。工作人員生活用水量應(yīng)根據(jù)車間性質(zhì)決定，一般車間采用每人每班工作人員生活用水量應(yīng)根據(jù)車間性質(zhì)決定，一般車間采用每人每班25L，高溫車，高溫車間采用每人每班間采用每人每班35L。o 工業(yè)企業(yè)內(nèi)工作人員的淋浴用水量，可參照附錄表工業(yè)企業(yè)內(nèi)工作人員的淋浴用水量，可參照附錄表2的規(guī)定，淋浴時間在下班后一的規(guī)定，淋浴時間在下班后一小時內(nèi)進行。小時內(nèi)進行。6.1.1最高日設(shè)計用水量（續(xù)）最高日設(shè)計用水量（續(xù)

5、）3）消防用水消防用水o 消防用水量、水壓和火災(zāi)延續(xù)時間等，應(yīng)遵照消防用水量、水壓和火災(zāi)延續(xù)時間等，應(yīng)遵照建筑設(shè)計防火規(guī)范建筑設(shè)計防火規(guī)范（GB 50016-2006）和）和高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范（GB 50045-95）等）等執(zhí)行。執(zhí)行。o 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，見附錄表量確定，見附錄表4。o 工廠、倉庫和民用建筑的室外消防用水量，可按同時發(fā)生火災(zāi)的次數(shù)和一次滅工廠、倉庫和民用建筑的室外消防用水量，可按同時發(fā)生火災(zāi)的次數(shù)和一次滅火的用水量確定，見

6、附錄表火的用水量確定，見附錄表4和表和表5。4）其它用水）其它用水o 澆灑道路和綠化用水量應(yīng)根據(jù)路面種類、綠化面積、氣候和土壤等條件確定。澆灑道路和綠化用水量應(yīng)根據(jù)路面種類、綠化面積、氣候和土壤等條件確定。澆灑道路用水量一般為每平方米路面每次澆灑道路用水量一般為每平方米路面每次1.02.0L，每日，每日23次。大面積綠化用次。大面積綠化用水量可采用水量可采用1.54.0L/（m2d）。）。o 城市的未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失水量可按最高日用水量的城市的未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失水量可按最高日用水量的1525%合并計算，工業(yè)合并計算，工業(yè)企業(yè)自備水廠的上述水量可根據(jù)工藝和設(shè)備情況確定。企業(yè)自備水廠的上述水量

7、可根據(jù)工藝和設(shè)備情況確定。（2）最高日設(shè)計用水量計算）最高日設(shè)計用水量計算o 最高日設(shè)計用水量應(yīng)最高日設(shè)計用水量應(yīng)包括包括設(shè)計年限內(nèi)所供應(yīng)的全部用水：居住區(qū)綜合生活用水，設(shè)計年限內(nèi)所供應(yīng)的全部用水：居住區(qū)綜合生活用水，工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和職工生活用水，消防用水，澆灑道路和綠地用水以及未預(yù)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和職工生活用水，消防用水，澆灑道路和綠地用水以及未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失水量，但見水量和管網(wǎng)漏失水量，但不包括不包括工業(yè)自備水源所供應(yīng)的水量。工業(yè)自備水源所供應(yīng)的水量。o 設(shè)計用水量應(yīng)先分項計算，最后進行匯總。由于設(shè)計用水量應(yīng)先分項計算，最后進行匯總。由于消防用水消防用水量是偶然發(fā)生的，不量是偶然發(fā)生

8、的，不累計到設(shè)計總用水量中，累計到設(shè)計總用水量中，僅作為設(shè)計校核使用僅作為設(shè)計校核使用。6.1.1最高日設(shè)計用水量（續(xù)最高日設(shè)計用水量（續(xù)1）1）城市最高日綜合生活用水量（包括公共設(shè)施生活用水量）：）城市最高日綜合生活用水量（包括公共設(shè)施生活用水量）：1000111iiNqQ式中式中 q1i 城市各分區(qū)的最高日綜合生活用水量定額，城市各分區(qū)的最高日綜合生活用水量定額，L /(Capd)，見附錄表，見附錄表1； N1i 設(shè)計年限內(nèi)城市各用水分區(qū)的計劃人口數(shù)，設(shè)計年限內(nèi)城市各用水分區(qū)的計劃人口數(shù)，Cap；2）工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量：）工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量：)1 (222iiifBqQ式中式中q2i各工業(yè)

9、企業(yè)最高日生產(chǎn)用水量定額，各工業(yè)企業(yè)最高日生產(chǎn)用水量定額，m3/萬元或萬元或m3/產(chǎn)量單位；產(chǎn)量單位； B2i各工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值（萬元各工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值（萬元/d）或產(chǎn)量（產(chǎn)品單位）或產(chǎn)量（產(chǎn)品單位/d； fi各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水重復(fù)利用率。各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水重復(fù)利用率。3）工業(yè)企業(yè)職工的生活用水和淋浴用水量：）工業(yè)企業(yè)職工的生活用水和淋浴用水量：100033333bibiaiaiNqNqQ式中式中q3ai各工業(yè)企業(yè)車間職工生活用水量定額，各工業(yè)企業(yè)車間職工生活用水量定額，L/（Cap班）；班）； Q3bi各工業(yè)企業(yè)車間職工淋浴用水量定額，各工業(yè)企業(yè)車間職工淋浴用水量定額，L/（Cap班）；班）； N3

10、ai各工業(yè)企業(yè)車間最高日職工生活用水總?cè)藬?shù)，各工業(yè)企業(yè)車間最高日職工生活用水總?cè)藬?shù)，Cap； N3bi各工業(yè)企業(yè)車間最高日職工淋浴用水總?cè)藬?shù)，各工業(yè)企業(yè)車間最高日職工淋浴用水總?cè)藬?shù)，Cap。6.1.1最高日設(shè)計用水量（續(xù)最高日設(shè)計用水量（續(xù)2）4）澆灑道路和綠化用水量：）澆灑道路和綠化用水量：式中式中q4a城市澆灑道路用水量定額，城市澆灑道路用水量定額，L/（m2次）；次）； q4b城市綠化用水量定額，城市綠化用水量定額，L/（m2d）；）； N4a城市最高日澆灑道路面積，城市最高日澆灑道路面積，m2； f4城市最高日澆灑道路次數(shù)；城市最高日澆灑道路次數(shù)； N4b城市最高日綠化用水面積，城市最

11、高日綠化用水面積，m2。5）未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失水量：）未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失水量：1000444444bbaaNqfNqQ)(25. 015. 0(43215QQQQQ6）消防用水量：）消防用水量：666fqQ 式中式中q6消防用水量定額，消防用水量定額，L/s；f6同時火災(zāi)次數(shù)。同時火災(zāi)次數(shù)。7）最高日設(shè)計用水量：）最高日設(shè)計用水量：54321QQQQQQd(6.7) （m3/d） 6.1.2設(shè)計用水量變化及其調(diào)節(jié)計算設(shè)計用水量變化及其調(diào)節(jié)計算 （1）設(shè)計用水量變化規(guī)律）設(shè)計用水量變化規(guī)律最高日用水量的時變化系數(shù)：最高日用水量的時變化系數(shù)：o城市綜合用水的時變化系數(shù)宜采用城市綜合用水的時變化

12、系數(shù)宜采用1.31.6 ；o工業(yè)企業(yè)內(nèi)工作人員的生活用水時變化系數(shù)為工業(yè)企業(yè)內(nèi)工作人員的生活用水時變化系數(shù)為2.53.0，淋浴用水量按每班延續(xù)，淋浴用水量按每班延續(xù)用水用水1小時確定變化系數(shù)；小時確定變化系數(shù)； o工業(yè)生產(chǎn)用水量一般變化不大，可以在最高日內(nèi)各小時均勻分配。工業(yè)生產(chǎn)用水量一般變化不大，可以在最高日內(nèi)各小時均勻分配。 最高日用水量的時變化曲線：最高日各小時用水量曲線圖。最高日用水量的時變化曲線：最高日各小時用水量曲線圖。圖圖6.1某城市最高日用水量變化曲線某城市最高日用水量變化曲線 24dhhQKQ(6.8) （m3/h） 圖圖6.1 中，最高時用水量為全天用水量中，最高時用水量為

13、全天用水量的的5.92%，時變化系數(shù)為，時變化系數(shù)為1.42。若最高。若最高日用水量日用水量Qd=45000m3/d，則最高時用水，則最高時用水量為：量為： 2663244500042. 124dhhQKQ（m3/h） 6.1.2設(shè)計用水量變化及其調(diào)節(jié)計算（續(xù)）設(shè)計用水量變化及其調(diào)節(jié)計算（續(xù)） （2）供水泵站供水流量設(shè)計）供水泵站供水流量設(shè)計 最高時供水來自一個或多個水廠，由供水泵站加壓后送入管網(wǎng)。對于用最高時供水來自一個或多個水廠，由供水泵站加壓后送入管網(wǎng)。對于用水量變化較大時，需要在管網(wǎng)中設(shè)置水塔或高位水池，在供水低峰時將水量變化較大時，需要在管網(wǎng)中設(shè)置水塔或高位水池，在供水低峰時將水量貯

14、存起來，而在供水高峰時協(xié)同供水泵站供水，可以降低供水泵站水量貯存起來，而在供水高峰時協(xié)同供水泵站供水，可以降低供水泵站設(shè)計規(guī)模和建設(shè)費用。設(shè)計規(guī)模和建設(shè)費用。 供水管網(wǎng)設(shè)計的基本原則：供水管網(wǎng)設(shè)計的基本原則： 1）供水管網(wǎng)設(shè)計流量須等于最高日最高時設(shè)計用水量，即：）供水管網(wǎng)設(shè)計流量須等于最高日最高時設(shè)計用水量，即：(6.9) （L/s） 式中式中Qs最高日最高時設(shè)計用水量，最高日最高時設(shè)計用水量，L/s。2）當給水管網(wǎng)內(nèi)不設(shè)水塔或高位水池時，各供水泵站設(shè)計流量之和等于最高時）當給水管網(wǎng)內(nèi)不設(shè)水塔或高位水池時，各供水泵站設(shè)計流量之和等于最高時用水流量。用水流量。3）當給水管網(wǎng)中設(shè)置水塔或高位水池

15、時，應(yīng)先設(shè)計泵站供水曲線，要求如下：）當給水管網(wǎng)中設(shè)置水塔或高位水池時，應(yīng)先設(shè)計泵站供水曲線，要求如下： a）管網(wǎng)供水泵站的設(shè)計供水量一般分二級管網(wǎng)供水泵站的設(shè)計供水量一般分二級，如，如高峰高峰供水時段分供水時段分，低峰低峰供供水時段分水時段分一級一級，最多最多也可分也可分三級三級； b）泵站各級）泵站各級供水線盡量接近用水線供水線盡量接近用水線，以減小水塔或高位水池的調(diào)節(jié)容積；，以減小水塔或高位水池的調(diào)節(jié)容積； c）分級供水時，水泵機組的合理搭配應(yīng)滿足用水量增長的需要；）分級供水時，水泵機組的合理搭配應(yīng)滿足用水量增長的需要； d）必須使泵站）必須使泵站24小時供水量之和與最高日用水量相等。小

16、時供水量之和與最高日用水量相等。4 .86dhhsQKQQ6.1.2設(shè)計用水量變化及其調(diào)節(jié)計算（續(xù)設(shè)計用水量變化及其調(diào)節(jié)計算（續(xù)1） （3）調(diào)節(jié)容積計算）調(diào)節(jié)容積計算o圖圖6.1中兩條虛線之間的差即為需要調(diào)節(jié)的流量差，列于表中兩條虛線之間的差即為需要調(diào)節(jié)的流量差，列于表6.4中的（中的（2）、）、（3）兩項。）兩項。o當給水管網(wǎng)中設(shè)有水塔或高位水池時，則要調(diào)節(jié)供水泵站供水流量與用當給水管網(wǎng)中設(shè)有水塔或高位水池時，則要調(diào)節(jié)供水泵站供水流量與用水流量之差，如圖水流量之差，如圖6.1中泵站供水線（虛線）與用水線之間的差值，列中泵站供水線（虛線）與用水線之間的差值，列于圖于圖6.4中的（中的（3）、（

17、）、（4）兩項。）兩項。o調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的功能是調(diào)節(jié)供水量與用水量之間的差值，其調(diào)節(jié)容積為：調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的功能是調(diào)節(jié)供水量與用水量之間的差值，其調(diào)節(jié)容積為：(6.9) （L/s） 式中式中Q1、Q2 - 分別為分別為供水量與用水量供水量與用水量，m3/h。)()(2121QQMinQQMaxW調(diào)節(jié)容積計算表調(diào)節(jié)容積計算表 表表設(shè)計用水量變化及其調(diào)節(jié)計算（續(xù)設(shè)計用水量變化及其調(diào)節(jié)計算（續(xù)2） （4）清水池和水塔容積設(shè)計清水池和水塔容積設(shè)計 清水池中除了貯存調(diào)節(jié)用水量以外，還存放消防用水量和給水處理系統(tǒng)生產(chǎn)自清水池中除了貯存調(diào)節(jié)用水量以外，還存放消防用水量和給水處理系統(tǒng)生產(chǎn)自用水量，因此

18、，清水池設(shè)計有效容積為：用水量，因此，清水池設(shè)計有效容積為：(6.11) （m3） 在在缺乏資料缺乏資料、不能進行水量調(diào)節(jié)計算的情況下，、不能進行水量調(diào)節(jié)計算的情況下，一般清水池容積可按最高日用水一般清水池容積可按最高日用水量的量的10%20%設(shè)計設(shè)計。工業(yè)用水可按生產(chǎn)上的要求確定清水池容積。工業(yè)用水可按生產(chǎn)上的要求確定清水池容積。4321WWWWW式中式中 W1一清水池調(diào)節(jié)容積；一清水池調(diào)節(jié)容積； W2一消防貯備水量，按一消防貯備水量，按2小時室外消防用水量計算；小時室外消防用水量計算； W3一給水處理系統(tǒng)生產(chǎn)自用水量，一般取最高日用水量的一給水處理系統(tǒng)生產(chǎn)自用水量，一般取最高日用水量的51

19、0%； W4一安全貯備水量。一安全貯備水量。清水池清水池應(yīng)設(shè)計成相等容積的兩只應(yīng)設(shè)計成相等容積的兩只，如僅有一只，則應(yīng)分格或采取適當措施，以便清，如僅有一只，則應(yīng)分格或采取適當措施，以便清洗或檢修時不間斷供水。洗或檢修時不間斷供水。水塔除了貯存調(diào)節(jié)用水量以外，還需貯存室內(nèi)消防用水量，因此，水塔設(shè)計有效容水塔除了貯存調(diào)節(jié)用水量以外，還需貯存室內(nèi)消防用水量，因此，水塔設(shè)計有效容積為：積為：21WWW式中式中W1一水塔調(diào)節(jié)容積，一水塔調(diào)節(jié)容積，m3；W2一室內(nèi)消防貯備水量，一室內(nèi)消防貯備水量，m3，按，按10分鐘室內(nèi)消防用水量計算。分鐘室內(nèi)消防用水量計算。6.2設(shè)計流量分配與管徑設(shè)計設(shè)計流量分配與管

20、徑設(shè)計 6.2.1節(jié)點設(shè)計流量分配計算節(jié)點設(shè)計流量分配計算（1）用水流量的分配用水流量的分配 給水管網(wǎng)最高日最高時用水流量給水管網(wǎng)最高日最高時用水流量Qh是一個總流量，給水管網(wǎng)設(shè)計時須將這一流量是一個總流量，給水管網(wǎng)設(shè)計時須將這一流量分配到管網(wǎng)圖的每條管段和各個節(jié)點上。分配到管網(wǎng)圖的每條管段和各個節(jié)點上。 分配原則如下：分配原則如下： 1）將用戶分為兩類：）將用戶分為兩類： 集中用戶：集中用戶：從管網(wǎng)中一個點取得用水，且用水流量較大的用戶。其用水流量稱為從管網(wǎng)中一個點取得用水，且用水流量較大的用戶。其用水流量稱為集中流量，如工業(yè)企業(yè)、事業(yè)單位、大型公共建筑等用水均可以作為集中流量；集中流量，如

21、工業(yè)企業(yè)、事業(yè)單位、大型公共建筑等用水均可以作為集中流量； 分散用戶：分散用戶：從管段沿線取得用水，且流量較小的用戶，其用水流量稱為沿線流量，從管段沿線取得用水，且流量較小的用戶，其用水流量稱為沿線流量，如居民生活用水、澆路或綠化用水等。如居民生活用水、澆路或綠化用水等。 集中流量的取水點一般就是管網(wǎng)的節(jié)點，或者必須作為節(jié)點，集中流量的取水點一般就是管網(wǎng)的節(jié)點，或者必須作為節(jié)點，沿線流量沿線流量則認為是則認為是從管段的沿線供應(yīng)。從管段的沿線供應(yīng)。 2）集中流量一般根據(jù)集中用水戶最高日用水量及其時變化系數(shù)逐項計算，即：）集中流量一般根據(jù)集中用水戶最高日用水量及其時變化系數(shù)逐項計算，即：4 .86

22、dihiniQKq(6.13) 式中式中 qni第第i個集中用水戶的集中流量，個集中用水戶的集中流量，L/s； Khi第第i個個集中用水戶最高日用水量，集中用水戶最高日用水量，m3/d； Qdi第第i個個集中用水戶最高日用水量時變化系數(shù)。集中用水戶最高日用水量時變化系數(shù)。6.2設(shè)計流量分配與管徑設(shè)計設(shè)計流量分配與管徑設(shè)計 6.2.1節(jié)點設(shè)計流量分配計算（續(xù)）節(jié)點設(shè)計流量分配計算（續(xù)） 3）沿線流量一般按管段長度分配，或按配水管段的供水面積分配計算，即：）沿線流量一般按管段長度分配，或按配水管段的供水面積分配計算，即：(6.15) 式中式中qmi各管段沿線流量，各管段沿線流量，L/s； lmi各

23、管段沿線配水長度，各管段沿線配水長度，m； ql按管段配水長度分配沿線流量按管段配水長度分配沿線流量 的比流量，的比流量，L/（sm）；）； Ai各管段供水面積，各管段供水面積，m2； qA按管段供水面積分配沿線流量按管段供水面積分配沿線流量 的比流量，的比流量，L/（sm2）。）。miminihmilmillqQlqq(6.14) 或或iinihiAmiAAqQAqq圖圖6.2管段供水面積計算示意圖管段供水面積計算示意圖 管段配水長度不一定是實際管段長度，管段配水長度不一定是實際管段長度，兩側(cè)無用水的配水長度為零，單側(cè)用兩側(cè)無用水的配水長度為零，單側(cè)用水的配水長度取其實際長度的水的配水長度取

24、其實際長度的50%。管段的供水面積計算如圖管段的供水面積計算如圖6.2所示所示 。 6.2設(shè)計流量分配與管徑設(shè)計設(shè)計流量分配與管徑設(shè)計 6.2.1節(jié)點設(shè)計流量分配計算（續(xù)節(jié)點設(shè)計流量分配計算（續(xù)1） 4）所有集中流量和沿線流量計算完后，應(yīng)核算流量平衡，即：所有集中流量和沿線流量計算完后，應(yīng)核算流量平衡，即：(6.15) 式中式中N管網(wǎng)圖的節(jié)點總數(shù)；管網(wǎng)圖的節(jié)點總數(shù)； Qj節(jié)點節(jié)點j的節(jié)點設(shè)計流量，的節(jié)點設(shè)計流量，L/s；qmj最高時位于節(jié)點最高時位于節(jié)點j的集中流量，的集中流量，L/s； qsj位于節(jié)點位于節(jié)點j的（泵站或水塔）供水設(shè)的（泵站或水塔）供水設(shè)計流量，計流量，L/s； qmi最高時

25、管段最高時管段i的沿線流量，的沿線流量，L/s；Sj節(jié)點節(jié)點j的關(guān)聯(lián)集，即與節(jié)點的關(guān)聯(lián)集，即與節(jié)點j關(guān)聯(lián)的所有管段編號的集合。關(guān)聯(lián)的所有管段編號的集合。(6.16) 如果存在誤差，則應(yīng)檢查計算過程中的誤差，可以直接調(diào)整某些項集中流量和如果存在誤差，則應(yīng)檢查計算過程中的誤差，可以直接調(diào)整某些項集中流量和沿線流量，使流量達到平衡。沿線流量，使流量達到平衡。（2）節(jié)點設(shè)計流量計算）節(jié)點設(shè)計流量計算 基本假設(shè)：即所有流量只能從節(jié)點處流出或流入?；炯僭O(shè)：即所有流量只能從節(jié)點處流出或流入。 供水泵站或水塔的供水流量也應(yīng)從節(jié)點處進入系統(tǒng)，但應(yīng)作為負流量。供水泵站或水塔的供水流量也應(yīng)從節(jié)點處進入系統(tǒng)，但應(yīng)作

26、為負流量。 節(jié)點設(shè)計流量是最高時用水集中流量、沿線流量（轉(zhuǎn)移后）和供水設(shè)計流量之和，節(jié)點設(shè)計流量是最高時用水集中流量、沿線流量（轉(zhuǎn)移后）和供水設(shè)計流量之和，假定流出節(jié)點為正向，則用下式計算：假定流出節(jié)點為正向，則用下式計算： minihqqQNjqqqQjSimisjmjj, 3 , 2 , 1216.2設(shè)計流量分配與管徑設(shè)計設(shè)計流量分配與管徑設(shè)計 6.2.2管段設(shè)計流量分配計算管段設(shè)計流量分配計算 （1）樹狀管網(wǎng)管段流量分配計算）樹狀管網(wǎng)管段流量分配計算 樹狀管網(wǎng)的管段設(shè)計流量可以利用節(jié)點流量連續(xù)性方程組計算，管段數(shù)為樹狀管網(wǎng)的管段設(shè)計流量可以利用節(jié)點流量連續(xù)性方程組計算，管段數(shù)為M=N-1

27、，節(jié)點流量連續(xù)性方程共節(jié)點流量連續(xù)性方程共N-1個，可以求解個，可以求解M個未知管段設(shè)計流量。（亦可用個未知管段設(shè)計流量。（亦可用5.2節(jié)的節(jié)的逆推法）。逆推法）。(6.15) （2）環(huán)狀管網(wǎng)管段流量分配計算）環(huán)狀管網(wǎng)管段流量分配計算 環(huán)狀管網(wǎng)的管段設(shè)計流量分配比較復(fù)雜，有很大的自由度，關(guān)系到管網(wǎng)設(shè)計的經(jīng)環(huán)狀管網(wǎng)的管段設(shè)計流量分配比較復(fù)雜，有很大的自由度，關(guān)系到管網(wǎng)設(shè)計的經(jīng)濟性和供水可靠性。當某條管段出現(xiàn)事故時，其它管段替代它輸送流量的能力也不濟性和供水可靠性。當某條管段出現(xiàn)事故時，其它管段替代它輸送流量的能力也不同。所以，管段設(shè)計流量分配要綜合考慮管網(wǎng)同。所以，管段設(shè)計流量分配要綜合考慮管網(wǎng)

28、經(jīng)濟性和供水可靠性經(jīng)濟性和供水可靠性。 管段設(shè)計流量分配應(yīng)管段設(shè)計流量分配應(yīng)遵循下列原則遵循下列原則： 1）從一個或多個水源（指供水泵站或水塔等）出發(fā)，使供水流量沿較短距離輸送）從一個或多個水源（指供水泵站或水塔等）出發(fā)，使供水流量沿較短距離輸送到整個管網(wǎng)的所有節(jié)點上（到整個管網(wǎng)的所有節(jié)點上（目的性目的性）；）； 2）在兩個或兩個以上方向分配設(shè)計流量時，要向主要供水方向（如通向密集用水）在兩個或兩個以上方向分配設(shè)計流量時，要向主要供水方向（如通向密集用水區(qū)或大用戶的管段）分配較多的流量，不能出現(xiàn)逆向流（區(qū)或大用戶的管段）分配較多的流量，不能出現(xiàn)逆向流（經(jīng)濟性經(jīng)濟性）；）； 3）應(yīng)確定兩條或兩條

29、以上平行的主要供水方向，應(yīng)在各平行供水方向上分配相）應(yīng)確定兩條或兩條以上平行的主要供水方向，應(yīng)在各平行供水方向上分配相接接近的流量，當主要供水方向上管段損壞時，流量可通過其他管段供給（近的流量，當主要供水方向上管段損壞時，流量可通過其他管段供給（可靠性可靠性）。）。6.2設(shè)計流量分配與管徑設(shè)計設(shè)計流量分配與管徑設(shè)計 6.2.2（續(xù)）（續(xù)）【例例6.3-6.4】某單水源給水系統(tǒng)，其給水管網(wǎng)布置定線后，經(jīng)過簡化，某單水源給水系統(tǒng)，其給水管網(wǎng)布置定線后，經(jīng)過簡化，得如圖得如圖6.3所示管網(wǎng)圖，管網(wǎng)中設(shè)置水塔，各管段長度和配水長度見表所示管網(wǎng)圖，管網(wǎng)中設(shè)置水塔，各管段長度和配水長度見表6.5，最高時用

30、，最高時用水流量為水流量為231.50L/s，其中集中用水流量見表，其中集中用水流量見表6.6，用水量變化曲線及泵站供水曲線設(shè)，用水量變化曲線及泵站供水曲線設(shè)計參照圖計參照圖6.1。試進行設(shè)計用水量計算、節(jié)點流量分配和管段流量分配。試進行設(shè)計用水量計算、節(jié)點流量分配和管段流量分配。 圖圖6.5管段設(shè)計流量分配結(jié)果管段設(shè)計流量分配結(jié)果 圖圖6.4節(jié)點設(shè)計流量計算結(jié)果節(jié)點設(shè)計流量計算結(jié)果圖圖6.3某城市給水管網(wǎng)圖某城市給水管網(wǎng)圖 6.2設(shè)計流量分配與管徑設(shè)計設(shè)計流量分配與管徑設(shè)計 6.2.3 管段直徑設(shè)計管段直徑設(shè)計管徑與設(shè)計流量的關(guān)系為：管徑與設(shè)計流量的關(guān)系為： vDAvq42(6.19) 所以

31、，所以，vqD4(6.20) 式中式中D管段直徑，管段直徑，m； q管段設(shè)計流量，管段設(shè)計流量，m3/s； A管段過水斷面面積，管段過水斷面面積，m2； v設(shè)計流速，設(shè)計流速，m/s。 管網(wǎng)最大設(shè)計流速管網(wǎng)最大設(shè)計流速2.53.0m，最小設(shè)計流速，最小設(shè)計流速0.6m。設(shè)計流速設(shè)計流速一般采用優(yōu)化方法求一般采用優(yōu)化方法求得，在數(shù)學上表現(xiàn)為求一定年限得，在數(shù)學上表現(xiàn)為求一定年限T年（稱為投資償還期）內(nèi)管網(wǎng)造價和管理費用（主年（稱為投資償還期）內(nèi)管網(wǎng)造價和管理費用（主要是電費）之和為最小的流速，稱為要是電費）之和為最小的流速，稱為經(jīng)濟流速經(jīng)濟流速，以此確定的管徑稱為，以此確定的管徑稱為經(jīng)濟管徑經(jīng)濟

32、管徑。設(shè)管網(wǎng)一次性投資的總造價為設(shè)管網(wǎng)一次性投資的總造價為C，每年的管理費用為，每年的管理費用為Y，則管網(wǎng)每年的折算費用為：，則管網(wǎng)每年的折算費用為： YTCW其中每年的運行管理費用一般分兩項計算：其中每年的運行管理費用一般分兩項計算：221100YCpYYY式中式中Y1管網(wǎng)每年折舊和大修費用；管網(wǎng)每年折舊和大修費用； Y2管網(wǎng)年運行費用，主要考慮年運行總電費；管網(wǎng)年運行費用，主要考慮年運行總電費； p管網(wǎng)年折舊和大修費率（）。管網(wǎng)年折舊和大修費率（）。6.2設(shè)計流量分配與管徑設(shè)計設(shè)計流量分配與管徑設(shè)計 6.2.3 管段直徑設(shè)計（續(xù)）管段直徑設(shè)計（續(xù)）由式由式(6.21a)和式和式 (6.21

33、b)得：得： 式中式中C和和Y2都與管徑和設(shè)計流速有關(guān)，前者隨著管徑的增加或設(shè)計流速的減小而增都與管徑和設(shè)計流速有關(guān)，前者隨著管徑的增加或設(shè)計流速的減小而增加，后者則隨著管徑的增加或設(shè)計流速的減小而減小，如圖加，后者則隨著管徑的增加或設(shè)計流速的減小而減小，如圖6.6和圖和圖6.7所示。所示。設(shè)計中可采用由各地統(tǒng)計資料計算出的平均經(jīng)濟流速來確定經(jīng)濟管徑，見表設(shè)計中可采用由各地統(tǒng)計資料計算出的平均經(jīng)濟流速來確定經(jīng)濟管徑，見表6.8 。2)1001(YCpTW圖圖6.6年折算費年折算費用和管徑用和管徑的關(guān)系的關(guān)系 圖圖6.7年折算費用年折算費用和流速的關(guān)和流速的關(guān)系系 6.2設(shè)計流量分配與管徑設(shè)計設(shè)

34、計流量分配與管徑設(shè)計 6.2.3 管段直徑設(shè)計（續(xù)管段直徑設(shè)計（續(xù)1）選取經(jīng)濟流速和確定管徑時，可以考慮以下選取經(jīng)濟流速和確定管徑時，可以考慮以下原則原則：1）大管徑大管徑可可取取較較大的經(jīng)濟流速大的經(jīng)濟流速，小管徑小管徑可可取較小的經(jīng)濟流速取較小的經(jīng)濟流速（詳見第（詳見第7章）；章）；2）從供水泵站到控制點（即供水壓力要求較難滿足的節(jié)點，可能有多個）的管線上）從供水泵站到控制點（即供水壓力要求較難滿足的節(jié)點，可能有多個）的管線上的管段可取較小的經(jīng)濟流速，輸水管取較小的經(jīng)濟流速；的管段可取較小的經(jīng)濟流速，輸水管取較小的經(jīng)濟流速；3）管線造價（含管材價格、施工費用等）較高而電價相對較低時取較大的

35、經(jīng)濟流速，）管線造價（含管材價格、施工費用等）較高而電價相對較低時取較大的經(jīng)濟流速，反之取較小的經(jīng)濟流速；反之取較小的經(jīng)濟流速；4）重力供水時，各管段的經(jīng)濟管徑或經(jīng)濟流速按充分利用地形高差來確定；）重力供水時，各管段的經(jīng)濟管徑或經(jīng)濟流速按充分利用地形高差來確定；5）根據(jù)）根據(jù)經(jīng)濟流速計算出的管徑經(jīng)濟流速計算出的管徑如果如果不符合市售標準管徑時不符合市售標準管徑時，可以，可以選用相近的標準管選用相近的標準管徑徑，或按表，或按表7.8所列界限管徑選取標準管徑；所列界限管徑選取標準管徑；6）在各水源或水塔供水的分界區(qū)域，管段設(shè)計流量可能特別小，選擇管徑時要適當）在各水源或水塔供水的分界區(qū)域，管段設(shè)計

36、流量可能特別小，選擇管徑時要適當放大，因為這些管段可能需要輸送較大的轉(zhuǎn)輸流量；放大，因為這些管段可能需要輸送較大的轉(zhuǎn)輸流量；7）重要的輸水管，如從水廠到用水區(qū)域的輸水管，或向遠離主管網(wǎng)大用戶供水的輸）重要的輸水管，如從水廠到用水區(qū)域的輸水管，或向遠離主管網(wǎng)大用戶供水的輸水管，在未連成環(huán)狀網(wǎng)且輸水未端沒有保證供水可靠性的貯水設(shè)施時，應(yīng)采用平水管，在未連成環(huán)狀網(wǎng)且輸水未端沒有保證供水可靠性的貯水設(shè)施時，應(yīng)采用平行雙條管道，每條管道直徑按設(shè)計流量的行雙條管道，每條管道直徑按設(shè)計流量的50%確定。另對于較長距離的輸水管，確定。另對于較長距離的輸水管，中間應(yīng)設(shè)置兩處以上的連通管（即將輸水管分為三段以上）

37、，并安裝切換閥門，中間應(yīng)設(shè)置兩處以上的連通管（即將輸水管分為三段以上），并安裝切換閥門，保證事故時能夠?qū)崿F(xiàn)局部隔離，保證達到規(guī)范要求的保證事故時能夠?qū)崿F(xiàn)局部隔離，保證達到規(guī)范要求的70%以上供水量要求。以上供水量要求。6.3泵站揚程與水塔高度設(shè)計泵站揚程與水塔高度設(shè)計 目的：確定泵站設(shè)計和水塔設(shè)計的依據(jù)。目的：確定泵站設(shè)計和水塔設(shè)計的依據(jù)。6.3.1設(shè)計工況水力分析設(shè)計工況水力分析給水管網(wǎng)的設(shè)計工況即最高日最高時用水工況，對此工況進行水力分析所得到的管給水管網(wǎng)的設(shè)計工況即最高日最高時用水工況，對此工況進行水力分析所得到的管段流量和節(jié)點水頭等一般都是最大值，由此確定的泵站揚程和水塔高度通常是最安

38、段流量和節(jié)點水頭等一般都是最大值，由此確定的泵站揚程和水塔高度通常是最安全的。全的。 但是，在泵站揚程和水塔高度未確定前，對設(shè)計工況的水力分析條件尚不滿但是，在泵站揚程和水塔高度未確定前，對設(shè)計工況的水力分析條件尚不滿足，需要進行預(yù)處理。足，需要進行預(yù)處理。（1）泵站所在管段的暫時刪除）泵站所在管段的暫時刪除 在泵站未設(shè)計之前，泵站的水力特性是未知的，其所在管段水力特性也是未知在泵站未設(shè)計之前，泵站的水力特性是未知的，其所在管段水力特性也是未知的。為了進行水力分析，應(yīng)暫時將該管段從管網(wǎng)中刪除，與之相關(guān)的管段能量方程的。為了進行水力分析，應(yīng)暫時將該管段從管網(wǎng)中刪除，與之相關(guān)的管段能量方程也暫時不

39、考慮。以圖也暫時不考慮。以圖6.8所示管網(wǎng)為例，節(jié)點（所示管網(wǎng)為例，節(jié)點（7）為清水池，管段）為清水池，管段1上設(shè)有泵站，上設(shè)有泵站，可將管段可將管段1從管網(wǎng)中暫時刪除，其流量合并到節(jié)點（從管網(wǎng)中暫時刪除，其流量合并到節(jié)點（7）和（）和（1），如圖），如圖6.9所示。所示。圖圖6.8某給水管網(wǎng)模型某給水管網(wǎng)模型圖圖6.9 給水管網(wǎng)中管段的暫時刪除給水管網(wǎng)中管段的暫時刪除 6.3泵站揚程與水塔高度設(shè)計泵站揚程與水塔高度設(shè)計 6.3.1設(shè)計工況水力分析（續(xù)）設(shè)計工況水力分析（續(xù)）（2）假設(shè)控制點）假設(shè)控制點 按照管網(wǎng)水力分析的前提條件，管網(wǎng)中必須至少有一個定壓節(jié)點，才能使恒定流按照管網(wǎng)水力分析的前

40、提條件，管網(wǎng)中必須至少有一個定壓節(jié)點，才能使恒定流方程組可解方程組可解。必須引入管網(wǎng)供水壓力條件。必須引入管網(wǎng)供水壓力條件。 在管網(wǎng)中所有節(jié)點水頭均為未知的情況下，恒定流基本方程組無確定解主要指的在管網(wǎng)中所有節(jié)點水頭均為未知的情況下，恒定流基本方程組無確定解主要指的是節(jié)點水頭無確定解，管段流量仍然是有解的，因而管段的壓降也是確定的，節(jié)點是節(jié)點水頭無確定解，管段流量仍然是有解的，因而管段的壓降也是確定的，節(jié)點水頭的相對值是確定的。水頭的相對值是確定的。引入兩個引入兩個概念概念： 節(jié)點服務(wù)水頭節(jié)點服務(wù)水頭即節(jié)點地面高程加上節(jié)點所連接用戶的最低供水壓力。對于城即節(jié)點地面高程加上節(jié)點所連接用戶的最低供

41、水壓力。對于城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)，設(shè)計規(guī)范規(guī)定了最低供水壓力指標，即一層樓用戶為鎮(zhèn)給水管網(wǎng)，設(shè)計規(guī)范規(guī)定了最低供水壓力指標，即一層樓用戶為10米，二層樓用米，二層樓用戶為戶為12米，以后每增加一層，用水壓力增加米，以后每增加一層，用水壓力增加4米，如表米，如表6.9所列。對于工業(yè)給水管網(wǎng)所列。對于工業(yè)給水管網(wǎng)或其它給水管網(wǎng)，可參照相關(guān)標準確定最低供水壓力?；蚱渌o水管網(wǎng)，可參照相關(guān)標準確定最低供水壓力。 控制點控制點即給水管網(wǎng)用水壓力最難滿足的節(jié)點。在引入管網(wǎng)供水壓力條件后，即給水管網(wǎng)用水壓力最難滿足的節(jié)點。在引入管網(wǎng)供水壓力條件后，控制點的節(jié)點水頭可以確定，作為定壓節(jié)點?？刂泣c的節(jié)點水頭可以確定，作

42、為定壓節(jié)點。6.3泵站揚程與水塔高度設(shè)計泵站揚程與水塔高度設(shè)計 【例例6.5】某給水管網(wǎng)如圖某給水管網(wǎng)如圖6.10所示，水源、泵站和水塔位置標于圖中，節(jié)點設(shè)計流所示，水源、泵站和水塔位置標于圖中，節(jié)點設(shè)計流量、管段長度、管段設(shè)計流量等數(shù)據(jù)也標注于圖中，節(jié)點地面標高及自由水壓要求量、管段長度、管段設(shè)計流量等數(shù)據(jù)也標注于圖中，節(jié)點地面標高及自由水壓要求見表見表6.10。（。（1）設(shè)計管段直徑（標準管徑為）設(shè)計管段直徑（標準管徑為100 mm、200 mm、300 mm、400 mm、500mm）；（）；（2）進行設(shè)計工況水力分析；（）進行設(shè)計工況水力分析；（3）確定控制點。）確定控制點。【解解】（

43、1）管段直徑設(shè)計）管段直徑設(shè)計管段經(jīng)濟流速采用見表管段經(jīng)濟流速采用見表6.11第第3行，行，管段管段1、4為輸水管，采為輸水管，采用并行雙管。用并行雙管。根據(jù)經(jīng)濟流速計算管徑后，選取根據(jù)經(jīng)濟流速計算管徑后，選取標準管徑，見表中第標準管徑，見表中第5行。行。 圖圖6.10管網(wǎng)設(shè)計工況水力分析管網(wǎng)設(shè)計工況水力分析6.3泵站揚程與水塔高度設(shè)計泵站揚程與水塔高度設(shè)計 （2）設(shè)計工況水力分析）設(shè)計工況水力分析將管段將管段1暫時刪除，其管段流量并到節(jié)點（暫時刪除，其管段流量并到節(jié)點（2），得），得Q2=-194.35+14.55=-179.8（L/s），假定節(jié)點），假定節(jié)點8為控制點，即為控制點，即H8=

44、41.50m。采用哈代克羅斯法平差，允許閉。采用哈代克羅斯法平差，允許閉合差合差0.1m，海曾，海曾-威廉系數(shù)威廉系數(shù)CW=110，結(jié)果見表，結(jié)果見表6.12。6.3泵站揚程與水塔高度設(shè)計泵站揚程與水塔高度設(shè)計 （2）設(shè)計工況水力分析）設(shè)計工況水力分析將管段將管段1暫時刪除，其管段流量并到節(jié)點（暫時刪除，其管段流量并到節(jié)點（2），得），得Q2=-194.35+14.55=-179.8（L/s），假定節(jié)點），假定節(jié)點8為控制點，即為控制點，即H8=41.50m。采用哈代克羅斯法平差，允許閉。采用哈代克羅斯法平差，允許閉合差合差0.1m，海曾，海曾-威廉系數(shù)威廉系數(shù)CW=110，結(jié)果見表，結(jié)果見表

45、6.12。6.3泵站揚程與水塔高度設(shè)計泵站揚程與水塔高度設(shè)計 （3）確定控制點）確定控制點前已假定節(jié)點（前已假定節(jié)點（8）為控制點，但水力分析后，節(jié)點（）為控制點，但水力分析后，節(jié)點（3）、（）、（4）、（）、（6）和（）和（7）的）的用水壓力要求不能滿足，說明真正的控制點不是節(jié)點（用水壓力要求不能滿足，說明真正的控制點不是節(jié)點（8），而是節(jié)點（），而是節(jié)點（3），最大），最大差額為差額為3.39m，所有節(jié)點水頭加上此值，可使節(jié)點壓力全部滿足要求。計算過程見表，所有節(jié)點水頭加上此值，可使節(jié)點壓力全部滿足要求。計算過程見表6.13。6.3泵站揚程與水塔高度設(shè)計泵站揚程與水塔高度設(shè)計 6.3.2泵

46、站揚程設(shè)計泵站揚程設(shè)計泵站揚程可以直接根據(jù)其所在管段的水力特性確定。設(shè)泵站位于管段，該管段起端泵站揚程可以直接根據(jù)其所在管段的水力特性確定。設(shè)泵站位于管段，該管段起端節(jié)點水頭為節(jié)點水頭為HFi，終端節(jié)點水頭為，終端節(jié)點水頭為HTi，該管段管道沿程水頭損失為，該管段管道沿程水頭損失為hfi，管道局部水，管道局部水頭損失為頭損失為hmi，則泵站揚程可用下式計算：，則泵站揚程可用下式計算：)()(mifiFiTipihhHHh(6.23) 忽略局部水頭損失，則上式可以寫成：忽略局部水頭損失，則上式可以寫成： iminiFiTipilDkqHHh)(6.24) 6.3.3水塔高度設(shè)計水塔高度設(shè)計設(shè)水塔

47、所在節(jié)點水頭為設(shè)水塔所在節(jié)點水頭為Hj，地面高程為，地面高程為Zj，即水塔高度為：，即水塔高度為：jjTjZHH(6.25) 上式所確定的水塔高度應(yīng)作為水塔水柜的最低水位離地面的高度，在轉(zhuǎn)輸（水塔進上式所確定的水塔高度應(yīng)作為水塔水柜的最低水位離地面的高度，在轉(zhuǎn)輸（水塔進水）時，水塔高度還應(yīng)加上水柜設(shè)計有效水深。水）時，水塔高度還應(yīng)加上水柜設(shè)計有效水深。 6.4管網(wǎng)設(shè)計校核管網(wǎng)設(shè)計校核 給水管網(wǎng)按最高日最高時用水流量進行設(shè)計，管段管徑、水泵揚程和水塔高度等給水管網(wǎng)按最高日最高時用水流量進行設(shè)計，管段管徑、水泵揚程和水塔高度等一般都能滿足供水要求，但如管網(wǎng)出現(xiàn)事故造成部分管段損壞，管網(wǎng)提供消防滅火

48、一般都能滿足供水要求，但如管網(wǎng)出現(xiàn)事故造成部分管段損壞，管網(wǎng)提供消防滅火流量，管網(wǎng)向水塔轉(zhuǎn)輸流量等情況，必須對它們相應(yīng)的工況進行水力分析，校核管流量，管網(wǎng)向水塔轉(zhuǎn)輸流量等情況，必須對它們相應(yīng)的工況進行水力分析，校核管網(wǎng)在這些工況條件下能否滿足供水流量與水壓要求。網(wǎng)在這些工況條件下能否滿足供水流量與水壓要求。 通過校核，有時需要修改管網(wǎng)中個別管段直徑，也可能需要另選合適的水泵或改通過校核，有時需要修改管網(wǎng)中個別管段直徑，也可能需要另選合適的水泵或改變水塔的高度等。由于供水流量和壓力是緊密聯(lián)系的，所以，校核指標同時包括供變水塔的高度等。由于供水流量和壓力是緊密聯(lián)系的，所以，校核指標同時包括供水流量

49、和壓力要求兩個方面。水流量和壓力要求兩個方面。 （1）消防工況校核消防工況校核給水管網(wǎng)的最高日最高時設(shè)計流量未計入消防流量，當火災(zāi)發(fā)生時，由于消防流給水管網(wǎng)的最高日最高時設(shè)計流量未計入消防流量，當火災(zāi)發(fā)生時，由于消防流量比較大，需要量比較大，需要按最高時節(jié)點用水量加上消防流量的工況進行消防校核按最高時節(jié)點用水量加上消防流量的工況進行消防校核，服務(wù)水頭服務(wù)水頭只要求滿足滅火服務(wù)水頭（只要求滿足滅火服務(wù)水頭（10m水柱），而不必滿足正常用水的服務(wù)水頭水柱），而不必滿足正常用水的服務(wù)水頭。當考慮兩處或兩處以上同時火災(zāi)時，另外幾處分別放在離供水泵站較遠、靠近大當考慮兩處或兩處以上同時火災(zāi)時，另外幾處分

50、別放在離供水泵站較遠、靠近大用戶、居民密集區(qū)或重要的工業(yè)企業(yè)附近的節(jié)點上。對于未發(fā)生火災(zāi)的節(jié)點，其節(jié)用戶、居民密集區(qū)或重要的工業(yè)企業(yè)附近的節(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。點流量與最高時相同。雖然消防時比最高時用水時所需服務(wù)水頭低，但因消防時通過管網(wǎng)的流量增大，雖然消防時比最高時用水時所需服務(wù)水頭低，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，可能需要放大個別管段的直徑，以減小水頭損失。如各管段的水頭損失相應(yīng)增加，可能需要放大個別管段的直徑，以減小水頭損失。如果最高用水時和消防時的水泵揚程相差很大，須設(shè)專用消防水泵。果最高用水時和消防時的水泵揚程相差很大，須設(shè)專

51、用消防水泵。6.4管網(wǎng)設(shè)計校核管網(wǎng)設(shè)計校核 （2）水塔轉(zhuǎn)輸工況校核水塔轉(zhuǎn)輸工況校核 當泵站供水量大于用水量時，多余的水進入水塔貯存，稱為當泵站供水量大于用水量時，多余的水進入水塔貯存，稱為水塔轉(zhuǎn)輸工況水塔轉(zhuǎn)輸工況，水塔進水流量最大時稱為，水塔進水流量最大時稱為最大轉(zhuǎn)輸工況最大轉(zhuǎn)輸工況。 當設(shè)對置水塔時，由于它們離供水泵站較遠，轉(zhuǎn)輸水流的水當設(shè)對置水塔時，由于它們離供水泵站較遠，轉(zhuǎn)輸水流的水頭損失大，水塔進水可能會遇到困難。水塔轉(zhuǎn)輸工況校核通常頭損失大，水塔進水可能會遇到困難。水塔轉(zhuǎn)輸工況校核通常只是對對置水塔的最大轉(zhuǎn)輸工況進行校核。以便確定水泵能否只是對對置水塔的最大轉(zhuǎn)輸工況進行校核。以便確定

52、水泵能否將水送進水塔，這時節(jié)點流量需按照最大轉(zhuǎn)輸時的流量求出。將水送進水塔，這時節(jié)點流量需按照最大轉(zhuǎn)輸時的流量求出。最大轉(zhuǎn)輸時的節(jié)點流量按照下式計算：最大轉(zhuǎn)輸時的節(jié)點流量按照下式計算：最大轉(zhuǎn)輸時節(jié)點流量最大轉(zhuǎn)輸時節(jié)點流量=（最大轉(zhuǎn)輸時用水量）（最大轉(zhuǎn)輸時用水量）/（最高時用水（最高時用水量）量）*最高用水時該節(jié)點的流量最高用水時該節(jié)點的流量6.4管網(wǎng)設(shè)計校核管網(wǎng)設(shè)計校核 （3）事故工況校核事故工況校核 管網(wǎng)主要管線損壞時，供水能力降低。有關(guān)規(guī)范規(guī)定，管網(wǎng)主要管線損壞時，供水能力降低。有關(guān)規(guī)范規(guī)定，城市給水管網(wǎng)在城市給水管網(wǎng)在事故工況下，必須保證事故工況下，必須保證70%以上用水量以上用水量。

53、一般按最不利事故工況進行校核，即考慮靠近供水泵站一般按最不利事故工況進行校核，即考慮靠近供水泵站的主干管在最高時損壞的情況。節(jié)點壓力仍按設(shè)計時的服務(wù)的主干管在最高時損壞的情況。節(jié)點壓力仍按設(shè)計時的服務(wù)水頭要求，當事故搶修時間短，且斷水造成損失小時，節(jié)點水頭要求，當事故搶修時間短，且斷水造成損失小時，節(jié)點壓力要求可以適當降低。節(jié)點流量按下式計算：壓力要求可以適當降低。節(jié)點流量按下式計算：事事故工況時節(jié)點流量事故工況供水比例故工況時節(jié)點流量事故工況供水比例最高時節(jié)最高時節(jié)點流量點流量 事故工況校核一般采用水頭校核法，先從管網(wǎng)中刪除事事故工況校核一般采用水頭校核法，先從管網(wǎng)中刪除事故管段，降低節(jié)點流

54、量，通過水力分析，得到各節(jié)點壓力，故管段，降低節(jié)點流量，通過水力分析，得到各節(jié)點壓力，應(yīng)全部滿足服務(wù)水頭要求。應(yīng)全部滿足服務(wù)水頭要求。 經(jīng)過核算不符合要求時，可以增加平行主干管條數(shù)或埋經(jīng)過核算不符合要求時，可以增加平行主干管條數(shù)或埋設(shè)雙管。也可以從技術(shù)上采取措施，如加強檢修力量，縮短設(shè)雙管。也可以從技術(shù)上采取措施，如加強檢修力量，縮短修復(fù)時間等；重要的和不允許斷水的用戶，可以采取貯備用修復(fù)時間等；重要的和不允許斷水的用戶，可以采取貯備用水的保障措施。水的保障措施。6.5給水管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計給水管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計 圖圖6.11(b)中，中，高、低兩區(qū)用水均由高、低兩區(qū)用水均由低區(qū)泵站低區(qū)泵站2供給，但供給

55、，但高區(qū)用水再由高區(qū)泵高區(qū)用水再由高區(qū)泵站站4增壓，這種形式增壓，這種形式叫做叫做串聯(lián)分區(qū)串聯(lián)分區(qū)。 大城市的在管大城市的在管網(wǎng)中設(shè)加壓泵站或水網(wǎng)中設(shè)加壓泵站或水庫泵站進行加壓，也庫泵站進行加壓，也是串聯(lián)分區(qū)的一種形是串聯(lián)分區(qū)的一種形式。式。6.5.1 分區(qū)給水系統(tǒng)分區(qū)給水系統(tǒng) 分區(qū)給水是根據(jù)分區(qū)給水是根據(jù)城市地形特點城市地形特點將給水系統(tǒng)分成若干個區(qū)，每區(qū)有獨立的泵站和管將給水系統(tǒng)分成若干個區(qū)，每區(qū)有獨立的泵站和管網(wǎng)等，但各區(qū)之間有適當?shù)穆?lián)系，以保證供水可靠性、經(jīng)濟性和靈活性。網(wǎng)等，但各區(qū)之間有適當?shù)穆?lián)系，以保證供水可靠性、經(jīng)濟性和靈活性。 分區(qū)給水的目的是使管網(wǎng)水壓不超過管道可以承受的壓力

56、，減少管網(wǎng)漏水量，降分區(qū)給水的目的是使管網(wǎng)水壓不超過管道可以承受的壓力，減少管網(wǎng)漏水量，降低供水動力費用。低供水動力費用。 圖圖6.11表示地形高差很大時采用的分區(qū)給水系統(tǒng)。表示地形高差很大時采用的分區(qū)給水系統(tǒng)。 圖圖6.11(a)是由同一泵站內(nèi)的低壓和高壓水泵分別供給低區(qū)和高區(qū)用水，這種是由同一泵站內(nèi)的低壓和高壓水泵分別供給低區(qū)和高區(qū)用水，這種形式稱為形式稱為并聯(lián)分區(qū)并聯(lián)分區(qū)，各區(qū)用水分別供給，比較安全可靠，管理方便，但增加了輸水，各區(qū)用水分別供給，比較安全可靠，管理方便，但增加了輸水管長度和造價。管長度和造價。6.5給水管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計給水管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計 6.5.2 分區(qū)給水的能量分析分區(qū)給水的

57、能量分析 圖圖6.13所示給水區(qū)，假設(shè)地形從泵所示給水區(qū)，假設(shè)地形從泵站起均勻升高。水由泵站經(jīng)輸水管供站起均勻升高。水由泵站經(jīng)輸水管供水到管網(wǎng)，這時管網(wǎng)中水壓以靠近泵水到管網(wǎng)，這時管網(wǎng)中水壓以靠近泵站處為最高。設(shè)給水區(qū)的地形高差為站處為最高。設(shè)給水區(qū)的地形高差為Z，管網(wǎng)要求的最小服務(wù)水頭為，管網(wǎng)要求的最小服務(wù)水頭為H，最高用水時管網(wǎng)的水頭損失為最高用水時管網(wǎng)的水頭損失為h，則，則管網(wǎng)中最高水壓等于管網(wǎng)中最高水壓等于: 6.5.1 分區(qū)給水系統(tǒng)分區(qū)給水系統(tǒng)(續(xù)續(xù)) 圖圖6.12表示遠距離重力輸水管，從水庫表示遠距離重力輸水管，從水庫A輸水至水池輸水至水池B。為防止水管承受壓力過高，。為防止水管承

58、受壓力過高，將輸水管適當分段，在分段處建造水池將輸水管適當分段，在分段處建造水池,以降低管網(wǎng)的水壓。該輸水管如不分段，部以降低管網(wǎng)的水壓。該輸水管如不分段，部分管線所承受的壓力很高，而在分管線所承受的壓力很高，而在D點，又使管中出現(xiàn)負壓，顯然不合理。點，又使管中出現(xiàn)負壓，顯然不合理。 如將輸水管分成如將輸水管分成3段，并在段，并在C和和D處建造水池，則處建造水池，則C點附近水管的工作壓力有所下降，點附近水管的工作壓力有所下降，D點不會出現(xiàn)負壓，大部分管線的靜水壓力將顯著減小。這是一種重力給水分區(qū)系點不會出現(xiàn)負壓，大部分管線的靜水壓力將顯著減小。這是一種重力給水分區(qū)系統(tǒng)。統(tǒng)。 HZHh (6.2

59、6) 除了控制點附近地區(qū)外，大部分區(qū)除了控制點附近地區(qū)外，大部分區(qū)域管網(wǎng)水壓高于實際所需水壓，因此域管網(wǎng)水壓高于實際所需水壓，因此產(chǎn)生了能量浪費。產(chǎn)生了能量浪費。 6.5給水管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計給水管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計 6.5.2 分區(qū)給水的能量分析（續(xù)）分區(qū)給水的能量分析（續(xù)）（1）輸水管的輸水能量分析）輸水管的輸水能量分析采用分區(qū)給水的目的，是減小泵站的總功率，降低輸水能量費用。采用分區(qū)給水的目的，是減小泵站的總功率，降低輸水能量費用。以圖以圖6.14為例，各管段的流量為例，各管段的流量qij和管徑和管徑Dij隨著與泵站隨著與泵站(節(jié)點節(jié)點5)距離的增加而減小。未分距離的增加而減小。未分區(qū)時泵站供水的能量

60、等于區(qū)時泵站供水的能量等于:(6.28) 式中，式中，q4-5一泵站總供水量一泵站總供水量,L/s；Z1控制點地面高出泵站吸水井水面的控制點地面高出泵站吸水井水面的高度，高度，m；H1控制點所需最小服務(wù)水頭；控制點所需最小服務(wù)水頭；hij控制點到泵站總水頭損失，控制點到泵站總水頭損失，m；水的密度水的密度,kg/L；g重力加速度，重力加速度，9.81m/s2。泵站供水能量泵站供水能量E由以下三部分組成：由以下三部分組成：1)保證最小服務(wù)水頭所需的能量：保證最小服務(wù)水頭所需的能量： 4 5EgqH(6.27) 或或4 511()ijEgqZHh411112223334441()()()()()i