給水管網(wǎng)設(shè)計

1、目錄一、給水系統(tǒng)的布置1、給水系統(tǒng)的給水布置2、給水管網(wǎng)布置形式3、二級泵房供水方式二、給水管網(wǎng)定線三、設(shè)計用水量1、最高日設(shè)計用水量2、最高日用水量變化情況3、最高日最高時設(shè)計用水量4、計算二泵房、水塔、管網(wǎng)設(shè)計流量5、計算清水池設(shè)計容積和水塔設(shè)計容積四、管材的選擇五、管網(wǎng)水力計算六、校核水力計算給水管網(wǎng)課程設(shè)計給水系統(tǒng)的布置(1)給水系統(tǒng)的給水布置給水系統(tǒng)有統(tǒng)一給水系統(tǒng)，分系統(tǒng)給水系統(tǒng)(包括分質(zhì)給水系統(tǒng)、分區(qū)給水系統(tǒng)及分壓給水系統(tǒng))，多水源給水系統(tǒng)和分地區(qū)給水系統(tǒng)。本設(shè)計城市規(guī)模較小，地形較為平坦，其工業(yè)用水在總供水量所占比例較小，且城市內(nèi)工廠位置分散，用水量少，故可采用同一系統(tǒng)供應(yīng)生活、

2、生產(chǎn)和消防等各種用水，即使其供水有統(tǒng)一的水質(zhì)和水壓。鑒于城市規(guī)模小，且管道鋪設(shè)所需距離較長，本設(shè)計選擇單水源給水系統(tǒng)。從設(shè)計施工費用等方面考慮，單水源統(tǒng)一給水系統(tǒng)的投資也相對較小，較為經(jīng)濟。綜上所訴，本設(shè)計采用單水源統(tǒng)一給水系統(tǒng)。(2)給水管網(wǎng)布置形式城市給水官網(wǎng)的基本布置形式主要有環(huán)狀與樹枝狀兩種。樹狀網(wǎng)的供水安全性較差，當管中某一段管線損壞時，在該管段以后的所有管線就會斷水。而且，由于枝狀網(wǎng)的末端，因用水量已經(jīng)很小，管中的水流緩慢，因此水質(zhì)容易變壞，環(huán)狀網(wǎng)是管線連接成環(huán)狀，某一管段損壞時，可以關(guān)閉附近的閥門是和其余管線隔開，以進行檢修，其余管線仍能夠正常工作，斷水的地區(qū)可以縮小，從而保證供

3、水的安全可靠性。另外，還可以大大減小因水錘作用產(chǎn)生的危害，在樹狀網(wǎng)中，則往往一次而是管線損壞。但是其造價明顯比樹狀網(wǎng)為高。一般大中城市采用環(huán)狀管網(wǎng)，而供水安全性要求較低的小城鎮(zhèn)則可以猜用樹狀管網(wǎng)。但是，為了提高城鎮(zhèn)供水的安全可靠性以及保證遠期經(jīng)濟的發(fā)展，本實例仍然采用環(huán)狀網(wǎng)，并且是有水塔的環(huán)狀網(wǎng)給水管網(wǎng)。(3)二級泵房供水方式綜合考慮居民用水情況以及具體地形情況，擬在管網(wǎng)末端設(shè)置對置水塔，由于水塔可調(diào)節(jié)水泵供水和用水之間的流量差，二泵站的供水量可以與用水量不相等，即水泵可以采用分級供水的辦法，分級供水的原則是：(1)泵站各級供水線盡量接近用水線，以減小水塔的調(diào)節(jié)容積，分級輸一般不多于三級：(2

4、)分級供水時，應(yīng)注意每級能否選到合適的水泵，以及水泵機組的合理搭配，盡可能滿足今后和一段時間內(nèi)用水量增長的需要。依據(jù)以上原則，本設(shè)計采用二泵房分二級供水。二、給水管網(wǎng)定線城市管網(wǎng)定線取決于城市的平面布置，供水區(qū)的地形，水源和水塔的的位置，街區(qū)和用戶特別是大用戶的分布，河流，鐵路，橋梁等的位置，管線一般敷設(shè)在街道下，以滿足供水要求為前提，盡可能縮短管線長度；形狀隨城市總平面布置圖而定；宜樹狀網(wǎng)和環(huán)狀網(wǎng)相結(jié)合的形式，且使管線均勻地分布于整個給水區(qū)。在定線前需熟悉地形圖，明確水源、水廠、水塔設(shè)計位置以及各大用戶的位置，由于管網(wǎng)定線不僅關(guān)系著供水安全，也影響著管網(wǎng)造價，因此定線時需要慎重考慮。水塔應(yīng)盡

5、量置于城市較高地區(qū)。以減少水塔高度；此外應(yīng)盡可能靠近大用水戶，以便在最大轉(zhuǎn)輸時減少水塔至該處的連接管中的水頭損失，從而減少水塔高度，水塔在管網(wǎng)中有重要作用，它的目標又很明顯，故選擇水塔位置時，需考慮防空、整個城市規(guī)劃及美觀等問題。管網(wǎng)定線的基本原則是：干管應(yīng)通過兩側(cè)負荷較大的用水區(qū)，并以最短距離向用戶送水?？拷缆贰⒐?，以便于施工及維修。利于發(fā)展，并考慮分期修建的可能性。干管盡量沿高地布置，使管道內(nèi)壓力較小，而配水管壓力則更高些。注意與其他管線交叉時平面與立面相隔間距的規(guī)定與要求。按照布管原則進行：干管的延伸和二泵房輸水到水塔、大用水戶的水流方向一致，以水流方向為基準平行布置干管，以最短的距

6、離到達用水戶；干管間距500-800米，聯(lián)絡(luò)管間距800-1000米；枝狀和環(huán)狀相結(jié)合；單管和雙管相結(jié)合；給水管網(wǎng)定線草圖如圖所示：（記得加附圖）三、設(shè)計用水量1、最高日設(shè)計用水量：城市最高日用水兩包括綜合用水、工業(yè)生產(chǎn)用水及職工生活用水及淋浴用水、澆灑道路和綠化用水、未預(yù)見用水和管網(wǎng)漏失水量。綜合生活用水量：城北區(qū)近期規(guī)劃人口8萬人，用水普及率預(yù)計100%,綜合用水量標準采用300L/cap'd則最高日綜合生活用水量：Q=300X80000X100%=24000000L/d=24000（md）工業(yè)企業(yè)用水量：由資料知，甲企業(yè)用水量（含工業(yè)企業(yè)職工生活用水和生產(chǎn)用水）為3000n3/d

7、,貝UQ+Q=3000n3i/d=34.72L/s澆灑道路和綠化用水量：由資料知:未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失水量：Q=0。Q=(15%-25%X(Q1+Q2+Q3+Q4這里取20%WJQ=20%<(24000+3000)ni/d=5400m3/d。消防用水量：根據(jù)建筑設(shè)計防火規(guī)范該城市消防用水量定額為35L/s,同時火災(zāi)次數(shù)為2次。故城市消防用水量為：Q=35X2=70L/s所以：最高日設(shè)計用水量為：3Q=Q+Q+Q+Q+Q=24000+3000+0+5400=32400md。一全天各時用水量一最高日平均時用水量二泵站供水量時日3、最高日最高時設(shè)計用水量一級泵站全天運轉(zhuǎn)，流量為最高日用水量的4

8、.17%;二級泵站分兩級供水：第一級從21時到5時，供水量為1.16%,第二級從5時至I21時，供水量為5.67%,最高日泵站總的供水量為：1.16%X8+5.67%X16=100%從表中可以得知，城市取Qd=33000rn/d2、最高日用水量變化情況城市生活用水量變化情況如下表：時間01122334455667788991010111112用水量1.100.700.901.101.303.916.615.847.046.697.177.31時間121313141415151616171718181919202021212222232324用水量6.625.233.594.764.245.99

9、6.975.663.052.011.420.79根據(jù)“用水量計算表”繪制最大日用水量變化曲線(見下圖)用水量變化曲線最高日用水有兩個高峰：一是早上8:00-12:00,一是下午17:00-20:00,最高時用水量是在上午11:00-12:00,為全天的7.31%。則時變化系數(shù)為Kh=7.31%/4.17%=1.75.故，最高日最高時用水量為：Qh=KhXQd/86.4=1.75X33000/86.4=668.4L/s。4、計算二泵房、水塔、管網(wǎng)設(shè)計流量由最高日設(shè)計用水量為33000由d,且管網(wǎng)中設(shè)置有水塔，則：二泵房的設(shè)計供水流量為：33000X5.67%X1000/3600=519.75L/

10、s。水塔的設(shè)計供水流量為：33000X(7.31%-5.67%)X1000/3600=150.3L/s。5、計算清水池設(shè)計容積和水塔設(shè)計容積由用水量變化曲線與分級供水線求得清水池與水塔的調(diào)劑容積，如下表：清水池與水塔調(diào)節(jié)容積計算時間(1)給水處理供水量(%(2)二級(供水)泵站供水量(%清水池調(diào)節(jié)容積計算設(shè)置水塔(%水塔調(diào)節(jié)容積計算(%)設(shè)置水塔(3)不設(shè)水塔(4)(2)-(3)(3)-(4)0-14.171.161.103.013.010.060.061-24.171.160.703.016.020.4610.522-34.161.160.903.009.020.260.783-44.171

11、.161.103.0112.030.060.844-54.171.161.303.0115.04-0.1410.705-64.165.673.91-1.5113.531.762.466-74.175.676.61-1.5012.03-0.941.527-84.175.675.84-1.5010.53-0.1711.358-94.165.677.04-1.519.02-1.37-0.029-104.175.676.69-1.507.52-1.02-1.0410-114.175.677.17-1.506.02-1.501-2.5411-124.165.677.31-1.514.51-1.64-4.

12、1812-134.175.676.62-1.503.01-0.95-5.1313-144.175.675.23-1.501.510.441-4.6914-154.165.673.59-1.510.002.08-2.6115-164.175.674.76-1.50-1.500.91-1.7016-174.175.674.24-1.50-3.001.43-0.2717-184.165.675.99-1.51-4.51-0.321-0.5918-194.175.676.97-1.50-6.01-1.30-1.8919-204.175.675.66-1.50-7.510.01-1.8820-214.1

13、65.673.05-1.51-9.022.6210.7421-224.171.162.013.01-6.01-0.85-0.1122-234.171.161.423.01-3.00-0.26-0.3723-244.161.160.793.000.000.370.00合計100.0100.00100.00調(diào)節(jié)容積=24.06調(diào)節(jié)容積=7.59清水池中除了儲存調(diào)節(jié)用水外還存放消防用水,則清水池有效容積W為：W=W1+W2+W3+W4其中：W-清水池總?cè)莘e吊；wi調(diào)節(jié)容積；m；W2消防儲水量m3,按2小時火災(zāi)延續(xù)時間計算；W3-水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產(chǎn)用水，取最高日用水量的10%十算，W-安全

14、貯量按W+W+W取整后計算。在缺乏資料時,一般清水池設(shè)計容積可按最高日用水量的10%-20%+算,這里取15%故本次設(shè)計的清水池容積為：W=33000<15%=4950m水塔除了貯存調(diào)節(jié)容積用水量以外，還需貯存室內(nèi)消防用水量，因此，水塔設(shè)計有效容積為：W=W1+W2其中：W1-水塔調(diào)節(jié)容積W2-室內(nèi)消防貯備水量，按10分鐘室內(nèi)消防用水量計算。在缺乏資料時，一般水塔容積可按最高日用水量的2.5%-3%至5%-6%算，城市用水量最大時取低值。這里取5%故水塔設(shè)計容積為W=330005%=1650m四、管材的選擇選擇陶土管道作為輸水管道(Cw=110)五、管網(wǎng)水力計算1、集中用水量集中用水量主

15、要為工廠的生產(chǎn)用水量和職工生活用水量，當工人淋浴時間與最大時供水重合時淋浴用水也應(yīng)該計入集中用水量，否則不計入集中用水量。從城市資料用水量變化情況表中可知：最大時集中用水量為甲企業(yè)的總用水量3.3000m/d=34.72L/s。節(jié)點流量計算由管網(wǎng)定線草圖得各管段長度和配水長度，如下表:管段編號1234567管段長度(m)500100010007507507501000配水長度(m)05005003757503751000管段編號891011121314管段長度(m)100075075075010001000200配水長度(m)10003757503755005000比流量的計算：qi=(Qh-

16、Eq)/EL=(668.4-34.72)/(500X4+375X4+750X2+1000X2)=0.091L/s其中：Qh為最高日最大時用水量L/s22qi為大用戶集中流量L/sEL管網(wǎng)總的有效長度m。沿線流量計算：qi-j=qsLi-jLi-j一有效長度(項；q比流量。計算見下表：最高時管段沿線流量分配與節(jié)點設(shè)計流量管段或者節(jié)點管段配水長度(m)管段沿線流量(L/s)節(jié)點設(shè)計流量(L/s)集中流量沿線流量供水流量節(jié)點流量10P0.00-0.00519.75-519.75250045.5-39.82-39.82350045.5-79.63-79.634375P34.13-39.82-31.15

17、575068.26-79.63-97.90637534.13-159.26-124.6071000r91.034.72F79.63-114.3581000P91.0-P39.821-62.30937534.13-79.63-123.721075068.26-39.82-44.5011375P34.13-P0.001150.3-120.001250045.5-1350045.5-140r0.00-合計7000623.0034.72637.06670.050.00初分配流量：下圖所示39,82，口己兒口叩門16.8279,63Zooenj79,63rTllOOQpi137,34LEJlOOQn23

18、9.977*3,63EEHlflQflm£>6.4554.17E3JLOOOP154.25_/CIO)(1D14120口n-150.306873/10皿力39.322、確定管徑、水頭損失及流速管徑與設(shè)計流量的關(guān)系：q=Av=冗D2v/4;D=(4q/：tv)1/2公式中：D1管段管徑，mq一管段計算流量，m3/s;管徑(mm)平均經(jīng)濟流速(m/s)管徑平均經(jīng)濟流速(m/s)1004000.60.9N000.91.42.53.0m/s,最小設(shè)計流速不得小于0.6m/s。A一管段過水斷面面積，v設(shè)計流速，m/s;根據(jù)規(guī)范，最大設(shè)計流速不應(yīng)超過經(jīng)濟流速的選取要求如下表：由初分配流量圖

19、得知，管段經(jīng)濟流速的選取見下表的三行，其中管段1112457【13】【14】由于設(shè)計流量大，則采用較高經(jīng)濟流速；管段【11】雖然流量不太大，但它與供水方向垂直，對電費影響較小，可以采用較高經(jīng)濟流速；【3】【8】管段設(shè)計流量中等，采用中等經(jīng)濟流速；【4】【6】19】【10】管段設(shè)計流量很小，故采用較小的經(jīng)濟流速；【6】管段很特殊，考慮到水塔轉(zhuǎn)輸流量必須經(jīng)過此管段，所以直接選取200mm管徑。管段1】和【14】均為輸水管，為了提高供水可靠性，采用并列雙管，根據(jù)經(jīng)濟流速計算出管徑后，按就近原則選取標準管徑。管段編號1234567891011121314設(shè)計流519.2354.23910614.135

20、4.23.20.44.16.66.150.量L/s759.9725.97.09437.341700000382453經(jīng)濟流1.21.10.81.11.10.61.10.80.60.60.90.81.01.1速m/s計算管徑mm742527294527351399293220206250164291417設(shè)計管徑mm700X2500300500400200400300200300200200300400X23、管網(wǎng)平差計算小節(jié)點舊馥國麒Esn回神解熊翹m恤擷蒯制鼬日期解的闈t腐而醐1BPI箍勃腿1LTD0無119?0/Dl/Dl欣1305D0.01卸用0,40.68D.000832JD30069

21、9T0/D1/01劃noria.o018110280.260.00037311200%丫鞠1W9T0/D1/01200nobo0-7f.T2<71-1.20-D.010364比200附翱?feo/Dl/OEOOnoooo.o0-I,30-0.36-fl.00111530Q出翱SFUO9TO/01/01300noiooo.o0-72.?G78s'1.03-3.00485614期H珊1011910/01/01Ono200.0t-75.15-0.25-0.60七00例?E500H翱3m/Dl/01M1101000.00247,33.891.260.0038963300M翱49TD/D1

22、/01300110100Q.00陽田3.06o.aoitm94500檔翱2597O/D1/D1500no750.00232?1263I19now也10S400H部3697O/D1/O1400110TEfl.O0I10,S0:%0.983.00261HB200翱4?9?0/Dl/01就nor150.002.100590.0027912T400H珊56970/01/01O11010D0.00愜目3240.990.00324336305H679TD/D1/01北）1301000.0053.M3.190.32D.0TO：992ffl檔翱51fl?Q/Dl/0120011。T50.D03.524.630

23、910.00617:面'碣回管道國水泵mm面水池編號1類型地面標高橫坐標縱坐標水量1絕對水頭自由水頭消防流量*1i已知流里0103.B65-101.449-519.7535,3635.360.00210已知流量0673,913840.5839E233.6733.670.000?？?11已知流量01050.72942.02-150.3033.9333.9342已知流里079.710177.294739.8234.9434940.0053已知流量0403,382149758T9.63310631.060.0064已知水壓07&QST22705338.0928.0028.000007

24、5已知流量016.9082376.3127963龍3432.340.0086已知流量Q369,565449.275159.2629.1029.100.00g7已知流量0717,391545.S94114.3525.9025.300.0010a已知流量0-410628676.329398227.712T.710.00u9已知加量033s.749772,94779.6328.8228.320.004、計算各節(jié)點水壓和自由水頭(1)、設(shè)計工況水力分析為了滿足水力分析前提條件，將管段【U暫時刪除，其管段流量并列到節(jié)點(2)上得Q2=519.75+39.82=479.93(L/s)。同時，假定節(jié)點(4)

25、為控制點，其節(jié)點水頭為服務(wù)水頭，即H9=0+28=28m。水力分析采用海曾-威廉公式計算水頭損失，Cw=110o數(shù)據(jù)結(jié)果見下表：管段或節(jié)點編號2345678910111213管段流量24756.232.110.18.5124.58.028.518.137.711.72.L/s1.2068719095742723076管內(nèi)流速1.20.81.190.880.590.990.820.910.261.20.31.0m/s663管段壓降m3.893.062.611.962.103.243.194.630.287.771.114.85節(jié)點水頭m139.00140.43142.24136.86134.70

26、139.94134.90132.60136.5128.82地面標圖m105.4106.5107.3105.8106.7107.6105.8106.7107.8137.02自由水頭m33.6733.9334.9431.0628.0032.3429.1025.9027.71（2）、控制點與各節(jié)點節(jié)點水頭的確定在水頭分析時，假定節(jié)點（4）為控制點，但經(jīng)過水力分析后，比較節(jié)點水頭與服務(wù)水頭，或比較節(jié)點自由水壓與要求水壓，可見節(jié)點（9）和（10）的用水壓力要求不能滿足，說明節(jié)點（4）不是真正的控制點。比較按假定控制點確定的節(jié)點與服務(wù)水頭，可以得到各節(jié)點供應(yīng)差額，差額最大的節(jié)點就是用水壓力最難滿足的節(jié)點。

27、由表格數(shù)據(jù)得最大差額為2.10m,所有節(jié)點水頭加上此值，可使用水壓要求全部得到滿足，而管段壓降未變，能量方程組仍滿足，自由水壓也應(yīng)同時加上此值。計算過程見下表：節(jié)點編號1234567891011節(jié)點水頭m-33.6733.9334.9431.0628.0032.3429.1025.9027.7128.82服務(wù)水頭m28.0028.0028.0028.0028.0028.0028.0028.0028.00-供應(yīng)差額-5.67-5.93-6.94-3.060.0-4.341.102.100.09-節(jié)點水頭調(diào)整10139.00140.43142.24136.86134.70139.94134.901

28、32.60136.51地面標高105.4106.5107.3105.8106.7107.6105.8106.7107.8137.02自由水頭-35.7736.0337.0433.1630.1034.4431.2028.0029.81-5、管網(wǎng)實際水頭如圖所示39,8279.6339.32ElEJlOOOmriSllOOOMi<8rLJLnmru30-yK/1日-WEUIJEHJEOOn.-150.30（11）79.63E71000n124,5768.73cajirnn58.04甲企業(yè)wOJcocdEogKL寸員cln£ultikf79,6339opmilDOOrnWROOOg一

29、/247,2073）56.6S6、泵站揚程與水塔高度設(shè)計(1)在完成設(shè)計工況水力分析以后，泵站揚程直接可以根據(jù)其所在的管段水利特性確定。即可由下式計算得到：Hpi=(Hti-HFi)+kqin*li/Dim式中：Hpi-泵站揚程，HFi管段起端節(jié)點水頭,Hti管段末端節(jié)點水頭，kqin*li/Dim總水頭損失式中取節(jié)點(1)水頭H=10m故有上述數(shù)據(jù)計算得泵站揚程為：Hpi=(H2-H1)+10.67X(qi/2)1.85li/(Cw1.852XD487)=(35.7710)+10.67X(0.5197+2)1.852X500/(1101.852X0.74.87)=26.20m.為了選泵，估計

30、泵站內(nèi)部水頭損失。一般水泵吸水管道設(shè)計流速為1.2-2.0m/s,局部阻力系數(shù)可按5.0-8.0考慮，沿程損失較小，可以忽略。則泵站內(nèi)部水頭損失約為：Hpm1=8.0<2.02/2X9.81=1.63m貝U泵站揚程為Hp=26.20+1.63=27.8m.(2)水塔高度設(shè)水塔所在節(jié)點水頭為Hj,地面標高為Zj,即水塔高度為：Htj=Hj-Zj=28.82-0=28.82m.六、校核水力計算(1)消防時管網(wǎng)核算該城區(qū)同一時間火災(zāi)次數(shù)為兩次，一次滅火用水量為35L/so從安全和經(jīng)濟角度來考慮，失火點一個放在控制點9.另一個放在離泵站較遠且靠近企業(yè)甲的節(jié)點7。消防時除節(jié)點7、9附加35L/s的

31、消防流量外，其余各節(jié)點的流量與最高時相同。消防時管網(wǎng)所需總流量519.75+70=589.75L/s。其核算結(jié)果如下：|翅他面標高融標融標攤繳排頭自由水頭湖謔1*11國貶S0103.865-101.449-519,7531.933L930.M210己知座里0673.913840.5839.8227.8527.350.0031101050.72942.029-150.3028.10取1。0.0042已為疏i079,710177.294739.6231.5131.510.0053雙流i0403.382149,756T9.6328.0626.060.0064曲水壓0760.37227.053-31.

32、9120.0026.000.0075善唏i016.W376,012T9.6328.5828.580.0066曲漉03M,565449.275159.2624,6024.300.0097E»S0T17.391545.8941H,3519.9419.9435,M1080-41.0628576.32939.8222串22.580.00119era0335.749772.947T9.6323.04a.0435.00麹蜥。網(wǎng)施期修ffl憾服癱W!*1：_m12砌。1TO_11050D012M0.11061。眥2_10a83酬枷加15000(J.23um3_11mazI1D卿的1ii-FIj.o

33、t<01(6(4_12ramJ5就1枷_獨_110mo-OpS彼山?！敬?13靶910唧枷-fflii順_o曜也481成-A.0M16二R(OOH1(11就1川皿二川1-15,15-0,3施伽T0Lm然23哪1則Effl110JW.0-0292.M34001316181皿H¥T1(Wi/oi期一mJW.0-Ob二峰二細網(wǎng)13IW蒯二卿WI卯,iiJ50.0-Ol.STFQ.聊-io5MH珊i6W1/DI皿BO0lti.563.3m11_!m胡LW1/DI口110_w0M_aQ州12I物Ha療血皿I1Dmo0135.fi浦_l.0tim3_S珊tm/01/n3JD110_rao0U(.86二皿119一ram56WI/DI加1101500Q赧26.DOIMOOM從表格中可以看出，管網(wǎng)各節(jié)點的實際自由水壓都滿足H>10nH2O(98kPa)符合消防要求。(2)事故時管網(wǎng)核算設(shè)89管段損壞需關(guān)閉檢修，按