給水管網(wǎng)課程設(shè)計

給水管網(wǎng)課程設(shè)計.

HUBEIPOLYTECHNICUNIVERSITY課程設(shè)計題目：某城市給水管網(wǎng)初步設(shè)計教學院：環(huán)境科學與工程學院課程：給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)專 業(yè)： 給水排水工程 學 號： 201040320129 學生姓名： 王松 指導(dǎo)教師： 周國勝 2013年5月25日目錄、給水管網(wǎng)設(shè)計任務(wù)書TOC\o"1-5"\h\z課程設(shè)計題目 2課程設(shè)計內(nèi)容 2基本資料 2進度安排 3基本需求 3設(shè)計成果 3設(shè)計步驟 31.8參考資料1.8參考資料 3二、給水管網(wǎng)設(shè)計計算說明書 TOC\o"1-5"\h\z最高日設(shè)計用水量計算 4設(shè)計用水量變化及其調(diào)節(jié)計算 5確定給水管網(wǎng)定線方案 7設(shè)計流量初分配與管徑設(shè)計 8設(shè)計工況水力分析計算 112.6水塔與水泵設(shè)計…?2.6水塔與水泵設(shè)計…?… 12消防校核 12事故安全校核 12水塔最大轉(zhuǎn)輸工況校核 13 14三、設(shè)計結(jié)束語與心得體會 14一、給水管網(wǎng)設(shè)計任務(wù)書課程設(shè)計題目某城市給水管網(wǎng)初步設(shè)計課程設(shè)計內(nèi)容某城市給水管網(wǎng)設(shè)計最高日用水量分項分析與總用水量計算；沿線流量、節(jié)點流量的計算及各管段設(shè)計流量初步擬定；根據(jù)初步擬定的管段設(shè)計流量，選取經(jīng)濟流速（參見教材表6.8,表7.7）或界限流量表（給水工程教材表7-1）初步計算各管段管徑（并考慮到消防、最大轉(zhuǎn)輸時及事故時等要求確定各管段的管徑），然后根據(jù)教材表7.8標準管徑選用界限表確定各管段標準管徑。管網(wǎng)水力計算（可采用相關(guān)計算軟件進行計算，如EPANET軟件）；確定控制點，計算從控制點到二級泵站的水頭損失，確定二級水泵流量揚程和水塔水箱高度；消防時、最大轉(zhuǎn)輸時和最不利管段發(fā)生事故時的校核，若不滿足要求，應(yīng)說明必須采取的措施。繪圖，在提供的總平面圖（1：10000）（僅供參考）基礎(chǔ)上確定給水管網(wǎng)定線方案，繪出經(jīng)過抽象的節(jié)點和管段環(huán)狀管網(wǎng)模型圖（1張），另針對環(huán)狀管網(wǎng)圖繪制消防時、最大轉(zhuǎn)輸時和最不利管段發(fā)生事故時校核的水力計算圖（3張）?；举Y料城市自然資料如下：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見地下水；最高氣溫：39℃；最低氣溫：-8℃；冰凍深度：0.5m。設(shè)計規(guī)模1）大用戶序號用戶名稱（人數(shù)）生產(chǎn)用水量1班次）（nJ班）時變化系數(shù)（Kb）要求水壓（MPa）I食品加工廠（300）2000(1)LI0.282針綱印染廠（1500）1200(3)LI0.28制藥廠C1000）400(2)1202S4氨肥廠（1200）30013)1.202S5火車站（50）2003.40282）居民用水量：規(guī)劃人口為8萬人,用水普及率為95%，居民生活綜合用水定額（含公建用水）：200?350L/人?日，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）綠化面積為30萬m2，澆灑道路面積為20萬m2。5）未預(yù)見水量及管網(wǎng)漏失水量可按最高日用水量的15~25%計。6）最高日小時用水量變化曲線（即占最高日用水量百分比和時間的關(guān)系）參見教材P146頁習題一（最高日小時用水量百分比與時間關(guān)系）的數(shù)據(jù)。計算時變化系數(shù)。擬定二級泵站供水曲線。管中設(shè)置水塔。地面集中大用戶高程（即節(jié)點地面高程）自己擬定。進度安排.給水管網(wǎng)的設(shè)計要求，設(shè)計原則及管網(wǎng)定線方案2天.給水管網(wǎng)水力計算3天.水泵選型及水塔高度的確定2天.消防時、最大轉(zhuǎn)輸時和最不利管段發(fā)生事故時的校核及采取必要措施3天.計算書的整理和排版2天.繪圖2天.5基本要求1、根據(jù)提供的總平面圖（1：10000）確定給水管網(wǎng)定線方案；2、進行基礎(chǔ)資料分析提出給水管網(wǎng)設(shè)計的可行性方案；3、完成相關(guān)的設(shè)計計算書及圖紙繪制工作；4、課程設(shè)計必須獨立完成；5、圖中文字一律用仿宋體書寫；圖例的表示方法應(yīng)符合一般規(guī)定和制圖標準；圖紙應(yīng)注明圖標欄及圖名；圖紙應(yīng)清潔美觀，主次分明，線條粗細有別；圖幅宜采用3號圖，必要時可選用2號圖；6、計算書內(nèi)容簡要，論證充分、文字通順、字跡端正。.6設(shè)計成果.設(shè)計計算書一份；.設(shè)計圖紙：節(jié)點和管段環(huán)狀管網(wǎng)模型圖、繪制消防時、最大轉(zhuǎn)輸時和最不利管段發(fā)生事故時校核的水力計算圖各一張。1.7設(shè)計步驟.明確設(shè)計任務(wù)及基礎(chǔ)資料，復(fù)習有關(guān)知識及設(shè)計計算方法.在平面圖上確定給水管網(wǎng)定線方案，進行水力學計算.設(shè)計圖紙繪制.設(shè)計計算書校核整理.8參考資料.《給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)》教材；.給水排水設(shè)計手冊第一冊、第三冊、第九冊、第十一冊等；.范瑾初，《給水工程》（第四版），中國建筑工業(yè)出版社，1999年；.姜乃昌，《水泵與水泵站》（第四版），中國建筑工業(yè)出版社，1998年；.室外給水設(shè)計規(guī)范；.其它相關(guān)資料。二、給水管網(wǎng)設(shè)計計算說明書設(shè)計用水量計算最高日設(shè)計用水量(1)城市最高日綜合生活用水量：規(guī)劃人口為8萬人,用水普及率為95%,居民生活綜合用水定額(含公建用水)：3001/人?日，建筑物為6層。Q=E4ijNiif(m3/d)i1000Q1=(300X80000)+1000X0.95=22800W/d)(2)工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量：Q.=EqB(1-f)(m3/d)2 2i2iQ=2000+1200X3+400X2+300X3+200=7500(m3/d)2(3)工業(yè)企業(yè)職工的生活用水和淋浴用水量：查《給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)》附錄二：職工淋浴用水量定額一般車間40L/(cap,班)

《給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)》：職工生活用水量定額：一般車間25L/(cap.班)職工生活與淋浴用水量用戶名稱食品加工生產(chǎn)班制每班職工人數(shù)每班淋浴人數(shù)(m3/d)生活用水淋浴用水小計廠13003007.51219.5針織印染廠3150075037.53067.5制藥廠21000500252045氮肥廠31200600302454火車站合計(Q3)50501.2523.25189.25(4)澆灑道路和綠化用水量：(參見《室外給水設(shè)計規(guī)范2006版》澆灑道路用水可按澆灑面積以2.0~3.0L/(m2?d)計算；澆灑綠地用水可按澆灑面積以1.0~3.0L/(m2?d)計算。)Q=q4F/4+q4F-=(300000x2.5+200000x1.5)+10004 1000=900(ms/d)(5)未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏水量：Q=0.2x(Q+Q+Q+Q)5 12 3 4=0.2X(22800+7500+189.25+900)=6277.85(ms/d)(6)消防用水量：室外消防用水量城鎮(zhèn)、居住區(qū)室外的消防用水量：(附表3)火災(zāi)次數(shù)：2一次滅火用水量：35L/s城鎮(zhèn)消防用水量為70L/s最高日設(shè)計用水量：Qd=(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)=22800+7500+189.25+900+6277.85=37667.1(ms/d)(取38000ms/d)2.1.2二級泵站分級供水擬定及時變化系數(shù)計算最高日小時用水量變化曲線(占最高日用水量百分比和時間的關(guān)系)依據(jù)課本P146頁習題一：最高日最高時用水量所占比例為：5.83%計算可得：k=5.83%x24=1.399田1.4h設(shè)計用水量變化及其調(diào)節(jié)計算取時變化系數(shù)：1.4,則：最高日最高時：Q=幺Q+=22167m3/h=615.5L/sh86.4由資料可知：最高日最高時用水量占日用水量5.83%供水泵站設(shè)計供水流量：38000X5.02%X1000^3600=530L/s水塔設(shè)計供水流量： 38000X(5.83%-5.02%)X1000^3600=85.5L/s4

最大轉(zhuǎn)輸流量：38000X(4.92%-3.31%)=611.8m3/h=169.9L/s清水池容積設(shè)計w=w+w+w+W12 3 4清水池調(diào)節(jié)容積設(shè)計時間一級泵站供水量Q1(%)二級泵站供水量Q2(%)Q1-Q20)Q1-Q2)(%時用水量Q3(%)(Q2-Q3)還頌2-Q3)(%)0一14.172.331.841.842.020.310.311—24.172.331.843.681.950.380.692—34.162.331.835.512.090.240.933—44.172.331.847.352.090.241.174—54.172.331.849.192.64-0.310.865—64.162.331.8311.023.1-0.770.096—74.174.92-0.7510.275.36-0.44-0.357—84.174.92-0.759.525.51-0.59-0.948—94.164.92-0.768.765.21-0.29-1.239—104.174.92-0.758.014.540.38-0.8510—114.174.92-0.757.264.70.22-0.6311—124.164.92-0.766.54.770.15-0.4812—134.174.92-0.755.755.19-0.27-0.7513—144.174.92-0.7554.790.13-0.6214—154.164.92-0.764.244.470.45-0.1715—164.174.92-0.753.494.480.440.2716—174.174.92-0.752.744.9200.2717—184.164.92-0.7605.13-0.210.0618—194.174.92-0.75-0.755.83-0.91-0.8519—204.174.92-0.75-1.55.47-0.55-1.420—214.164.92-0.76-2.265.41-0.49-1.8921—224.174.92-0.75-3.014.630.29-1.622—234.174.92-0.75-3.763.311.610.0123—244.162.331.8302.39-0.060清水池調(diào)節(jié)容積為W=[maxE(Q-Q)-minE(Q-Q)1Q= 11.02%-(-3.76%))*38000=5616.4m3 2'室外消防用水量城鎮(zhèn)、居住區(qū)室外的消防用水量：(附表3)火災(zāi)次數(shù)：2一次滅火用水量：35L/s城鎮(zhèn)消防用水量為 70L/sW2=2x3600x70+1000=504m3水廠自用水量容積按最高日用水設(shè)計用水量的5%計算，則W3二5%義Qd=5%X38000=1900m3.安全儲備水量按照前三個用水量總和的1/6計算：w4=(i/6)x(W1+W2+W3)二1336.73m3W …rmm3W清=W+W2+w3+W4=9357.13如采用兩座鋼筋混凝土水池，每座池子有效容積為4678.57m3。水塔容積計算水塔調(diào)節(jié)容積：W=LaxZ(Q2—Q3)—minZ(Q2—Q3)]xQd=(1.17%+1.89%)x38000=1162.8m3室內(nèi)消防儲備水量：(按照10分鐘室內(nèi)消防用水一次火災(zāi)每次10L/S)(參照《建筑設(shè)計防火規(guī)范2012版》W=10x60x10+1000=6m32W水塔=W+W2=1168.8m3確定給水管網(wǎng)定線方案管網(wǎng)定線為了供水安全，采用環(huán)狀管網(wǎng)，在定管線時，主要考慮了以下因素：L只考慮到配水干管和連接管；.干管盡可能通過用水量較大的區(qū)域，在定線時，盡可能滿足大用戶用水；.平行干管間距為500—800m；.按現(xiàn)有的道路規(guī)劃，盡可能減少過鐵路和過高級路面。.根據(jù)所給資料，結(jié)合城鎮(zhèn)規(guī)劃并考慮經(jīng)濟性和供水可靠性的要求，采用城區(qū)環(huán)狀給水、設(shè)置對置水塔，水廠至管網(wǎng)雙管輸水,水塔向管網(wǎng)也采用雙管接入管網(wǎng)。根據(jù)城市總平面規(guī)劃圖，設(shè)計為環(huán)狀管網(wǎng)，且環(huán)數(shù)為10,設(shè)置對置水塔。模型

2.4設(shè)計流量分配與管徑設(shè)計2.4.1集中流量的計算：用戶名稱生產(chǎn)用水量(m3/d)生活和淋雨用水量(m3/d)Kh最高時流量(L/s)食品加工廠200019.51.125.5針織印染廠360067.51.145.9制藥廠800451.212.5氮肥廠900541.211.2火車站2003.253.47.9集中流量103從整個城鎮(zhèn)管網(wǎng)分布情況來看，干管的分配比較均勻，故按長度流量法計算。(1)配水干管計算長度：二級泵站及水塔連接管段不參與配水，其計算長度為零。單側(cè)配水，其計算長度按實際長度的一半計入。其余均為雙側(cè)配水管段，均按實際長度計入。則：工Lw=14480m(2)配水干管比流量：最高時總用水量有上述計算查得為615.5L/s.集中流量：103L/s 沿線流量：615.5-103=512.5L/s- Q—2q比流量計算公式：匕2lns 乙lmi

=512.5+14480=0.0354L/(s.m)最高時管段沿線流量分配與節(jié)點設(shè)計流量計算管段或者節(jié)點編號管段配水長度（m）管段沿線流量（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100085.5-85.5273025.84211.217.52328.723387030.79838.76338.763488031.15239.29439.294562021.9487.935.40043.362609.20415.13415.134759020.88645.918.85164.751847016.63842.65742.657950017.741.94941.949102358.31936.28536.2851170024.7812.83312.8331284029.73617.78917.7891368024.07240.35640.3561449017.34625.539.64865.148151053.71719.29319.293162809.9120.000530-5301738013.45212.517.34629.8461838013.45237.17037.171963022.30231.50631.5062088031.15210.79710.7972154019.1162200232709.5582449017.3462544015.576261706.0182771025.1342890031.862944015.576合計14480512.592103512.592615.50.3管段設(shè)計流量初分配和管段直徑設(shè)計

參照第七章管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計表7-7,選取普通鑄鐵管（電價為1.0元/（KW.h）選取經(jīng)濟流速。管徑的確定管段編號初始分配流量（L/S）經(jīng)濟流速（m/s）管徑確立計算管徑（mm）標準管徑（mm）142.750.84254.562X250223.450.79194.41200316.710.75168.431504200.78180.69200532.040.82223.0525065.170.796.971007400.83247.712508360.83235.00250931.260.82220.312001047.170.87262.742501154.130.87281.4630012360.83235.002501373.160.9321.7130014600.88294.643001515.790.75163.731501620.790.78184.222001740.790.84248.6525018200.711.02500.545001921.690.79186.972002070.950.9316.82300211500.98441.46450222651.04569.592X6002311.890.72145.001502411.890.72145.001502526.890.8206.87200261600.98455.934502741.740.84251.532502890.80.93352.5835029149.21.05425.35450設(shè)計工況水力分析計算參照《給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)》第三章表3-2選取新鑄鐵管C=130w應(yīng)用EPANET平差軟件做管網(wǎng)平差計算結(jié)果：（假定（2）節(jié)點為控制點）設(shè)計工況水力分析計算結(jié)果

管段或節(jié)點編號管段節(jié)點管段流量(L/s)管內(nèi)流速(m/s)節(jié)點流量(L/s)節(jié)點水頭(m)地面標高(m)自由水壓(m)12義42.750.87-85.5142.8411329.84226.40.8428.621391112836.530.3738.76141.8711229.87410.970.3539.29142.9111230.91522.730.4643.3143.5911231.5962.220.2815.13144.2211232.22726.870.5564.75139.6110930.61834.850.7142.66141.0610932.06931.54141.95143.9611033.961037.860.7736.29146.3311036.331154.270.7712.83145.4311035.431244.210.917.79140.4710733.471371.871.0240.36142.1210735.121450.690.7265.15145.5510738.551512.70.7219.29146.9910640.991625.850.82-53010610601749.15129.85141.7310239.7318190.380.9737.17143.6810142.681921.170.6731.51145.8110243.812076.311.0810.8146.4310343.4321181.071.41222X2551.04239.320.532411.070.63259.540.326139.250.882739.170.82887.410.9129128.450.81根據(jù)《室外給水設(shè)計規(guī)范.2006版》規(guī)定節(jié)點自由水壓按照6層建筑所需水頭設(shè)計，即為28m.從計算結(jié)果可知，所有節(jié)點的自由水頭都大于28m，滿足水壓要求。大部分管段的流速都在經(jīng)濟流速范圍內(nèi)，滿足流速要求(個別管段因位于供水分界線附近，流速偏小)。故選取的(2)節(jié)點為控制點。6水泵與水塔的設(shè)計10水泵選型：設(shè)計清水池最低水位標高為106m.H=(H2-H(]標高)+10.67X(q)1.852L]+(C1,852D4.87)+H=(147-106)+0.38+Hpm一般水泵吸壓水管道設(shè)計流速為1.2~2.0m/s.局部阻力系數(shù)可按5.0~8.0考慮沿程水頭損失可以忽略不計.H=8.0X2.02/(2X9.81)=1.63m故H=41.38+1.63=43.01mpQ=265L/s根據(jù)水泵性能型譜圖：選取14Sh-13A型號水泵3臺(兩用一備)水塔設(shè)計高度Ht=H1-Z1=142.84-113=29.84m消防校核：按照室外消防用水量城鎮(zhèn)、居住區(qū)室外的消防用水量：(附表3)火災(zāi)次數(shù)：2一次滅火用水量：35L/s城鎮(zhèn)消防用水量為70L/s將火災(zāi)點選在控制點和遠離二級泵站，靠近大用戶和工業(yè)企業(yè)的節(jié)點處，選取節(jié)點(2),(8),火災(zāi)點各加上35L/s的節(jié)點流量。水塔作為定壓節(jié)點(142.84m),清水池輸入水量增加70L/s.應(yīng)用平差軟件得到各節(jié)點數(shù)據(jù)：(消防校核圖)滅火節(jié)點(2),(8)自由水壓分別為20.10m,32.77m均大于低壓消防10m水頭的要求，故滿足消防校核。11

水塔最大轉(zhuǎn)輸校核最高時各節(jié)點流量最大轉(zhuǎn)輸小時用水量最高時各節(jié)點流量最大轉(zhuǎn)輸工況各節(jié)點流量=最高時小時用水量=最高時各自節(jié)點流量X3.65%5.83%水塔作為定壓節(jié)點(142.84m)應(yīng)用平差軟件平差，管網(wǎng)各數(shù)據(jù)見下表:轉(zhuǎn)輸校核計算結(jié)果管段或節(jié)點編號管段節(jié)點管段流量(L/s)管內(nèi)流速(m/s)節(jié)點流量(L/s)節(jié)點水頭(m)地面標高(m)自由水壓(m)12X42.750.79-85.51131130211.920.3828.62142.9911131.99318.981.0723.9143.6611231.66415.070.4824.23151.1911239.19518.390.3726.7152.4211240.4265.660.729.33152.8411240.84755.81.1439.92146.4510937.45828.140.5726.3146.7810937.78923.380.7425.87151.911041.91027.720.5622.38153.9911043.991124.640.357.91153.5211043.521260.121.2210.97148.6310741.631367.190.9524.89149.9410742.941435.630.540.17153.3610746.361520.941.1911.89154.4110648.411646.611.48-5301061061746.940.9618.41151.0210249.0218148.580.7622.92152.3410151.341918.70.619.43153.69102