給水排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)

給水排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)某市城北給水管道設(shè)計(jì)姓名王東升學(xué)號(hào)***-*****11專業(yè)給水排水科學(xué)工程班級(jí)16-1學(xué)院水利與建筑工程學(xué)院任務(wù)書及原始資料設(shè)計(jì)名稱某市城北區(qū)給水管道的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)該市設(shè)計(jì)資料和平面圖進(jìn)行給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)，包括：1、給水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)；2、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)原始資料（1）城市總體規(guī)劃概況：某市近期規(guī)劃人口為12萬，其中城北區(qū)近期規(guī)劃人口8萬人，用水普及率預(yù)計(jì)100%，綜合用水量標(biāo)準(zhǔn)采用300L/capd,城區(qū)大部分建筑在6層，屋內(nèi)有給排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備，區(qū)內(nèi)有工業(yè)企業(yè)甲。（2）城市用水情況：城市生活用水量變化情況如下表：時(shí)間0?11?20.702?30.903?41.104?51.305?63.916?76.617?85.848?99?1010?1111?127.046.697.177.31用水量1.10時(shí)間12?1313?1414?1515?1616?1717?1818?1919?2020?2121?2222?2323?24用水量6.625.233.594.764.245.996.975.663.052.011.420.79（3）工業(yè)企業(yè)基本情況甲企業(yè)（含工業(yè)企業(yè)職工生活用水和生產(chǎn)用水）和乙企業(yè)用水量分別為3000m3/d和2500m3/d，均勻使用，工業(yè)用水要求水壓不小于24m，水質(zhì)同生活飲用水：工廠房屋最大體積為5000m3（廠房）,房屋耐火等級(jí)為三，生產(chǎn)品危險(xiǎn)等級(jí)為乙。（4）其他平面圖見附圖（按照A4版幅打印，比例尺為1：*****）。1.4設(shè)計(jì)內(nèi)容（1）進(jìn)行給水管網(wǎng)的布線，確定給水系統(tǒng)布置形式、給水管網(wǎng)布置形式、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物位置；（2）選擇管材；（3）計(jì)算最高日用水量，二泵站、管網(wǎng)、輸水管設(shè)計(jì)流量；（4）確定水塔的容積、設(shè)置高度：（5）計(jì)算管網(wǎng)各管道的管徑；（6）計(jì)算管網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的水壓標(biāo)高、自由水頭；1.5設(shè)計(jì)步驟（1）給水系統(tǒng)布置確定給水系統(tǒng)的給水方式，如統(tǒng)一給水、分系統(tǒng)給水，地表水給水、地下水給水，說明原因；確定給水管網(wǎng)的布置形式，如有水塔給水管網(wǎng)、無水塔給水管網(wǎng)，枝狀給水管網(wǎng)、環(huán)狀給水管網(wǎng)，說明原因；確定調(diào)節(jié)構(gòu)筑物位置；確定一泵房、二泵房供水方式，如一級(jí)供水、二級(jí)供水，說明原因。（2）給水管網(wǎng)布線包括干管及干管之間的聯(lián)絡(luò)管；根據(jù)平面布置圖確定管線布置方向；按照布管原則進(jìn)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?yàn)榛鶞?zhǔn)平行布置干管，以最短的距離到達(dá)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；繪制給水管網(wǎng)定線草圖（管線、節(jié)點(diǎn)、管長）。（3）設(shè)計(jì)用水量計(jì)算城市最高日設(shè)計(jì)用水量；計(jì)算最高日用水量變化情況；計(jì)算最高日最高時(shí)設(shè)計(jì)用水量；計(jì)算二泵房、水塔、管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量；計(jì)算清水池容積。（4）管材選擇（5）管網(wǎng)水力計(jì)算計(jì)算比流量、節(jié)點(diǎn)流量、集中流量，初分流量；確定管徑、水頭損失、流速；管網(wǎng)平差（編程）；計(jì)算各節(jié)點(diǎn)水壓、自由水頭；輸水管水力計(jì)算；確定控制點(diǎn)；計(jì)算水壓標(biāo)高、自由水壓；二、給水系統(tǒng)的布置給水系統(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(jì)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、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(jì)選擇單水源給水系統(tǒng)。從設(shè)計(jì)施工費(fèi)用等方面考慮，單水源統(tǒng)一給水系統(tǒng)的投資也相對(duì)較小，較為經(jīng)濟(jì)。綜上所訴，本設(shè)計(jì)采用單水源統(tǒng)一給水系統(tǒng)。2.2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(dāng)管中某一段管線損壞時(shí)，在該管段以后的所有管線就會(huì)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(shí)，可以關(guān)閉附近的閥門是和其余管線隔開，以進(jìn)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(jià)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(yuǎn)期經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，本實(shí)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)。2.3二級(jí)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(duì)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(jí)供水的辦法，分級(jí)供水的原則是：（1）泵站各級(jí)供水線盡量接近用水線，以減小水塔的調(diào)節(jié)容積，分級(jí)輸一般不多于三級(jí)：（2）分級(jí)供水時(shí)，應(yīng)注意每級(jí)能否選到合適的水泵，以及水泵機(jī)組的合理搭配，盡可能滿足今后和一段時(shí)間內(nèi)用水量增長的需要。依據(jù)以上原則，本設(shè)計(jì)采用二泵房分二級(jí)供水。三、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(gè)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(jì)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(jià)，因此定線時(shí)需要慎重考慮。水塔應(yīng)盡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(shí)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(biāo)又很明顯，故選擇水塔位置時(shí)，需考慮防空、整個(gè)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(fù)荷較大的用水區(qū)，并以最短距離向用戶送水。?靠近道路、公路，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(shí)平面與立面相隔間距的規(guī)定與要求。按照布管原則進(jìn)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?yàn)榛鶞?zhǔn)平行布置干管，以最短的距離到達(dá)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：（附圖）四、設(shè)計(jì)用水量最高日設(shè)計(jì)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。①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(jì)100％，綜合用水量標(biāo)準(zhǔn)采用300L/capd則最高日綜合生活用水量：Q1=300x*****x100%=***_*****L/d=*****(m3/d)②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3000m3/d,則Q2+Q3=3000m3/d=34.72L/s③澆灑道路和綠化用水量：由資料知：Q4=0。④未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失水量：Q5=(15%--25%)x(Q1+Q2+Q3+Q4)，這里取20%，則Q5=20%x(*****+3000)m3/d=5400m3/d。⑤消防用水量：根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》該城市消防用水量定額為35L/s，同時(shí)火災(zāi)次數(shù)為2次。故城市消防用水量為：Q6=35x2=70L/s所以：最高日設(shè)計(jì)用水量為：Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=*****+3000+0+5400=*****m3/d。取Qd=*****m3/d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(shí)間0~11~22~33~44~55~66~77~88~99~1010?11?1112用水量1.100.700.901.101.303.916.615.847.046.697.177.3112~13~14~15~16~17~18~19~20~21~22~23~131415161718192021222324時(shí)間用水量6.625.233.594.764.245.996.975.663.052.011.420.79根據(jù)“用水量計(jì)算表”繪制最大日用水量變化曲線(見下圖)最高日最高時(shí)設(shè)計(jì)用水量一級(jí)泵站全天運(yùn)轉(zhuǎn)，流量為最高日用水量的4.17；二級(jí)泵站分兩級(jí)供水：第一級(jí)從21時(shí)到5時(shí)，供水量為1.16%，第二級(jí)從5時(shí)到21時(shí)，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，城市最高日用水有兩個(gè)高峰：一是早上8:00--12:00，一是下午17：00--20:00，最高時(shí)用水量是在上午11:00--12:00，為全天的7.31%。則時(shí)變化系數(shù)為Kh=7.31%/4.17%=1.75.故，最高日最高時(shí)用水量為：Qh=KhxQd/86.4=1.75x*****/86.4=668.4L/s。4.4計(jì)算二泵房、水塔、管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量由最高日設(shè)計(jì)用水量為*****m3/d，且管網(wǎng)中設(shè)置有水塔，貝出二泵房的設(shè)計(jì)供水流量為：*****x5.67%x1000/3600=519.75L/So水塔的設(shè)計(jì)供水流量為：*****x(7.31%-5.67%)xl000/3600=150.3L/s。4.5計(jì)算清水池設(shè)計(jì)容積和水塔設(shè)計(jì)容積由用水量變化曲線與分級(jí)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(jì)算給水二級(jí)(供水)泵站供水量(%)處理清水池調(diào)節(jié)容積計(jì)水塔調(diào)節(jié)容積計(jì)算時(shí)間供水設(shè)置水不設(shè)水算設(shè)置水塔(%)(%)量(%)塔塔(1) (2)0-11C22C33C44C55C66C7(3)1.161.161.161.161.165.675.67(4) (2)-(3)1.100.700.901.101.303.916.613.013.013.003.013.01-1.51-1.50工3.016.029.0212.0315.0413.5312.03(3)-(4)0.060.460.260.06-0.141.76-0.94工0.060.520.780.840.702.461.524.174.174.164.174.174.164.177C84.175.675.84-1.5010.53-0.171.358C94.165.677.04-1.519.02-1.37-0.029C104.175.676.69-1.507.52-1.02-1.0410C114.175.677.17-1.506.02-1.50-2.5411C124.165.677.31-1.514.51-1.64-4.1812C134.175.676.62-1.503.01-0.95-5.1313-144.175.675.23-1.501.510.44-4.6914-154.165.673.59-1.510.002.08-2.6115-164.175.674.76-1.50-1.500.91-1.7016174.175.674.24-1.50-3.001.43-0.2717-184.165.675.99-1.51-4.51-0.32-0.5918-194.175.676.97-1.50-6.01-1.30-1.8919-204.175.675.66-1.50-7.510.01-1.8820-214.165.673.05-1.51-9.022.620.7421-224.171.162.013.01-6.01-0.85-0.1122-234.171.161.423.01-3.00-0.26-0.3723-244.161.160.793.000.000.370.00合計(jì)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(chǔ)存調(diào)節(jié)用水外還存放消防用水,貝清水池有效容積W為：W=W1+W2+W3+W4其中：W—清水池總?cè)莘em3；W1—調(diào)節(jié)容積；m3；W2—消防儲(chǔ)水量m3,按2小時(shí)火災(zāi)延續(xù)時(shí)間計(jì)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%計(jì)算，W4—安全貯量按W1+W2+W3取整后計(jì)算。在缺乏資料時(shí)，一般清水池設(shè)計(jì)容積可按最高日用水量的10%--20%計(jì)算，這里取15%。故本次設(shè)計(jì)的清水池容積為：W=*****x15%=4950m3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(jì)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(jì)算。在缺乏資料時(shí)，一般水塔容積可按最高日用水量的2.5%--3%至5%--6%計(jì)算，城市用水量最大時(shí)取低值。這里取5%，故水塔設(shè)計(jì)容積為W=*****x5%=1650m3五、管材的選擇選擇陶土管道作為輸水管道（Cw=110）六、管網(wǎng)水力計(jì)算6.1用水量計(jì)算①集中用水量集中用水量主要為工廠的生產(chǎn)用水量和職工生活用水量，當(dāng)工人淋浴時(shí)間與最大時(shí)供水重合時(shí)淋浴用水也應(yīng)該計(jì)入集中用水量，否則不計(jì)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(shí)集中用水量為甲企業(yè)的總用水量3000m3/d=34.72L/So②節(jié)點(diǎn)流量計(jì)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(hào)1234567管段長度500100010007507507501000 （m）配水長度05005003757503751000（m）管段編號(hào)891011121314管段長度100075075075010001000200（m）配水長度10003757503755005000 （m）③比流量的計(jì)算：ql=（Qh-Jqi） /》L = （ 668.4-34.72 ） /（500x4+375x4+750x2+1000x2）=0.091L/s其中：Qh——為最高日最大時(shí)用水量L/s工qi——■為大用戶集中流量L/sIL——管網(wǎng)總的有效長度m。沿線流量計(jì)算：qi-j=qsLi-jLi-j一有效長度(m)；ql一比流量。計(jì)算見下表：最高時(shí)管段沿線流量分配與節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量管段或者節(jié)點(diǎn)標(biāo)號(hào)12345678管段配水長度(m)050050037575037510001000管段沿線流量(L/s)0.0045.545.534.1368.2634.1391.09