给水管网设计计算说明书

武汉理工大学《上海郊区枫洋镇给水管网设计》-1-目录1设计原始资料……………………………………………………2设计用水量………………………………………………………2.1最高日用水量………………………………………………2.2最高日最高时用水量………………………………………2.3消防时用水量………………………………………………2.4事故时用水量………………………………………………3管网定线…………………………………………………………3.1管网定线原则………………………………………………3.2管线布置及最不利点的选择………………………………4流量分配…………………………………………………………4.1流量分配原则………………………………………………4.2流量分配结果………………………………………………5管径及水头损失计算……………………………………………5.1管径的确定…………………………………………………5.2水头损失计算公式选择……………………………………6管网平差计算……………………………………………………6.1最高用水时…………………………………………………6.2消防时………………………………………………………6.3事故时………………………………………………………7确定水泵扬程、选泵及计算各节点水压………………………7.1最高用水时…………………………………………………7.2水防时………………………………………………………7.3事故时………………………………………………………8材料统计表附录…………………………………………………………………附录1……………………………………………………………附录2……………………………………………………………参考文献……………………………………………………………武汉理工大学《上海郊区枫洋镇给水管网设计》-2-1设计原始资料上海郊区某城镇规划有居民20万人，用水普及率按98.5%计，城区布置如城区规划图所示，城区地形平坦，地面标高均为21.00米。现在城区西南角建一西区水厂，东南角建一东区水厂，两水厂最高日产水量分别占总用水量的一定比例，东区水厂占70%，西区水厂占30%，清水池最低水位18.00米。要求管网干管上最不利点最小服务水头为28.00米，消防时最低水压不小于10.00米。根据调查统计，城区集中用水量见表1；最高日每小时用水量变化见表2。城镇道路面积为（实测）；街坊绿化面积达25%。工业用水量统计表表1单位水量(T/H)班制单位水量(T/H)班制农桥予制厂152航运社53人民综合厂201粮食局51汽车运输公司103酿造厂303南桥机械五金厂252轧化厂402农机厂301疏菜公司52供电所51印刷厂103船厂303游泳池302化肥厂601招待所253运输公司51江海饮料厂203汽车站53消防队53建筑公司51浴池152最高日每小时用水量变化表2时间0～11～22～33～44～55～66～77～88～99～1010～1111～12用水量(%)1.691.601.591.511.601.702.854.545.035.345.535.61时间12～1313～1414～1515～1616～1717～1818～1919～2020～2121～2222～2323～24用水量(%)5.795.755.735.795.976.348.027.744.651.971.881.78武汉理工大学《上海郊区枫洋镇给水管网设计》-3-2设计用水量2.1最高日用水量最高日用水量包括：综合生活用水量Q1、工业企业用水量Q2、浇洒道路和绿地用水量Q3、城市的未预见用水量Q4、管网漏失水量Q5。1)综合生活用水量Q1：Q1=qNf(m3/d)式中q：最高日生活用水量定额，m3/（d˙人)；N：设计年限内计划人口数；f：自来水普及率，%。由设计资料知：N＝200000人f=98.5%查阅综合生活用水定额表：上海郊区枫洋镇属一区中小城市最高日用水量定额为220~370L/(cap˙d)。选取300L/(cap˙d)进行设计计算则：Q1＝300×200000×98.5%/1000＝59100m3/d2)工业企业用水量Q2：按每班8小时计算，各单位用水量见下表：单位水量(T/H)班制用水量T/d用水量L/s单位水量(T/H)班制用水量T/d用水量L/s农桥予制厂1522402.78航运社531201.39人民综合厂2011601.85粮食局51400.46汽车运输公司1032402.78酿造厂3037208.32武汉理工大学《上海郊区枫洋镇给水管网设计》-4-南桥机械五金厂2524004.63轧花厂4026407.41农机厂3012402.78疏菜公司52800.93供电所51400.46印刷厂1032402.78船厂3037208.33游泳池3024805.56化肥厂6014805.56招待所2536006.94运输公司51400.46江海饮料厂2034805.56汽车站531201.39消防队531201.39建筑公司51400.46浴池1522402.78总计工业企业用水量Q2＝6480(T/d)，即6480m3/d＝75L/s。3)浇洒道路和绿地用水量Q3通过测量得到街区面积为3692893.4232m;道路面积330864.3432m.浇洒道路用水量可按浇洒面积以2.0~3.0L/(m2˙d)计算；浇洒绿地用水可按浇洒面积以1.0~3.0L/(m2˙d)计算。本次计算前者取2.0L/(m2˙d)，后者取2.0L/(m2˙d)。Q3=2.0×330864.343+2.0×3692893.423×25%=2508.18m3/d4)城市的未预见用水量Q4Q4=(10%~12%)(Q1+Q2+Q3)=10%×(59100+6480+2508.18)=6788.84m3/d5)管网漏失水量Q5Q5=(8%~12%)(Q1+Q2+Q3+Q4)=10%×（59100+6480+2508.18+6788.84)=7467.72m3/d最高日用水量Qd＝Q1+Q2+Q3+Q4+Q5＝59100+6480+2508.18+6788.84+7467.72＝82144.93m3/d武汉理工大学《上海郊区枫洋镇给水管网设计》-5-2.2最高日最高时用水量Qh由最高日每小时用水量变化表知，最高时为18~19h，占全天用水量的8.02%则可求得Kh=8.02/4.17=1.92Qh=KhQd/86.4＝1828.30L/s东厂供水70%为：1828.30×70%＝1279.81L/s西厂供水30%为：1828.30×30%＝548.49L/s2.3消防时用水量由给排水设计手册可知，少于或等于20万人的城镇居住区室外消防用水量：同一时间内火灾次数为2次，一次灭火用水量45L/s。故消防时用水量为：Q消防＝1828.30+45×2＝1918.30L/s2.4事故时用水量管网主要管线损坏时必须及时检修，在检修时间内供水量允许减少。事故时应有的流量在城市为设计用水量的70%，即：Q事故＝70%×1828.30＝1279.81L/s3管网定线3.1管网定线原则城市给水管网定线是指在地形平面图上确定管线的走向和位置。定线时一般只限于管网的干管以及干管之间的连接管。由于给水管线一般敷设在街道下，就近供水给两侧用户，所以管网的形状常随城市的总平面布置图而定。定线时考虑的要点如下：1)干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户的水流方向一致。2)干管位置应从用水量较大的街区通过。3)干管的间距，可根据街区情况，采用500～800m。武汉理工大学《上海郊区枫洋镇给水管网设计》-6-4)连接管的间距考虑在800－1000m左右。5)干管一般按城市规划道路定线。6)管线大致均匀的分布于整个给水区，保证用户有足够的水压。7)管网中还须安排其他一些管线和附属设备3.2管线布置最不利点的选择输配水管网有两种基本形式：树状网和环状网。树状网一般用于小城市和小型工矿企业。新建城区一般建环状网。环状网优缺点：（1）供水可靠；（2）大大减轻因水锤作用产生的危害；（3）造价高，管线长。树状网优缺点：（1）管线最短；（2）造价最低；（3）供水可靠性较差，水质易坏。根据以上原则，以城市地形、城市规划道路、干管间距为主要考虑对象，本设计采用环状网，在管网分解、合并和省略后具体布置图见附录.管网布置及流量初次分配图，图中已经标明各环的编号，以及各节点的编号，以及各管段的初次流量分配情况。最不利点是指管网中控制水压的点。只要该点的自由水压满足要求，则其余各点均满足要求，而且要以控制点为计算水头损失的起点。最不利点主要有三种：1.地形最高点2.离二级泵站最远点3.大用户点布置管线后，按照管网的主要供水方向，拟定了各管段的水流方向。12点距离东、西区水厂均较远，东厂给水量大西厂给水量少（在两水厂供水区的交界处），从而选定该点为最不利点。武汉理工大学《上海郊区枫洋镇给水管网设计》-7-4流量分配4.1流量分配原则管网中任一管段的流量，由两部分组成：一部分是沿该管线长度L配水的沿线流量，另一部分是通过该管段输水道以后管段的转输流量。转输流量沿整个管段不变。对于沿线流量，利用折算系数，将其化为节点流量。因此，管网任一节点i的节点流量等于与该节点相连各管段的沿线流量总和的一半。环状管网分配流量时，必须保持每一节点的水流连续性，也就是流向节点的流量必须等于流离该节点的流量，以满足节点流量平衡条件即：qi+∑qij=0式中：qi节点i的节点流量，L/s.qij从节点i到节点j的管段流量，L/s.首先，需求出沿线流量和节点流量。沿线流量是指供给该管段两侧用户所需流量。节点流量是从沿线流量折算出的并且假设是在节点集中流出的流量。计算沿线流量时，假定用水量均匀分布在全部干管上，由此算出干管线单位长度的流量，即比流量sq。由比流量可以求出各管段沿线流量。环状管网：1)按照管网的主要供水方向，初步拟定各管段的水流方向，并选定整个管网的控制点。控制点是管网正常工作时和事故时必须保证所需水压的点，一般选在给水区内离二级泵站师出最远或地形较高之处。2)为了可靠供水，从二级泵站到控制点之间选定几条主要平行干管线，这些平行干管中尽可能均匀的分配流量，并且符合水流连续性。这样，当其中一条干管损坏，流量由其它干管转输时，不替使这些干管中流量增加过多。3)各干管线垂直的连接管，其作用主要是沟通平行干管之间的流量，有时起一些输水作用，有时只是就近供水到用户，平时流量一般不大，只有在干管损坏时才转输较大流量，因此连接管中可分配少的流量。武汉理工大学《上海郊区枫洋镇给水管网设计》-8-比流量：各管段长度见下表：供水管段编号管段长度m供水管段编号管段长度m1-2604.38-9701.022-3676.929-10700.443-4531.016-11769.124-51015.427-12681.291-6761.488-13742.082-7737.159-14717.723-8697.6710-15504.574-9776.1511-12601.45-101167.1912-13721.36-7601.2513-14396.887-8676.7314-15913.39合计长度15694.48hsQqql式中：qs比流量，L/(s˙m);Q：管网用水量总和L/s;∑q：大用户集中用水量L/s；∑l干管总长度（m），不包括穿越广场、公园等无建筑物地区的管线，只有一侧配水的管线，长度按一半计算。qs＝15694.48/)111.1128.3018(＝0.109L/s沿线流量：计算结果如下：管段编号管长m沿线流量L/s管段编号管长m沿线流量L/s1-2604.365.878-9701.0276.41武汉理工大学《上海郊区枫洋镇给水管网设计》-9-2-3676.9273.789-10700.4476.353-4531.0157.886-11769.1283.834-51015.42110.687-12681.2974.