给水管网课程设计

课程设计题目：某城市给水管网初步设计教学院：环境科学与工程学院课程：给水排水管网系统专业：给水排水工程学号：201040320129学生姓名：王松指导教师：周国胜2013年5月25日1目录一、给水管网设计任务书21.1课程设计题目21.2课程设计内容21.3基本资料21.4进度安排31.5基本需求31.6设计成果31.7设计步骤31.8参考资料3二、给水管网设计计算说明书42.1最高日设计用水量计算42.2设计用水量变化及其调节计算52.3确定给水管网定线方案72.4设计流量初分配与管径设计82.5设计工况水力分析计算112.6水塔与水泵设计122.7消防校核122.8事故安全校核122.9水塔最大转输工况校核13三、设计结束语与心得体会142一、给水管网设计任务书1.1课程设计题目某城市给水管网初步设计1.2课程设计内容1.2.1某城市给水管网设计最高日用水量分项分析与总用水量计算；1.2.2沿线流量、节点流量的计算及各管段设计流量初步拟定；1.2.3根据初步拟定的管段设计流量，选取经济流速（参见教材表6.8，表7.7）或界限流量表（给水工程教材表7-1）初步计算各管段管径（并考虑到消防、最大转输时及事故时等要求确定各管段的管径），然后根据教材表7.8标准管径选用界限表确定各管段标准管径。1.2.4管网水力计算（可采用相关计算软件进行计算，如EPANET软件）；1.2.5确定控制点，计算从控制点到二级泵站的水头损失，确定二级水泵流量扬程和水塔水箱高度；1.2.6消防时、最大转输时和最不利管段发生事故时的校核，若不满足要求，应说明必须采取的措施。1.2.7绘图，在提供的总平面图（1：10000）（仅供参考）基础上确定给水管网定线方案，绘出经过抽象的节点和管段环状管网模型图（1张），另针对环状管网图绘制消防时、最大转输时和最不利管段发生事故时校核的水力计算图（3张）。1.3基本资料1.3.1城市自然资料如下：土层:属非自重湿陷性黄土地区；地震烈度:5级；地下水深:地面以下5m见地下水；最高气温:39℃；最低气温:-8℃；冰冻深度:0.5m。1.3.2设计规模1）大用户2）居民用水量：规划人口为8万人,用水普及率为95%，居民生活综合用水定额3（含公建用水）：200～350L/人·日，建筑物为6层。3）印染厂、制药厂和氨肥厂每班有1/2员工需淋浴。4）绿化面积为30万m2,浇洒道路面积为20万m2。5）未预见水量及管网漏失水量可按最高日用水量的15~25%计。6）最高日小时用水量变化曲线（即占最高日用水量百分比和时间的关系）参见教材P146页习题一（最高日小时用水量百分比与时间关系）的数据。计算时变化系数。拟定二级泵站供水曲线。管中设置水塔。1.3.3地面集中大用户高程（即节点地面高程）自己拟定。1.4进度安排1．给水管网的设计要求，设计原则及管网定线方案2天2．给水管网水力计算3天3．水泵选型及水塔高度的确定2天4．消防时、最大转输时和最不利管段发生事故时的校核及采取必要措施3天5．计算书的整理和排版2天6．绘图2天1.5基本要求1、根据提供的总平面图（1：10000）确定给水管网定线方案；2、进行基础资料分析提出给水管网设计的可行性方案；3、完成相关的设计计算书及图纸绘制工作；4、课程设计必须独立完成；5、图中文字一律用仿宋体书写；图例的表示方法应符合一般规定和制图标准；图纸应注明图标栏及图名；图纸应清洁美观，主次分明，线条粗细有别；图幅宜采用3号图，必要时可选用2号图；6、计算书内容简要，论证充分、文字通顺、字迹端正。1.6设计成果1．设计计算书一份；2．设计图纸：节点和管段环状管网模型图、绘制消防时、最大转输时和最不利管段发生事故时校核的水力计算图各一张。1.7设计步骤1．明确设计任务及基础资料，复习有关知识及设计计算方法2．在平面图上确定给水管网定线方案，进行水力学计算3．设计图纸绘制4．设计计算书校核整理1.8参考资料1．《给水排水管网系统》教材；2．给水排水设计手册第一册、第三册、第九册、第十一册等；3．范瑾初，《给水工程》（第四版），中国建筑工业出版社，1999年；4.姜乃昌，《水泵与水泵站》（第四版），中国建筑工业出版社，1998年；5．室外给水设计规范；6．其它相关资料。4二、给水管网设计计算说明书2.1设计用水量计算2.1.1最高日设计用水量(1)城市最高日综合生活用水量:规划人口为8万人,用水普及率为95%，居民生活综合用水定额（含公建用水）：300L/人·日，建筑物为6层。)/(10003111dmfNqQiiQ1=（300×80000）÷1000×0.95=22800(m3/d)(2)工业企业生产用水量:2Q)/)(1(322dmfBqiiQ2=2000+1200×3+400×2+300×3+200=7500(m3/d)(3)工业企业职工的生活用水和淋浴用水量：查《给水排水管网系统》附录二：职工淋浴用水量定额一般车间40L/(cap.班)《给水排水管网系统》：职工生活用水量定额：一般车间25L/(cap.班)用户名称生产班制每班职工人数每班淋浴人数职工生活与淋浴用水量)/(3dm生活用水淋浴用水小计食品加工厂13003007.51219.5针织印染厂3150075037.53067.5制药厂21000500252045氮肥厂31200600302454火车站50501.2523.25合计（Q3)189.25（4）浇洒道路和绿化用水量：(参见《室外给水设计规范2006版》浇洒道路用水可按浇洒面积以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。)510005.12000005.23000001000444444）（bbaiNqfNqQ=900(m3/d)（5）未预见水量和管网漏水量：)(2.043215QQQQQ=0.2×(22800+7500+189.25+900)=6277.85(m3/d)(6)消防用水量：室外消防用水量城镇、居住区室外的消防用水量：（附表3）火灾次数：2一次灭火用水量：35L/s城镇消防用水量为70L/s最高日设计用水量：)(54321QQQQQQd=22800+7500+189.25+900+6277.85=37667.1(m3/d)（取38000m3/d）2.1.2二级泵站分级供水拟定及时变化系数计算最高日小时用水量变化曲线（占最高日用水量百分比和时间的关系）依据课本P146页习题一：最高日最高时用水量所占比例为：5.83%计算可得：4.1399.124%83.5hk2.2设计用水量变化及其调节计算取时变化系数：1.4，则：最高日最高时：221674.86dhhQkQm3/h=615.5L/s由资料可知：最高日最高时用水量占日用水量5.83%供水泵站设计供水流量：38000×5.02%×1000÷3600=530L/s水塔设计供水流量：38000×（5.83%-5.02%）×1000÷3600=85.5L/s6最大转输流量：38000×(4.92%-3.31%)=611.8m3/h=169.9L/s2.2.1清水池容积设计4321清水池调节容积设计时间一级泵站供水量Q1（%）二级泵站供水量Q2（%）Q1-Q2（%）∑(Q1-Q2)（%）时用水量Q3（%）(Q2-Q3)（%）∑(Q2-Q3)（%）0—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清水池调节容积为dQQQQQW)(min)((max21211（%)76.3(%02.11）×38000=5616.4m3室外消防用水量城镇、居住区室外的消防用水量：（附表3）火灾次数：2一次灭火用水量：35L/s城镇消防用水量为70L/s3250410007036002mW水厂自用水量容积按最高日用水设计用水量的5%计算，则dQW%537=5%×38000=1900m3.安全储备水量按照前三个用水量总和的1/6计算：)()6/1(3214清=1W+2W+3W+4W=9357.13m3如采用两座钢筋混凝土水池，每座池子有效容积为4678.57m3。2.2.2水塔容积计算水塔调节容积：3323218.116238000%)89.1%17.1()(min)(maxmQQQQQWd室内消防储备水量：（按照10分钟室内消防用水一次火灾每次10L/s）(参照《建筑设计防火规范2012版》3261000106010mW3218.1168m水塔2.3确定给水管网定线方案管网定线为了供水安全，采用环状管网，在定管线时，主要考虑了以下因素：⒈只考虑到配水干管和连接管；⒉干管尽可能通过用水量较大的区域，在定线时，尽可能满足大用户用水；⒊平行干管间距为500—800m；⒋按现有的道路规划，尽可能减少过铁路和过高级路面。5.根据所给资料，结合城镇规划并考虑经济性和供水可靠性的要求，采用城区环状给水、设置对置水塔，水厂至管网双管输水,水塔向管网也采用双管接入管网。根据城市总平面规划图，设计为环状管网，且环数为10，设置对置水塔。模型图：82.4设计流量分配与管径设计2.4.1集中流量的计算：用户名称生产用水量(m³/d)生活和淋雨用水量(m³/d)Kh最高时流量(L/s)食品加工厂200019.51.125.5针织印染厂360067.51.145.9制药厂800451.212.5氮肥厂900541.211.2火车站2003.253.47.9集中流量103从整个城镇管网分布情况来看，干管的分配比较均匀，故按长度流量法计算。(1)配水干管计算长度：二级泵站及水塔连接管段不参与配水，其计算长度为零。单侧配水，其计算长度按实际长度的一半计入。其余均为双侧配水管段，均按实际长度计入。则：miL=14480m(2)配水干管比流量：最高时总用水量有上述计算查得为615.5L/s.集中流量：103L/s沿线流量：615.5-103=512.5L/s比流量计算公式：ql=512.5÷14480=0.