给排水作业(3)

1/61、给排水作业(3)1）时变化系数2）泵站和水塔设计供水流量3）清水池和水塔调节容积表1某城市最高日各小时用水量小时0~11~22~33~44~55~6用水量（m3）303293313314396465小时12~1313~1414~1515~1616~1717~18用水量（m3）778719671672738769小时6~77~88~99~1010~1111~12用水量（m3）804826782681705716小时18~1919~2020~2121~2222~2323~24用水量m3）875820811695495359【解】：水量变化曲线如图1所示01002003004005006007008009001000051015202530系列1图1水量变化曲线1）根据Qh=Kh*Qd/24其中，Qh=875m3Qd=15000m3/d所以，时变化系数Kh=1.42）日平均供水量百分数为1/24=4.17%，最高时用水量是18~19点，为875m3,其用水量为全天用水量的5.83%。2/6第一级平均用水量占全天用水量的百分数：4953593032933133143964652.45%150008第二级平均用水量占全天用水量的百分数：8048267826817057167787196716727387698758208116955.03%1500016水泵站设计供水流量为：15000×5.03%×1000÷3600=210L/s水塔设计供水流量为：15000×（5.83%—5.03%）×1000÷3600=33L/s所以，泵站泵站设计供水流量为210L/s，水塔设计供水流量为33L/s。3）清水池调节容积为计算见图2中第5、6列，Q1为第（2）项，Q2为第（3）项，第5列为调节流量Q1—Q2,第6列为调节流量累计值∑（Q1—Q2），其最大值为10.3，最小值为-3.43，则清水池调节容积为：10.3—（-3.43）=13.73（%）水塔调节容积计算见图2中第7、8列，Q1为第（3）项，Q2为第（4）项，第7列为调节流量Q1—Q2,第8列为调节流量累计值∑（Q1—Q2），其最大值为2.15，最小值为-0.2，则清水池调节容积为：2.15—（-0.2）=2.35（%）表2清水池与水塔调节容积计算表小时给水处理供水量（%）供水泵站供水量（%）清水池调节容积计算（%）水塔调节容积计算（%）设置水塔不设水塔设置水塔-1-2-3-4(2)-(3)∑(3)-(4)∑∑0~14.172.452.021.721.720.430.431~24.172.451.951.723.440.50.932~34.162.452.091.715.150.361.293~44.172.452.091.726.870.361.654~54.172.452.641.728.59-0.191.465~64.162.453.11.7110.3-0.650.816~74.175.025.36-0.859.45-0.340.477~84.175.035.51-0.868.59-0.48-0.018~94.165.025.21-0.867.73-0.19-0.29~104.175.034.54-0.866.870.490.2910~114.175.024.7-0.856.020.320.6111~124.165.034.77-0.875.150.260.8712~134.175.025.19-0.854.3-0.170.713~144.175.034.79-0.863.440.240.9414~154.165.034.47-0.872.570.561.515~164.175.024.48-0.851.720.542.0416~174.175.034.92-0.860.860.112.1517~184.165.035.13-0.87-0.01-0.12.0518~194.175.025.83-0.85-0.86-0.811.2419~204.175.035.47-0.86-1.72-0.440.820~214.165.025.41-0.86-2.58-0.390.4121~224.175.024.63-0.85-3.430.390.822~234.172.453.311.72-1.71-0.86-0.0623~244.162.452.391.7100.0603/6累计100100100调节容积=13.73调节容积=2.352、接上题，城市给水管网布置如图2所示，各管段长度与配水长度见表3，各集中用户最高时用水量见表4。试进行设计用水量分配和节点设计流量计算。清水池供水泵站水塔(1)(3)[10](10)(9)(8)(7)(6)(2)(4)(11)(5)[11][7][2][6][5][3][12][4][1][9][8]图2某城市给水管网图表3各管段长度与配水长度管段编号123456789101112管段长度(m)320160650770530500420430590520550470配水长度(m)00650385530500315215280220400120表4最高时集中用水流量集中用水户名称火车站学校宾馆医院工厂A工厂B工厂C集中用水流量(L/s)12.626.26.48.67.217.622.5所处位置节点编号266581011【解】：按管段配水长度进行沿线流量分配，先计算比流量[L/(s·m)]0.0393L/s12040022028021531550053038565022.50)17.607.208.606.4026.20(12.60-243.05lmiqni-QhQl由上题可知：qs1=210L/sqs2=33L/s各管段沿线流量分配与各节点设计流量计算见表5，例如：25.54L/s6500.0393lm3qlQm3同理可得qm4、qm5、qm6、qm7、qm8、qm9、qm10、qm11、qm124/61jQ=qn1－qs1＋0.5(qm1)=0－210＋0.5×0=-210L/s2jQ=qn2－qs2＋0.5(qm2)=12.6－33＋0.5×(0)=-20.4L/s3jQ=qn3－qs3＋0.5(qm1+qm3+qm4)=0－0＋0.5×(0+25.54+15.13)=20.335L/s4jQ=qn4－qs4＋0.5(qm2+qm3+qm6+qm11)=0－0＋0.5×(0+25.54+19.65+15.72)=30.455L/s5jQ=qn5－qs5＋0.5(qm4+qm5+qm12)=8.6－0＋0.5×(15.13+20.83+4.72)=28.94L/s6jQ=qn6－qs6＋0.5(qm5+qm6+qm7)=32.6－0＋0.5×(20.83+19.65+12.38)=59.03L/s7jQ=qn7－qs7＋0.5(qm7+qm8)=0－0＋0.5×(12.38+8.45)=10.415L/s8jQ=qn8－qs8＋0.5(qm10+qm11)=7.2－0＋0.5×(8.65+15.72)=19.385L/s9jQ=qn9－qs9＋0.5(qm9+qm10)=0－0＋0.5×（11.00+8.65）=9.825L/s10jQ=qn10－qs10＋0.5(qm8+qm9)=17.6－0＋0.5×（8.45+11.00）=27.325L/s11jQ=qn11－qs11＋0.5(qm12)=22.5－0＋0.5×4.72=24.86L/s、表5最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算管段或者节点编号管段配水长度（m)管段沿线流量（L/s)节点设计流量计算（L/s)集中流量沿线流量供水流量节点流量1000210-21020012.6033-20.4365025.5420.3420.34438515.1330.4530.45553020.838.620.3428.94650019.6532.626.4359.03731512.3810.4210.4282158.457.212.1919.399280119.839.83102208.6517.69.7327.331140015.7222.52.3624.86121204.720合计3615142.0678.6142.062430.163、接上题，进行管段设计流量分配和管段直径设计。【解】：1）管段设计流量分配节点设计流量已经在上题中计算得出。观察管网图形，可以看出，有两条主要供水方向，一条从泵站节点（1）出发，经过管段[1]、[4]、[12]通向节点（11），另一条也是从供水泵站节点（1）出发，经过[1]、[6]、[8]通向水塔节点（10），先在图中将这两条线路标出来。首先应确定枝线管段的设计流量，它们可以根据节点流量连续性方程，用逆树递推法计算。然后，从节点（3）出发，分配环状管网设计流量，[3]和[4]管段均属于主要供水方向，因此两者可分配相同的设计流量。管段[11]虽为垂直主要供水方向的管段，但其设计流量不能太小，必须考虑到主要供水方向上管段[6]发生事故时，流量必须从该管段绕过。另外，[8]和[9]共同承担（10）节点供水，如果其设计流量太大，必然造成管段[8]、[9]逆向流动。5/6管段设计流量分配结果如图3。清水池供水泵站水塔(1)(3)[10](10)(9)(8)(7)(6)(2)(4)(11)(5)[11][7][2][6][5][3][12][4][1][9][8]210-21020.3494.8342.7524.7541.0394.8324.8614.3322.8313.0042.2224.8628.9430.4559.0319.399.8327.3320.4-20.410.42图3管段设计流量分配结果2）管段直径设计管段经济流速采用表6第3列，其中[1]、[3]、[4]由于涉及流量较大，采用较高的经济流速。管段[11]虽然流量不大，但它是与主要供水方向垂直，对电费影响较小，所以也采用较高的经济流速。[5]、[6]管段设计流量中等，采用中等经济流速，[9]管段设计流量很小，采用较小的经济流速，管段[1]、[2]为输水管，为了提高供水可靠性，采用并行双管，根据经济流量计算出管径后，按邻近原则选取标准管径，见表6中第5列。表6管段直径设计表管段或者节点编号管段的设计流量（L/s)经济流速（m/s)计算管径（mm)设计管径(mm)12101520.55500*2220.40.8178.46200*2394.831347.57300494.831347.57300541.030.7273.25300642.750.8260.91300724.750.7212.23200814.330.6174.432009130.6166.142001022.830.7203.832006/61142.221231.912001224.860.7212.72004、接上题，已知清水池最低水位标高38.30m，各节点地面标高与用户要求自由水压见表7，进行设计工况的水力分析计算，确定控制点，计算泵站扬程、水塔高度并选泵。表7节点设计数据节点编号123456地面标高（m）40.76241.552.442.245.1要求自由水压（m）——24242428节点编号7891011地面标高（m）44.848.346.645.943.3要求自由水压（m）2424242420