城區(qū)給水管網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)計(jì)劃書

1 城區(qū)給水管網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)計(jì)劃書 1、設(shè)計(jì)任務(wù) ： 根據(jù)所給原始資料，完成以下設(shè)計(jì)成果 （ 1）用水量分析和總用水量設(shè)計(jì)計(jì)算； （ 2）給水管網(wǎng)的布置定線； （ 3）擬定水泵工作制度，進(jìn)行給水系統(tǒng)各組成部分的設(shè)計(jì)流量計(jì)算； （ 4）設(shè)計(jì)沿線流量、節(jié)點(diǎn)流量； （ 5）初步分配各管段流量，并根據(jù)界限流量和其他用水要求確定各管段管徑； （ 6）進(jìn)行管網(wǎng)平差，計(jì)算各管段水頭損失，并用計(jì)算程序校核； （ 7）選擇控制點(diǎn)，計(jì)算各節(jié)點(diǎn)自由水壓和水壓標(biāo)高； （ 8）確定二級(jí)泵站水泵的揚(yáng)程和流量（按最高日最高時(shí)用水量計(jì)算）； （ 9）進(jìn)行消防校核（若按最高日最高時(shí)確定的水泵揚(yáng)程和管徑不能滿足要求，需要說明應(yīng)采取的技術(shù)措施）； （ 10）繪制給水管網(wǎng)平面布置圖、等水壓線圖； （ 11）編寫給水管網(wǎng)課程設(shè)計(jì)說明書。 2、設(shè)計(jì)資料 1、 城市總平面圖，比例 1:6000。 2、 城市居住面積如總平面圖。近期規(guī)劃人口密度 520 人 /公頃。給誰人口普及率 100%。 3、 居住區(qū)建筑為一、二、三、四、五層混合建筑。 4、 居住區(qū)衛(wèi)生設(shè)備情況：室內(nèi)有給排水設(shè)備和淋浴設(shè)備。 5、 由城市給水管網(wǎng)供水的工廠為造紙廠，生產(chǎn)能力為 3T/d，（每 T 紙用水量為 250該廠按三班制工作每班人數(shù) 300 人，每班淋浴人數(shù) 25%，該廠建筑物耐火等級(jí)為三級(jí)。廠房火災(zāi)等級(jí)為丙級(jí)，最大建筑物體積為 4000m。 6、 由城市管網(wǎng)供水的鐵路車站用水量為 600 m/d。 7、 醫(yī)院有 200 個(gè)病床，有盥洗室和浴室。 8、 澆灑道路及綠地用水量考慮 150/d。 9、 未預(yù)見用水及管漏水系數(shù) k= 10、城市位于四川省內(nèi)，土壤為沙質(zhì)粘土，無地下水，冰凍不考慮。 3、設(shè)計(jì)要求 （ 1）設(shè)計(jì)計(jì)算說明書：包括以下內(nèi)容 1）用水量計(jì)算：確定用水量定額和最高日用水量，以及管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量。 2）管網(wǎng)布置及水力計(jì)算：根據(jù)用戶分布，合理布置管網(wǎng)形狀，確定集中流量，計(jì)算比流量 (按服務(wù)面積計(jì) )、沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量；畫出計(jì)算草圖；再初步分配流量和按經(jīng)濟(jì)流速確定各管段的管徑；進(jìn)行平差計(jì)算，確定控制點(diǎn) ,并把計(jì)算結(jié)果標(biāo)示在計(jì)算草圖上。求出泵站揚(yáng)程，并選擇水泵型號(hào)。 3）按消防時(shí)的流量和壓力要求，進(jìn)行管網(wǎng)校核計(jì)算，要求畫出消防時(shí)計(jì)算草圖。 （ 2）給水管網(wǎng)平面布置圖：包括以下六項(xiàng)內(nèi)容 1）在各管段上注明計(jì)算結(jié)果； 2）布置消火栓和檢修閥門：在各路口和重要建筑物附近必設(shè)消火栓，另在“說明”中寫明：每 120m 距離設(shè)置消火栓一個(gè)；設(shè)置檢修閥門的數(shù)量和位置，應(yīng)能保證在管網(wǎng)任 2 一處發(fā)生事故時(shí)能使該處停水檢修，并使停水影響范圍控制在 500m 管長以內(nèi)。 3）各節(jié)點(diǎn)大樣圖； 4）管件材料一覽表（含編號(hào)、名稱、規(guī)格、單位、數(shù)量、備注等欄目）； 5）說明：尺寸單位，高程單位，管道施工注意事項(xiàng)等等； 4、設(shè)計(jì)說明 （ 1）城市范圍原無供水設(shè)施，故規(guī)劃新建水廠一座，位于城市西南角，水廠廠址選在主河流南岸。 （ 2）用水定額： 居民生活用水定額： 180L/人 均日）； 由于缺乏實(shí)際數(shù)據(jù)，企業(yè)職工生活用 水量與公共建筑用水量變化曲線與居民用水量變化曲線一致。 管網(wǎng)漏失水量和未預(yù)見水量按以上各項(xiàng)和的 20%計(jì)算。 （ 3）給水管材：采用涂水泥的鑄鐵給水管，最小管徑 余標(biāo)準(zhǔn)管徑為： （ 4）消防系統(tǒng)：采用低壓消防系統(tǒng)，最小水壓要求 10m，消防流量按規(guī)劃人口查設(shè)計(jì)書附錄中的有關(guān)表格選取。 5、設(shè)計(jì)成果 （ 1）給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)說明計(jì)算書。方案論證充分、合理，文字應(yīng)該簡練扼要。說明書份量各在 20算草圖附說明書后面。 （ 2） 設(shè)計(jì)圖 紙 2張，包括： 1)給水管網(wǎng)平面布置圖 1張（ 1： 6000）； 2)最大用水時(shí)給水管網(wǎng)水力坡線圖圖 1張； 繪圖要求應(yīng)符合“給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)”的有關(guān)規(guī)定。 6、設(shè)計(jì)計(jì)算過程 一、各項(xiàng)用水量計(jì)算 1、城市居民生活用水量 城市居住區(qū)的面積約為 295 公頃，近期規(guī)劃人口密度為520 人 /公頃，計(jì)劃人口數(shù) N=295*520=153400；根據(jù)表 取該城市的最高日居民生活用水量定額 q=180（ l/該城市的計(jì)劃給水普及率為 f=100%；所以該城市的最高日生活用水量為 Q1=80*153400*100%=27612（ m3/d）。參照教材圖 2時(shí)變化曲線。 2、工廠區(qū)域總用水量 1）工業(yè)生產(chǎn)用水量： T/d*250=750m3/d。根據(jù)附錄 2，取時(shí)變化系數(shù) 50*1000/24/3600*1.8 l/s（ 2）企業(yè)職工生活用水量 據(jù)表 該城市的企業(yè)職工生活用水量定額為 30 升 /人 / 班，0*300*3=27m3/d，由于缺乏實(shí)際數(shù)據(jù)，假設(shè)其變化曲線與居民用水量變化曲線一致。 （ 3）企業(yè)職工淋浴用水量 據(jù)表 擇該企業(yè)工作人員淋浴用水定額為 50 升 /人 /天， 0*300*3*25%=d 。工廠最大日用水量 Q2=d。 3、公共建筑用水量 計(jì)中共有兩個(gè)醫(yī)院，取醫(yī)院用水定額為 150 l/床 院最 3 大日用水量為 50*200*2/1000=60m3/d。本設(shè)計(jì)中有兩個(gè)浴室取最大日用水量為0m3/d。另外有一個(gè)電影院和一個(gè)旅館，考慮最大日總用水量為 0m3/d由于缺乏數(shù)據(jù)， 水量變化均根據(jù)居民生活用水確 定 。有城市管網(wǎng)供水的鐵路車站用水量為 00m3/d ， 24 小時(shí)均勻供水。公用建筑最大日用水量Q3=80m3/d 4、澆灑道路及綠化用水量為 50m3/d,假定早晚各集中一次 5、未預(yù)見用水量和管網(wǎng)漏失水量 2+4） 20%=d，平均每小時(shí)為 4=h。 時(shí)間 居民生活用水 造紙廠用水量 共建筑用水量 澆灑道路及綠化用水量預(yù)見及漏失水量小時(shí)總用水量 生產(chǎn)用水量 職工生活用水量工淋浴用水量院用水量室用水量影院和旅館用水量路車站用水量m3 一天總用水量% 占一天總用水量 % % 0 12 39 23 39 34 36 45 56 67 75 78 4. 4 51 89 0 910 0 1011 33 1112 1213 33 1314 14 15 16 17 18 75 19 2027 21- 742. 30 2 244. 1047 2. 5 22 76 3 8 0 42 98 2239 2339 合計(jì) 100 27612 100 750 27 0 80 40 600 150 00 最高日用水量 Q=d ,最高日最大時(shí)流量 d 二、二泵站供水方案設(shè)計(jì)及清水池、水塔容積計(jì)算 1、本設(shè)計(jì)采用網(wǎng)前水塔供水方式，二泵站采用二級(jí)供水方式向水塔供水，二級(jí)供水為 擬定選用三臺(tái)泵，兩用一備。 2、清水池、水塔容積的計(jì)算 時(shí)間 用水量 % 二級(jí)泵站供水量 % 一級(jí)泵站供水量 % 清水池調(diào)節(jié)容 積 % 水塔調(diào)節(jié)容積 % 無水塔時(shí) 有水塔時(shí) 1 2 3 4 5 6 7 02 3 2 4 5 6 7 8 9 10 011 112 213 314 4567890123計(jì) 100 100 100 6 （ 1）清水池容積的計(jì)算 :水池的調(diào)節(jié)容積 Q=次滅火用水量為 45 l/s,活在延續(xù)時(shí)間為兩個(gè)小時(shí)， *45*3600*2/1000=648設(shè)計(jì)取 00 所以清水池的容積 W=2+4= （ 2）水塔容積的計(jì)： 塔的調(diào)節(jié)容積 Q= b.水容積，貯存 10 分鐘的室內(nèi)消防水量，本設(shè)計(jì)室內(nèi)消防用水量取15l/5*60*10/1000=9以水塔的調(diào)節(jié)容積 W=22=于所算出的水塔容積過大，造價(jià)太高，因此本設(shè)計(jì)取消水塔的設(shè)定。 三、管網(wǎng)定線 （ 1）要有充沛的水量，能滿足城市近期及遠(yuǎn)期發(fā)展的需要，要綜合考慮工農(nóng)、生活用水的總量及分配。 （ 2）要有較好的水質(zhì)，處理過程可簡化，即可降低成本。 （ 3）水源地的選擇要結(jié)合城市總體規(guī)劃的布局，與城區(qū)的距離要適當(dāng)，既防止遠(yuǎn)距離供水，也要便于水 源地防護(hù)。 （ 4）可以用一個(gè)水源，也可以多個(gè)水源，城市布局分散，可多個(gè)水源 ，主要考慮后期的發(fā)展以及對(duì)供水安全性的要求。 若選取地下水作為水源，可獲得較好的穩(wěn)定的原水水質(zhì)，這樣可以簡化水處理工藝，降低生產(chǎn)成本。但從遠(yuǎn)期來說，地下水的過量開采會(huì)導(dǎo)致地面下沉，對(duì)地表生態(tài)環(huán)境造成一定的破壞性，從現(xiàn)在國內(nèi)的發(fā)展趨勢來看，水源的選擇也逐漸從地下水向地表水過渡。選擇地表水作為城市供水水源，受降水和外界環(huán)境影響較大，應(yīng)確定枯水流量的保證率不得低于 90%。如果在地表水和地下水都滿足供水要求時(shí)，選擇地表水作為給水水源，若地表水 不符合給水要求，則選擇地下水作為給水水源。由于缺乏具體資料，本設(shè)計(jì)擬定采用地表水作為給水水源。 2、水源地的選擇： 為了使輸水管的長度盡量小，降低成本，因此在保證取水口的水質(zhì)的情況下，選擇了取水口距離城市上游排污口 200 米左右處。同時(shí)為了使得配水管長度盡量小，降低工程造價(jià)，應(yīng)使水處理廠盡量離城市更近。 7 方案一：取水口選在主河流的北岸 方案二：取水口選在主河流的南岸 取水口 輸水管長度 m 技術(shù)比較 方案一 河流北岸 450 全程為平原，穿過一條 河流 方案二 河流南岸 330 全程為平原，無河流 經(jīng)過 比較，取水口定在主河流的南岸比較經(jīng)濟(jì)。 于設(shè)計(jì)對(duì)象是分布比較集中、用戶供水水壓差別不大和水質(zhì)要求相近的小城鎮(zhèn)，因此采用統(tǒng)一給水系統(tǒng)給水。采用多水源給水系統(tǒng)雖然能提高供水安全性，增加供水保證率，但工程造價(jià)勢必增加，如果在經(jīng)濟(jì)允許的情況下也可以考慮。由于城市面積小，地形起伏不大，分區(qū)給水會(huì)增加成本，因此不考慮。供水方式可分為重力供水和壓力供水兩種類型，該區(qū)域地形比較平緩，沒有明顯可利用的高差，選擇重力輸配水可能滿足不了用戶對(duì)水壓甚至是水量的要求，或者所需要的高位水池或水塔的設(shè)計(jì)高度過 高，成本太大，因此，本設(shè)計(jì)采用壓力給水方式進(jìn)行輸配水，泵的揚(yáng)程也不會(huì)很高，相對(duì)比較合理。 4、輸水干管和配水管網(wǎng)的布置： 盡量縮短管線長度，節(jié)約成本，少穿越障礙物和地址不穩(wěn)定地段。供水不許間斷時(shí)，設(shè)兩條輸水管，或考慮適當(dāng)?shù)母綄贅?gòu)筑物，盡量保障供水的安全可靠性。且管網(wǎng)的敷設(shè)應(yīng)盡量沿著道路方向，以便進(jìn)行施工和檢修。盡量避免穿過鐵路等高級(jí)路面，減少拆遷，以不占或盡量少占良田為原則。管線在道路下的平面位置和標(biāo)高，應(yīng)符合城市或廠區(qū)地下管線綜合設(shè)計(jì)的要求，給水管線和建筑物、鐵路以及其他管道的水平凈距 ，均參照有關(guān)規(guī)定。 管方向與給水流向一致，通過兩側(cè)負(fù)荷較大的用水區(qū)，根據(jù)街區(qū)的情況，取干管間距為500800m，連接管間距采用 8001000m。干管按小城鎮(zhèn)規(guī)劃道路定線，負(fù)責(zé)消防給水任務(wù)的管道最小管徑不應(yīng)小于 100外消火栓的間距不大于 120m。 四、管網(wǎng)水力計(jì)算 1、總用水量：最高日最大時(shí)流量 d，即 l/s。工業(yè)用水量為（ 1000/3600=l/s，分別將圖中的幾個(gè)集中流量（生產(chǎn)用水量 h，職工 生活用水 h，醫(yī)院用水 h，浴室用水 h，電影院和旅館用水 h，鐵路車站用水 25m/h）簡化到節(jié)點(diǎn) 8 和 13， 8 節(jié)點(diǎn)集中流量 q*8=l/s， 13 節(jié)點(diǎn)集中流量 q*13=l/s， 5 節(jié)點(diǎn)集中流量 q*5=l/s L=8907m，其中 01、 89、 710 管段兩側(cè)無用戶 ,910、 1011、 23、34 管段為單側(cè)供水。 8907=(m*s) 管段 圖上長度（ 管段實(shí)際長度（ m） 設(shè)計(jì)管長（ m） 沿線流量（ l/s） 12 16 258 23 88 444 34 44 372 45 66 666 56 52 552 67 38 438 78 50 750 8 910 36 318 1011 02 51 1112 86 486 1213 32 732 1314 24 624 1404 504 18 82 882 38 16 516 47 10 510 915 36 318 913 86 486 合計(jì) 0668 8907 節(jié)點(diǎn) 節(jié)點(diǎn)流量（ l/s） 集中流量（ l/s） 節(jié)點(diǎn)總流量（ l/s） 0 1 = 0 1 2 3 4 5 、管網(wǎng)平差 環(huán)號(hào) 管段 管長l（m） 管徑D(出不分配流量 第 一 次校正 第 二 次校正 第 三 次校正 q(l/s) 1000i h(m) q(l/s) 1000i h(m) q(l/s) 1000i h(m) q(l/s) 1000i h(m) 12 516 400 9 91 89 3 88 882 500 23 888 400 38 516 100 2 34 744 350 38 516 100 47 510 100 10 6 5 6 7 178 750 400 3 45 666 300 47 510 100 56 552 200 67 438 150 0. 11 122 4 78 750 400 710 816 300 89 792 400 910 636 100 5 910 636 100 913 486 300 12 1011 102 300 1112 486 250 1213 732 150 6 913 486 300 915 1062 250 1314 624 150 13 15 4 0 90 7 117 25 4 121 64 232 125 8 經(jīng)過四次平差校正后，滿足各小環(huán)閉合差均小于 大環(huán)閉合差 h 小于 1，滿足要求。 8、確定二級(jí)泵站水泵揚(yáng)程和流量 由上表可知，選取離二泵站最遠(yuǎn)的 14 節(jié)點(diǎn)為控制點(diǎn)，所以二泵站的揚(yáng)程為 H= 由于已經(jīng)獲得的最大日用水量逐時(shí)變化曲線，該城市管網(wǎng)中無水量調(diào)節(jié)構(gòu)筑物，送水泵站向無水塔管網(wǎng)供水。可按下述方式選泵： 按最大日平均小時(shí)流量的 100%選泵該選出二泵站泵的經(jīng)濟(jì)工作范圍為 :平均時(shí)*平均時(shí)； 平均時(shí) *平均時(shí)。由于平均時(shí)的流量占全日流量的 則上述的經(jīng)濟(jì)工作范圍可折算為： 日 = 日 =s； 日 = 日 =l/s,即經(jīng)濟(jì)工作范圍為 l/sl/s。 因此確定選擇的泵為： 拆立式離心泵型號(hào)為 300I）（流量 184.2 l/s，揚(yáng) 量 276.4 l/s，揚(yáng)程 44m；流量 345.8 l/s，揚(yáng)程 速 1450r/機(jī)功率 160 泵的高校區(qū)內(nèi)任選兩點(diǎn)，用 合該泵的特性曲線方程為：H=擇三臺(tái)泵，兩臺(tái)智能泵并聯(lián)運(yùn)行，一臺(tái)備用。 9、干管水力計(jì)算以及最高日最大時(shí)校核 選擇一條盡量長得輸水干管到控制點(diǎn)進(jìn)行水力計(jì)算，即 0下表 節(jié)點(diǎn)編號(hào) 管段水頭損失（ m) 標(biāo)高（ m） 自由水頭（ m） 水頭 地面 0 1 2 3 8 7 10 11 12 13 14 由上表可知，當(dāng)控制點(diǎn)的服務(wù)水頭為 24m 的時(shí)候，其他各點(diǎn)的水壓均滿足要求，在泵的工作范圍之內(nèi)，因此當(dāng)保證了最高日最大時(shí)的用水要求。 10、消防校核 14 消防時(shí)的管網(wǎng)核算，是以最高時(shí)用水量確定的管徑為基礎(chǔ)，然后按最高時(shí)另行增加消 防時(shí)的流量（見消防流量計(jì)算表）進(jìn)行流量分配，求出消防時(shí)的管段流量和水頭損失。計(jì)算時(shí)只是在控制點(diǎn)另外增加一個(gè)集中的消防流量，如按照消防要求同時(shí)有兩處失火時(shí)，則可從經(jīng)濟(jì)和安全等方面考慮，將消防流量一處放在控制點(diǎn)，另一處放在離開二級(jí)泵站較遠(yuǎn)或靠近大用戶和工業(yè)企業(yè)的節(jié)點(diǎn)處。雖然消防時(shí)比最高時(shí)用水量所需的服務(wù)水頭小的多，但因?yàn)橄罆r(shí)通過管網(wǎng)的流量增大，各管段的水頭損失相應(yīng)增加，按最高時(shí)確定的水泵揚(yáng)程有可能不夠消防時(shí)的需要，這是需要放大個(gè)別管段的直徑，以減少水頭損失。個(gè)別情況下因最高時(shí)和消防時(shí)水泵的揚(yáng)程相差很大需設(shè)專用 的消防泵供消防時(shí)使用。 消防流量按規(guī)劃人口查教材附錄中的城鎮(zhèn)、居住區(qū)的室外消防用水量選取 Q7=5 2=90L/s 同時(shí)有兩次失火的情況假設(shè)分別發(fā)生在控制點(diǎn)和集中用水量最大的用戶處，在流量初分配平差后的結(jié)果中相應(yīng)的輸水管道上分別加上 45L/s，進(jìn)行消防流量的初分配，再進(jìn)行平差計(jì)算， 選擇控制點(diǎn) 14 節(jié)點(diǎn)和 12 節(jié)點(diǎn)為同時(shí)發(fā)生火災(zāi)的兩處進(jìn)行消防校核： 節(jié)點(diǎn) 節(jié)點(diǎn)流量（ l/s） 集中流量（ l/s） 節(jié)點(diǎn)總流量（ l/s） 0 1 = 0 1 2 3 4 5 號(hào) 管段 管長l（m） 管徑D(初步分配流量 第 一 次校核 第 二 次校核 第 三 次校核 q(l/s) 1000i h（m） q(l/s) 1000i h(m) q(l/s) 1000i h(m) q(l/s) 1000i h(m) 12 516 400 15 18 882 500 23 888 400 38 516 100 2 34 744 350 38 516 100 47 510 100 6 32 9 42 76 5 28 542 2 19 1116 78 750 400 3 45 666 300 47 510 100 56 552 200 67