管道課程設(shè)計說明書

1、 給 水 設(shè) 計一、設(shè)計任務(wù) D區(qū)城市現(xiàn)狀布局不夠合理，基礎(chǔ)設(shè)施較差，公用設(shè)施與工業(yè)和住宅建設(shè)不配套，給水管網(wǎng)簡陋，生活用水普及率較低，因此，擬對其總體規(guī)劃，對各項配套設(shè)施進(jìn)行配套調(diào)整，對原供水管網(wǎng)進(jìn)行徹底改造，按近期規(guī)劃建立統(tǒng)一給水管網(wǎng)，生活普及率達(dá)100%，水廠建于城區(qū)西南端。二、設(shè)計資料（1）生活用水量 a D區(qū)近期規(guī)劃人口為15萬； b 生活用水標(biāo)準(zhǔn)100/人·d；c 生活用水普及率按100%考慮；d 職工用水量和淋浴用水量按生產(chǎn)用水量15%計算；e 經(jīng)濟(jì)因素f=1考慮 樓房為六層 最高用水百分?jǐn)?shù)5.88%（2）工業(yè)生產(chǎn)用水量11000m/d，管段工業(yè)集中用水量按面積近似計算

2、；（3）市政用水量按（1）（2）兩項之和的3%5%計算；（4）公建用水量按（1）（2）兩項之和的5%15%計算；（5）未預(yù)見用水量按（1）（2）（3）（4）之和的15%25%計算；（6）水廠自身用水量按(1) (2) (3) (4)的5%10%計算；（7）該市用水量變化情況可參照供水條件相近的相鄰B市逐時用水量曲線，日變化系數(shù)約1.32，時變化系數(shù)可按B市用水量變化曲線（見附圖）算； 三、設(shè)計依據(jù) 1 城市總體規(guī)劃圖 2 用水量逐時變化曲線 3室外給水工程設(shè)計規(guī)范 4給水排水設(shè)計手冊 5有關(guān)的教材與其他工具書四、設(shè)計方案及思路方案：為保證城鎮(zhèn)的供水安全，減少事故管段對整個管網(wǎng)系統(tǒng)的影響，主要才

3、去環(huán)狀管網(wǎng)的布置形式布置管道；對周邊郊區(qū)和未開發(fā)或在開發(fā)區(qū)采用樹狀管網(wǎng)的布置形式布置管道。由高向低的大體方向布置管道。 步驟：（1） 按成鎮(zhèn)管網(wǎng)布置圖，繪制計算草圖，對節(jié)點和管段順序編號，并標(biāo)明管段長度和節(jié)點地形標(biāo)高；（2） 按最高日最高時用水計算節(jié)點流量，并在節(jié)點旁引箭頭，注明節(jié)點流量。大用戶的集中流量也標(biāo)注在相應(yīng)節(jié)點上。（3） 在管網(wǎng)計算草圖上，將最高用水時由二級泵站和水塔供入管網(wǎng)的流量（指對置水塔的管網(wǎng)），沿各管段計算流量預(yù)分配，定出各管段的計算流量。（4） 根據(jù)所定出的各管計算流量和經(jīng)濟(jì)流速，選取各管段的管徑。（5） 計算各管段的水頭損失h及各個環(huán)內(nèi)的水頭損失代數(shù)和h。（6） 若h超過

4、規(guī)定值（即出現(xiàn)閉合差h）,須進(jìn)行管網(wǎng)平差，將預(yù)分配的流量進(jìn)行校正，以使各個環(huán)的閉合差達(dá)到所規(guī)定的允許范圍之內(nèi)。（7） 按控制點要求的最小服務(wù)水頭和從水泵到控制點管線的總水頭損失，求出水塔高度和水泵揚程。（8） 根據(jù)管網(wǎng)各節(jié)點的壓力和地形標(biāo)高，繪制等水壓線和自由水壓線圖。 思路：（1） 根據(jù)現(xiàn)有的D市總體規(guī)劃和道路平面規(guī)劃圖，布置四個管網(wǎng)，水廠到管網(wǎng)的輸水管線采 用雙管，以保障供水的可靠性，城市規(guī)劃人口為15萬人，屬于小型城鎮(zhèn)，用戶較為集中在城鎮(zhèn)中心，則給水管道工程采用統(tǒng)一系統(tǒng)，二郊區(qū)則主要工業(yè)用地和倉庫用地，從經(jīng)濟(jì)方面考慮應(yīng)布置中心地區(qū)為環(huán)狀管網(wǎng)，郊區(qū)為樹狀管網(wǎng)，該市的經(jīng)濟(jì)因素按f=1考慮，自

5、由水壓按最不利點處為六層樓房計算，即控制點的最小服務(wù)水頭為28m，生活用水標(biāo)準(zhǔn)為100/人·d，生活用水普及率按100%考慮。（2） 對任一節(jié)點來說，流入該節(jié)點的流量必須等于流出該節(jié)點的流量。（3） 環(huán)狀管網(wǎng)任一閉合環(huán)路內(nèi)，水流為順時針方向的各管段水頭損失之和應(yīng)等于水流為逆時針方向的各管段的水頭損失之和。五、設(shè)計計算過程 1 布置輸配水管網(wǎng)，如圖1所示 2 計算最高日設(shè)計用水量，確定最高日最高時用水量 （1）生活用水量 綜合生活用水量： N1近期規(guī)劃人口數(shù) capqd采用的最高日居民生活用水定額 L/（cap·d）工廠職工用水和淋浴用水量： 生活用水量： 工業(yè)生產(chǎn)用水量：Q

6、2=11000（m3/d）市政有水量：公建用水量：未預(yù)見用水量： 城鎮(zhèn)最高日設(shè)計用水量 ： 城鎮(zhèn)最高日最高時設(shè)計用水量： 3 計算管段沿線流量和節(jié)點流量 （1）配水干管計算長度：L=17180m（單側(cè)配水其計算長度按實際長度的一半算，雙側(cè)配水管，按實際長度計算）(2) 集中供應(yīng)工業(yè)用水流量：（2）配水干管比流量（3）沿線流量計算 管段17的沿線流量為：各管段的沿線流量計算見表1 各管段的沿線流量計算 表 1管段編號管段長度（m)管段計算長度（m)長度比流量L/(s.m)沿線流量(L/s)01800025875011875178750.5*875=43843812.877212137513751

7、37540.4251128250.5*825=41341312.14222887587587525.72523375375*0.5=1881885.5272313800800*0.5=40040011.7634625625*0.5=3133139.20224987587587525.725458758758750.029425.72556625625*0.5=3133139.2022510875875*0.5=43843812.877251485085085024.991112575121318751875187555.125121612001200*0.5=60060017.64131416

8、001600160047.04131812501250125036.75142250050050014.7141510001000100029.416177500.5*750=22537511.02518198500.5*850=42542512.495171811250.5*1125=56356316.552218216000.5*600=3003008.8219235750.5*575=2882888.467223246250.5*625=3133139.202219207250.5*725=36336310.672222207500.5*750=37537511.025合計2640017

9、180505.092 （4）節(jié)點流量計算工業(yè)總面積： w=3187500 m2 面積比流量：各工業(yè)去的集中流量分別為：同理得：500000468750531250250000267857.14299375062500357142.8571如節(jié)點1的節(jié)點流量：節(jié)點總流量：各節(jié)點的節(jié)點流量計算見表2 各管段節(jié)點流量計算 表 2節(jié)點連接管道節(jié)點流量（L/s)集中流量（L/s)節(jié)點總流量(L/s)02828101、1217、1120.5*（17.0598+44.1375+9.499）=35.3481526.2561.59815212、23、280.5*（44.1375+6.0348+28.0875）=

10、39.129939.1299323、34、3130.5*（6.0348+12.84+10.0473）=14.4610514.46105434、49、450.5*（10.0473+28.0875+28.0875）=33.1111533.11115545、510、56、5140.5*（28.0785+10.0473+14.0598+27.285）=39.735329.7569.48536560.5*10.0473=5.023655.023657170.5*14.0598=7.02997.02998280.5*28.0875=14.0437514.043759490.5*28.0875=14.043

11、7614.04375105100.5*14.0598=7.02997.0299121216、1213、1210.5*（60.1875+27.285+9.499）=48.487548.48575131312、313、1314、13180.5*（60.1875+12.84+51.36+40.125）=82.2562582.25625141415、1422、514、13140.5*（32.1+28.0875+51.36+27.285）=69.4162569.416251514150.5*32.1=16.0516.05161216、16170.5*27.285=13.64251427.64251717

12、16、1718、17260.5*18.0723=9.036159.03615181817、1819、1821、18130.5*（18.0723+9.63+12.0375+40.125）=39.93241554.9324191920、1819 19230.5*（9.2448+10.0473+9.2448）=14.268455.2519.51845202014、19200.5*（10.0473+28.0875）=19.067419.0674212118、21230.5*9.63=4.824.82222214、22200.5*(12.0375+16.05)=14.0437514.0437523232

13、4、19230.5*（10.0473+9.2448）=9.646059.646052423240.5*10.0473=5.023653.58.523652502531.531.52617262020合計173.25727.8951將節(jié)點流量和集中流量標(biāo)注相應(yīng)節(jié)點上，如下圖1。5、環(huán)狀管網(wǎng)平差 （1）流量初次分配 根據(jù)管網(wǎng)布置和用水情況，擬定各管段的流向，按每一節(jié)點滿足連續(xù)性方程的條件，初步分配管段流量。分配結(jié)果見下圖2. （2）確定管徑和水頭損失 由各管段分配流量，查鑄鐵管水力計算表，參照經(jīng)濟(jì)流速，選出管徑。然后求出各管段的1000i,按照h=il,計算出各管段的水頭損失、其初步分配結(jié)果見表6

14、. （3）管網(wǎng)平差 計算各環(huán)閉合差hk；環(huán)：hI=h2-4+h4-6+h6-8+h8-19+h18-19+h17-18+h2-17 =-2.57-4.24-1.88-3.81+4.30+6.96+3.39 =2.16m同理：h=-0.56m, h=-3.43m, h=-3.69m由上述計算結(jié)果，環(huán)、環(huán)、環(huán)閉合差均為逆時針方向，把這三個環(huán)組成一個大環(huán)平差，詳細(xì)結(jié)果見表7。初步分配 表6環(huán)號管段管長（m)管徑（mm)q(L/s)1000ih(m)Sq2-4650600-390.83.95-2.57 0.007 4-61350600-347.43.14-4.24 0.012 6-8300500-30

15、3.86.27-1.88 0.006 8-19825350-1004.62-3.81 0.038 18-19110030060.53.914.30 0.071 17-181250450216.65.576.96 0.032 263.993.39 0.014 2.16 0.180 8-9624450-184.54.09-2.55 0.014 9-11875400-144.14.67-4.09 0.028 11-14300350-84.13.35-1.01 0.012 14-20550300-56.43.44-1.89 0.034 19-20150030056.43.44

16、5.16 0.091 8-198253501004.623.81 0.038 -0.56 0.217 19-201500300-56.43.44-5.16 0.091 20-24500300-624.12-2.06 0.033 24-31750250-384.23-3.17 0.083 30-31750200-20.94.24-3.18 0.152 29-3087620020.94.243.71 0.178 19-29125025042.45.146.43 0.152 -3.43 0.690 18-191100300-60.53.91-4.30 0.071 19-291250250-42.45

17、.14-6.43 0.152 28-29500250302.751.38 0.046 27-2855030052.63.021.66 0.032 23-27500350853.421.71 0.020 18-23650400123.83.522.29 0.018 -3.69 0.339 -校正 表7管段q(L/s)1000ih(m)Sqq(L/s)1000ih(m)Sq8-9-184.54.09-2.55 0.014 -184.5+5.1=-179.43.90 -2.43 0.014 9-11-144.14.67-4.09 0.028 -144.1+5.1=-1394.34 -3.80 0.0

18、27 11-14-84.13.35-1.01 0.012 -84.1+5.1=-792.99 -0.90 0.011 14-20-56.43.44-1.89 0.034 -56.4+5.1=-51.32.89 -1.59 0.031 20-24-624.12-2.06 0.033 -62+5.1=-56.93.52 -1.76 0.031 24-31-384.23-3.17 0.083 -38+5.1=-32.93.26 -2.45 0.074 30-31-20.94.24-3.18 0.152 -20.9+5.1=-15.82.55 -1.91 0.121 29-3020.94.243.71

19、 0.178 20.9+5.1=266.44 5.64 0.217 28-29302.751.38 0.046 30+5.1=35.13.65 1.83 0.052 27-2852.63.021.66 0.032 52.6+5.1=57.73.62 1.99 0.035 23-27853.421.71 0.020 85+5.1=90.13.80 1.90 0.021 18-23123.83.522.29 0.018 123.8+5.1=158.93.82 2.48 0.019 18-19-60.53.91-4.30 0.071 -60.5+5.1=-55.43.33 -3.66 0.066 8

20、-191004.623.81 0.038 100+5.1=105.15.12 4.22 0.040 -7.68 0.759 -0.43 0.760 計算h-=-7.68m,按,得校正流量=5.1L/s。將校正流量加到大環(huán)各管段流量上，環(huán)與大環(huán)公共管段減去校正流量。第一次校正結(jié)果見表8。由第一次校正結(jié)果，得知h=-1.89m，數(shù)值較大。因此，對該環(huán)進(jìn)行校正。同理，得出第二次校正結(jié)果，見表9。由第二次校正結(jié)果，知hI=0.82m, h=0.67m, h=0.11m, h=-0.28m。因此，將環(huán)、環(huán)組成一個大環(huán)，對該兩環(huán)的管段流量進(jìn)行校正。見表10.第一次校正 表8第二次校正 表9環(huán)號管段q(L/

21、s)1000ih(m)Sqq(L/s)1000ih(m)Sq2-4-390.83.95-2.57 0.007 -390.83.95-2.57 0.007 4-6-347.43.14-4.24 0.012 -347.43.14-4.24 0.012 6-8-303.86.27-1.88 0.006 -303.86.27-1.88 0.006 8-19-105.15.12-4.22 0.040 -105.15.12-4.22 0.040 18-1955.43.333.66 0.066 52.7 3.07 3.38 0.064 17-18216.65.576.96 0.032 216.65.576.

22、96 0.032 2-17241.63.993.39 0.014 241.63.993.39 0.014 1.11 0.177 0.82 0.175 8-9-179.43.90 -2.43 0.014 -179.43.90 -2.43 0.014 9-11-1394.34 -3.80 0.027 -1394.34 -3.80 0.027 11-14-792.99 -0.90 0.011 -792.99 -0.90 0.011 14-20-51.32.89 -1.59 0.031 -51.32.89 -1.59 0.031 19-2056.43.44 5.16 0.091 56.43.44 5.

23、16 0.091 8-19105.15.12 4.22 0.040 105.15.12 4.22 0.040 0.67 0.215 0.67 0.215 19-20-56.43.44 -5.16 0.091 -56.43.44 -5.16 0.091 20-24-56.93.52 -1.76 0.031 -56.93.52 -1.76 0.031 24-31-32.93.26 -2.45 0.074 -32.93.26 -2.45 0.074 30-31-15.82.55 -1.91 0.121 -15.82.55 -1.91 0.121 29-30266.44 5.64 0.217 266.

24、44 5.64 0.217 19-2942.45.14 6.43 0.152 39.74.60 5.75 0.145 0.79 0.686 0.11 0.680 18-19-55.43.33 -3.66 0.066 -52.70 3.07 -3.38 0.064 19-29-42.45.14 -6.43 0.152 -39.70 4.6-5.75 0.145 28-2935.13.65 1.83 0.052 37.80 4.21 2.11 0.056 27-2857.73.62 1.99 0.035 60.40 3.91 2.15 0.036 23-2790.13.80 1.90 0.021

25、92.80 4.04 2.02 0.022 18-23128.93.82 2.48 0.019 131.60 3.95 2.57 0.020 -1.89 0.345 -0.28 0.341 -環(huán)校正 表10管段q(L/s)1000ih(m)Sqq(L/s)1000ih(m)Sq2-4-390.83.95-2.570.007-390.8-2.4=-393.24.01-2.610.0074-6-347.43.14-4.240.012-347.4-2.4=-349.83.17-4.280.0126-8-303.86.27-1.880.006-303.8-2.4=-306.26.39-1.920.00

26、68-9-179.43.90-2.430.014-179.4-2.4=-181.83.99-2.490.0149-11-1394.34-3.800.027-139-2.4=-141.44.53-3.960.02811-14-792.99-0.900.011-79-2.4=-81.43.15-0.950.01214-20-51.32.89-1.590.031-51.3-2.4=-53.73.18-1.750.03319-2056.43.445.160.09156.4-2.4=543.24.800.08918-1952.73.073.380.06452.7-2.4=50.32.793.070.06

27、117-18216.65.576.960.032216.6-2.4=214.25.516.890.0322-17241.63.993.390.014241.6-2.4=239.23.913.320.0141.490.3100.130.307同理，得出第三次校正結(jié)果，見表11.由表11可知，hI=0.26m, h=-0.13m, h=0.47m, h=0.02m, hI-=0.26-0.13+0.47+0.02=0.62m .每個小環(huán)閉合差均小于0.5m,大環(huán)閉合差（所有小環(huán)閉合差總和）也小于1.0m,滿足要求，平差結(jié)束。將最終結(jié)果以形式注寫在繪制好的管網(wǎng)平面圖的相應(yīng)管段旁第三次校正 表11環(huán)號

28、管段q(L/s)1000ih(m)Sq2-4-393.24.01-2.61 0.007 4-6-349.83.17-4.28 0.012 6-8-306.26.39-1.92 0.006 8-19-105.15.12-4.22 0.040 18-1950.3 2.793.07 0.061 17-18214.25.516.89 0.032 2-17239.23.913.32 0.014 0.26 0.172 8-9-181.83.99-2.49 0.014 9-11-141.44.53-3.96 0.028 11-14-81.43.15-0.95 0.012 14-20-53.73.18-1.7

29、5 0.033 19-20543.24.80 0.089 8-19105.15.12 4.22 0.040 -0.13 0.215 19-20-543.20 -4.80 0.089 20-24-56.93.52 -1.76 0.031 24-31-32.93.26 -2.45 0.074 30-31-15.82.55 -1.91 0.121 29-30266.44 5.64 0.217 19-2939.74.60 5.75 0.145 0.47 0.677 18-19-50.32.79 -3.07 0.061 19-29-39.70 4.6-5.75 0.145 28-2937.80 4.21

30、 2.11 0.056 27-2860.40 3.91 2.15 0.036 23-2792.80 4.04 2.02 0.022 18-23131.60 3.95 2.57 0.020 0.02 0.338 6、支狀管網(wǎng)計算確定支管的管徑和水頭損失。由各管段分配流量，查鑄鐵管水力計算表，參照經(jīng)濟(jì)流速，選出管徑。然后求出各管段的1000i,按照h=il,計算出各管段的水頭損失。其結(jié)果見下表12.支管水力計算 表12節(jié)點管段管段長度（m)流量(L/s)管徑（mm)1000i流速（m/s)水頭損失（m)11-2800678.67005.30 1.76 4.2432-3800152002.35 0.

31、48 1.88 54-587610.31504.95 0.60 4.34 76-787511.61506.15 0.66 5.38 109-1087511.61506.15 0.66 5.38 1211-1292620.52004.16 0.66 3.85 1311-1362613.71508.40 0.78 5.26 1514-156258.21503.28 0.47 2.05 1616-173788.81503.73 0.51 1.41 2120-216508.61503.57 0.50 2.32 2222-2382512.71507.30 0.73 6.02 2524-256248.31

32、503.25 0.48 2.03 2626-279007.81502.99 0.45 2.69 3228-3275011.71506.28 0.67 4.71 3329-33112010.91505.55 0.62 6.22 3430-34125014.42002.21 0.47 2.76 7、水壓計算（1）選擇34節(jié)點為控制點，該節(jié)點自由水壓按最不利點處為六層樓房計算。由給水排水設(shè)計手冊5中，一層樓自由水壓10m,2層為12m,3層以上每增加1層，水壓增加4m。因此，該點自由水壓Hc為28m。水壓標(biāo)高=地形標(biāo)高Zc+Hc=51.20+28=79.20m.按照：起端標(biāo)高=終端水壓標(biāo)高+管段水頭

33、損失 自由水壓=水壓標(biāo)高-地形標(biāo)高（2）由34節(jié)點開始，分別向泵站方向推算，計算各節(jié)點的水壓標(biāo)高和自由水壓，其計算結(jié)果見下表13和表14。水壓計算表（一） 表13節(jié)點地形標(biāo)高（m）管段編號水頭損失（m)水壓標(biāo)高（m)自由水壓（m)節(jié)點地形標(biāo)高（m）管段編號水頭損失（m)水壓標(biāo)高（m)自由水壓（m)（1）（2）（3）（4）（5）（6）（1）（2）（3）（4）（5）（6）3451.20 79.20 283451.20 79.20 2830-342.7430-342.743050.40 81.94 31.54 3050.40 81.94 31.54 31-301.9129-305.643151.85

34、 83.85 32.00 2952.00 87.58 35.58 24-312.4528-292.112451.80 86.30 34.50 2853.00 89.69 36.69 20-241.7627-282.152051.70 88.06 36.36 2753.50 91.84 38.34 14-201.7523-272.021452.80 89.81 37.01 2354.26 93.86 39.60 11-140.9518-232.571152.90 90.76 37.86 1854.09 96.43 42.34 9-113.9617-186.89953.00 94.72 41.72 1756.80 103.32 46.52 8-92.492-173.32853.80 97.21 43.41 255.00 106.64 51.64 6-81.9219-295.75654.00