給水管道工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書要點(diǎn)

1、給水管道工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書第一部分 設(shè)計(jì)任務(wù)書一、設(shè)計(jì)項(xiàng)目某市給水管網(wǎng)課程設(shè)計(jì)二、設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)所給資料，完成下列任務(wù)：1、進(jìn)行輸配水系統(tǒng)布置，包括確定輸水管、干管網(wǎng)、調(diào)節(jié)水池（如果設(shè)置的話）的位置和管網(wǎng)主要附件布置；2、求管網(wǎng)、輸水管、二級(jí)泵站的設(shè)計(jì)用水量與調(diào)節(jié)水池的容積；3、計(jì)算確定輸水管和管網(wǎng)各管段管徑；4、進(jìn)行管網(wǎng)水力計(jì)算；5、確定二級(jí)泵站的設(shè)計(jì)揚(yáng)程，如果有水塔，確定水塔的設(shè)計(jì)高度；6、確定二級(jí)泵站內(nèi)水泵的型號(hào)與臺(tái)數(shù)（包括備用泵），并說(shuō)明泵站在各種用水情況下的調(diào)度情況；7、畫出管網(wǎng)內(nèi)46個(gè)復(fù)雜的節(jié)點(diǎn)詳圖。三、設(shè)計(jì)資料1、某市規(guī)劃平面圖一張2、某市規(guī)劃資料某市位于湖南的東部，瀕臨湘江。近期

2、規(guī)劃年限為5年，人口數(shù)為 10萬(wàn)，城區(qū)大部分房屋建筑控制在6層。全市內(nèi)只有兩家用水量較大的工業(yè)企業(yè)，其用水量及其它情況詳見表11。表11 工業(yè)企業(yè)近期規(guī)劃資料企業(yè)項(xiàng)目121企業(yè)用水量（m3/d）24003600工業(yè)用水對(duì)水質(zhì)要求同生活飲用水同生活飲用水工業(yè)用水對(duì)水壓要求不小于24米不小于24米2工廠房屋耐火等級(jí)二三工廠生產(chǎn)品危險(xiǎn)等級(jí)丙乙工廠房屋最大體積（m2）10000（廠房）5000（庫(kù)房）工廠面積（ha）24203、補(bǔ)充說(shuō)明 對(duì)起點(diǎn)水壓未知的管網(wǎng),假定經(jīng)濟(jì)因素f=0.92，管線造價(jià)指數(shù)a為1.8。 工業(yè)企業(yè)每小時(shí)耗用生產(chǎn)用水量相同。鐵路車站每天用水量為2000噸，按均勻用水考慮。 不論設(shè)計(jì)

3、年限內(nèi)最高日用水量是多少，均假定其用水量變化如表12所示。 城市生活污水和工業(yè)廢水經(jīng)適當(dāng)處理后排入水體下游。河流水量充足，能作給水水源，水廠位置如平面圖所示。 冰凍深度0.2米，地下水離地面3米。 其它資料見平面圖。表12 最高日內(nèi)小時(shí)用水量變化時(shí)間01122334455667788991010111112占日用水量比例（%）1.601.471.431.432.364.155.145.696.105.895.075.35時(shí)間121313141415151616171718181919202021212222232324占日用水量比例（%）5.355.355.275.525.756.035.72

4、5.003.192.692.581.87第二部分 給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量計(jì)算一、用水量計(jì)算1、最高日生活用水量計(jì)算 據(jù)悉湖南屬于第一區(qū)，其設(shè)計(jì)人口數(shù)為10萬(wàn)人，屬于中、小型城市，故取綜合生活污水定額為， 自來(lái)水普及率f=95%，得居住區(qū)最高日生活用水量為： 2、最高日工業(yè)企業(yè)職工的生活用水和淋浴用水量計(jì)算 NO.1企業(yè)的用水量為2400，NO.2企業(yè)的用水量為3600，火車站的用水量為2000， 由此可得工業(yè)企業(yè)職工的生活用水和淋浴用水量為：3、最高日澆灑道路和綠地用水量計(jì)算：經(jīng)量取道路總面積為215.73 ha，其澆灑道路用水量和大面積綠化用水量計(jì)算如下：(1)澆灑道路的用水量面積按道路面積的50

5、%計(jì)算，并取澆灑道路用水量為1.3計(jì)算，每天澆灑2次，則澆灑道路用水量為：(2)綠化用水量面積按道路面積的15%計(jì)算，并取綠化用水量為，則綠化（含公園）用水量為：(3)公園面積為9.58ha，其用水量也按公園面積的15%計(jì)算，并取綠化用水量為，則公園用水量為： 澆灑道路和大面積綠化用水總量為：4、城市的未預(yù)見水量及管網(wǎng)漏水量按最高日用水量的23%計(jì)算，則在5年的近期規(guī)劃年限內(nèi)，城市最高日用水量為：其時(shí)變化系數(shù)為： 最高時(shí)用水量為：5、消防用水量：該城市人口為10萬(wàn)人，由此可知同一時(shí)間內(nèi)火災(zāi)次數(shù)為2次，其每一次滅火用水量為35L/s，故消防用水量為：二、管段沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算1、管網(wǎng)定線根據(jù)

6、城市的整體規(guī)劃平面圖和供水區(qū)的地形，結(jié)合城市的近期規(guī)劃，并考慮遠(yuǎn)期發(fā)展的可能，城市主要供水區(qū)布置成環(huán)狀網(wǎng)供水，其邊緣地區(qū)布置成樹狀網(wǎng)供水，遠(yuǎn)期亦發(fā)展成環(huán)狀網(wǎng)供水。即近期采用環(huán)狀網(wǎng)和樹狀網(wǎng)結(jié)合布置的管網(wǎng)形式。其主要供水方向確定為自西向東供水，并考慮用戶對(duì)水量和水壓的要求，在主要供水方向上布置3條干管，其間距滿足500800m的要求；在干管之間布置連接管，其間距滿足8001000m的要求（結(jié)合城市規(guī)劃和供水區(qū)地形的現(xiàn)狀，允許一些管段稍微超出此范圍）。管網(wǎng)中不設(shè)置水塔。管網(wǎng)平面布置見城市規(guī)劃藍(lán)圖。2、管段總長(zhǎng)度管線總長(zhǎng)度計(jì)算見表21所示：表21 管段長(zhǎng)度計(jì)算表管段編號(hào)管段長(zhǎng)度l（m）計(jì)算長(zhǎng)度（m）管

7、段編號(hào)管段長(zhǎng)度l（m）計(jì)算長(zhǎng)度（m）126703501314885885233253251015680340341075107511166806804510401040121768068056920920131868068037290290141968034048290290151610601060592902901617108510851104602301718104010403116456451819885885412645645152055027551364564516215505506146456451722340340101110601060182356056011121085108

8、5192436018012131040104025261801801213104010402627680680管段總長(zhǎng)度：22700m，計(jì)算管段總長(zhǎng)度：21015m。說(shuō)明：(1)管段12、110、1015、1520、614、1419、1924只有一側(cè)供給用戶用水，其管段長(zhǎng)度按一般計(jì)算。(2)二級(jí)泵站到節(jié)點(diǎn)1的輸水管渠、穿越鐵路的2325管段以及2628處的管段由于兩側(cè)沒有建筑物，故不計(jì)入管段的計(jì)算。(3)管段1112、1116在經(jīng)過(guò)公園處的部分管段長(zhǎng)度分別為380m、320m，在計(jì)算時(shí)理論上應(yīng)該只取一半計(jì)入計(jì)算，但考慮到此處流量較小，因而在計(jì)算的管段長(zhǎng)度時(shí)按向兩側(cè)建筑物的沿線流量計(jì)算，其管段不

9、折半而取全長(zhǎng)接入計(jì)算。2、比流量計(jì)算采用長(zhǎng)度流量計(jì)算法，得管段計(jì)算總長(zhǎng)度為，總流量為，集中流量為，故比流量為：3、沿線流量的計(jì)算根據(jù)，可得出各管段的沿線流量。具體計(jì)算如附表1所示。4、節(jié)點(diǎn)流量的計(jì)算取折減系數(shù)，根據(jù)，可得出各節(jié)點(diǎn)的流量。具體計(jì)算見附表2所示。第三部分 清水池容積計(jì)算1、由于此城市沒有設(shè)置水塔，因而二級(jí)泵站的供水量與管網(wǎng)的用水量時(shí)時(shí)刻刻保持相等。根據(jù)最高日用水量小時(shí)用水量變化表（表12），可以繪制出用水量變化曲線圖（圖31），根據(jù)用水量變化曲線圖，可以知道管網(wǎng)最高時(shí)用水量為，最低時(shí)用水量為，故二級(jí)泵站的最高時(shí)流量為，最低時(shí)用水量為。2、清水池有效容積的計(jì)算(1)清水池調(diào)節(jié)容積計(jì)算

10、：根據(jù)用水量變化和一級(jí)泵站的供水量，確定清水池的調(diào)節(jié)容積W1為：(2)消防貯水量計(jì)算：根據(jù)消防用水量，按2h火災(zāi)延續(xù)時(shí)間計(jì)算，可得出消防貯水量W2為： (3)水廠自用水量計(jì)算：水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產(chǎn)用水，按最高日用水量的8%計(jì)算，得水廠自用水量W3為：根據(jù)以上數(shù)據(jù)，得：再考慮安全貯水量，可以取清水池的調(diào)節(jié)容積W=15000。為保證清洗和檢修時(shí)不間斷供水，水廠采用2只容積大小相等的清水池。第四部分 管網(wǎng)平差及水力計(jì)算1、初始流量分配根據(jù)管網(wǎng)的定線，初步擬定主要供水方向?yàn)樽晕飨驏|，根據(jù)節(jié)點(diǎn)流量在3條干管上分配大致相等的流量，在干管之間的連接管分配較少的流量，起轉(zhuǎn)輸少部分流量的作用。但為了考

11、慮滿足事故時(shí)流量轉(zhuǎn)輸?shù)囊螅涔軓竭m當(dāng)放大。其初始流量分配見附表4所示。2、管徑、水頭損失計(jì)算管道采用混凝土管敷設(shè)，根據(jù)環(huán)狀管網(wǎng)經(jīng)濟(jì)管徑公式可確定各管段的管徑。已知經(jīng)濟(jì)因素=0.92，管線造價(jià)指數(shù)=1.8，再根據(jù)巴甫洛夫斯基公式（當(dāng)阻力系數(shù)n= 0.013時(shí)，有），確定指數(shù)n=2，指數(shù)m=5.33，則有管徑，水頭損失。其管徑確定和水頭損失計(jì)算如附表4所示。3、最高時(shí)用水量管網(wǎng)平差計(jì)算為幫助平差計(jì)算，采用哈工大的GSPC管網(wǎng)平差軟件進(jìn)行管網(wǎng)最高時(shí)用水量的平差計(jì)算，其條件是保證每環(huán)閉合差的精確度在0.01之內(nèi)。經(jīng)GSPC軟件平差結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)19次迭代平差后，得到各管段的流速、流量、水頭損失等結(jié)果

12、。其最終的平差結(jié)果如附表5所示。4、消防時(shí)用水量管網(wǎng)平差核算選取距離二級(jí)泵站較遠(yuǎn)且地面標(biāo)高較高的24節(jié)點(diǎn)為控制點(diǎn)。按每次消防用水35L/s，同一時(shí)間內(nèi)發(fā)生2次火災(zāi)計(jì)算，考慮到安全性和經(jīng)濟(jì)性等因素，設(shè)一次火災(zāi)發(fā)生在控制點(diǎn)25節(jié)點(diǎn)處，另一次火災(zāi)發(fā)生在具有較大集中流量的14節(jié)點(diǎn)處。消防用水時(shí)，管網(wǎng)中的總流量為：，其集中流量為：，因而比流量為：消防時(shí)的比流量同最高用水時(shí)的比流量一致，因而當(dāng)其增加消防時(shí)流量時(shí)，其他可以采用最高用水時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。此后仍采用哈工大的GSPC管網(wǎng)平差軟件進(jìn)行消防時(shí)用水量的平差計(jì)算，其條件仍是保證每環(huán)的閉合差精確度在0.01之內(nèi)。經(jīng)GSPC軟件平差結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)15次迭代平

13、差后，得到各管段的流量、流速、水頭損失等結(jié)果。其最終的平差結(jié)果如附表7所示。第五部分 二級(jí)泵站中泵的選擇一、最高用水時(shí)二級(jí)泵站的流量和揚(yáng)程1、確定各節(jié)點(diǎn)的自由水頭根據(jù)藍(lán)圖紙，可以確定各節(jié)點(diǎn)的地面標(biāo)高值，由此根據(jù)控制點(diǎn)24節(jié)點(diǎn)所需的水壓為28m考慮，可以推出其他各節(jié)點(diǎn)的水壓。在推出25、26、27節(jié)點(diǎn)水壓時(shí)，需要計(jì)算管段2325的水頭損失。其計(jì)算過(guò)程如下：管段2325穿越鐵路，管長(zhǎng)為565m，流量為30.16，按經(jīng)濟(jì)管徑公式計(jì)算得出管徑D為：考慮到此處的管段穿越鐵路，為保證供水的安全可靠性，減少維護(hù)管理的困難，故將2325管段的管徑適當(dāng)放大，取管徑為350。此時(shí)仍由巴甫洛夫斯基公式可得其水頭損失

14、為： 節(jié)點(diǎn)水壓表如附表8所示。由各節(jié)點(diǎn)水壓的附表8可知，其他各點(diǎn)的水壓均在28.00m以上，均滿足6層建筑的水壓要求。故控制點(diǎn)確定為24節(jié)點(diǎn)。2、確定二級(jí)泵站與控制點(diǎn)之間的水頭損失由消防時(shí)流量校核知，離二級(jí)泵站較遠(yuǎn)且地面標(biāo)高較高的24節(jié)點(diǎn)確定為管網(wǎng)的控制點(diǎn)。又該城市大部分房屋建筑控制在6層，因此控制點(diǎn)24處的服務(wù)水頭為28.00m。由此可以推算出二級(jí)泵站處的水壓值。其過(guò)程如下：(1)輸水管渠管徑和水頭損失的確定從二級(jí)泵站到輸水管網(wǎng)的輸水管渠選定為兩條，每條長(zhǎng)度為800 m。為保證事故時(shí)供水的可靠性，兩條輸水管渠之間設(shè)置連接管，從而每條輸水管渠的流量為：據(jù)此根據(jù)環(huán)狀管網(wǎng)經(jīng)濟(jì)管徑公式可以計(jì)算出輸水

15、管渠的管徑為： 此外，根據(jù)消防時(shí)的流量亦可計(jì)算出經(jīng)濟(jì)管徑為：根據(jù)最高用水時(shí)和消防時(shí)用水所計(jì)算得出的管徑，再考慮標(biāo)準(zhǔn)管徑的規(guī)格，選取輸水管渠管徑為700mm兩條輸水管。由巴甫洛夫斯基公式得：從而輸水管渠的水頭損失為： (2)控制點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)1處水頭損失的確定從控制點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)1的水頭損失，取110151617181924和123456141924兩條管道的平均值，故其水頭損失為： 綜上可知，二級(jí)泵站與控制點(diǎn)24之間的水頭損失為：3、確定二級(jí)泵站的水壓從控制點(diǎn)確定二級(jí)泵站的水壓為：再考慮二級(jí)泵站內(nèi)的水頭損失，取為1.80m，以及安全水頭取2.00m，可以確定二級(jí)泵站的揚(yáng)程為：根據(jù)上面的計(jì)算得知，最高用水時(shí)

16、二級(jí)泵站的揚(yáng)程為49.97m，流量為829.59。二、消防時(shí)二級(jí)泵站的流量和揚(yáng)程1、消防時(shí)，控制點(diǎn)24處所需的水壓為10.00m，由此計(jì)算得出各節(jié)點(diǎn)的水壓，節(jié)點(diǎn)水壓值如附表8所示。由附表8可知，其余各節(jié)點(diǎn)的水壓均滿足10.00m的消防水壓要求。2、計(jì)算輸水管渠的水頭損失根據(jù)巴甫洛夫斯基公式，可以計(jì)算出從二級(jí)泵站到管網(wǎng)節(jié)點(diǎn)1處的水頭損失為：從而輸水管渠的水頭損失為： 3 、控制點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)1處水頭損失的確定從控制點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)1的水頭損失，亦取110151617181924和123456141924兩條管道的平均值，故其水頭損失為：綜上可知，節(jié)點(diǎn)1與控制點(diǎn)24之間的水頭損失為：4、確定二級(jí)泵站的水壓從控制

17、點(diǎn)確定二級(jí)泵站的水壓為：再考慮二級(jí)泵站內(nèi)的水頭損失，取為1.80m，以及安全水頭取2.00m，可以確定二級(jí)泵站的揚(yáng)程為：根據(jù)上面的計(jì)算得知，消防時(shí)二級(jí)泵站的流量為899.59，揚(yáng)程為37.48m。三、選泵由此查給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)采用四用一備共選定5臺(tái)同一型號(hào)的單級(jí)雙吸式離心泵：350S44。其主要性能參數(shù)如下表51所示。表51 二級(jí)泵站水泵的選擇型號(hào)流量（L/s）揚(yáng)程（m）轉(zhuǎn)速n（r/min）軸功率（kw）電機(jī)型號(hào)電機(jī)功率（kw）效率（%）臺(tái)數(shù)（臺(tái)）備注350S442703504105044371450164177.6189Y355M-42208187795四用一備其特性曲線圖如下圖51所示：圖

18、51圖例如右圖所示 350S44型號(hào)泵的性能曲線圖圖51說(shuō)明：在最高用水時(shí)區(qū)段，流量為829.59L/s，揚(yáng)程為49.97m，因此開啟四臺(tái)350S44型號(hào)的單級(jí)雙吸式離心泵。在消防用水時(shí)，流量為899.59，揚(yáng)程為37.48m，因此開啟3臺(tái)350S44型號(hào)的單級(jí)雙吸式離心泵。在其他用水時(shí)，通過(guò)泵的調(diào)度管理，根據(jù)管網(wǎng)的實(shí)際用水量調(diào)整泵的運(yùn)行臺(tái)數(shù)，以保持泵在高效段范圍內(nèi)運(yùn)行，同時(shí)滿足供水的安全可靠以及用戶對(duì)水壓和水量的要求。第六部分 管網(wǎng)附件和節(jié)點(diǎn)詳圖一、管網(wǎng)附件在管網(wǎng)中，應(yīng)設(shè)置閥門、消火栓、泄水閥、排氣閥、止回閥等管網(wǎng)附件，以保證管網(wǎng)的正常工作。1、閥門根據(jù)管道的連接情況，在管道銜接處設(shè)置各類閥門（如手動(dòng)法蘭連接閥門、蝶閥、止回閥等），閥門的數(shù)量