第6章管網(wǎng)水力計(jì)算

1、第第6章章 管網(wǎng)水力計(jì)算管網(wǎng)水力計(jì)算6.1 6.1 樹狀管網(wǎng)計(jì)算樹狀管網(wǎng)計(jì)算6.2 6.2 環(huán)狀網(wǎng)計(jì)算原理環(huán)狀網(wǎng)計(jì)算原理6.3 6.3 環(huán)狀網(wǎng)計(jì)算環(huán)狀網(wǎng)計(jì)算6.4 6.4 輸水管渠計(jì)算輸水管渠計(jì)算第第6章章 管網(wǎng)水力計(jì)算管網(wǎng)水力計(jì)算 從供水起點(diǎn)到任一節(jié)點(diǎn)的水流路線只有一從供水起點(diǎn)到任一節(jié)點(diǎn)的水流路線只有一個(gè)，每一管段只有唯一確定的計(jì)算流量。個(gè)，每一管段只有唯一確定的計(jì)算流量。 先計(jì)算對(duì)供水經(jīng)濟(jì)性影響最大的干管（管先計(jì)算對(duì)供水經(jīng)濟(jì)性影響最大的干管（管網(wǎng)起點(diǎn)到控制點(diǎn)的管線），再算支管。網(wǎng)起點(diǎn)到控制點(diǎn)的管線），再算支管。6.1 6.1 樹狀管網(wǎng)計(jì)算樹狀管網(wǎng)計(jì)算確定各管段的流量；確定各管段的流量；按經(jīng)

2、濟(jì)流速求管徑和水頭損失按經(jīng)濟(jì)流速求管徑和水頭損失; 選定一條干線，求干線總水頭損失和水泵揚(yáng)程、水塔高選定一條干線，求干線總水頭損失和水泵揚(yáng)程、水塔高度，并計(jì)算出干線上各節(jié)點(diǎn)水壓度，并計(jì)算出干線上各節(jié)點(diǎn)水壓計(jì)算支線水力坡度，由于支管起點(diǎn)和終點(diǎn)水壓均已知，計(jì)算支線水力坡度，由于支管起點(diǎn)和終點(diǎn)水壓均已知，支管計(jì)算按充分利用起點(diǎn)現(xiàn)有水壓條件選定管徑。支管計(jì)算按充分利用起點(diǎn)現(xiàn)有水壓條件選定管徑。計(jì)算過程計(jì)算過程 確定確定各管段的流量；各管段的流量； 根據(jù)根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速選取標(biāo)準(zhǔn)管徑；經(jīng)濟(jì)流速選取標(biāo)準(zhǔn)管徑； 計(jì)算各管段的水頭損失；計(jì)算各管段的水頭損失； 確定確定控制點(diǎn)；控制點(diǎn)； 計(jì)算控制線路的總水頭損失，確定

3、水泵揚(yáng)程或水塔計(jì)算控制線路的總水頭損失，確定水泵揚(yáng)程或水塔高度；高度； 確定確定各支管可利用的剩余水頭；各支管可利用的剩余水頭； 計(jì)算計(jì)算各支管的平均水力坡度，選定管徑。各支管的平均水力坡度，選定管徑。計(jì)算步驟計(jì)算步驟 某城市供水區(qū)用水人口某城市供水區(qū)用水人口5 5萬人，最高日用水量定額為萬人，最高日用水量定額為150150/(/(人人) )，要求最小服務(wù)水頭為，要求最小服務(wù)水頭為1616。節(jié)點(diǎn)接。節(jié)點(diǎn)接某工廠，工業(yè)用水量為某工廠，工業(yè)用水量為4004003 3/ /，兩班制，均勻使用。，兩班制，均勻使用。城市地形平坦，地面標(biāo)高為城市地形平坦，地面標(biāo)高為5.OO5.OO。水泵水泵水塔水塔012

4、3485672504503006002301902056501501 1總用水量總用水量 設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)最高日生活用水量：最高日生活用水量： 500000.157500m3/d86.81L/s 工業(yè)用水工業(yè)用水量：量： 4001625m3/h6.94L/s 總總水量為：水量為： Q86.816.9493.75L/s2 2管線總長(zhǎng)度：管線總長(zhǎng)度：L2425m，其中水塔到節(jié)點(diǎn)其中水塔到節(jié)點(diǎn)0 0的管段兩側(cè)無用戶不計(jì)入。的管段兩側(cè)無用戶不計(jì)入。3 3比流量：比流量： (93.756.94)24250.0358L/s4 4沿線流量：沿線流量：管段管段管段長(zhǎng)度（管段長(zhǎng)度（m）沿線流量（沿線流量（L/s）011

5、22314484556673001502504506502301902053000.035810.741500.03585.372500.03588.954500.035816.116500.035823.272300.03588.231900.03586.802050.03587.34合計(jì)合計(jì)242586.815 5節(jié)點(diǎn)流量：節(jié)點(diǎn)流量：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)流量（節(jié)點(diǎn)流量（L/s）0123456780.510.745.370.5(10.74+5.37+16.11)16.110.5(5.37+8.95) 7.160.58.954.480.5(16.11+23.27+8.23)23.800.5(8.23+

6、6.80)7.520.5(6.80+7.34)7.070.57.343.670.523.2711.63合計(jì)合計(jì)86.8193.7588.3860.6311.634.4811.643.6710.7418.26水泵水泵水塔水塔0123485672504503006002301902056501503.6711.634.487.1623.80+6.947.077.5216.115.376 6干管水力計(jì)算：干管水力計(jì)算：管段管段流量流量（L/s）流速流速（m/s）管徑管徑（mm）水頭損失水頭損失（m）水塔水塔001144893.7588.3860.6311.630.750.700.860.664004

7、003001001.270.561.753.95h7.53 選定節(jié)點(diǎn)選定節(jié)點(diǎn)8為控制點(diǎn)，按經(jīng)濟(jì)流速確定管徑。為控制點(diǎn)，按經(jīng)濟(jì)流速確定管徑。7支管水力計(jì)算：干管上各節(jié)點(diǎn)的水壓標(biāo)高干管上各節(jié)點(diǎn)的水壓標(biāo)高: 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)8: 16.00+5.00=21.00m 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)4：21.00+3.95=24.95m 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)1：24.95+1.75=26.70m 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)0：26.70+0.56=27.26m 水塔：水塔：27.26+1.27=28.53m各支線的允許水力坡度各支線的允許水力坡度:00632. 062595. 3205190230) 516(95.2401425. 040070. 5250150

8、) 516(70.267431ii7 7支管水力計(jì)算：支管水力計(jì)算：管段管段 起端水位起端水位（m）終端水位終端水位（m）允許水頭損失允許水頭損失（m）管長(zhǎng)管長(zhǎng)（m）平均水力平均水力坡度坡度134726.7024.9521.0021.005.703.954006250.014250.00632管段管段流量流量(L/s) 管徑管徑(mm) 水力坡度水力坡度水頭損失水頭損失(m)122345566711.644.4818.2610.743.67150(100)100200(150)1501000.006170.008290.003370.006310.005811.85(16.8)2.070.64

9、(3.46)1.451.198 8確定水塔高度和水泵揚(yáng)程確定水塔高度和水泵揚(yáng)程: :)(53.2300. 553. 700. 500.16)(mZZhHHotot水泵揚(yáng)程需要根據(jù)水塔的水深、吸水井最低水位標(biāo)高、水泵揚(yáng)程需要根據(jù)水塔的水深、吸水井最低水位標(biāo)高、水泵吸水管路和壓水管水頭損失計(jì)算確定。水泵吸水管路和壓水管水頭損失計(jì)算確定。原理原理：在初步分配流量的基礎(chǔ)上，逐步調(diào)整管段流量以滿足：在初步分配流量的基礎(chǔ)上，逐步調(diào)整管段流量以滿足能量方程。能量方程。L L個(gè)非線個(gè)非線性性的的能量方程：能量方程：0),(3211PqqqqF0),(3212PqqqqF0),(321PLqqqqF6.2 6.

10、2 環(huán)狀網(wǎng)計(jì)算原理環(huán)狀網(wǎng)計(jì)算原理6.2.1 環(huán)方程組解法環(huán)方程組解法初步分配的流量一般不滿足能量方程：初步分配的流量一般不滿足能量方程： 0),(00302011PqqqqF0),(00302012PqqqqF0),(0030201PLqqqqF 初步分配流量與實(shí)際流量的的差額為初步分配流量與實(shí)際流量的的差額為qi，實(shí)際流量應(yīng)滿足能量方程：實(shí)際流量應(yīng)滿足能量方程：0),(03032021011PPqqqqqqqqF0),(03032021012PPqqqqqqqqF0),(0303202101PPLqqqqqqqqF將函數(shù)在分配流量上展開，并忽略高階微量：將函數(shù)在分配流量上展開，并忽略高階微量

11、：0)(),(1221111002011PPPqqFqqFqqFqqqF0)(),(2222112002012PPPqqFqqFqqFqqqF0)(),(221100201PPLLLPLqqFqqFqqFqqqF100302011),(hqqqqFP200302012),(hqqqqFPLPLhqqqqF),(0030201方程組的第一部分稱為閉合差：方程組的第一部分稱為閉合差： 將閉合差項(xiàng)移到方程組的左邊，得到關(guān)于將閉合差項(xiàng)移到方程組的左邊，得到關(guān)于流量誤差（校正流量）的線性方程組：流量誤差（校正流量）的線性方程組：11221111hqqFqqFqqFPP22222112hqqFqqFqqF

12、PPLPPLLLhqqFqqFqqF2211 利用線性代數(shù)的多種方法可求解出校正流量。利用線性代數(shù)的多種方法可求解出校正流量。因?yàn)楹雎粤烁唠A項(xiàng)，得到的解仍然不能滿足能量因?yàn)楹雎粤烁唠A項(xiàng)，得到的解仍然不能滿足能量方程，需要反復(fù)迭代求解，直到誤差小于允許誤方程，需要反復(fù)迭代求解，直到誤差小于允許誤差值差值哈代哈代- -克羅斯法?？肆_斯法。哈代克羅斯法平差哈代克羅斯法平差P51原理：在初步擬訂壓力的基礎(chǔ)上，逐步調(diào)整節(jié)點(diǎn)水原理：在初步擬訂壓力的基礎(chǔ)上，逐步調(diào)整節(jié)點(diǎn)水壓以滿足連續(xù)性方程。壓以滿足連續(xù)性方程。 0ijiqQ021212121jijiijiijijijiHHHHSQhhSQ2ijijijqS

13、h ijijijijhhSq21216.2.2節(jié)點(diǎn)方程組解法節(jié)點(diǎn)方程組解法節(jié)點(diǎn)流量應(yīng)該滿足連續(xù)性方程：節(jié)點(diǎn)流量應(yīng)該滿足連續(xù)性方程：012112111kkkHHHHSQ022122122kkkHHHHSQ02121,kSJkSJkSJSJHHHHSQ個(gè)連續(xù)性方程：個(gè)連續(xù)性方程：一般表達(dá)式：一般表達(dá)式：0),(3211SJHHHH0),(3212SJHHHH0),(321SJSJHHHH初步擬定的水壓一般不滿足連續(xù)性方程：初步擬定的水壓一般不滿足連續(xù)性方程： 0),(3211SJHHHH0),(3212SJHHHH0),(321SJSJHHHH 初步擬定水壓與實(shí)際水壓的差額為初步擬定水壓與實(shí)際水壓

14、的差額為，實(shí)際水壓應(yīng)滿足連續(xù)性方程：實(shí)際水壓應(yīng)滿足連續(xù)性方程：0),(02021011SJSJHHHHHH0),(02021012SJSJHHHHHH0),(0202101SJSJSJHHHHHH將函數(shù)在分配流量上展開，并忽略高階微量：將函數(shù)在分配流量上展開，并忽略高階微量：0)(),(1221111002011SJSJSJHHHHHHHHH0)(),(2222112002012SJSJSJHHHHHHHHH0)(),(221100201SJSJSJSJSJSJSJHHHHHHHHH100302011),(qHHHHSJ方程組的第一部分稱為流量閉合差方程組的第一部分稱為流量閉合差：200302

15、012),(qHHHHSJSJSJSJqHHHH),(0030201 將閉合差項(xiàng)移到方程組的右邊，得到關(guān)于將閉合差項(xiàng)移到方程組的右邊，得到關(guān)于水壓誤差（校正壓力）的線性方程組：水壓誤差（校正壓力）的線性方程組：11221111qHHHHHHSJSJ22222112qHHHHHHSJSJSJSJSJSJSJSJqHHHHHH2211求解步驟：求解步驟：根據(jù)已知節(jié)點(diǎn)（控制點(diǎn)和泵站）的水壓，初步確定根據(jù)已知節(jié)點(diǎn)（控制點(diǎn)和泵站）的水壓，初步確定其他各節(jié)點(diǎn)的水壓；其他各節(jié)點(diǎn)的水壓；根據(jù)流量與水頭損失的關(guān)系求出各管段的流量；根據(jù)流量與水頭損失的關(guān)系求出各管段的流量；計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的不平衡流量；計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的不平

16、衡流量；計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的校正壓力；計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的校正壓力；重復(fù)第重復(fù)第24步直到校正壓力符合要求為止。步直到校正壓力符合要求為止。具體具體步驟：步驟：對(duì)能量方程進(jìn)行線性化處理；對(duì)能量方程進(jìn)行線性化處理；給定流量初值并計(jì)算線性系數(shù)；給定流量初值并計(jì)算線性系數(shù)；解線性方程求出管段流量；解線性方程求出管段流量；根據(jù)所得流量計(jì)算線性系數(shù)并重新求解管段流量直到根據(jù)所得流量計(jì)算線性系數(shù)并重新求解管段流量直到誤差符合要求。誤差符合要求。6.2.3管段方程組解法管段方程組解法原理：直接聯(lián)立求解原理：直接聯(lián)立求解 J-S 個(gè)連續(xù)性方程和個(gè)連續(xù)性方程和 L 個(gè)能量方程，求出個(gè)能量方程，求出 PL+J-S 個(gè)管段流量。個(gè)

17、管段流量。041211qqQ02414141254545425252522212121qLAqLAqLAqLA連續(xù)性方程：連續(xù)性方程：Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3Q Q4 4Q Q5 5Q Q6 621q32q63q52q41q54q65q能量方程：能量方程：4 45 56 63 32 21 105232212qqqQ063323qqQ054414qqQ06554525qqqQ02323232252525226565652636363qLAqLAqLAqLA將非線形的能量方程轉(zhuǎn)化為線性方程：將非線形的能量方程轉(zhuǎn)化為線性方程：0414141415454545452525252212121

18、21qqLAqqLAqqLAqqLA032323232525252526565656563636363qqLAqqLAqqLAqqLA04141545452522121qRqRqRqR03232525265656363qRqRqRqR14121Qqq2523221Qqqq36332Qqq45441Qqq5655452Qqqq04141545452522121qKqKqKqK03232525265656363qKqKqKqK6.3 6.3 環(huán)狀網(wǎng)平差方法環(huán)狀網(wǎng)平差方法hqSqSqSqS25454241412525222121 Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3Q Q4 4Q Q5 5Q Q6

19、621q32q63q52q41q54q65q4 45 56 63 32 21 1hqSqSqSqS252522323226565263631. 哈代哈代-克羅斯法克羅斯法 Q Q1 1Q Q2 2Q Q3 3Q Q4 4Q Q5 5Q Q6 621q32q63q52q41q54q65q4 45 56 63 32 21 1hqqh0)()()()(25454241412525222121qqSqqSqqqSqqS0)()()()(25252232322656526363qqqSqqSqqSqqS忽略相鄰環(huán)校正流量和二階微量的影響：忽略相鄰環(huán)校正流量和二階微量的影響：0)(254544141525

20、22121qqSqSqSqSh)(2Sqhq0222222254545425454241414124141252525252252525225252221212122121qSqqSqSqSqqSqSqSqqSqqSqSqqSqSqSqqSqS校正流量的符號(hào)與水頭損失閉合差的符號(hào)相反校正流量的符號(hào)與水頭損失閉合差的符號(hào)相反步驟：步驟： 根據(jù)根據(jù)連續(xù)性條件初步分配管段流量；連續(xù)性條件初步分配管段流量； 計(jì)算計(jì)算各管段的水頭損失；各管段的水頭損失； 以以順時(shí)針方向?yàn)檎鏁r(shí)針方向?yàn)樨?fù)，計(jì)算各順時(shí)針方向?yàn)檎鏁r(shí)針方向?yàn)樨?fù)，計(jì)算各環(huán)的水頭損失閉合差；環(huán)的水頭損失閉合差； 計(jì)算計(jì)算各管段的各管段的S

21、Sijijq qijij和每一環(huán)的和每一環(huán)的SSijijq qijij； 計(jì)算計(jì)算各環(huán)的校正流量；各環(huán)的校正流量； 將將管段流量加上校正流量重新計(jì)算水頭損失，管段流量加上校正流量重新計(jì)算水頭損失，直到最大閉合差小于允許誤差為止。直到最大閉合差小于允許誤差為止。手工計(jì)算時(shí)，每環(huán)閉合差要求小于手工計(jì)算時(shí)，每環(huán)閉合差要求小于0.5m0.5m，大環(huán)閉合差小于，大環(huán)閉合差小于1.0m1.0m。電算時(shí)，閉合差的大小可以達(dá)到任何要求的精度，但可考慮采用電算時(shí)，閉合差的大小可以達(dá)到任何要求的精度，但可考慮采用0.010.05m0.010.05m。2. 2. 最大閉合差的環(huán)校正法最大閉合差的環(huán)校正法 管網(wǎng)平差過

22、程中，任一環(huán)的校正流量都會(huì)對(duì)相鄰環(huán)管網(wǎng)平差過程中，任一環(huán)的校正流量都會(huì)對(duì)相鄰環(huán)產(chǎn)生影響。一般說來，閉合差越大校正流量越大，對(duì)鄰環(huán)產(chǎn)生影響。一般說來，閉合差越大校正流量越大，對(duì)鄰環(huán)的影響也就越大。值得注意的是，對(duì)閉合差方向相同的鄰的影響也就越大。值得注意的是，對(duì)閉合差方向相同的鄰環(huán)會(huì)加大其閉合差，對(duì)閉合差方向相反的相鄰環(huán)則會(huì)縮小環(huán)會(huì)加大其閉合差，對(duì)閉合差方向相反的相鄰環(huán)則會(huì)縮小閉合差。閉合差。最大閉合差校正法就是在每次平差時(shí)選擇閉合差最大閉合差校正法就是在每次平差時(shí)選擇閉合差最大的環(huán)進(jìn)行平差。最大的環(huán)進(jìn)行平差。最大閉合差不一定是基環(huán)的閉合差。最大閉合差不一定是基環(huán)的閉合差。1 . 1h7 . 0

23、h8 . 0h5 . 0h6 . 0h7 . 1h 步驟：步驟：平差第一步求出各環(huán)閉合差平差第一步求出各環(huán)閉合差將將hh方向相同的環(huán)中間聯(lián)通管去掉連成大環(huán)方向相同的環(huán)中間聯(lián)通管去掉連成大環(huán)大環(huán)大環(huán)平平差，小環(huán)降直到要求的精度。差，小環(huán)降直到要求的精度。3. 3. 多水源管網(wǎng)平差多水源管網(wǎng)平差 多多水源給水管網(wǎng)的平差，只需將水源給水管網(wǎng)的平差，只需將S個(gè)水源節(jié)點(diǎn)用一個(gè)水源節(jié)點(diǎn)用一個(gè)虛節(jié)點(diǎn)相連接，構(gòu)成一個(gè)含有個(gè)虛節(jié)點(diǎn)相連接，構(gòu)成一個(gè)含有-1個(gè)虛環(huán)的單水源給個(gè)虛環(huán)的單水源給水系統(tǒng)。水源節(jié)點(diǎn)與虛節(jié)點(diǎn)相連接的管段稱為水系統(tǒng)。水源節(jié)點(diǎn)與虛節(jié)點(diǎn)相連接的管段稱為虛管段虛管段，虛管段中的流量等于水源節(jié)點(diǎn)的供水量

24、，管段流量方向虛管段中的流量等于水源節(jié)點(diǎn)的供水量，管段流量方向是從虛節(jié)點(diǎn)流向水源節(jié)點(diǎn)。虛管段的水頭損失等于各水是從虛節(jié)點(diǎn)流向水源節(jié)點(diǎn)。虛管段的水頭損失等于各水源節(jié)點(diǎn)水壓，方向是水源節(jié)點(diǎn)指向虛節(jié)點(diǎn)。源節(jié)點(diǎn)水壓，方向是水源節(jié)點(diǎn)指向虛節(jié)點(diǎn)。泵站泵站水塔水塔0Q Qt th=水塔水位高度水塔水位高度Q Qp ph=水泵揚(yáng)程水泵揚(yáng)程 兩種情況：兩種情況：最大用水時(shí)最大用水時(shí)管網(wǎng)用水由泵站和水塔同時(shí)供給，多水源管網(wǎng)兩者有各自管網(wǎng)用水由泵站和水塔同時(shí)供給，多水源管網(wǎng)兩者有各自的供水區(qū)，在供水區(qū)的分界線上水壓最低。的供水區(qū)，在供水區(qū)的分界線上水壓最低。最大轉(zhuǎn)輸時(shí)單水源管網(wǎng)最大轉(zhuǎn)輸時(shí)單水源管網(wǎng)在一天內(nèi)有若干小時(shí)

25、因二級(jí)泵站供水量大于用水量，多余在一天內(nèi)有若干小時(shí)因二級(jí)泵站供水量大于用水量，多余的水通過管網(wǎng)轉(zhuǎn)輸入水塔貯存，不存在供水分界線。的水通過管網(wǎng)轉(zhuǎn)輸入水塔貯存，不存在供水分界線。最大轉(zhuǎn)輸時(shí)虛環(huán)平差虛環(huán)平差 目的目的:求各水源的供水量求各水源的供水量 最高用水時(shí)最高用水時(shí) 虛節(jié)點(diǎn)流量平衡的條件虛節(jié)點(diǎn)流量平衡的條件 水頭損失平衡條件水頭損失平衡條件最大轉(zhuǎn)輸時(shí)最大轉(zhuǎn)輸時(shí)虛節(jié)點(diǎn)流量平衡條件虛節(jié)點(diǎn)流量平衡條件 水頭損失平衡條件水頭損失平衡條件2SQHHbp212221QQHHS4. 4. 管網(wǎng)計(jì)算時(shí)的水泵特性方程管網(wǎng)計(jì)算時(shí)的水泵特性方程 水泵高效區(qū)的流量與揚(yáng)程之間的關(guān)系可用二次水泵高效區(qū)的流量與揚(yáng)程之間的關(guān)

26、系可用二次曲線模擬：曲線模擬：211SQHHb222SQHHb222211SQHSQHHb22122211QQQHHHHp121Q2Q1H2HQH0131Q3Q1H3HQH02Q2H2CBQAQH2CBQAQH1211CBQAQH2222CBQAQH32335. 5. 管網(wǎng)核算管網(wǎng)核算 消防時(shí)消防時(shí) 根據(jù)城鎮(zhèn)和各類建筑的規(guī)模，確定同一時(shí)間發(fā)生的根據(jù)城鎮(zhèn)和各類建筑的規(guī)模，確定同一時(shí)間發(fā)生的火災(zāi)次數(shù)以及一次滅火用水量。按照滿足最不利條件的火災(zāi)次數(shù)以及一次滅火用水量。按照滿足最不利條件的原則，將著火點(diǎn)放在控制點(diǎn)及遠(yuǎn)離泵站的大用戶處。發(fā)原則，將著火點(diǎn)放在控制點(diǎn)及遠(yuǎn)離泵站的大用戶處。發(fā)生火災(zāi)時(shí)，所需自由

27、水頭較小，但由于水頭損失增大，生火災(zāi)時(shí)，所需自由水頭較小，但由于水頭損失增大，水泵揚(yáng)程不一定符合要求，必要時(shí)應(yīng)增設(shè)消防水泵。水泵揚(yáng)程不一定符合要求，必要時(shí)應(yīng)增設(shè)消防水泵。最大轉(zhuǎn)輸時(shí)最大轉(zhuǎn)輸時(shí) 設(shè)置對(duì)置水塔的給水系統(tǒng)，在最大用水小時(shí)由水設(shè)置對(duì)置水塔的給水系統(tǒng)，在最大用水小時(shí)由水泵和水塔同時(shí)供水，水塔的高度必定高于控制點(diǎn)的自泵和水塔同時(shí)供水，水塔的高度必定高于控制點(diǎn)的自由水頭，當(dāng)出現(xiàn)最大轉(zhuǎn)輸流量時(shí)，水泵必須能供水到由水頭，當(dāng)出現(xiàn)最大轉(zhuǎn)輸流量時(shí)，水泵必須能供水到水塔。水塔。事故時(shí)事故時(shí) 管網(wǎng)中任一管段在檢修過程中，系統(tǒng)的供水量都管網(wǎng)中任一管段在檢修過程中，系統(tǒng)的供水量都不應(yīng)小于最高用水時(shí)的不應(yīng)小于最

28、高用水時(shí)的70%。二泵站供水曲線二泵站供水曲線用水曲線用水曲線0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24最大用水小時(shí)最大用水小時(shí)最大轉(zhuǎn)輸小時(shí)最大轉(zhuǎn)輸小時(shí)6.3.5管網(wǎng)的核算條件管網(wǎng)的核算條件v目的目的 核算按最高日最高時(shí)確定的管徑、水核算按最高日最高時(shí)確定的管徑、水泵揚(yáng)程和水塔高度是否能滿足特殊用水時(shí)泵揚(yáng)程和水塔高度是否能滿足特殊用水時(shí)的用水要求。的用水要求。v 方法方法 按最高日最高時(shí)確定的管徑按特殊用按最高日最高時(shí)確定的管徑按特殊用水時(shí)的條件進(jìn)行流量分配，求出此時(shí)的管水時(shí)的條件進(jìn)行流量分配，求出此時(shí)的管段流量和水頭損失，驗(yàn)算按段流量和水頭損失，驗(yàn)算按Qh確定的確定的

29、Hp、Ht是否滿足特殊用水時(shí)的要求是否滿足特殊用水時(shí)的要求。 消防時(shí)消防時(shí) 流量流量: 失火點(diǎn)的確定失火點(diǎn)的確定 失火點(diǎn)的數(shù)量和一次滅火用水量按失火點(diǎn)的數(shù)量和一次滅火用水量按 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范若只有一處失火若只有一處失火 設(shè)在控制點(diǎn)；設(shè)在控制點(diǎn)；若同時(shí)兩處失火若同時(shí)兩處失火 控制點(diǎn)、離二泵較遠(yuǎn)或靠近大用戶的節(jié)點(diǎn)上控制點(diǎn)、離二泵較遠(yuǎn)或靠近大用戶的節(jié)點(diǎn)上 水壓水壓: 按消防系統(tǒng)要求確定按消防系統(tǒng)要求確定 如果按照最高時(shí)確定的水泵揚(yáng)程不能滿足消防需要，那么增大個(gè)別管段直如果按照最高時(shí)確定的水泵揚(yáng)程不能滿足消防需要，那么增大個(gè)別管段直徑，減小水頭損失。個(gè)別情況下，最高用水時(shí)和消防時(shí)的水

30、泵揚(yáng)程相差很大，徑，減小水頭損失。個(gè)別情況下，最高用水時(shí)和消防時(shí)的水泵揚(yáng)程相差很大，那么須設(shè)專用消防泵供消防時(shí)使用。那么須設(shè)專用消防泵供消防時(shí)使用。xhxhhxhqQQQQ有消防用水的節(jié)點(diǎn)流量無消防用水的節(jié)點(diǎn)流量 事故時(shí)事故時(shí) 流量：流量： 最大時(shí)的最大時(shí)的70 水壓：滿足最不利點(diǎn)的要求水壓：滿足最不利點(diǎn)的要求(按建筑層確按建筑層確定的最小服務(wù)水頭）定的最小服務(wù)水頭） 核算事故時(shí)的水量和水壓是否滿足要求核算事故時(shí)的水量和水壓是否滿足要求 最大轉(zhuǎn)輸時(shí)最大轉(zhuǎn)輸時(shí) 最大轉(zhuǎn)輸時(shí)用水量最大轉(zhuǎn)輸時(shí)用水量 節(jié)點(diǎn)流量節(jié)點(diǎn)流量最高用水時(shí)該節(jié)點(diǎn)流量最高用水時(shí)該節(jié)點(diǎn)流量 最高時(shí)用水量最高時(shí)用水量 按照最大轉(zhuǎn)輸時(shí)的流

31、量進(jìn)行分配和計(jì)算，方法和最按照最大轉(zhuǎn)輸時(shí)的流量進(jìn)行分配和計(jì)算，方法和最高時(shí)一樣高時(shí)一樣 水壓：校核水泵揚(yáng)程（確定水泵能否水壓：校核水泵揚(yáng)程（確定水泵能否將水送進(jìn)水塔）將水送進(jìn)水塔）校核條件：校核條件： 消防消防時(shí)時(shí)節(jié)點(diǎn)流量等于最大用水小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量加消防節(jié)點(diǎn)流量等于最大用水小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量加消防流量；水泵揚(yáng)程滿足最不利消火栓處水壓流量；水泵揚(yáng)程滿足最不利消火栓處水壓10mH2O； 最大最大轉(zhuǎn)輸時(shí)轉(zhuǎn)輸時(shí)節(jié)點(diǎn)流量等于最大轉(zhuǎn)輸小時(shí)用水量與最節(jié)點(diǎn)流量等于最大轉(zhuǎn)輸小時(shí)用水量與最大小時(shí)用水量之比乘以最大小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量；水泵揚(yáng)程滿大小時(shí)用水量之比乘以最大小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量；水泵揚(yáng)程滿足水塔最高水位；足水塔最高水位； 事故

32、事故時(shí)時(shí)節(jié)點(diǎn)流量等于節(jié)點(diǎn)流量等于70最大小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量；水泵最大小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量；水泵揚(yáng)程滿足最小服務(wù)水頭。揚(yáng)程滿足最小服務(wù)水頭。6.4 6.4 輸水管（渠）計(jì)算輸水管（渠）計(jì)算1.1.重力供水重力供水水位水位差差H H已知的壓力輸水管已知的壓力輸水管 要求輸水量為要求輸水量為Q，平行敷設(shè)直徑和長(zhǎng)度相同的輸水管，平行敷設(shè)直徑和長(zhǎng)度相同的輸水管線線n條，則每條管線的流量為條，則每條管線的流量為Q/n，當(dāng)一條管線損壞時(shí)，平，當(dāng)一條管線損壞時(shí)，平行的輸水管線為行的輸水管線為n -條，系統(tǒng)的輸水能力變成條，系統(tǒng)的輸水能力變成Q Q/n，要保證要保證70%的設(shè)計(jì)流量，需要平行布置四條輸水管。的設(shè)計(jì)流量，需要平

33、行布置四條輸水管。平行敷設(shè)兩條彼此獨(dú)立的輸水管：平行敷設(shè)兩條彼此獨(dú)立的輸水管：正常運(yùn)行正常運(yùn)行 25 . 0 QlAH事故運(yùn)行事故運(yùn)行 27 . 0 QlAH AA5 . 0 平行敷設(shè)兩條輸水管，等距離設(shè)置平行敷設(shè)兩條輸水管，等距離設(shè)置N條條聯(lián)絡(luò)管段：聯(lián)絡(luò)管段：正常運(yùn)行正常運(yùn)行 25 . 0 QLAH事故運(yùn)行事故運(yùn)行 227 . 0135. 01QNLAQNNLAH2227 . 01135. 015 . 0NNN288. 1NN22QLAH22121nnQNLAQNNLAH不同聯(lián)絡(luò)管段數(shù)的事故流量不同聯(lián)絡(luò)管段數(shù)的事故流量2. 水泵水泵供水的輸水管供水的輸水管20)(QSSHHdpS Sd d為

34、輸水管的當(dāng)量摩阻為輸水管的當(dāng)量摩阻22121SSSSSd2222211QSQSQSdQQQ21輸水管特性曲線：輸水管特性曲線：水泵特性曲線：水泵特性曲線：2SQHHb0HQH0HQ Q正常運(yùn)行流量：正常運(yùn)行流量：dpbSSSHHQ0hQ 輸水管用輸水管用n 1條連接管等分成條連接管等分成n段，其中段，其中任一管段發(fā)生故障時(shí)：任一管段發(fā)生故障時(shí)：210)(addpaQnSnSSSHHQQH0H0HQ hQhQQ事故運(yùn)行流量：事故運(yùn)行流量：nSSSSSHHQddpba10nSSSSSSSSQQddpdpa/ )(1)1)()(221dpdSSSSSn流量比為：流量比為：解出分段數(shù)：解出分段數(shù)：6.

35、5 6.5 應(yīng)用計(jì)算機(jī)解管網(wǎng)問題應(yīng)用計(jì)算機(jī)解管網(wǎng)問題 首先對(duì)所需進(jìn)行計(jì)算的管網(wǎng)加以簡(jiǎn)化，然后對(duì)節(jié)點(diǎn)、首先對(duì)所需進(jìn)行計(jì)算的管網(wǎng)加以簡(jiǎn)化，然后對(duì)節(jié)點(diǎn)、管段和環(huán)進(jìn)行編號(hào)。標(biāo)明管段流量和節(jié)點(diǎn)流量的流向。管段和環(huán)進(jìn)行編號(hào)。標(biāo)明管段流量和節(jié)點(diǎn)流量的流向。1236541Q2Q3Q5Q4Q6Q1q2q3q4q5q6q7q00000065253144213752764163QqqQqqQqqqQqqQqqqQqq000100100000101000101110100001101000010010076543217654321QQQQQQQqqqqqqq001001000001010001011101000011010000100100ATqqqqqqqq7654321TQQQQQQQQ76543210 QAq銜接矩陣銜接矩陣0075426431hhhhhhh