給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)

1、目錄一、給水系統(tǒng)的布置1、給水系統(tǒng)的給水布置2、給水管網(wǎng)布置形式3、二級(jí)泵房供水方式二、給水管網(wǎng)定線三、設(shè)計(jì)用水量1、最高日設(shè)計(jì)用水量2、最高日用水量變化情況3、最高日最高時(shí)設(shè)計(jì)用水量4、計(jì)算二泵房、水塔、管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量5、計(jì)算清水池設(shè)計(jì)容積和水塔設(shè)計(jì)容積四、管材的選擇 五、管網(wǎng)水力計(jì)算六、校核水力計(jì)算給水管網(wǎng)課程設(shè)計(jì)給水系統(tǒng)的布置(1)給水系統(tǒng)的給水布置給水系統(tǒng)有統(tǒng)一給水系統(tǒng)，分系統(tǒng)給水系統(tǒng)(包括分質(zhì)給水系統(tǒng)、分區(qū)給水 系統(tǒng)及分壓給水系統(tǒng))，多水源給水系統(tǒng)和分地區(qū)給水系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)城市規(guī)模較 小，地形較為平坦，其工業(yè)用水在總供水量所占比例較小， 且城市內(nèi)工廠位置分 散，用水量少，故可采用同一系統(tǒng)

2、供應(yīng)生活、生產(chǎn)和消防等各種用水，即使其供 水有統(tǒng)一的水質(zhì)和水壓。鑒于城市規(guī)模小，且管道鋪設(shè)所需距離較長，本設(shè)計(jì)選 擇單水源給水系統(tǒng)。從設(shè)計(jì)施工費(fèi)用等方面考慮，單水源統(tǒng)一給水系統(tǒng)的投資也 相對(duì)較小，較為經(jīng)濟(jì)。綜上所訴，本設(shè)計(jì)采用單水源統(tǒng)一給水系統(tǒng)。(2)給水管網(wǎng)布置形式城市給水官網(wǎng)的基本布置形式主要有環(huán)狀與樹枝狀兩種。樹狀網(wǎng)的供水安全性較差，當(dāng)管中某一段管線損壞時(shí)，在該管段以后的所有管線就會(huì)斷水。而且， 由于枝狀網(wǎng)的末端，因用水量已經(jīng)很小，管中的水流緩慢，因此水質(zhì)容易變壞， 環(huán)狀網(wǎng)是管線連接成環(huán)狀，某一管段損壞時(shí)，可以關(guān)閉附近的閥門是和其余管線 隔開，以進(jìn)行檢修，其余管線仍能夠正常工作，斷水的地

3、區(qū)可以縮小，從而保證 供水的安全可靠性。另外，還可以大大減小因水錘作用產(chǎn)生的危害， 在樹狀網(wǎng)中， 則往往一次而是管線損壞。但是其造價(jià)明顯比樹狀網(wǎng)為高。一般大中城市采用環(huán) 狀管網(wǎng)，而供水安全性要求較低的小城鎮(zhèn)則可以猜用樹狀管網(wǎng)。但是，為了提高城鎮(zhèn)供水的安全可靠性以及保證遠(yuǎn)期經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，本實(shí)例仍然采用環(huán)狀網(wǎng)，并且 是有水塔的環(huán)狀網(wǎng)給水管網(wǎng)。(3)二級(jí)泵房供水方式綜合考慮居民用水情況以及具體地形情況， 擬在管網(wǎng)末端設(shè)置對(duì)置水塔，由 于水塔可調(diào)節(jié)水泵供水和用水之間的流量差，二泵站的供水量可以與用水量不 相等，即水泵可以采用分級(jí)供水的辦法，分級(jí)供水的原則是： (1)泵站各級(jí)供 水線盡量接近用水線，以減小

4、水塔的調(diào)節(jié)容積，分級(jí)輸一般不多于三級(jí)：(2)分級(jí)供水時(shí)，應(yīng)注意每級(jí)能否選到合適的水泵，以及水泵機(jī)組的合理搭配，盡 可能滿足今后和一段時(shí)間內(nèi)用水量增長的需要。依據(jù)以上原則，本設(shè)計(jì)采用二 泵房分二級(jí)供水。二、給水管網(wǎng)定線城市管網(wǎng)定線取決于城市的平面布置，供水區(qū)的地形，水源和水塔的的位置， 街區(qū)和用戶特別是大用戶的分布，河流，鐵路，橋梁等的位置，管線一般敷設(shè)在 街道下，以滿足供水要求為前提，盡可能縮短管線長度；形狀隨城市總平面布置 圖而定；宜樹狀網(wǎng)和環(huán)狀網(wǎng)相結(jié)合的形式，且使管線均勻地分布于整個(gè)給水區(qū)。在定線前需熟悉地形圖，明確水源、水廠、水塔設(shè)計(jì)位置以及各大用戶的位 置，由于管網(wǎng)定線不僅關(guān)系著供水安

5、全，也影響著管網(wǎng)造價(jià)，因此定線時(shí)需要慎重考慮。水塔應(yīng)盡量置于城市較高地區(qū)。 以減少水塔高度；此外應(yīng)盡可能靠近大 用水戶，以便在最大轉(zhuǎn)輸時(shí)減少水塔至該處的連接管中的水頭損失，從而減少水塔高度，水塔在管網(wǎng)中有重要作用，它的目標(biāo)又很明顯，故選擇水塔位置時(shí)，需 考慮防空、整個(gè)城市規(guī)劃及美觀等問題。管網(wǎng)定線的基本原則是：干管應(yīng)通過兩側(cè)負(fù)荷較大的用水區(qū)，并以最短距離向用戶送水。靠近道路、公路，以便于施工及維修。利于發(fā)展，并考慮分期修建的可能性。干管盡量沿高地布置，使管道內(nèi)壓力較小，而配水管壓力則更高些。注意與其他管線交叉時(shí)平面與立面相隔間距的規(guī)定與要求。按照布管原則進(jìn)行：干管的延伸和二泵房輸水到水塔、大用

6、水戶的水流方向 一致，以水流方向?yàn)榛鶞?zhǔn)平行布置干管，以最短的距離到達(dá)用水戶；干管間距 500-800米，聯(lián)絡(luò)管間距800-1000米；枝狀和環(huán)狀相結(jié)合；單管和雙管相結(jié)合；給水管網(wǎng)定線草圖如圖所示：（記得加附圖）三、設(shè)計(jì)用水量1、最高日設(shè)計(jì)用水量：城市最高日用水兩包括綜合用水、工業(yè)生產(chǎn)用水及職工 生活用水及淋浴用水、澆灑道路和綠化用水、未預(yù)見用水和管網(wǎng)漏失水量。綜合生活用水量：城北區(qū)近期規(guī)劃人口 8萬人，用水普及率預(yù)計(jì)100%,綜合 用水量標(biāo)準(zhǔn)采用300L/cap d 則最高日綜合生活用水量：Q=300X 80000X 100%=24000000L/d=24000（md）工業(yè)企業(yè)用水量：由資料知

7、，甲企業(yè)用水量（含工業(yè)企業(yè)職工生活用水和生產(chǎn)用水）為 3000n3/d ,貝U Q+Q=3000n3i/d=34.72L/s澆灑道路和綠化用水量：由資料知:未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失水量：Q=0。Q5= (15%-25% X (Q1+Q2+Q3+Q4 這里取 20% WJ Q=20% (24000+300。 m3/d=5400m3/d。消防用水量：根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范該城市消防用水量定額為35L/S ,同時(shí)火災(zāi)次數(shù)為2次。故城市消防用水量為：Q=35X 2=70L/s所以：最高日設(shè)計(jì)用水量為：3Q=Q+Q+Q+Q+Q=24000+3000+0+5400=32400md。一全天各時(shí)用水量一最高日平均時(shí)

8、用水量二泵站供水量時(shí)日3、最高日最高時(shí)設(shè)計(jì)用水量一級(jí)泵站全天運(yùn)轉(zhuǎn)，流量為最高日用水量的4.17 % ;二級(jí)泵站分兩級(jí)供水： 第一級(jí)從21時(shí)到5時(shí)，供水量為1.16%,第二級(jí)從5時(shí)至I 21時(shí)，供水量為5.67%, 最高日泵站總的供水量為：1.16%X 8+5.67%X 16=100%從表中可以得知，城市取 Qd=33000 m/d2、最高日用水量變化情況城市生活用水量變化情況如下表：時(shí)間01122334455667788991010111112用水量1.100.700.901.101.303.916.615.847.046.697.177.31時(shí)間12131314141515161617171

9、8181919202021212222232324用水量6.625.233.594.764.245.996.975.663.052.011.420.79根據(jù)“用水量計(jì)算表”繪制最大日用水量變化曲線(見下圖)用水量變化曲線最高日用水有兩個(gè)高峰：一是早上 8:0012:00 , 一是下午17: 00-20:00 ,最 高時(shí)用水量是在上午11:00-12:00 ,為全天的7.31%。則時(shí)變化系數(shù)為Kh=7.31%/4.17%=1.75.故，最高日最高時(shí)用水量為：Qh= Kh XQd/86.4=1.75 X 33000/86.4=668.4L/s 。4、計(jì)算二泵房、水塔、管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量由最高日設(shè)計(jì)用水量

10、為33000m/d ,且管網(wǎng)中設(shè)置有水塔，則：二泵房的設(shè)計(jì)供水流量為：33000X5.67%X 1000/3600=519.75L/s 。水塔的設(shè)計(jì) 供水流量為：33000X (7.31%-5.67%) X 1000/3600=150.3L/s 。5、計(jì)算清水池設(shè)計(jì)容積和水塔設(shè)計(jì)容積由用水量變化曲線與分級(jí)供水線求得清水池與水塔的調(diào)劑容積，如下表：清水池與水塔調(diào)節(jié)容積計(jì)算時(shí)間(1)給水 處理 供水 量(%(2)二級(jí)(供水)泵站 供水量(%清水池調(diào)節(jié)容積計(jì) 算設(shè)置水塔(%水塔調(diào)節(jié)容積計(jì)算(%)設(shè)置水 塔(3)不設(shè)水 塔(4)(2)-(3)(3)-(4)0-14.171.161.103.013.01

11、0.060.061 24.171.160.703.016.020.4610.522 34.161.160.903.009.020.260.783-44.171.161.103.0112.030.060.844-54.171.161.303.0115.04-0.1410.705 - 64.165.673.91-1.5113.531.762.466-74.175.676.61-1.5012.03-0.941.527-84.175.675.84-1.5010.53-0.1711.358-94.165.677.04-1.519.02-1.37-0.029-104.175.676.69-1.507.52

12、-1.02-1.0410- 114.175.677.17-1.506.02-1.50 1-2.5411 - 124.165.677.31-1.514.51-1.64-4.1812- 134.175.676.62-1.503.01-0.95-5.1313-144.175.675.23-1.501.510.44 1-4.6914-154.165.673.59-1.510.002.08-2.6115-164.175.674.76-1.50-1.500.91-1.7016-174.175.674.24-1.50-3.001.43-0.2717-184.165.675.99-1.51-4.51-0.32

13、 1-0.5918-194.175.676.97-1.50-6.01-1.30-1.8919-204.175.675.66-1.50-7.510.01-1.8820-214.165.673.05-1.51-9.022.6210.7421-224.171.162.013.01-6.01-0.85-0.1122-234.171.161.423.01-3.00-0.26-0.3723-244.161.160.793.000.000.370.00合計(jì)100.0100.00100.00調(diào)節(jié)容積=24.06調(diào)節(jié)容積=7.59清水池中除了儲(chǔ)存調(diào)節(jié)用水外還存放消防用水,則清水池有效容積 W為： W=W1+W2

14、+W3+W4其中：W-清水池總?cè)莘em3;W i調(diào)節(jié)容積；nn ；W 2消防儲(chǔ)水量m3,按2小時(shí)火災(zāi)延續(xù)時(shí)間計(jì)算；W 3-水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產(chǎn)用水，取最高日用水量的10%十算，W-安全貯量按W+V2+W取整后計(jì)算。在缺乏資料時(shí),一般清水池設(shè)計(jì)容積可按最高日用水量的10%-20%+算,這里取15%故本次設(shè)計(jì)的清水池容積為：W=330006.4554.17E3JLOOOP154.25_/ CIO)(1D14120 口 n-150.306873/10皿力39.322、確定管徑、水頭損失及流速管徑與設(shè)計(jì)流量的關(guān)系：q=Av=冗D2v/ 4; D= (4q/：t v) 1/2 公式中：D1管段管

15、徑，mq一管段計(jì)算流量，m3 /s ;管徑(mm )平均經(jīng)濟(jì)流速(m/s)管徑平均經(jīng)濟(jì)流速 (m/s)1004000.60.9N000.91.42.53.0m/s,最小設(shè)計(jì)流速不得小于 0.6m/s。A 一管段過水?dāng)嗝婷娣e， v 設(shè)計(jì)流速，m/s; 根據(jù)規(guī)范，最大設(shè)計(jì)流速不應(yīng)超過 經(jīng)濟(jì)流速的選取要求如下表：由初分配流量圖得知，管段經(jīng)濟(jì)流速的選取見下表的三行，其中管段1112 4 57【13】【14】由于設(shè)計(jì)流量大，則采用較高經(jīng)濟(jì)流速；管段【11】 雖然流量不太大，但它與供水方向垂直，對(duì)電費(fèi)影響較小，可以采用較高經(jīng)濟(jì)流 速；【3】【8】管段設(shè)計(jì)流量中等，采用中等經(jīng)濟(jì)流速；【4】【6】19】【10

16、】管段 設(shè)計(jì)流量很小，故采用較小的經(jīng)濟(jì)流速；【6】管段很特殊，考慮到水塔轉(zhuǎn)輸流量 必須經(jīng)過此管段，所以直接選取 200mm管徑。管段1】和【14】均為輸水管， 為了提高供水可靠性，采用并列雙管，根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速計(jì)算出管徑后，按就近原則 選取標(biāo)準(zhǔn)管徑。管段編 號(hào)1234567891011121314設(shè)計(jì)流519.2354.23910614.1354.23.20.44.16.66.150.量L/s759.9725.97.09437.341700000382453經(jīng)濟(jì)流1.21.10.81.11.10.61.10.80.60.60.90.81.01.1速m/s計(jì)算管徑mm7425272945273513

17、9929322 020625 016429 1417設(shè)計(jì)管徑mm700 X250 030050040020 040 030 020 030 020 020 030 0400X 23、管網(wǎng)平差計(jì)算小節(jié)點(diǎn)舊馥國麒Esn回神解熊翹m恤擷蒯制鼬日期解的闈t腐而醐1BPI箍勃腿1LTD0無119?0/Dl/Dl 欣130 5D0.01卸用 0,40.68D. 000832JD30069 9T0/D1/01 劃nor ia.o018110 280.260.00037311200鞠1 W 9T0/D1/01200no bo0-7f.T271-1.20-D. 010364,12200附翱啊叫 01 EOOno

18、 ooo.o0-I,30-0.36-fl. 00111530Q出翱SF UO 9TO/01/01300no iooo.o0-72. ?G7 8s1.03-3.00485614期H珊1011910/01/01 Ono 200.0t-75.15-0.25-0.60七00例?E500H翱3m/Dl/01 M110 1000.00247,33.891.260.0038963300 M翱4 9TD/D1/01300110 100Q. 00陽田3.06o.aoitm94500檔翱2 5 97O/D1/D1500no 750.00232 ?12 63I 19now也10S400 H部36 97O/D1/O1

19、400110 TEfl.O0I10,S0:%0.983.00261HB200翱4? 9?0/01/01 加nor 150.002.100 590.0027912T400H 珊56 970/01/01 O110 10D0.00愜目3 240.990.00324336305 H67 9TD/D1/01 北）130 1000.0053.M3.190.32D.0TO：992ffl檔翱5 1fl?Q/Dl/01 20011。T50.D03.524.630 910.00617:面碣回管道 國水泵 mm 面水池編號(hào)1類型地面標(biāo)高橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)水量1絕對(duì)水頭自由水頭消防流量* 1i已知流里0103. B65-1

20、01.449-519. 7535,3635.360.00210已知流量0673, 913840.5839 E233. 6733.670.000?？?11已知流量01050.72942. 02-150. 3033.9333.9342已知流里079.710177.294739.8234.9434 940.0053已知流量0403, 382149 758T9. 6331 0631.060.0064已知水壓07&Q ST227 05338.0928.0028.000 0075已知流量016.9082376.31279 63龍3432.340.0086已知流量Q369, 565449.275159.26

21、29. 1029. 100.00g7已知流量0717,391545. S94114.3525.9025.300.0010a已知流量0-41 0628676.32939 8227.712T.710.00u9已知加量033s.749772,94779.6328.8228.320.004、計(jì)算各節(jié)點(diǎn)水壓和自由水頭(1)、設(shè)計(jì)工況水力分析為了滿足水力分析前提條件，將管段【U暫時(shí)刪除，其管段流量并列到 節(jié)點(diǎn)(2)上得 Q2=519.75+39.82=479.93 (L/s)。同時(shí)，假定節(jié)點(diǎn)(4)為控 制點(diǎn)，其節(jié)點(diǎn)水頭為服務(wù)水頭，即 H9=0+28=28m。水力分析采用海曾-威廉公式 計(jì)算水頭損失，Cw=

22、110o數(shù)據(jù)結(jié)果見下表：管段或節(jié) 點(diǎn)編號(hào)2345678910111213管段流量24756.232.110.18.5124.58.028.518.137.711.72.L/s1.2068719095742723076管內(nèi)流速1.20.81.190.880.590.990.820.910.261.20.31.0m/s663管段壓降m3.893.062.611.962.103.243.194.630.287.771.114.85節(jié)點(diǎn)水頭m139 .00140 .43142.24136.86134.70139.94134.90132.60136.5128.8 2-地面標(biāo)圖m105 .4106 .51

23、07.3105.8106.7107.6105.8106.7107.8137.02-自由水頭m33.6733.9334.9431.0628.0 032.3429.1 025.9 027.7 1-（2）、控制點(diǎn)與各節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)水頭的確定在水頭分析時(shí)，假定節(jié)點(diǎn)（4）為控制點(diǎn)，但經(jīng)過水力分析后，比較節(jié)點(diǎn)水 頭與服務(wù)水頭，或比較節(jié)點(diǎn)自由水壓與要求水壓，可見節(jié)點(diǎn)（9）和（10）的用水壓力要求不能滿足，說明節(jié)點(diǎn)（4）不是真正的控制點(diǎn)。比較按假定控制點(diǎn)確 定的節(jié)點(diǎn)與服務(wù)水頭，可以得到各節(jié)點(diǎn)供應(yīng)差額，差額最大的節(jié)點(diǎn)就是用水壓力 最難滿足的節(jié)點(diǎn)。由表格數(shù)據(jù)得最大差額為 2.10m,所有節(jié)點(diǎn)水頭加上此值，可 使用水壓要

24、求全部得到滿足，而管段壓降未變，能量方程組仍滿足，自由水壓也 應(yīng)同時(shí)加上此值。計(jì)算過程見下表：節(jié)點(diǎn)編 號(hào)1234567891011節(jié)點(diǎn)水頭m-33.6733.9334.9431.0628.0 032.3429.1025.9027.7128.82服務(wù)水頭m-28.0028.0 028.0 028.0 028.0 028.0028.0028.0028.0 0-供應(yīng)差 額-5.67-5.9 3-6.94-3.060.0-4.341.1 02.100.09-節(jié)點(diǎn)水 頭調(diào)整10139 .00140.43142.24136.86134.70139.94134 .90132.6 0136.51地面標(biāo) 高-1

25、05 .4106.5107.3105.8106.7107.6105 .8106.7107.8137 .02自由水 頭-35.7736.0337.0433.1630.1 034.4431.2028.0029.8 1-5、管網(wǎng)實(shí)際水頭如圖所示39,8279.6339.32ElEJlOOOmriSllOOOMi8rLJLnmru30-yK/1日-WEUIJEHJEOOn.-150.30（11）79.63 E71000n124,5768.73cajirnn 58.04甲企業(yè)wOJcocdEogKL寸員cln ultikf79,6339 opmilDOOrnWROOO g 一/247,2073）56.6

26、S6、泵站揚(yáng)程與水塔高度設(shè)計(jì)(1)在完成設(shè)計(jì)工況水力分析以后，泵站揚(yáng)程直接可以根據(jù)其所在的管段水利特性確定。即可由下式計(jì)算得到：Hpi=(Hti-H Fi)+kqin*l i/Dim式中：Hpi -泵站揚(yáng)程，HFi管段起端節(jié)點(diǎn)水頭,Hti管段末端節(jié)點(diǎn)水頭，kqin*l i/Dim總水頭損失式中取節(jié)點(diǎn)(1)水頭H=10m故有上述數(shù)據(jù)計(jì)算得泵站揚(yáng)程為：Hpi= (H2-Hi) +10.67 X ( qi/2 ) 1.85 l i/(Cw 1.852 X D4.87)二(35.77 10)+10.67 X ( 0.5197 +2) 1.852 X 500/ ( 1101.852 X 0.74.87)

27、 =26.20m.為了選泵，估計(jì)泵站內(nèi)部水頭損失。一般水泵吸水管道設(shè)計(jì)流速為1.2-2.0m/s , 局部阻力系數(shù)可按5.0-8.0 考慮，沿程損失較小，可以忽略。則泵站內(nèi)部水頭損失約為：Hpm1=8.(X 2.0 2/2 X 9.81=1.63m貝U泵站揚(yáng)程為 Hp=26.20+1.63=27.8m.(2)水塔高度設(shè)水塔所在節(jié)點(diǎn)水頭為Hj,地面標(biāo)高為Zj,即水塔高度為：Htj=Hj-Zj=28.82-0=28.82m.六、校核水力計(jì)算(1)消防時(shí)管網(wǎng)核算該城區(qū)同一時(shí)間火災(zāi)次數(shù)為兩次，一次滅火用水量為35L/s o從安全和經(jīng)濟(jì)角度來考慮，失火點(diǎn)一個(gè)放在控制點(diǎn)9.另一個(gè)放在離泵站較遠(yuǎn)且靠近企業(yè)

28、甲的節(jié)點(diǎn)7。消防時(shí)除節(jié)點(diǎn)7、9附加35L/s的消防流量外，其余各節(jié)點(diǎn)的流 量與最高時(shí)相同。消防時(shí)管網(wǎng)所需總流量519.75+70=589.75L/s 。其核算結(jié)果如下：|翅他面標(biāo)高融標(biāo)融標(biāo)攤繳排頭自由水頭湖謔1* 11國貶S0103.865-101.449-519,7531.933L930.M210己知座里0673.913840.5839.8227.8527.350.0031101050.72942.029-150.3028.10取1。0.0042已為疏i079,710177.294739.6231.5131.510.0053雙流i0403.382149,756T9.6328.0626.060

29、.0064曲水壓0760.37227.053-31.9120.0026.000.0075善唏i016. W376,012T9.6328.5828.580.0066曲漉03M,565449.275159.2624,6024.300.0097ES0T17.391545.8941H,3519.9419.9435, M1080-41.0628576.32939.8222串22.580.00119era0335.749772.947T9.6323.04a. 0435.00麹蜥。網(wǎng)施期修ffl憾服癱W!*1：_ m1 2砌。1TO_ 11050D01 2M0.11061。眥2_10a8 3酬枷加15000 (J.23um3_11mazI1D卿的1ii-FIj.ot10mH2O (98kR)符合消防要求。(2)事故時(shí)管網(wǎng)核算設(shè)89管段損壞需關(guān)閉檢修，按事故時(shí)流量降落比R=70吸設(shè)計(jì)水壓進(jìn)行核 算。管網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)流量按最高時(shí)各節(jié)點(diǎn)流量的 70%+算，而企業(yè)甲流量按100刻算 其核算結(jié)果如下：編號(hào)類型1地面標(biāo)高橫坐標(biāo)避標(biāo)水里翎水頭1自由水頭消防建11已知流里10103,365-101.449-519.7532.2232.22D.00210已知流量0673