教學第6章給水管網(wǎng)工程設計課件

第6章給水管網(wǎng)工程設計（重點）給水管網(wǎng)工程設計的內(nèi)容：1、設計用水量，水量調(diào)節(jié)與設計流量的計算2、進行管段設計，確定管段直徑3、設計工況水力分析4、泵站揚程與水塔高度計算5、非設計工況水力校核6、繪制施工圖。第6章給水管網(wǎng)工程設計（重點）給水管網(wǎng)工程設計的內(nèi)容：1§6.1設計用水量及其調(diào)節(jié)計算§6.1.1最高日設計用水量計算一、最高日設計用水定額1、居民生活用水由N（城市人口）、q（生活用水定額）及f（城市給水普及率）確定。其中：q一般可參照《室外給水設計規(guī)范》，見附表1。§6.1設計用水量及其調(diào)節(jié)計算22、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和生活用水（1）生產(chǎn)用水預測方法有3種：根據(jù)以前資料，工業(yè)用水增長率推水量根據(jù)單位工業(yè)產(chǎn)值的用水量計算根據(jù)單位產(chǎn)值用水量，用水重復利用率計算。用水指標：一般以萬元產(chǎn)值用水量表示（m3/萬元）或單位產(chǎn)品或每臺設備每天用水量表示（m3/產(chǎn)量單位，m3/生產(chǎn)設備單位?d）。（2）生活用水及淋浴用水其定額按《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》生活用水量定額：一般車間每人每班25L高溫車間每人每班35L沐浴用水定額：高溫車間每人每班25L一般車間每人每班40L

2、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和生活用水33、消防用水消防用水量、水壓和火災時間應按《建筑設計防火規(guī)范》和《高層民用建筑設計防火規(guī)范》，見附表3，4，54、其它用水綠化和市政澆灑道路澆灑綠地用水定額：1.0～2.0L/m2，每日兩次綠化用水量定額：1.5～4.0L/m2.d5、未預見水量和管網(wǎng)漏失水量按照最高日用水量的15～25％3、消防用水4二、最高日生活用水量計算指設計年限內(nèi)給水系統(tǒng)所供應的全部用水。包括：1、居住區(qū)綜合生活用水2、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和職工生活用水3、消防用水4、澆灑道路和綠地用水5、管網(wǎng)漏失水量和未預見水量注意：不包括工業(yè)自備水源水量二、最高日生活用水量計算5消防用水量不累計到設計總用水量中，僅作為設計校核。1、城市最高日生活用水量消防用水量不累計到設計總用水量中，僅作為設計校核。62、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水2、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水73、工業(yè)企業(yè)生活用水和淋浴用水3、工業(yè)企業(yè)生活用水和淋浴用水84、澆灑道路和大面積綠化用水量5、未預見水量及管網(wǎng)漏失水量4、澆灑道路和大面積綠化用水量96、消防用水量7、最高日設計用水量6、消防用水量10§6.1.2設計用水量變化及其調(diào)節(jié)計算一、設計用水量變化規(guī)律的確定1、目的：計算管網(wǎng)各部分設計流量2、表示方法：可以用變化系數(shù)（Kd，Kh）和變化曲線表示，由于變化因素太多，精確計算不可能。3、設計時取經(jīng)驗數(shù)據(jù)：城市綜合用水：Kd可用1.1~1.5;Kh可用1.5~1.6；見教材p29表2.5工業(yè)企業(yè)生活用水：Kh取2.5~3.0；生產(chǎn)用水取值在最高日內(nèi)平均分配§6.1.2設計用水量變化及其調(diào)節(jié)計算11二、最高時用水量二、最高時用水量12三、給水管網(wǎng)中設施流量設計（一）供水泵站供水流量設計1、對于單水源給水管網(wǎng)或用水量變化大的管網(wǎng)，可能在管網(wǎng)中設水塔或高地水池，低峰時，貯存流量，高峰時供水，以降低供水泵站設計規(guī)模。2、供水設計原則：（1）設計供水總流量＝設計用水量（2）多水源管網(wǎng)，有多個泵站各供水，協(xié)調(diào)能力強，無需設水塔或高地水池.設計供水量＝∑各供水泵站設計流量而各泵站分別供水多少應通過經(jīng)濟比較確定三、給水管網(wǎng)中設施流量設計13（3）對單水源管網(wǎng)若設水塔，則先設計供水泵站的供水曲線，泵站供水量一般分二級

要求：

泵站供水先盡量接近用水線，減少V水塔一般采用相應時段用水量平均值若不設水塔，供水泵站流量＝Qh3、實例說明供水泵站水量計算（1）管網(wǎng)中無水塔時：（2）管網(wǎng)中有水塔時：

（3）對單水源管網(wǎng)14（二）調(diào)節(jié)容積計算清水池，水塔，高地水池P124表及例題（三）清水池，水塔容積設計1、清水池作用貯存用水量（W1）；貯存消防水量（W2）；貯存水廠自用水量(W3)（5％～10％）Qd；貯存事故水量W4;V清＝W1+W2+W3+W4經(jīng)驗上計算：V清＝（10～20％）Qd2、水塔V清＝W1+W2;經(jīng)驗計算：V水塔＝（2.5~3%——5～6％）Qd

用水量大時取用水量小時?。ǘ┱{(diào)節(jié)容積計算15§6.2設計流量分配與管徑設計

確定D是管網(wǎng)設計中主要任務；要確定D，要線確定qi和Qi.§6.2.1節(jié)點設計流量分配計算一、用水流量分配即將Qh分到系統(tǒng)中各管段及節(jié)點上，分配原則：1、用戶分成兩類：集中用戶（大用戶）和分散用戶，即分成集中流量和沿線流量2、集中流量取水點在節(jié)點，沿線流量則沿線供應。集中流量計算一般：§6.2設計流量分配與管徑設計163、沿線流量計算方法：可以按管段配水長度計；也可以按管段配水面積計；A的劃分方法有梯形和三角形法4、計算完后，核算流量平衡：3、沿線流量計算方法：可以按管段配水長度計；也可以按管段配水17二、節(jié)點流量計算集中流量直接加到節(jié)點；沿線流量按第3章求力等效原則折算到管段兩端。三、例題講解見教材。二、節(jié)點流量計算18§6.2.2管段設計流量分配計算管段沿線流量≠管段設計流量一、樹枝網(wǎng)管段流量分配計算逆推法，有關算法見第五章二、環(huán)狀管網(wǎng)流量分配計算管段分配設計流量方案涉及經(jīng)濟性安全性.原則上要綜合考慮經(jīng)濟安全前提，分析擬定；一般按照經(jīng)驗，遵循一下原則分配設計流量：1、從水源出發(fā)進行分配，使供水量沿較短距離擴散到所有節(jié)點.2、遇到向兩個或以上方向分配流量時，向主要供水方向分配較多流量，次要的分配少些，以免出現(xiàn)逆流。3、應確定兩條或以上平行的主要供水方向。三、例題(見教材)§6.2.2管段設計流量分配計算19§6.2.3管段直徑設計確定D是管網(wǎng)主要課題之一D與q,v有關，當q一定時，要確定v才能確定D。1、了解經(jīng)濟流速、經(jīng)濟管徑的概念p1332、影響v經(jīng)和D經(jīng)的因素很多，v經(jīng)常取1.0，也可以查表6.83、選取v經(jīng)確定D時，應考慮的原則：略§6.2.3管段直徑設計20§6.3水泵揚程及水塔高度的確定§6.3.1設計工況水力分析一、設計工況是管網(wǎng)最高用水時工況需預處理1、泵站所在管段的暫時刪除2、假設控制點了解概念：節(jié)點服務水頭和控制點二、例題見教材§6.3水泵揚程及水塔高度的確定21§6.3.2泵站揚程設計水力分析完成后，計算H，一部分用于提升水頭；一部分用于克服管段水頭損失例題見教材§6.3.3水塔高度設計§6.3.2泵站揚程設計22§6.4管網(wǎng)設計校核通常設計計算按Qh校核目的：檢驗在事故、消防及最大轉輸流量時，能夠滿足流量水壓要求校核方法：水頭校核法及流量校核法一、消防工況校核：總流量1、校核方法：消防流量加在控制點上，一處著火時，在不利火災點；兩處以上時，其余加在離泵站較遠處，靠近大用戶或重要工業(yè)企業(yè)附近節(jié)點上。其它節(jié)點上節(jié)點流量不變§6.4管網(wǎng)設計校核232、計算一般用水頭校核法，即按各節(jié)點流量進行水力分析，計算各節(jié)點水頭，然后判斷各滅火點水頭是否滿足要求。若水泵揚程不符合消防要求，適當放大個別管段，或換泵。

2、計算24二、最大轉輸校核（有水塔）1、最大轉輸校核定義：2、各節(jié)點流量計算公式3、校核方法一般采用流量校核法，即在水塔所在節(jié)點作為定壓節(jié)點，經(jīng)水力分析，得到該節(jié)點流量，判斷是否滿足水塔的流量要求。二、最大轉輸校核（有水塔）25三、事故校核

，消防時：H≥10m仍需滿足1、各節(jié)點流量計算公式2、校核方法一般采用水頭校核法，刪除事故管段，調(diào)低節(jié)點流量，然后進行水力分析，得到各節(jié)點Hi，與節(jié)點服務水頭比，全高于服務水頭為滿足要求。若不符合要求，可增平行主干管或埋雙管，或縮短損壞管道修復時間。三、事故校核266.5輸水管（渠）計算水位差H已知的壓力輸水管要求輸水量為Q，平行敷設直徑和長度相同的輸水管線n條，則每條管線的流量為Q/n，當一條管線損壞時，平行的輸水管線為n-１條，系統(tǒng)的輸水能力變成Q–Q/n，要保證70%的設計流量，需要平行布置四條輸水管。6.5輸水管（渠）計算水位差H已知的壓力輸水管27平行敷設兩條彼此獨立的輸水管：正常運行

事故運行

平行敷設兩條彼此獨立的輸水管：正常運行事故運行28

平行敷設兩條輸水管，等距離設置N條聯(lián)絡管段：正常運行

平行敷設兩條輸水管，等距離設置N條聯(lián)絡管段：正29事故運行事故運行30不同聯(lián)絡管段數(shù)的事故流量不同聯(lián)絡管段數(shù)的事故流量31水泵供水的輸水管Sd為輸水管的當量摩阻輸水管特性曲線：水泵供水的輸水管Sd為輸水管的當量摩阻輸水管特性曲線：32水泵特性曲線：正常運行流量：水泵特性曲線：正常運行流量：33輸水管用n–1條連接管等分成n段，其中任一管段發(fā)生故障時：事故運行流量：輸水管用n–1條連接管等分成n段，其中任一34流量比為：解出分段數(shù)：流量比為：解出分段數(shù)：35第6章給水管網(wǎng)工程設計（重點）給水管網(wǎng)工程設計的內(nèi)容：1、設計用水量，水量調(diào)節(jié)與設計流量的計算2、進行管段設計，確定管段直徑3、設計工況水力分析4、泵站揚程與水塔高度計算5、非設計工況水力校核6、繪制施工圖。第6章給水管網(wǎng)工程設計（重點）給水管網(wǎng)工程設計的內(nèi)容：36§6.1設計用水量及其調(diào)節(jié)計算§6.1.1最高日設計用水量計算一、最高日設計用水定額1、居民生活用水由N（城市人口）、q（生活用水定額）及f（城市給水普及率）確定。其中：q一般可參照《室外給水設計規(guī)范》，見附表1?！?.1設計用水量及其調(diào)節(jié)計算372、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和生活用水（1）生產(chǎn)用水預測方法有3種：根據(jù)以前資料，工業(yè)用水增長率推水量根據(jù)單位工業(yè)產(chǎn)值的用水量計算根據(jù)單位產(chǎn)值用水量，用水重復利用率計算。用水指標：一般以萬元產(chǎn)值用水量表示（m3/萬元）或單位產(chǎn)品或每臺設備每天用水量表示（m3/產(chǎn)量單位，m3/生產(chǎn)設備單位?d）。（2）生活用水及淋浴用水其定額按《工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準》生活用水量定額：一般車間每人每班25L高溫車間每人每班35L沐浴用水定額：高溫車間每人每班25L一般車間每人每班40L

2、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和生活用水383、消防用水消防用水量、水壓和火災時間應按《建筑設計防火規(guī)范》和《高層民用建筑設計防火規(guī)范》，見附表3，4，54、其它用水綠化和市政澆灑道路澆灑綠地用水定額：1.0～2.0L/m2，每日兩次綠化用水量定額：1.5～4.0L/m2.d5、未預見水量和管網(wǎng)漏失水量按照最高日用水量的15～25％3、消防用水39二、最高日生活用水量計算指設計年限內(nèi)給水系統(tǒng)所供應的全部用水。包括：1、居住區(qū)綜合生活用水2、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和職工生活用水3、消防用水4、澆灑道路和綠地用水5、管網(wǎng)漏失水量和未預見水量注意：不包括工業(yè)自備水源水量二、最高日生活用水量計算40消防用水量不累計到設計總用水量中，僅作為設計校核。1、城市最高日生活用水量消防用水量不累計到設計總用水量中，僅作為設計校核。412、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水2、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水423、工業(yè)企業(yè)生活用水和淋浴用水3、工業(yè)企業(yè)生活用水和淋浴用水434、澆灑道路和大面積綠化用水量5、未預見水量及管網(wǎng)漏失水量4、澆灑道路和大面積綠化用水量446、消防用水量7、最高日設計用水量6、消防用水量45§6.1.2設計用水量變化及其調(diào)節(jié)計算一、設計用水量變化規(guī)律的確定1、目的：計算管網(wǎng)各部分設計流量2、表示方法：可以用變化系數(shù)（Kd，Kh）和變化曲線表示，由于變化因素太多，精確計算不可能。3、設計時取經(jīng)驗數(shù)據(jù)：城市綜合用水：Kd可用1.1~1.5;Kh可用1.5~1.6；見教材p29表2.5工業(yè)企業(yè)生活用水：Kh取2.5~3.0；生產(chǎn)用水取值在最高日內(nèi)平均分配§6.1.2設計用水量變化及其調(diào)節(jié)計算46二、最高時用水量二、最高時用水量47三、給水管網(wǎng)中設施流量設計（一）供水泵站供水流量設計1、對于單水源給水管網(wǎng)或用水量變化大的管網(wǎng)，可能在管網(wǎng)中設水塔或高地水池，低峰時，貯存流量，高峰時供水，以降低供水泵站設計規(guī)模。2、供水設計原則：（1）設計供水總流量＝設計用水量（2）多水源管網(wǎng)，有多個泵站各供水，協(xié)調(diào)能力強，無需設水塔或高地水池.設計供水量＝∑各供水泵站設計流量而各泵站分別供水多少應通過經(jīng)濟比較確定三、給水管網(wǎng)中設施流量設計48（3）對單水源管網(wǎng)若設水塔，則先設計供水泵站的供水曲線，泵站供水量一般分二級

要求：

泵站供水先盡量接近用水線，減少V水塔一般采用相應時段用水量平均值若不設水塔，供水泵站流量＝Qh3、實例說明供水泵站水量計算（1）管網(wǎng)中無水塔時：（2）管網(wǎng)中有水塔時：

（3）對單水源管網(wǎng)49（二）調(diào)節(jié)容積計算清水池，水塔，高地水池P124表及例題（三）清水池，水塔容積設計1、清水池作用貯存用水量（W1）；貯存消防水量（W2）；貯存水廠自用水量(W3)（5％～10％）Qd；貯存事故水量W4;V清＝W1+W2+W3+W4經(jīng)驗上計算：V清＝（10～20％）Qd2、水塔V清＝W1+W2;經(jīng)驗計算：V水塔＝（2.5~3%——5～6％）Qd

用水量大時取用水量小時?。ǘ┱{(diào)節(jié)容積計算50§6.2設計流量分配與管徑設計

確定D是管網(wǎng)設計中主要任務；要確定D，要線確定qi和Qi.§6.2.1節(jié)點設計流量分配計算一、用水流量分配即將Qh分到系統(tǒng)中各管段及節(jié)點上，分配原則：1、用戶分成兩類：集中用戶（大用戶）和分散用戶，即分成集中流量和沿線流量2、集中流量取水點在節(jié)點，沿線流量則沿線供應。集中流量計算一般：§6.2設計流量分配與管徑設計513、沿線流量計算方法：可以按管段配水長度計；也可以按管段配水面積計；A的劃分方法有梯形和三角形法4、計算完后，核算流量平衡：3、沿線流量計算方法：可以按管段配水長度計；也可以按管段配水52二、節(jié)點流量計算集中流量直接加到節(jié)點；沿線流量按第3章求力等效原則折算到管段兩端。三、例題講解見教材。二、節(jié)點流量計算53§6.2.2管段設計流量分配計算管段沿線流量≠管段設計流量一、樹枝網(wǎng)管段流量分配計算逆推法，有關算法見第五章二、環(huán)狀管網(wǎng)流量分配計算管段分配設計流量方案涉及經(jīng)濟性安全性.原則上要綜合考慮經(jīng)濟安全前提，分析擬定；一般按照經(jīng)驗，遵循一下原則分配設計流量：1、從水源出發(fā)進行分配，使供水量沿較短距離擴散到所有節(jié)點.2、遇到向兩個或以上方向分配流量時，向主要供水方向分配較多流量，次要的分配少些，以免出現(xiàn)逆流。3、應確定兩條或以上平行的主要供水方向。三、例題(見教材)§6.2.2管段設計流量分配計算54§6.2.3管段直徑設計確定D是管網(wǎng)主要課題之一D與q,v有關，當q一定時，要確定v才能確定D。1、了解經(jīng)濟流速、經(jīng)濟管徑的概念p1332、影響v經(jīng)和D經(jīng)的因素很多，v經(jīng)常取1.0，也可以查表6.83、選取v經(jīng)確定D時，應考慮的原則：略§6.2.3管段直徑設計55§6.3水泵揚程及水塔高度的確定§6.3.1設計工況水力分析一、設計工況是管網(wǎng)最高用水時工況需預處理1、泵站所在管段的暫時刪除2、假設控制點了解概念：節(jié)點服務水頭和控制點二、例題見教材§6.3水泵揚程及水塔高度的確定56§6.3.2泵站揚程設計水力分析完成后，計算H，一部分用于提升水頭；一部分用于克服管段水頭損失例題見教材§6.3.3水塔高度設計§6.3.2泵站揚程設計57§6.4管網(wǎng)設計校核通常設計計算按Qh校核目的：檢驗在事故、消防及最大轉輸流量時，能夠滿足流量水壓要求校核方法：水頭校核法及流量校核法一、消防工況校核：總流量1、校核方法：消防流量加在控制點上，一處著火時，在不利火災點；兩處以上時，其余加在離泵站較遠處，靠近大用戶或重要工業(yè)企業(yè)附近節(jié)點上。其它節(jié)點上節(jié)點流量不變§6.4管網(wǎng)設計校核582、計算一般用水頭校核法，即按各節(jié)點流量進行水力分析，計算各節(jié)點水頭，然后判斷各滅火點水頭是否滿足要求。若水泵揚程不符合消防要求，適當放大個別管段，或換泵。

2、計算59二、最大轉輸校核（有水塔）1、最大轉輸