給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)第六章課件

主要內(nèi)容：設(shè)計(jì)用水量及其調(diào)節(jié)；管段設(shè)計(jì)（包括管道設(shè)計(jì)流量分配、確定管徑）；設(shè)計(jì)工況水力分析；泵站揚(yáng)程與水塔高度計(jì)算；非設(shè)計(jì)工況水力校核；給水管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計(jì)；輸水管（渠）計(jì)算。第六章給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)6.1設(shè)計(jì)用水量及其調(diào)節(jié)計(jì)算用分類(lèi)估算法計(jì)算最高日設(shè)計(jì)用水量設(shè)計(jì)用水量變化規(guī)律的確定供水設(shè)計(jì)——計(jì)算給水管網(wǎng)各部分的設(shè)計(jì)流量：供水泵站供水流量清水池、水塔調(diào)節(jié)容積清水池和水塔容積設(shè)計(jì)6.1.1最高日設(shè)計(jì)用水量計(jì)算

設(shè)計(jì)年限：所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠在符合設(shè)計(jì)要求的條件下正常使用的年限。給水工程的設(shè)計(jì)應(yīng)在服從城市總體規(guī)劃的前提下，近遠(yuǎn)期結(jié)合，以近期為主。近期設(shè)計(jì)年限宜采用5～10年，遠(yuǎn)期規(guī)劃年限宜采用10～20年。

給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)用水量一般是指設(shè)計(jì)年限內(nèi)最高日用水量，包括：

1、綜合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑用水）；

2、工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和工作人員生活用水；

3、消防用水；

4、澆灑道路和綠地用水；

5、未預(yù)見(jiàn)用水量及管網(wǎng)漏失水量。

設(shè)計(jì)用水量的大小決定著整個(gè)給水系統(tǒng)中取水、凈水、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的大小、加壓設(shè)備的規(guī)模以及管網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)格。設(shè)計(jì)用水量偏大：工程規(guī)模過(guò)大，工程投產(chǎn)后在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不能發(fā)揮作用，造成資金浪費(fèi)；設(shè)計(jì)用水量偏?。翰荒軡M足生活和生產(chǎn)的用水要求，出現(xiàn)年年需要擴(kuò)建的被動(dòng)局面。

用水定額waterconsumptionnorm對(duì)不同的用水對(duì)象，在一定時(shí)期內(nèi)制訂相對(duì)合理的單位用水量的數(shù)值。

1)最高日設(shè)計(jì)用水量定額《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》(TJ13—74(試行))《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ13—86)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ13—86，1997年版)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50013—2006)本規(guī)范適用于新建、擴(kuò)建或改建的城鎮(zhèn)、工業(yè)企業(yè)及居住區(qū)的永久性室外給水工程設(shè)計(jì)。

居民生活用水：城市居民日常生活用水（城市中居民的飲用、烹調(diào)、洗滌、沖廁、洗澡等日常生活用水）。公共建筑及設(shè)施用水包括娛樂(lè)場(chǎng)所、賓館、浴室、商業(yè)、學(xué)校和機(jī)關(guān)辦公樓等用水，但不包括城市澆灑道路、綠地和市政等用水。綜合生活用水包括：城市居民日常生活用水和公共建筑及設(shè)施用水二部分的總水量。①綜合生活用水居民生活用水定額和綜合生活用水定額，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貒?guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展規(guī)劃、城市總體規(guī)劃和水資源充沛程度，在現(xiàn)有用水定額基礎(chǔ)上，結(jié)合給水專(zhuān)業(yè)規(guī)劃，和給水工程發(fā)展的條件綜合分析確定；在缺乏實(shí)際用水資料情況下可采用下表的規(guī)定。城市規(guī)模特大城市大城市中、小城市分區(qū)最高日平均日最高日平均日最高日平均日一180~270140~210160~250120~190140~230100~170二140~200110~160120~18090~140100~16070~120三140~180110~150120~16090~130100~14070~110居民生活用水定額（L/cap·d）綜合生活用水定額（L/cap·d）

城市規(guī)模特大城市大城市中、小城市分區(qū)最高日平均日最高日平均日最高日平均日一260~410210~340240~390190~310220~370170~280二190~280150~240170~260130~210150~240110~180三170~270140~230150~250120~200130~230100~170

特大城市：市區(qū)和近郊區(qū)非農(nóng)業(yè)人口100萬(wàn)及以上的城市；大城市：市區(qū)和近郊區(qū)非農(nóng)業(yè)人口50萬(wàn)及以上，不滿100萬(wàn)的城市；中、小城市：市區(qū)和近郊區(qū)非農(nóng)業(yè)人口不滿50萬(wàn)的城市。

一區(qū)：貴州、四川、湖北、湖南、江西、浙江、福建、廣東、廣西、海南、上海、云南、江蘇、安徽、重慶；二區(qū)：黑龍江、吉林、遼寧、北京、天津、河北、山西、河南、山東、寧夏、陜西、內(nèi)蒙古河套以東和甘肅黃河以東的地區(qū)；三區(qū)：新疆、青海、西藏、內(nèi)蒙古河套以西和甘肅黃河以西的地區(qū)。②工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和工作人員生活用水

生產(chǎn)用水是指在工業(yè)企業(yè)內(nèi)用于冷卻、制造、空調(diào)、加工、凈化和洗滌等用途的水量。工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量標(biāo)準(zhǔn)以萬(wàn)元產(chǎn)值用水量表示，因水資源情況、產(chǎn)品類(lèi)型、生產(chǎn)工藝、管理方式和管理水平而異。我國(guó)工業(yè)萬(wàn)元產(chǎn)值用水量平均為103立方米，是發(fā)達(dá)國(guó)家的10至20倍；水的重復(fù)利用率平均僅為40％左右，發(fā)達(dá)國(guó)家平均已達(dá)到75％至85％。我國(guó)工業(yè)取水定額管理始于1984年，由原城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護(hù)部和國(guó)家經(jīng)委聯(lián)合發(fā)布在全國(guó)試行（《工業(yè)用水量定額》[(84)城公字460號(hào)文件]）。1986年對(duì)試行定額進(jìn)行了修訂，增補(bǔ)了個(gè)別產(chǎn)品。試行定額主要用作城市規(guī)劃和新建、擴(kuò)建工業(yè)項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)的依據(jù)和考核工礦企業(yè)用水量的標(biāo)準(zhǔn)。該定額標(biāo)準(zhǔn)對(duì)促進(jìn)工業(yè)企業(yè)用水和節(jié)水起到了一定的作用。

但是，隨著技術(shù)和管理水平的不斷提高，原定額已不能作為工業(yè)取水定額管理的依據(jù)，不能起到促進(jìn)企業(yè)節(jié)約用水的作用。因此，盡快修訂工業(yè)取水定額顯得十分迫切。修訂工業(yè)取水定額的迫切要求

●我國(guó)人均水資源擁有量只有2200立方米，僅為世界平均水平的1／4。水資源不足已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素之一。

●2001年，我國(guó)每萬(wàn)元工業(yè)產(chǎn)值取水量為90立方米左右，約為發(fā)達(dá)國(guó)家的3到7倍，工業(yè)用水重復(fù)利用率約52％，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家80％的水平，工業(yè)節(jié)水潛力巨大。

●火力發(fā)電、鋼鐵、石油石化、紡織和造紙5個(gè)行業(yè)的取水量占全部工業(yè)取水量的66．6％。據(jù)測(cè)算，這5個(gè)行業(yè)的取水量若達(dá)到新發(fā)布的取水定額國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，年節(jié)約新水可達(dá)60億立方米，約占目前工業(yè)取水量的17％。2002年1月6日上午，國(guó)家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)在京聯(lián)合召開(kāi)新聞發(fā)布會(huì)，發(fā)布了6項(xiàng)工業(yè)企業(yè)取水定額國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，分別為：

《工業(yè)企業(yè)產(chǎn)品取水定額編制通則》(GB／T18820-2002)

《取水定額第1部分：火力發(fā)電》(GB／T18916、1-2002)

《取水定額第2部分：鋼鐵聯(lián)合企業(yè)》(GB／T18916、2-2002)

《取水定額第3部分：石油煉制》(GB／T18916．3-2002)

《取水定額第4部分：棉印染產(chǎn)品》(GB／T18916、4-2002)

《取水定額第5部分：造紙產(chǎn)品》(GB／T18916．5-2002)

實(shí)施工業(yè)取水定額管理是促進(jìn)企業(yè)節(jié)水技術(shù)進(jìn)步、不斷提高工業(yè)用水效率、實(shí)現(xiàn)合理用水的重要手段。以上標(biāo)準(zhǔn)已由國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)分別于2002年8月29日和2002年12月20日發(fā)布，并分別將于2003年1月1日和2005年1月1日起正式實(shí)施。

工業(yè)企業(yè)工作人員生活用水是指每一職工每班的生活和淋浴用水量。由于車(chē)間溫度、勞動(dòng)條件和衛(wèi)生要求的不同，其工作人員的生活用水量也有差別，可按具體情況在條文規(guī)定范圍內(nèi)選用。工業(yè)企業(yè)內(nèi)工作人員的淋浴用水系指車(chē)間附設(shè)的為勞動(dòng)保護(hù)需要而提供車(chē)間職工在班沖洗或沖涼的用水，應(yīng)與工廠內(nèi)為提供工人下班后沐浴而專(zhuān)設(shè)的浴室用水相區(qū)別。車(chē)間衛(wèi)生特征系根據(jù)車(chē)間等級(jí)及含有毒物質(zhì)或生產(chǎn)性粉塵的程度、室內(nèi)溫度和勞動(dòng)強(qiáng)度等條件決定，詳見(jiàn)《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》。

工業(yè)企業(yè)工作人員生活用水工業(yè)企業(yè)內(nèi)工作人員的生活用水量，應(yīng)根據(jù)車(chē)間性質(zhì)確定，一般可采用25～35升/人/班，其時(shí)變化系數(shù)為2.5～3.0。工業(yè)企業(yè)內(nèi)工作人員的淋浴用水量，應(yīng)根據(jù)車(chē)間衛(wèi)生特征確定，一般可采用40～60升/人/班，其延續(xù)時(shí)間為1小時(shí)。③消防用水量

消防用水是指在發(fā)生火災(zāi)的情況下用于滅火所需的水量。特點(diǎn)：歷時(shí)短、流量大。消防用水量、水壓及延續(xù)時(shí)間等，應(yīng)按現(xiàn)行的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》及《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等設(shè)計(jì)防火規(guī)范執(zhí)行。城市、居住區(qū)、工廠、倉(cāng)庫(kù)和民用建筑的室外消防用水量按同一時(shí)間內(nèi)的火災(zāi)次數(shù)和一次滅火用水量確定。城市室外消防用水量包括工廠、倉(cāng)庫(kù)和民用建筑的室外消防用水量。④澆灑道路和綠地用水

澆灑道路和綠地用水量，應(yīng)根據(jù)路面、綠化、氣候和土壤等條件確定。澆灑道路用水采用每平米每次1～1.5升，一般每日2～3次；綠化用水采用每平米每天1.5～2升；⑤未預(yù)見(jiàn)用水量及管網(wǎng)漏失水量

城鎮(zhèn)的未預(yù)見(jiàn)用水量及管網(wǎng)漏失水量可按最高日用水量的15%～25%合并計(jì)算；工業(yè)企業(yè)自備水廠的未預(yù)見(jiàn)用水量及管網(wǎng)漏失水量可根據(jù)工藝及設(shè)備情況確定。Qd——最高日設(shè)計(jì)用水量Q1——居住區(qū)綜合生活用水量Q2——工業(yè)企業(yè)生活用水量Q3——生產(chǎn)用水量Q4——澆灑道路和綠化用水量2)用水量計(jì)算

Q1：由最高日生活用水定額、規(guī)劃人口數(shù)、自來(lái)水普及率計(jì)算確定；

Q2：由職工人數(shù)、用水定額、淋浴人數(shù)、淋浴用水量計(jì)算確定；

Q3：由萬(wàn)元產(chǎn)值用水量、工業(yè)總產(chǎn)值、用水重復(fù)率計(jì)算確定；

Q4：由規(guī)劃道路面積、澆灑道路用水量、道路澆灑次數(shù)、規(guī)劃綠地面積、綠化用水量計(jì)算確定。最大小時(shí)用水量：

最高日用水量一般不包括消防用水量，消防用水量用于確定清水池的容積和輸配水管網(wǎng)的校核。相關(guān)規(guī)范《城市居民生活用水量標(biāo)準(zhǔn)》GB/T50331-2002

標(biāo)準(zhǔn)編制的目的：合理利用水資源，加強(qiáng)城市供水管理，促進(jìn)城市居民合理用水、節(jié)約用水，保障水資源的可持續(xù)利用，科學(xué)地制定居民用水價(jià)格。適用于確定城市居民生活用水量指標(biāo)。

城市居民生活用水量標(biāo)準(zhǔn)地域分區(qū)日用水量(L/人·d)適用范圍一80～135黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古二85～140北京、天津、河北、山東、河南、山西、陜西、寧夏、甘肅三120～180上海、江蘇、浙江、福建、江西、湖北、湖南、安徽四150～220廣西、廣東、海南五100～140重慶、四川、貴州、云南六75～125新疆、西藏、青?！冻鞘薪o水工程規(guī)劃規(guī)范》GB50282—98目的：在城市給水工程規(guī)劃中貫徹執(zhí)行《城市規(guī)劃法》、《水法》、《環(huán)境保護(hù)法》，提高城市給水工程規(guī)劃編制質(zhì)量用途：本規(guī)范具體體現(xiàn)了國(guó)家在給水工程中的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，保證了城市給水工程規(guī)劃的先進(jìn)性、合理性、可行性及經(jīng)濟(jì)性，是我國(guó)城市規(guī)劃規(guī)范體系日益完善的表現(xiàn)本規(guī)范適用于城市總體規(guī)劃中的給水工程規(guī)劃。

根據(jù)規(guī)劃法，城市規(guī)劃分為總體規(guī)劃、詳細(xì)規(guī)劃兩階段。大中城市在總體規(guī)劃基礎(chǔ)上應(yīng)編制分區(qū)規(guī)劃。鑒于現(xiàn)行的各類(lèi)給水規(guī)范其適用對(duì)象大都為具體工程設(shè)計(jì)，內(nèi)容雖然詳盡，但缺少宏觀決策、總體布局等方面的內(nèi)容。為此本規(guī)范的條文設(shè)置盡量避免與其他給水規(guī)范內(nèi)容重復(fù)，為總體規(guī)劃（含分區(qū)規(guī)劃）的城市給水工程規(guī)劃服務(wù)，編制城市給水工程詳細(xì)規(guī)劃時(shí)，可依照本規(guī)范和其他給水規(guī)范。

按照國(guó)家有關(guān)劃分城鄉(xiāng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，設(shè)市城市和建制鎮(zhèn)同屬于城市的范疇，所以建制鎮(zhèn)總體規(guī)劃中的給水工程規(guī)劃可按本規(guī)范執(zhí)行。區(qū)域城市規(guī)模特大城市大城市中等城市小城市一區(qū)1.0~1.60.8~1.40.6~1.00.4~0.8二區(qū)0.8~1.20.6~1.00.4~0.70.3~0.6三區(qū)0.6~1.00.5~0.80.3~0.60.25~0.5城市單位建設(shè)用地綜合用水量指標(biāo)(萬(wàn)m3/(km2·d))城市單位人口綜合用水量指標(biāo)(萬(wàn)m3/(萬(wàn)人·d))

區(qū)域城市規(guī)模特大城市大城市中等城市小城市一區(qū)0.8~1.20.7~1.10.6~1.00.4~0.8二區(qū)0.6~1.00.5~0.80.35~0.70.3~0.6三區(qū)0.5~0.80.4~0.70.3~0.60.25~0.5人均綜合用水量遠(yuǎn)高于國(guó)外。國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)、科技部、水利部、建設(shè)部和農(nóng)業(yè)部等5部委于2005年4月21日聯(lián)合發(fā)布《中國(guó)節(jié)水技術(shù)政策大綱》，提出了要力爭(zhēng)在2005－2010年間實(shí)現(xiàn)工業(yè)取水量“微增長(zhǎng)”，農(nóng)業(yè)用水量“零增長(zhǎng)”，城市人均綜合用水量實(shí)現(xiàn)逐步下降的節(jié)水目標(biāo)，以及相關(guān)的法律、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和工程等保障措施。

1、特大城市指市區(qū)和近郊區(qū)非農(nóng)業(yè)人口100萬(wàn)及以上的城市；大城市指市區(qū)和近郊區(qū)非農(nóng)業(yè)人口50萬(wàn)及以上不滿100萬(wàn)的城市；中等城市指市區(qū)和近郊區(qū)非農(nóng)業(yè)人口20萬(wàn)及以上不滿50萬(wàn)的城市；小城市指市區(qū)和近郊區(qū)非農(nóng)業(yè)人口不滿20萬(wàn)的城市。

2、一區(qū)包括：貴州、四川、湖北、湖南、江西、浙江、福建、廣東、廣西、海南、上海、云南、江蘇、安徽、重慶；

二區(qū)包括：黑龍江、吉林、遼寧、北京、天津、河北、山西、河南、山東、寧夏、陜西、內(nèi)蒙古河套以東和甘肅黃河以東的地區(qū)；

三區(qū)包括：新疆、青海、西藏、內(nèi)蒙古河套以西和甘肅黃河以西的地區(qū)。

3、經(jīng)濟(jì)特區(qū)及其他有特殊情況的城市，應(yīng)根據(jù)用水實(shí)際情況，用水指標(biāo)可酌情增減（下同）。

4、用水人口為城市總體規(guī)劃確定的規(guī)劃人口數(shù)（下同）。

5、本表指標(biāo)為規(guī)劃期最高日用水量指標(biāo)（下同）。

6、本表指標(biāo)已包括管網(wǎng)漏失水量。1）設(shè)計(jì)用水量變化規(guī)律的確定生活用水隨季節(jié)與生活習(xí)慣的變化而變化。生產(chǎn)用水隨氣溫與生產(chǎn)形勢(shì)的變化而變化。具有隨機(jī)性和周期性?xún)蓚€(gè)特征。最高日用水量：在設(shè)計(jì)規(guī)定的年限內(nèi)，用水最多的一天所用的水量。平均日用水量：一年內(nèi)總的用水量除以天數(shù)。日變化系數(shù)：最高日用水量與平均日用水量的比值。時(shí)變化系數(shù)：最高日最高時(shí)用水量與該日平均時(shí)用水量的比值。6.1.2設(shè)計(jì)用水量變化及其調(diào)節(jié)計(jì)算

城市供水中，時(shí)變化系數(shù)、日變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)城市性質(zhì)、城市規(guī)模、國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展和城市供水系統(tǒng)并結(jié)合現(xiàn)狀供水曲線和日用水變化分析確定。在缺乏實(shí)際用水資料情況下，最高日綜合用水的時(shí)變化系數(shù)宜采用1.3～1.6，日變化系數(shù)宜采用1.1～1.5，個(gè)別小城鎮(zhèn)可適當(dāng)加大。工業(yè)企業(yè)內(nèi)工作人員的生活用水的時(shí)變化系數(shù)為2.5～3.0。最大時(shí)平均時(shí)024681012141618202224最高日用水量變化曲線2）供水設(shè)計(jì)——計(jì)算給水管網(wǎng)各部分的設(shè)計(jì)流量α——考慮水廠本身用水量的系數(shù)，一般采用1.05～1.10；地下水源采用1。T——一級(jí)泵站每天工作時(shí)間①取水構(gòu)筑物、一級(jí)泵站

無(wú)水塔（高地水池），滿足最高日最大時(shí)用水要求。單水源：設(shè)計(jì)供水流量＝最高時(shí)用水量；多水源：各泵站設(shè)計(jì)供水流量之和＝最高時(shí)用水量（供水調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，一般不需要水塔或高地水池）②二級(jí)泵站

有水塔（高地水池），應(yīng)設(shè)計(jì)泵站供水曲線。原則如下：泵站24小時(shí)供水量之和＝最高日用水量；泵站供水量分級(jí)數(shù)不能太多，一般為兩級(jí)，最多可以分三級(jí)；泵站各級(jí)供水線盡量接近用水線；注意每級(jí)能否選到合適的水泵。一級(jí)泵站與二級(jí)泵站的流量差額由清水池調(diào)節(jié)；二級(jí)泵站與用戶的流量差額由水塔（高地水池）調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)容積＝調(diào)節(jié)流量累計(jì)最大值－調(diào)節(jié)流量累計(jì)最小值3）調(diào)節(jié)容積計(jì)算024681012141618202224二泵站供水曲線一泵站供水曲線一級(jí)泵站與二級(jí)泵站的流量差額由清水池調(diào)節(jié)無(wú)水塔024681012141618202224二泵站供水曲線一泵站供水曲線一級(jí)泵站與二級(jí)泵站的流量差額由清水池調(diào)節(jié)有水塔024681012141618202224二泵站供水曲線用水曲線二級(jí)泵站與用戶的流量差額由水塔（高地水池）調(diào)節(jié)有水塔清水池容積：W1——調(diào)節(jié)容積，可按最高日用水量的

10～20%估算；W2——消防貯水量，按撲滅火災(zāi)平均時(shí)間為2小時(shí)計(jì)算；W3——水廠自用水，一般采用最高日用水量的5～10%；W4——安全貯備水量。4）水塔和清水池的容積計(jì)算水塔（高地水池）容積：W1——調(diào)節(jié)容積，可按最高日用水量的

3～6%估算；W2——消防貯水量，一般按十分鐘消防用水量計(jì)算。

當(dāng)二級(jí)泵站與一級(jí)泵站的供水量接近時(shí)，清水池的調(diào)節(jié)容積會(huì)縮小，但水塔（高地水池）的調(diào)節(jié)容積將會(huì)增大。

節(jié)點(diǎn)：有集中流量進(jìn)出、管道合并或分叉以及邊界條件發(fā)生變化的地點(diǎn)管段：兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的管道管線：順序相連的若干管段環(huán)：起點(diǎn)與終點(diǎn)重合的管線基環(huán)：不包含其它環(huán)的環(huán)大環(huán)：包含兩個(gè)或兩個(gè)以上基環(huán)的環(huán)6.2設(shè)計(jì)流量分配與管徑設(shè)計(jì)管段設(shè)計(jì)=管道設(shè)計(jì)流量分配+確定管徑管段基環(huán)節(jié)點(diǎn)管線大環(huán)6.2.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量分配計(jì)算（1）用水流量的分配要將最高日最高時(shí)用水流量分配到管網(wǎng)圖的每條管段和各個(gè)節(jié)點(diǎn)上去，才能進(jìn)行給水管網(wǎng)的細(xì)部設(shè)計(jì)。用水流量分配原則用戶＝集中用水戶＋分散用水戶集中流量：按集中用水戶最高日最高時(shí)用水流量計(jì)算；沿線流量：按管段配水長(zhǎng)度或供水面積計(jì)算；流量平衡

比流量：為簡(jiǎn)化計(jì)算而將除去大用戶集中流量以外的用水量均勻地分配在全部有效干管長(zhǎng)度上，由此計(jì)算出的單位長(zhǎng)度干管承擔(dān)的供水量。

城鎮(zhèn)中用水量標(biāo)準(zhǔn)不同的區(qū)域應(yīng)分別計(jì)算比流量。公園街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊

沿線流量：干管有效長(zhǎng)度與比流量的乘積。

按管道長(zhǎng)度計(jì)算的比流量不能反映供水人數(shù)和用水量的差別，可采用按面積計(jì)算比流量的方法。

管網(wǎng)中除最末端的管段外，其他任一管段的流量都由兩部分組成，一部分是本管段沿程配水產(chǎn)生的流量，即沿線流量，另一部分是通過(guò)該管段輸送到下游管段的流量，稱(chēng)為轉(zhuǎn)輸流量。

節(jié)點(diǎn)流量：沿線流量只有概念上的意義，在水力計(jì)算時(shí)應(yīng)將沿線流量按適當(dāng)比例分配到兩各節(jié)點(diǎn)，成為節(jié)點(diǎn)流量。沿線流量轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)流量的原則是管段的水頭損失相同。tlqq+集中流量處理：節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量＝沿線流量＋集中流量＋供水設(shè)計(jì)流量

樹(shù)狀管網(wǎng)的管段流量具有唯一性。泵站563856462735452861427333412177262347756.2.2管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算

環(huán)狀管網(wǎng)滿足連續(xù)性條件的流量分配方案可以有無(wú)數(shù)多種。

1510131218161714197612527148581912335913460249511135730102498管段設(shè)計(jì)流量分配原則供水的目的性：沿較短的距離將供水流量擴(kuò)散到整個(gè)管網(wǎng)的所有節(jié)點(diǎn)上去；供水的經(jīng)濟(jì)性：沿主要供水方向分配較多的流量，次要供水方向分配較少的流量，避免出現(xiàn)逆向流；供水的可靠性：在各平行供水方向上分配相接近的流量，垂直主要供水方向的管段上也要分配一定的流量；例題摘樹(shù)葉法計(jì)算枝線管段設(shè)計(jì)流量↓確定兩條平行的主要供水方向（1-2-3-4-5,1-2-6-7-10）↓2、5管段流量大致相同↓6管段流量不能太?。?或8事故時(shí)轉(zhuǎn)輸較大的流量）↓3管段流量不宜過(guò)大（避免9管段逆向流）6.2.3管段直徑設(shè)計(jì)

管道直徑、管段計(jì)算流量和水流速度之間滿足以下關(guān)系：

在確定的計(jì)算流量下，管道直徑是流速的函數(shù)：

從技術(shù)上考慮，水流的最大速度應(yīng)不超過(guò)2.5～3.0米/秒（防止水錘），最小速度不得小于0.6米/秒（防止沉積）。從經(jīng)濟(jì)上考慮，較大的水流速度可減小管道直徑，降低工程造價(jià)；但由于水流速度大而會(huì)導(dǎo)致水頭損失增加，從而加大運(yùn)行的動(dòng)力費(fèi)用。合理的流速應(yīng)該使得在一定年限（投資償還期）內(nèi)管網(wǎng)造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用之和最小。

設(shè)Wt為總費(fèi)用，C為管網(wǎng)造價(jià)，M1為年度運(yùn)行電費(fèi)，M2為年折舊費(fèi)用，t為投資償還年限。則有：投資償還期內(nèi)的年度總費(fèi)用為：DeM1VeWM1WVW0DW0管徑（mm）平均經(jīng)濟(jì)流速（m/s）D=100～400D≥4000.6～0.90.9～1.46.3泵站揚(yáng)程和水塔高度的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)工況水力分析泵站揚(yáng)程的設(shè)計(jì)水塔高度的設(shè)計(jì)樹(shù)狀管網(wǎng)管段設(shè)計(jì)流量管徑Ve泵站揚(yáng)程或水塔高度環(huán)狀管網(wǎng)管段設(shè)計(jì)流量(擬定)管徑Ve泵站揚(yáng)程或水塔高度管網(wǎng)的水力特性設(shè)計(jì)工況管段實(shí)際工作流量水力分析6.3.1設(shè)計(jì)工況水力分析何為設(shè)計(jì)工況？暫時(shí)刪除泵站所在管段假設(shè)控制點(diǎn)6.3.2泵站揚(yáng)程的設(shè)計(jì)6.3.3水塔高度的設(shè)計(jì)6.4管網(wǎng)核算

①消防工況校核②水塔最大轉(zhuǎn)輸校核③事故工況校核

6.4.1消防工況校核消防時(shí)的管網(wǎng)校核，是以最高時(shí)用水量確定的管徑為基礎(chǔ)，然后按最高用水時(shí)另行增加消防時(shí)的流量，對(duì)其進(jìn)行流量分配，求出消防時(shí)的管段流量和水頭損失。計(jì)算時(shí)，只是除控制點(diǎn)外再增加一個(gè)或一個(gè)以上集中的消防流量，如按照消防要求同時(shí)有兩處失火時(shí)，則可從經(jīng)濟(jì)和安全等方面考慮將消防流量一處放在控制點(diǎn)，另一處放在離二級(jí)泵站較遠(yuǎn)或靠近大用戶和工業(yè)企業(yè)的節(jié)點(diǎn)處。雖然消防時(shí)比最高用水時(shí)所需服務(wù)水頭要小得多，消防規(guī)范明確規(guī)定城市低壓消防聯(lián)合給水系統(tǒng)發(fā)生消防時(shí)不利點(diǎn)服務(wù)水頭要求≥10m，但因消防時(shí)通過(guò)管網(wǎng)的流量增大，各管段的水頭損失相應(yīng)增加，按最高用水時(shí)確定的水泵揚(yáng)程有可能不夠消防時(shí)的需要，這時(shí)須放大個(gè)別管段的直徑，以減小水頭損失。個(gè)別情況下因最高用水時(shí)和消防時(shí)的水泵揚(yáng)程相差很大，須設(shè)專(zhuān)用消防泵供消防時(shí)使用。6.4.2水塔轉(zhuǎn)輸工況校核設(shè)對(duì)置水塔的管網(wǎng)，在最高用水時(shí)，由泵站和水塔同時(shí)向管網(wǎng)供水，但在一天內(nèi)二泵站送水量大于用水量的一段時(shí)間里，多余的水經(jīng)過(guò)管網(wǎng)送入水塔內(nèi)貯存，因此這種管網(wǎng)還應(yīng)按最大轉(zhuǎn)輸時(shí)流量來(lái)校核，以按最高時(shí)確定的水泵揚(yáng)程能否將水送水塔。校核時(shí)節(jié)點(diǎn)流量須按最大轉(zhuǎn)輸時(shí)的用水量求出。因節(jié)點(diǎn)流量隨用水量的變化成比例地增減，所以最大轉(zhuǎn)輸時(shí)的各節(jié)點(diǎn)流量可按下式計(jì)算：二泵站供水曲線用水曲線024681012141618202224最大用水小時(shí)最大轉(zhuǎn)輸小時(shí)最大轉(zhuǎn)輸時(shí)節(jié)點(diǎn)流量=

然后按最大轉(zhuǎn)輸時(shí)的流量進(jìn)行分配和計(jì)算，方法和最高用水時(shí)相同。最大轉(zhuǎn)輸發(fā)生在夜間用水量較小的時(shí)候，保證足夠的水量存儲(chǔ)在水塔內(nèi)，供給白天高峰用水量，節(jié)約能耗。6.4.3事故工況校核最不利管段發(fā)生故障時(shí)的事故用水量和水壓要求管網(wǎng)主要管段損壞時(shí)必須及時(shí)檢修，在檢修時(shí)間內(nèi)供水量允許減少。一般按最不利管段損壞而需斷水檢修的條件，校核事故時(shí)的流量和水壓是否滿足要求。至于事故時(shí)應(yīng)有的流量，在城市為最高日最大時(shí)設(shè)計(jì)用水量的70％，工業(yè)企業(yè)的事故流量按有關(guān)規(guī)定。小結(jié)消防時(shí)節(jié)點(diǎn)流量等于最大用水小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量加消防流量；水泵揚(yáng)程滿足最不利消火栓處水壓10mH2O；最大轉(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；事故時(shí)節(jié)點(diǎn)流量等于70％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。6.5.1概述分區(qū)給水是根據(jù)城市地形特點(diǎn)將整個(gè)給水系統(tǒng)分成幾區(qū)，每區(qū)有獨(dú)立的泵站和管網(wǎng)等，但各區(qū)之間有適當(dāng)?shù)穆?lián)系，以保證供水可靠和調(diào)度靈活。分區(qū)給水的原因技術(shù)上：使管網(wǎng)的水壓不超過(guò)水管可以承受的壓力，以免損壞水管和附件，并可減少漏水量；經(jīng)濟(jì)上：降低供水能量費(fèi)用。6.5給水管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計(jì)

給水區(qū)地形起伏、高差很大的分區(qū)給水系統(tǒng)并聯(lián)分區(qū)：由同一泵站內(nèi)的低壓和高壓水泵分別供給低區(qū)和高區(qū)用水。優(yōu)點(diǎn)：各區(qū)用水分別供給，比較安全可靠；各區(qū)水泵集中在一個(gè)泵站內(nèi)、管理方便。缺點(diǎn)：增加了輸水管長(zhǎng)度和造價(jià)；高區(qū)的水泵揚(yáng)程高，需用耐高壓的輸水管。串聯(lián)分區(qū)：高、低兩區(qū)用水均由低區(qū)泵站供給，但高區(qū)用水再由高區(qū)泵站加壓。重力輸水管不分區(qū)：C、D2處水壓高，D處出現(xiàn)負(fù)壓。重力輸水管分區(qū)重力輸水管分區(qū)：從水庫(kù)A輸水至水池B。為防止水管承受壓力過(guò)高，將輸水管適當(dāng)分段(即分區(qū))，在C、D處建造水池，以降低管網(wǎng)的水壓，保證工作正常。6.5.2分區(qū)給水的能量分析管網(wǎng)中的最高水壓設(shè)給水區(qū)地形從泵站起均勻升高,給水區(qū)的地形高差為△Z，管網(wǎng)要求的最小服務(wù)水頭為H，最高用水時(shí)管網(wǎng)的水頭損失為∑h，則管網(wǎng)中最高水壓等于：H’=△Z+H+∑h由于輸水管的水頭損失，泵站揚(yáng)程HP’應(yīng)大于H’。分區(qū)給水系統(tǒng)技術(shù)上的考慮城市管網(wǎng)能承受的最高水壓H’，由水管材料和接口形式而定。為使用安全和管理方便起見(jiàn)，水壓最好不超過(guò)490~590kPa(50~60mH20)。最小服務(wù)水頭H由房屋層數(shù)確定。管網(wǎng)的水頭損失∑h根據(jù)管網(wǎng)水力計(jì)算決定。H’=△Z+H+∑h

當(dāng)管網(wǎng)延伸很遠(yuǎn)，這時(shí)即使地形平坦（即△Z很?。?，也因管網(wǎng)水頭損失過(guò)大（即∑h過(guò)大），而使得管網(wǎng)中最高水壓H’過(guò)大，為防止超壓，須在管網(wǎng)中途設(shè)置水庫(kù)泵站或加壓泵站，形成分區(qū)給水系統(tǒng)。管網(wǎng)最高承受水壓H’、最小服務(wù)水頭H以及水頭損失∑h確定后，就可以確定出管網(wǎng)最高承壓下所允許的最大地形高差△Z，即確定出給水分區(qū)界線，當(dāng)?shù)匦胃卟畛^(guò)此值時(shí)，就應(yīng)進(jìn)行分區(qū)。分區(qū)給水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)上的考慮分區(qū)給水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)上的考慮，目的是降低供水的動(dòng)力費(fèi)用。這時(shí)，需對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行能量分析，找出哪些是浪費(fèi)的能量，分區(qū)后如何減少這部分能量，以此作為選擇分區(qū)給水的依據(jù)。能量浪費(fèi)：泵站揚(yáng)程根據(jù)控制點(diǎn)所需最小服務(wù)水頭和管網(wǎng)中的水頭損失確定，除了控制點(diǎn)附近地區(qū)外，大部分給水區(qū)的管網(wǎng)水壓高于實(shí)際所需的水壓，多余的水壓消耗在用戶給水龍頭的局部水頭損失上，因此產(chǎn)生能量浪費(fèi)。6.5.2.1輸水管的供水能量分析未分區(qū)時(shí)泵站供水的能量未分區(qū)時(shí)泵站供水能量的組成單位時(shí)間內(nèi)水泵的總能量等于上述三部分能量之和：E=E1+E2+E3總能量中只有保證最小服務(wù)水頭的能量E1得到有效利用。由于給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，泵站流量和控制點(diǎn)水壓Zi+Hi已定,所以E1不能減小。第二部分能量E2消耗于輸水過(guò)程不可避免的水管摩阻。為了降低這部分能量，必須減小hij其措施是適當(dāng)放大管徑，所以并不是一種經(jīng)濟(jì)的解決辦法。第三部分能量E3未能有效利用，屬于浪費(fèi)的能量，這是集中給水系統(tǒng)無(wú)法避免的缺點(diǎn)，因?yàn)楸谜颈仨殞⑷苛髁堪醋钸h(yuǎn)或位置最高處用戶所需的水壓輸送。也就是說(shuō)，上述三部分能量中，只能降低E3。能量利用率集中(未分區(qū))給水系統(tǒng)中供水能量利用的程度，可用必須消耗的能量占總能量的比例來(lái)表示，稱(chēng)為能量利用率：從上式看出，為了提高輸水能量利用率，只有設(shè)法降低E3值，這就是從經(jīng)濟(jì)上考慮管網(wǎng)分區(qū)的原因。輸水管分區(qū)時(shí)供水能量分析能量分配圖：確定分區(qū)界線和各區(qū)的泵站位置。橫坐標(biāo)：節(jié)點(diǎn)流量q1、q2

、q3

、q4等按順序繪在橫坐標(biāo)上。縱坐標(biāo)：按比例繪出各節(jié)點(diǎn)的地面標(biāo)高Zi和所需最小服務(wù)水頭Hi?？傻玫奖ＷC最小服務(wù)水頭的能量E1在縱坐標(biāo)上再繪出各管段的水頭損失h1—2、h2—3

、h3—4

、h4—5等，縱坐標(biāo)總高度為H。H為泵站5的揚(yáng)程H=H1+Z1+∑hij每一管段流量qij和相應(yīng)水頭損失hij所形成的矩形面積總和，等于克服水管摩阻所需的能量，即圖中的E2部份。由于泵站總能量為E=q4—5H，且E=E1+E2+E3，所以除了E1和E2外，其余部分面積就是無(wú)法利用而浪費(fèi)的能量E3。它等于以qi為底，過(guò)剩水壓△Hi（以△H4為例，由右圖可知，△H4=Z1+H1+h1—2+h2—3+h3—4-Z4-H4,該式與式8—6相對(duì)應(yīng)）為高的矩形面積之和，在圖8—5中用E3表示。分區(qū)給水對(duì)減少未加利用的能量E3的作用若在節(jié)點(diǎn)3處設(shè)加壓泵站，將輸水管分成兩區(qū)，分區(qū)后，泵站5的揚(yáng)程只須滿足節(jié)點(diǎn)3處的最小照務(wù)水頭，因此可從未分區(qū)時(shí)的H降低到H’。從圖看出，此時(shí)過(guò)剩水壓△H3消失，△H4減小，因而減小了一部分未利用的能量（△E3=△H3(q3+q4)）。減小的未利用能量值如圖8—5中陰影部分面積所示。以上是輸水管沿線有流量分出，管徑和流量有變化的情況。對(duì)于輸水管沿線無(wú)流量分出，管徑和流量沒(méi)有變化的情況：分區(qū)后非但不能降低能量費(fèi)用，甚至基建和設(shè)備等項(xiàng)費(fèi)用反而增加，管理也趨于復(fù)雜。這時(shí)只有在輸水距離遠(yuǎn)、管內(nèi)的水壓過(guò)高時(shí)，才考慮分區(qū)。平地上的輸水管線能量分配圖因沿線各點(diǎn)(0~13)的配水流量不均勻，從能量圖上可以找出最大可能節(jié)約的能量為0AB3矩形面積（此矩形面積是12個(gè)矩形中面積最大的）。因此加壓泵站可考慮設(shè)在節(jié)點(diǎn)3處，節(jié)點(diǎn)3將輸水管分成兩區(qū)。6.5.2.2管網(wǎng)的供水能量分析假定給水區(qū)地形從泵站起均勻升高，全區(qū)用水量均勻，要求的最小服務(wù)水頭相同。設(shè)管網(wǎng)的總水頭損失為∑h，泵站吸水井水面和控制點(diǎn)地面高差為△Z。未分區(qū)時(shí)，泵站的流量為Q，揚(yáng)程為

Hp=△Z+H+∑h等分為兩區(qū)時(shí)第一區(qū)水泵揚(yáng)程HⅠ=△Z/2+H+∑h/2

第一區(qū)最小服務(wù)水頭與泵站總揚(yáng)程Hp相比極小時(shí)，則H可以略去不計(jì)，得：HⅠ=△Z/2+∑h/2第二區(qū)水泵揚(yáng)程第二區(qū)泵站能利用第一區(qū)水壓H時(shí)，HⅡ+H=△Z/2+H+∑h/2

則HⅡ=