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1、精选优质文档-倾情为你奉上仲恺农业工程学院实践教学 给水排水管网工程综合设计给水管网计算书（20132014学年第二学期）班 级 给排水科学与工程121班 姓 名 李子恒 学 号 3 设计时间 2014.5.31 2014.6.25 指导老师 刘嵩 孙洪伟 成 绩 城市建设学院摘 要本设计为给水管网设计。 给水工程为城市的一个重要基础设施，必须保证以足够的水量、合格的水质、充裕的水压供应生活用水、生产用水和其它用水。给水系统设计步骤：根据最高日用水量变化曲线计算水塔和清水池调节容积；进行管网定线，计算管段设计流量、管径和水头损失；最高时环状网管网平差计算；确定水塔高度和水泵扬程；分别进行不利管
2、段事故时、消防时、最大转输时校核。然后根据上述计算，算出最高时各节点水压，绘制等水压线。关键词：给水管网；管网定线；设计流量；管网平差；校核；节点水压专心-专注-专业目 录111444444666789910101111131416202222222222242930参 考 文 献30附件1附件21 设计的基础依据1.1 设计工程概况给水系统设计时，首先须确定该系统的供水规模和供水量。因为系统中的取水、水处理、泵站和管网等设施的确定都须参照设计用水量，从而确定工程的规模及正确选择各级工艺的设计参数和水处理工艺的流程，从而使水质、水压、水量满足用户的使用要求。城市设计用水量主要包括居住区的生活用
3、水和由城市给水系统供给的工业生产用水和职工的生活用水与淋浴用水，还有全市性的公共建筑和设施用水、浇洒道路和大面积绿化用水以及消防时用水。设计区域内的用水情况：2个居民区的居民的生活用水、2个工业区的职工生活用水及淋浴用水、2个工业区的生产用水、火车站的用水、浇洒道路和大面积绿化用水。1.2 设计资料1.2.1 设计依据本章的主要内容是熟悉设计任务书中提供的原始资料，对镇所在的地形，工厂等企业的坐落位置，居住区的建筑层数和结构，道路和河流情况，水厂和水塔位置等设计资料结合总体规划图作系统的了解。此外对设计期限内居民总人口，用水普及率，房屋卫生设备条件以及工业的性质，规模，职工人数，消防要求，对水
4、厂供水的要求。结合水文地质等具体资料作知识性了解。本设计是围绕必修课程给水排水管网系统开展的课程设计，课程设计是教学的重要组成部分，是将城市给水排水管道工程的理论与工程设计相联系的重要环节，其目的在于：1.训练学生设计与制图的基本技能；2.复习和理解城市给水排水管道工程课程所讲授的内容；3.培养学生动手能力和训练严格的科学态度和工作作风。最终达到提高学生综合运用理论知识独立进行分析和解决实际工程技术问题的能力的目标。1.2.2原始资料（1）城镇规划平面图(1:10000)（2）城镇概况A城市位于我国华南地区，该城市是广东省辖县级市，自然资源丰富，交通便利。市区地势平坦，主要建在平原上，城市中间
5、以铁路为界，分为两个生活区：区和区。均有给水排水设备，自来水普及率100%。（3）城市用水和排水情况： 用水城市用水按近期人口1521万人口设计（按学号顺序分成7个设计小组，每组5人，从第一组开始每组人口递增1万人，即第一组15万人，第二组），远期（10年）人口增加10%。居民最高日用水量按210L/人d，给水普及率：100%。市区以46层的多层建筑为主。生活用水变化规律见下表：表1 生活用水量变化百分数（每小组内按学号顺序对应不同列）时间01Kh=1.4102Kh=1.7503Kh=1.8204Kh=1.4205Kh=1.220-11.911.101.921.922.121-21.740.7
6、01.851.803.032-31.660.901.841.772.083-41.731.101.852.453.534-52.071.303.512.473.735-63.943.913.963.953.226-75.226.614.774.115.187-85.635.844.714.815.788-95.807.044.715.924.879-105.866.694.795.474.2610-115.387.174.875.404.8111-124.937.314.875.665.8112-134.936.624.395.084.9213-144.855.234.634.814.7314
7、-154.923.594.574.924.8515-165.234.765.255.244.4916-175.654.245.915.574.6317-185.665.996.735.634.8218-195.436.977.595.285.2019-204.935.664.555.144.2220-214.223.053.844.113.8621-223.282.013.673.653.6022-232.701.422.832.833.2523-242.330.792.392.013.01备注：每个设计小组按照学号前后分别对应从左到右的5列数据工业用水情况：城市中有下列工业企业，其位置在城市
8、平面图；a. 工厂甲：日用水量 1800 米/d 工人数: 工人总数1400人，分三班工作.第一班 500 人，使用淋浴者250人，其中热车间100人;第二班 500 人，使用淋浴者250人，其中热车间100人;第三班 400 人，使用淋浴者200人，其中热车间80人;.b. 工厂乙：日用水量 800 米/d 工人数: 工人总数700人，分三班工作.第一班 300 人，使用淋浴者120人，其中热车间48人;第二班 200 人，使用淋浴者100人，其中热车间40人;第三班 200 人，使用淋浴者100人，其中热车间40人;. 火车站用水量：260m3/d 。 其它用水道路洒水量： 按城区的主要道
9、路面积和规范设计（日洒水2次）。绿化用水：城区绿地面积占25%，其中需要每天浇水的面积占其中的5 %。消防用水：按规范计算。未预见水量：按总用水量的 1525%计算 给水普及率： 100%1.2.3 相关设计规范（1）室外排水设计规范GBJ14-87（2）室外给水设计规范GBJ13-87（3）城市管线综合规划规范GB50289-98（4）给水排水制图标准GBT50106-20012 用水量计算2.1 居民区最高日生活用水量的计算Q1Q1 = qNf=210100%1.1=43890m3/dq 最高日用水量定额,m3/（cap.d）;N城市设计年限内计划用水人口数;f 城市自来水普及率,采用f=
10、100%.2.2 工业企业用水和工作人员生活用水及淋浴用水Q2工业区内职工生活用水量和淋浴用水量，可按工业企业设计卫生标准工厂职工生活用水量:一般车间每人每班35L,高温车间每人每班45L计算.淋浴用水:一般车间每人每班40L,高温车间每人每班60L计算;第三班 200 人，使用淋浴者100人，其中热车间40人;.故Q2=1800+800+70065+28095+12895+32065=2701.3 m3/d2.3 浇洒道路和绿化用水量Q3用区域面积可以在CAD图纸上直接量出A=2.45107m2.由表1城镇地面覆盖情况一览表,可知绿地面积为6.125106m2,混凝土和沥青地面为1.2251
11、06m2. 表2 城镇地面覆盖情况一览表地面覆盖名称各种屋面混凝土和沥青地面非铺砌土地面绿地（草地）所占面积(%)43171525浇洒道路用水定额采用1.25L/( m2 次),每天浇洒2次,绿化用水定额采用1.75 L/( m2 次)Q3=1.2521.225106+6.1251061.755%=3609.2 m3/d2.4火车站用水量Q4Q4=260 m3/d2.5未预见水量城市未预见水量及管网漏失水量按最高日用水量的15%-25%计。本设计取未预见水量系数为20%所以设计年限内城市最高日设计水量Qd=1.20(Q1+Q2+Q3+Q4)=60552.42 m3/d根据以上计算，得广东某城市
12、最高日用水量计算表2表3 最高日用水量逐时变化表时间(h）居民生活用水量甲工厂（3班制）乙工厂（3班制）道路洒水(m3）绿化用水量(m3）未预见水量(m3）火车用水量(m3）每小时总用水量%m3生产用水(m3）生活用水和淋浴用水(m3）生产用水(m3）生活用水和淋浴用水(m3）m3%0-11.92842.69 75.00 5.80 33.33 7.39 420.50 10.83 1395.54 2.30 1-21.85811.97 75.00 1.67 33.33 1.00 420.50 10.83 1354.29 2.24 2-31.84807.58 75.00 1.67 33.33 1.0
13、0 420.50 10.83 1349.90 2.23 3-41.85811.97 75.00 1.67 33.33 1.00 420.50 10.83 1354.29 2.24 4-53.511540.54 75.00 1.67 33.33 1.00 107.20 420.50 10.83 2190.07 3.62 5-63.961738.04 75.00 1.67 33.33 1.00 512.20 420.50 10.83 2792.57 4.61 6-74.772093.55 75.00 1.67 33.33 1.00 512.20 107.20 420.50 10.83 3255.2
14、8 5.38 7-84.712067.22 75.00 1.67 33.33 1.00 512.20 420.50 10.83 3121.75 5.16 8-94.712067.22 75.00 13.67 33.33 6.44 107.20 420.50 10.83 2734.18 4.52 9-104.792102.33 75.00 1.67 33.33 0.68 420.50 10.83 2644.34 4.37 10-114.872137.44 75.00 1.67 33.33 0.68 420.50 10.83 2679.45 4.43 11-124.872137.44 75.00
15、1.67 33.33 0.68 420.50 10.83 2679.45 4.43 12-134.391926.77 75.00 1.67 33.33 0.68 420.50 10.83 2468.78 4.08 13-144.632032.11 75.00 1.67 33.33 0.68 420.50 10.83 2574.11 4.25 14-154.572005.77 75.00 1.67 33.33 0.68 420.50 10.83 2547.78 4.21 15-165.252304.23 75.00 1.67 33.33 0.68 420.50 10.83 2846.23 4.7
16、0 16-175.912593.90 75.00 13.35 33.33 5.48 512.20 107.20 420.50 10.83 3771.78 6.23 17-186.732953.80 75.00 1.35 33.33 0.68 512.20 107.20 420.50 10.83 4114.88 6.80 18-197.593331.25 75.00 1.35 33.33 0.68 512.20 420.50 10.83 4385.14 7.24 19-204.551997.00 75.00 1.35 33.33 0.68 420.50 10.83 2538.68 4.19 20
17、-213.841685.38 75.00 1.35 33.33 0.68 420.50 10.83 2227.06 3.68 21-223.671610.76 75.00 1.35 33.33 0.68 420.50 10.83 2152.45 3.55 22-232.831242.09 75.00 1.35 33.33 0.68 420.50 10.83 1783.77 2.95 23-242.391048.97 75.00 1.35 33.33 0.68 420.50 10.83 1590.66 2.63 总计10043890.00 1800.00 65.65 799.92 35.73 3
18、073.20 536.00 10092 259.92 60552.42 100 说明：（1）火车站用水为24小时均分，工业区生产和生活同样为24小时均分，淋浴用水为每班后的第一个小时内；(2)浇洒道路跟绿地尽量避开用水高峰期；2.6最高日最高时用水量Qh计算由该城市最高日逐时用水量综合表可以看出，最高时用水量发生在18-19时，得全市最高日最大时用水量Qh=4385.14m3/h=1218.12L/s时变化系数Kh=Qd/Qh=60552.42/ 24/ 4385.14=1.742.7消防用水量Qf计算按设计规范规定，消防时是指火灾发生在最高日最高时，所以其用水量是最高日最高时加上消防所需的用
19、水量城市（或居住区）室外消防用水量标准，人口在10.020.0万人，同一时间发生2次火灾，一次灭火用水量为45L/s; 在本设计中的总人口为19万，故采用上述标准Qf=452=90L/s2.8城市最高日用水量变化曲线按逐时用水量计算表，绘制最高日用水量变化曲线，依次确定二级泵站的供水曲线。因为本设计不设置水塔，所以二级泵站的最大供水量要按最高日最高时的用水量计算。二级泵站的供水曲线图也就和全市的最高日用水量变化曲线一致。表4 最高日各时段用水量（%）时间(h）0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-12用水量(%)2.32 2.24 2.23 2.24 3
20、.62 4.61 5.37 5.15 4.52 4.37 4.42 4.42 时间(h）12-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24用水量(%)4.08 4.25 4.21 4.70 6.23 6.79 7.24 4.19 3.68 3.55 2.95 2.63 根据最高日用水量比例绘制最高日逐时用水量变化曲线,如下图1所示。图1 最高日逐时用水量变化曲线2.8.1 一级泵站设计流量一级泵站一天工作24小时平均供水Q=Qd/24=1.1060552.42/24=2775.32 m3/h其中=1.102.8.2 二级泵站
21、设计流量由于管网没有设置水塔，为了保证所需的水量和水压，水厂的输水管和管网应按二级泵站最大供水量也就是最高日最高时用水量计算。2.9清水池和水塔有效容积的计算清水池有效容积W清(1) W清 = W 1 + W 2 + W 3 + W 4其中 W 1 调节容积,m3. 根据上表可知为最高日用水量的24.31%。 W 1 = 24.31%Qd =14720 m3W 2 消防贮水量,m3. 本镇人口为19万,按照规范要求同一时间内的火次数是2次,一次灭火用水量是45L/s,按2h火灾延续时间计算. W 2 = 452236001000 = 648 m3W 3 水厂自用水,按最高日用水量的10%考虑,
22、m3.W 3 = 10%Qd = 6055 m3W 4 安全贮量,按最高日用水量的2.0%考虑,m3. W 4 = 2.0%(W1 +W2 +W3) = 867.19 m3W清 = W1 +W2 + W3 +W4= 21851 m32.10 清水池尺寸取有效水深4m，分成两格，每格设为正方形，先求出清水池面积，即是S=218514.0=5462.75m2 ，故清水池的池宽为52.26m（取55m），池长为552=110m.池高为4.5m。清水池采用半地下式，最低水位高程为调节容积、水厂自用水及安全用水储量与消防用水储量交界线，则清水池的最低水位高程720.75-2.5+64855110=718
23、.36m防止清水池消防用水被动用的措施为保证消防用水不被动用，同时又能保证清水池水质不腐化，拟在位于消防储水水位与生活调节水位交界处的生活水泵吸水管开一个额10mm小孔，水位降低至小孔，则进气停生活供水泵。清水池容积计算如下表：表5 清水池和高低水池调节容积计算时间 (h）用水量(%)二级泵站供水量（%）一级泵站供水量（%）清水池调节容积（%）0-12.32 2.30 4.17 -1.85 1-22.24 2.24 4.17 -1.93 2-32.23 2.23 4.16 -1.93 3-42.24 2.24 4.17 -1.93 4-53.62 3.62 4.17 -0.55 5-64.61
24、 4.61 4.17 0.44 6-75.37 5.38 4.16 1.21 7-85.15 5.16 4.17 0.98 8-94.52 4.52 4.16 0.36 9-104.37 4.37 4.17 0.20 10-114.42 4.43 4.17 0.25 11-124.42 4.43 4.16 0.26 12-134.08 4.08 4.17 -0.09 13-144.25 4.25 4.17 0.08 14-154.21 4.21 4.17 0.04 15-164.70 4.70 4.16 0.54 16-176.23 6.23 4.17 2.06 17-186.79 6.80
25、4.17 2.62 18-197.24 7.24 4.16 3.08 19-204.19 4.19 4.17 0.02 20-213.68 3.68 4.16 -0.48 21-223.55 3.55 4.17 -0.62 22-232.95 2.95 4.17 -1.22 23-242.63 2.63 4.16 -1.53 总计100.00 100.00 100.00 24.313 给水方案的确定和管网的定线以及各种计算3.1 水方案的确定由该城镇的平面图可以得知，该城市地势西南高，一直向东南降低，地势相差5m，河流方向由西北向东南方向，居民区比较集中，工业区位于河流的下游。其中，一条铁路将
26、该城市分为两个居民区。根据以上因素考虑，选定该地区的供水方式为统一给水方案，且不设置水塔。该城市的平面图如下：图3 城镇平面图 水源定在河流上游，水质较好；净水厂设置在河流与城市的之间，方便取水，也方便供水到城市。其主要供水方向是由东到西。3.2 管网定线管网定线取决于城市平面布置，供水区地形，水源和调节水池位置，街区和大工业集中用水等。考虑城市近，远期发展，管网布置成环状网。为满足用户供水要求，其定线满足：干管的间距一般采用500-800m，两干管的连接间距为800-1000m，现有的道路规划，尽可能减少穿过铁路和高级路面以及其他重要建筑物。允许有个别管段不符合上叙规则。其管网布置图如下。干
27、管均匀分配，故按长度流量法来计算沿线流量和节点流量。图4 管网定线3.3 配水干管的有效长度计算按照以上的定线方法，铁路上部分为区，铁路下半部分为区，确定主要的供水方向，列表统计各管段的实际长度和有效长度，计算机中流量、比流量、沿线流量、节点流量。当管段分为单侧供水或是双侧供水时，其有效长度为：单侧供水部分按照实际距离的一半计算，双侧部分供水按照实际距离计算。总的有效长度为L=45789m 表6 各管段长度和配水长度管段1-51-22-34-35-45-66-77-88-98-43-13实际有效长度（m）1977606200727290211139324852268.45971371管段13-
28、1210-1216-1821-2726-2727-2929-312-1414-1515-1230-31实际有效长度（m）666810.8986134963880412168612662025832管段24-2525-2914-139-1116-1718-2022-2121-2826-2528-3023-26实际有效长度（m）98416003701320892.28798004789711016685管段19-2020-283-1111-1010-1619-1712-2318-2222-2323-24实际有效长度（m）1845111611078311135940.521801129.287419
29、223.4比流量计算3.5最高时管段沿线流量分配管段ij的沿线流量为: qij=qslij各管段的沿线流量计算如下表: 表7 沿线流量分配管段实际有效长度（m）比流量（L/sm）沿线流量（L/s）1-519770.0259251.243841-26060.0259215.707522-320070.0259252.021444-32720.025927.050245-49020.0259223.379845-611130.0259228.848966-79320.0259224.157447-84850.0259212.57128-92268.40.0259258.8-45970.025921
30、5.474243-1313710.0259235.5363213-126660.0259217.2627210-12810.80.0259221.16-189860.0259225.5571221-271349.20.0259234.26-276380.0259216.5369627-298040.0259220.8396829-311210.025923.136322-146860.0259217.7811214-1512660.0259232.8147215-1220250.0259252.48819-201845.20.0259247.20-2811160.0259228.926723-
31、1111070.0259228.6934411-108310.0259221.5395210-1611350.0259229.419219-17940.50.0259224.3777612-232179.50.0259256.4926418-221129.20.0259229.22-238740.0259222.6540823-2419220.0259249.8182424-259840.0259225.5052825-2916000.0259241.47214-133700.025929.59049-1113200.0259234.214416-17892.20.0259223.18-208
32、790.0259222.7836822-218000.0259220.73621-284780.0259212.3897626-259710.0259225.1683228-3010160.0259226.3347230-318320.0259221.5654423-266850.0259217.75523.6节点设计流量计算节点流量为沿线流量折半。如节点k的节点流量为q_k=0.5q_(ij)区中的工厂甲、工厂乙分别由节点30、节点31供水，则其集中流量为：Q甲=21.59L/s Q乙=9.67L/s各节点的节点流量计算表如下表8 节点设计流量计算节点连接点节点流量（L/s）集中流量（L/s
33、）节点总流量（L/s）12,533.4756833.4756821，3，1442.7550442.7550432,4,11,1361.6507261.6507243,5,822.9521622.9521651，4,651.7363251.7363265,726.503226.503276,818.3643218.3643284,7,943.43.98,1146.46.1012,11,1635.35.113,9,1042.2236842.223681210,13,15,2373.73.133,12,1431.1947231.19472142,13,1530.0931230.093121512,1
34、442.6513642.651361610,17,1839.39.1716,1923.23.1816,20,2238.38.1917,2036.36.2018,19,2849.49.2127,22,2834.34.2218,21,2336.36.2312，22,24,2673.3600873.360082423,2537.6617637.661762524,26,2946.072846.07282623,25,2729.7302429.730242726,21,2936.36.2820,21,3033.825633.82562925,27,3132.72432.7243028,3123.950
35、0821.5945.540083129,3012.350889.6722.02088总计1218.11088 3.7环状管网流量分配和初拟管径该城市配水管网布置成环状，方法中设置了14个环；控制点为管网中供水的最不利点，通常认为在作平差的时候，满足控制点的水压要求，则整个管网的水压可以以满足。本设计方案中，初定选取节点26作为控制点，因为该点离二级泵站最远，而且节点31向工厂乙供水，是大用户接水点。由于市区以46层的多层建筑为主，故该点的服务水头为28m，地面标高722.03m 流量分配的目的是用以初步确定的管网各管段的流量，据此确定管径，进而进行管网平差。环状网流量分配的步骤如下：（1） 按
36、照管网的主要供水方向，初步拟定各管段的水流方向，并选定整个管网的控制点。控制点是管网正常工作时和事故时必须保证所需要的水压的点，一般会选择在给水区离二级泵站最远或者是地形较高处。（2） 为了可靠供水，从二级泵站到控制点之间的几条干管尽可能均与分配流量，并且满足节点流量的平衡条件。（3） 和干管垂直的连接管，平时流量一般只有在干管损坏时才传输较大的流量，因此连接管中可分配较少的流量。根据初分的流量，查界限流量表确定经济管径。统一给水方案中，定节点31为控制点。初分流量初拟管径表如下表所示： 表9 初分流量初拟管径表环号管长（m）DN管径（mm）初步分配流量（L/s）邻环编号11977 700-4
37、32.7 21902 300-50.0 2272 500-202.8 42007 6002753606 9007502121113 600-334.7 21932 600-307.5 21485 600-289.2 21597 500-175.7 4902 30050132007 600-275.0 11371 500-237.8 5370 200206686 700433214597 500175.74272 500202.811107 500178.3751320 200-23.5 212268 350-70.0 2151371 500237.83666 600226.66811 6002
38、607831 450-156.7 211107 500-178.4 46370 200-20.0 31266 700383212025 60034021666 600-226.6 57811 600-260.0 52180 500235211135 700-383.6 21986 400-123.1 81129 250-44.0 9874 200-21.0 108892 500-221.6 21941 500-197.9 211845 450-161.9 21879 250409986 400123.1791129 250447879 250-40.0 81116 450-152.2 21478 300-60.0 11800 150-13.0 1010874 200217685 3508013638 25033121349