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1、给水系统分类 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望给水系统分类给水系统分类按水源种类：按水源种类：分为分为地表水地表水（江河、湖泊、蓄水库、（江河、湖泊、蓄水库、海洋等海洋等)和和地下水地下水(浅层地下水、深层地下水、泉浅层地下水、深层地下水、泉水等水等)给水系统；给水系统；按供水方式：按供水方式：分为分为自流系统自流系统(重力供水重力供水)、水泵供水泵供水系统水系统(压力供水压力供水)和和混合供水系统混合供水系统；按使用目的：按使用目的：分为分为生活用
2、水、生产给水和消防给生活用水、生产给水和消防给水系统；水系统；按服务对象：按服务对象：分为分为城市给水城市给水和和工业给水系统工业给水系统；在；在工业给水中，又分为工业给水中，又分为循环系统循环系统和和复用系统复用系统。给水系统的组成给水系统的组成统一给水系统统一给水系统即用同一系统供应生活、生产和消防等各种即用同一系统供应生活、生产和消防等各种用水，绝大多数城市采用这一系统。用水，绝大多数城市采用这一系统。小城市工业用水量小，采用统一给水系统；小城市工业用水量小，采用统一给水系统；城市工厂分散，用水量小时，采用统一给水城市工厂分散，用水量小时，采用统一给水系统。系统。分质给水系统分质给水系统
3、对于城市中用水量大、水质要求对于城市中用水量大、水质要求低的工业企业，可考虑采用分质低的工业企业，可考虑采用分质给水系统。给水系统。分质给水系统可以是同一水源，分质给水系统可以是同一水源，经过不同的水处理过程和管网，经过不同的水处理过程和管网，将不同水质的水供给各类用户；将不同水质的水供给各类用户；也可以是不同水源，如地表水经也可以是不同水源，如地表水经简单沉淀后供工业生产用水，地简单沉淀后供工业生产用水，地下水经消毒后供生活用水等。下水经消毒后供生活用水等。分压给水系统分压给水系统由同一泵站内的不同水泵分别供水到水压要由同一泵站内的不同水泵分别供水到水压要求高的高压管网和水压要求低的低压管网
4、，求高的高压管网和水压要求低的低压管网，以节约能量消耗。以节约能量消耗。影响给水系统布置的影响给水系统布置的 因素因素p城市规划的影响城市规划的影响p水源的影响水源的影响p地形的影响地形的影响工业给水系统工业给水系统p工业给水系统类型工业给水系统类型根据工业企业内水的重复利用情况，可分为根据工业企业内水的重复利用情况，可分为循环循环和和复用给复用给水系统水系统。循环给水系统：循环给水系统：是指使用过的水经适当处理后再行回用。是指使用过的水经适当处理后再行回用。复用给水系统：复用给水系统：是按照各车间对水质的要求，将水顺序重是按照各车间对水质的要求，将水顺序重复利用。复利用。所谓工业用水的重复利
5、用率是指重复用水量在总用水量中所谓工业用水的重复利用率是指重复用水量在总用水量中所占的百分数。所占的百分数。工业用水的水量平衡工业用水的水量平衡所谓所谓平衡平衡就是冷却用水量和损耗水量、循环就是冷却用水量和损耗水量、循环回用水量补充水量以及排水量保持平衡。回用水量补充水量以及排水量保持平衡。水量平衡计算水量平衡计算总用水量总用水量=新鲜水量新鲜水量+循环冷却水量循环冷却水量+回用水回用水量（重复用水量量（重复用水量“其他车间到本车间其他车间到本车间”）总排水量总排水量=冷却回水量冷却回水量+较清工业废水量较清工业废水量+污污水和废水量水和废水量+重复用水量（回用水量重复用水量（回用水量“本车本
6、车间到其他车间间到其他车间”）总用水量总用水量=总排水量总排水量（每一车间的用水量、（每一车间的用水量、排水量均满足这一公式，所有车间用水量、排水量均满足这一公式，所有车间用水量、排水量的合计值也满足这一公式）排水量的合计值也满足这一公式）水量平衡计算水量平衡计算冷却水的冷却水的损耗量损耗量和和补充水量补充水量。冷却水损耗量冷却水损耗量=循环冷却水量循环冷却水量损耗百分数损耗百分数冷却塔进水量（冷却回水量冷却塔进水量（冷却回水量+补充水量）补充水量）=冷却塔冷却塔出水量（循环冷却水量）出水量（循环冷却水量）+冷却水损耗量冷却水损耗量 则有：则有：冷却回水量冷却回水量+补充水量补充水量=循环冷却
7、水量循环冷却水量+损耗水量损耗水量补充水量补充水量=循环冷却水量冷却回水量循环冷却水量冷却回水量+损耗水量损耗水量设计用水量组成设计用水量组成综合生活用水：包括居民生活用水和公共综合生活用水：包括居民生活用水和公共建筑及设施用水。建筑及设施用水。工业企业生产用水和工作人员生活用水。工业企业生产用水和工作人员生活用水。消防用水。消防用水。浇洒道路和绿地用水。浇洒道路和绿地用水。未预计水量及管网漏失水量。未预计水量及管网漏失水量。用水量定额用水量定额是指设计年限内达到的用水水平。用水量定额是指设计年限内达到的用水水平。居民生活用水居民生活用水 城市居民生活用水量由城市人口、每人每日平均城市居民生活
8、用水量由城市人口、每人每日平均生活用水量和城市给水普及率等因素确定。这些因生活用水量和城市给水普及率等因素确定。这些因素随城市规模的大小而变化。素随城市规模的大小而变化。居民生活用水定额和综合用水定额可参照居民生活用水定额和综合用水定额可参照室外给室外给水设计规范水设计规范的规定，见附录表的规定，见附录表1 1。工业企业生产用水和工作人员生活用水工业企业生产用水和工作人员生活用水工业用水指标一般以工业用水指标一般以万元产值用水量万元产值用水量表示。表示。有些工业企业是以工业产品的产量为指标，有些工业企业是以工业产品的产量为指标，这时，工业企业的生产用水量标准是按这时，工业企业的生产用水量标准是
9、按单单位产品计算用水量，位产品计算用水量，如每生产一吨钢要多如每生产一吨钢要多少水，或按少水，或按每台设备每天用水量每台设备每天用水量计算。计算。工业企业生产用水和工作人员生活用水工业企业生产用水和工作人员生活用水工业企业内工作人员生活用水量和淋浴用水工业企业内工作人员生活用水量和淋浴用水量量工作人员生活用水量：工作人员生活用水量：应根据车间性质决定，一应根据车间性质决定，一般车间采用每人每班般车间采用每人每班25L25L，高温车间采用每人每班，高温车间采用每人每班35L35L。工业企业内工作人员的淋浴用水量：工业企业内工作人员的淋浴用水量：可参照附录可参照附录表表2 2的规定，淋浴时间在下班
10、后一小时内进行。的规定，淋浴时间在下班后一小时内进行。消防用水消防用水城市或居住区的室外消防用水量城市或居住区的室外消防用水量，应按同时发生的，应按同时发生的火灾次数和一次灭火的用水量确定，见附录表火灾次数和一次灭火的用水量确定，见附录表3 3。工厂、仓库和民用建筑的室外消防用水量工厂、仓库和民用建筑的室外消防用水量，可按同，可按同时发生火灾的次数和一次灭火的用水量确定，见附时发生火灾的次数和一次灭火的用水量确定，见附录表录表4 4和表和表5 5。其它用水其它用水浇洒道路和绿化用水量浇洒道路和绿化用水量应根据路面种类、绿化面应根据路面种类、绿化面积、气候和土壤等条件确定。浇洒道路用水量一积、气
11、候和土壤等条件确定。浇洒道路用水量一般为每平方米路面每次般为每平方米路面每次1 11.5L1.5L。大面积绿化用。大面积绿化用水量可采用水量可采用1.51.52.0L2.0L(d(dm m2 2)。城市的末预见水量和管网漏失水量城市的末预见水量和管网漏失水量可按最高日用可按最高日用水量的水量的15152525合并计算。合并计算。用水量变化用水量变化生活用水量变化生活用水量变化工业生产用水量变化工业生产用水量变化几个概念几个概念最高日用水量最高日用水量Qd：在设计规定的年限内，用水最多一日的在设计规定的年限内，用水最多一日的用水量。一般用以确定给水系统中各类设施的规模。用水量。一般用以确定给水系
12、统中各类设施的规模。日变化系数日变化系数Kd：在一年中，最高日用水量与平均日用水量在一年中，最高日用水量与平均日用水量的比值。其值约为的比值。其值约为1.11.5。最大时用水量最大时用水量Qh：最高日内，用水最多的一小时的用水量。最高日内，用水最多的一小时的用水量。平均时用水量平均时用水量Qp：最高日内，每小时的平均用水量，最高日内，每小时的平均用水量，Qd/24。时变化系数时变化系数Kh：最高一小时用水量与平均时用水量的比值。最高一小时用水量与平均时用水量的比值。该值在该值在1.31.6之间。大中城市的用水比较均匀，之间。大中城市的用水比较均匀，Kh值较值较小，可取下限，小城市可取上限或适当
13、加大。小，可取下限，小城市可取上限或适当加大。用水量变化曲线用水量变化曲线图中每小时用水量按最高日用水量的百分数计，图形面积等图中每小时用水量按最高日用水量的百分数计，图形面积等于于Qi%=100%，Qi%是以最高日用水量百分数计的每小时是以最高日用水量百分数计的每小时用水量。用水量。4.17%：平均时用水量百分数：平均时用水量百分数=（Qd/24）/Qd100%=1/24 100%=4.17%1.44：Kh=Qh/Qp=6%/4.17%=1.44用水量计算用水量计算城市总用水量计算时，应包括设计年限内该城市总用水量计算时，应包括设计年限内该给水系统所供应的全部用水：给水系统所供应的全部用水：
14、居住区综合居住区综合生活用水生活用水，工业企业生产用水和职工生活工业企业生产用水和职工生活用水用水，消防用水消防用水，浇洒道路和绿地用水浇洒道路和绿地用水以以及及末预见水量和管网漏失水量末预见水量和管网漏失水量，但不包括，但不包括工业自备水源所需的水量。工业自备水源所需的水量。用水量计算用水量计算城市或居住区的最高日生活用水量城市或居住区的最高日生活用水量Q Q1 1 Q Q1 1=qNf=qNf（m m3 3/d/d）q q最高日生活用水量定额，最高日生活用水量定额，m m3 3/（d d人）人）N N设计年限内计划人口数；如设计年限为设计年限内计划人口数；如设计年限为 3030年，年，N
15、N就是就是3030年后的计划人口数。年后的计划人口数。f f自来水普及率，自来水普及率，%。用水量计算用水量计算工业企业职工的生活用水和淋浴用水量工业企业职工的生活用水和淋浴用水量Q Q2 2浇洒道路和大面积绿化所需水量浇洒道路和大面积绿化所需水量Q Q3 3工业生产用水量工业生产用水量Q Q4 4 Q Q4 4=qB=qB（1 1n n）（m m3 3/d/d）q q城市工业万元产值用水量，城市工业万元产值用水量，m m3 3/万元万元 B B城市工业总产值，万元；城市工业总产值，万元；n n工业用水重复利用率。工业用水重复利用率。未预见水量和管网漏失水量未预见水量和管网漏失水量 按最高日用
16、水量的按最高日用水量的15%15%25%25%计，计，(15%(15%25%)Q25%)Qd d 。用水量计算用水量计算设计年限内城市最高日用水量设计年限内城市最高日用水量Q Qd d Q Qd d=(=(1.151.25)(Q)(Q1 1+Q+Q2 2+Q+Q3 3+Q+Q4 4)（m m3 3/d/d）最高日平均时用水量最高日平均时用水量Q Qp p Q Qp p=1000=1000Q Qd d/(24/(243600)(L/s)3600)(L/s)最高日最大时用水量最高日最大时用水量Q Qh h Q Qh h=K=Kh hQ Qp p (L/s)(L/s)取水构筑物、一级泵站、水厂取水构
17、筑物、一级泵站、水厂取用地表水取用地表水 取水构筑物、一级泵站和水厂等按最高日的平均时流取水构筑物、一级泵站和水厂等按最高日的平均时流量计算，即：量计算，即：Q=Qd/T (m3/h)考虑水厂本身用水量的系数，以供沉淀池排泥、考虑水厂本身用水量的系数，以供沉淀池排泥、滤池冲洗等用水，一般在滤池冲洗等用水，一般在1.051.10之间；之间；T一级泵站每天工作小时数。大中城市水厂的一一级泵站每天工作小时数。大中城市水厂的一级泵站一般按三班制即级泵站一般按三班制即T=24h均匀工作来考虑，以缩均匀工作来考虑，以缩小构筑物规模和降低造价。小型水厂的一级泵站才考小构筑物规模和降低造价。小型水厂的一级泵站
18、才考虑一班或二班制运转即虑一班或二班制运转即T=8h或即或即T=16h。取水构筑物、一级泵站、水厂取水构筑物、一级泵站、水厂取用地下水取用地下水 取用地下水若仅需在进入管网前消毒而无取用地下水若仅需在进入管网前消毒而无需其他处理时，一般先将水输送到地面水需其他处理时，一般先将水输送到地面水池，再经二级泵站将水池水输入管网。池，再经二级泵站将水池水输入管网。Q=Qd/T (m3/h)水厂本身用水量系数水厂本身用水量系数为为1。二级泵站、水塔（高地水池）、管网二级泵站、水塔（高地水池）、管网二级泵站、从泵站到管网的输水管、管网和二级泵站、从泵站到管网的输水管、管网和水塔等的计算流量，应按照用水量变
19、化曲水塔等的计算流量，应按照用水量变化曲线和二级泵站工作曲线确定。线和二级泵站工作曲线确定。二级泵站二级泵站 二级泵站的计算流量与管网中是否设置水塔或高二级泵站的计算流量与管网中是否设置水塔或高地水池有关。地水池有关。二级泵站二级泵站管网内不设水塔的二级泵站管网内不设水塔的二级泵站 二级泵站应满足最高日最高时的用水量二级泵站应满足最高日最高时的用水量Qh要求，否则就会存在不同程度的供水不足要求，否则就会存在不同程度的供水不足现象。现象。二级泵站二级泵站管网内设有水塔或高地水池的二级泵站管网内设有水塔或高地水池的二级泵站 二级泵站的设计供水线应根据用水量变二级泵站的设计供水线应根据用水量变化曲线
20、拟定。化曲线拟定。输水管、管网输水管、管网无水塔和高地水池无水塔和高地水池 输水管和管网按最高日最高时用水量确定管径。输水管和管网按最高日最高时用水量确定管径。有网前水塔有网前水塔泵站到水塔的输水管管径：按泵站分级工作线的最大泵站到水塔的输水管管径：按泵站分级工作线的最大一级供水量计算。一级供水量计算。管网管径：按最高日最大时用水量确定。管网管径：按最高日最大时用水量确定。输水管、管网输水管、管网管网末端设水塔管网末端设水塔二级泵站到管网的输水管、水塔到管网的输水管二级泵站到管网的输水管、水塔到管网的输水管管径：分别根据最高时从泵站和水塔输入管网的管径：分别根据最高时从泵站和水塔输入管网的流量
21、进行计算。流量进行计算。管网管径：按最高日最高时用水量确定。管网管径：按最高日最高时用水量确定。清水池清水池图中，实线图中，实线2表示二级泵站工作表示二级泵站工作线，虚线线，虚线1表示一级泵站工作线。表示一级泵站工作线。一级泵站供水量大于二级泵站供一级泵站供水量大于二级泵站供水量这段时间内，图中为水量这段时间内，图中为20时到时到次日次日5时，多余水量在清水池中时，多余水量在清水池中贮存；而在贮存；而在520时，因一级泵时，因一级泵站供水量小于二级泵站，这段时站供水量小于二级泵站，这段时间内需取用清水池中存水，以满间内需取用清水池中存水，以满足用水量的需要。但在一天内，足用水量的需要。但在一天
22、内，贮存的水量刚好等于取用的水量。贮存的水量刚好等于取用的水量。清水池所需调节容积清水池所需调节容积=累计贮存累计贮存水量水量B=累计取用水量累计取用水量A水塔和清水池的容积计算水塔和清水池的容积计算给水系统中水塔和清水池的作用之一在于调节给水系统中水塔和清水池的作用之一在于调节泵站供水量和用水量之间的流量差值。泵站供水量和用水量之间的流量差值。清水池的调节容积，由一、二级泵站供水量曲清水池的调节容积，由一、二级泵站供水量曲线确定；线确定；清水池的调节容积清水池的调节容积=（二级泵站供水量一级（二级泵站供水量一级泵站供水量）泵站供水量）二级泵站供水量大于一级泵站二级泵站供水量大于一级泵站供水量
23、的时间供水量的时间水塔容积由二级泵站供水线和用水量曲线确定。水塔容积由二级泵站供水线和用水量曲线确定。水塔容积水塔容积=（管网用水量二级泵站供水量）（管网用水量二级泵站供水量）管网用水量大于二级泵站供水量的时间管网用水量大于二级泵站供水量的时间水塔和清水池的容积计算水塔和清水池的容积计算如果二级泵站每小时供水量等于用水量，即流量无需如果二级泵站每小时供水量等于用水量，即流量无需调节时，管网中可不设水塔，成为无水塔的管网系统。调节时，管网中可不设水塔，成为无水塔的管网系统。大中城市的用水量比较均匀，通常用水泵调节流量，大中城市的用水量比较均匀，通常用水泵调节流量，多数可不设水塔。多数可不设水塔。
24、当一级泵站（采用平均时流量，为恒量供水）和二级当一级泵站（采用平均时流量，为恒量供水）和二级泵站每小时供水量相接近时，清水池的调节容积可以泵站每小时供水量相接近时，清水池的调节容积可以减小，但是此时二级泵站就趋于恒量供水，而管网用减小，但是此时二级泵站就趋于恒量供水，而管网用水量却时刻发生变化，为了调节二级泵站供水量和用水量却时刻发生变化，为了调节二级泵站供水量和用水量之间的差额，水塔的容积将会增大。水量之间的差额，水塔的容积将会增大。如果二级泵站每小时供水量越接近用水量，水塔的容如果二级泵站每小时供水量越接近用水量，水塔的容积越小，但此时二级泵站供水量就会随用水量的变化积越小，但此时二级泵站
25、供水量就会随用水量的变化而变化且变化较大，从而使二级泵站与一级泵站（采而变化且变化较大，从而使二级泵站与一级泵站（采用平均时流量，为恒量供水）供水量之间的差额拉大，用平均时流量，为恒量供水）供水量之间的差额拉大，进而使清水池的容积将增加。进而使清水池的容积将增加。由此可见清水池的调节容积与水塔容积之间是相互制由此可见清水池的调节容积与水塔容积之间是相互制约的关系。约的关系。水塔和清水池的容积计算水塔和清水池的容积计算有水塔时有水塔时清水池调节容积清水池调节容积=二级泵站供水量一级泵站供二级泵站供水量一级泵站供水量水量无水塔时无水塔时清水池调节容积清水池调节容积=用水量一级泵站供水量用水量一级泵
26、站供水量 此时用水量就是二级泵站供水量此时用水量就是二级泵站供水量水塔容积水塔容积=用水量二级泵站供水量用水量二级泵站供水量水塔和清水池的容积计算水塔和清水池的容积计算清水池中除了贮存调节用水以外，还存放消防清水池中除了贮存调节用水以外，还存放消防用水和水厂生产用水，因此清水池有效容积等用水和水厂生产用水，因此清水池有效容积等于：于：W=W W=W1 1+W+W2 2+W+W3 3+W+W4 4 (m(m3 3)W W1 1调节容积，调节容积，m m3 3；W W2 2消防贮水量，消防贮水量，m m3 3，按，按2h2h火灾延续时火灾延续时间计算；间计算；W W3 3水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等
27、生产水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水，用水，m m3 3，等于最高日用水量的，等于最高日用水量的5%5%10%10%；W W4 4安全贮量，安全贮量，m m3 3。水塔和清水池的容积计算水塔和清水池的容积计算水塔中需贮存消防用水，因此总容积等水塔中需贮存消防用水，因此总容积等于：于：W=W W=W1 1+W+W2 2 (m(m3 3)W W1 1调节容积，调节容积，m m3 3；W W2 2消防贮水量，消防贮水量，m m3 3，按，按10min10min室内消室内消防用水量计算；防用水量计算；给水系统的水压关系给水系统的水压关系城市给水管网需保持最小的服务水头城市给水管网需保持最小的服务水头
28、HcHc为：从地面算起为：从地面算起1 1层为层为10m10m，2 2层层12m12m，2 2层以上每层增加层以上每层增加4m4m。水泵扬程确定水泵扬程确定水泵扬程水泵扬程HpHp等于静扬程和水头损失之和：等于静扬程和水头损失之和：H Hp pH H0 0+h h一级泵站一级泵站 H Hp pH H0 0+h+hs s+h+hd d(m)(m)H H0 0静扬程，静扬程，m m，一级泵站静扬程是指水泵吸水井最低水位与水厂，一级泵站静扬程是指水泵吸水井最低水位与水厂的前端处理构筑物的前端处理构筑物(一般为混合絮凝池一般为混合絮凝池)最高水位的高程差。最高水位的高程差。h hs s由由Q=Qd/T
29、（最高日平均时供水量（最高日平均时供水量Qp+水厂自用水量）确定水厂自用水量）确定的吸水管水头损失，的吸水管水头损失，m；h hd d由由Q=Qd/T（最高日平均时供水量（最高日平均时供水量Qp+水厂自用水量）确定水厂自用水量）确定的压水管和泵站到絮凝池管线水头损失，的压水管和泵站到絮凝池管线水头损失，m；水泵扬程确定水泵扬程确定二级泵站二级泵站 所谓控制点所谓控制点是指管网中控制水压的点。这一是指管网中控制水压的点。这一点往往位于离二级泵站最远或地形最高的点，点往往位于离二级泵站最远或地形最高的点，只要该点的压力在最高用水量时可以达到最只要该点的压力在最高用水量时可以达到最小服务水头的要求，
30、整个管网就不会存在低小服务水头的要求，整个管网就不会存在低水压区。水压区。水泵扬程确定水泵扬程确定二级泵站二级泵站无水塔无水塔 H Hp pZ Zc c+H+Hc c+h+hs s+h+hc c+h+hn n(m)(m)Z Zc c静扬程，管网控制点静扬程，管网控制点C C的地面标高和清水池最低的地面标高和清水池最低水位的高程差，水位的高程差，m m；H Hc c控制点所需的最小服务水头，控制点所需的最小服务水头，m m；h hs s吸水管中的水头损失，吸水管中的水头损失，m m；h hc c、h hn n输水管和管网中的水头损失，输水管和管网中的水头损失，m m；h hs s、h hc c、
31、h hn n都应按水泵最高时供水量都应按水泵最高时供水量Q Qh h计算。计算。水泵扬程确定水泵扬程确定二级泵站二级泵站有水塔有水塔 H Hp p（Z Zc c+H+Hc c+h+hn n+H+H0 0）+h+hc c+h+hs s （Z Zt t+H+Ht t+H+H0 0）+h+hc c+h+hs s(m)(m)（Z Zt t+H+Ht t+H+H0 0）=（Z Zc c+H+Hc c+h+hn n+H+H0 0）静扬程，清水池最低水位和水静扬程，清水池最低水位和水塔最高水位的高程差，塔最高水位的高程差，m m；Z Zc c管网控制点管网控制点C C的地面标高，的地面标高，m m；H Hc
32、 c控制点所需的最小服务水头，控制点所需的最小服务水头，m m；h hn n按最高时供水量按最高时供水量Q Qh h计算的从水塔到控制点的管网水头损失，计算的从水塔到控制点的管网水头损失，m m；h hc c按最高时供水量按最高时供水量Q Qh h计算的从水泵到水塔的输水管水头损失，计算的从水泵到水塔的输水管水头损失，m m；h hs s吸水管中的水头损失，吸水管中的水头损失，m m；Z Zt t设置水塔处的地面标高，设置水塔处的地面标高，m m；H Ht t水塔水柜底高于地面的高度，水塔水柜底高于地面的高度，m m；H H0 0水塔中的水深，水塔中的水深，m m。水泵扬程确定水泵扬程确定二级
33、泵站二级泵站消防时消防时 H Hp pZ Zc c+H+Hf f+h+hn n+h+hc c+h+hs s(m)(m)Z Zc c假设着火点假设着火点C C的地面标高，的地面标高，m m；H Hf f着火点所需的最小服务水头，不低于着火点所需的最小服务水头，不低于10m10m；h hn n按消防流量计算的管网水头损失，按消防流量计算的管网水头损失，m m；h hc c按消防流量计算的输水管水头损失，按消防流量计算的输水管水头损失，m m；h hs s按消防流量计算的吸水管中的水头损失，按消防流量计算的吸水管中的水头损失，m m；水塔高度确定水塔高度确定 H Hp p（Z Zc c+H+Hc c
34、+h+hn n+H+H0 0）+h+hc c+h+hs s （Z Zt t+H+Ht t+H+H0 0）+h+hc c+h+hs s(m)(m)Z Zt t+H+Ht t+H+H0 0=Z=Zc c+H+Hc c+h+hn n+H+H0 0 则有：则有：H Ht t=H=Hc c+h+hn n（Z Zt tZ Zc c）H Hc c控制点所需的最小服务水头，控制点所需的最小服务水头，m m；h hn n按最高时供水量按最高时供水量Q Qh h计算的从水塔到控制点的管网水头损失，计算的从水塔到控制点的管网水头损失，m m；Z Zt t设置水塔处的地面标高，设置水塔处的地面标高，m m；Z Zc
35、c管网控制点管网控制点C C的地面标高，的地面标高，m m；管网布置形式管网布置形式给水管网两种基本形式：给水管网两种基本形式：树状网、环树状网、环状网状网管网定线管网定线城市管网城市管网城市给水管网定线：城市给水管网定线：是指在地形平面图上确定管线的走向是指在地形平面图上确定管线的走向和位置。和位置。定线时一般定线时一般只限于只限于管网的管网的干管干管以及干管之间的以及干管之间的连接管连接管，不不包括包括从干管到用户的从干管到用户的分配管分配管和接到用户的和接到用户的进水管进水管。干管干管，管径较大，用以输水到各地区。，管径较大，用以输水到各地区。分配管分配管，作用是从干管取水供给用户和消火
36、拴。管径较小。，作用是从干管取水供给用户和消火拴。管径较小。常由城市消防流量决定所需最小的管径。常由城市消防流量决定所需最小的管径。城市管网定线城市管网定线城市管网定线考虑的要点：城市管网定线考虑的要点：干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户的水流干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户的水流方向一致。方向一致。循水流方向，以最短的距离布置一条或数条干管，干管位置应循水流方向，以最短的距离布置一条或数条干管，干管位置应从用水量较大的街区通过。从用水量较大的街区通过。干管的间距，干管的间距，可根据街区情况，采用可根据街区情况，采用500500800800m m。连接管的间距：连
37、接管的间距：可根据街区的大小考虑在可根据街区的大小考虑在80080010001000m m左右。左右。分配管：分配管：在供水范围内的道路下把干管的水送到用户和消火栓在供水范围内的道路下把干管的水送到用户和消火栓的管道。的管道。分配管直径至少分配管直径至少100100mmmm，大城市采用大城市采用150150200200mmmm，主主要原因是通过消防流量时，分配管中的水头损失不致过大，以要原因是通过消防流量时，分配管中的水头损失不致过大，以免火灾地区的水压过低。免火灾地区的水压过低。房屋进水管：房屋进水管：从分配管接出，将水接到用户的管道。从分配管接出，将水接到用户的管道。一般建筑一般建筑物用一
38、条进水管物用一条进水管，用水要求较高的建筑物或建筑物群用水要求较高的建筑物或建筑物群，有时在，有时在不同部位接入不同部位接入两条或数条进水管两条或数条进水管，以增加供水的可靠性。，以增加供水的可靠性。输水管渠定线输水管渠定线输水管渠的形式：输水管渠的形式：压力输水管渠压力输水管渠和和无压输水无压输水管渠管渠。远距离输水远距离输水时，用的较多的是时，用的较多的是压力输水管渠压力输水管渠，特别是输水管。特别是输水管。输水管渠定线输水管渠定线输水管渠定线原则：输水管渠定线原则：必须与城市建设规划相结合、尽量缩短线路长度，必须与城市建设规划相结合、尽量缩短线路长度，减少拆迁，少占农田，便于管渠施工和运
39、行维护，减少拆迁，少占农田，便于管渠施工和运行维护，保证供水安全；保证供水安全；选线时，应选择最佳的地形和地质条件，尽量沿选线时，应选择最佳的地形和地质条件，尽量沿现有道路定线、以便施工和检修；现有道路定线、以便施工和检修；减少与铁路、公路和河流的交叉；减少与铁路、公路和河流的交叉；管线避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和管线避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河水淹没与冲刷地区，以降低造价和便于管理。河水淹没与冲刷地区，以降低造价和便于管理。供水不许间断时，输水管渠一般不宜少于两条。供水不许间断时，输水管渠一般不宜少于两条。管网图形简化管网图形简化o分解、合并、省略分解、合并、省略沿线流
40、量沿线流量o比流量比流量节点流量节点流量 qi=q1=0.5 q1 任一节点任一节点i的节点流量的节点流量qi等于与该节点等于与该节点相连各管段的沿线流量相连各管段的沿线流量q1总和的一半。总和的一半。沿线流量和节点流量沿线流量和节点流量沿线流量：沿线流量：是指供给该管段两侧用户所需是指供给该管段两侧用户所需流量。流量。节点流量：节点流量：是从沿线流量折算得出的并且是从沿线流量折算得出的并且假设是在节点集中流出的流量。假设是在节点集中流出的流量。管段流量管段流量单水源树状管网流量分配单水源树状管网流量分配 任一管段的流量等于该管段以后（顺水流方向）所有节点流任一管段的流量等于该管段以后（顺水流
41、方向）所有节点流量的总和。量的总和。环状网流量分配环状网流量分配 拟定各管段的水流方向、选定整个管网的控制点。拟定各管段的水流方向、选定整个管网的控制点。从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线，这些从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线，这些平行干管中尽可能均匀地分配流量平行干管中尽可能均匀地分配流量 和干管线垂直的连接管，可分配较少的流量。和干管线垂直的连接管，可分配较少的流量。经济流速：经济流速：一定年限一定年限t（称为投资偿还期）内管（称为投资偿还期）内管网造价和管理费用（主要是电费）之和为最小的网造价和管理费用（主要是电费）之和为最小的流速，称为流速，称为经济流速。经济
42、流速。管径计算管径计算 根据初分流量，查根据初分流量，查p92表表71得经济管径。得经济管径。水头损失计算水头损失计算 选定公式选定公式 查表得单位长度水头损失查表得单位长度水头损失i 单位长度水头损失单位长度水头损失i乘以管长乘以管长L得水头损失得水头损失水头损失计算水头损失计算管网计算基础方程管网计算基础方程环状网环状网 管段数管段数P、节点数、节点数J（包括泵站、水塔等水（包括泵站、水塔等水源节点）和环数源节点）和环数L之间的关系：之间的关系：P=J+L1树状网树状网 环数环数L=0，所以，所以P=J1管网计算基础方程管网计算基础方程管网计算时，节点流量管网计算时，节点流量q qi i=
43、0.5 q1 、管段长度、管段长度l l、管径管径D D和阻力系数和阻力系数等为已知，需要求解的是管网等为已知，需要求解的是管网各管段的流量各管段的流量q qijij（此处求解的是最终满足要求的（此处求解的是最终满足要求的管段流量而并非是初分流量）或水压管段流量而并非是初分流量）或水压H Hi i，所以，所以P P个个管段就有管段就有P P个未知数。因此环状网计算时必须个未知数。因此环状网计算时必须列出列出P=J+LP=J+L1 1个方程个方程，才能求出，才能求出P P个流量。个流量。管网计算的原理是基于管网计算的原理是基于质量守恒和能量守恒质量守恒和能量守恒，由，由此得出此得出连续性方程和能
44、量方程连续性方程和能量方程。连续性方程连续性方程能量方程能量方程压降方程压降方程解环方程解环方程初分流量后，各节点初分流量已满足连续性初分流量后，各节点初分流量已满足连续性方程，但不同时满足方程，但不同时满足L L个环的能量方程。为个环的能量方程。为此必须多次将各管段的流量反复调整，进此必须多次将各管段的流量反复调整，进行平差，直到满足能量方程，从而得出各行平差，直到满足能量方程，从而得出各管段的最终流量和水头损失。管段的最终流量和水头损失。解节点方程解节点方程假定每一节点水压，应用连续性方程以及管假定每一节点水压，应用连续性方程以及管段压降方程，通过计算调整，求出每一节段压降方程，通过计算调
45、整，求出每一节点的最终水压。节点的水压已知后，即可点的最终水压。节点的水压已知后，即可以从任一管段两端节点的水压差得出该管以从任一管段两端节点的水压差得出该管段的水头损失，进一步从流量和水头损失段的水头损失，进一步从流量和水头损失之间的关系算出管段流量。之间的关系算出管段流量。解管段方程解管段方程应用连续性方程和能量方程，求得各管段流应用连续性方程和能量方程，求得各管段流量和水头损失，再根据已知节点水压求出量和水头损失，再根据已知节点水压求出其余各节点水压。其余各节点水压。解管段方程同解环方程的区别在于，解环方程，解管段方程同解环方程的区别在于，解环方程，初分流量已满足连续性方程，然后解能量方
46、程，初分流量已满足连续性方程，然后解能量方程，调整初分流量，得最终管段流量和水头损失。而调整初分流量，得最终管段流量和水头损失。而解管段方程，则是通过一定手段的简化上来就同解管段方程，则是通过一定手段的简化上来就同时解连续性方程（不初分流量）和能量方程，因时解连续性方程（不初分流量）和能量方程，因此工作量大，需电算，但所得结果直接就是满足此工作量大，需电算，但所得结果直接就是满足要求的管段最终流量和水头损失。要求的管段最终流量和水头损失。树状网计算树状网计算p树状网计算步骤树状网计算步骤计算各管段流量，任一管段的流量等于该管段以后（顺水计算各管段流量，任一管段的流量等于该管段以后（顺水流方向）
47、所有节点流量的总和。流方向）所有节点流量的总和。任一管段的流量决定后，试选管径任一管段的流量决定后，试选管径D，最终满足该管径下最终满足该管径下流速满足表流速满足表51，选定公式，并求得水头损失，选定公式，并求得水头损失hij。计算干线的总水头损失、二级泵站所需扬程或水塔所需的计算干线的总水头损失、二级泵站所需扬程或水塔所需的高度。高度。支线计算，干线上各节点包括接出支线处节点的水压标高支线计算，干线上各节点包括接出支线处节点的水压标高已知，因此在计算树状网的支线时，起点的水压标高已知，已知，因此在计算树状网的支线时，起点的水压标高已知，而支线终点的水压标高等于终点的地面标高与最小服务水而支线
48、终点的水压标高等于终点的地面标高与最小服务水头之和。从支线起点和终点的水压标高差即为支线的允许头之和。从支线起点和终点的水压标高差即为支线的允许水头损失。按干线的计算方法，确定管径和支线水头损失，水头损失。按干线的计算方法，确定管径和支线水头损失，最终所得水头损失要小于支线的允许水头损失。最终所得水头损失要小于支线的允许水头损失。环方程组解法环方程组解法解环方程的环状网计算过程，就是在按初步分配解环方程的环状网计算过程，就是在按初步分配流量确定的管径基础上，重新分配各管段的流量，流量确定的管径基础上，重新分配各管段的流量，反复计算，直到同时满足连续性方程组和能量方反复计算，直到同时满足连续性方
49、程组和能量方程组时为止，这一计算过程称为程组时为止，这一计算过程称为管网平差管网平差。平差就是求解平差就是求解J J1 1个线性连续性方程组，和个线性连续性方程组，和L L个非个非线性能量方程组。以得出线性能量方程组。以得出P P个管段的流量。个管段的流量。环方程组解法环方程组解法初步分配流量。初步分配流量。按初分流量查表按初分流量查表7 71 1得各管段管径。得各管段管径。根据各管段初分流量和查得的管径，再根据管材根据各管段初分流量和查得的管径，再根据管材查给排水设计手册查给排水设计手册1 1得得10001000i i，从而得各管段水头从而得各管段水头损失。损失。计算各环闭合差。计算各环闭合
50、差。计算各环校正流量。计算各环校正流量。由校正后的流量，重复上述计算，直到小环闭合由校正后的流量，重复上述计算，直到小环闭合差小于差小于0.50.5，大环闭合差小于，大环闭合差小于1.01.0。节点方程组解法节点方程组解法 根据泵站和控制点的水压标高，假定各节点的初始水压，此时所假定的根据泵站和控制点的水压标高，假定各节点的初始水压，此时所假定的水压应能满足能量方程水压应能满足能量方程h hijij=0=0，所假定的水压越符合实际情况，则计算所假定的水压越符合实际情况，则计算时收敛越快；时收敛越快；由由h hijij=H=Hi iH Hj j和和q qijij=(h=(hijij/s/siji