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1、 给水管网课程设计计算说明书题目D县给水管网课程设计学院专业姓名班级学号指导教师设计时间20122013学年第1学期16周成绩2012年 12月31日目 录一、布置给水管网3二、设计用水量及流量计算 51、计算设计用水量52、计算实际管长和有效管长53、计算比流量、沿线流量、节点流量7三、管网平差计算91、初步分配管段流量和设定水流方向92、选择管径93、初步分配各管段最高时流量以及管长、管径的选取94、哈代-克罗斯法校核环状管网125、确定水泵扬程Hp并求出各节点水压和自由水头15四、管网核算171、消防时的管网校核172、确定消防校核后水泵扬程Hp及各节点水压和自由水头203、最不利管段发
2、生故障时的管网校核214、确定事故校核后水泵扬程Hp及各节点水压和自由水头24五、成果图绘制261、绘制给水管网平面布置图及节点详图和消火栓布置262、绘制最高时给水管网平面布置图263、绘制消防时给水管网平面布置图264、绘制事故时管网平面布置图26六、总结27七、参考文献28一、布置给水管网1、 水源与取水点的选择所选水源为D县南面的潇水河，取水点选在水质良好的河段即河流的上游，并且靠近用水区。2、取水泵站和水厂厂址的选择：取水泵站选在取水点附近，用以抽取原水。水厂选在不受洪水威胁，卫生条件好的河段上游。由于取水点距离用水区较近， 可以考虑水厂与取水泵站合建。3、给水管网布置（1）原则：符
3、合城市规划，考虑远期发展保证供水安全、可靠管网遍布整个供水区域力求管线短捷（2）布置形式：该设计区域为D县中心城区，不允许间断供水，适宜布置成环状网，可靠性高，水锤危害小。（3）选取控制点：根据D县规划平面图，选择最高最远点最为控制点。（4）定线：干管：先布干管，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，线路最短，遍布供水区域，干管平行间距为500800m左右，沿规划道路，靠近大用户。连接管：干管与干管之间用连接管连接形成环状网，连接管平行间距为8001000m左右。 4、在规划平面图上布置给水管网（见下页，详图见图纸）二、设计用水量及流量计算1、计算设计用水量（1）综合生活
4、用水量Q1：根据给水管网课程设计任务书可知，D县近期规划人口为6万人，查表可得综合生活用水定额为300L/capd,中心城区用水普及率100%。Q1=qNf=0.360000100%=18000m3/d（2）工业企业用水量Q2+Q3工业企业用水量按综合用水量20%计算，即：Q2+Q3=20%Q1=3600m3/d（3）浇洒道路及绿地用水量Q4浇洒道路面积和浇洒绿地面积各按城区总面积的10%计算，根据给水管网课程设计任务书可知，D县城市建设用地面积为10Km2,浇洒道路用水定额为2-3L/m3,浇洒绿地用水定额为1-3L/m3，在此，均取用水定额为=2L/m3。Q4=Aqi =1010620%0
5、.002=4000m3/d（5）管网渗漏用水量Q5Q5=（Q1+Q2+Q3+Q4）10%=2560m3/d（6）未预见水量Q6Q6=（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）10%=2816m3/d（7）设计用水量QhQd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=30976m3/d时变化系数Kh=1.2-1.6,又因为D县是小城市所以取上限1.6，即：Qh=KhQd/T=573.63L/s2、计算实际管长和有效管长（1）实际管长：在规划平面图上布置给水管网后，量取各段管长：管段编号实际长度（m）管段编号实际长度（m）1-2778 13-19867 1-5547 14-15358 2-3785 14-2156
6、3 3-4569 14-27542 3-81029 15-16553 4-5220 16-17310 4-9967 16-22596 5-6366 17-18412 6-7780 18-19369 6-10904 18-23587 7-12912 19-20460 8-9549 20-24586 8-141025 21-22810 9-10458 21-25437 9-15967 22-23736 10-11345 23-24831 11-12417 25-26495 11-17906 26-27898 12-13370 l23305（2）有效管长：只有一侧配水的管线，长度按一半计算：管段编号
7、有效长度（m）管段编号有效长度（m）1-238913-198671-554714-153582-378514-215633-456914-275423-8102915-165534-522016-173104-996716-225965-636617-184126-739018-193696-1090418-235877-1291219-204608-954920-242938-14102521-228109-1045821-254379-1596722-2373610-1134523-2483111-1241725-2624711-1790626-2744912-13185l213513、计
8、算比流量、沿线流量、节点流量（1）比流量假定用水量均匀分布在全部干管上，由此算出干管线单位长度的流量，该设计区域没有大用户集中用水量，故比流量为管网总用水量与管道有效长度的比值qs=（Q-q）/l=0.02687L/（sm）（2）沿线流量q1=qsl管段编号沿线流量（L/s）管段编号沿线流量（L/s）1-210.45 13-1923.29 1-514.69 14-159.62 2-321.10 14-2115.12 3-415.29 14-2714.55 3-827.66 15-1614.86 4-55.91 16-178.32 4-925.98 16-2216.02 5-69.83 17-1
9、811.06 6-710.48 18-199.92 6-1024.29 18-2315.77 7-1224.51 19-2012.35 8-914.74 20-247.88 8-1427.55 21-2221.75 9-1012.32 21-2511.75 9-1525.98 22-2319.77 10-119.28 23-2422.31 11-1211.21 25-266.65 11-1724.34 26-2712.07 12-134.98 q1573.63 整个管网的沿线流量总和q1，等于qsl=Qh。（3）节点流量任一节点i的流量qi等于与该节点相连各管段的沿线流量qi总和的一半。qi=
10、0.5q1节点节点流量（L/s）节点节点流量（L/s）1 12.57 15 25.23 2 15.78 16 19.60 3 32.02 17 21.86 4 23.59 18 18.37 5 15.21 19 22.78 6 22.30 20 10.12 7 17.49 21 24.31 8 34.97 22 28.77 9 39.51 23 28.93 10 22.94 24 15.10 11 22.41 25 9.20 12 20.35 26 9.36 13 14.13 27 13.31 14 33.42 qi573.63 整个管网的节点流量总和qi=Qh。三、管网平差计算1、初步分配管
11、段流量和设定水流方向（1）选定水流方向:先选定控制点（最高点、最远点）水流向控制点连接管流向任意定（2）初步分配流量： 按节点流量平衡：流入（-）=流出（+）干管流量尽量取平均值连接管少分流2、选择管径根据界限流量表选择合适的管径。（1）在选择连接管的管径时，考虑到干管事故时，连接管中可能通过较大的流量以及消防流量的需要，连接管管径应放大1、2级。（2）从界限流量表得到管径为DN350时，从市场供应的规格考虑，本设计选用DN400的管径。管径（mm）界限流量（L/s）管径（mm）界限流量（L/s）管径（mm）界限流量（L/s）100935068-96700355-4901509-1540096
12、-130800490-68520015-28.5450130-168900685-82225028.5-45500168-2371000822-112030045-68600237-3553、初步分配各管段最高时流量以及管长、管径的选取最高时初步分配流量环号管段管长(m)管径(mm)q(L/S)11-2778 450138.682-3785 400122.93-4569 250-8.264-5220 450-148.025-1547 700-422.3823-4569 2508.264-9967 400-116.179-8549 200-6.733-81029 40099.1435-4220
13、450148.024-9967 400116.179-10458 200-3.2210-6904 400-117.036-5366 600-259.1546-7780 400-119.827-12912 400-102.3312-11417 200-5.911-10345 40090.8710-6904 400117.0358-9549 2006.739-15967 400-73.1515-14358 250-10.1614-81025 40070.969-10458 2003.2210-11345 400-90.8711-17906 400-74.3617-16310 200-6.6716-
14、15553 25037.7615-9967 40073.15711-12417 2005.912-13370 400-76.0813-19867 300-61.9519-18369 200-9.6618-17412 30045.8317-11906 40074.36814-27542 20019.527-26898 1506.1926-25495 150-3.1725-21437 150-12.3721-14563 200-28.14914-15358 25010.1615-16553 250-37.7616-22596 200-24.8322-21810 150-8.5421-14563 2
15、0028.141017-16310 2006.6716-22596 20024.8322-23736 150-12.4823-18587 250-37.1218-17412 300-45.831119-18369 2009.6618-23587 25037.1223-24831 150-4.2924-20586 200-19.3920-19460 250-29.514、哈代-克罗斯法校核环状管网利用哈代-克罗斯法，调整各环校正流量，忽略临环的影响。qi= -hi/2|sijqij|) sijqij=hij/qij h=iL运用海曾威廉公式计算i值：i=10.67q1.852/C1.852D4.
16、87自制excel表格进行平差计算，要求精度基环的hi0.5m，将最后校核后的结果列表如下，具体数据过程参阅附录环状网计算(最高用水时)。环号管段管长(m)管径(mm)第八次校正q(L/S)1000ih(m)|sq|11-2778 450116.711.931.50.0132-3785 400100.932.622.050.023-4569 250-28.022.4-1.370.0494-5220 450-170.793.9-0.860.0055-1547 700-444.352.67-1.460.003-0.130.0923-4569 25028.022.41.370.0494-9967 4
17、00-119.183.56-3.440.0299-8549 200-8.290.75-0.410.0493-81029 40096.932.432.50.0260.020.15335-4220 450170.793.90.860.0054-9967 400119.183.563.440.0299-10458 200-4.090.2-0.090.02310-6904 400-126.833.99-3.610.0286-5366 600-258.352.07-0.760.003-0.160.08846-7780 400-109.233.03-2.360.0227-12912 400-91.742.
18、19-20.02212-11417 200-6.30.45-0.190.0311-10345 40099.82.560.880.00910-6904 400126.833.993.610.028-0.050.1158-9549 2008.290.750.410.0499-15967 400-75.471.53-1.480.0215-14358 250-20.581.36-0.490.02414-81025 40070.241.341.370.02-0.180.11269-10458 2004.090.20.090.02310-11345 400-99.82.56-0.880.00911-179
19、06 400-83.691.85-1.680.0217-16310 200-13.291.79-0.550.04216-15553 25029.662.671.480.0515-9967 40075.471.531.480.02-0.070.163711-12417 2006.30.450.190.0312-13370 400-65.081.16-0.430.00713-19867 300-50.952.99-2.60.05119-18369 200-3.730.17-0.060.01718-17412 30048.542.741.130.02317-11906 40083.691.851.6
20、80.02-0.10.147814-27542 20023.65.192.810.11927-26898 15010.294.524.070.39526-25495 1500.930.050.030.02825-21437 150-8.273.02-1.320.1621-14563 200-33.810.09-5.680.168-0.10.87914-15358 25020.581.360.490.02415-16553 250-29.662.67-1.480.0516-22596 200-23.355.08-3.030.1322-21810 150-7.062.25-1.820.25821-
21、14563 20033.810.095.680.168-0.170.6291017-16310 20013.291.790.550.04216-22596 20023.355.083.030.1322-23736 150-4.20.86-0.630.15123-18587 250-33.93.42-2.010.05918-17412 300-48.542.74-1.130.023-0.180.4051119-18369 2003.730.170.060.01718-23587 25033.93.422.010.05923-24831 1500.780.04-0.03-0.0424-20586
22、200-14.322.06-1.210.08420-19460 250-24.441.87-0.860.035-0.020.1555、确定水泵扬程Hp并求出各节点水压和自由水头从规划设计图中可知，泵站处地面标高1节点处为173.8m,控制点处地面标高26节点处为185.8m,所需服务水头为28m,从泵站到控制点的水头损失取1-2-3-8-14-27-26与1-5-6-7-12-13-19-20-24-23-22-21-25-26两条干线的平均值。故水泵扬程为：Hp=(Zp-Zc)+Hc+hn=（185.8-173.8）+28+15=56m各节点水压和自由水头见下表：最高时节点节点标高（m)自由
23、水头(m)节点水压（m)1 173.843216.82 172.941.49214.393 177.339.42216.724 175.340.69215.995 175.741.54217.246 17440.78214.787 173.738.38212.088 178.436.99215.399 176.337.18213.4810 17537.21212.2111 175.236.33211.5312 175.636.34211.9413 175.735.91211.6114 186.235.6221.815 182.635.75218.3516 178.334.33212.6317
24、177.234.63211.8318 175.733.51209.2119 176.733.321020 17732.43209.4321 185.830.07215.8722 182.731.25213.9523 176.731.51208.2124 178.331.19209.4925 185.828.74214.5426 185.828.76214.5627 186.132.8218.9从以上表格数据可知，D县城区在最高用水时该给水管网各节点的自由水头都大于最小服务水头28m，设计时选取的控制点26节点自由水头为28.74m，而25节点的自由水头为28.74m,故25节点为实际控制点。四
25、、管网核算1、消防时的管网校核消防时的管网核算，是以最高时用水量确定的管径为基础，然后按最高时另行增加消防时的流量进行流量分配，求出消防时的管段流量和水头损失。查阅给水管网课程设计任务书可知，D县远期人口规模为10万人，查表得同一时间内的火灾次数为2次，一次灭火用水量为35L/s,选择控制点和次控制点作为两处着火点，分别为25、26节点。在总用水量的基础上加上70L/s,进行流量初步分配，在最高时用水量确定的管径下，运用哈代-克罗斯法进行校核。自制excel表格进行平差计算，要求精度基环的hi0.5m，将最后校核后的结果列表如下，具体数据过程参阅附录环状网计算(最高用水时加消防用水)。环号管段
26、管长(m)管径(mm)第三次校正q(L/S)1000ih(m)|sq|11-2778 450139.272.682.080.0152-3785 400123.493.82.990.0243-4569 250-36.023.83-2.180.064-5220 450-200.945.28-1.160.0065-1547 700-491.793.22-1.760.004-0.030.10923-4569 25036.023.832.180.064-9967 400-141.334.88-4.720.0339-8549 200-18.043.15-1.730.0963-81029 400127.49
27、4.034.150.033-0.120.22235-4220 450200.945.281.160.0064-9967 400141.334.884.720.0339-10458 200-13.371.81-0.830.06210-6904 400-138.64.71-4.250.0316-5366 600-275.642.33-0.850.003-0.060.13546-7780 400-114.753.32-2.590.0237-12912 400-97.262.44-2.230.02312-11417 200-9.550.97-0.410.04211-10345 400102.282.6
28、80.930.00910-6904 400138.64.714.250.031-0.040.12858-9549 20018.043.151.730.0969-15967 400-97.152.44-2.360.02415-14358 250-51.147.32-2.620.05114-81025 400110.563.13.170.029-0.080.269-10458 20013.371.810.830.06210-11345 400-102.282.68-0.930.00911-17906 400-89.432.09-1.890.02117-16310 200-20.493.99-1.2
29、40.0616-15553 25020.791.380.760.03715-9967 40097.152.442.360.024-0.10.214711-12417 2009.550.970.410.04212-13370 400-67.351.24-0.460.00713-19867 300-53.223.25-2.810.05319-18369 200-5.440.34-0.130.02318-17412 30047.072.591.060.02317-11906 40089.432.091.890.021-0.040.169814-27542 20052.7422.9912.450.23
30、627-26898 15039.4354.4748.941.24126-25495 150-4.931.16-0.570.11625-21437 150-49.1381.83-35.80.72921-14563 200-75.5344.71-25.150.333-0.142.655914-15358 25051.147.322.620.05115-16553 250-20.791.38-0.760.03716-22596 200-21.684.43-2.640.12222-21810 150-28.8730.57-24.750.85721-14563 20075.5344.7125.150.3
31、33-0.381.41017-16310 20020.493.991.240.0616-22596 20021.684.432.640.12222-23736 150-51.19-0.870.17523-18587 250-34.153.47-2.040.0618-17412 300-47.072.59-1.060.023-0.090.4391119-18369 2005.440.340.130.02318-23587 25034.153.472.040.0623-24831 1500.22000.01424-20586 200-14.882.21-1.290.08720-19460 250-
32、251.95-0.890.036-0.020.2192、确定消防校核后水泵扬程Hp及各节点水压和自由水头从规划设计图中可知，泵站处地面标高1节点处为173.8m,控制点处地面标高26节点处为185.8m,所需服务水头为10m,从泵站到控制点的水头损失取1-2-3-8-14-27-26与1-5-6-7-12-13-19-20-24-23-22-21-25-26两条干线的平均值。故水泵扬程为：Hp=(Zp-Zc)+Hc+hn=（185.8-173.8）+10+74.325=97.325m各节点水压和自由水头见下表：消防时节点节点标高（m)自由水压(m)水压标高（m)1 173.884.325258
33、.1252 172.982.245255.1453 177.379.255256.5554 175.381.405256.7055 175.782.565258.2656 17481.715255.7157 173.779.125252.8258 178.475.105253.5059 176.376.685252.98510 17577.465252.46511 175.276.535251.73512 175.676.895252.49513 175.776.435252.13514 186.271.935258.13515 182.674.325256.92516 178.373.565251.86517 177.274.645251.84518 175.773.585249.28519 176.773.625250.32520 17772.735249.73521 185.846.915232.71522 182.770.925253.62523 176.771.545248.24524 178.371.445249.74525 185.811.115196.91526 185.810.5451