某城市给水管网初步设计.docx
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某城市给水管网初步设计
大型作业
题目：
某城市给水管网初步设计
教学院：
环境科学与工程学院
课程：
给水排水管网系统
专业：
给排水科学与工程
学号：
0147
学生姓名：
**
***************************
2021年5月26日
第一章设计任务书………………………………………………………………3
课程设计题目………………………………………………………3
课程设计内容………………………………………………………3
大体资料……………………………………………………………3
大体要求……………………………………………………………5
第二章概论………………………………………………………………………5
项目背景……………………………………………………………5
环境概况……………………………………………………………5
水量分析……………………………………………………………5
第三章给水管网定线方案………………………………………………………6
第四章设计用水量计算…………………………………………………………7
管网设计流量的确信………………………………………………7
设计用水量转变及其调剂计算……………………………………7
清水池和水塔的确信………………………………………………8
第五章设计流量分派与管径计算………………………………………………9
节点设计流量分派计算…………………………………………9
管段设计流量分派及管段设计直径计算……………………12
第六章管网水力计算…………………………………………………………14
设计工况水力分析………………………………………………14
泵站扬程设计……………………………………………………12
水塔高度设计……………………………………………………17
第七章管网设计校核…………………………………………………………17
消防工况校核……………………………………………………17
最大转输流量校核………………………………………………18
事故工况校核……………………………………………………19
第八章个人设计总结…………………………………………………………21
参考资料
附图
成绩评定表
第一章《给水管网系统设计》课程设计任务书
课程设计题目
某城市给水管网初步设计
课程设计内容
1）某城市给水管网设计最高日用水量分项分析与总用水量计算；
2）依照用水量转变曲线确信清水池和水塔的容积；
3）沿线流量、节点流量的计算及各管段设计流量初步拟定；
4）依照初步拟定的管段设计流量，选取经济流速（参见教材表，表）或界限流量表（给水工程教材表7-1）初步计算各管段管径（并考虑到消防、最大转输时及事故时等要求确信各管段的管径），然后依照教材表标准管径选用界限表确信各管段标准管径。
5）管网水力计算（可采纳相关计算软件进行计算，如EPANET软件）；
6）确信操纵点，计算从操纵点到二级泵站的水头损失，确信二级水泵流量和扬程和水塔水箱高度；
7）消防时、最大转输时和最不利管段发生事故时的校核，假设不知足要求，应说明必需采取的方法。
8）画图，在提供的总平面图（1：
10000）（仅供参考）基础上确信给水管网定线方案，绘出通过抽象的节点和管段环状管网模型图（1张，要求管网中至少要10以上的基环），另针对环状管网图绘制消防时、最大转输时和最不利管段发生事故时校核的水力计算图（3张）。
绘制等水压线图（1张）
大体资料
一、城市自然资料如下：
该地域属气候属亚热带大陆性季风气候，具有气候适宜，四季分明的特点。
据近十年气象资料统计，年平均气温为摄氏度；月最高气温在8月，月均温度摄氏度；月最低气温在一月，月均气温摄氏度；极端最高气温40摄氏度，最低气温－摄氏度。
主导风向西北风，四季无明显风向转变。
冻土深度：
20cm。
冰冻深度:
。
二、某城市详细计划：
（1）某城市2005－2021计划图（1：
10000）；
（2）新区计划人口10万人，衡宇最高楼层6层；
（3）新区计划年工业产值12亿元。
（2）设计规模
（1）某城市范围原是农田，无供水设施，故计划新建水厂一座，位于新区东北的河岸边。
水厂厂址的地面高程和道路设计高程见计划图。
水厂清水池最低水位标高比地面低。
（2）用水定额：
①居民生活综合用水定额（含公建用水）：
300～450L/人·日（平均日）；
②工业用水定额：
54立方米/万元产值（以360日计，均匀用水）；③市政、绿化用水占以上两项之和的5%；④管网漏失水量和未预见水量按以上各项和的20%计算。
（3）用水时转变系数：
按整个系统考虑：
日转变系数Kd=；时转变系数参见下表。
最高日用水量转变曲线如下：
（4）大用户用水量（用于计算集中流量）：
（5）网中设对置水塔。
（6）给水管材：
采纳本地生产的承插式自应力钢筋混凝土给水管，标准管径见教材表。
（7）消防系统：
采纳低压消防系统，最小水压要求10m，消防流量按计划人口查教材附录中的有关表格选取。
（8）地面集中大用户高程（即节点地面高程）参考基础图自己拟定。
大体要求
一、依照提供的总平面图（1：
10000）确信给水管网定线方案；
二、进行基础资料分析提出给水管网设计的可行性方案；
3、完成相关的设计计算书及图纸绘制工作；
4、课程设计必需独立完成；
五、图中文字一概用仿宋体书写；图例的表示方式应符合一样规定和制图标准；图纸应注明图标栏及图名；图纸应清洁美观，主次分明，线条粗细有别；图幅宜采纳3号图，必要时可选用2号图；计算书内容简要，论证充分、文字通顺、笔迹端正
第2章概论
项目背景
给水工程是城镇建设的重要组成部份，是保证工业生产和知足人民生活的必要设施，随着城镇的进展，对水的需求量也愈来愈大。
供水工程是城镇的生命线工程，水厂的建设能够是该城市及周边村落的居民、机关、学校、商业等用水质量取得提高。
供水量和水压的保证，供水效劳面积的扩大，可增进该城市建设的步伐，有利于经济和社会的安宁、团结。
2.2环境概况
该地域属气候属亚热带大陆性季风气候，具有气候适宜，四季分明的特点。
据近十年气象资料统计，年平均气温为摄氏度；月最高气温在8月，月均温度摄氏度；月最低气温在一月，月均气温摄氏度；极端最高气温40摄氏度，最低气温一摄氏度。
主导风向西北风，四季无明显风向转变。
冻土深度；20cm。
冰冻深度：
.
水量分析
1供水水质
本次新建工程供水水质达到饮用平安标准，即达到国家《生活饮用水卫生标准》（GB5749）要求。
2供水水量
依据水利部《湖北省“十一五”（2007-2020年）城市饮水平安工程计划》和水利部、卫生部《城市饮水平安评判指标体系》和国家有关法律法规和技术标准、标准，结合本地气候特点、地形、水资源条件和居民的生活适应，确信本次设计城市居民生活用水供水水量标准为平均日用水量400L/人·日。
3.用水方便程度据《中国城市给水工程给水设计手册》，用水方便程度达到安全标准，本次设计集中供水工程供水到户。
第三章给水管网定线方案
管网定线的一样要求
1.干管延伸方向与二泵站输水到水池、水塔,大用户的水流方向大体一致;
2.循环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;
3.干管与干管之间的连接管使管网形成了环状网,连接管的作用在于局部管线损坏时,能够通过它从头分派流量从而缩小断水的范围,提高供水管网的靠得住性;
4.为保证平安供水,采纳两条输水管进行双线输水.
注:
给水管网具体定线见附图1。
第四章设计用水量计算
管网设计流量的确信
1计算最高日用水量Q
（1）居民生活用水量的计算Q1
=qNf
/1000=50000（m3/d）
式中q—城市最高日综合用水量定额，L／（cap·d）；
Ｎ—城市设计年限内打算用水人口数10000（cap）；
f—城市自来水普及率，采纳f=100%;
—日转变系数,取;
（2）工业企业用水和工作人员生活用Q2
Q2=q2B2Kd/360=54*12*10000*360=22500（m3/d）
式中q2—工业企业平均日生产用水量定额[m3/万元];
B2—工业企业产值[万元/d]；
Kd—日转变系数,取;
（3）市政、绿化用水量Q3；按居民生活综合用水量与工业用水定额之和的5%
Q3=（Q1+Q2）*5%=（50000+22500）*5%=3625（m3/d）
（4）未预见水量Q5：
按设计流量20%考虑
Q4=（Q1+Q2+Q3）*20%=（50000+22500+3625）*20%
=15225m3/d
（5）消防用水量Q5；
Q6=q6*f6=35*2=70（L/s）
式中q6—消防用水定额35（L/s）；
f6—同时火灾次数2次；
（6）该镇最大设计水量Qd
Qd=Q1+Q2+Q3+Q4=50000+22500+3625+15225=91350（m3/d）
取Qd=35000（m3/d）
设计用水量转变及其调剂计算
1供水管网设计流量设计
依照最高日用水量转变曲线计算最高日最高时用水量Qh，而供水管网设计流量等于最高日最高时设计用水量，即供水管网设计流量Qs：
Qs=Qh=Kh*Qd/=91350*=1501（L/s）
供水泵站设计流量为：
91350*%*1000/3600=1261（L/s）
水塔的设计供水流量：
91350*（%%）*1000/3600=240（L/s）
水塔最大进水流量（21-22点，称为最高转输时）为：
91350*（%%）*1000/3600=335（L/s）
清水池与水塔容积设计
清水池与水塔调剂容积计算表表
时
间
供水处理供水量（%）
量（%）
供水泵站供水量（%）
清水池调节容（%）
积计算（％）
水塔调节容积计算（%）
设置水塔
不设水塔
设置水塔
（1）
（2）
（3）
（4）
（2）-（3）
∑
（3）-（4）
∑
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
13-14
14-15
15-16
-0.27
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
0
0
累计
100
100
100
调节容积=13.63
调节容积=
清水池调剂容积：
W1=k1*Qd=%*91350=12451（m3）
（1）清水池中除贮存调剂用水量之外，还寄存消防用水量和给水处置系统生产自用水量，因此，清水池有效设计容积为：
W=
式中，
——清水池调剂容积（
）
——消防贮备水量（
）,按两小时室外消防用水量计算
——给水处置系统生产自用水量，一样取最高日用水量的5%—10%
——平安贮备水量（
）
但由于缺乏资料，本设计中清水池容积取最高日用水量的15%计算。
清水池设计成相等容积的两只，以便清洗或检修时不中断供水。
故清水池总容积
=91350*15%=（
）
每只清水池容积
=2=（
）
（2）水塔调剂容积：
％*35000=
由于缺乏室内消防用水量资料，水塔有效容积按最高日用水量的5%计算W=5%*Qd=5%*91350=（m3）
第五章设计流量分派与管径计算
节点设计流量分派计算
（1）集中流量一样依照集顶用水户在最高日的用水量及时转变系数计算，应逐项计算，即：
qni=Khi*Qdi/
式中qni—各集顶用水户的集中流量（L/s）;
Qhi—各集顶用水户最高日用水量（m3/d）;
Khi—各集顶用水户最高日用水量转变系数。
各集顶用水户流量如表5-1：
各集顶用水户流量表5-1
序号
单位名称
最高日用水量（m3/d）
用水变化系数
最高日最高时用水量（L/s）
1
火车站
800
2
2
汽车站
600
2
3
食品厂
2000
2
4
机械厂
400
2
5
污水厂
100
2
6
医院
250
7
宾馆
300
8
餐饮
300
9
超市
250
合计
最高时集顶用水流量表5-2
集中用
户名称
火车站
汽车站
食品厂
机械厂
污水厂
医院
宾馆
餐饮
超市
集中用水
流量（L/s）
所处位置
节点编号
7
18
12
6
19
10
15
7
7
（2）沿线流量
qmi=ql*lmi=（Qh-∑qni）*lmi/（∑lmi）
式中qmi—各管段沿线流量（L/s）；
lmi—各管段沿线配水长度（m）;
q1=（Qh-∑qni）/∑lmi—按配水长度分派沿线流量的比流量[L/（m·s）],q1=/24000=[L/（m·s）]
各管段长度和配水长度表5-3
管段编号
1
3
4
5
6
7
8
9
10
管段长度（m）
1000
1000
1000
1000
800
1000
1000
1000
1000
配水长度（m）
1000
1000
1000
1000
800
1000
1000
1000
1000
管段编号
11
13
14
15
16
17
18
19
20
管段长度
（m）
1000
1000
1000
1000
1000
1000
700
800
800
配水长度
（m）
1000
1000
1000
1000
1000
1000
700
800
800
管段编号
21
23
24
25
26
27
28
29
30
管段长度（m）
800
800
700
700
700
700
800
300
600
配水长度（m）
800
800
700
700
700
700
0
0
0
管段或
节点编号
管段配水
长度（m）
管段沿线
流量
（L/s）
节点设计流量计算（L/s）
集中流量
沿线流量
供水流量
节点流量
1
1000
2
1000
3
1000
4
1000
5
1000
6
800
7
1000
8
1000
9
1000
10
1000
11
1000
12
700
13
1000
14
1000
15
1000
16
1000
17
1000
18
700
19
800
20
800
240
-240
21
800
1261
-1261
22
800
23
800
24
700
25
700
26
700
27
700
28
0
0
29
0
0
30
0
0
31
0
0
合计
24000
1501
0
最高时管段沿线流量分派与节点设计流量计算表
管段设计流量分派及管段设计直径计算
依照管段设计流量分派原那么，见给水排水管网系统（第二版）P127，那么给水管网的管段设计流量分派如下表5-5。
管段直径设计
式中 D—管段直径，（m）;q—管段设计流量，（m3/s）；v—经济流速，（m/s）
给水管网管段设计数据表
管段编号
设计流量（L/s）
经济流速（m/s）
计算管径（m）
设计管径（mm）
--
400×2
800×2
第六章泵站扬程与水塔高度设计
设计工况水力分析
通过总平面上等高线的散布，读取各节点标高，已知节点要求的自由水压为28m（建筑物为6层），如表
为了知足水力分析前提条件，将管段[30]临时删除，其管段流量并到节点
（1）上得Q1=-1261+=（L/s）。
给水管网节点计算数据表
节点编号
1
2
3
4
5
6
7
8
地面标高（m）
要求自由水压（m）
服务水头（m）
节点编号
9
10
11
12
13
14
15
16
地面标高（m）
要求自由水压（m）
服务水头（m）
节点编号
17
18
19
20
21
地面标高（m）
要求自由水压（m）
–
–
服务水头（m）
–
–
运用EPANETH管网平差软件分析得，分析结果如表，表
设计工况节点水力分析计算结果表
标高
需水量
总水头
自由水压
节点水头调整
节点ID
m
LPS
m
m
m
1
28
2
27
3
4
5
6
25
7
8
27
9
28
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
24
水池20
40
50
比较自由水压与要求自由水压，可知节点19为操纵点。
由于管段[28]所在节点为操纵点，而消防校核流量又较大，因此实际管段管径能够大些.
设计工况管段水力分析计算结果表
长度
直径
流量
流速
单位水头损失
压降
管段ID
m
mm
LPS
m/s
m/km
m
管道1
1000
500
管道2
1000
450
管道3
1000
400
管道4
1000
350
管道5
1000
200
管道6
800
300
管道8
1000
300
管道12
700
750
管道13
1000
700
管道14
1000
600
管道15
1000
500
管道16
1000
400
管道17
1000
200
管道18
700
450
管道19
800
100
管道20
800
150
管道21
800
250
管道22
800
300
管道24
700
200
管道25
700
150
管道26
700
150
管道27
700
300
管道28
800
100
管道7
1000
200
管道9
1000
450
管道10
1000
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