给水管网计算书.docx
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给水管网计算书
目录
目录i
表索引i
给水管网计算书1
1.设计资料1
1.1.工程概况1
1.2.设计要求2
2.设计用水量计算3
2.1.最高日设计用水量计算3
2.2.最高时用水量:
4
3.调节容积计算5
4.给水管网定线7
5.管网水力计算9
6.环状管网流量分配11
7.管径的确定13
8.管网平差15
9.设计工况水力分析21
10.泵站扬程与水塔高度设计23
10.1.泵站扬程设计23
10.2.水塔高度设计24
11.管网设计校核25
11.1.消防校核25
11.2.水塔转输工况校核30
11.3.事故校核36
课程总结43
参考文献43
台州学院课程设计任务书44
台州学院建筑工程学院给水排水工程专业47
给排水管网课程设计规范47
表索引
表1集中用水量情况统计表1
表2该城市每小时用水量占最高日用水量百分比情况表2
表3清水池与水塔调节容积计算表5
表4各管段长度和配水长度9
表5最高时集中用水流量9
表6最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算9
表7设计管径13
表8管网平差表15
表9设计工况水力分析计算结果21
表10消防校核管网平差25
表11消防工况水力分析计算表30
表12水塔转输工况校核平差表31
表13水塔转输工况校核水力工况分析36
表14事故校核平差表37
表15事故校核水利工况分析42
给水管网计算书
1.设计资料
1.1.工程概况
1、城市总平面图一张（1：
5000），设计年限按15年考虑。
2、城市概况
（1）城区地形平坦，城镇人口密度为160cap/ha，用水普及率为100%，室内均有给排水卫生设备及淋浴，房屋平均层数6~7层。
（2）该城市有工业企业，其位置见城市总体规划布置图，用水量情况见表1：
表1集中用水量情况统计表
序号
用户名称（人数）
生产用水量（班次）
（m3/班）
生产用水复用率
要求水压
（MPa）
1
2
3
4
5
企业1（500）
企业2（350）
企业3（700）
企业4（900）
企业5（1000）
2500
（1）
1200（3）
1000
（2）
800（3）
1500（3）
30
20
15
20
15
0.22
0.22
0.22
0.22
0.22
工厂每班有1/3员工需淋浴，各工厂职工在高温车间占25%。
（3）其他
①绿地面积以规划图为准，道路面积按城市规划总面积的3%计。
用水量可参考规范：
浇洒道路用水可按浇洒面积以2.0～3.0L/（m2·d）计算；浇洒绿地用水可按浇洒面积以1.0～3.0L/（m2·d）计算。
②未预见水量及管网漏失水量可按最高日用水量的15~25%计。
③消防用水量不计入最高日最高时用水量。
④公路桥旁均可吊装管道，铁路桥不让吊管。
（4）城市用水每小时用水量占最高日用水量百分比情况见表2所示。
3、气象资料
暖温带大陆性季风气候，年平均气温12.3℃，最热月平均气温31.8℃，最冷月平均气温-9.2℃，年平均降水量550毫米，常年主导风向西南风，风速2.1m/s。
表2该城市每小时用水量占最高日用水量百分比情况表
时间
占最高日用水量（%）
时间
占最高日用水量（%）
时间
占最高日用水量（%）
0~1
1.68
8~9
5.73
16~17
4.93
1~2
1.12
9~10
5.37
17~18
5.71
2~3
1.59
10~11
5.21
18~19
5.91
3~4
1.87
11~12
5.87
19~20
5.71
4~5
2.13
12~13
4.96
20~21
5.39
5~6
4.05
13~14
4.57
21~22
4.60
6~7
5.01
14~15
4.27
22~23
2.20
7~8
5.95
15~16
4.41
23~24
1.76
4、水文地质资料
该城市属非自重湿陷性黄土地区；地震烈度：
7级；地下水深：
地面以下6m见地下水；冰冻深度：
0.55m。
1.2.设计要求
（1）根据城市的特点，选定用水量标准，确定城市给水管网的设计流量；
（2）根据地形特点，按照管网的布置原则进行给水管网方案的选择和管线布置，计算供水区域的比流量、管段流量和节点流量，并进行流量分配；
（3）最高日最高时的管网平差计算，（包括枝状管线及输水管，应标出节点编号、节点流量以及水流方向、各环闭合差、各节点的水压线标高、地形标高及实际自由水头）直至闭合差满足规定的精度要求（手算时：
基环△h＜0.5m，大环△h＜1～1.5m；电算时：
=0.01～0.05m；
（4）消防工况校核时的平差结果表（要求同最高日最高时）；
（5）最不利管段发生事故时的平差结果表（要求同最高日最高时）；
（6）最大转输时的平差结果表（若无对置水塔则不做此校核）；
（7）确定控制点，计算从控制点到二泵站的水头损失，确定二级泵站的水泵扬程和流量；
（8）根据平差结果确定各管段的水力参数、确定各个节点的自由水头，并进一步绘制等水压线。
2.设计用水量计算
2.1.最高日设计用水量计算
城市最高日设计用水量包括：
居住区综合生活用水、工业企业生产用水和职工生活用水、消防用水、浇洒道路和绿化用水以及未预见水量和管网漏失量。
（1）城市最高日综合生活用水量（包括公共设施生活用水量）为：
（m3/d）
（m3/d）
式中q1——城市各用水分区的最高日综合生活用水量定额[L/（cap.d）；
N1i——设计年限内城市各用水分区的计划人口数（cap）。
（2）工业企业生产用水量为：
（m3/d）
=2500×1×（1-30%）+1200×3×（1-20%）+1000×2×（1-15%）
+800×3×（1-20%）+1500×3×（1-15%）
=12075（m3/d）
式中q2i——各工业企业最高日生产用水量定额[m3/万元、m3/产量单位或m3/（生产设备单位﹒d）];
B2i——各工业企业产值[万元/d，或产量，产品单位/d，或生产设备数量，生产设备单位]；
fi——各工业企业生产用水重复利用率。
（3）工业企业职工的生活用水和淋浴用水量；
（m3/d）
=（25×500×75%+35×500×25%+40×500×1/3
+25×350×75%+35×350×25%+40×350×1/3
+25×700×75%+35×700×25%+40×700×1/3
+25×900×75%+35×900×25%+40×900×1/3
+25×1000×75%+35×1000×25%+40×1000×1/3）/1000
=140.9（m3/d）
式中q3ai——各工业企业车间职工生活用水量定额[L/（cap﹒班）；
q3bi——各工业企业车间职工淋浴用水量定额[L/（cap﹒班）；
N3ai——各工业企业车间最高日职工生活用水总人数（cap）；
N3bi——各工业企业车间最高日职工淋浴用水总人数（cap）。
（4）浇洒道路和绿化用水量：
Q4=（125646×2.0）+（5123470+125646+355003）×3%=671.9（m3/d）
（5）未预见水量和管网漏失水量：
Q5=0.2×（Q1+Q2+Q3+Q4）
=0.2×（15974.4+12075+140.9+671.9）
=5772.44（m3/d）
（6）最高日设计用水量：
Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5
=15974.4+12075+140.9+671.9+5772.44
=34634.64（m3/d）
2.2.最高时用水量:
（m3/h）
3.调节容积计算
表3清水池与水塔调节容积计算表
小时
给水处理供水量（%）
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
不设水塔
（1）
（2）
（3）
（4）
（2）-（3）
∑
（2）-（4）
∑
（3）-（4）
∑
0
~1
4.17
1.69
1.68
2.48
2.48
2.49
2.49
0.01
0.01
1
~2
4.17
1.69
1.12
2.48
4.96
3.05
5.54
0.57
0.58
2
~3
4.17
1.69
1.59
2.48
7.44
2.58
8.12
0.10
0.68
3
~4
4.17
1.69
1.87
2.48
9.92
2.30
10.42
-0.18
0.50
4
~5
4.17
1.69
2.13
2.48
12.39
2.04
12.45
-0.44
0.06
5
~6
4.16
5.18
4.05
-1.02
11.37
0.11
12.56
1.13
1.19
6
~7
4.17
5.19
5.01
-1.02
10.35
-0.84
11.72
0.18
1.37
7
~8
4.17
5.18
5.95
-1.01
9.34
-1.78
9.94
-0.77
0.60
8
~9
4.16
5.19
5.73
-1.03
8.31
-1.57
8.37
-0.54
0.06
9
~10
4.17
5.19
5.37
-1.02
7.28
-1.20
7.16
-0.18
-0.12
10
~11
4.17
5.19
5.21
-1.02
6.26
-1.04
6.12
-0.02
-0.14
11
~12
4.16
5.19
5.87
-1.03
5.23
-1.71
4.41
-0.68
-0.82
12
~13
4.17
5.19
4.96
-1.02
4.21
-0.79
3.62
0.23
-0.59
13
~14
4.17
5.19
4.57
-1.02
3.18
-0.40
3.21
0.62
0.03
14
~15
4.17
5.19
4.27
-1.02
2.16
-0.10
3.11
0.92
0.95
15
~16
4.17
5.19
4.41
-1.02
1.14
-0.24
2.87
0.78
1.73
16
~17
4.17
5.19
4.93
-1.02
0.12
-0.76
2.11
0.26
1.99
17
~18
4.17
5.18
5.71
-1.01
-0.89
-1.54
0.57
-0.53
1.46
18
~19
4.17
5.19
5.91
-1.02
-1.92
-1.74
-1.18
-0.72
0.74
19
~20
4.17
5.18
5.71
-1.01
-2.93
-1.54
-2.72
-0.53
0.21
20
~21
4.17
5.18
5.39
-1.01
-3.94
-1.22
-3.94
-0.21
0.00
21
~22
4.17
5.18
4.60
-1.01
-4.96
-0.43
-4.38
0.58
0.58
22
~23
4.17
1.69
2.20
2.48
-2.48
1.97
-2.41
-0.51
0.07
23
~24
4.17
1.69
1.76
2.48
0.00
2.41
0.00
-0.07
0.00
累计
100.00
100.00
100.00
调节容积=17.35
调节容积=16.94
调剂容积=2.81
清水池中除了储存调节用水外还存放消防用水,则清水池有效容积W为：
式中
——清水池总容积（
）；
——清水池调节容积（
）；
——消防储备水量（
），按2小时室外消防用水量计算；
——给水处理系统生产自用水量（
），一般取最高日用水量的5%~10%；
——安全贮量（
），按W1+W2+W3去整后计算。
①调节容积：
②消防贮水量：
③给水处理系统生产用水：
④安全贮量：
故W4=9283.78-9000=283.78m3/s
因此：
清水池总容积：
W＝9283.78+283.78=9567.56
取整数为：
W=9500
清水池应设计成体积相同的两只，如仅有一只，则应分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。
水塔除了贮存调节用水量以外，还需贮存室外消防用水量，因此，水塔设计有效容积为：
W1——水塔调节容积（m3）
W2——室内消防储备水量（m3），按10分钟室内消防用水量计
4.给水管网定线
定线时一般只限于管网的干管以及干管之间的连接管，不包括从干管到用户的分配管和接到用户的进水管。
管网定线应该满足以下原则：
（1）按照城市规划布局布置管网，并考虑给水系统分期建设的可能，远近期相结合。
（2）管网布置必须保证供水的安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最小。
尽可能布置成环状，即按主要流向布置几条平行的干管，用连通管连接。
（3）干管一般按规划道路布置，应从两侧用水量较大的街区通过，尽量避免在高级路面下敷设。
（4）管线遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压。
（5）力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用。
另外，定线时要注意：
①定线时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。
干管的间距一般采用500m－800m。
②循水流方向，以最短的距离布置一条或数条干管，干管位置从用水量较大的街区通过。
③干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度。
④干管按照规划道路定线，尽量避免在高级路面或重要道路下通过，尽量少穿越铁路。
减小今后检修时的困难。
⑤干管与干管之间的连接管使管网成环状网。
连接管的间距考虑在800－1000m左右。
⑥力求以最短距离铺设管线，降低管网的造价和供水能量费用。
输水管线走向应符合城市和工业企业规划要求，沿现有道路铺设，有利于施工和维护。
城市的输水管和配水管采用铸铁管。
5.管网水力计算
表4各管段长度和配水长度
管段编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
管段长度（m）
149
658
522
785
1123
782
784
810
317
782
配水长度（m）
0
329
522
392
561
391
784
810
317
782
管段编号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
管段长度（m）
100
544
544
496
496
486
656
780
1105
502
配水长度（m）
0
272
544
496
496
243
656
780
1105
251
管段编号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
管段长度（m）
552
292
259
292
281
810
556
61
617
780
配水长度（m）
552
292
259
292
281
810
278
30
617
780
管段编号
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
管段长度（m）
1100
336
515
572
591
800
523
293
1106
570
配水长度（m）
1100
336
515
572
295
800
261
146
553
570
管段编号
41
42
管段长度（m）
570
570
配水长度（m）
570
285
表5最高时集中用水流量
集中用水户名称
企业1
企业2
企业3
企业4
企业5
集中用水流量（L/s）
29.3
47.8
28.6
32.3
63.9
所处位置节点编号
24
30
25
7
29
比流量计算：
=0.019[L/（s﹒m）]
表6最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算
管段或者节点编号
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
0
0.00
0.00
498.94
-498.94
2
329
6.11
5.58
5.58
3
522
9.70
20.24
20.24
4
392
7.28
8.49
8.49
5
561
10.42
14.14
14.14
6
391
7.26
14.14
14.14
7
784
14.56
32.30
6.28
38.58
8
810
15.05
24.70
24.70
9
317
5.89
15.07
15.07
10
782
14.53
15.50
15.50
11
0
0.00
12.17
12.17
12
272
5.05
0.00
73.06
-73.06
13
544
10.10
10.95
10.95
14
496
9.21
23.52
23.52
15
496
9.21
14.56
14.56
16
243
4.51
17.58
17.58
17
656
12.18
15.10
15.10
18
780
14.49
12.64
12.64
19
1105
20.52
12.84
12.84
20
251
4.66
2.61
2.61
21
552
10.25
6.01
6.01
22
292
5.42
21.22
21.22
23
259
4.81
14.43
14.43
24
292
5.42
29.30
18.14
47.44
25
281
5.22
28.60
15.54
44.14
26
810
15.05
10.55
10.55
27
278
5.16
14.64
14.64
28
30
0.56
3.78
3.78
29
617
11.46
63.90
11.80
75.70
30
780
14.49
47.80
7.88
55.68
31
1100
20.43
32
336
6.24
33
515
9.57
34
572
10.62
35
295
5.48
36
800
14.86
37
261
4.85
38
146
2.71
39
553
10.27
40
570
10.59
41
570
10.59
42
285
5.29
合计
19925
370.10
201.90
370.10
572.00
0.00
6.环状管网流量分配
管段流量的分配，应该按照最短线路原则，并考虑可靠性的要求进行分配，几条平行的干线分配大致相等的流量。
与干线垂直的连接管，因平时流量较小，所以分配较小的流量。
流量分配时，各节点应满足
的条件。
这里，流向节点的流量取负号，离开节点的流量取正号。
根据节点流量进行管段的流量分配
.分配步骤：
（1）按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。
（2）为了可靠供水，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，并且符合水流连续性即满足节点流量平衡的条件。
（3）与干管线垂直的连接管，其作用主要是沟通平行干管之间的流量，有时起一些输水作用，有时只是就近供水到用户，平时流量一般不大，只有在干损坏时才转输较大的流量，因此连接管中可以分配较少的流量。
7.管径的确定
表7设计管径
管段编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
设计流量（L/s）
498.94
320
160
151.51
100
70
69.88
50
10
10.36
经济流速（m/s）
1.4
1.3
0.6
0.6
0.7
0.8
0.8
0.9
0.6
1.0
计算管径（mm）
476.44
559.97
582.84
567.17
426.60
333.86
333.58
266.03
145.71
114.88
设计管径（mm）
500*2
600
600
600
400
300
300
200
100
100
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