给水管网课程设计.docx
《给水管网课程设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《给水管网课程设计.docx(31页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
给水管网课程设计
给水排水管道系统课程设计
学院:
河北工业大学
专业:
给排水C081班
指导老师:
姓名:
学号:
目录…………………………………………1
设计题目………………………………………………2
基本资料………………………………………………2
用水量计算……………………………………………2
供水方案的选择…………………………………………4
管网定线………………………………………………4
城市最高日用水量变化曲线……………………………5
清水池与水塔调节容积计算……………………………6
管段设计流量计算………………………………………7
管网平差……………………………………………11
水泵扬程和水塔高度计算……………………………17
消防时管网核算……………………………………17
水塔转输工况核算…………………………………22
事故工况管网核算…………………………………25
参考文献………………………………………………27
设计题目
河北某城镇给水管网设计
基本资料:
本工程为河北某城镇给水管网设计,人口数12.2万,查《室外排水设计规范》可知该城市位于一分区,为中小城市。
道路面积50万平米,绿地面积86万平米。
工业区I总人数3400人,其中高温车间人数1400人,工业区II总人数5100人,其中高温车间人数1800人。
一、用水量计算
1、最大日用水量计算
(1)城市最高日综合生活用水量
该城镇为河北中小城市,城市分区为二区,查《给水排水管网系统》第二版323页附录2,取最高日用水定额为240L/cap·d。
Q1=qNf
Q1―—城市最高综合生活用水,m
/d;
q――城市综合用水量定额,L/(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=100%
则最高日综合生活用水量为
Q1=
=29280
(2)工业企业职工生活用水和淋浴用水量计算
1)工业区的一般车间生活用水量计算
一般车间的生活用水量定额为q=25
。
工业区Ⅰ的一般车间人数为2000人,其生活用水量:
同样,工业区Ⅱ一般车间的人数为3300人,其生活用水量:
2)工业区的高温车间生活用水量计算
高温车间的生活用水量定额为q=35
。
工业区Ⅰ的高温车间人数为1200人。
其生活用水量:
同样,工业区Ⅱ高温车间的人数为1800人,其生活用水量:
3)工业企业职工生活用水量计算
Ⅰ区职工生活用水量:
Ⅱ区职工生活用水量;
职工生活用水量总额为:
(3)工业企业生产用水量为
工业区Ⅰ6000
,工业区Ⅱ8200
工业企业生产用水量为Q3=14200
(4)浇洒道路和绿化用水量
浇洒道路用水定额采用1.5
,每天浇洒1次,绿化用水定额采用2.0
Q4=
(5)未预见用水量和管网漏失水量
由给排水设计手册第三册《城镇给水》得未预见用水量和管网漏失水量取以上用水量之和的20%,
Q5=20%(Q1+Q2+Q3+Q4)
=0.2×(29280+244.5+14200+2470)=9238.9
(6)最大日设计用水量为
Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=55433.4
。
2、最高日最高时用水量
最高时是上午7-8点,最高时用水量为全天用水量的5.15%,时变化系数
Kh=
最高时用水量为Qh=
=2854.80
=793.0
。
3、消防用水量计算
查《给水排水管网系统》第二版324页附表3,则消防用水定额为,45
,同时火灾次数为2次,消防历时取2小时则消防用水量为:
Q7=45×2×3600=324000L=324m3。
二、供水系统方案选择
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。
该城市给水管网的主要供水方向拟定为自西向东供水。
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。
允许有个别管段不符合上叙规则。
其管网布置图见附图一。
(1)选定水源及位置和净水厂位置
水源选在河流上游,以保证水质、管网中水流流向整体与河流流向一致,净水厂选在水源附近,(见图)水塔暂定在河边工业II处。
(2)选定供水系统方案:
单水源,不分区供水。
三、管网定线
(1)各节点编号、管段编号标于图中,节点地面标高由图中标出。
管段长度由图中读出(比例尺为1:
5000)
(2)布线原则:
干管整体将城镇各用水户包含,集中流量用水处应布置干管,干管之间的其他用户以连接管连接。
四、城市最高日用水量变化曲线
1、各时段用水量见表1-1
各时段用水量表1-1
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
2.82
2.81
2.93
3.06
3.13
3.78
4.91
5.15
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
13-14
14-15
15-16
5.13
4.79
4.66
4.52
4.49
4.43
4.45
4.55
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
5.11
4.92
4.90
4.71
4.29
4.04
3.42
3.02
2、二级本站接两环设计,从前一日22点到清晨6点,6点到22点共两级,前一日22点到清晨6点:
Q1=(2.80+2.81+2.93+3.06+3.13+3.78+3.42+3.02)/8
=3.12%
清晨6点到22点:
Q2=(100%-3.12%*8)/16
=4.69%
3、由城市逐时用水量表,绘制用水量变化曲线如下图
用水量变化曲线图1-1
五、清水池容积、水塔容积计算
清水池与水塔调节容积计算表
表1-2
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
3.12
2.80
1.05
1.05
1.37
1.37
0.32
0.32
1-2
4.17
3.12
2.81
1.05
2.10
1.36
2.73
0.31
0.63
2-3
4.16
3.12
2.93
1.04
3.14
1.23
3.96
0.19
0.82
3-4
4.17
3.12
3.06
1.05
4.19
1.11
5.07
0.06
0.88
4-5
4.17
3.12
3.13
1.05
5.24
1.04
6.11
-0.01
0.87
5-6
4.16
3.12
3.78
1.04
6.28
0.38
6.49
-0.66
0.21
6-7
4.17
4.69
4.91
-0.52
5.76
-0.74
5.75
-0.22
-0.01
7-8
4.17
4.69
5.15
-0.52
5.24
-0.98
4.77
-0.46
-0.47
8-9
4.16
4.69
5.13
-0.53
4.71
-0.97
3.80
-0.44
-0.91
9-10
4.17
4.69
4.79
-0.52
4.19
-0.62
3.18
-0.10
-1.01
10-11
4.17
4.69
4.66
-0.52
3.67
-0.49
2.69
0.03
-0.98
11-12
4.16
4.69
4.52
-0.53
3.14
-0.36
2.33
0.17
-0.81
12-13
4.17
4.69
4.49
-0.52
2.62
-0.32
2.01
0.20
-0.61
13-14
4.17
4.69
4.43
-0.52
2.10
-0.26
1.75
0.26
-0.35
14-15
4.16
4.69
4.45
-0.53
1.57
-0.29
1.46
0.24
-0.11
15-16
4.17
4.69
4.55
-0.52
1.05
-0.38
1.08
0.14
0.03
16-17
4.17
4.69
5.11
-0.52
0.53
-0.94
0.14
-0.42
-0.39
17-18
4.16
4.69
4.92
-0.53
-0.00
-0.76
-0.62
-0.23
-0.62
18-19
4.17
4.69
4.90
-0.52
-0.52
-0.73
-1.35
-0.21
-0.83
19-20
4.17
4.69
4.71
-0.52
-1.04
-0.54
-1.89
-0.02
-0.85
20-21
4.16
4.69
4.29
-0.53
-1.57
-0.13
-2.02
0.40
-0.45
21-22
4.17
4.69
4.04
-0.52
-2.09
0.13
-1.89
0.65
0.20
22-23
4.17
3.12
3.42
1.05
-1.04
0.75
-1.14
-0.30
-0.10
23-24
4.16
3.12
3.02
1.04
-0.00
1.14
0.00
0.10
0.00
累计
100.0
100.0
100.0
调节容积=8.37
调节容积=8.51
调节容积=1.89
由表得水塔与清水池调节容积分别为最大日用水量的1.89%、8.51%。
1、水塔容积的计算
(1)调节容积的计算
W1=55433.4×1.89%=1047.69m3
(2)消防贮水量的计算(按10分钟计算)
W2=
=27m3
(3)总容积计算的计算
W=W1+W2=1047.69+27=1074.69m3
2、清水池容积的计算
(1)调节容积的计算
W3=8.37%×55433.4=4639.78m3
(2)消防容积的计算
W4=324m3
(3)给水处理系统生产自用水量
W5=10%Qd=5543.34m3
(4)安全储备量
W6=
(W3+W4+W5)=1751.19m3
总容积计算的计算
W=W3+W4+W5+W6=12258.31m3
6、管段设计流量计算
管段【1】、【4】为输水管,不参与配水,其计算长度为零。
管段【2】、【3】、【13】、【14】,为单侧配水,其计算长度按实际长度的一半计入。
其余均为双侧配水管段,均按实际长度计入。
各管段配水长度见表1-3
表1-3
管段编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
管段长度
300
860
1200
200
810
810
810
725
725
725
960
1200
1200
860
配水长度
0
430
600
0
810
810
810
725
725
725
960
1200
600
430
注:
表中管段长度和配水长度单位均为米。
(1)、集中节点流量计算
最高时集中用水量计算:
工业区I:
q=
=70.59
,位于节点(8),
工业区II:
q=
=96.59
位于节点(4)
(2)、比流量计算
ql=
=0.071
由泵站供水曲线,得泵站设计供水流量为:
水塔设计供水流量为:
各管段沿线流量分配按公式
计算,管段沿线流量及各节点设计流量计算计算结果见表1-4。
最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算表1-4
管段或节点编号
管选配水长度(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
722.17
-722.17
2
430
36.98
35.91
35.91
3
600
51.60
79.12
79.12
4
0
0.00
96.59
43.22
139.71
5
810
34.83
0.00
70.83
-70.83
6
810
69.66
84.62
84.62
7
810
34.83
158.89
158.89
8
725
31.22
70.59
74.30
144.89
9
725
62.35
34.10
34.10
10
725
31.22
75.47
75.47
11
960
82.56
41.41
41.41
12
1200
103.20
13
600
51.60
14
430
36.98
合计
7291
627.03
0.00
(1)流量分配初拟管径
由节点
(1)出发,分配环状管网设计流量,管段【2】和【7】均为主要供水管段,分配相等流量:
q2+q7=q1-Qj2=722.17-35.91=686.26
q2=q7=343.13
,
q2-Qj3=q3+q6=343.13-79.12=264.01
[6]处于垂直方向,考虑【2】发生事故时,流量从【6】绕过,且【3】靠近水塔,故【6】应多分配流量,
q6=0.7
264.01=184.81
,q3=264.01-184.81=79.20
q3+q4-Qj4=q5=10.32
。
q7-Qj8=q11+q8=343.13-144.89=189.24
[11]主要供水管段,分配较多的流量,
q11=0.7×189.24=132.47
q8=189.24-132.47=56.77
q14=q8-Qj9=56.77-34.10=22.67
q9+q12=q6+q11-Qj7=184.81+132.47-158.89=158.39
,
q9=q12=79.20
,
q13=q9+q14-Qj10=79.20+22.67-75.47=26.40
,
q10=q5+q12-Qj6=10.32+79.20-84.62=4.9
根据以上管段流量,初拟管径见下表:
表1-5
管段编号
1
2
3
4
5
6
7
设计流量(L/s)
722.17
343.14
79.2
70.38
10.32
184.81
343.13
经济流速(m/s)
2.6
2
0.8
0.8
0.2
1.1
2
计算管径(mm)
594.84
467.50
355.13
334.77
256.38
462.63
467.50
设计管径(mm)
2×450
450
350
2×250
250
450
450
管段编号
8
9
10
11
12
13
14
设计流量(L/s)
56.77
79.2
4.9
132.47
79.2
26.4
22.67
经济流速(m/s)
0.7
0.8
0.3
1
0.8
0.3
0.3
计算管径(mm)
321.42
355.13
144.25
410.79
355.13
334.82
310.26
设计管径(mm)
300
350
250
400
350
350
300
7、管网平差
1、
(1)计算管段阻力系数
S=10.67*L/(l^1.852*d^4.87)
压降h=s*q^1.852
等效管径d*=(N)^(n/m)*di
(2)水力分析图
将[1]暂时删除,其管段流量并到节点
(2)上、
(3)用改进的哈代-克罗斯平差法计算,优先平差闭合差较大的环:
表1-6
环号
管段编号
s
流量初分配
q(L/s)
h(m)
1
2
90.11
343.14
4.47
13.03
6
84.87
184.81
1.34
7.24
-11
188.51
-132.47
-1.52
11.50
-7
84.87
-343.14
-4.21
12.27
0.08
44.05
2
3
480.30
79.2
1.58
19.92
5
1950.00
10.32
0.15
14.25
-12
48.30
-79.2
-0.16
2.00
-6
84.87
-184.81
-1.34
7.24
0.23
43.41
3
11
188.51
132.47
1.61
12.12
9
290.18
79.2
0.95
12.03
-14
783.18
-22.67
-0.25
11.19
-8
660.24
-56.77
-1.17
20.62
1.13
55.95
-10.91
4
12
48.30
79.2
0.16
2.00
10
1745.71
4.9
0.03
6.76
-13
480.30
-26.4
-0.21
7.81
-9
280.18
-79.2
-0.92
11.62
-0.93
第一次平差
第二次平差
q(L/s)
h(m)
q(L/s)
h(m)
343.14
4.47
13.03
184.81
1.34
7.24
-121.56
-1.37
11.26
-343.13
-4.21
12.27
0.23
43.81
79.20
1.58
19.92
10.32
0.15
0.00
-93.49
-0.22
2.31
-184.81
-1.34
7.27
0.17
121.56
1.37
11.26
121.56
1.37
68.29
0.72
10.61
54.00
0.47
8.68
-33.58
-0.53
15.63
-33.61
-0.53
-67.68
-1.62
23.95
-67.71
-1.62
-0.05
61.45
-0.31
79.2
0.16
2.00
93.49
0.22
2.31
4.9
0.03
6.76
19.19
0.42
21.63
-26.4
-0.21
7.81
-12.11
-0.05
4.02
-68.29
-0.70
10.24
-54.00
-0.45
8.38
-0.71
26.82
0.13
14.29
(4)工况水力分析
节点水头、地面标高、自由水压计算表
假设9为控制点节点水头等于服务水头表1-7
节点编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
地面标高(m)
62.0
63.1
63.4
63.2
62.5
65.0
66.4
67.3
69.5
67.8
66.3
自由水压(m)
24.0
28.0
28.0
24.0
24.0
28.0
24.0
24.0
24.0
服务水头(m)
87.1
91.4
91.2
89.0
90.4
95.3
93.5
91.8
90.3
假设9为控制点节点水头等于服务水头,即H9=93.50m。
其余各节点自由水头由表1-6中的相应管段压降求得。
计算结果见下表。
表1-8
管段或节点编号
2
3
4
5
6
7
8
管段流量(L/s)
343.14
79.20
70.83
10.32
184.81
343.14
67.71
管内流速(m/s)
0.54
0.21
0.21
0.05
0.29
0.54
0.24
管段压降(m)
4.47
1.58
0.86
0.15
1.34
4.21
0.52
节点水头(m)
98.23
93.99
93.49
94.35
93.34
92.65
94.02
地面标高(m)
63.1
63.4
63.2
63.0
65.0
66.4
67.3
自由水头(m)
35.13
30.59
30.29
31.35
28.34
26.25
26.72
9
10
11
12
13
14
54.00
19.19
121.56
93.49
12.11
33.61
0.14
0.27
0.24
0.24
0.03
0.12
0.47
0.42
1.37
0.22
0.05
0.53
93.