广东省某城市的给水管网初步设计说明书.docx
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广东省某城市的给水管网初步设计说明书
给水工程课程设计
第一节设计任务及设计资料
工程概述：
本设计为广东省某城市的给水管网初步设计，该城市位于广东，A河的中下游。
城市分为Ⅰ、Ⅱ两个行政区，总共人口12.2万人；A河流将该城市分成两部分，每一部分都有一个工业区；城市中各工业企业对水质无特殊要求，城市楼房平均层数6层。
其基本资料具体如下。
一、设计资料
1．基本情况
该城市位于广东，A河的中下游。
城市分为Ⅰ、Ⅱ两个行政区，总共人口12.2万人；A河流将该城市分成两部分，每一部分都有一个工业区；房屋平均层数6层。
⒈条件图：
1：
5000城市平面图
2.城市居住房中的卫生设备情况：
Ⅰ区：
室内卫生设备情况（有给水、排水、淋浴、热水供应）；
Ⅱ区：
室内卫生设备情况（有给水、排水、淋浴、热水供应）；
3城市中房屋的平均层数：
Ⅰ区 6 层；Ⅱ区 6 层；
4工业用水情况：
城市中有下列工业企业，其位置在城市平面图；
① 工业区Ⅰ，生产用水量6000米3／天。
工人总数 3400 人，分 两 班工作，热车间占 41.18 ％
第一班 1700 人，使用淋浴者 1700 人；其中热车间 700 人
第二班 1700人，使用淋浴者 1700 人；其中热车间 700 人
②工业区Ⅱ，生产用水量8000米3／天。
工人总数 5100 人，分 两 班工作，热车间占 35.29 ％
第一班 2550 人，使用淋浴者 2550 人；其中热车间900人
第二班 2550 人，使用淋浴者 2550 人；其中热车间900人
5.给水水源：
A河
2．城市综合用水
城市综合用水变化曲线及时变化系数
用水时变化系数Kh=1.23。
时间
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
用水量%
2.82
2.79
2.93
3.06
3.13
3.78
4.93
5.13
5.11
4.81
4.64
4.52
时间
12-13
13-14
14-15
15-16
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
用水量%
4.49
4.45
4.45
4.55
5.11
4.92
4.9
4.71
4.29
4.04
3.42
3.02
二、设计任务
1.城市给水工程规划
2.城市输水管与给水管网设计
3.二级泵站设计
4.图纸。
给水管网布置及水厂选址
该城市有一条自西向东流的水量充沛，水质良好的河流，可以作为生活饮用水水源。
该城市的地势比较平坦没有太大的起伏变化。
城市的街区分布比较均匀，城市中各工业企业对水质无特殊要求。
因而采用统一的给水系统。
城市给水管网的布置取决于城市的平面布置、水源、调节构筑物的位置、大用户的分布等。
考虑要点有以下：
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钢管（管径）1000mm时）和铸铁管。
配水管网共设10个环，输配水管路布置如附图
（一）所示.
另外考虑到河流将该城市分成两半，为了安全供水起见在河流的上游铺设倒虹管，在其两岸应设阀门井，阀门井顶部标高应保证洪水时不被淹没。
井内有阀门和排水管等。
倒虹管顶在河床下的深度不小与0.5m，在航道线范围内不应小于1m，倒虹管使用钢管并须加强防腐措施。
对水厂厂址的选择，应根据下列要求，并且通过技术经济比较来确定：
（１）、给水系统布局合理；
（２）、不受洪水威胁；
（３）、有较好的废水排除条件；
（４）、有良好的工程地质条件；
（５）、有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；
（６）、少拆迁，不占或少占良田；
（７）、施工、运行和维护方便。
第二节给水管网设计计算
基础资料：
总人口（万）
绿地面积（万平米）
道路面积（万平米）
工业区Ⅰ总人数
其中高温车间人数
工业区Ⅱ总人数
其中高温车间人数
12.2
50
84
3400
1400
5100
1800
1．最高日用水量
城市最高日用水两包括综合用水、工业生产用水及职工生活用水及淋浴用水、浇洒道路和绿化用水、未预见用水和管网漏失水量。
该城市在广东，总人口12.2万人，查《室外排水设计规范》可知该城市位于一分区，为中小城市。
综合生活用水定额采用上限370L/cap.d
最高日综合生活用水量Q1：
Q1=qNf
Q1―—城市最高日综合生活用水，m３／d；
q――城市最高日综合用水量定额，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%
所以最高日综合生活用水为：
工业用水量为：
工厂职工生活用水量采用一般车间每人每班25L，高温车间每人每班35L计算，淋浴用水按一般车间每人每班40L，高温车间每人每班60L计算；
工厂生产用水量：
6000+8000=14000m３/d
工人生活用水量：
工厂Ⅰ＝0.025×2000+0.035×1400
＝99.00m3/d
工厂Ⅱ＝0.025×3300+0.035×1800
＝145.50m3/d
工人淋浴用水量：
=40×（1000+2550-900）/1000+60×（700+900）/1000×2
=404m3/d
工厂总用水量:
Q2＝14000+99+145.50+404
＝14648.50 m3/d
浇洒道路用水量Q3：
浇洒道路用水量按每平方米路面每次1.5L计算；每天浇洒3次。
所以浇洒道路用水量
Q3＝1.5×84×104×3/1000＝3780m３/d
绿化用水量Q4：
绿化用水量按2L/d.m2计算；
所以：
Q4＝2.0×50×104/1000=1000m３/d
城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的25%计算。
最高日设计流量Qd：
Qd ＝1.25×（Q1+Q2+Q3+Q4）
＝1.25×（45140+14648.5+3780+1000）
＝80710.63m３/d
消防用水量：
根据《建筑设计防火规范》该城市消防用水量定额为45L/s，同时火灾次数为2次。
城市消防用水量为：
２．最高时用水量
从表一城市用水量变化情况表中可以看出，15~16点为用水最高时，最高时用水量为：
Qh=3362.94m3/h=1459.77L/s
时间
时变化系数
综合生活用水
工业生产用水
淋浴用水
工厂职工用水
浇洒道路
绿地用地
未预见水
城市每小时用水量
m3/h
m3/h
m3/h
m3/h
m3/h
m3/h
m3/h
m3/h
m3/h
%
0-1
2.82
1272.95
202.00
368.74
1843.69
2.28
1-2
2.79
1259.41
314.85
1574.26
1.95
2-3
2.93
1322.60
330.65
1653.25
2.05
3-4
3.06
1381.28
345.32
1726.61
2.14
4-5
3.13
1412.88
353.22
1766.10
2.19
5-6
3.78
1706.29
426.57
2132.87
2.64
6-7
4.93
2225.40
1260
871.35
4356.75
5.40
7-8
5.13
2315.68
500.00
703.92
3519.60
4.36
8-9
5.11
2306.65
875.00
15.28
799.23
3996.17
4.95
9-10
4.81
2171.23
875.00
15.28
765.38
3826.89
4.74
10-11
4.64
2094.50
875.00
15.28
746.19
3730.97
4.62
11-12
4.52
2040.33
875.00
15.28
1260
1047.65
5238.26
6.49
12-13
4.49
2026.79
875.00
15.28
729.27
3646.33
4.52
13-14
4.45
2008.73
875.00
15.28
724.75
3623.76
4.49
14-15
4.45
2008.73
875.00
15.28
724.75
3623.76
4.49
15-16
4.55
2053.87
875.00
15.28
1260
1051.04
5255.19
6.51
16-17
5.11
2306.65
875.00
15.28
500.00
924.23
4621.17
5.73
17-18
4.92
2220.89
875.00
15.28
777.79
3888.96
4.82
18-19
4.9
2211.86
875.00
202.00
15.28
826.04
4130.18
5.12
19-20
4.71
2126.09
875.00
15.28
754.09
3770.47
4.67
20-21
4.29
1936.51
875.00
15.28
706.70
3533.48
4.38
21-22
4.04
1823.66
875.00
15.28
678.48
3392.42
4.20
22-23
3.42
1543.79
875.00
15.28
608.52
3042.59
3.77
23-24
3.02
1363.23
875.00
15.28
563.38
2816.89
3.49
合计
45140.00
14000.00
404.00
229.22
1000.00
16142.13
80710.63
100.00
表
（一）城市用水量变化情况表
2．清水池调节容积，二级泵站供水情况如下表：
清水池调节容积计算Kh=1.56
时间
用水量%
二泵站供水量%
一泵站供水量%
清水池调节容积％
0-1
2.28
2.28
4.17
-1.89
1-2
1.95
1.95
4.17
-2.22
2-3
2.05
2.05
4.16
-2.11
3-4
2.14
2.14
4.17
-2.03
4-5
2.19
2.19
4.17
-1.98
5-6
2.64
2.64
4.16
-1.52
6-7
5.40
5.40
4.17
1.23
7-8
4.36
4.36
4.17
0.19
8-9
4.95
4.95
4.16
0.79
9-10
4.74
4.74
4.17
0.57
10-11
4.62
4.62
4.17
0.45
11-12
6.49
6.49
4.16
2.33
12-13
4.52
4.52
4.17
0.35
13-14
4.49
4.49
4.17
0.32
14-15
4.49
4.49
4.16
0.33
15-16
6.51
6.51
4.17
2.34
16-17
5.73
5.73
4.17
1.56
17-18
4.82
4.82
4.16
0.66
18-19
5.12
5.12
4.17
0.95
19-20
4.67
4.67
4.17
0.50
20-21
4.38
4.38
4.16
0.22
21-22
4.20
4.20
4.17
0.03
22-23
3.77
3.77
4.17
-0.40
23-24
3.49
3.49
4.16
-0.67
合计
100.00
0.00
100.00
12.82
因此清水池调节容积按最高日用水量的12.82%计算
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
W=W1+W2+W3+W4
W－清水池总容积m3；
W1－调节容积；m３；
Ｗ２－消防储水量m３，按2小时火灾延续时间计算；
W3－水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水，取最高日用水量的10%计算；
W4－安全贮量按W1+W2+W3取整后计算
W1+W2+W3＝64568.5×12.82%+0.09×2×3600+64568.5×10%
＝15382.53m３
故W4取15382.53-15000=382.53m３
因此：
清水池总容积W：
W＝15382+382.53
＝15765.06 m３
取整数为：
W=16000m３
清水池应设计成体积相同的两个，如仅有一个，则应分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。
5．一、二级泵站的供水曲线：
根据该城市的用水量变化情况，一级泵站一天工作24小时平均供水，二级泵站工作分两级：
6时~20时，二级泵站运转，流量占最高日用水量的5.82%，其他时间20~次日6时二级泵站运转流量占最高日用水量的2.67%，城市最高日用水变化曲线图如下：
最大时用水小时用水变化曲线
三、管网水力计算
（一）集中用水量
集中用水量主要为工厂的生产用水量和职工生活用水量，当工人淋浴时间与最大时供水重合时淋浴用水也应该计入集中用水量，否则不计入集中用水量。
从表
（一）城市用水量变化情况表中可知：
最大时集中流量为：
（一）比流量计算
Qh——为最高日最大时用水量L/s
∑q——为大用户集中流量L/s
∑L——管网总的有效长度m
（二）沿线流量计算
qi-j＝qsＬi-j
Ｌi-j—有效长度；m
qs—比流量
沿线流量计算表
管段编号
图纸上长度（mm）
实际长度（m）
有效长度（m）
沿线流量（m３/s）
1-2
159.05
795
398
45.16
1-10
199.64
998
499
56.68
2-9
196.29
981
981
111.46
10-9
168.11
841
420
47.73
2-3
154.54
773
386
43.88
3-8
185.54
928
928
105.36
8-9
159.1
796
398
45.17
21-4
152.91
765
382
12.98
3-21
110.65
553
277
30.61
4-7
180.09
900
450
51.13
7-8
143.57
718
178
20.19
4-5
121.46
607
304
34.48
5-6
176.67
883
442
50.16
6-7
84.74
424
212
24.06
11-12
104.58
523
261
29.69
11-20
123.76
619
398
45.25
12-19
128.77
644
644
73.12
20-19
95.54
478
239
27.13
12-13
150.82
754
377
42.82
13-18
138.15
691
541
61.46
18-19
136.63
683
342
38.79
13-14
127.7
639
319
36.26
14-17
146.12
731
365
41.49
17-18
130.06
650
154
17.50
14-15
161.39
807
244
27.72
15-16
153.91
770
385
43.70
16-17
170.9
855
427
48.52
17-21
90.45
452
0
0.00
2-19
83.8
419
0
0.00
5-16
102.94
515
0
0.00
合计
10676
1212.47
（四）节点流量
qi＝α∑q１ 折算系数取α＝０.５
节点流量表
节点
节点流量（L/s）
节点
节点流量（L/s）
1
50.92
11
37.47
2
100.25
12
72.82
3
89.92
13
70.27
4
49.30
14
52.73
5
42.32
15
35.71
6
37.11
16
46.11
7
47.69
17
53.75
8
85.36
18
58.87
9
102.18
19
69.52
10
52.20
20
36.19
21
21.79
（五）管网平差
1．环状管网流量分配计算
根据节点流量进行管段的流量分配
.分配步骤：
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。
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。
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。
3．管径的确定
管径与设计流量的关系：
q＝Ａv＝πＤ2v／４
Ｄ＝（4q/πv）
公式中D—管段管径，m；
q—管段计算流量，m３/s；
Ａ—管段过水断面面积，m２
v—设计流速，m/s；
设计中按经济流速来确定管径进行平差，确定实际管径。
平均经济流速与管径的确定
管径／mm
平均经济流速／（m/s）
Ｄ＝100～400
D≥400
0.6～０.9
0.9～1.4
流量分配如下：
1.．最大时流量初步分配
最大时设计流量1459.77L/s，流量初步分配如下表：
最大时流量分配
环
编号
管长
管径
流量初步分配
影响
0.01
10
4
1
1-2
795
350
-65.92
21
1-10
998
200
-15.00
21
2-9
981
150
20.00
2
10-9
841
300
37.20
21
4
2
2-3
773
500
-266.17
9
3-8
928
200
30.00
3
8-9
796
400
119.38
21
2-9
981
150
-20.00
1
5
3
3-21
539
700
-386.09
9
4-7
900
400
30.00
4
21-4
229
700
-607.88
10
3-8
928
200
-30.00
2
7-8
718
500
174.73
21
4
4
4-5
607
800
-793.06
10
5-6
883
600
229.53
21
6-7
424
600
192.42
21
4-7
900
400
-30.00
3
4
5
11-12
523
250
-22.47
21
11-20
619
200
15.00
21
12-19
644
200
-20.00
6
20-19
478
300
51.19
21
4
6
12-13
754
350
-75.29
21
13-18
691
250
-20.00
7
18-19
683
350
60.71
9
12-19
644
200
20.00
5
4
7
13-14
639
400
-125.56
21
14-17
731
250
-20.00
8
13-18
691
250
20.00
6
17-18
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500
135.58
9
4
8
14-15
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450
-158.29
21
15-16
770
500
-194.00
21
16-17
855
600
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10
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731
250
20.00
7
6
9
2-19
419
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80.00
21
19-18
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350
-60.71
6
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500
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7
17-21
452
400
-200.00
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