给水管网设计.docx
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给水管网设计
绪论
第一章给水管网设计用水量计算
第二章管定线与方案设计
第三章其他说明
绪论
一、设计任务
陕西省安康市给水管网工程初步设计
二、设计要求
1）设计方案合理，安全可靠，运行管理方便。
2）计算说明书完整，计算正确，条理清楚，编排合理，语言规范，书写工整，装订整齐。
3）图纸应能准确表达设计图意，图面布置合理，图面整洁，规范，线条清晰，复合制图标准，并用工程字注文。
4）独立思考，遵纪守律，按时作息，独立完成。
三、设计原始资料
1.城市地理资料
该城市位于陕西省南部地区，汉江中游，黄洋河从城中穿过汇入汉江，将城市分为河南和河北两个行政区。
河南区：
规划人口数10万人，房屋平均层数为4层；
河北区：
规划人口数18万人，房屋平均层数为5层；
2.自然资料
（1）地质：
该城市土壤种类为黏质土，地下水位线高程为508.43米。
（2）降水：
年平均降水量为816.5mm。
（3）气温：
年平均19.2℃，最热月平均33.5℃，最冷月平均5.8℃。
（4）常年主导风向：
东北风。
（5）地震烈度：
6级。
（6）水文资料：
在黄洋河汇流处汉江上游1km处设有一座水文站，历史最高洪水位高程510.55米；98%保证率的枯水位高程504.25米，常水位高程507.62米。
河面比降：
汉江为2.8‰，黄洋河为5.5‰.汉江多年平均流量为854.5m³/s，流速1.8～3.2m/s，江水水质满足地表水Ⅱ类水质标准。
3.工程资料
（1）工业企业：
具体位置见城市总规划图，用水量情况见下表：
表3.1工业企业用水情况汇总表
序号
名称
用水量（m3/d）
用水时间
备注
序号
名称
用水量
（m³/d）
用水时间
水质为生活饮用水，水压无特殊要求
1
钢铁厂
4200
全天均匀使用
水质为生活饮用水，水压无特殊要求
2
化工厂
3500
全天均匀使用
水质为生活饮用水，水压无特殊要求
3
车辆厂
2600
8～24h均匀使用
水质为生活饮用水，水压无特殊要求
4
制药厂
1600
8～16h均匀使用
水质为生活饮用水，水压无特殊要求
5
针织厂
800
8～16h均匀使用
水质为生活饮用水，水压无特殊要求
6
啤酒厂
2500
全天均匀使用
水质为生活饮用水，水压无特殊要求
7
食品厂
900
8～24h均匀使用
水质为生活饮用水，水压无特殊要求
8
肉联厂
630
8～16h均匀使用
水质为生活饮用水，水压无特殊要求
（2）最高日城市综合生活用水每小时用水量占最高日用水量的百分比情况如下表所示：
表3.2城市综合生活用水情况表
时间
小时用水量占最高日用水量（%）
时间
小时用水量占最高日用水量（%）
时间
小时用水量占最高日用水量（%）
0:
00～1:
00
1.82
8:
00～9:
00
5.92
16:
00～17:
00
5.57
1:
00～2:
00
1.62
9:
00～10:
00
5.47
17:
00～18:
00
5.63
2:
00～3:
00
1.65
10:
00～11:
00
5.40
18:
00～19:
00
5.28
3:
00～4:
00
2.45
11:
00～12:
00
5.66
19:
00～20:
00
5.14
4:
00～5:
00
2.87
12:
00～13:
00
5.08
20:
00～21:
00
4.11
5:
00～6:
00
3.95
13:
00～14:
00
4.81
21:
00～22:
00
3.65
6:
00～7:
00
4.11
14:
00～15:
00
4.92
22:
00～23:
00
2.83
7:
00～8:
00
4.81
15:
00～16:
00
5.24
23:
00～24:
00
2.01
（3）用水量标准
最高日综合生活用水量定额为182L/人·d,用水普及率为95%。
浇洒道路和大面积绿化用水量取总用水量（生活+工业）的3.5%，用水时间为每天8～10时和15～17时。
未预见和管网漏失水量取总用水量（生活+工业+绿化）的20%。
消防用水量按照相关设计规范计算。
（4）考虑在城市河南区东郊高地上建设一座高位调节水池。
（5）控制点自由水头为28米。
第一章给水管网设计用水量计算
1.1管网设计用水量计算
1.1.1最高日设计用水量计算
城市用水量包括综合生活用水、工业生产用水、消防用水、浇洒道路和绿地用水、未遇见用水和管网漏失量。
（1）城市最高日综合生活用水量：
=
=
=50960（m³/d）
由于该城市的用水普及率为95%，则：
=95%
=95%
50960=48412（m³/d）
（2）工业生产用水量：
=
=4200+3500+2600+1600+800+2500+900+630+800=17530
（m³/d）
（3）浇洒道路和大面积绿化用水：
=（
+
）
3.5%
=（48412+17530）
3.5%=2307.97（m³/d）
（4）未预见水量和管网漏失水量：
=（
+
+
）
20%
=（48412+17530+2307.97）
20%=13649.994（m³/d）
（5）消防用水量：
城市规划总人口数为28万，查附表3知消防用水定额为55（L/s）,同时火灾次数为2，则消防用水量为：
=2
55=110（m³/d）
（6）最高日设计用水量：
=
+
+
+
=48412+17530+2307.97+13649.994=81899.964（m³/d）
1.1.2最高时用水量计算
城市最高日用水量变化情况见下表:
表1.1城市最高日用水量变化情况
城市最高日小时用水量
时间
小时用水量占最高如用水量百分比（%）
综合生活用水（m3/h）
工业用水（m3/h）
浇洒道路和大面积绿化用水（m3/h）
未预见和管网漏失水量（m3/h）
城市每小时用水量
l/s
%
0:
00～1:
00
1.82
881.10
458.34
0.00
568.75
530.05
2.33
1:
00～2:
00
1.62
784.27
458.33
0.00
568.75
503.15
2.21
2:
00～3:
00
1.65
798.80
458.33
0.00
568.75
507.19
2.23
3:
00～4:
00
2.45
1186.09
458.34
0.00
568.75
614.77
2.70
4:
00～5:
00
2.87
1389.42
458.33
0.00
568.75
671.25
2.95
5:
00～6:
00
3.95
1912.27
458.33
0.00
568.75
816.49
3.59
6:
00～7:
00
4.11
1989.73
458.34
0.00
568.75
838.01
3.68
7:
00～8:
00
4.81
2328.62
458.33
0.00
568.75
932.14
4.10
8:
00～9:
00
5.92
2865.99
1055.83
576.99
568.75
1407.66
6.19
9:
00～10:
00
5.47
2648.14
1055.84
576.99
568.75
1347.14
5.92
10:
00～11:
00
5.4
2614.25
1055.83
0.00
568.75
1177.45
5.18
11:
00～12:
00
5.66
2740.12
1055.83
0.00
568.75
1212.42
5.33
12:
00～13:
00
5.08
2459.33
1055.84
0.00
568.75
1134.42
4.99
13:
00～14:
00
4.81
2328.62
1055.83
0.00
568.75
1098.11
4.83
14:
00～15:
00
4.92
2381.87
1055.83
0.00
568.75
1112.90
4.89
15:
00～16:
00
5.24
2536.79
1055.84
576.99
568.75
1316.21
5.79
16:
00～17:
00
5.57
2696.55
677.08
576.99
568.75
1255.38
5.52
17:
00～18:
00
5.63
2725.60
677.08
0.00
568.75
1103.17
4.85
18:
00～19:
00
5.28
2556.15
677.09
0.00
568.75
1056.11
4.64
19:
00～20:
00
5.14
2488.38
677.08
0.00
568.75
1037.28
4.56
20:
00～21:
00
4.11
1989.73
677.08
0.00
568.75
898.77
3.95
21:
00～22:
00
3.65
1767.04
677.09
0.00
568.75
836.91
3.68
22:
00～23:
00
2.83
1370.06
677.08
0.00
568.75
726.64
3.19
23:
00～24:
00
2.01
973.08
677.08
0.00
568.75
616.36
2.71
∑
100
48412.00
17530.00
2307.97
13649.99
22749.99
100.00
上表中可知，用水高峰为8:
00～9:
00，即用水最大时用水量为1407.66L/s。
根据表1.1绘制最高日水量变化曲线，如“图1.1”。
图1.1安康市用水量变化曲线
根据变化曲线图进行二泵站的供水分级，则：
一级时间段为8:
00～21:
00，二级为21:
00～8:
00。
各级的供水量占最高日用水量的百分比分别为5.13%、3.03%。
最高日用水量在8～9时：
=
6.19%
=81899.96
6.19%=5069.60m³/h=1407.65（L/s）
管网中设置水塔或高位水池，供水泵站设计水量为：
=1407.66×
=1166.60（L/s）
水塔或高位水池的设计供水量为：
1407.66
（6.19%-5.13%）=241.05（L/s）
水塔或高位水池的最大进水流量（20～21点，即最高转输时）为：
1407.66
（5.13%-3.95%）=268.44（L/s）
1.2清水池和高位水池调节容积的计算
表4.2清水池和高位水池调节容积的计算详见表
时间
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:
00～1:
00
4.17
3.03
2.33
1.14
1.14
1.84
1.84
0.70
0.70
1:
00～2:
00
4.17
3.03
2.21
1.14
2.28
1.96
3.80
0.82
1.52
2:
00～3:
00
4.16
3.03
2.23
1.13
3.41
1.93
5.73
0.80
2.32
3:
00～4:
00
4.17
3.03
2.70
1.14
4.55
1.47
7.20
0.33
2.65
4:
00～5:
00
4.17
3.03
2.95
1.14
5.69
1.22
8.42
0.08
2.73
5:
00～6:
00
4.16
3.03
3.59
1.13
6.82
0.57
8.99
-0.56
2.17
6:
00～7:
00
4.17
3.03
3.68
1.14
7.96
0.49
9.47
-0.65
1.51
7:
00～8:
00
4.17
3.03
4.10
1.14
9.1
0.07
9.55
-1.07
0.45
8:
00～9:
00
4.16
5.12
6.19
-0.96
8.14
-2.03
7.52
-1.07
-0.62
9:
00～10:
00
4.17
5.13
5.92
-0.96
7.18
-1.75
5.77
-0.79
-1.41
10:
00～11:
00
4.17
5.13
5.18
-0.96
6.22
-1.01
4.76
-0.05
-1.46
11:
00～12:
00
4.16
5.13
5.33
-0.97
5.25
-1.17
3.59
-0.20
-1.66
12:
00～13:
00
4.17
5.13
4.99
-0.96
4.29
-0.82
2.78
0.14
-1.51
13:
00～14:
00
4.17
5.13
4.83
-0.96
3.33
-0.66
2.12
0.30
-1.21
14:
00～15:
00
4.16
5.13
4.89
-0.97
2.36
-0.73
1.39
0.24
-0.97
15:
00～16:
00
4.17
5.13
5.79
-0.96
1.4
-1.62
-0.23
-0.66
-1.63
16:
00～17:
00
4.17
5.13
5.52
-0.96
0.44
-1.35
-1.58
-0.39
-2.02
17:
00～18:
00
4.16
5.13
4.85
-0.97
-0.53
-0.69
-2.27
0.28
-1.74
18:
00～19:
00
4.17
5.13
4.64
-0.96
-1.49
-0.47
-2.74
0.49
-1.25
19:
00～20:
00
4.17
5.13
4.56
-0.96
-2.45
-0.39
-3.13
0.57
-0.68
20:
00～21:
00
4.16
5.13
3.95
-0.97
-3.42
0.21
-2.92
1.18
0.50
21:
00～22:
00
4.17
3.03
3.68
1.14
-2.28
0.49
-2.43
-0.65
-0.15
22:
00～23:
00
4.17
3.03
3.19
1.14
-1.14
0.98
-1.45
-0.16
-0.31
23:
00～24:
00
4.16
3.02
2.71
1.14
0.00
1.45
0.00
0.31
0.00
∑
100
100
100
调节容积=12.52
调节容=12.68
调节容积=4.75
第二章管定线与方案设计
2.1给水管网定线
出于城市供水安全考虑，本设计采用单水源环状管网给水系统，在管网中设置一座供水泵站和一座高位调节水池，以满足城市供水要求。
城市管网定线是指在地形平面图上确定管线的走向和位置。
管网定线取决于城市的平面布置，供水区的地形，水源和调节构筑物位置，街区和用户特别是大用户的分布，河流、铁路、桥梁等的位置等。
定线时，干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户的水流方向基本一致，循水流方向以最短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。
干管的间距，可根据街区情况，采用500～800m。
v干管延伸方向与二泵站输水到水池,水塔,大用户的水流方向基一致;
v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,可以通过它重新分配流量从而缩小断水的范围,提高供水管网的可靠性;
v为保证安全供水,采用两条输水管进行双线输水.
v注:
给水管网具体定线见总平面图。
重力流供水时，经济流速由地势高差确定（水头损失应小于可利用的水压高差）。
2.2给水管网水力计算
2.2.1集中流量计算
集中流量主要从管网中一点取水,且用水流量较大的用户、工业企业、大型公共建筑等用水均可作为集中流量考虑,根据附表1计算集中流量结果如下表:
表2.1集中流量一览表
名称
钢铁厂
化工厂
车辆厂
制药厂
针织厂
啤酒厂
食品厂
肉联厂
火车站
节点
（6）
（7）
（5）
（13）
（2）
（9）
（10）
（21）
（3）
用水量（l/s）
48.61
40.51
45.14
55.56
27.78
28.94
15.63
21.88
9.26
用水量
（m³/d）
4200
3500
2600
1600
800
2500
900
630
800
∑q
=293.29（L/s）
2.2.2沿线流量计算
表2.2各管段长度及配水长度表
管段编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
管长（m）
790
750
770
960.00
680
370
590
280
350
配水长度（m）
0
0
539
480
0
0
0
0
175
管段编号
10
11
12
13
14
15
16
17
18
管长（m）
610
480
290
800
800
800
1070
1070
580
配水长度（m）
610
480
145
640
800
400
749
749
580
管段编号
19
20
21
22
23
24
25
26
27
管长（m）
1090
1100
440
110
1090
580
440
440
440
配水长度（m）
1090
1100
440
110
1090
580
440
440
440
∑L=12077m
按管段配水长度进行沿线流量分配，先计算比流量[L/（s·ｍ）]：
=
=
=0.09227L/（s·ｍ）
各管段沿线流量分配和各节点流量计算见下表
表2.3各管段沿线流量分配和各节点流量表
管段及节点流量分配
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
0
0.00
0.00
1166.60
-1166.60
2
0
0.00
27.78
54.39
82.17
3
539
49.73
9.26
83.92
93.18
4
480
44.29
40.60
40.60
5
0
0.00
45.14
0.00
45.14
6
0
0.00
48.61
0.00
48.61
7
0
0.00
40.51
0.00
40.51
8
0
0.00
0.00
241.05
-241.05
9
175
16.15
28.94
26.53
55.46
10
610
56.29
15.63
70.77
86.40
11
480
44.29
87.20
87.20
12
145
13.38
63.39
63.39
13
640
59.05
55.56
36.22
91.77
14
800
73.82
131.90
131.90
15
400
36.91
155.89
155.90
16
749
69.11
71.05
71.05
17
749
69.11
25.37
25.37
18
580
53.52
75.66
75.66
19
1090
100.58
97.35
97.35
20
1100
101.50
47.06
47.06
21
440
40.60
21.88
47.06
68.93
22
110
10.15
/
/
/
/
23
1090
100.58
/
/
/
/
24
580
53.52
/
/
/
/
25
440
40.60
/
/
/
/
26
440
40.60
/
/
/
/
27
440
40.60
/
/
/
合计
12077
1114.37
293.29
1114.37
1407.65
0.00
2.2.3管段流量初分配
管段流量初分配情况见下图：
2.2.4管段设计直径计算
根据出分配流量和经济流速确定合适的管径。
经济流速的确定原则:
v大管径取较大的流速，小管径取较小的流速。
v设计流量较小时，取较大的经济流速，设计流量较大时，取较小的经济流速。
v从泵站到控制点（水压最难满足的节点（地势较高处的节点））的管线取较小的经济流速。
（降低水头损失，利于满足控制点的自由水头）
v管道造价（指管材价格、施工费用）较高而电价较低的地区取较大的经济流速，反之，取较小的经济流速。
v重力流供水时，经济流速由地势高差确定（水头损失应小于可利用的水压高差）。
v多水源供水的分界区要适当放大管径。
v水厂与水塔之间的管段要适当放大管径。
根据管段设计流量初分配结果进行管段设计管径计算，为了提高供水可靠性，管段[1]采用并行双管,根据经济流速计算出管径后,按邻近原则选取标准管径,
管段直径设计计算结果详见下表：
表2.4管段直径设计计算结果
管段编号
设计流量（L/s）
经济流速
（m/s）
计算管径（mm）
设计管径（mm）
1
583.30
1.1
821.68
900*2
2
241.05
1.1
528.22
600
3
350.00
1
667.56
700
4
120.00
0.9
412.03
600
5
20.89
0.6
210.55
400
6
24.25
0.6
226.85
300
7
72.86
0.6
393.21
400
8
127.68
0.9
425.01
500
9
130.73
1
407.98
400
10
178.89
1
477.25
500
11
129.27
0.9
427.64
400
12
642.66
1.1
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