《给水管网工程》课程设计南方某城镇给水管网初步设计Word文件下载.docx

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300

180

320

450

380

250

150

260

360

270

400

200

350

520

第二部分：

设计说明书

第一章给水管网设计与计算

2.1.1给水方案确定

1、水源与取水点的选择

所选水源为城市南面河流。

取水点应该选在水质良好的河段，也就是河流的上游，并且靠近用水区。

2、取水泵站的位置

定在取水点附近，即上游河岸，用以抽取原水，可考虑和水池建在一起。

3、水厂厂址选择

水厂厂址应该选在不受洪水威胁，卫生条件好的地方，也就是河流的上游。

由于取水点距离用水区较近，所以水厂设置在取水泵站附近，或者可考虑与取水泵站建在一起。

4、输水管渠定线

①沿着现有道路

②循水流方向，尽量缩短输水距离

③充分利用地形高差，优先考虑重力输水。

但是由于取水点选在城市南面的河流,地势较低，所以输水方式只考虑压力输水。

④本设计是单水源供水，为保证供水安全性，采用双管输水。

5、管网布置

①干管延伸方向应和二级泵站到大用户的方向一致。

②干管和干管之间用连接管连接形成环状网。

③干管按城市规划道路定线，但尽量避免在高级路面或重要道路下通过；

尽量少穿越铁路。

④干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度。

⑤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。

⑥干管布置的主要方向按供水主要流向延伸，输水干管应尽可能靠近大用户如工

Fo

⑦管网布置必须保证供水安全可靠，尽可能布置成环状。

6、管网定线方案比较

对各个小图形创建面域，然后通过UNl把各个区域创建成一个整体，从而得出一区：

留择对象：

REGION图层：

LAYERl

空间：

模型空间

句柄=£

651

面积：

1199069.8568

周良：

32033.5106

边界框：

边界下限X=41282.1076,Y=13532.1229,Z=0.0000

边界上限X=44206.2434,Y=14552.1963,Z=0.0000

面积为1199069.8568mm2

二区：

选择对象：

句柄=f4c0

693904.4190

周长:

21057.2999

边界下限X=41283.2827,Y=12402.1892,Z=0.0000

边界上限X=42779.7326,Y=13444.9534,Z=0.0000

面积为：

693904.4190mm2三区：

选择对象:

句柄=f63d

852587.5927

周长：

19401.2545

边界下限X=42829.6604,Y=12415.3540,Z=0.0000

边界上限X=44265.0424,Y=13822.4190,Z=0.0000

852587.5927mm2

根据计算，此城市为中小城市，城区总面积约为274ha,地形较平缓，考虑采用水泵直接供水，中途不设调节构筑物，如水塔，高地水池等。

由于城中心有铁路穿过，故考虑尽量减少管道过铁路的数量，但考虑供水可靠性，保证一区用水量及水压条件，考虑采用不多于3条管道穿过铁路。

现有以下两个方案：

方案一：

6

5

8

j15

Z

41

囱回叵］叵］回

59

5j

θ项

91

33

92

≡

□3

pð

rwfɪi回回户[nβj3^

阿ΓnΓl⅜Γi0Γ∣

一\叵网回国

lɪls所画画阿lɪl塞园回国叵

I18]向OO

1;

1951

工[∏∏1rτπr~ι2

方案二:

MQ口Qt_

Nlɪ]Lk'

-∙.u

99

13

97

二，二

96

闽叵回回国

二二

95

72卜I7；

85

88

86

87

ra叵

I口L¾

u[Z^¾

^98

47

国

I66

3

ɪrɪoɪl

M回θ回网El

SSB0≡

93

国I95I『藁TT号f~g8T

[ɪŋll「1061

ItK国画国画

p06^∣回∖J^Jγ∏6~]3IΠ^

89

94

110

方案比较：

（1）相同点：

两种方案均采用2条干管穿越铁路，干管呈横向，采用统一供水系统，整个管网形成7个环，保证事故时供水的可靠性；

干管尽可能靠近大用户，以减少配水管的数量，满足经济性。

当局部管线损坏时，断水范围较小。

（2）异同点：

①第一种方案中两条输水干管均靠近水厂一侧，便于管理；

两者共同承担着把水从水厂输配给一区的任务，两条管分配的流量相近，管径也相近；

管网所现成的7个环大小差不多，即供水面积差不多，分配水均匀。

②第二种方案中有一条输水干管远离水厂不便于管理；

当其中一条干管损坏时，断

水范围较大，影响范围较广；

中间的那一环服务面积较其它环大，配水不均匀。

综上所述，两种给水管网定线均能满足设置原则的要求，都是较好的方案。

但考虑经济性和供水可靠性，以及由于该城市为中小城市，人口数较少，权衡安全性和管理维护方便性，选择方案一。

2.L2城市用水量计算

1、最ι⅛日用水量

城市用水量包括：

综合生活用水、工业生产用水和工人生活用水、消防用水、浇洒道路和绿地用水、未预见水量和管网漏失量。

根据设计资料，三个区的人口密度分别为：

分区

人口密度（cap/ha）

居住面积ha

人口数

一区

∏9.91—

64751―

二区

69.39—

46491―

三区

85.26—

40925-

合计

152167-

根据该城市的人数查附录附表1（b）判断此城市为中小城市，且位于南方，故其最高日居民综合生活用水定额取220〜370L∕cap∙d,由于城市分为三个区，根据各区人口及大用户数，一区综合生活用水定额取320L∕cap∙d,二区取270L/cap∙d,三区取300L/cap∙d,用水普及率取100%,用水时变化系数取1.6。

A、综合生活用水量

计算公式：

Q=q∙N∙f

式中，q最ι⅛日综合生活用水定额，L/（d•人）；

f——给水用水普及率，%;

N——设计年限内计划人口数。

则各区综合生活用水量：

一区：

Q一区=320X64751X100%=20720.32m3∕d;

Q二区=270X46491X100%=12552.57m3∕d;

三区：

Qξk=300×

40925×

100%=12277.5m3∕d;

最高日综合生活用水总量：

Q生活=20720.32+12552.57+12277.5=45550.38m3∕d=527.2L∕s

B、工业用水量

根据规范，高温车间生活用水定额为35L∕cap•班，一般车间为25L/cap•班，；

根据附表2,高温车间淋浴用水定额为60L/cap•班，一般车间为40L/cap•班，淋浴时间视为下班后1小时内完成，则时变化系数为1;

生产用水时变化系数取1。

a、工业生产用水量：

Q1=[180+150+200]×

3=1590m3∕d;

b、工业工作人员生活用水量：

1000

QI必宜

式中，n-每日班制，本设计中工厂分三班制；

N1-每班人数；

Q1—用水定额，热车间取35L/（人*班），一般车间取25L/（人*班）。

Q2=E（320+260+350）×

0.035+（450+360+520）×

0.025]×

3=197.40ma∕d;

c、工厂工作人员淋浴用水量：

Q-=J

IOOO

式中，n一每日班制，本设计中工厂分三班制；

N一每班淋浴人数，见题给设计资料附表二；

qi-用水定额，热车间取60L/（人*班），一般车间取40L/（人*班）。

Q3=E（300×

0.060+380×

0.040）+（250×

0.060+270×

0.040）+（320X0.060+400×

0.040）]×

3=282,6m7do

工业总用水为：

Qir=1590+197.4+282.6=2070m3∕d=23.96L/s

C、浇洒道路及绿化用水量

根据新规范，道路浇洒用水量一般为2.0〜3.0L∕（d∙m?

）,取2.5L∕（d∙m2）;

绿化用水量采用1.0〜3.0L∕（d∙m2）,取2.0L∕（d∙m?

）。

总面积为274ha,道路覆盖率为0.10,绿化覆盖率为0.15,经计量得，道路面积约为27.4ha,绿化面积约为41.Iha。

故Q浇洒=2.5×

27.4×

IO4×

10-3=685m3∕d,

Q绿化=2.0X41.lX104χi0-3=822ι∏3∕d°

除了上述各种用水外，再增加相当于最高日用水量的15%—25羔的未预见水量和管网漏失量，这里取值20%。

因此，最高日用水总量：

Qd=1∙2×

（Q生活+Q工厂+Q浇洒+Q绿化）=1.2X（45550.38+2070+685+822）=58952.86m3∕d,

2、最高日最高时用水量（时变化系数取1.6）

Qh=58952.86×

1.6×

1000/（24X3600）=1091.72L/s

2.1.3给水管网水力计算

1、集中流量计算

ɪrl:

Qn=[（180×

1000+320×

35+450×

25）/（8×

3600）+（300×

60+380×

40）/3600]×

1.6=26.00L∕s

XF2：

Qγ2=[（150×

1000+260×

35+360×

3600）+（250×

60+270×

1.6=20.80L∕s

工厂3：

Qγ3=[（200×

1000+350×

35+520×

3600）+（320×

60+400×

1.6=28.16L∕s

2、比流量计算

q=βz∑Hs∑/

式中，qs—比流量，L/（s∙m）；

Q—管网总用水量，L/s；

Σq一大用户集中用水量总和，L/s,即火车站用水量总和；

∑1-干管总长度，m,不包括穿越广场无建筑物地区的管线；

只有一侧配水的管线，长度按一半算。

_0-∑q_109L72—26.00—20.80—28.16

：

Qs-∑1-133713、沿线流量计算

＜71=qsl

式中，Qi——沿线流量，L/s；

Qs比流量，L∕（s∙m）;

1——该管段的长度，m。

各管段沿线流量计算结果:

沿线流量计算表

序号

管段

管段长度（m）

计算管段长度（m）

比流量（L∕（m*s））

沿线流量（L∕s）

~T~

1-2

697

0.076

52.97

2-3

750

57.00

3-4

830

63.08

4

5~6

6-7

688

52.29

7-8

844

64.14

7

9-10

708

53.81

10-11

690

52.44

9

11-12

871

436

33.14

10

13-14

699

53.12

11

14-15

687

52.21

12

15-16

823

62.55

1-5

469

35.64

14

2-6

15

3-7

562

42.71

16

4-8

663

50.39

17

5-9

578

289

21.96

18

6-10

19

9-13

594

45.14

20

10-14

21

11-15

564

42.86

22

12-16

329

25.00

4、节点流量计算

qi=0.5∑¾

=Q.5q^li,其中节点1、10、15有集中流量，分别为26.OOL∕s,,

20.80L∕s,28.16L∕s,把集中流量附加到附近的节点流量处。

各节点流量计算结果：

节点流量计算表

节点编号

沿线折算流量（L∕s）

集中流量（L∕s）

节点流量（L∕s）

I

44.30

26.00

70.30

72.90

81.40

56.74

55.28

81.53

79.67

57.26

60.45

86.78

20.80

107.58

64.22

29.07

49.13

75.34

78.91

28.16

107.07

43.78

注：

各节点流量的总和等于最高日最高时用水量1091.72L∕so

5、管网平差

根据节点流量进行管段流量初次分配，查课本92页界限流量表初步确定管径，进行管网平差。

（1）初步分配流量

根据管网最高日最高时用水量1091.72L∕s以及各节点流量，拟定各管段的流向，按照最短线路供水原则并考虑可靠性要求进行流量分配，分配时每一节点满足q1+Σqlj=0的条件。

分配时几条平行的干线分配较大流量，与干线垂直的连接管分配较少的流量，由此得出每一管段的初步分配流量见下图。

/493彳50/+34687-350

1334.511481.65

OOOO

⅛∙5156

S?

∞S-

χ107.07

823-200———23.71

43.78

60-45708-350

83.，

/10八58692450

10162.49

55.28

697-500

009—8Zg6

Ooz—69一

227.71

70∙30697-700

I510.71

一6⅛∞aOog—621

'

8L53688-350

56.17

750-500

—►~∖

218.90'

E6b

Oo1*99

830-350

---

80.68

29.07

871-300

49714

844-250

33.32

L（m）-DN（ɪnɪn）

A

Q（L∕s）-h（m）

初步分配流量图

（2）管网平差

根据管长、管径、初步分配流量，流速、水力坡度、水头损失、IsqI,通过手算和excel软件进行管网平差，取顺时针为正方向得出闭合差和校正流量。

闭合差精度为小环0.05,大环0.IOo经过平差后，各小环闭合差均小于0.05,大环闭合差小于0.10满足精度要求，平差计算完毕。

平差过程见附表1,2,3,平差结果见下图。

30.78-1.43

107.07823-200

一

1516.97-1.65

45Z08-350

230.66-2.

30

W697-700

OoT寸69

二9二

Ilomzl79wIm

il∞β.

99一

OOg—6等、

72.

107

7δ-34687-350

—►——

1455.16-3.8

二eɔ:

64.

2?

871-300-^^^5δΓ88-2.21

0.00

81.

71.37-1.29

67

57.26

132.52

-*∙~>

203.70÷

L（In）-DN（mm）q（L∕s）-h（m）

6、水头损失计算与水泵选择

所选取的方案中，从泵站到管网的输水管有两条，每条输水管的长度240m,每条输水管的流量为545.86L∕s,选定管径800mm,计算得水头损失为0.70m。

水泵扬程由离水厂最远点16（控制点）及沿程水头损失最大线路（最不利配水管线）：

水厂-1-5-9-13-14-15-16确定，该点地面标高（从等高线读出）为97.8m,水厂泵站的地面标高（从等高线读出）为92.9m,最小要求服务水头H服务=20.00m。

最不利配水管线水头损失为：

∑h=h水厂-1+h1-5+h5-9+h9-13+h13-14+h14-15+hi5-16

=0.70+1.14+1.57+1.38+1.43+0.8+1.65

=8.87m

吸水管和泵房内的水头损失取h«

=2.00m,安全水头取h安=2.00m,清水池水深取h»

=3.00m,则水泵扬程为:

H息~H高差+X力+〃服务+力泵+，安+力清

=97.8-92.9+8.67+20.00+2.00+2.00+3.00

=40.87加7、各节点的水压标高

根据水厂、控制点（节点16）的地面标高以及各管段的水头损失可以求各节点的水压标高，计算公式为：

节点水压标高=地面标高+服务水头（自由水压），计算方法为:

由控制点（节点16）最小服务水头20m,加上地面标高得到的节点16节点水压标高，从控制点往前推算，由前一个节点水压标高加上沿线管段的水头损失得下一点节点水压标高，下一点水压标高减去地面标高得该点服务水头（自由水压）。

水厂处的水压标高为:

92.9+40.57=133.47m0计算结果详见下表.

节点水压标高

节点编号

地面标高（m）

管段编号

水头损失（m）

服务水头（m）

（m）

97.8

1.65

117.8

97.1

3.8

22.1

119.2

96.3

1.43

24.5

120.8

95.7

1.38

26.7

122.4

2.21

21.6

118.6

95.8

1.63

24.8

120.6

95.4

1.71

122.1

95.2

1.57

28.3

123.5

94.8

2.51

24

118.8

94.6

1.29

26.6

121.2

93.4

2.03

28.4

122.9

94.2

1.14

27.7

121.1

1.77

28.9

122.3

1.73

30.6

124.2

93.3

32.4

125.7

]

92.9

水厂T

0.7

33.9

126.8

2.L4给水系统校核:

1、消防校核

（1）消防时水量水压要求

消防时的管网核算，是以最高日最高时用水量确定的管径为基础，然后按最高用水时另行增加消防时的流量进行流量分配，求出消防时的管段流量和水头损失。

一般城市采用低压消防系统，消防时火灾点的最小服务水头应不低于IOm的水柱，消防时允许其他用户的服务水头有所降低。

（2）消防用水量与火灾点设置

查《给水工程》附表三，对于人口数少于20万（该城镇人口为12.35万）的城镇