给水排水管网设计.docx
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给水排水管网设计
给水管网课程设计任务书……………………………………………………1
课程设计题目…………………………………………………………1
课程设计内容…………………………………………………………1
进度安排………………………………………………………………1
基本要求………………………………………………………………1
设计成果………………………………………………………………2
设计步骤……………………………………………………………2
概论…………………………………………………………………………3
项目背景………………………………………………………………3
环境概况………………………………………………………………3
水量分析………………………………………………………………3
给水管网设计计算书…………………………………………………………6
清水池和水塔的容积…………………………………………………6
管段定线………………………………………………………………7
沿线流量、节点流量的计算及各管段设计流量初步拟定…………8
确定管径………………………………………………………………10
节点水头的调节……………………………………………………11
泵站扬程和流量与水塔的水箱高度………………………………13
校核计算……………………………………………………………………14
消防时管网校核……………………………………………………14
水塔转输工况校核…………………………………………………15
事故工况管网校核…………………………………………………17
设计总结……………………………………………………………………18
参考文献……………………………………………………………………19
成绩评定表…………………………………………………………………20
《给水排水管网系统》给水课程设计任务书
一、课程设计题目
某城市给水管网初步设计
二、课程设计内容
1）某城市给水管网设计最高日用水量分项分析与总用水量计算；
2）沿线流量、节点流量的计算及各管段设计流量初步拟定；
3）根据初步拟定的管段设计流量，选取经济流速（参见教材表6.8，表7.7）或界限
流量表（给水工程教材表7-1）初步计算各管段管径（并考虑到消防、最大转输时及事故时等要求确定各管段的管径），然后根据教材表7.8标准管径选用界限表确定各管段标准管径。
4）管网水力计算（可采用相关计算软件进行计算，如EPANET软件）；
5）确定控制点，计算从控制点到二级泵站的水头损失，确定二级水泵流量和扬程和水塔水箱高度；
6）消防时、最大转输时和最不利管段发生事故时的校核，若不满足要求，应说明必须采取的措施。
7）绘图，在提供的总平面图（1：
10000）（仅供参考）基础上确定给水管网定线方案，
绘出经过抽象的节点和管段环状管网模型图（1张），另针对环状管网图绘制消防时、最大转输时和最不利管段发生事故时校核的水力计算图（3张）。
三、进度安排
1．给水管网的设计要求，设计原则及管网定线方案2天
2．给水管网水力计算3天
3．水泵选型及水塔高度的确定2天
4．消防时、最大转输时和最不利管段发生事故时的校核及采取必要措施
3天
5．计算书的整理和排版2天
6．绘图2天
四、基本要求
1、根据提供的总平面图（1：
10000）确定给水管网定线方案；
2、进行基础资料分析提出给水管网设计的可行性方案；
3、完成相关的设计计算书及图纸绘制工作；
4、课程设计必须独立完成；
5、图中文字一律用仿宋体书写；图例的表示方法应符合一般规定和制图标准；图纸应
注明图标栏及图名；图纸应清洁美观，主次分明，线条粗细有别；图幅宜采用3号
图，必要时可选用2号图；
6、计算书内容简要，论证充分、文字通顺、字迹端正。
五、设计成果
1．设计计算书一份；
2．设计图纸：
节点和管段环状管网模型图、绘制消防时、最大转输时和最不利管段发
生事故时校核的水力计算图各一张。
六、设计步骤
1．明确设计任务及基础资料，复习有关知识及设计计算方法
2．在平面图上确定给水管网定线方案，进行水力学计算
3．设计图纸绘制
4．设计计算书校核整理
概论
1、项目背景
（1）城市自然资料如下：
土层:
属非自重湿陷性黄土地区；
地震烈度:
5级；
地下水深:
地面以下5m见地下水；
最高气温:
39℃；
最低气温:
-8℃；
冰冻深度:
0.5m。
二、环境状况
1）大用户
大用户用水量表1
序号
用户名称（人数）
生产用水量（班次）
时变化系数
要求水压
（m3/班次）
（Kh）
（MPa）
1
食品加工厂（300）
2000
（1）
1.1
0.28
2
针织印染厂（1500）
1200（3）
1.1
0.28
3
制药厂（1000）
400
（2）
1.2
0.28
4
氨肥厂（1200）
300（3）
1.2
0.28
5
火车站（50）
200
1.4
0.28
水定额（含合用公建用水）：
200L/人·日，建筑物为6层。
2）居民用水量：
规划人口为8万人,用水普及率为95%，居民生活综
3）印染厂、制药厂和氨肥厂每班有1/2员工需淋浴。
4）绿化面积为30万m2,浇洒道路面积为20万m2。
5）未预见水量及管网漏失水量可按最高日用水量的15~25%计。
6）最高日小时用水量变化曲线（即占最高日用水量百分比和时间的关系）参见教材P119页（最高日小时用水量百分比与时间关系）的数据。
计算时变化系数。
拟定二级泵站供水曲线。
管中设置水塔。
7）地面集中大用户高程（即节点地面高程）自己拟定。
三、水量分析
根据教材P119页图如下：
图1某城市最高日用水量变化曲线
1、最高日设计用水量计算
（1）城市居民最高日综合生活用水量（含共建用水）为：
（2）工业企业用水量：
=2000+1200×3+400×2+300×3+200
=7500（
）
（3）工业企业职工的生活用水和淋浴用水
用户名称
生产班次
每班职工人数
每班淋浴人数
职工生活用水与淋浴用水
生活用水
淋浴用水
小计
食品加工厂
1
300
300
7.5
12
19.5
针织印染厂
3
1500
750
37.5
30
67.5
制药厂
2
1000
500
25
20
45
氨肥厂
3
1200
600
30
24
54
火车站
50
50
1.25
2
3.25
合计
189.25
（4）浇洒道路和绿化用水
（5）未预见用水量和管网漏失量（取20％）
=0.2（15200+7500+189.25+900）
=4757.85（
）
（6）查阅教材附表3得，消防用水量定额为35L/S，同时火灾次数为2，则消防用水量为;
所以最高日用水量为：
=15200+7500+189.25+900+4757.85
=28547.1（
）
2、设计用水量变化及其调节计算
（1）根据图1最高日用水量变化曲线得
则最高日最高时用水量：
最高日最高时用水量占最高月用水量百分比：
K
（2）供水泵站设计供水流量：
28547.1×4.97%×1000÷3600=394.11（L/s）
（3）水塔设计供水流量：
28547.1×（5.91%-4.97%）×1000÷3600=74.54（L/s）
给水管网设计计算书
一、确定清水池和水塔的容积
根据用水量最高日变化曲线，计算出管网中清水池和水塔的容积。
清水池与水塔调节容积计算表表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
（1）
（2）
（3）
（4）
（2）-（3）
Σ
（3）-（4）
Σ
0～1
4.17
2.22
1.92
1.95
1.95
0.30
0.30
1～2
4.17
2.22
1.70
1.95
3.90
0.52
0.82
2～3
4.16
2.22
1.77
1.94
5.84
0.45
1.27
3～4
4.17
2.22
2.45
1.95
7.79
-0.23
1.04
4～5
4.17
2.22
2.87
1.95
9.74
-0.65
0.39
5～6
4.16
4.97
3.95
-0.81
8.93
1.02
1.41
6～7
4.17
4.97
4.11
-0.8
8.13
0.86
2.27
7～8
4.17
4.97
4.81
-0.8
7.33
0.16
2.43
8～9
4.16
4.97
5.92
-0.81
6.52
-0.95
1.48
9～10
4.17
4.96
5.47
-0.79
5.73
-0.51
0.97
10～11
4.17
4.97
5.4
-0.80
4.93
-0.43
0.54
11～12
4.16
4.97
5.66
-0.81
4.12
-0.69
-0.15
12～13
4.17
4.97
5.08
-0.80
3.32
-0.11
-0.26
13～14
4.17
4.97
4.81
-0.80
2.52
0.16
-0.10
14～15
4.16
4.96
4.62
-0.80
1.72
0.34
0.24
15～16
4.17
4.97
5.24
-0.80
0.92
-0.27
-0.03
16～17
4.17
4.97
5.57
-0.80
0.12
-0.6
-0.63
17～18
4.16
4.97
5.63
-0.81
-0.69
-0.66
-1.29
18～19
4.17
4.96
5.28
-0.79
-1.48
-0.32
-1.61
19～20
4.17
4.97
5.14
-0.80
-2.28
-0.17
-1.78
续表
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
20～21
4.16
4.97
4.11
-0.81
-3.09
0.86
-0.92
21～22
4.17
4.97
3.65
-0.80
-3.89
1.32
0.40
22～23
4.17
2.22
2.83
1.95
-1.94
-0.61
-0.21
23～24
4.16
2.22
2.01
1.94
0.00
0.21
0.00
累计
100.00
100.00
100.00
调节容积=13.63
调节容积=4.21
由表得水塔与清水池调节容积分别为最大日用水量的4.21%、13.63%。
1、清水池容积的计算：
清水池的调节容积
;
消防贮备水量
；
给水处理系统生产自用水量
；
安全贮备水量
总容积
2、水塔容积计算：
水塔调节容积
室内消防贮水量的计算（按10分钟计算）
总容积
二、管段定线
根据城市平面图，进行管段布线，并确定节点和管段编号
三、沿线流量、节点流量的计算及各管段设计流量初步拟定
1、计算集中流量，如下表：
集中流量用水表表3
用户名称
最高日用水量（m3）
时变化系数
最高日最高时用水量（L/S）
食品加工厂
2019.5
1.1
25.7
针织印染厂
3667.5
1.1
46.69
制药厂
845
1.2
11.74
氨肥厂
954
1.2
13.25
火车站
203.25
3.4
8
合计
105.38
集中流量之和
比流量
泵站设计供水流量为：
水塔设计供水流量：
2、各管段沿线流量分配与节点设计流量计算见下表：
最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算表4
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
0.00
74.62
-74.62
2
0
0
8
0.00
8
3
743.2
17.95
13.25
11.80
25.05
4
811.3
19.59
25.73
25.725
5
857.8
20.72
27.08
27.08
6
613.2
14.81
24.24
24.235
7
233.6
5.64
10.27
10.27
8
575.8
13.91
46.69
12.72
59.405
9
573.5
13.85
29.25
29.245
10
535.9
12.94
29.49
29.485
11
237.2
5.73
25.75
25.75
12
697.1
16.83
11.45
11.45
13
835.3
20.17
11.74
12.45
24.19
14
684.7
16.54
28.00
28
15
526.6
12.72
25.7
27.19
52.885
16
122.4
2.96
15.95
15.95
17
313.9
7.58
4.71
4.705
18
348.2
8.41
11.60
11.6
19
384.9
9.30
25.41
25.405
20
184.3
4.45
22.73
22.725
21
646
15.60
8.00
8
22
870.7
21.03
0.00
394.56
-394.56
23
557.1
13.45
24
205.4
4.96
25
262.5
6.34
26
487.9
11.78
27
475.2
11.48
28
173.4
4.19
29
698
16.86
30
918.1
22.17
31
488.5
11.80
32
0
0
合计
15061.7
363.74
105.3
363.7
469.1
-0.02
4、确定管径
第二版表6.8和表7.8，选取经济流速并计算出各管段管径，然后根据初步拟定的管段设计流量，根据教材《给水排水管网》确定各管段标准管径，计算结果见下表:
给水管网设计数据表5
管段编号
管段流量（L/s）
经济流速（L/s）
经济管径（mm）
设计管径（mm）
1
74.62
0.9
324.9087674
300
2
8
0.6
130.294
150
3
29.46
0.7
231.48
250
4
12.89
0.6
165.39
150
5
6.19
0.6
114.61
100
6
4.12
0.6
93.50
100
7
4.41
0.6
96.74
100
8
6.56
0.6
117.99
100
9
8
0.6
130.29
150
10
45.55
0.8
269.25
250
11
6.15
0.6
114.24
100
12
40
0.8
252.31
250
13
42.69
0.8
260.66
250
14
53
0.8
290.43
300
15
8.7
0.6
135.87
150
16
15
0.6
178.41
200
17
20
0.7
190.73
200
18
27.18
0.7
222.35
200
19
130
1
406.84
400
20
8.9
0.6
137.43
150
21
45.93
0.8
270.37
250
22
113.93
1
380.87
400
23
217
1
525.64
500
24
13.61
0.6
169.95
150
25
6.74
0.6
119.59
100
26
20
0.7
190.73
200
27
23
0.7
204.54
200
28
18
0.7
180.94
200
29
4.86
0.6
101.55
100
30
10.27
0.6
147.63
150
31
10
0.6
145.67
150
32
197.28*2
1
501.18*2
500*2
五、节点水头的调节：
根据管网水力计算，得到新分配各管段的流量。
假定8为控制点，其节点水头等于服务水头，即
利用epanet软件，计算出各管段压降、节点水头及自由水压，见下表：
设计工况水力分析计算结果表6
管段或节点编号
流量（L/s）
流速m/s
管段压降（m）
节点水头（m）
地面标高（m）
自由水压（m）
1
74.62
1.06
1.27
145.05
112.8
32.25
2
8
0.45
0.90
141.24
113.8
27.44
3
31.58
0.64
1.87
141.91
111.1
30.81
4
12.19
0.69
4.22
143.78
113
30.78
5
3.12
0.4
2.58
139.56
112
27.56
6
4.61
0.59
3.80
142.15
112.3
29.85
7
6.53
0.83
5.51
138.34
112.2
26.14
8
5.12
0.65
4.32
136.4
108.4
28
9
11.76
0.67
2.79
139.46
109.1
30.36
10
39.97
0.81
2.08
142.35
109.7
32.65
11
5.66
0.72
4.29
144.23
110
34.23
12
42.61
0.87
3.05
142.63
110.3
32.33
13
37.55
0.77
2.90
137.36
107.1
30.26
14
53.44
0.76
1.88
141.48
106.2
35.28
15
9.13
0.52
1.60
144.09
107.4
36.69
16
22.33
0.71
0.96
145.8
106.2
39.6
17
29.18
0.93
2.02
143.51
107.5
36.01
18
25.36
0.81
1.73
132.65
102
30.65
19
128.29
1.02
1.57
139.6
101.4
38.2
20
7.98
0.45
0.87
142.48
101.6
40.88
21
52.16
1.06
4.12
144.75
103
41.75
22
119.38
0.95
2.60
/
/
/
23
218.18
1.11
1.72
/
/
/
24
12.68
0.72
2.30
/
/
/
25
5.64
0.72
4.71
/
/
/
26
22.09
0.7
1.88
/
/
/
27
20.55
0.65
1.60
/
/
/
28
19.46
0.62
1.05
/
/
/
29
5.96
0.76
6.96
/
/
/
30
9.28
0.53
2.88
/
/
/
31
11.46
0.65
2.26
/
/
/
因为该区房屋最高楼层为6层，则各个节点的要求自由水压为28m。
通过比较各个节点的节点自由水压与要求自由水压，发现差额最大的是7点而不是8点，则11点为控制点。
最大差额为1.86m，所有节点水头加上此值。
则其它节点水头调整见下表：
控制点确定于节点水头调整表7
节点编号
节点水头（m）
服务水头（m）
供压差额（m）
节点水头调整（m）
自由水压（m）
1
145.05
140.8
-4.25
146.91
34.11
2
141.24
141.8
0.56
143.1
29.3
3
141.91
139.1
-2.81
143.77
32.67
4
143.78
141
-2.78
145.64
32.64
5
139.56
140
0.44
141.42
29.42
6
142.15
140.3
-1.85
144.01
31.71
7
138.34
140.2
1.86
140.2
28
8
136.4
136.4
0
138.26
29.86
9
139.46
137.1
-2.36
141.32
32.22
10
142.35
137.7
-4.65
144.21
34.51
11
144.23
138
-6.23
146.09
36.09
12
142.63
138.3
-4.33
144.49
34.19
13
137.36
135.1
-2.26
139.22
32.12
14
141.48
134.2
-7.28
143.34
37.14
15
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