某城区给水管网工程设计给水课程设计.docx
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某城区给水管网工程设计给水课程设计
给水排水管网系统课程设计计算书
设计题目：
D市某城区给水管网工程设计
学院：
专业：
班级：
姓名：
指导教师：
完成日期：
答辩日期：
Notableofcontentsentriesfound.
1.基础资料
设计原始资料
1.1.1城市平面图
城市总平面图一张（1:
5000），设计年限按10年考虑。
1.1.2城市概况
（1）城区地形平坦，城镇人口密度为225cap/ha，最高日综合生活用水定额120L/（cap·d），用水普及率为95%，室内均有给排水卫生设备，但无淋浴设备，衡宇平均层数6~7层。
（2）该城市有工业企业，其位置见城市整体计划布置图，用水量情形见表1.1.1：
表1.1.1集顶用水量情形统计表
序号
用户名称
用水量（m3/d）
要求水压（MPa）
1
2
3
4
果品厂
纺织厂
造纸厂
酿造厂
2800
1200
1200
2000
（3）其他
1）绿地面积以计划图为准，道路面积按城市计划总面积的2%计。
用水量可参考标准：
浇洒道路用水可按浇洒面积以～（m2·d）计算；浇洒绿地用水可按浇洒面积以～（m2·d）计算。
2）未预见水量及管网漏失水量按标准要求计。
3）消防用水量不计入最高日最高时用水量。
4）公路桥旁都可吊装管道，铁路桥不让吊管。
（4）城市用水每小时用水量占最高日用水量百分比情形见表1.1.2所示。
表1.1.2该城市每小时用水量占最高日用水量百分比情形表
时间
占最高日用水量（%）
时间
占最高日用水量（%）
时间
占最高日用水量（%）
0~1
8~9
16~17
1~2
9~10
17~18
2~3
10~11
18~19
3~4
11~12
19~20
4~5
12~13
20~21
5~6
13~14
21~22
6~7
14~15
22~23
7~8
15~16
23~24
1.1.3气象资料
年平均气温℃，最热月平均气温℃，最冷月平均气温℃，年平均降水量毫米，常年主导风向东北风，风速（m/s）。
1.1.4水文地质资料
该城市土壤种类为黏质土，工程地质良好，适宜于工程建设，耐压力15kg/cm2以上；地面以下8m见地下水。
设计内容
（1）依照城市的特点，选定用水量标准，确信城市给水管网的设计流量；
（2）依照地形特点，依照管网的布置原那么进行给水管网方案的选择和管线布置，计算供水区域的比流量、管段流量和节点流量，并进行流量分派；
（3）最高日最高时的管网平差计算，（包括枝状管线及输水管，应标出节点编号、节点流量和水流方向、各环闭合差、各节点的水压线标高、地形标高及实际自由水头）直至闭合差知足规定的精度要求（手算时：
基环△h＜0.5m，大环△h＜1～1.5m；电算时：
=～；
（4）消防工况校核时的平差结果表（要求同最高日最高时）；
（5）最不利管段发生事故时的平差结果表（要求同最高日最高时）；
（6）最大转输时的平差结果表（假设无对置水塔那么不做此校核）；
（7）确信操纵点，计算从操纵点到二泵站的水头损失，确信二级泵站的水泵扬程和流量；
（8）依照平差结果确信各管段的水力参数、确信各个节点的自由水头，并进一步绘制等水压线。
设计功效及要求
1.3.1绘制图纸
（1）给水管网设计总平面图（总平面图包括管网布置、等水压线图、并标出管道的水力计算参数）
（2）给水管网节点详图（手工绘制）
画图要求：
设计图纸所采纳的比例、管径、编号、标高、图例和幅面规格、图标格式、剖切线、指北针等画法应符合“给水排水制图标准”的有关规定。
1.3.2设计说明与计算书
概述设计任务和依据；给水管网布置的依据和理由；设计流量、管段流量和节点流量及管网平差的计算，包括下述内容：
①最高日最高时用水量平差结果；②最不利管段发生事故时的平差结果；③消防校核时的平差结果。
二泵站扬程和流量的确信；并附平差结果示用意。
内容要求：
很多于5000字，文句通顺，段落分明，计算准确，论证充分合理，笔迹工整；用统一的报告纸书写。
进度安排（共周）
表1.1.3进度安排表
设计内容
时间安排（天）
查阅资料，水量计算、管线布置
管网平差及校核计算
3
图纸绘制
2
编写设计说明书
答辩
1
评分标准
成绩评定由三部份组成（五级分制）：
1.考勤；2.学习态度；3.功效质量
参考资料
1.严煦世、刘遂庆.给水排水管网系统（第二版）.中国建筑工业出版社
2.严煦世、范瑾初.《给水工程》（第四版）.中国建筑工业出版社
3.赵洪宾.《给水管网系统理论与分析》.中国建筑工业出版社
4.《给水排水设计手册》第二版（第1，3册）.中国建筑工业出版社
5.《室外给水设计标准》（GB50013－2006）
6.张志刚主编，《给水排水工程专业课程设计》.化学工业出版社，2004
7.《给水排水工程快速设计手册》（第2，5册）.中国建筑工业出版社，1995
2给水管网
输配水系统布置
依照所给资料，结合城镇计划并考虑经济性和供水靠得住性的要求，决定了采纳城区环状给水、郊区及河边树状给水的布置形式，水厂至管网双管输水。
2.1.1水源与取水点的选择
所选水源为城市中部的河流。
取水点应该选在水质良好的河段，也确实是河流的上游，而且要靠近用水区。
2.1.2取水泵站的位置：
定在取水点周围，即上游河岸，用以抽取原水。
2.1.3水厂厂址选择
水厂厂址应该选在不受洪水要挟，卫生条件好的地址，也确实是河流的上游。
由于取水点距离用水区较近，因此水厂设置在取水泵站周围，或与取水泵站建在一路。
2.1.4输水管渠定线
（1）沿着现有道路
（2）尽可能缩短输水距离
（3）充分利用地形高差，优先考虑重力输水。
可是由于取水点选在城市中部的河流，地形较低，两边地形较高，因此输水方式只考虑压力输水。
（4）本设计是单水源供水，为保证供水的平安性，采纳双管输水。
过河采纳倒虹管过河
2.1.5配水管网
（1）干管延伸方向应和二级泵站到大用户的方向一致，干管间距采纳500—800m。
（2）干管和干管之间有连接管形成环状网，连接管的间距为800—1000m左右。
（3）干管依照计划道路定线，尽可能幸免在高级路面或重要道路下通过；尽可能少穿越铁路。
（4）干管尽可能靠近大用户，减少分派管的长度。
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。
（5）本设计采纳环状网。
（6）干管布置的要紧方向按供水要紧流向延伸。
管网中输水干管到大用户如工厂、火车站的距离要求最近。
（7）管网布置必需保证供水平安靠得住，尽可能布置成环状。
干管尽可能布置在双侧有大用户的道路上，以减少配水管的数量。
设计用水量及其调剂构筑物相关计算
2.2.1管网设计用水量
大体数据：
D市城区地形平坦，总面积为515ha（不包括绿化和工厂面积），城镇人口密度为225cap/ha，最高日综合生活用水定额120L/（cap·d），用水普及率为95%，室内均有给排水卫生设备，但无淋浴设备，衡宇平均层数6层。
（1）居民最高日生活用水量（包括公共设施生活用水量）Q1：
式中，f——给水普及率，%；
q——最高日综合生活用水定额，m3/d；
N——打算人口数。
（2）工业企业生产及生活用水量为Q2：
（3）绿地、道路用水量Q3：
绿地面积为9ha，道路面积为城市计划总面积的2%，城市计划总面积为555ha，因此道路面积为。
绿地和道路浇洒用水都以浇洒面积3L/（m2·d）计算。
式中，q3a——城市浇洒道路用水量定额[L/（m2·d）]；
q4a——城市绿化用水量定额[L/（m2·d）]；
N3a——城市最高日浇洒道路面积（m2）；
N3b——城市最高日绿化用水面积（m2）。
（4）管网漏失水量Q4：
依照《室外给水设计标准》，管网漏失水量按居民生活用水、工业企业用水、浇洒道路和绿地用水之和的10%~12%计算。
那个地址按10%计算。
（5）未预见水量Q5：
依照《室外给水设计标准》，未预见水量按居民生活用水、工业企业用水、浇洒道路和绿地用水、管网漏失水量之和的8%~12%计算。
那个地址按10%计算。
从而能够算得最高日设计流量Qd：
依如实际情形取Qd=26000m3/d
2.2.2设计用水量转变规律的确信
依照所给资料，绘制出日用水量曲线，见图2.2.1。
图2.2.1最高日用水量转变曲线
由图并结合伙料可求得：
（1）时转变系数，Kh：
（2）最高日最高时用水量：
（3）通过供水管网设计计算，能够确信个供水设施的设计流量。
1）假设管网中不设水塔或高位水池，供水泵站设计供水流量为：
2）假设管网中设置水塔或高位水池，供水泵站设计供水流量为：
3）水塔或高位水池的设计供水流量为：
4）水塔或高位水池的最大进水流量为：
综合实际情形，决定采纳泵站和水塔供水。
2.2.3清水池调剂容积的计算
表2.2.1清水池调剂容积计算表
小时
给水处理供水量（m3）
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
0~1
1~2
2~3
3~4
4~5
5~6
6~7
7~8
8~9
9~10
10~11
11~12
12~13
13~14
14~15
15~16
16~17
17~18
18~19
19~20
20~21
21~22
22~23
23~24
∑
100
100
100
调节容积=
调节容积=
调节容积=
不管是清水池仍是水塔，调剂构筑物的一起特点是调剂另个流量之差，其调剂容积为：
（1）当管网中设置水塔时，清水池调剂容积为：
W=[]/100×26000=4186m3/d
（2）当管网中不设置水塔时，清水池调剂容积为：
W=[11.48-（-4.62）]/100×26000=4186m3/d
（3）水塔的调剂容积为：
W=[2.84-（-1.53）]/100×26000=d
2.2.4清水池和水塔容积设计
清水池中除贮存调剂用水外还寄存消防用水,那么清水池有效容积
为：
式中
－清水池总容积（
）；
－清水池调剂容积（
）；
－消防储水量（
），按2小时火灾延续时刻计算；
－给水处置系统生产自用水量（
），一样取最高日用水量的5%~10%，那个地址取5%；
－平安贮量（
），按
取整后计算。
（1）调剂容积
（2）消防贮水量
（3）给水处置系统生产用水
因此，清水池总容积：
清水池应设计成体积相同的两个，如仅有一个，那么应分格或采取适当方法，以便清洗或检修时不中断供水。
水塔除贮存调剂用水量意外，还需贮存室内消防用水量，因此，水塔设计有效容积为：
式中
－水塔总容积（
）；
－水塔调剂容积（
）；
－室内消防消防储水量（
），按10分钟室内消防用水量计算。
（1）调剂容积
（2）室内消防贮水量
取整数为：
经济管径确信
2.3.1沿线流量及节点流量
（1）集中流量计算：
表2.3.1各集顶用水用户-散布节点流量表
节点编号
用户名称
用水量
（m3/d）
用水量
（L/s）
（9）
果品厂
2800
（7）
纺织厂
1200
（19）
造纸厂
1200
（16）
酿造厂
2000
总和
7200
（2）比流量：
各集中节点编号见上表2.3.1各集顶用水用户散布-节点流量表，配水管长度见下表。
（3）沿线流量计算：
各管段的沿线流量计算见下表：
表2.3.2最高时管段沿线流量分派与节点设计流量计算
管段或
节点
编号
管段
长度（m）
管段配水长度
（m）
管段沿线流量
（L/s）
节点设计流量（L/s）
集中
流量
沿线
流量
供水
流量
节点
流量
1
923
923
2
843
843
3
894
447
4
818
818
5
758
379
6
920
920
7
751
751
8
908
454
9
909
909
10
916
458
11
919
919
12
578
578
13
392
392
14
620
620
15
807
807
16
762
381
17
723
723
18
766
383
19
705
705
20
835
835
21
916
458
22
909
909
23
906
453
24
584
584
25
648
648
26
400
0
27
251
0
28
379
0
29
28
0
30
48
0
合计
20816
16297
2.3.2初始分派流量
城区管网布置见图2.3.1；依照已经计算的节点流量和总设计供水流量取得出分派流量，见表2.3.3：
图2.3.1管线布置图
表2.3.3初分派流量
管段编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
设计流量（L/s）
管段编号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
设计流量（L/s）
管段编号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
设计流量（L/s）
2.3.3管径的确信
依照设计资料中的要求，依照上述管段流量初分派结果，并结合考虑管网的造价和经营治理等费用，选定适合的经济流速，依照公式
计算出管径，再最后确信管径。
而由于最高时采纳多水源供水，管网中存在供水分界限，分界限上的节点流量一样由两个水源一起供给，因此应适当放大供水分界限周围管段。
另外，考虑到事故时需要，连接管也应适当放大一至二级。
管径确信结果见表2.3.4：
表2.3.4管径确信表
管段编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
设计流量（L/s）
经济流速（m/s）
计算管径（mm）
272
392
210
272
392
206
270
215
206
292
设计管径（mm）
300
400
200
300
400
200
300
250
200
300
管段编号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
设计流量（L/s）
经济流速（m/s）
计算管径（mm）
269
248
258
359
250
359
250
191
263
176
设计管径（mm）
300
250
250
350
250
350
250
200
250
200
管段编号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
设计流量（L/s）
经济流速（m/s）
1
1
1
计算管径（mm）
263
176
213
215
174
362
362
331
209
191
设计管径（mm）
250
200
200
200
200
519
519
389
259
259
管网水力计算
2.4.1管网平差
计算压降时采纳海森威廉公式：
（m=，n=，C=100）
由于管线布置成两个独立的子系统，因此别离表示。
依照上述管段流量第一次分派和管径确信结果，采纳哈代-克罗斯法进行管网平差。
管网平差结果图2.4.1、图和表、表：
图2.4.1系统1管网平差结果示用意
表2.4.1系统1管网平差
管长（m）
管径（mm）
环号
管段编号
s
流量初分配
第1次平差
q（L/s）
h（m）
s|q|
q（L/s）
h（m）
s|q|
923
300
1
-1
818
300
4
920
200
6
894
200
-3
△q=
△q=
843
400
2
-2
758
400
5
751
300
7
818
300
-4
△q=
△q=
920
200
3
-6
909
200
9
919
300
-11
908
200
-8
△q=
△q=
751
300
4
-7
916
250
10
392
250
13
278
300
-12
909
200
-9
△q=
△q=
管长（m）
管径（mm）
环号
管段编号
第2~5次平差
第6次平差
第7次平差
q（L/s）
h（m）
s|q|
q（L/s）
h（m）
s|q|
923
300
1
-1
818
300
4
920
200
6
894
200
-3
△q=
△q=
843
400
2
-2
758
400
5
751
300
7
818
300
-4
△q=
△q=
920
200
3
-6
909
200
9
919
300
-11
908
200
-8
△q=
△q=
751
300
4
-7
916
250
10
392
250
13
278
300
-12
升级会员 