给水管网课程设计.docx
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给水管网课程设计
给水管网课程设计
说明书
姓名：
李悦
学号：
20070130211
专业班级：
给排水工程二班
目录
Ⅰ.给水管网课程设计任务书·········································3
一、设计项目·····················································3
二、设计任务·····················································3
三、设计资料·····················································3
Ⅱ.给水管网设计计算说明书·········································5
一、输配水系统布置···············································5
二、设计用水量及调节构筑物相关计算······························5
1设计用水量计算············································5
2设计用水量变化规律的确定··································7
3清水池、水塔调节容积的计算·································7
三、经济管径确定················································11
1沿线流量及节点流量·······································11
2初始分配流量·············································13
3管径的确定···············································13
四、管网水力计算···············································15
1初步分配流量·············································15
2管网平差··················································15
3控制点与各节点水压的确定·································15
4泵扬程与水塔高度的计算···································17
五、泵的选择····················································19
1最高时工况初选泵·········································19
2最大转输工况校核·········································19
3消防工况校核·············································21
4泵的调度··················································24
六、成果图绘制··················································-
参考文献··································································25
Ⅰ.给水管网课程设计任务书
一、设计项目
某市给水管网课程设计
二、设计任务
根据所给资料，应完成下列任务：
1、进行输配水系统布置，包括确定输水管、干管网、调节水池（如果设置的话）的位置和管网主要附件布置；
2、求管网、输水管、二级泵站的设计用水量与调节水池的容积；
3、计算确定输水管和管网各管段管径；
4、进行管网水力计算；
5、确定二级泵站的设计扬程，如果有水塔，确定水塔的设计高度；
6、确定二级泵站内水泵的型号与台数（包括备用泵）,并说明泵站在各种用水情况下的调度情况；
7、画出管网内4～6个节点详图。
三、设计资料
1、某市规划平面图一张。
2、某市规划资料。
某市位于湖南的东部，濒临湘江。
近期规划年限为6年，人口数为12万，城区大部分房屋建筑控制在6层。
全市内只有两家用水量较大的工业企业，其用水量及其他情况详见表1。
表1工业企业近期规划资料
企业
项目
1
2
1.企业用水量（米
/日）
2400
3600
工业用水对水质要求
同生活饮用水
同生活饮用水
工业用水对水要求
不小于24米
不小于24米
2.工厂房屋耐火等级
二
三
工程生产品危险等级
丙
乙
工厂房屋最大体积（m2）
10000（厂房）
5000（库房）
工厂面积（公顷）
24
20
3、补充说明
1）管网管径原则上按简化公式
计算确定，式中，经济因素f=0.92，管线造价中的指数α=1.8。
2）工业企业每小时耗用生产用水量相同。
铁路车站每天用水量为2000吨，按均匀用水考虑。
3）不论设计年限内最高日用水量是多少，均嘉定其用水量变化如表2所示。
4）城市生活污水和工业废水经适当处理后排入水体下游。
河流水量充足，能做给水水源，水厂位置如平面图所示。
5）冰冻深度0.2米，地下水离地面3米。
6）其他资料见平面图。
表2最高日内小时用水量变化
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
占日用水量比例（%）
1.60
1.47
1.43
2.36
2.36
4.15
5.14
5.96
6.1
5.89
5.07
5.35
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
占日用水量比例（%）
5.35
5.35
5.27
5.52
5.75
6.03
5.72
5.00
3.19
2.69
2.58
1.87
Ⅱ.给水管网设计计算说明
第一节输配水系统布置
根据所给资料，结合城镇规划并考虑经济性和供水可靠性的要求，决定了采用城区环状给水、郊区及河边树状给水的布置形式，在高地布置水塔，水塔自工业企业No.1接入管网，水厂至管网双管输水。
第二节设计用水量及其调节构筑物相关计算
1设计用水量计算：
基本数据：
由原始资料该城市位于湖南,在设计年限内人口数12万,查《室外排水设计规范》可知该城市位于一分区，为中小城市。
城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的20%计算；
1．1．1居民最高日生活用水量Q1：
Q1=qNf
Q1―—城市最高综合生活用水，m３／d；
q――城市最高综合用水量定额，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：
Q1.1＝230×12×104×100%/1000
＝27600m３/d
1．1．2铁路车站每天用水量Q1.2=2000m3/d。
得Q1=Q1.1+Q1.2=29600m3/d。
1．2工业区的用水量计算
由所给资料得知，工厂No.1企业总用水量为2400m3/d,工厂No.2的企业总用水量为3600m3/d。
总计，Q2=2400+3600=6000m3/d。
1．3浇洒道路用水量计算
按城市浇洒道路用水量标准q=1L/（㎡.次），每天两次，
用水量公式：
=qNn/1000（n代表次数，N代表浇洒道路面积），
=1*1434721.162*2/1000
=2870m3。
1．4绿化用水量计算
按城市大面积绿化用水量定额q=1.5L/（㎡.次），每天两次，用水量公式
=qNn/1000（n代表次数，N代表绿化用水面积），=1.5*454356.5206*2/1000
=1360m3。
1．5未预见用水量的计算
按最高日用水量的20%算。
而最高日的用水量包括居民的综合生活用水量；工业区用水量；浇洒道路和绿化用水量。
相应的未预见用水总量。
1．6最高日设计流量Qd：
Qd ＝1.2×（Q1+Q2+Q3+Q4）
＝1.2×（29600+6000+2870+1360）
＝47796m３/d
最高日最高时用水量Qh
Qh＝Kh×Ｑd/86.4
＝1.46×47796/86.4
＝807.66L／s
（时变化系数由原始资料知Kh＝1.46）
1．7消防用水量：
城镇、居住区室外的消防用水量：
火灾次数：
2
一次灭火用水量：
45L/s
城镇消防用水量为90L/s
工厂消防用水量：
No.1火灾次数：
1
一次灭火用水量25L/s
No.2火灾次数：
1
一次灭火用水量：
30L/s
2设计用水量变化规律的确定
根据所给资料，绘制出日用水量曲线，综合实际情况，决定采用分级供水：
20~次日5时共9小时，泵站供水量为2.78%Qd，用户为用水量输送至水塔；5~20点共15小时，泵站供水量为5.00%Qd，不足水量用水塔供给。
3清水池、水塔调节容积的计算
由用水量变化曲线与分级供水线求得清水池与水塔的调剂容积，如下表：
清水池与水塔调节容积计算
时间
用水量（%）
二级泵站供水量（%）
一级泵站供水量（%）
清水池调节容积（%）
清水池调节容积（m3）
水塔调节容积（%）
水塔调节容积（m3）
0-1
1.6
2.78
4.17
-1.39
-664.36
-1.18
-563.99
1–2
1.47
2.78
4.17
-1.39
-664.36
-1.31
-626.13
2–3
1.43
2.78
4.16
-1.38
-659.58
-1.35
-645.25
3–4
1.43
2.78
4.17
-1.39
-664.36
-1.35
-645.25
4–5
2.36
2.77
4.17
-1.40
-669.14
-0.41
-195.96
5–6
4.15
5.00
4.16
0.84
401.49
-0.85
-406.27
6–7
5.14
5.00
4.17
0.83
396.71
0.14
66.91
7–8
5.69
5.00
4.17
0.83
396.71
0.69
329.79
8–9
6.1
5.00
4.16
0.84
401.49
1.10
525.76
9–10
5.89
5.00
4.17
0.83
396.71
0.89
425.38
10–11
5.07
5.00
4.17
0.83
396.71
0.07
33.46
11–12
5.35
5.00
4.16
0.84
401.49
0.35
167.29
12–13
5.35
5.00
4.17
0.83
396.71
0.35
167.29
13-14
5.35
5.00
4.17
0.83
396.71
0.35
167.29
14-15
5.27
5.00
4.16
0.84
401.49
0.27
129.05
15-16
5.52
5.00
4.17
0.83
396.71
0.52
248.54
16-17
5.75
5.00
4.17
0.83
396.71
0.75
358.47
17-18
6.03
5.00
4.16
0.84
401.49
1.03
492.30
18-19
5.72
5.00
4.17
0.83
396.71
0.72
344.13
19-20
5.00
5.00
4.17
0.83
396.71
0.00
0.00
20-21
3.19
2.77
4.16
-1.39
-664.36
0.42
200.74
21-22
2.69
2.78
4.17
-1.39
-664.36
-0.09
-43.02
22-23
2.58
2.78
4.17
-1.39
-664.36
-0.20
-95.59
23-24
1.87
2.78
4.16
-1.38
-659.58
-0.91
-434.94
合计
100.00
100.00
100.00
12.50
5974.50
7.65
3656.39
3.1清水池所需有效容积计算
清水池调节容积为
=12.50%*47796=5974.5m3
水厂自用水量调节容积按最高日用水设计用水量的5%计算，则
=5%*47796=2389.8m3.
该城镇人口数12万人，则确定同一时间内的火灾次数为2次，一次灭火用水量为45L/s。
火灾延续时间按2h计，故火灾延续时间内所需总用水量为
=2*45L/s*3.6*2h=648m３.
另需一部分安全储量
，则清水池的有效容积可按以上三部分容积和取整，得：
W清=
+
+
+
=9012.3+
m3=10000m3
如采用两座钢筋混凝土水池，每座池子有效容积为5000m3。
3.2水塔有效容积计算
水塔调节容积为
=7.65%*47796
=3656.39m３
故水塔的有效容积为
Wt=
+
=3656.39+6=3665.39m3。
其中
——水塔调节容积，m3；
——室内消防贮备水量，m3，按10L/s计。
最高日设计用水量为：
47766（m3／d），管网中设置对置水塔
最高用水时（8~9点）水塔的设计供水流量为：
47796×（6.10%－5.00%）×1000／3600＝146.04（L／s）；
最大传输时（3~4点）水塔的最大进水流量为：
47796×（2.78%－1.43%）×1000／3600＝179.24（L／s）。
第三节经济管径确定
1沿线流量及节点流量
从整个城镇管网分布情况来看，干管的分配比较均匀，故按长度流量法计算。
1.1配水干管计算长度：
二级泵站-1为输水管，不参与配水，其计算长度为零。
管段1-2，2-3，16-17，17-18，为单侧配水，其计算长度按实际长度的一半计入。
其余均为双侧配水管段，均按实际长度计入。
则：
=20339.4m
1.2配水干管比流量：
最高时总用水量可从用水量计算表中查得为807.66L/s.大用户集中用水量包括
工业区1：
Q1==2400m3/d=27.78L/s
工业区2：
Q2=3600m3/d=41.67L/s
车站Q3=2000m3/d=23.15L/s
则由公式有
=[807.66-（27.78+41.67+23.15）]/20339.4
=0.0351564L/（s·m）。
1.3沿线流量：
各管段的沿线流量计算见下表：
各管段的沿线流量计算
管段编号
管段长度/m
管段计算长度/m
比流量/L/（s.m）
沿线流量/L/s
1-2
656.9
328.45
0.0351564
11.547
2-3
716
358
12.586
3-4
1066.3
1066.3
37.487
4-5
716
716
25.172
2-5
1066.9
1066.9
37.508
5-6
644.5
644.5
22.658
1-6
985.9
985.9
34.661
6-9
1078.1
1078.1
37.902
9-10
644.3
644.3
22.651
10-11
716
716
25.172
4-11
1078.1
1078.1
37.902
5-10
1078.1
1078.1
37.902
11-12
1037.3
1037.3
36.468
13-14
644.1
644.1
22.644
9-14
1037.3
1037.3
36.468
12-13
716
716
25.172
10-13
1037.3
1037.3
36.468
12-18
912.8
912.8
32.091
16-17
643.9
321.95
11.319
13-17
912.8
912.8
32.091
17-18
716
358
12.586
14-16
912.8
912.8
32.091
6-7
611.5
611.5
21.498
8-9
613.9
613.9
21.583
14-15
610.5
610.5
21.463
12-19
852.5
852.5
29.971
合计
20339.4
715.060
1.4节点流量计算：
工业区1由节点18集中供水，其集中流量为27.78L/s，
工业区2由节点16供水，则其集中流量为41.67L/s，
车站由节点11供水，则其集中流量为23.15L/s。
各节点的节点流量计算表如下：
各管段节点流量计算
节点
连接管段
节点流量L/s
集中流量L/s
节点总流量L/s
1
1-2,1-6
23.104
23.104
2
1-2,2-5,2-3
30.821
30.821
3
3-4,2-3
25.037
25.037
4
3-4,4-11,4-5
50.281
50.281
5
5-6,2-5,5-10,4-5
61.620
61.620
6
5-6,1-6,6-9,6-7
58.360
58.360
7
6-7
10.749
10.749
8
8-9
10.791
10.791
9
6-9,9-14,9-10,8-9
59.302
59.302
10
10-11,5-10,10-13,9-10
61.097
61.097
11
11-12,4-11,11-10
49.771
23.150
72.921
12
12-19,12-13,12-18,12-11
61.851
61.851
13
13-10,13-17,13-12,13-14
58.187
58.187
14
14-15,14-13,9-14,14-16
56.333
56.333
15
15-14
10.731
10.731
16
16-14,16-17
21.705
41.670
63.375
17
16-17,17-13,17-18
27.998
27.998
18
17-18,12-18
22.338
27.780
50.118
19
19-12
14.985
14.985
总计
715.060
807.660
最高时总用水量L/s
大用户集中用水量L/s
管网总长m
比流量L/（s.m）
807.660
92.600
20339.4
0.035
2初始分配流量
根据节点流量连续性方程和供水的经济型与可靠性，
初始分配流量如下表：
管段编号
初始分配流量L/s
管径确定
公式算得管径（mm）
对应标准管径（mm）
处理后（连接管、分界线处放大）
1-2
320
606.6
600
600
2-3
150
438.6
450
450
3-4
124.96
405.7
400
400
4-5
19
181.2
200
300
2-5
139.18
424.8
450
450
5-6
35
235.4
250
350
1-6
318.61
605.4
600
600
6-9
214.5
511.2
600
600
9-10
26
207.2
200
300
10-11
19
181.2
200
250
4-11
93.68
358.6
350
350
5-10
93.56
358
350
350
11-12
39.76
248.55
250
350
13-14
18.98
181.14
200
250
9-14
118.41
396.43
400
400
12-13
18.55
179.4
200
250
10-13
39.46
247.74
250
350
12-18
18.53
179.3
200
400
16-17
31
223.45
250
300
13-17
18.3
178.34
200
350
17-18
77
329.77
350
400
14-16
32.37
227.62
250
350
6-7
10.75
142
150
150
8-9
10.79
142.3
150
150
14-15
10.73
141.9
150
150
12-19
14.99
163.7
200
200
3管径的确定
根据设计资料中的要求，经济管径原则上按简化公式
计算确定（f=0.92，α=1.8），计算时采用海森威廉公式（
），取m=4.87，n=1.852。
而由于最高时采用多水源供水，管网中存在供水分界线，分界线上的节点流量一般由两个水源共同供给，因此应适当放大供水分界线附近管段。
另外，考虑到事故时需要，连接管也应适当放大一
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