给水设计计算说明书.docx
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给水设计计算说明书
城市给水管道工程设计
——某县城给水管网初步设计
课程名称：
城市给水管道工程
专业名称：
环境工程
班级：
环工131
学号：
201310614118
姓名：
林文贤
指导老师：
周康群孙彦富
成绩：
目录
1给水管网设计任务书3
1.1设计目的和要求3
1.2设计题目3
1.3设计原始资料3
1.3.1概述3
1.3.2城市用水情况3
1.3.3其他用水4
1.3.4地质资料5
1.3.5城市规划及地形（见后面的附图及蓝图）5
1.4设计内容5
1.4.1设计计算说明书，内容包括：
5
1.4.2管网设计计算图6
1.4.3绘制给水管网屏幕布置图：
6
1.5设计时间及进度安排6
1.6对图纸和计算说明书的要求6
2给水管网设计计算说明书6
2.1城市给水工程用水量计算6
2.1.1居民区的用水量计算6
2.1.2公共建筑用水量计算7
2.1.3企业工厂用水量计算7
2.1.4市政用水量计算9
2.1.5未预见水量计算9
2.1.6消防用水量计算9
1给水管网设计任务书
1.1设计目的和要求
课程设计的目的，在于培养学生运用所学的理论知识，解决实际问题，进一步提高计算、制图和使用规范与技术资料的能力。
设计要注意贯彻国家有关的基本建设方针政策，做到技术上可能，经济上合理。
为了达到这一目的，学生应该深入复习有关课程，充分理解它的原理，在此基础上，学会独立查阅技术文献，确定合理的技术方案，逐步树立正确的设计观点。
通过技术能基本掌握给水管网的设计程序和方法，较熟练地进行管网平差，加强基本技能和运作技巧的训练。
1.2设计题目
某县城给水管网初步设计
1.3设计原始资料
1.3.1概述
某县城位于我国的广东省南部，根据城市建设规划，市内建有居民区、公共建筑和工厂。
详见规划地形图。
1.3.2城市用水情况
城市用水按近期人口40.14万人口设计，远期（20年）人口增加10％，市区以6层的多层建筑为主。
表1生活用水变化规律表
时间
企业用水变化百分数％
居民用水变化百分数％
时间
企业用水变化百分数％
居民用水变化百分数％
0-1
1.5
4.05
12-13
5.0
1.16
1-2
1.5
4.07
13-14
5.0
1.18
2-3
1.5
4.34
14-15
5.0
1.26
3-4
1.5
4.29
15-16
5.8
1.25
4-5
1.2
4.12
16-17
5.8
1.62
5-6
1.2
4.28
17-18
5.0
4.30
6-7
4.2
6.06
18-19
5.0
5.20
7-8
6.8
6.21
19-20
4.6
5.50
8-9
6.8
6.08
20-21
4.6
5.35
9-10
6.8
5.80
21-22
4.6
5.23
10-11
6.0
4.92
22-23
3.4
4.80
11-12
6.0
4.01
23-24
1.2
4.92
表2公共建筑用水量表
用水单位
用水人数
用水标准
用水时间及水量分配
医院
800床
1450升/床·日
180升/学生·日
1100升/床·日
250升/学生·日
24h
均匀
中学
2000人
6-22点
宾馆
600床
24h
汽车站
流动人口2000人
6-22点
高等院校
3000人
6-22点
表3企业生产用水表
工厂名称
生产用水（万m3/d）
人员用水
人数（人）用水标准
用水时间（h）
备注
酒厂
2.5
1000
30立方米/吨
290立方米/吨
19立方米/吨
24
高温人数50％
食品厂
2.0
800
24
高温人数30％
工艺品厂
1.5
500
6-22点
高温人数70％
肉联厂
2.0
500
3-19点
高温人数0％
卫生洁具厂
1.5
1000
6-22点
高温人数50％
注：
1）下班后淋浴人数100％；2）企业生产用水变化规律：
两班制的按16小时均匀供水，三班制的变化系数见表;3）工厂的生活用水和淋浴用水变化规律见教材16页表2-1;4）建筑物的耐火等级3级，生产类别为丙类，建筑物最大体积4000m3；5）居民生活用水变化规律见表1。
1.3.3其他用水
道路洒水量：
城区的主要道路面积占总面积的10％计（日洒水2次）
绿化用水：
其中需要每天浇水的面积占总面积的5％
消防用水：
按规定计算
未预见水量：
按总用水量得15-25％计算
给水普及率：
100％
1.3.4地质资料
该市地处广东省南部，属亚热带地区，西南季风气候，年平均气温17.3℃，绝对最高气温为35℃，最低气温-1.3℃。
年平均降雨量1180mm，80％以上的降雨发生在6-10月之间，多年平均降雨量为64.5mm，日最大降雨量为138.8mm。
常年最大风速为15.5m/s，主导风向为西南风。
该市的主要水源为河流。
根据水文地址部门提供的资料，河流的最低水位为1476.3m。
水厂的地面标高为1489.00m，清水池的最低水位为1486.00m。
1.3.5城市规划及地形（见后面的附图及蓝图）
从图上可以看到整个城区的概况，5个工厂全部集中在A江左上方的工业区内，水厂单独向工业区供水，只考虑布置一条支状管供给，在其与城区管网之间一断连通管连接，设阀门控制，平时关闭，事故时再开启。
工业区所需的最低水位为0.16Mpa，由各厂自行加压供其使用，各厂的加压站内均设有贮水池，可贮存2-3h的企业用水，以避免管网事故时造成的停水。
城区位于A江右侧，有7个集中流量流出点，按对置水塔换装管网要求进行配水管网设计。
1.4设计内容
本设计映完成的基本内容，包括一下几个项目：
1.4.1设计计算说明书，内容包括：
设计原始资料
生活、生产用水量计算及逐时用水量计算、供水曲线的确定
消防用水量计算
二泵站工况的拟定、清水池容积和水塔（高地水池）容积的确定
管网布置及方案选择
管段设计流量的确定
管径的确定、管网水力计算及平差、水压标高的确定
累计水头损失的计算
水泵的初步选择
确定水塔的高度（或高地水池的位置）
1.4.2管网设计计算图
（最高时1张、消防时1张、最大转输时1张）
1.4.3绘制给水管网屏幕布置图：
1张，比例尺为1：
5000，图上需要表示出一下几项内容
管网的线路，注明长度，管径，流量和水头损失
在各节点处标出计算结果
画两个比较复杂的典型节点详图，如工业区支管与城区管网连接点。
1.5设计时间及进度安排
共计20学时，每周进行3学时设计指导。
1.6对图纸和计算说明书的要求
图面要整洁，管线上注明必要的尺寸。
说明书要简扼明要地说明设计者地意图，如用水标准的确定，管网定线布置原则，选定水塔位置的理由，主要干管的走向，管道及构筑物的材料选用。
防止腐蚀及饱和措施，埋设深度及经济流速的确定等等，涉及图纸的部分应该附上草图，计算部分要有主要共识，并注明符号意义，所有的数据来源都必须标出出处。
（要求见指导书）
计算书，说明书要填写清楚，装订成册。
2给水管网设计计算说明书
2.1城市给水工程用水量计算
2.1.1居民区的用水量计算
该城位于广东省南部,人口为40.14万，属中小城市。
由《广东省用水定额DB44T1461-2014》第17页表五：
居民生活用水定额表查得：
居民生活用水最高日用水量为180L/（人˙d）。
该城市远期（20年）人口增长10%。
居住区最高日用水量Q1=0.18×401400×110%=79477.20m³/d。
（详见表第三列第三十行）
2.1.2公共建筑用水量计算
由《广东省用水定额DB44T1461-2014》15-16也表4城镇公共生活用水定额表查得以下公共建筑生活用水定额：
1）医院：
1450L/（床˙d）
2）中学：
180L/（学生˙d）
3）宾馆：
1100L/d
4）汽车站：
6L/人
5）高等院校：
250L/（人˙d）
综上所述公共建筑最高日用水量为：
Q2=1160+360+660+7.2+750=2937.2m³/d
2.1.3企业工厂用水量计算
1）生产用水：
Q生产用水=酒厂+卫生洁具厂+工艺品厂+食品厂+肉联厂
=2.5+1.5+1.5+2.0+2.0=9.5（万m3/d）
2）生活用水量：
由《建筑给排水设计手册》第7页表1-1-4工业企业建筑生活用水定额查得：
一般车间按25L/（人˙班）计算，高温车间按35L/（人˙班）。
酒厂：
高温车间用水：
1000×50%×0.035=17.5m³/d（详见表第5列第30行）
一般车间用水：
1000×50%×0.025=12.5m³/d（详见表第7列第30行）
车间用水：
17.5+12.5=30m³/d
卫生洁具厂：
高温车间用水：
1000×50%×0.035=17.5m³/d（详见表第12列第30行）
一般车间用水：
1000×50%×0.025=12.5m³/d（详见表第14列第30行）
车间用水：
17.5+12.5=30m³/d
肉联厂：
高温车间用水：
500×0%×0.035=0m³/d
一般车间用水：
500×100%×0.025=17.5m³/d（详见表第18列第30行）
车间用水：
0+17.5=17.5m³/d
食品厂：
高温车间用水：
800×30%×0.035=8.4m³/d（详见表第22列第30行）
一般车间用水：
800×70%×0.025=14m³/d（详见表第24列第30行）
车间用水：
8.4+14=22.4m³/d
工艺品厂：
高温车间用水：
500×70%×0.035=12.5m³/d（详见表第29列第30行）
一般车间用水：
500×30%×0.025=3.75m³/d（详见表第31列第30行）
车间用水：
12.5+3.75=16.25m³/d
企业总职工生活用水量为：
Q生活用水=30+30+17.5+22.4+16.25=116.15m³/d
3）淋浴用水：
由《建筑给排水设计手册》第7页表1-1-4工业企业建筑生活用水定额查得：
淋浴用水标准，一般车间按40L/（人˙班），高温车间按60L/（人˙班）
酒厂：
Q酒=1000×50%×0.06+1000×50%×0.04=50m³/d（详见表第8列第30行）
卫生洁具厂：
Q卫=1000×50%×0.06+1000×50%×0.04=50m³/d（详见表第15列第30行）
肉联厂：
Q肉=500×100%×0.04=20m³/d（详见表第19列第30行）
食品厂：
Q食=800×30%×0.06+800×70%×0.04=36.80m³/d（详见表第25列第30行）
工艺品厂：
Q工=500×70%×0.06+500×30%×0.04=27m³/d（详见表第32列第30行）
企业总淋浴用水量：
50+50+20+36.8+27=183.8m³/d
4）企业总用水量：
Q3=Q生产用水+Q生活用水+Q淋浴用水=（95000+116.15+183.8）m³/d=95299.95m³/d
2.1.4市政用水量计算
根据设计给出的蓝图，图纸（543mm×459mm），比例为1：
10000，城市总面积S=2.49237×107平方米。
由《广东省用水定额DB44T1461-2014》第16页表4城镇公共生活用水定额表查得：
道路洒水为2.1L/m²˙次；绿化用水为1.1L/m²˙次。
道路洒水量：
城区的主要道路面积占总面积的10％计（日洒水2次）
绿化用水：
其中需要每天浇水的面积占总面积的5％（日洒水1次）
所以市政用水如下：
道路洒水量：
Q=2.49237×107×10%×0.0021=5233.98m³/d（详见表第39列第30行）
绿化用水量：
Q=2.49237×107×5%×0.0011×2=1370.80m³/d（详见表第40列第30行）
最高日市政用水总量Q4=4984.74+1370.80=6604.78m³/d
2.1.5未预见水量计算
根据任务说明书，未预见水量按总用水量的15-25％计算。
本设计采用18%。
Q5=（Q1+Q2+Q3+Q4）×18%=（79477.2+2937.2+95299.95+6604.78）*18%=33178.30m³/d（详见表第41列第30行）
所以该地区最高日总用水量Qd=217502.22m³/d
2.1.6消防用水量计算
由《给排水设计手册˙第三版˙第02册˙建筑给水排水》第137页表2-13、第138页表2-14、及第140页表2-17和表2-18查得:
居民区室外消防用水量为75L/S，设同一时间内的火灾次数为3次，消防用水定为2小时。
室内同一时间内的火灾次数为1次，消防用水时间定为10min。
工厂建筑的耐火等级3级，生产类别为丙类，最大体积4000m3，厂区室外消防用水量为30L/s，设同一时间内的火灾次数为1次，消防用水时间定为3小时。
室内消防同一时间内的火灾次数为1次，消防用水时间定为10min。
室外消防用水量=居住区室外消防用水量+工厂室外消防用水量=0.075×3600×3×2+0.03×3600×3×1=1944m³
室内消防用水量=居住区室内消防用水量+工厂室内消防用水量=0.075×60×10+0.03×60×10=63m³
2.2泵站的工况和清水池水塔容积的计算
2.2.1二泵站工况调节
由城市用水量变化曲线图来看，22：
00-6：
00为低供水时段，共8个小时，6:
00-22:
00为高供水时段，共16个小时。
二泵站低供水时工况点为3.18，高供水时工况点为4.66。
二泵站工况图如图：
2.2.2清水池和水塔调节容积
当没有水塔的时候，管网需要多少水量就供多少水量，故（5）=
（2）-（4）。
当有水塔时，水塔就起到调节的作用，故（6）=（3）-（4），（7）=
（2）-（3）。
因为（7）求出的值正中有负，负中有正，所以采用假设库存法，设池中原有库容量存为10，计算得表4。
表4清水池和水塔调节容积计算表
清水池和水塔调节容积计算
假设库存
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（%）
水塔调节容积（%）
10
无水塔时
有水塔时
有水塔时清水池容积（%）
水塔容积（%）
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
0~1
2.59
3.18
4.16
-1.57
-0.98
-0.59
10.98
10.59
1~2
2.60
3.18
4.17
-1.57
-0.99
-0.58
11.97
11.18
2~3
2.69
3.18
4.16
-1.47
-0.98
-0.49
12.95
11.66
3~4
3.25
3.18
4.17
-0.92
-0.99
0.07
13.94
11.59
4~5
3.13
3.18
4.17
-1.04
-0.99
-0.05
14.93
11.64
5~6
3.19
3.18
4.17
-0.98
-0.99
0.01
15.92
11.64
6~7
5.37
4.66
4.16
1.21
0.50
0.71
15.42
10.93
7~8
5.94
4.66
4.17
1.77
0.49
1.28
14.93
9.65
8~9
5.90
4.66
4.17
1.73
0.49
1.24
14.44
8.41
9~10
5.80
4.66
4.17
1.63
0.49
1.14
13.95
7.28
10~11
5.31
4.66
4.16
1.15
0.50
0.65
13.45
6.62
11~12
4.97
4.66
4.17
0.80
0.49
0.31
12.96
6.31
12~13
3.73
4.66
4.17
-0.44
0.49
-0.93
12.47
7.24
13~14
3.75
4.66
4.17
-0.42
0.49
-0.91
11.98
8.15
14~15
3.78
4.66
4.16
-0.38
0.50
-0.88
11.48
9.03
15~16
3.93
4.66
4.16
-0.23
0.50
-0.73
10.98
9.77
16~17
4.06
4.66
4.17
-0.11
0.49
-0.60
10.49
10.37
17~18
4.87
4.66
4.17
0.70
0.49
0.21
10.00
10.15
18~19
5.21
4.66
4.17
1.04
0.49
0.55
9.51
9.60
19~20
4.65
4.66
4.16
0.49
0.50
-0.01
9.01
9.61
20~21
4.60
4.66
4.17
0.43
0.49
-0.06
8.52
9.67
21~22
4.57
4.66
4.17
0.40
0.49
-0.09
8.03
9.75
22~23
3.27
3.18
4.17
-0.90
-0.99
0.09
9.02
9.66
23~24
2.84
3.18
4.16
-1.32
-0.98
-0.34
10.00
10.00
100.00
100
100
max：
15.92
11.66
min：
8.03
6.31
结果：
7.89
5.35
本表数据来源：
先预定二级水泵的工况为3.20，此时清水池容积与水塔容积分别为7.73与5.39。
第二次预定二级水泵的工况为3.19，此时清水池容积与水塔容积分别为7.81与5.36，虽然清水池容积有所增加，但水塔容积有所减小，故取值方向无误。
第三次取值二级水泵的工况为3.18，此时清水池容积与水塔容积分别为7.89与5.35。
第四次取值二级水泵工况为3.17，此时清水池容积与水塔容积分别为7.97与5.35，此时清水池容积继续有所增加，但水塔容积却不变。
之后二级水泵的取值一直到2.78，清水池容积一直持续增长，而水塔容积保持不变。
直到二级水泵的工况取值为2.79时，清水池的容积与水塔容积分别为11.01与5.39，都有所增长。
因此，最终选取二级水泵的工况为3.18与4.66。
验证：
无水塔时清水池：
︱-1.57-1.57-1.47-0.92-1.04-0.98-0.44-0.42-0.38-0.23-0.11-0.90-1.32︱=1.21+1.77+1.73+1.63+1.15+0.80+0.70+1.04+0.49+0.43+0.40=11.36
有水塔时清水池：
︱-0.98-0.99-0.98-0.99-0.99-0.99-0.99-0.98︱=0.50+0.49+0.49+0.49+0.50+0.49+0.49+0.49+0.50+0.50+0.49+0.49+0.49+0.50+0.49+0.49=7.89
水塔：
︱-0.59-0.58-0.49-0.05-0.93-0.91-0.88-0.73-0.60-0.01-0.06-0.09-0.34︱=0.07+0.01+0.71+1.28+1.24+1.14+0.65+0.31+0.21+0.55+0.09=6.26
此假设库存法计算无误。
（1）清水池容积=W1+W2+W3+W4
W1（调节容积）=7.89%×Qd=17160.90m³
W2（消防）=（75×0.001×3+30×0.001）×3600×3=2754m³
W3（水厂生产用水量）=10%×Qd=21750.19m³
W4（安全蓄水量）=5%×Qd=10875.10m³
所以清水池的容积：
W=W1+W2+W3+W4=17160.90+2754+21750.19+10875.10=52540.19m³
清水池的体积取52541m³
（2）水塔容积=W1（调节容积）+W2（消防蓄水量）
W1=Qd×5.35%=11636.35m³
W2=（75×0.001×1+30×0.001×1）×60×10=63m³
所以水塔容积W=11636.35+63=11699.35m³
水塔容积取11700m³
2.3管网的布置
管网布置要满足一下原则:
1．管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最小；
2．管线遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压；
3.力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量的费用；
4.主干管间的距离要满足500～1200m
5.连接管间的距离要满足800～1500m
6.干管布置的时候尽量双侧供水，
7.干管一般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
8.环网布置的时候尽量使基环的面积相等。
详细请看图集册《管网布置方案图》。
在居民建筑区管道布置当中，选择环流型的管道布置模型，即在主要的居住区采用环状型布管，在环的周围适当延伸支管。
在工业区管道布置当中，选择树状型的管道布置模型。
2.4.1管段总长度
由A1图纸量得各管段长度，其中2-34为单侧供水，有效长度以一半计算，经换算加和得管段有效长度∑L=20160m
2.4.2最高日最高时比流量
比流量计算公式：
qs=（Q-∑q）/∑L其中，
Q-∑q=Q居民用水+Q市政用水+Q未预见用水=1370.98+76.50+384.07=1831.55L/s
所以，qs=（Q-∑q）/∑L=1831.55/20160=0.09085L/（s˙m）
2.4.3管段沿线流量
沿线流量计算公式：
ql=qs˙l，其中qs为比流量，l为该管段的有效长度
表5最高日最高时各节点流量表
沿线流量计算表
管道编号
图纸上的长度（cm）
管道长度（m）
管道有效长度（m）
比流量L/（s*m）
沿线流量（L/s）
1~2
6.5
650
650
0.09085
59.05
2~3
5
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