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给水管网

山东农业大学

课程设计

题目：

山东省某城给水管网初步设计

院部水利土木工程学院

专业班级给水排水2011级2班

学生姓名杨慧

学号20116876

指导教师赵星明

二O一三年十二月五日

1.设计项目5

2.设计任务5

3.工程资料6

3.1该市规划平面图6

3.2基本资料6

4给水管网设计计算7

4.1设计用水量计算7

4.2供水系统方案的选择和管网布线8

4.3绘制城市最高日用水量变化曲线8

4.4泵站供水流量确定9

4.5调节容积的计算9

4.6管段配水长度11

4.7最高时集中用水流量的计算12

4.8比流量的计算13

4.9节点流量的计算13

5流量分配及管径初选15

5.1管网简图15

5.2流量分配15

5.3初选管径15

6管网平差17

6.1初分配流量下的平差17

6.2调整管径后的平差20

6.3控制点的确定23

6.4水泵扬程与水塔高度的确定24

7.给水管网校核计算24

7.1消防工况校核计算24

7.2转输工况校核27

7.3事故工况校核29

8管段附件及构筑物30

8.1阀类30

8.2消火栓31

8.3管道配件31

9设计总结31

9.1设计思路31

9.2学习总结31

参考文献32

附表33

山东省某城市给水管网设计工程

设计内容简介：

本设计根据山东省某城市的设计资料，进行管网布置和计算校核。

先计算用水量，确定最高日用水量和最高时用水量以及消防用水。

然后布置水源和净水厂的位置和选择供水方案。

之后管网定线，绘制城市最高日用水量变化曲线，计算清水池和水塔的容积。

然后进行管段设计流量计算，包括比流量、节点流量，初分配流量和拟定管径。

之后进行水力计算，平差校核最终确定管径，满足设计规范等多方面要求。

最后完成总体布置，绘制管网平面图和部分管段剖面图。

关键词：

管网，用水量，布置，水塔，水泵，清水池，平差，校核，管径，平面图，剖面图

1.设计项目

山东省某城市的给水管网初步设计

2.设计任务

（1）城市给水工程规划

（2）城市输水管与给水管网设计二级泵站设计

（3）绘制等水压线图、管网平面图和纵剖面图

3.工程资料

3.1该市规划平面图

规划平面图

3.2基本资料

该城市位于山东西南地区，A河的中下游。

城市分为Ⅰ、Ⅱ两个行政区，规划人口13.0万人。

A河流将该城市分成两部分，每一部分都有一个工业区，其中工业区I总人数为3000人，高温车间人数为1000人，工业区Ⅱ总人数为4500人，高温车间人数为1200人。

绿地面积60ha，道路面积86ha。

房屋平均层数6层。

3.2.1城市居住房中的卫生设备情况

Ⅰ区：

室内卫生设备情况（有给水、排水、淋浴）

Ⅱ区：

室内卫生设备情况（有给水、排水、淋浴、热水供应）

3.2.2城市中房屋的平均层数

Ⅰ区6层，Ⅱ区7层

工业用水情况：

城市中有下列工业企业，其位置在城市平面图；

①工业区Ⅰ生产用水量6000m3／d。

工人总数　3000　人，分两班工作，热车间占　33.3　％

第一班　1500　人，使用淋浴者　1500　人；其中热车间　500　人

第二班　1500人，使用淋浴者　1500　人；其中热车间　500　人

②工业区Ⅱ生产用水量8000m3／d。

工人总数　4500　人，分两班工作，热车间占　26.7　％

第一班　2250　　人，使用淋浴者　2250　人；其中热车间600人

第二班　2250　　人，使用淋浴者　2250　人；其中热车间600人

给水水源：

A河

城市综合用水变化曲线及时变化系数

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

用水量（%）

2.82

2.79

2.93

3.06

3.13

3.78

4.93

5.13

5.11

4.81

4.92

4.9

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

用水量（%）

4.71

4.29

4.04

3.42

3.02

4.64

4.52

4.49

4.45

4.55

5.11

4给水管网设计计算

4.1设计用水量计算

城市设计用水量按最高日用水量计算,包括:

综合生活用水、工业企业生产用水和工作人员生活用水、浇洒道路和绿化用水、城市未预见水量和管网漏失水量。

4.1.1居民最高日生活用水量

Q1=240*130000/1000=31200m3/d

4.1.2工厂生产用水量及职工用水量

工厂生产用水量：

Q2=6000+8000=14000m3/d

工人生活用水量：

[25*（3000-1000+4500-1200）+35*（1000+1200）]/1000=209.5m3/d

工人淋浴用水量：

[40*（3000-1000+4500-1200）+60*（1000+1200）]/1000=344m3/d

工厂生产用水量及职工用水量：

Q3=209.5+344=553.5m3/d

4.1.3浇洒道路用水量和绿化用水量

Q4=[860000*1.5*3+3*600000]/1000=5670m3/d

4.1.4未预见水量和管网漏失水量

Q5=0.2*【Q1+Q2+Q3+Q4】=9150.7m3/d

4.1.5最高日设计用水量

Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=54904.2m3/d

4.1.6最高日最高时用水量

时变化系数由原始资料知Kh=24*5.13/100=1.23

Qh=Kh*Qd/86.4=1.23*54904.2/86.4=781.6l/s

4.1.7消防用水量：

根据《建筑设计防火规范》该城市消防用水量定额为45L/s，同时火灾次数为2次。

城市消防用水量为：

Q6=q6*f6=2*45=90l/s

4.2供水系统方案的选择和管网布线

该城市采用单水源供水管网系统，对水质无特殊要求，所以采用统一供水方案。

管网定线及输水管定线见附图【1】

4.3绘制城市最高日用水量变化曲线

最高日用水量变化曲线

4.4泵站供水流量确定

由于采用单水源给水系统且城市最高日用水量变化较大，因此需要在管网中设置水塔，供水泵站采用二级供水，0--6点为一级，其余为二级。

供水泵站供水流量为：

54904.2*4.527%*1000/3600=690.4l/s

水塔设计供水流量为：

54904.2*（5.13%-4.527%）*1000/3600=92.0l/s

水塔最大进水流量为：

54904.2*（4.527%-3.02%）*1000/3600=230.0l/s

4.5调节容积的计算

清水池与水塔调节容积计算表

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

不设水塔

2~3

2~4

3~4

0~1

4.17

3.085

2.82

1.085

1.35

0.265

1~2

4.17

3.085

2.79

1.085

2.17

1.38

2.73

0.295

0.56

2~3

4.16

3.085

2.93

1.075

3.245

1.23

3.96

0.155

0.715

3~4

4.17

3.086

3.06

1.084

4.329

1.11

5.07

0.026

0.741

4~5

4.17

3.085

3.13

1.085

5.414

1.04

6.11

-0.045

0.696

5~6

4.16

3.085

3.78

1.075

6.489

0.38

6.49

-0.695

0.001

6~7

4.17

4.527

4.93

-0.357

6.132

-0.76

5.73

-0.403

-0.402

7~8

4.17

4.527

5.13

-0.357

5.775

-0.96

4.77

-0.603

-1.005

8~9

4.16

4.528

5.11

-0.368

5.407

-0.95

3.82

-0.582

-1.587

9~10

4.17

4.527

4.81

-0.357

5.05

-0.64

3.18

-0.283

-1.87

10~11

4.17

4.527

4.92

-0.357

4.693

-0.75

2.43

-0.393

-2.263

11~12

4.16

4.528

4.9

-0.368

4.325

-0.74

1.69

-0.372

-2.635

12~13

4.17

4.527

4.71

-0.357

3.968

-0.54

1.15

-0.183

-2.818

13~14

4.17

4.527

4.29

-0.357

3.611

-0.12

1.03

0.237

-2.581

14~15

4.16

4.527

4.04

-0.367

3.244

0.12

1.15

0.487

-2.094

15~16

4.17

4.527

3.42

-0.357

2.887

0.75

1.9

1.107

-0.987

16~17

4.17

4.527

3.02

-0.357

2.53

1.15

3.05

1.507

0.52

17~18

4.16

4.527

4.64

-0.367

2.163

-0.48

2.57

-0.113

0.407

18~19

4.17

4.527

4.52

-0.357

1.806

-0.35

2.22

0.007

0.414

19~20

4.17

4.528

4.49

-0.358

1.448

-0.32

1.9

0.038

0.452

20~21

4.16

4.527

4.45

-0.367

1.081

-0.29

1.61

0.077

0.529

21~22

4.17

4.527

4.45

-0.357

0.724

-0.28

1.33

0.077

0.606

22~23

4.17

4.527

4.55

-0.357

0.367

-0.38

0.95

-0.023

0.583

23~24

4.16

4.527

5.11

-0.367

-0.95

-0.583

8.88E-16

累计

100

调节容积=6.122

调节容积=5.54

调节容积=3.559

因此清水池调节容积按最高日用水量的6.12%计算

清水池中除了储存调节用水外还存放消防用水,则清水池有效容积W为

W=W1+W2+W3+W4

W－清水池总容积m3；

W1－调节容积；m3；

W2－消防储水量m3，按2小时火灾延续时间计算；

W3－水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水，取最高日用水量的10%计算；

W4－安全贮量按W1+W2+W3取整后计算

W1+W2+W3＝54904.2×6.12%+0.09×2×3600+54904.2×10%=9498.56m3

故W4取9498.56-9000=498.56m3

因此：

清水池总容积

W＝9498.56+498.56=9997.12m3

取整为10000m3

清水池应设计成体积相同的两个，如仅有一个，则应分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。

水塔设计有效容积

W=W1+W2

W1－水塔调节容积；m3；

W2－室内消防储备水量m3，按10分钟室内消防用水量计算；

W=54904.2×5.54%+150=3191.69l/s

4.6管段配水长度

各管段长度和配水长度

管段编号

管段长度（m）

配水长度（m）

[1]

762

381

[2]

481.5

240.75

[3]

748.4

374.2

[4]

663.7

331.85

[5]

764.2

382.1

[6]

720.6

360.3

[7]

792

[8]

731.8

[9]

783.8

[10]

817

[11]

862.7

431.35

[12]

728.3

364.15

[13]

429.7

214.85

[14]

684.5

342.25

[15]

675.8

337.9

[16]

810.5

405.25

[17]

345.3

172.65

[18]

336

[19]

422.8

211.4

[20]

349.1

174.55

[21]

725.1

362.55

[22]

472.5

236.25

[23]

720.2

360.1

[24]

942.8

471.4

[25]

342.1

171.05

[26]

394

[27]

371.2

[28]

372.3

[29]

380.2

190.1

[30]

740.7

[31]

784.9

[32]

715.8

[33]

917.7

[34]

711.2

355.6

[35]

692.3

[36]

661.7

[37]

621.5

[38]

567.6

283.8

[39]

588.8

294.4

[40]

868.5

434.25

[41]

778.6

389.3

[42]

829

414.5

[43]

164.3

[44]

237.2

[45]

418.6

4.7最高时集中用水流量的计算

最高时集中用水流量：

工厂

：

6000+（25*2000+35*1000+40*2000+60*1000）/1000=6225m3/d

Qn1=Kh*Qd/86.4=1.23*6225/86.4=88.62l/s　

工厂

：

8000+（25*3300+35*1200+40*3300+60*1200）/1000=8328.5m3/d

Qn2=Kh*Qd/86.4=1.23*8328.5/86.5=118.57l/s

集中用水流量为

Q=88.62+118.57=207.19l/s

4.8比流量的计算

q=（Qh-∑Qni）/∑li=（781.6-207.19）/18420.55=0.031l/s

4.9节点流量的计算

泵站供水流量为781.6*4.527%/5.13%=689.73l/s

水塔供水流量为781.6-689.73=91.87l/s

最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算

管段编号

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]

381

11.8813236

11.5585632

11.56

[2]

240.75

7.50768677

22.0435974

22.04

[3]

374.2

11.6692685

20.9989141

21.00

[4]

331.85

10.3486017

23.2301706

23.23

[5]

382.1

11.9156266

59.2827257

23.8710136

83.15

[6]

360.3

11.2358029

12.6835468

12.68

[7]

792

24.6981845

13.9878417

13.98

[8]

731.8

22.820873

21.3770271

21.38

[9]

783.8

24.442471

25.3359091

25.34

[10]

817

25.4777989

22.8263303

22.83

[11]

431.35

13.451467

59.2827257

24.3263084

83.60

[12]

364.15

11.3558635

16.340718

16.34

[13]

214.85

6.70000624

8.08070336

8.08

[14]

342.25

10.6729213

14.5179795

14.52

[15]

337.9

10.5372684

14.575671

14.58

[16]

405.25

12.6375496

15.0863184

15.09

[17]

172.65

5.38401711

29.5399306

18.7699965

48.31

[18]

336

10.4780177

13.6105084

13.61

[19]

211.4

6.59241945

19.7608864

19.76

[20]

174.55

5.44326781

40.7254975

40.73

[21]

362.55

11.3059682

39.5046214

39.50

[22]

236.25

7.36735617

29.5399306

40.9656188

70.51

[23]

360.1

11.229566

21.6982283

21.70

[24]

471.4

14.7004093

10.1349873

10.13

[25]

171.05

5.33412179

22.1558619

22.16

[26]

394

12.2867231

23.158446

23.16

[27]

371.2

11.5757148

29.5399306

22.2236884

51.76

[28]

372.3

11.6100178

10.8880948

10.89

[29]

190.1

5.92818797

689.747391

-689.75

[30]

740.7

23.0984157

91.874901

-91.87

[31]

784.9

24.476774

#N/A

[32]

715.8

22.3219198

#N/A

[33]

917.7

28.6180858

#N/A

[34]

355.6

11.0892354

#N/A

[35]

692.3

21.5890822

#N/A

[36]

661.7

20.6348342

#N/A

[37]

621.5

19.3812142

#N/A

[38]

283.8

8.85018278

#N/A

[39]

294.4

9.18073929

#N/A

[40]

434.25

13.5419023

#N/A

[41]

389.3

12.1401556

#N/A

[42]

414.5

12.9260069

#N/A

[43]

#N/A

[44]

#N/A

[45]

#N/A

合计

18420.55

574.437049

207.185243

574.437049

781.622292

0.00

5流量分配及管径初选

5.1管网简图

管道及节点简图

5.2流量分配

根据节点流量进行管段的流量分配

分配步骤：

按照管网的主要供水方向，初步拟定各管段的水流方向，并选定整个管网的控制点。

为了可靠供水，从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线，这些平行干管中尽可能均匀地分配流量，并且符合水流连续性即满足节点流量平衡的条件。

与干管线垂直的连接管，其作用主要是沟通平行干管之间的流量，有时起一些输水作用，有时只是就近供水到用户，平时流量一般不大，只有在干损坏时才转输较大的流量，因此连接管中可以分配较少的流量。

5.3初选管径

管段编号

管段设计流量（l/s）

经济流速（m/s）

计算管径（m）

初设管径（m）

初设管径

[1]

53.38

0.8

0.291474

0.3

300

[2]

81.97

0.9

0.340535

0.4

400

[3]

94.29

0.9

0.36523

0.4

400

[4]

108.77

0.9

0.392273

0.4

400

[5]

151.59

0.439329

0.5

500

[6]

-42.02

0.6

0.298612

0.3

300

[7]

-6.35

0.3

0.164165

0.2

200

[8]

8.68

0.3

0.191935

0.2

200

[9]

8.75

0.3

0.192707

0.2

200

[10]

40.33

0.6

0.292546

0.3

300

[11]

164.27

0.457335

0.5

500

[12]

-6.34

0.3

0.164036

0.2

200

[13]

8.69

0.3

0.192046

0.2

200

[14]

8.75

0.3

0.192707

0.2

200

[15]

40.33

0.6

0.292546

0.3

300

[16]

164.26

0.457321

0.5

500

[17]

-2.17

0.2

0.117536

0.2

200

[18]

33.96

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