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给水管网课程设计说明书

给水管网课程设计说明书

姓名：

xxx

班级：

xxxxxx

学号：

xxxxxxxx

专业：

给水排水工程

目录

Ⅰ.给水管网课程设计任务书·········································3

一、设计项目·····················································3

二、设计资料·····················································3

三、设计任务及成果················································3

Ⅱ.给水管网设计计算说明书·········································4

一、给水管的定线与布置···········································4

二、设计用水量的计算············································4

2.1基础数据···················································4

2.2最高日设计用水量的计算····································4

2.3最高日最高时设计用水量的计算·······························5

三、经济管径的确定···············································5

3.1沿线流量及节点流量的计算···································6

3.2泵站设计供水流量的计算·····································6

3.3水塔设计供水流量的计算·····································7

3.4最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算······················7

3.5初始分配流量及管径的确定·········································8

四、管网水力计算···························································8

4.1摩阻系数的确定·····················································9

4.2管网平差··························································10

Ⅲ参考文献·································································12

Ⅳ附录

附录一、城市最高日用水量变化曲线

附录二、管段平差计算表

附录三、给水管网布置图

附录四、水力计算成果图

Ⅰ.给水管网课程设计任务书

一、设计项目

某市开发区给水管网初步设计

二、设计资料

1、该小城区道路工程规划图一张

2、该街区居民区最高日综合用水量标准

3、居住区人口密度为

4、工厂甲的集中用水设计流量是

（每增加一个学号，该集中用水量增加

）；

工厂乙的集中用水设计流量是

（每增加一个学号，该集中用水量增加

）；

工厂丙的集中用水设计流量是

（每增加一个学号，该集中用水量增加

）；

城市浇洒道路用水定额采用1.5L/（m2.d），市政绿化广场用水定额2.0L/（m2.d），每天浇洒一次。

5、时变化系数1.42（每增加一个学号，该值加0.01）

6、最小服务水压为20m

三、设计任务及成果

1、给水管网设计计算

①设计基本数据的选择；

②给水管的定线与布置以及方案的选择；

③给水管道设计计算；

2、设计成果

①设计计算书

计算依据：

重要的基础数据、有关规范规定，可列在表格内

计算方法：

列出主要的计算公式，说明重要的参数的选取依据

计算过程：

列出计算步骤

计算结果：

列出重要的计算结果

计算书应计算正确，并附有工艺简图，标注所计算的尺寸

②绘制给水管道平面布置图和水力计算成果图；

Ⅱ.给水管网设计计算说明书

一、给水管的定线与布置

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，决定了采用环状给水的布置形式，并在管网中布置水塔，水厂至管网采用双管输水。

其中工厂甲和丙有节点5供水，工厂乙由节点4供水，集水管的具体布置形式见附录一。

二、设计用水量的计算

2.1基础数据

1、开发区浇洒道路实际面积N3a：

121482.25m2（由CAD根据比例尺测得,下同）

2、市政广场实际面积N3b：

173792.5m2

3、居民区实际面积：

4277422.44m2=427.7hm2

4、居住区人口N1：

200cap/hm2×427.7hm2=85540cap

5、时变化系数Kh：

1.45

6、工厂甲的集中用水设计流量是28L/S=2419.2m3/d

工厂乙的集中用水设计流量是26L/S=2246.4m3/d

工厂丙的集中用水设计流量是36L/S=3110.4m3/d

7、城市浇洒道路用水定额q3a为1.5L/（m2.d），市政绿化广场用水定额q3b为2.0L/（m2.d），每天浇洒一次。

8、居住区人口密度为200cap/hm2

9、该街区居民区最高日综合用水量标准q1=260L/人·日

10、最小服务水压为20m

2.2最高日设计用水量的计算

1）城市最高日综合生活用水量：

Q1=∑

=∑

=22240.4（m3/d）

2）工业企业生产用水和职工生活用水量：

将各集中用水户的最高日用水量相加即为工企业和职工生活用水量，取各集中用水户最高日用水量时变化系数为1.45。

Q2=（2419.2+2246.4+3110.4）/1.45=5362.76m3/d

3）浇洒道路和绿化用水量:

Q3=∑

=∑

=529.8（m3/d）

4）未预见水量和管网漏失水量（取20%）：

Q4=0.2×（Q1+Q2+Q3）=0.2×（22240.4+5362.76+529.8）=5626.59（m3/d）

5）消防用水量：

查附表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：

Q5=q5f5=35×2=70L/s

最高日设计用水量：

Qd=Q1+Q2+Q3+Q4=22240.4+5362.76+529.8+5626.59=33759.55（m3/d）

取Qd=33760（m3/d）

2.3最高日最高时设计用水量

Qh=Kh×Ｑd/86.4（时变化系数由原始资料知Kh＝1.45）

=1.45×33760/86.4

=566.57（L／s）

三、经济管径确定

3.1沿线流量及节点流量的计算

从整个城区管网分布情况来看，干管的分配比较均匀，故按长度流量法计算。

配水干管计算长度：

二级泵站-1为输水管，不参与配水，水塔输水管其配水长度为零。

管段3、5、6、12、16、23为单侧配水，其配水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。

先计算比流量[L/（s·m）]

最高日最高时用水量为：

Qh=566.57（L／s）

总集中用水流量为：

∑qni=28+36+26=90（L／s）

配水干管总长度：

∑Lmi=0+949+224+809+506+380+974+420+282+854+832+388

+332+382+845+203+530+447+800+392+636+652+351+306+325+575+836+0

=14230m

比流量ql==

=0.0335（L／s）

3.2泵站设计供水流量的计算：

最高日设计用水量Qd=33760（m3/d）

泵站设计供水流量为qs1=33760×4.97%×1000÷3600=466（L／s）

3.3水塔设计供水流量的计算：

Qs21=566.57－466=100.57（L／s）

3.4最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算

计算结果见下表：

管段沿线流量计算表

管段编号

管段长度/m

管段配水长度/m

比流量/L/（s.m）

管段沿线流量/L/s

[1]

94

0

0.0335

0.00

[2]

949

949

31.79

[3]

448

224

7.50

[4]

809

809

27.10

[5]

1012

506

16.95

[6]

760

380

12.73

[7]

974

974

32.63

[8]

420

420

14.07

[9]

282

282

9.45

[10]

854

854

28.61

[11]

832

832

27.87

[12]

775

388

13.00

[13]

332

332

11.12

[14]

382

382

12.80

[15]

845

845

28.31

[16]

405

203

6.80

[17]

530

530

17.76

[18]

447

447

14.97

[19]

800

800

26.80

[20]

392

392

13.13

[21]

349

0

0.00

[22]

636

636

21.31

[23]

652

652

21.84

[24]

702

351

11.76

[25]

306

306

10.25

[26]

325

325

10.89

[27]

575

575

19.26

[28]

836

836

28.01

合计

16723

14230

476.71

节点设计流量计算表

节点编号

集中流量/（L/s）

沿线流量（L/s）

供水流量（L/s）

节点流量/（L/s）

1

0

466

-466

2

19.65

19.65

3

25.78

25.78

4

26

14.84

40.84

5

64

29.18

93.18

6

50.84

50.84

7

41.96

40.96

8

4.72

4.72

9

5.56

5.56

10

33.75

33.75

11

43.37

47.84

12

24.05

23.05

13

22.68

22.68

14

39.76

39.76

15

24.71

24.71

16

0.00

100.57

-100.57

17

5.13

5.13

18

21.22

20.22

19

40.00

38.39

20

9.63

9.63

21

19.88

19.88

合计

90

476.71

566.57

0

3.5初始分配流量及管径的确定

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：

初分配流量及管径计算表

管段编号

初分配流量（L/s）

经济流速（m/s）

计算管径（mm）

设计管径D（mm）

[1]

466

1.8

574.3

600×2

[2]

180

1.5

391.0

400

[3]

266.35

1.5

475.6

450

[4]

100.57

1.5

292.2

300

[5]

140

1.5

344.8

350

[6]

99.16

1.0

355.4

350

[7]

24.05

1.0

175.0

200

[8]

54.32

1.4

222.3

200

[9]

4.72

0.6

100.1

100

[10]

80

0.9

336.5

350

[11]

80

1.0

226.4

200

[12]

30.03

0.8

218.7

200

[13]

5.56

0.6

108.6

100

[14]

10

0.8

126.2

125

[15]

6.16

0.8

99.0

100

[16]

13.14

0.8

144.6

150

[17]

36

0.8

239.4

250

[18]

30.69

0.7

236.3

250

[19]

25

0.8

199.5

200

[20]

71.55

1.0

301.9

300

[21]

100.57

1.0

357.9

350

[22]

35

0.8

236.1

250

[23]

42.79

0.8

261.0

250

[24]

15.46

0.8

156.9

150

[25]

5.13

0.6

104.4

100

[26]

9.65

0.6

143.1

150

[27]

9.63

0.6

143.0

150

[28]

4.42

0.6

96.9

100

四、管网水力计算

4.1摩阻系数的确定

在用哈代克罗斯法平差的过程中，算管段压降的时候要先知道管道的摩阻系数，因此先算管到的摩阻系数，这里采用水头公式的指数形式来计算，即hf=s*qn=k*qnL/Dm,所以s=kL/Dm,其中k=10.67/Cw1.852,n=1.852,m=4.87,计算结果见下表：

管段编号

Cw（焊接钢管）

参数k

管长L（m）

管径D（mm）

参数m

摩阻系数s

[1]

120

0.0015

94

600×2

4.87

0.48

[2]

949

400

123.40

[3]

448

450

32.83

[4]

809

300

427.03

[5]

1012

350

252.15

[6]

760

350

189.36

[7]

974

200

3703.69

[8]

420

250

538.73

[9]

282

100

31357.42

[10]

854

300

450.78

[11]

832

200

439.17

[12]

775

200

2946.98

[13]

332

100

36917.25

[14]

382

125

14328.57

[15]

845

100

93961.07

[16]

405

150

6251.47

[17]

530

250

679.83

[18]

447

250

573.36

[19]

800

200

3042.04

[20]

392

300

206.92

[21]

349

350

86.96

[22]

636

250

815.79

[23]

652

250

836.32

[24]

702

150

10835.87

[25]

306

100

34026.14

[26]

325

150

5016.61

[27]

575

150

8875.54

[28]

836

100

92960.30

4.2管网平差

利用excel表格进行平差，具体平差过程及水力计算结果见附录。

得到以下数据：

管段数据：

管段编号

管段长度（m）

管段流量（L/s）

管径（mm）

管内流速（m/s）

管段压降h（m）

[1]

94

466

600×2

0.98

-42.32

[2]

949

207

400

1.65

6.72

[3]

448

238.55

450

1.50

2.31

[4]

809

76.77

300

1.09

3.68

[5]

1012

136

350

1.41

6.27

[6]

760

95.16

350

0.99

2.43

[7]

974

21.99

200

0.70

3.15

[8]

420

20.06

200

0.64

0.14

[9]

282

4.72

100

0.60

1.91

[10]

854

142.07

350

1.48

3.51

[11]

832

24

200

0.76

0.44

[12]

775

23.97

200

0.76

2.94

[13]

332

5.56

100

0.71

2.49

[14]

382

8.48

125

0.69

2.09

[15]

845

7.23

100

0.92

10.18

[16]

405

8.14

150

0.60

1.94

[17]

530

22.60

250

0.63

0.61

[18]

447

94.28

250

1.92

5.12

[19]

800

28.52

200

0.91

4.19

[20]

392

125.95

300

1.78

4.46

[21]

349

100.57

350

1.05

1.84

[22]

636

29.48

250

0.60

1.19

[23]

652

35.07

250

0.71

1.69

[24]

702

13.99

150

0.79

3.99

[25]

306

5.13

100

0.65

5.14

[26]

325

18.85

150

1.07

3.21

[27]

575

9.63

150

0.62

2.43

[28]

836

5.89

100

0.75

6.90

节点数据：

（为了方便计算，取4号节点的地面标高为10米，根据等高线高差得到各节点标高。

）

节点编号

节点水头（m）

地面标高（m）

自由水压（m）

节点流量/（L/s）

1

5.77

10.20

-

-466

2

48.09

10.30

37.79

19.65

3

45.78

10.30

35.48

25.78

4

39.51

10.00

29.51

40.84

5

37.08

10.80

26.28

93.18

6

40.23

11.20

29.03

50.84

7

40.37

11.40

28.97

40.96

8

38.46

11.50

26.96

4.72

9

34.37

12.30

22.07

5.56

10

36.86

11.95

24.91

33.75

11

34.77

11.80

22.97

47.84

12

24.59

11.52

13.07

23.05

13

22.65

12.20

10.45

22.68

14

26.84

12.25

14.59

39.76

15

31.30

12.40

18.90

24.71

16

29.46

12.80

16.66

-100.57

17

24.97

13.25

11.72

5.13

18

30.11

13.00

17.11

20.22

19

26.9

12.72

14.18

38.39

20

24.47

13.02

11.45

9.63

21

20

12.75

7.25

19.88

Ⅲ参考文献

1、《给水排水设计手册》（第三册城镇给水），中国建筑工业出版社

2、《给水排水管网系统》（第二版），中国建筑工业出版社

Ⅳ附录

附录一：