城市给水管网设计说明要点.docx
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城市给水管网设计说明要点
目录……………………………………………………1
第一章设计说明………………………………………2
1.1前言……………………………………………2
1.2设计概况…………………………………………2
第二章给水管网设计计算………………………………4
2.1用水量计算……………………………………4
2.2清水池容积计算…………………………………6
2.3沿线流量和节点流量计算………………………8
第三章管网平差………………………………………10
3.1管网平差计算………………………………10
3.2水泵扬程及泵机组选定………………………10
3.3等水压线图……………………………………11
3.4管网造价概算………………………………11
附表一……………………………………………………12
附表二……………………………………………………12
附表三……………………………………………………13
附表四……………………………………………………13
附表五……………………………………………………14
附表六……………………………………………………14
附图一……………………………………………………15
一、设计说明
1.前言
设计项目性质：
本给水管网设计为M市给水管网初步设计，设计水平年为2012年。
主要服务对象为该县城镇人口生活用水和工业生产用水及职工生活用水，兼负消防功能，不考虑农业用水。
该县城最高日用水量为29000m3，最高日最高时用水量为1982m3，流量550.46L/s，最大用水加消防流量为620.46L/s。
2.设计概况
（1）城市概况：
该二区城市人口数为8.6万人，人口密度:
239人/公顷，供水普及率100%。
城区内建筑物按六层考虑。
土壤冰冻深度在地面下1.2m。
城市用水由水厂提供。
综合生用水定额为160L/cap·d，主导风向是西北风。
表1.工业企业生产、生活用水资料：
企业名
生产用水
职工生活用水
日用水量m3/d
逐时变化
班制
冷车间
人数
热车间
人数
每班淋浴
人数
污染
程度
企业甲
3200
均匀
三班（8点起始）
1000
800
1600
一般
企业乙
3200
均匀
二班（8点起始）
800
700
1500
一般
表2.城市用水量变化曲线及时变化系数
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
1.04
8~9
6.21
16~17
4.52
1~2
0.95
9~10
6.12
17~18
4.93
2~3
1.2
10~11
5.58
18~19
5.14
3~4
1.65
11~12
5.48
19~20
5.66
4~5
3.41
12~13
4.97
20~21
5.8
5~6
6.84
13~14
4.81
21~22
4.91
6~7
6.84
14~15
4.11
22~23
3.05
7~8
6.84
15~16
4.18
23~24
1.65
（3）给水系统选择
由于工业企业用水对水质无特殊要求，故采用统一给水系统，由于水塔调节容积过大，故不设水塔，若考虑到设计区的现状及保证供水的安全可靠，采用环状网。
（4）用水情况
供水水质要求符合生活饮用水要求。
居住区综合生活用水定额取160L/cap*d,最高日用水量29000
其中综合生活用水量13760
/d，工业用水量7036
/d，浇洒道路和绿地用水为2600m3
（5）工程内容
清水池
为调节水厂供水量与城市用水量之间的差额，故设置清水池，调节容积
5700
，考虑到供水安全，为便于清洗和检修时不间断供水，设两个清水池，
尺寸（m）:
30m×30m×4.8m,数量两个，截面为方形。
有效深度4.5m，安全超
高0.3m。
泵站内设置水泵
主要设备及器材，管材及接口：
观望中所有管网采用球墨铸铁管，接口采用
法兰接口，三通、四通、大小头、90°弯管均为铸铁，每个节点处设置检修
阀门，采用D371H对夹式蝶阀，消火栓每100m设置一个，采用型号SA100-1.6。
（6）参考资料
1.给水排水设计手册第三册《城镇给水》
2.给水排水设计手册第一册《常用资料》。
3.给水排水设计手册第十一册《常用设备》
4.给水排水设计手册第十册《器材与装置》
5.《室外给水设计规范》GB50013-2006
6.《建筑设计防火规范》GB50016—2006
7.《水源工程与管道系统设计计算》
8.《给水工程》（第四版）教材
9.《给水排水计算机应用》教材
二、设计计算
2.1用水量计算
（1）.最高日综合生活用水
根据该地区及人口规模和经济状况，该县为中小城市，城市分为二区。
查《给
水工程》522页附表1（6），最高日用水定额为160L/cap.d,
则最高日综合生活用水量：
Q1=qN=8.6×104×160×10-3=13760m3/d
城市工业企业甲，生产用水量3200m3/d;企业乙，生产用水量3200m3/d。
企业甲3班倒，冷车间3000人/d,热车间2400人/d，淋浴1600人/班。
企业乙2班倒，冷车间1600人/d,热车间1400人/d，淋浴1500人/班。
生活用水，冷车间采用每人每班25L，热车间采用每人每班35L；淋浴用水，冷车间采用没人没办40L,热车间采用每人每班60L.
m3/d
城区道路总面积：
0.4km2
绿化面积取20%，即3.46×0.2=0.69km2。
取浇洒道路每次用水量为1.5L/（m2•次），每天浇洒两次，绿化用水量为2L/（m2•d）。
城市未预见水量和管网漏失水量取最高日用水量的24%合并计算。
M市时变化系数为1.64
（2）消防时用水量
M市人口数量为8.6万人，查室外消防用水量表可得，同一时间内的火灾次数为2次，一次灭火用水量为35L/s。
（3）绘制城市最高日用水量变化曲线
2.3清水池容积计算
清水池与水塔调节容积计算
小时
一级泵站供水量（%）
二级泵站供水量（%）
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
不设置水塔
设置水塔
0-1
4.17
2.9
1.04
-3.13
-1.27
-1.86
1–2
4.17
2.9
0.95
-3.22
-1.27
-1.95
2–3
4.16
2.9
1.2
-3.21
-1.26
-1.95
3–4
4.17
2.9
1.65
-2.97
-1.27
-1.7
4–5
4.17
2.9
3.41
-2.52
-1.27
-1.25
5–6
4.17
2.9
6.84
-0.76
-1.27
0.51
6–7
4.17
4.8
6.84
2.67
0.63
2.04
7–8
4.16
4.8
6.84
2.68
0.64
2.04
8–9
4.17
4.8
6.21
2.04
0.63
1.41
9–10
4.17
4.8
6.12
1.95
0.63
1.32
10-11
4.17
4.8
5.58
1.41
0.63
0.78
11-12
4.17
4.8
5.48
1.31
0.63
0.78
12-13
4.16
4.8
4.97
0.7
0.64
0.17
13-14
4.16
4.8
4.81
0.63
0.64
0.01
14-15
4.17
4.8
4.11
-0.06
0.63
-0.69
15-16
4.16
4.8
4.18
0.02
0.64
-0.62
16-17
4.17
4.8
4.52
0.35
0.63
-0.28
17-18
4.17
4.8
4.93
0.76
0.63
0.13
18-19
4.17
4.8
5.14
0.97
0.63
0.34
19-20
4.16
4.8
5.66
1.50
0.64
0.86
20-21
4.17
4.8
5.8
1.63
0.63
1.63
21-22
4.17
4.8
4.91
0.74
0.63
0.74
22-23
4.16
2.9
3.05
-1.11
-1.26
-0.15
23-24
4.16
2.9
1.65
-2.51
-1.26
-1.25
累计
100
100
100
19.49
10.13
10.93
最大使用水量计算：
根据表2.综合生活用水逐时变化表中各时段占全天用水量百分比，，二泵站采用分级供水方案，一泵站均匀供水。
一泵站全天运转，流量为最高日的
×100%=4.17%
3.清水池和水塔调节容积的计算
一、二级泵站每小时供水量不相等，为了调节量泵站的差额，必须在一二级泵站之间建造清水池。
清水池的调节容积由一二级泵站供水量曲线确定。
水塔容积由二级泵站供水线和用水量曲线确定。
清水池有效容积等于调节容积、消防贮水量、水厂自用水量和安全贮水量之和。
清水池应设置为容积相等的两只。
当管网中设有水塔时
清水池每小时的调节水量为二泵站供水量与一泵站供水量之差。
。
计算过程如表：
清水池和水塔调节容积计算表。
此种情况下清水池调节容积占全天总用水量的10.13%。
水塔调节容积为小时用水量与二泵站小时供水量之差。
此种情况下，累积水塔调节容积占全天总用水量的10.93%。
当管网中无水塔时
清水池调节容积水量为用户小时用水量与一泵站供水量之差。
此种情况下，累积清水池调节容积占全天总用水量的19.49%。
（清水池和水塔调节容积计算表见附表）
Ⅰ.水塔容积和尺寸的计算
（1）调节容积的计算
=29000*10.93%=3170
消防贮水量（10min室内消防用水）
=5*2*2*60*10*10-3=12
（两处同
时发生火灾，每处两个消火栓同时工作10min，流量取5L/s）
总容积及水塔尺寸计算
水塔水柜设为圆柱形，高取3.0m，其中0.2m超高
水柜横截面积S=（3170+12）/2.8=1136.43
水柜横截面直径
水塔总容积为W=1136.43*3=3409.29
由于水塔容积过大，造价高，故而不设水塔。
.清水池容积及尺寸的确定。
由于本设计不设置水塔，故而清水池调节容积为最大日用水量的19.98%
（1）调节容积计算：
W1=29000×19.49%=5700m3
（2）消防容积的计算：
消防贮水量用于室外消防用水，室外消防用水（查《给水工程》附录3）。
根
据人数规模确定同一时间内的火灾次数为2次，一次灭火用水量45L/s，历
时2小时，则消防水量：
W2=2×3600×35×2×10-3=504m3
水厂自用水量的确定：
取最高日用水量的5%—10%
W3=29000×5%=1450m3
（4）安全贮量的确定：
清水池的安全贮量取最高水位以上0.3m的超高
确定清水池的个数和每个池子的尺寸：
设置两个清水池，其横截面为方形，水深取4.5m
每个池子的横截面积S=（504+5700+1450）/（4.5*2）=850.44m²
故每个池子的边长L=29.16m取30m
综述：
每个池子的尺寸：
边长30m的方形截面，池深4.8m，个数为2。
清水池总容积W=2×30×30×4.8=8640m3，规格（m3）2×30×30×4.8
（6）净水厂位置及管网布置见给水管网平面布置图
2.3沿线流量和节点流量计算
.管网定线
管网采取环网状布置形式,在平面图上具体确定管线,测出长度（按比例尺
1:
5000）。
进行节点编号,具体定线及编号见平面图。
给基环统一编号。
按照设计平面图确定沿线管段的配水系数，详细具体的参数
及数据见表（M城区最高日最高时管段沿线流量计算表）。
沿线流量，节点流量的确定：
比流量
，最高日最高时总用水量为550.46L/s
最大时工业企业集中用水量分别为:
3.6-单位换算系数
L计算-计算管长,根据各管的配水系数折算后的管长
L计算=（935+860+475+465+465+915+850+485+470+450+980+760）=8110m，
则比流量
=（550.46-61.1-77.66）/8110=0.0507645L/S·m
管段沿线流量确定
qij=qs×lij×αα-配水系数
如Q21=qs×L=935×0.0508878=54.04L/s
同理得各管段沿线流量
计算结果见表:
城区最高日最高时管段沿线流量计算表
管段编号
管段长度（m）
沿线流量（L/S）
管段编号
管段长度（m）
沿线流量（L/S）
1-2
935
47.46
3-6
465
23.61
2-3
860
43.66
4-7
485
24.62
1-4
475
24.11
7-8
980
49.75
4-5
915
46.45
6-9
450
22.84
5-6
850
43.15
5-8
470
23.86
2-5
465
23.61
8-9
760
38.58
节点流量的确定
——各节点的总流量L/S
管段i——与节点关联的管段沿线流量
计算过程：
q1=0.5*（q2-1+q4-1）=40.55L/s
同理计算各节点的总流量，结果见表：
节点编号
节点流量（L/s）
节点编号
节点流量（L/s）
节点编号
节点流量（L/s）
1
35.80
4
47.60
7
37.20
2
57.40
5
68.50
8
56.00
3
172.48
6
44.80
9
30.70
.管段流量初始分配及管径的确定
流量初始分配时，按照最短管线供水原则，并考虑可靠性的要求进行流量分配，应用节点流量连续性方程
进行流量的初始分配。
流量的初分结果见图：
（管网定线编号，管长及初分流量图）
-550.48
57.4
35.8
2
172.48
3
1
50
214.68
300.00
150
47.6
107.28
4
5
44.8
68.5
122.48
100
6
7
8
37.2
88.78
102.30
65.2
67.28
97.98
56.0
9
30.7
根据管网初分流量，按界限流量表确定初始的经济管径
完成下表：
管段原始数据表（最终修订确认，经消防、事故核算调整后的结果）
管段编号
管径（mm）
节点编号
管径（mm）
节点编号
管径（mm）
1-2
500
4-5
450
7-8
300
2-3
300
5-6
400
8-9
350
1-4
600
2-5
400
3-6
400
4-7
400
5-8
400
6-9
300
3、管网平差
3.1管网平差结果与校核
（1）最大时管网水力计算见附表
（一）
（二）
（2）消防时的校核，见附表（三）（四）
按消防要求同时两处失火，一处位于控制点，一处位于靠近大用户和工业企业的节点处。
每处按35L/s计，分别在节点7和节点3处.
（3）事故时管网的核算，见附表（五）（六）
根据最高时流量的初步分配，确定最不利管段为1-6段，此时流量按设计用水量的70%
计算。
（4）根据最高时、最高时+消防、事故时的电算结果调整后的管径确定最终管径。
重新计算
同时满足三个工况的计算结果，从而完成管网各工况水力计算结果图。
3.2水泵选定
1）最大时水泵计算
清水池地面标高为105.00m，清水池最低水位3m，最低水位地面标高102.00m。
从水厂向管网两条输水管长为350m，最高时每条管中流量为,257.3L/s，依此每条输水管渠的管径选为500mm，查水力计算表，千米损失为4.11m，所以沿程水头损失为4.11×350/1000=1.438m，局部水头损失按沿程水头损失的10%计算，故压水管水头损失为1.438×1.1=1.58m。
7点为控制点，其地面标高为105.00m，控制点需要的服务水头为六层楼即2８m,吸水管路损失取0.4m。
最大时水泵扬程:
H1＝28+（105-102）+1.58+0.4++∑h＝35m
式中∑h为最不利管段的水头损失1-4-7,由附表平差
（二），计算得
∑h=2.016m
可采用型号KQL250/370-90/4的泵三用一备,其相关参数如下：
型号
流量（m3/h）
扬程（m）
转速（r/min）
电机功率（Kw）
必需汽蚀余量（m）
重量（kg）
KQL250/370-90/4
365
47
1480
90
5.5
1030
500
44
600
35
2）消防时核算
最高日水量和消防流量和为584.6L/s，由单根输水管流量，查水力计算表，输水管千米损失为5.34m。
最高时消防所需水泵扬程:
H2＝（105-102）+10+5.34*0.35*1.1+0.4+∑h
＝18.6m＜H满足要求
（式中∑h最不利管段的水头损失1-4-7-由附表平差（四）计算得3.148m。
３）事故核算
1-4管段断开，70％的设计流量（即360.22L/s）送向管网，平差结果见附表平差（六）查得每条输水管千米损失为2.11m。
压水管水头损失为2.11×350×1.1/1000=0.8m。
事故时所需水泵扬程：
H2＝（105-102）+28+2.11*0.35*1.1+0.4+2+∑h
＝45.0m满足要求
（式中∑h最不利管段的水头损失1-2-5-4-7，由附表平差（六）计算得12.956m
（4）节点水压标高计算
见附图平差
（一）
（二）（三）最大时、消防、事故平差结果。
3.3绘制等压线图
最大用水时等水压线图见附图一.。
3.3管网造价概算
计算见下表:
管径（mm）
300
350
400
450
500
600
单价（元/米）
183.3
205.02
226.89
238.95
260.67
346.14
管长（m）
2600
450
2735
915
935
475
管段造价（万元）
47.66
9.23
62.05
21.86
24.37
16.44
总造价（万元）
181.62
附表一：
节点编号
流量（L/s）
地面标高（m）
节点水压（m）
自由水头（m）
1
-360.220
104.370
146.001
41.631
2
40.180
101.100
138.434
37.334
3
120.680
98.100
132.608
34.508
4
33.320
105.200
133.200
28.000
5
47.950
101.540
133.543
32.003
6
31.360
98.540
132.741
34.201
7
26.040
105.000
133.045
28.045
8
39.200
101.400
132.945
31.545
9
21.490
98.500
132.742
34.242
附表二：
管道编号
管径（mm）
管长（m）
流量（L/s）
流速（m/s）
千米损失（m）
管道损失（m）
1-2
500
935.0
204.058
0.983
2.828
2.644
2-3
300
860.0
72.540
0.955
4.773
4.105
3-6
400
465.0
99.860
0.749
2.204
1.025
4-1
600
475.0
310.542
1.045
2.576
1.224
5-2
400
465.0
74.118
0.556
1.270
0.590
5-4
500
915.0
178.057
0.858
2.198
2.011
6-5
400
850.0
116.446
0.873
2.929
2.490
6-9
300
450.0
28.214
0.371
0.832
0.374
7-4
400
485.0
84.885
0.637
1.632
0.792
8-5
350
470.0
67.229
0.653
1.986
0.933
8-7
300
980.0
47.685
0.628
2.197
2.153
9-8
350
760.0
58.914
0.572
1.555
1.182
附表三：
节点编号
流量（L/s）
地面标高（m）
节点水压（m）
自由水头（m）
1
-584.600
104.370
118.087
13.717
2
57.400
101.100
114.875
13.775
3
207.400
98.100
109.408
11.308
4
47.600
105.200
116.476
11.276
5
68.500
101.540
114.126
12.586
6
44.800
98.540
110.929
12.389
7
72.200
105.000
115.000
10.000
8
56.000
101.400
112.956
11.556
9
30.700
98.500
111.494
12.994
附表四:
管道编号
管径（mm）
管长（m）
流量（L/s）
流速（m/s）
千米损失（m）
管道损失（m）
1-2
500
935.0
225.728
1.088
3.435
3.212
2-3
300
860.0
84.340
1.110
6.357
5.467
3-6
400
465.0
123.060
0.923
3.269
1.520
4-1
600
475.0
358.872
1.208
3.393
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