1、給水工程課程設(shè)計(jì)第一節(jié) 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)資料工程概述：本設(shè)計(jì)為廣東省某城市的給水管網(wǎng)初步設(shè)計(jì)，該城市位于廣東，A 河的中下游。城市分為、兩個(gè)行政區(qū)，總共人口12.2萬人；A河流將該城市分成兩部分，每一部分都有一個(gè)工業(yè)區(qū)；城市中各工業(yè)企業(yè)對水質(zhì)無特殊要求，城市樓房平均層數(shù)6層。其基本資料具體如下。一、 設(shè)計(jì)資料1 基本情況該城市位于廣東，A 河的中下游。城市分為、兩個(gè)行政區(qū)，總共人口12.2萬人；A河流將該城市分成兩部分，每一部分都有一個(gè)工業(yè)區(qū)；房屋平均層數(shù)6層。條件圖： 1：5000 城市平面圖2.城市居住房中的衛(wèi)生設(shè)備情況：區(qū)：室內(nèi)衛(wèi)生設(shè)備情況（有給水、排水、淋浴、熱水供應(yīng)）；區(qū)：室內(nèi)衛(wèi)生設(shè)備

2、情況（有給水、排水、淋浴、熱水供應(yīng)）；3城市中房屋的平均層數(shù)：區(qū)6層；區(qū)6層；4工業(yè)用水情況：城市中有下列工業(yè)企業(yè)，其位置在城市平面圖；工業(yè)區(qū)，生產(chǎn)用水量 6000 米3天。工人總數(shù)3400人，分兩班工作，熱車間占41.18第一班1700人，使用淋浴者1700人；其中熱車間700人第二班1700 人，使用淋浴者1700 人；其中熱車間700人工業(yè)區(qū)，生產(chǎn)用水量8000 米3天。工人總數(shù)5100人，分兩班工作，熱車間占35.29第一班2550人，使用淋浴者2550人；其中熱車間 900人第二班2550人，使用淋浴者2550人；其中熱車間 900人5. 給水水源：A河2 城市綜合用水城市綜合用水變

3、化曲線及時(shí)變化系數(shù)用水時(shí)變化系數(shù)Kh=1.23。時(shí)間0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-12用水量%2.822.792.933.063.133.784.935.135.114.814.644.52時(shí)間12-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24用水量%4.494.454.454.555.114.924.94.714.294.043.423.02二、 設(shè)計(jì)任務(wù)1. 城市給水工程規(guī)劃2. 城市輸水管與給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)3. 二級泵站設(shè)計(jì)4. 圖紙。第二節(jié) 給水管網(wǎng)布置及水廠選址該城市有一

4、條自西向東流的水量充沛，水質(zhì)良好的河流，可以作為生活飲用水水源。該城市的地勢比較平坦沒有太大的起伏變化。城市的街區(qū)分布比較均勻，城市中各工業(yè)企業(yè)對水質(zhì)無特殊要求。因而采用統(tǒng)一的給水系統(tǒng)。城市給水管網(wǎng)的布置取決于城市的平面布置、水源、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的位置、大用戶的分布等?？紤]要點(diǎn)有以下： 定線時(shí)干管延伸方向應(yīng)和二級泵站輸水到水池、水塔、大用戶的水流方向一致。干管的間距一般采用500m800m 。 循水流方向，以最短的距離布置一條或數(shù)條干管，干管位置從用水量較大的街區(qū)通過。 干管盡量靠近大用戶，減少分配管的長度。 干管按照規(guī)劃道路定線，盡量避免在高級路面或重要道路下通過，盡量少穿越鐵路。減小今后檢修時(shí)

5、的困難。 干管與干管之間的連接管使管網(wǎng)成環(huán)狀網(wǎng)。連接管的間距考慮在8001000m左右。 力求以最短距離鋪設(shè)管線，降低管網(wǎng)的造價(jià)和供水能量費(fèi)用。輸水管線走向應(yīng)符合城市和工業(yè)企業(yè)規(guī)劃要求，沿現(xiàn)有道路鋪設(shè)，有利于施工和維護(hù)。城市的輸水管和配水管采用鋼管（管徑）1000mm時(shí)）和鑄鐵管。配水管網(wǎng)共設(shè)10個(gè)環(huán)，輸配水管路布置如附圖(一)所示.另外考慮到河流將該城市分成兩半，為了安全供水起見在河流的上游鋪設(shè)倒虹管，在其兩岸應(yīng)設(shè)閥門井，閥門井頂部標(biāo)高應(yīng)保證洪水時(shí)不被淹沒。井內(nèi)有閥門和排水管等。倒虹管頂在河床下的深度不小與0.5m，在航道線范圍內(nèi)不應(yīng)小于1m，倒虹管使用鋼管并須加強(qiáng)防腐措施。對水廠廠址的選擇

6、，應(yīng)根據(jù)下列要求，并且通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定：（）、給水系統(tǒng)布局合理；（）、不受洪水威脅；（）、有較好的廢水排除條件；（）、有良好的工程地質(zhì)條件；（）、有良好的衛(wèi)生環(huán)境，并便于設(shè)立防護(hù)地帶；（）、少拆遷，不占或少占良田；（）、施工、運(yùn)行和維護(hù)方便。第三節(jié) 給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算基礎(chǔ)資料：總?cè)丝冢ㄈf）綠地面積（萬平米）道路面積（萬平米）工業(yè)區(qū)總?cè)藬?shù)其中高溫車間人數(shù)工業(yè)區(qū)總?cè)藬?shù)其中高溫車間人數(shù)12.2508434001400510018001 最高日用水量城市最高日用水兩包括綜合用水、工業(yè)生產(chǎn)用水及職工生活用水及淋浴用水、澆灑道路和綠化用水、未預(yù)見用水和管網(wǎng)漏失水量。該城市在廣東，總?cè)丝?2.2萬人，查

7、室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范可知該城市位于一分區(qū)，為中小城市。綜合生活用水定額采用上限370L/cap.d最高日綜合生活用水量Q1 ：Q1=qNf Q1城市最高日綜合生活用水，md；q城市最高日綜合用水量定額，（cap.d）；城市設(shè)計(jì)年限內(nèi)計(jì)劃用水人口數(shù)；f城市自來水普及率，采用f=100%所以最高日綜合生活用水為： 工業(yè)用水量為：工廠職工生活用水量采用一般車間每人每班25L，高溫車間每人每班35L計(jì)算，淋浴用水按一般車間每人每班40L，高溫車間每人每班60L計(jì)算；工廠生產(chǎn)用水量：6000+8000=14000 m/d工人生活用水量：工廠0.025×2000+0.035×140099.

8、00 m3/d工廠0.025×3300+0.035×1800145.50 m3/d工人淋浴用水量：=40×(1000+2550-900)/1000+60×(700+900)/1000×2 =404 m3/d工廠總用水量:Q214000+99+145.50+404 14648.50 m3/d澆灑道路用水量Q3：澆灑道路用水量按每平方米路面每次1.5L計(jì)算；每天澆灑3次。所以澆灑道路用水量Q31.5×84×104×3/10003780 m/d綠化用水量Q4：綠化用水量按2 L/d.m2 計(jì)算；所以： Q42.0

9、5;50×104/1000=1000 m/d城市的未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失水量按最高日用水量的25%計(jì)算。最高日設(shè)計(jì)流量Qd：Qd1.25×（Q1+Q2+Q3+Q4）1.25×（45140+14648.5+3780+1000）80710.63 m/d消防用水量：根據(jù)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范該城市消防用水量定額為45L/s，同時(shí)火災(zāi)次數(shù)為2次。城市消防用水量為：最高時(shí)用水量從表一城市用水量變化情況表中可以看出，1516點(diǎn)為用水最高時(shí)，最高時(shí)用水量為：Qh=3362.94m3/h=1459.77 L/s時(shí)間時(shí)變化系數(shù)綜合生活用水工業(yè)生產(chǎn)用水淋浴用水工廠職工用水澆灑道路綠地用地未預(yù)

10、見水城市每小時(shí)用水量m3/hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/h%0-12.821272.95202.00368.741843.692.281-22.791259.41314.851574.261.952-32.931322.60330.651653.252.053-43.061381.28345.321726.612.144-53.131412.88353.221766.102.195-63.781706.29426.572132.872.646-74.932225.401260871.354356.755.407-85.132315.68500.00703.92

11、3519.604.368-95.112306.65875.0015.28799.233996.174.959-104.812171.23875.0015.28765.383826.894.7410-114.642094.50875.0015.28746.193730.974.6211-124.522040.33875.0015.2812601047.655238.266.4912-134.492026.79875.0015.28729.273646.334.5213-144.452008.73875.0015.28724.753623.764.4914-154.452008.73875.001

12、5.28724.753623.764.4915-164.552053.87875.0015.2812601051.045255.196.5116-175.112306.65875.0015.28500.00924.234621.175.7317-184.922220.89 875.00 15.28 777.79 3888.96 4.82 18-194.92211.86 875.00 202.00 15.28 826.04 4130.18 5.12 19-204.712126.09 875.00 15.28 754.09 3770.47 4.67 20-214.291936.51 875.00

13、15.28 706.70 3533.48 4.38 21-224.041823.66 875.00 15.28 678.48 3392.42 4.20 22-233.421543.79 875.00 15.28 608.52 3042.59 3.77 23-243.021363.23 875.00 15.28 563.38 2816.89 3.49 合計(jì)45140.00 14000.00 404.00 229.22 1000.00 16142.13 80710.63 100.00 表（一）城市用水量變化情況表2 清水池調(diào)節(jié)容積，二級泵站供水情況如下表：清水池調(diào)節(jié)容積計(jì)算 Kh=1.56時(shí)間用水

14、量%二泵站供水量%一泵站供水量%清水池調(diào)節(jié)容積0-12.282.284.17-1.891-21.951.954.17-2.222-32.052.054.16-2.113-42.142.144.17-2.034-52.192.194.17-1.985-62.642.644.16-1.526-75.405.404.171.237-84.364.364.170.198-94.954.954.160.799-104.744.744.170.5710-114.624.624.170.4511-126.496.494.162.3312-134.524.524.170.3513-144.494.494.17

15、0.3214-154.494.494.160.3315-166.516.514.172.3416-175.735.734.171.5617-184.824.824.160.6618-195.125.124.170.9519-204.674.674.170.5020-214.384.384.160.2221-224.204.204.170.0322-233.773.774.17-0.4023-243.493.494.16-0.67合計(jì)100.000.00100.0012.82因此清水池調(diào)節(jié)容積按最高日用水量的12.82%計(jì)算清水池中除了儲存調(diào)節(jié)用水外還存放消防用水,則清水池有效容積W為W=W1+

16、W2+W3+W4W清水池總?cè)莘em3；W1調(diào)節(jié)容積；m；消防儲水量m，按2小時(shí)火災(zāi)延續(xù)時(shí)間計(jì)算；W3水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產(chǎn)用水，取最高日用水量的10%計(jì)算；W4安全貯量按W1+W2+W3取整后計(jì)算W1+W2+W364568.5×12.82%+0.09×2×3600+64568.5×10% 15382.53m 故W4取15382.53-15000=382.53 m 因此：清水池總?cè)莘eW： W15382+382.53 15765.06m取整數(shù)為：W=16000 m清水池應(yīng)設(shè)計(jì)成體積相同的兩個(gè)，如僅有一個(gè)，則應(yīng)分格或采取適當(dāng)措施，以便清洗或檢修時(shí)不間斷供

17、水。5一、二級泵站的供水曲線：根據(jù)該城市的用水量變化情況，一級泵站一天工作24小時(shí)平均供水，二級泵站工作分兩級：6時(shí)20時(shí)，二級泵站運(yùn)轉(zhuǎn)，流量占最高日用水量的5.82%，其他時(shí)間20次日6時(shí)二級泵站運(yùn)轉(zhuǎn)流量占最高日用水量的2.67%，城市最高日用水變化曲線圖如下：最大時(shí)用水小時(shí)用水變化曲線三、 管網(wǎng)水力計(jì)算（一） 集中用水量集中用水量主要為工廠的生產(chǎn)用水量和職工生活用水量，當(dāng)工人淋浴時(shí)間與最大時(shí)供水重合時(shí)淋浴用水也應(yīng)該計(jì)入集中用水量，否則不計(jì)入集中用水量。從表（一）城市用水量變化情況表中可知：最大時(shí)集中流量為：（一） 比流量計(jì)算Qh為最高日最大時(shí)用水量 L/sq為大用戶集中流量L/sL管網(wǎng)總的

18、有效長度 m（二） 沿線流量計(jì)算qi-jq si-ji-j有效長度；mq s比流量沿線流量計(jì)算表管段編號圖紙上長度(mm)實(shí)際長度（m）有效長度（m）沿線流量（m/s）1-2159.0579539845.161-10199.6499849956.682-9196.29981981111.4610-9168.1184142047.732-3154.5477338643.883-8185.54928928105.368-9159.179639845.1721-4152.9176538212.983-21110.6555327730.614-7180.0990045051.137-8143.5771

19、817820.194-5121.4660730434.485-6176.6788344250.166-784.7442421224.0611-12104.5852326129.6911-20123.7661939845.2512-19128.7764464473.1220-1995.5447823927.1312-13150.8275437742.8213-18138.1569154161.4618-19136.6368334238.7913-14127.763931936.2614-17146.1273136541.4917-18130.0665015417.5014-15161.39807

20、24427.7215-16153.9177038543.7016-17170.985542748.5217-2190.4545200.002-1983.841900.005-16102.9451500.00合計(jì)106761212.47（四） 節(jié)點(diǎn)流量qiq折算系數(shù)取.節(jié)點(diǎn)流量表節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)流量（L/s）節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)流量（L/s）150.921137.472100.251272.82389.921370.27449.301452.73542.321535.71637.111646.11747.691753.75885.361858.879102.181969.521052.202036.192121.7

21、9（五） 管網(wǎng)平差1環(huán)狀管網(wǎng)流量分配計(jì)算根據(jù)節(jié)點(diǎn)流量進(jìn)行管段的流量分配. 分配步驟：按照管網(wǎng)的主要供水方向，初步擬定各管段的水流方向，并選定整個(gè)管網(wǎng)的控制點(diǎn)。為了可靠供水，從二級泵站到控制點(diǎn)之間選定幾條主要的平行干管線，這些平行干管中盡可能均勻地分配流量，并且符合水流連續(xù)性即滿足節(jié)點(diǎn)流量平衡的條件。與干管線垂直的連接管，其作用主要是溝通平行干管之間的流量，有時(shí)起一些輸水作用，有時(shí)只是就近供水到用戶，平時(shí)流量一般不大，只有在干損壞時(shí)才轉(zhuǎn)輸較大的流量，因此連接管中可以分配較少的流量。3 管徑的確定管徑與設(shè)計(jì)流量的關(guān)系：qv2v（4q/v）公式中 D管段管徑，m；q管段計(jì)算流量，m/s；管段過水?dāng)嗝?/p>

22、面積，mv設(shè)計(jì)流速，m/s；設(shè)計(jì)中按經(jīng)濟(jì)流速來確定管徑進(jìn)行平差，確定實(shí)際管徑。平均經(jīng)濟(jì)流速與管徑的確定管徑mm平均經(jīng)濟(jì)流速（m/s）100400D4000.6.90.91.4流量分配如下：1.最大時(shí)流量初步分配最大時(shí)設(shè)計(jì)流量1459.77L/s，流量初步分配如下表： 最大時(shí)流量分配環(huán)編號管長管徑流量初步分配影響0.01104 11-2795 350-65.92 21 1-10998 200-15.00 21 2-9981 15020.00 2 10-9841 30037.20 21 4 22-3773 500-266.17 9 3-8928 20030.00 3 8-9796 400119.3

23、8 21 2-9981 150-20.00 1 5 33-21539 700-386.09 9 4-7900 40030.00 4 21-4229 700-607.88 10 3-8928 200-30.00 2 7-8718 500174.73 21 4 44-5607 800-793.06 10 5-6883 600229.53 21 6-7424 600192.42 21 4-7900 400-30.00 3 4 511-12523 250-22.47 21 11-20619 20015.00 21 12-19644 200-20.00 6 20-19478 30051.19 21 4

24、612-13754 350-75.29 21 13-18691 250-20.00 7 18-19683 35060.71 9 12-19644 20020.00 5 4 713-14639 400-125.56 21 14-17731 250-20.00 8 13-18691 25020.00 6 17-18650 500135.58 9 4 814-15807 450-158.29 21 15-16770 500-194.00 21 16-17855 600154.75 10 14-17731 25020.00 7 6 92-19419 30080.00 21 19-18683 350-6

25、0.71 618-17650 500-135.58 717-21452 400-200.00 103-21539 700386.09 32-3773 500266.17 25 1017-16855 600-154.75 816-5515 700-394.86 215-4607 800793.06 44-21229 700607.88 321-17452 400200.00 9最大時(shí)平差結(jié)果見附表平差(一)及附圖平差(一)最大時(shí)加消防流量初步分配 在控制點(diǎn)11跟大用戶14點(diǎn)上分別加上45L/S的流量。設(shè)計(jì)流量加上消防用水量90L/s。進(jìn)行流量的初步分配，如下表： 最大時(shí)加消防流量初步分配表環(huán)編號

26、管長管徑流量初步分配影響0.01 104 11-2795 350-65.92211-10998 200-15212-9981 15010210-9841 30037.2214 22-3773 500-276.1793-8928 2002038-9796 400129.38212-9981 150-1015 33-21539 700-386.0994-7900 40020421-4229 700-617.88103-8928 200-2027-8718 500194.73214 44-5607 800-793.06105-6883 600259.53216-7424 600222.42214-7

27、900 400-2034 511-12523 250-67.472111-20619 200152112-19644 200-20620-19478 30051.19214 612-13754 350-120.292113-18691 250-30718-19683 35040.71912-19644 2002054 713-14639 400-160.562114-17731 250-40813-18691 25030617-18650 500129.5894 814-15807 450-218.292115-16770 500-2542116-17855 600154.751014-177

28、31 2504076 92-19419 3001002119-18683 350-40.71618-17650 500-129.58717-21452 400-210103-21539 700386.0932-3773 500276.1725 1017-16855 600-154.75816-5515 700-454.86215-4607 800793.0644-21229 700617.88321-17452 4002109平差結(jié)果見附表平差（二）及附圖平差(二)事故時(shí)流量初步分配事故時(shí)4-5管段斷開，70的設(shè)計(jì)流量（即1212.47L/s）送向管網(wǎng)。事故初步流量分配編號管長管徑流量初步分配

29、影響0.019141-2795 350-25.64211-10998 20010212-9981 150-20210-9841 30046.54214 22-3773 500-15.8193-8928 200-3038-9796 400138.07212-9981 1502015 33-21539 700-48.7694-7900 400-50421-4229 70058.6343-8928 2003027-8718 500227.82217 417-16855 600-469.4785-6883 600337.18216-7424 600311.2214-7900 40050316-5515

30、 700-655.04214-21229 700-58.63321-17452 400-122.6594 511-12523 250-21.232111-20619 20052112-19644 200-10620-19478 30030.33214 612-13754 350-62.22113-18691 250-10718-19683 350148.99912-19644 2001054 713-14639 400-101.392114-17731 250-10813-18691 25010617-18650 500200.294 814-15807 450-128.32115-16770

31、 500-153.32116-17855 600469.47414-17731 2501076 92-19419 300-602119-18683 350-148.99618-17650 500-200.2717-21452 400122.6543-21539 70048.7632-3773 50015.812平差結(jié)果見附表平差（三）及附圖平差(三)（六）管網(wǎng)平差校核1 最大時(shí)水泵揚(yáng)程 清水池地面標(biāo)高為34.8 m ，清水池最低水位2m，最低水位地面標(biāo)高32.8m。 從水廠向管網(wǎng)兩條輸水管長為300m最高時(shí)每條管中流量為729.89 L/s，依此每條輸水管渠的管徑選為1200mm，查得輸水管最

32、高時(shí)I為0.0176 m，所以沿程水頭損失為0.0176×300=5.28m，局部水頭損失按沿程水頭損失的10%計(jì)算，故壓水管水頭損失為5.28×1.1= 5.81m。11 點(diǎn)為控制點(diǎn)，其地面標(biāo)高為 30.8 m ，控制點(diǎn)需要的服務(wù)水頭為六層樓即2m。水泵安全揚(yáng)程為2m，吸水管長度取20m，其水頭損失計(jì)算得：沿程水頭損失為0.05m，局部水頭損失為0.160m，故吸水管水頭損失為0.05+0.160=0.210m。最大時(shí)平差結(jié)果見附表平差（一）最大時(shí)水泵揚(yáng)程:H1h+28+（32.8-34.8）+5.81+0.210+244.95m式中h為控制點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)5最不利管段的水頭損失取11-12-13-14-13-16-5與11-20-19-18-17-16-5兩條管線各自總的水頭損失的平均值,由附表平差（一）計(jì)算得 h =10.93 m2 最高時(shí)加消防時(shí)校核在節(jié)點(diǎn)11跟節(jié)點(diǎn)14分別加上45 L/s的消防用水量，平差結(jié)