1、 給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì) 討論題一：給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)討論題一：給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料1、供水區(qū)域平面圖（面積、地形）2、供水區(qū)域用水人數(shù)，工業(yè)企業(yè)分布情況3、供水區(qū)域用水變化情況4、供水區(qū)域最小服務(wù)水頭要求給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì) 討論題二：給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)任務(wù)給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)討論題二：給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)任務(wù)1、確定給水形式（是否分區(qū)）2、確定給水工藝流程（二級(jí)泵站、水塔）3、確定管網(wǎng)形式（樹(shù)狀網(wǎng)、環(huán)狀網(wǎng)）4、確定各部分設(shè)計(jì)流量5、確定清水池、水塔容積6、管網(wǎng)設(shè)計(jì)（確定各管段設(shè)計(jì)流量和管徑

2、）7、管網(wǎng)校核（消防時(shí)、最大轉(zhuǎn)輸時(shí)、事故時(shí)）8、確定二級(jí)泵站揚(yáng)程9、繪制管網(wǎng)平面圖給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì) 討論題三：給水管網(wǎng)工程設(shè)計(jì)步驟給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)步驟 一、用水量計(jì)算 綜合生活用水量 生產(chǎn)用水量計(jì)算 工業(yè)企業(yè)職工生活、淋浴用水量 市政用水量 未預(yù)見(jiàn)水量及漏失水量 消防用水量計(jì)算 繪制最大日用水變化曲線給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)步驟 二、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物容積、個(gè)數(shù)、尺寸的計(jì)算 1、清水池 2、水塔 兩種方法：逐時(shí)累計(jì)；連續(xù)時(shí)段給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)步驟三、管段設(shè)計(jì)流量分配計(jì)算三、管段設(shè)計(jì)流量分配計(jì)算 管段設(shè)計(jì)流量是確定管段直徑的主要依據(jù)。用水流量分配 為進(jìn)行給水管網(wǎng)的細(xì)部設(shè)計(jì)，必須將總流量分配到系統(tǒng)中去，也就是將

3、最高日用水流量分配到每條管段和各個(gè)節(jié)點(diǎn)上去。1、 單水源樹(shù)狀網(wǎng)樹(shù)狀管網(wǎng)的管段流量具有唯一性，每一管段的計(jì)算流量等于該管段后面各節(jié)點(diǎn)流量和大用戶集中用水量之和。泵站泵站56385646273545286142733341217726234775集中流量：從一個(gè)點(diǎn)取得用水，用水量較大的用戶。分散流量：沿線眾多小用戶用水，情況復(fù)雜。 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量分配計(jì)算集中流量：集中流量：qni 各集中用水戶的集中流量，各集中用水戶的集中流量，L/s；Qdi各集中用水戶最高日用水量，各集中用水戶最高日用水量，m3/d；Khi時(shí)變化系數(shù)。時(shí)變化系數(shù)。)/(4 .86sLQKqdihini 根據(jù)實(shí)際管網(wǎng)流量變化情況設(shè)計(jì)

4、管網(wǎng)非常復(fù)雜，加以簡(jiǎn)化。提出比流量比流量，沿線流量沿線流量，節(jié)點(diǎn)流量節(jié)點(diǎn)流量的概念。比流量比流量：為簡(jiǎn)化計(jì)算而將除去大用戶集中流量以外的用水量均勻地分配在全部有效干管長(zhǎng)度上，由此計(jì)算出的單位長(zhǎng)度干管承擔(dān)的供水量。長(zhǎng)度比流量：面積比流量： lqQqsAqQqs沿線流量：沿線流量：干管有效長(zhǎng)度與比流量的乘積。 lqqsll:l:管段配水長(zhǎng)度，不一定等于實(shí)際管長(zhǎng)。無(wú)配水管段配水長(zhǎng)度，不一定等于實(shí)際管長(zhǎng)。無(wú)配水的輸水管，配水長(zhǎng)度為零；單側(cè)配水，為實(shí)際管的輸水管，配水長(zhǎng)度為零；單側(cè)配水，為實(shí)際管長(zhǎng)的一半。長(zhǎng)的一半。公園公園街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊節(jié)點(diǎn)流量節(jié)點(diǎn)流量按

5、照水力等效的原則，將沿線流量一分為二，分別加在管段兩端的節(jié)點(diǎn)上；集中流量可以直接加在所處的節(jié)點(diǎn)上；供水泵站或水塔的供水流量也應(yīng)從節(jié)點(diǎn)處進(jìn)入管網(wǎng)系統(tǒng)2、環(huán)狀網(wǎng)、環(huán)狀網(wǎng)例圖所示管網(wǎng)，比流量為qs，求各節(jié)點(diǎn)的流量。因管段8-9單側(cè)供水，求節(jié)點(diǎn)流量時(shí)，將管段配水長(zhǎng)度按一半計(jì)算。解: 以節(jié)點(diǎn)3、5、8、9為例，節(jié)點(diǎn)流量如下：例： 某城鎮(zhèn)給水環(huán)狀網(wǎng)布置如圖所示，全城最高日最高時(shí)總用水量315m3/h，其中包括工廠用水量50m3/h，管段68和89均只在單側(cè)有用戶。計(jì)算最高日最高時(shí)單位管長(zhǎng)比流量、沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量。14295水廠7863工廠880640710540520620520560580920890

6、解： 工廠的集中流量作為在其附近的節(jié)點(diǎn)4配出。管段68和89均只在單側(cè)有用戶。各管段配水長(zhǎng)度如表所示。 全部配水干管總計(jì)算長(zhǎng)度為6690m，該管網(wǎng)最高日最高時(shí)的總用水量為： Q-q=(315-50) 1000/3600=73.6(L/s) 管長(zhǎng)比流量qs為： Qs=73.6/6690=0.011(L/s.m)表6-1 某城鎮(zhèn)管網(wǎng)各管段最高日最高時(shí)沿線流量管段編號(hào)管段長(zhǎng)度(m)管段計(jì)算長(zhǎng)度(m) 沿線流量(L/s)水廠36201-24904905.391-48808809.682-58908909.794-55205205.722-35305305.833-692092010.135-65405

7、405.944-7640640753.197-87107107.818-95605600.53.08合計(jì)669073.60節(jié)點(diǎn)編號(hào)連接管段編號(hào)連接管段沿線流量之和(L/s)節(jié)點(diǎn)流量（L/s)11-2,1-45.39+9.68=15.077.5421-2,2-3,2-55.39+5.83+9.79=21.0110.5132-3,3-6,水廠-35.83+10.13+0=15.967.9841-4,4-5,4-79.68+5.72+7.04=22.4411.2213.89表6-2 某城鎮(zhèn)管網(wǎng)最高日最高時(shí)各節(jié)點(diǎn)流量1427.5495水廠7863工廠（13.89）10.72

8、10.517.989.6311.227.421.54880640710540520620520560580920890環(huán)狀管網(wǎng)環(huán)狀管網(wǎng)滿足連續(xù)性條件滿足連續(xù)性條件的流量分配方案可以有的流量分配方案可以有無(wú)數(shù)多種。無(wú)數(shù)多種。1510131218161714197612527148581912335913460249511135730102498流量分配遵循原則：(1)從水源或多個(gè)水源出發(fā)進(jìn)行管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算，按水流沿最短線路流向節(jié)點(diǎn)的原則擬定水流方向； (2)當(dāng)向兩個(gè)或兩個(gè)以上方向分配設(shè)計(jì)流量時(shí)，要向主要供水方向或大用戶用水分配較大的流量，向次要用戶分配較少的流量；(3)順主要供水方向延伸的幾條

9、平行干管所分配的計(jì)算流量應(yīng)大致接近；(4)每一節(jié)點(diǎn)滿足進(jìn)、出流量平衡。給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)步驟四、四、管段直徑設(shè)計(jì)管段直徑設(shè)計(jì)D管段直徑，m； q 管段流量，m3/s； v 流速，m/s； A 水管斷面積，m3。確定管徑必須先選定設(shè)計(jì)流速。vqDvDAvq442設(shè)計(jì)流速的確定設(shè)計(jì)流速的確定技術(shù)上：為防止水錘現(xiàn)象，Vmax0.6m/s。經(jīng)濟(jì)上：設(shè)計(jì)流速小，管徑大，管網(wǎng)造價(jià)增加； 同時(shí)，水頭損失減小，水泵揚(yáng)程降低，電費(fèi)降低。 合理的流速應(yīng)該使得在年折算費(fèi)用最小。21001YCpTYTCW投資償還期內(nèi)的年度總費(fèi)用為：投資償還期內(nèi)的年度總費(fèi)用為： DeM1Cpt1001VeCpt1001WM1WVW0DW0管

10、徑管徑 （mm）平均經(jīng)濟(jì)流速平均經(jīng)濟(jì)流速 （m/s）D=100400 D4000.60.9 0.91.4一定年限T年內(nèi)管網(wǎng)造價(jià)和管理費(fèi)用（主要是電費(fèi)）之和為最小的流速，稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)流速。經(jīng)濟(jì)流速和經(jīng)濟(jì)管徑和當(dāng)?shù)氐墓懿膬r(jià)格、管線施工費(fèi)用、電價(jià)等有關(guān)。條件不具備時(shí)，可參考：正確使用水力計(jì)算表正確使用水力計(jì)算表給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)步驟 樹(shù)狀網(wǎng)查水力計(jì)算表； 環(huán)狀網(wǎng)管徑根據(jù)初次流量分配確定， 管網(wǎng)流量按管網(wǎng)水力特性進(jìn)行分配 管網(wǎng)平差 校正管徑給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)步驟 五、泵站揚(yáng)程與水塔高度設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)流量經(jīng)濟(jì)流速管徑確定壓降確定控制點(diǎn)確定泵站揚(yáng)程和水塔高度確定假設(shè)控制點(diǎn) 水力分析前提，管網(wǎng)中必須有一個(gè)定壓節(jié)點(diǎn)。 節(jié)點(diǎn)服務(wù)水

11、頭：節(jié)點(diǎn)地面高程加上節(jié)點(diǎn)處用戶的最低供水壓力。 規(guī)定：一層樓10m，二層樓12m，以后每增一層，壓力增加4m。 控制點(diǎn)：給水管網(wǎng)中壓力最難滿足的節(jié)點(diǎn)，其節(jié)點(diǎn)水頭可作為定壓節(jié)點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)的選擇 一般離泵站最遠(yuǎn)，地勢(shì)最高的節(jié)點(diǎn)為控制點(diǎn)。 可先隨意假定，水力分析完成后，通過(guò)節(jié)點(diǎn)自由水壓比較，找到真正的控制點(diǎn)。某給水管網(wǎng)如圖所示，水源、泵站和水塔位置標(biāo)于圖中，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量、管段長(zhǎng)度、管段設(shè)計(jì)流量等數(shù)據(jù)也標(biāo)注于圖中，節(jié)點(diǎn)地面標(biāo)高及自由水壓要求見(jiàn)表。1）設(shè)計(jì)管段直徑；2）進(jìn)行設(shè)計(jì)工況水力分析；3）確定控制點(diǎn)。（2）（3）（4）（6）（7）（8） H1=12.00（1）清水池）清水池水塔（水塔（5）13209

12、4908590736065427035502650-194.3520.7751.1714.5535.0382.3327.65-37.15-194.3532.4689.989.96.2722.6354.875.0037.15泵站泵站管網(wǎng)設(shè)計(jì)工況水力分析管網(wǎng)設(shè)計(jì)工況水力分析節(jié)點(diǎn)編號(hào)12345678地面標(biāo)高(m)13.618.819.12232.218.317.317.5要求自由水壓(m)/24.02824/282824服務(wù)水頭(m)/42.847.146/46.345.341.5給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)解解 1）管段直徑設(shè)計(jì)）管段直徑設(shè)計(jì)（如下表）（如下表）經(jīng)濟(jì)流速選擇考慮管段編號(hào)123456789設(shè)

13、計(jì)流量(L/s)194.3589.96.2737.1589.932.4622.6354.875經(jīng)濟(jì)流速(m/s)110.20.8110.70.90.6計(jì)算管徑(mm)352338計(jì)管徑(mm)300*2300200200*2300200200300100給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)2）設(shè)計(jì)工況水力分析）設(shè)計(jì)工況水力分析 將管段1暫時(shí)刪除，管段流量并到節(jié)點(diǎn)（2）上的Q2=-194.35+14.55=-179.8（L/s） 假定節(jié)點(diǎn)（8）為控制點(diǎn) 水頭損失采用海曾-威廉公式CW=110管段或節(jié)點(diǎn)編號(hào)23456789管段流量(L/s)81.088.7737.1598.72

14、21.1425.1363.692.5管內(nèi)流速(m/s)1.150.280.591.40.670.80.90.32管段壓降(m)3.860.380.752.821.241.762.240.97節(jié)點(diǎn)水頭(m)47.5743.7143.2644.0444.7142.4741.5/地面標(biāo)高（m）18.819.12232.218.317.317.5/自由水壓（m）28.7724.6121.26/24.6125.1724/要求自由水壓242824282824設(shè)計(jì)工況水力分析計(jì)算結(jié)果3）確定控制點(diǎn)）確定控制點(diǎn)節(jié)點(diǎn)編號(hào)12345678節(jié)點(diǎn)水頭(m)/47.5743.7143.2644.0444.7142.47

15、41.5服務(wù)水頭(m)/42.847.146/46.345.341.5供壓差額（m）/-4.773.392.74/1.592.830節(jié)點(diǎn)水頭調(diào)整(m)1250.6947.146.6547.448.145.8644.89自由水壓(m)/32.162824.65/29.828.5627.39節(jié)點(diǎn)（3）、（4）、（6）、（7）壓力無(wú)法滿足服務(wù)水頭要求，節(jié)點(diǎn)（3）和要求自由水壓差值最大，所以控制點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)（3），應(yīng)根據(jù)節(jié)點(diǎn)（3）自由水壓重新進(jìn)行水力分析。控制點(diǎn)確定與節(jié)點(diǎn)水頭調(diào)整 某城市供水區(qū)用水人口5萬(wàn)人，最高日用水量定額為150/(人)，要求最小服務(wù)水頭為16。節(jié)點(diǎn)接某工廠，工業(yè)用水量為4003/，兩

16、班制，均勻使用。城市地形平坦，地面標(biāo)高為5.OO。水泵水泵水塔水塔012348567250450300600230190205650150練習(xí)1 樹(shù)枝網(wǎng)水力計(jì)算1 1總用水量總用水量 設(shè)計(jì)最高日生活用水量：設(shè)計(jì)最高日生活用水量： 50000500000.150.157500m7500m3 3/d/d86.81L/s 86.81L/s 工業(yè)用水量：工業(yè)用水量： 400400161625m25m3 3/h/h6.94L/s 6.94L/s 總水量為：總水量為： QQ86.8186.816.946.9493.75L/s 93.75L/s 2 2管線總長(zhǎng)度：管線總長(zhǎng)度：LL2425m2425m，其中水

17、塔，其中水塔到節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)0 0的管段兩側(cè)無(wú)用戶不計(jì)入。的管段兩側(cè)無(wú)用戶不計(jì)入。 3 3比流量：比流量： (93.75(93.756.94)6.94)242524250.0358L/s0.0358L/s4沿線流量：沿線流量：管段管段管段長(zhǎng)度（管段長(zhǎng)度（m）沿線流量（沿線流量（L/s）01 12 23 14 48 45 56 67300 150 250 450 650 230 190 2053000.035810.74 1500.03585.37 2500.03588.95 4500.035816.11 6500.035823.27 2300.03588.23 1900.03586.80 2050

18、.03587.34合計(jì)合計(jì)242586.815節(jié)點(diǎn)流量：節(jié)點(diǎn)流量：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)流量（節(jié)點(diǎn)流量（L/s）0 1 2 3 4 5 6 7 80.510.745.37 0.5(10.74+5.37+16.11)16.11 0.5(5.37+8.95) 7.16 0.58.954.48 0.5(16.11+23.27+8.23)23.80 0.5(8.23+6.80)7.52 0.5(6.80+7.34)7.07 0.57.343.67 0.523.2711.63合計(jì)合計(jì)86.8193.7588.3860.6311.634.4811.643.6710.7418.26水泵水泵水塔水塔0123485672

19、504503006002301902056501503.6711.634.487.1623.80+6.947.077.5216.115.376干管水力計(jì)算：干管水力計(jì)算：管段管段流量流量（L/s）流速流速（m/s）管徑管徑（mm）水頭損失水頭損失（m）水塔水塔0 01 14 4893.75 88.38 60.63 11.630.75 0.70 0.86 0.66400 400 300 1001.27 0.56 1.75 3.95 h7.53 選定節(jié)點(diǎn)選定節(jié)點(diǎn)8為控制點(diǎn)，按經(jīng)濟(jì)流速確定為控制點(diǎn)，按經(jīng)濟(jì)流速確定管徑管徑（可以先確定管徑，核算流速是否在（可以先確定管徑，核算流速是否在經(jīng)濟(jì)流速范圍內(nèi)）

20、。經(jīng)濟(jì)流速范圍內(nèi)）。7支管水力計(jì)算：支管水力計(jì)算：管段管段 起端水位起端水位（m）終端水位終端水位（m）允許水頭損失允許水頭損失（m）管長(zhǎng)管長(zhǎng)（m）平均水力平均水力坡度坡度13 4726.70 24.9521.00 21.005.70 3.95400 6250.01425 0.00632管段管段流量流量(L/s) 管徑管徑(mm) 水力坡度水力坡度水頭損失水頭損失(m)12 23 45 56 6711.64 4.48 18.26 10.74 3.67150(100) 100 200(150) 150 1000.00617 0.00829 0.00337 0.00631 0.005811.85(

21、16.8) 2.07 0.64(3.46) 1.45 1.198確定水塔高度確定水塔高度)(53.23)00. 500. 5(53. 700.16)(mZZhHHotot水泵揚(yáng)程：需要根據(jù)水塔的水深、吸水井最低水位水泵揚(yáng)程：需要根據(jù)水塔的水深、吸水井最低水位標(biāo)高、水泵吸水管路和壓水管水頭損失計(jì)算確定。標(biāo)高、水泵吸水管路和壓水管水頭損失計(jì)算確定。水泵水泵水塔水塔012348567250450300600230190205650150練習(xí)2 樹(shù)枝網(wǎng)水力計(jì)算已知樹(shù)狀網(wǎng)各管段長(zhǎng)度，各節(jié)點(diǎn)流量和高程，設(shè)水廠供水水壓按滿足3層樓用水考慮，應(yīng)滿足自由水頭He16m。水廠二級(jí)泵站泵軸高程Zp為42.08m，水

22、泵吸程（吸水高度Hs吸水管水頭損失hs）為4.0m，求二級(jí)水泵揚(yáng)程。17654325.66805.416.66.215.85.311.1600710620580640520水廠圖5-13 某樹(shù)枝網(wǎng)節(jié)點(diǎn)流量、管段長(zhǎng)度節(jié)點(diǎn)編號(hào)地面高程(m)節(jié)點(diǎn)編號(hào)地面高程(m)142.95543.24243.81643.94343.88744.17444.69表5-6 某樹(shù)枝網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)地表高程7解（1）管網(wǎng)定線（已知）（2）計(jì)算干管的總長(zhǎng)度（略）（3）計(jì)算干管的比流量（略）（4）計(jì)算干管的沿線流量（略）（5）計(jì)算干管的節(jié)點(diǎn)流量（已知）（6）定出各管段的計(jì)算流量（7）根據(jù)計(jì)算流量和經(jīng)濟(jì)流速，選取各管段的管徑（8）根據(jù)

23、流量和管徑計(jì)算各管段壓降（9）確定4為控制點(diǎn)，根據(jù)管道壓降求出各節(jié)點(diǎn)水頭和自由水壓。 （6）-（9）見(jiàn)水力計(jì)算表管段或節(jié)點(diǎn)編號(hào)1234567管段流量(L/s)6649.328.26.25.65.35.4管徑管內(nèi)流速(m/s)0.931.010.910.8-管段壓降(m)3.164.263.8910.58-節(jié)點(diǎn)水頭(m)79.4275.1671.2716+44.69-地面標(biāo)高（m）42.9543.8143.8844.69-自由水壓（m）36.4731.3527.3916-設(shè)計(jì)工況水力分析計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)工況水力分析計(jì)算結(jié)果節(jié)點(diǎn)（4）水頭=16+44.69節(jié)點(diǎn)（3）水頭=16+44.69+10.58=

24、71.27自由水壓=71.27-43.88=27.39（10）二級(jí)泵站水泵揚(yáng)程 79.42-42.08 3.16+4.0 44.5（m)()(mifiFiTipihhHHh已知某城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)最高用水時(shí)流量Qh=200L/s。各節(jié)點(diǎn)流量、各管段長(zhǎng)度見(jiàn)附圖，單位分別為：米，升/秒。經(jīng)濟(jì)管徑可參考表1選取。試列表計(jì)算各管段的管徑和流量。（只要求算到第二次分配各管段的流量，即可結(jié)束計(jì)算）。1350l/s24表1 界限流量表200l/s60l/s30l/s60l/s管徑（mm)100150200250300350計(jì)算流量（l/s)5.85.817.517.5313148.548.57171111練習(xí)3

25、環(huán)狀管網(wǎng)水力計(jì)算答：因?yàn)榉峙涑跏剂髁坑袩o(wú)數(shù)各方案，所以該題要求能正確分配初始流量，確定管徑，計(jì)算各管段水頭損失，環(huán)閉合差和環(huán)校正流量，能正確調(diào)整各管段的流量。以下為一個(gè)例子：1350l/s24200l/s60l/s30l/s60l/s7030803010環(huán)號(hào)管段管長(zhǎng)(m)管徑(mm)Q(L/s)h(m)h/Q（sq) Q(L/s)11-2800300704.1340.05970-6.09=63.911-4850350-80-2.5990.032-80-6.09=-86.092-4400150101.9590.19610-6.09-1=2.91 3.494 0.287 -6.09112-3700200305.8720.19630+1=313-4600200-30-5.0330.168-30+1=-292-4400150-10-1.9590.196-10+1+6.09=-2.91 -1.12 0.56 1.0給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)步驟 六、六、管網(wǎng)設(shè)計(jì)校核管網(wǎng)設(shè)計(jì)校核 給水管網(wǎng)按最高日最高