江西省南昌市給水管網(wǎng)設(shè)計計劃書.前言課程設(shè)計是實現(xiàn)高等工科院校培養(yǎng)目標(biāo)所不可缺少的教學(xué)環(huán)節(jié)，是教學(xué)計劃中一個重要組成部分。通過給水管網(wǎng)課程設(shè)計訓(xùn)練學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)理論知識，在老師指導(dǎo)下，培養(yǎng)學(xué)生獨立完成一個小型城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)設(shè)計能力；讓學(xué)生熟練掌握給水工程設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容、方法步驟、以及設(shè)計說明書的編寫。給水管網(wǎng)設(shè)計是依據(jù)某區(qū)域總體規(guī)劃、水源、供水地形以及給水工程總體規(guī)劃進(jìn)行，按照基本程序及有關(guān)規(guī)定。包括相互聯(lián)系的泵站、輸水管渠管網(wǎng)和調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的一系列工程設(shè)施，必須保證以足夠的水量、合格的水質(zhì)、充裕的水壓供應(yīng)生活用水、生產(chǎn)用水和其他用水，同時滿足近期和遠(yuǎn)期的發(fā)展。其主要內(nèi)容包括：設(shè)計基本資料、設(shè)計用水量、管網(wǎng)布置、附屬構(gòu)筑物計算以及管網(wǎng)的水力計算。.給水管網(wǎng)設(shè)計任務(wù)書設(shè)計項目某市給水管網(wǎng)設(shè)計設(shè)計時間2016年1月4日至2016年1月10日設(shè)計任務(wù)根據(jù)所給資料，應(yīng)完成下列任務(wù)：1、進(jìn)行輸配水系統(tǒng)布置，包括確定輸水管、干管網(wǎng)、調(diào)節(jié)水池（如果設(shè)置的話）的位置和管網(wǎng)主要附件布置；2、求出最高日用水量，確定管網(wǎng)，輸水管和二級泵站設(shè)計用水量；3、計算確定輸水管和管網(wǎng)各管管徑；4、確定調(diào)節(jié)水池的容積和池底標(biāo)高，如果是水塔，確定水塔的設(shè)計高度；5、確定二級泵站內(nèi)水泵的型號與臺數(shù)（包括備用泵），并說明泵站在各種用水情況下的調(diào)度情況；6、計算每種工況下管網(wǎng)各節(jié)點的水壓和自由水壓，繪制在最高日用水時管網(wǎng)的等水壓線；7、畫出管網(wǎng)4?6個復(fù)雜的節(jié)點詳圖。設(shè)計資料1、某市新區(qū)規(guī)劃平面圖一張2、新區(qū)規(guī)劃計劃新區(qū)位于江西省南昌市，近期規(guī)劃人口數(shù)為16萬，城區(qū)大部分房屋建筑控制在六層，并且大部分房屋內(nèi)有給排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備。全市內(nèi)只有兩家工業(yè)企業(yè)，其用水及其他情況詳見表1。一廠工業(yè)用水量2萬m3/d二廠工業(yè)用水量1萬m3/d綠化A=15000m2道路A=90000m2表1工業(yè)企業(yè)近期規(guī)劃資料企業(yè)項目-一-_121.總?cè)藬?shù)18003600其中：冷車間人數(shù)/班3001800熱車間人數(shù)/班300淋浴人數(shù)/班4002502.工作班次0~8,8~16,16~248~16,16~24每班工作時間（時間）883.工業(yè)用水量（米3/日）工業(yè)用水對水質(zhì)要求用生活飲用水用生活飲用水工業(yè)用水對水壓要求不小于24米不小于24米4.工廠房屋耐火等級二三工廠生產(chǎn)品危險等級丙乙工人村人數(shù)（在廠區(qū)內(nèi)）8001200工廠房屋最大體積（m3）10000（廠房）5000（庫房）工廠面積（公頃）24203.補(bǔ)充說明①城市總?cè)丝跀?shù)包括廠區(qū)內(nèi)工人村人數(shù)；②工業(yè)企業(yè)每小時耗用生產(chǎn)用水量相同；③工業(yè)企業(yè)中職工上班每小時生活用水（包括淋浴用水）量按相同考慮（每班第2小時開始用水，淋浴發(fā)生在下班后一小時）；④企業(yè)1和企業(yè)2之外的城區(qū)生活用水量（包括居民和公共建筑用水量，但不包括綠化、澆灑道路等用水量），變化如表2所示。為計算簡便，假設(shè)各企業(yè)內(nèi)工人村生活用水量變化和城區(qū)內(nèi)生活用水量變化相同；⑤鐵路車站每天用水量為2000噸，按均勻用水考慮；⑥城市生活污水和工業(yè)廢水經(jīng)適當(dāng)處理后排入水體下游。河流水量充足，能作給水水源，水廠位置如平面圖所示；⑦冰凍深度0.2米，地下水離地面3米；⑧其他資料見平面圖。表2最高日用水量變化（%）小時0-11-22-33-44-55-66-77-88~99-1010-1111-12用水量2.031.952.02.532.573.095.014.925.175.105.215.21小時12-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24用水量5.094.814.994.704.624.975.685.394.594.173.422.78.設(shè)計用水量計算城市設(shè)計用水量計算時，應(yīng)包括設(shè)計年限內(nèi)給水系統(tǒng)供應(yīng)的全部用水：城市居民生活用水、工業(yè)用水、消防用水以及未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失水量。城市居民生活用水量城市居民最高生活用水量：式中 q——城市居民最高日綜合生活用水量定額；——設(shè)計年限內(nèi)計劃人口數(shù)；——自來水普及率，%.根據(jù)城市所在地區(qū)，室內(nèi)給水設(shè)備情況，查附表1，取城市最高日綜合生活用水量定額.由基本資料可知設(shè)計年限內(nèi)計劃人口數(shù)為16萬人，自來水普及率取100%。故m3/d工業(yè)用水量計算工業(yè)生產(chǎn)用水量根據(jù)基本資料可知，一廠工業(yè)用水量2萬m3/d，二廠工業(yè)用水量1萬m3/d，所以該城市工業(yè)生產(chǎn)用水量為：m3/d車間生活用水量及淋浴用水量工業(yè)企業(yè)生活用水量和淋浴用水量按照《工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》確定。車間生活用水量應(yīng)根據(jù)車間性質(zhì)決定，一般車間采用每人每班25L，熱車間采用每人每班35L，淋浴用水量查附表2可得，采用每人每班40L，淋浴時間在下班后一個小時內(nèi)進(jìn)行。一廠（三班制）：冷車間工人數(shù)300人/班，熱車間工人數(shù)300人/班，淋浴人數(shù)400人/班。生活用水量：m3/d淋浴用水量：m3/d二廠（兩班制）：冷車間工人數(shù)1800人/班，淋浴人數(shù)250人/班。生活用水量：ms/d淋浴用水量：ms/d綜上在所述，該區(qū)工業(yè)用水量：ms/d澆灑道路和綠地用水根據(jù)設(shè)計資料可得：ms/d管網(wǎng)漏損水量ms/d未預(yù)見用水量ms/d因此，設(shè)計年限內(nèi)最高日用水量（加上鐵路車站用水量）為：ms/d最高日平均時設(shè)計用水量：L/s根據(jù)城市居民和工廠各項用水量的逐時變化規(guī)律，繪制出城市用戶逐時用水量變化曲線，可得最高日最大時設(shè)計用水量：L/s.給水系統(tǒng)供水工作狀況計算二級泵站供水方案設(shè)計根據(jù)城市用戶逐時用水量變化曲線及原始資料綜合考慮，選擇統(tǒng)一供水方案，不設(shè)水塔，二級泵站采用分級供水，且滿足最高日最大時用水量。清水池容積的計算清水池是給水管網(wǎng)系統(tǒng)中不可缺少的構(gòu)筑物，其作用是調(diào)節(jié)兩泵站供水量的差額。清水池中除了儲存調(diào)節(jié)用水量以外，還應(yīng)存放消防用水和水廠內(nèi)沖洗濾池、排泥等用水，因此清水池有效容積等于：式中：一一調(diào)節(jié)容積（ms）；——消防用水（1^）,按兩小時火災(zāi)延續(xù)時間的消防用水總量計算，同一時間的火災(zāi)次數(shù)兩次；——水廠生產(chǎn)用水量^^，按最高日的5%考慮；

清水池應(yīng)有相等容積的兩只，如僅有一只，則應(yīng)分割或采取適當(dāng)措施，以便清洗或檢修時不間斷供水。根據(jù)該區(qū)24小時供水和用水變化，列出清水池調(diào)節(jié)容積占最大用水量的百分?jǐn)?shù)計算表，計算清水池調(diào)節(jié)容積。表4-1清水池調(diào)節(jié)容積占最大用水量的百分?jǐn)?shù)計算時間用水量(％)二級泵站供水量(％)一級泵站供水量(%)清水池調(diào)節(jié)容積(%)不設(shè)水塔IEIABCDE=B-D0?12.033.14.17-2.142.141?21.953.14.17-2.222.222?323.14.16-2.162.163?42.533.14.17-1.641.644?52.573.14.16-1.591.595?63.093.14.17-1.081.086?75.014.84.170.840.847?84.924.84.170.750.758?95.174.84.161.011.019?105.14.84.170.930.9310?115.214.84.171.041.0411?125.214.84.161.051.0512?135.094.94.170.920.9213?144.814.84.160.650.6514?154.994.84.160.830.8315?164.74.84.170.530.5316?174.624.84.170.450.4517?184.974.84.160.810.8118?195.684.84.171.511.5119?205.394.84.171.221.2220?214.594.84.160.430.4321?224.173.14.170.00022?233.423.14.17-0.750.7523?242.783.14.17-1.391.39累計100100100-12.9725.94從表4-1可知，清水池的調(diào)節(jié)容積m3,消防貯水量m3,水廠生產(chǎn)用水m3。因此，清水池的有效容積m3。.管網(wǎng)定線管網(wǎng)定線基本原則：.干管應(yīng)通過兩側(cè)負(fù)荷較大的用水區(qū)，并以最短距離用戶送水。.靠近道路、公路，以便于施工及維修。.利于發(fā)展，并考慮分期修建的可能性。.干管盡量沿高低布置，使管道內(nèi)壓力較小，而配水管壓力更高。.注意與其他管線相交時平面與立面相隔間距的規(guī)定與要求。本次設(shè)計中采用塑料管和球墨鑄鐵管，水頭損失用海曾-威廉公式計算，管徑小于300mm時，采用塑料管，C取150；管徑大于300mm，采用球墨鑄鐵管，C取130。.管網(wǎng)水力計算確定水泵供水量及每一段的計算流量本次設(shè)計城市不設(shè)水塔，采用變頻泵供水，二級泵站設(shè)計流量按最高日最高時流量計算，即水泵供水量為：L/s比流量將管網(wǎng)各段按節(jié)點進(jìn)行編號，根據(jù)計算管段的總長度和總流量計算比流量：式中：一一比流量，L/(s.m)；—管網(wǎng)總用水量，L/s；—大用戶集中用水量總和，L/s；—干管有效長度，m；只有單側(cè)配水的管線，長度按一半計算。

沿線流量各管線沿線流量公式如下:式中：一一沿線流量，L/s；——該管線長度，m。單側(cè)供水，長度按一半計算。根據(jù)比流量和各管段的計算長度，可算出各管段的沿線流量，見表6-1.表6-1管段及節(jié)點流量分配表管段節(jié)點編號管段編號管段長度（m）管段沿線流量”節(jié)點設(shè)計流量計算（L/s）集中流量（L/S）沿線流量（L/S）節(jié)點流量（L/S）11-2（單）100036.452.96226.4811-4（單）45516.56222-1（單）100036.499.55449.7772-3（單）82530.032-545533.12433-2（單）82530.0323.14847.86623.93347.0813-6（單）49017.83644-1（單）45516.562113.02256.5114-5100072.84-8（單）65023.6655-245533.124226.262113.1315-4100072.85-6100373.01845-965047.3266-3（單）49017.836166.0938301846-7（單）76727.91886-1065047.3277-6（單）76727.9188231.48046.48323.241254.7217-11（單）51018.56488-4（單）65023.66127.40063.7008-9100072.88-12（單）85030.9499-565047.32115.740255.018127.509243.2499-8100072.89-10100373.01849-1385061.88

1010-665047.32237.110118.55510-9100373.018410-1175454.891210-1485061.881111-7（單）51018.564105.85152.92611-1075454.891211-15（單）89032.3961212-8（單）85030.9467.34033.67012-13（單）100036.41313-985061.88134.78967.39513-12（單）100036.413-14（單）100336.50921414-1085061.88116.33458.16714-13（單）100336.509214-15（單）49317.94521515-11（單）89032.39650.34125.17115-14（單）49317.9452節(jié)點流量任一節(jié)點的節(jié)點流量等于與該節(jié)點相連的各管段的沿線流量總和的一半，即：根據(jù)各節(jié)點連接的管段，求出各節(jié)點流量，見表6-1.管網(wǎng)水力計算最大用水時管網(wǎng)水力計算根據(jù)最大時水泵供水量L/s，以及各個節(jié)點的流量，假設(shè)流入節(jié)點為負(fù)，流出節(jié)點為正，按節(jié)點流量平衡條件進(jìn)行初步流量分配，從控制點開始，使流量平均分配給與其相連的管段，并根據(jù)連續(xù)性方程進(jìn)行出分配。利用課本表7-1界限流量表，按界限流量選擇管徑。計算、校正結(jié)果見下表6-2：表6-2最大時管網(wǎng)平差最大時管網(wǎng)平差環(huán)號管段L（m）D（mm）C初步分配流量第一次校正q（L/s）h'h|sq|qh'h|sq|11-2100015015013.2403.4063.4060.25711.6752.6982.6980.2311-4455150150-13.2411.550-1.5500.117-14.8061.906-1.9060.1292-545530013031.5090.3440.3440.01124.8680.2220.2220.0094-51000300130-34.8760.913-0.9130.026-39.6951.160-1.1600.0291.2870.411-0.1460.398

-1.5650.18322-382530013031.5080.6240.6240.02036.5840.8230.8230.0222-5455300130-31.5090.344-0.3440.011-24.8680.222-0.2220.0093-649040013078.5890.4960.4960.00683.6650.5570.5570.0075-61003400130-89.7581.299-1.2990.014-81.9141.096-1.0960.013-0.5230.0520.0610.0515.076-0.59634-5100030013034.8760.9130.9130.02639.6951.1601.1600.0294-8650300130-34.8760.593-0.5930.017-31.6210.495-0.4950.0165-965040013089.7580.8420.8420.00995.7810.9490.9490.0108-91000300130-49.2881.732-1.7320.035-42.3011.305-1.3050.031-0.5710.0880.3090.0863.255-1.80745-6100340013089.7581.2991.2990.01481.9141.0961.0960.0135-9650400130-89.7580.842-0.8420.009-95.7810.949-0.9490.0106-10650400130125.6971.5701.5700.012112.1871.2721.2720.0119-101003500130-191.0471.775-1.7750.009-193.1131.810-1.8100.0090.2530.046-0.3910.044-2.7684.44456-7767400130125.6971.8531.8530.015136.4382.1572.1570.0166-10650400130-125.6971.570-1.5700.012-112.1871.272-1.2720.0117-11510700130380.4180.6280.6280.002391.1590.6610.6610.00210-11754500130-217.6491.698-1.6980.008-193.2211.362-1.3620.007-0.7880.0370.1830.03610.741-2.55268-9100030013049.2881.7321.7320.03542.3011.3051.3050.0318-12850300130-49.2881.472-1.4720.030-53.0211.685-1.6850.0329-13850500130191.0481.5041.5040.008188.0171.4601.4600.00812-131000400130-82.9581.119-1.1190.013-86.6911.214-1.2140.0140.6450.086-0.1340.084-3.7330.79679-101003500130191.0471.7751.7750.009193.1131.8101.8100.0099191.0481.504-1.5040.008-188.0171.460-1.4600.00810-14850500130217.6501.9151.9150.009230.6352.1322.1320.00913-141003600130-341.4012.140-2.1400.006-342.1032.148-2.1480.0060.0450.0320.3340.033-0.702-5.107810-11754500130217.6491.6981.6980.008193.2211.3621.3620.00711-15890800130650.9931.5461.5460.002637.3061.4861.4860.00214617.2180.776-0.7760.001-630.9050.808-0.8080.00110217.6501.915-1.9150.009-230.6352.132-2.1320.0090.5540.020-0.0910.020-13.6872.285注：Eh_hi5.ii+hii-7+h7-6+h6-3+h3-2+h2-1+h1-4+h4-8+h8-12+h12-13+h13-14+h14-15=0,125經(jīng)1次校正后，各環(huán)閉合差小于0.05,最大環(huán)閉合差為0.125,滿足要求。消防校核該城市規(guī)劃人口16萬人，根據(jù)設(shè)計資料，并查附表3,表4和表5,得同時發(fā)生火災(zāi)次數(shù)為2次，一次滅火用水量分別為45L/s、25L/s，分別發(fā)生在節(jié)點1和節(jié)點9（工廠2）處。消防時供水量即為1293.25+45+25=1363.25L/s。同最大時校核方法，先出分配流量，在進(jìn)行校核，直到滿足要求。見表（只列出最終結(jié)果，所有結(jié)果見附表）所示：表6-3消防時管網(wǎng)平差環(huán)號管段L(m)D(mm)C第三次校正qh'hIsql11-2100015015029.26614.79714.7970.5061-4455150150-42.21513.270-13.2700.3142-545530013032.9850.3750.3750.0114-51000300130-51.8991.906-1.9060.037-0.0040.8680.00222-382530013046.0571.2601.2600.0272-5455300130-32.9850.375-0.3750.0113-649040013093.1380.6790.6790.0075-61003400130-97.1221.503-1.5030.0150.0620.061-0.50634-5100030013051.8991.9061.9060.0374-8650300130-46.8281.024-1.0240.0225-9650400130100.8931.0451.0450.0108-91000300130-49.8561.769-1.7690.0350.1580.104-0.75645-6100340013097.1221.5031.5030.0155-9650400130-100.8931.045-1.0450.0106-10650400130124.8961.5521.5520.0129-101003500130-208.4442.086-2.0860.010-0.0760.0480.78856-7767400130148.4112.5202.5200.01710

6-10650400130-124.8961.552-1.5520.0127-11510700130403.1320.6990.6990.00210-11754500130-209.8231.587-1.5870.0080.0800.039-1.03768-9100030013049.8561.7691.7690.0358-12850300130-60.6712.163-2.1630.0369-13850500130210.5271.8001.8000.00912-131000400130-94.3411.420-1.4200.015-0.0140.0950.07279-101003500130208.4712.0862.0860.0109210.5271.800-1.8000.00910-14850500130242,1002.3322.3320.01013-141003600130-372.2632.512-2.5120.0070.1060.035-1.511810-11754500130209.8231.5871.5870.00811-15890800130665.8811.6121.6120.00214672.5300.910-0.9100.00110242.1002.332-2.3320.010-0.0420.0211.011最大環(huán)閉合差為0.269,滿足要求。事故校核設(shè)H-15管為最不利管段，發(fā)生事故時，水廠以設(shè)計流量的70%向管網(wǎng)輸水，管網(wǎng)各節(jié)點流量按最高時各節(jié)點流量的70%計算。則進(jìn)行重新分配流量，并進(jìn)行流量校核計算。經(jīng)過7次校正后得到結(jié)果如下表（只列出最終結(jié)果，所有結(jié)果見附表）：表6-4事故時管網(wǎng)平差環(huán)號管段L(m)D(mm)C第七次校正qh'hIsql11-210001501506.9021.0191.0190.1481-4455150150-11.6351.220-1.2200.1052-545530013028.9190.2940.2940.0104-51000300130-8.1150.061-0.0610.0080.0320.270-0.05922-382530013012,8280.1180.1180.00911

2-5455300130-28.9190.294-0.2940.0103-649040013045.7850.1820.1820.0045-61003400130-1.0260.0000.0000.0000.0070.024-0.14034-510003001308.1150.0610.0610.0084-8650300130-43.0750.877-0.8770.0205-9650400130115.2001.3361.3360.0128-91000300130-23.3560.434-0.4340.0190.0860.058-0.73945-610034001301.0260.0000.0000.0005-9650400130-115.2001.336-1.3360.0126-10650400130120.9681.4631.4630.0129-101003500130-17.8170.022-0.0220.0010.1050.025-2.07956-7767400130-16.0240.041-0.0410.0036-10650400130-120.9681.463-1.4630.0127-11510700130162.2810.1300.1300.00110-11754500130199.3291.4431.4430.0070.0690.023-1.52968-9100030013023.3560.4340.4340.0198-12850300130-64.3092.409-2.4090.0379-13850500130291.0133.2793.2790.01112-131000400130-87.8781.245-1.2450.0140.0590.081-0.36279-10100350013017.8170.0220.0220.0019291.0133.279-3.2790.01110-14850500130421.1026.5006.5000.01513-141003600130-426.0673.226-3.2260.0080.0180.036-0.247最大環(huán)閉合差為0.375,滿足要求。.確定二級泵站揚(yáng)程及管網(wǎng)各節(jié)點水壓確定二泵站揚(yáng)程由于節(jié)點1所處地勢最高，且離水廠距離最遠(yuǎn)，故選取1節(jié)點為控制點，該點地面12標(biāo)高63.75m,進(jìn)行控制線路各節(jié)點的水壓計算。最大用水時從平面布置圖可知15點地面標(biāo)高53.85m，設(shè)清水池最低地面標(biāo)高為50.65m，最小服務(wù)水頭為28m，從15點到1點的水頭損失取15-14-10-9-5-4-1段管網(wǎng)的水頭損失8.765m，安全水頭取2m，吸水管和泵房內(nèi)的水頭損失為2m，清水池水深取3m。所以二級泵站揚(yáng)程為：消防校核時采用服務(wù)水頭為10m，此時15點到1點的水頭損失取15-11-7-6-3-2-1段管網(wǎng)的水頭損失21.567m，所以，消防時二級泵站揚(yáng)程為：滿足要求。事故校核時事故校核時，供水量按設(shè)計流量的70%計算，此時和、服務(wù)水頭采用28m，15點到1點的水頭損失取10.499m，故事故時二級泵站的揚(yáng)程為：綜上所述，二級泵站的揚(yáng)程確定為48.70m。計算干管各節(jié)點上的實際自由水頭根據(jù)個節(jié)點標(biāo)高、各管段水頭損失以及控制點最小服務(wù)水頭，計算得出個節(jié)點水壓和自由水壓。見下表7-1：表7-1各工況下節(jié)點水壓管網(wǎng)最大時節(jié)點水壓管網(wǎng)消防時節(jié)點水壓節(jié)占八、、節(jié)點標(biāo)高水頭損失節(jié)點水壓自由水壓節(jié)占八、、節(jié)點標(biāo)高水頭損失節(jié)點水壓自由水壓163.7591.7528.00163.7573.7510.00260.172.96894.7234.55260.1714.79788.5528.38358.800.82395.5436.74358.801.26089.8131.01463.001.90693.6630.66463.0013.27087.0224.02560.001.16094.8234.82560.001.90688.9328.93657.851.09695.9138.06657.851.50390.4332.58756.402.15798.0741.67756.402.52092.9536.5513

858.400.49594.1535.75858.401.02488.0429.64956.481.30595.4638.98956.481.76989.8133.331056.001.81097.2741.271056.002.08691.9035.901155.451.36298.6343.181155.451.58793.4938.041253.351.68595.8442.491253.352.16390.2136.861353.451.21497.0543.601353.451.42091.6338.181453.752.14899.2045.451453.752.51294.1440.391553.850.808100.0146.161553.850.91095.0541.20管網(wǎng)事故時節(jié)點水壓管網(wǎng)最轉(zhuǎn)輸節(jié)點水壓節(jié)占八、、節(jié)點標(biāo)高水頭