第6章 给水管网工程设计x

6.1 设计用水量计算6.1.1最高日设计用水量6.1.2设计用水量变化6.1.3调节计算,第6章 给水管网工程设计,1最高日设计用水量定额（1）居民生活用水 居民生活用水定额和综合生活用水定额（包括公共设施生活用水量）见室外给水设计规范（2）工业企业 1）,6.1.1 最高日设计用水量,2),（3）消防用水：按建筑设计防火规范执行 （4）其他用水 1）浇洒道路：12 L/m2 次，每日232）绿化：1.54 L/m2 d,2最高日设计用水量计算Qd,（1）城市最高日综合生活用水量（包括公共设施 生活用水量）,（2）工业企业生产用水量,（3）工业企业职工生活用水和淋浴用水量,（4）浇洒道路和绿化用水量,最高日设计用水量,（5）未预见水量和管网漏失量,3消防用水量（校核时使用）,例6.1（P116）,6.1.2 设计用水量变化,1设计用水量变化规律的确定 可用变化系数（粗略）或变化曲线（比较精确）。无详细资料时，可供参考。（1）最高日城市综合用水的时变化系数Kh宜采用 1.31.6，日变化系数Kd 1.11.5；（2）工业企业职工生活用水时变化系数为2.53.0。（3）工业生产用水可均匀分配。,6.1.3 调节计算,(一）给水系统的流量关系1取水构筑物和水处理构筑物的设计流量 主要取决于一级泵站和水厂的工作情况，通常是连续均匀地工作.原因是： 1) 流量稳定，有利于水处理构筑物运行和管理，保证出 水水质，使水厂运行管理简单； 2) 从造价方面，构筑物尺寸、设备容量降低，降低工程造价。,取用地表水 取水构筑物、一级泵站和水厂等按最高日的平均时流量计算，即： Q=Qd/T (m3/h) 考虑水厂本身用水量的系数，以供沉淀池排泥、滤池冲洗等用水，一般在1.051.10之间； T一级泵站每天工作小时数。大中城市水厂的一级泵站一般按三班制即T =24h均匀工作来考虑，以缩小构筑物规模和降低造价。小型水厂的一级泵站才考虑一班或二班制运转即T =8h或即T =16h 。,取用地下水若仅需在进入管网前消毒而无需其他处理时，一般先将水输送到地面水池，再经二级泵站将水池水输入管网。 Q=Qd/T (m3/h) 水厂本身用水量系数为1。,二级泵站、水塔（高地水池）、管网,二级泵站、从泵站到管网的输水管、管网和水塔等的计算流量，应按照用水量变化曲线和二级泵站工作曲线确定。二级泵站 二级泵站的计算流量与管网中是否设置水塔或高地水池有关。,二级泵站,管网内不设水塔的二级泵站 二级泵站应满足最高日最高时的用水量Qh要求，否则就会存在不同程度的供水不足现象。,二级泵站,管网内设有水塔或高地水池的二级泵站 二级泵站的设计供水线应根据用水量变化曲线拟定。拟定时应注意下述几点：泵站各级供水线尽量接近用水线，以减小水塔的调节容积，分级数一般不应多于三级，以便于水泵机组的运转管理，分级供水时，应注意每级能否选到合适的水泵，以及水泵机组的合理搭配，并尽可能满足目前和今后一段时间内用水量增长的需要。,二级泵站,管网内设有水塔或高地水池的二级泵站 管网内设有水塔或高地水池时，二级泵站每小时的供水量可以不等于用水量，但一天的泵站总供水量等于最高日用水量。,水塔和高地水池的作用,供水量高于用水量时，多余的水可进入水塔或高地水池内贮存；供水量低于用水量时，则从水塔流出以补水泵供水量的不足。如供水线和用水线越接近，则为了适应流量的变化，泵站工作的分级数或水泵机组数可能增加，但是水塔或高地水池的调节容积可以减小。,输水管、管网,无水塔和高地水池 输水管和管网按最高日最高时用水量确定管径。有网前水塔泵站到水塔的输水管管径：按泵站分级工作线的最大一级供水量计算。管网管径：按最高日最大时用水量确定。,输水管、管网,管网末端设水塔二级泵站到管网的输水管、水塔到管网的输水管管径：分别根据最高时从泵站和水塔输入管网的流量进行计算。管网管径：按最高日最高时用水量确定。,清水池,一级泵站通常均匀供水，而二级泵站一般为分级供水，所以一、二级泵站的每小时供水量并不相等。为了调节两泵站供水量的差额，必须在一、二级泵站之间建造清水池。,清水池,图中，实线2表示二级泵站工作线，虚线1表示一级泵站工作线。一级泵站供水量大于二级泵站供水量这段时间内，图中为20时到次日5时，多余水量在清水池中贮存；而在520时，因一级泵站供水量小于二级泵站，这段时间内需取用清水池中存水，以满足用水量的需要。但在一天内，贮存的水量刚好等于取用的水量。清水池所需调节容积=累计贮存水量B=累计取用水量A,3） 水塔与清水池的容积计算,清水池和水塔的调节容积的计算，通常采用两种方法：一种是根据24h供水量和用水量变化曲线推算，一种是凭经验估算。清水池调节容积按最高日用水量的10%20%估算。水塔的调节容积按最高日用水量的2.5%6%估算。,当有城市24小时的用水量变化的详细资料时，清水池和水塔的调节容积可按连续相加法等方法进行计算清水池中除了贮存调节用水以外，还存放消防用水和水厂生产用水，因此，清水池有效容积等于：,式中 w1一清水池调节容积,m3； w2消防贮水量，m3，按2h火灾延续时间计算； w3水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水，等于最高日用水量的510； w4安全贮水量。,水塔除了贮存调节用水量以外，还需贮存室内消防用水量。因此，水塔设计有效容积为: （5-4）式中 w1调节容积 w2消防贮水量，按10min室内消防用水量计算。例6.2P121,作业：习题1,1.管网内设有水塔或高地水池时，二级泵站每小时的供水量可以 用水量，但一天的泵站总供水量 最高日用水量。A等于，不等于 B不等于，不等于C等于，等于 D不等于，等于2.无水塔和高地水池输水管按 用水量确定管径，管网按 用水量确定管径。A.最高日最高时，最高日最高时B.最高日平均时，最高日最高时C.最高日平均时，最高日平均时D.最高日最高时，最高日平均时,3.有网前水塔泵站到水塔的输水管管径( )管网管径( )A.按泵站分级工作线的最大一级供水量计算,按最高日最大时用水量确定B.按最高日最大时用水量确定,按最高日最大时用水量确定C.按泵站分级工作线的最大一级供水量计算,按泵站分级工作线的最大一级供水量计算D.按泵站分级工作线的最小一级供水量计算,按泵站分级工作线的最大一级供水量计算,4.一级泵站通常（ ）供水，而二级泵站一般为（ ）供水，所以一、二级泵站的每小时供水量并不相等。为了调节两泵站供水量的差额，必须在一、二级泵站之间建造（ ）。A.分级，均匀，水塔B.均匀，分级，水塔C.分级，均匀，清水池D.均匀，分级，清水池,5. 从水源至城镇水厂或工业企业自备水厂的输水管渠的设计流量，应按( )确定。A. 最高日平均时供水量B. 最高日最大时供水量C. 平均日平均时供水量加自用水量D. 最高日平均时供水量加自用水量,6.2 设计流量分配与管径设计,管网的正确设计和经济计算在给排水工程的设计中是很重要的。因为管网的造价占总造价的7080%，在有关管网的计算中常会提到两类课题：（一）设计课题在管网定线后：Q时Q节Q分（管段）DhHp（Ht）也就是按最高用水时的流量求出各节点流量，进行流量的分配，求出管段流量，再根据所要求的管内流速，求出管径，而求出水头损失，然后根据控制点的位置，求出Hp，Ht。（二）核算课题在管径确定后：Q时Q节Q分（管段）hHp目的在于核算其他情况下（消防时、事故时及最大转输时等）的管网水头损失大小。按最高选出的泵扬程能否满足需要。,6.2.1 管段设计流量计算,1沿线流量 是指沿线分配给用户的流量。 管网配水情况比较复杂，高峰流量各异。计算时加以简化。比流量法，假定小用水户的流量沿线均匀分布。,（1）长度比流量 假定水量沿管网长度均匀流出。管线单位长度上的配水流量，称为长度比流量，记作qcb。,则每一计算管段沿线流量记作qy为：,（2）面积比流量 假定沿线流量均匀分布在整个供水面积上。管线单位面积上的配水流量，称为面积比流量，记作qmb。,则每一计算管段沿线流量记作qy为：,每一管段所负担的供水面积可按分角线法和对角线法划分。,注意：1）面积比流量考虑了沿线供水面积（人数）多少对管线配水的影响，计算结果更接近实际配水情况，但计算较麻烦。当供水区域的干管分布比较均匀时，二者相差很小。这时，用长度比流量较好。2）当供水区域内各区卫生设备或人口密度相差较大时，各区的比流量应分别计算。3）同一管网，比流量的大小随用水量变化而变化。各种工况下需分别计算。,2、节点流量,（1）、沿线流量为什么要转化为节点流量,但是，实际的管段并没有喇叭口形状的，管径也是不连续的，所以，仔细去计算每一个沿线流出去的流量已经没有实际意义了。沿线流量只有当其累积到一定量，足以引起管径变化的时候计算起来才有实际意义。这样，就可以不考虑实际沿线配水的情况，而把一定长度管段上的沿线流量用一个等效的流量来代替，即节点流量。,（2）沿线流量如何转换成节点流量,沿线流量划成节点流量公式,（2）、节点流量计算公式节点流量包括两部分：由沿线流量划成节点流量和该节点的集中流量,【例题】某城市最高时总用水量为260L/s，其中集中供应的工业用水量120 L/s（分别在节点2、3、4集中出流40 L/s）。各管段长度（单位为m）和节点编号见图。管段1-5、2-3、3-4为一侧供水，其余为双侧供水。试求：（1）比流量；（2）各管段的沿线流量；（3）各节点流量。,解：1配水干管计算总长度,2配水干管比流量,3沿线流