管网计算步骤

1、管网计算步骤管网计算步骤 1、求沿线流量和节点流量；、求沿线流量和节点流量； 2、求管段计算流量；、求管段计算流量； 3、确定各管段的管径和水头损失；、确定各管段的管径和水头损失； 4、进行管网水力计算和技术经济计算；、进行管网水力计算和技术经济计算； 5、确定水泵扬程和水塔高度。、确定水泵扬程和水塔高度。 (1)(1)用水流量分配用水流量分配 为进行给水管网的细部设计，必须将总流为进行给水管网的细部设计，必须将总流 量分配到系统中去，也就是将最高日用水量分配到系统中去，也就是将最高日用水 流量分配到每条管段和各个节点上去。流量分配到每条管段和各个节点上去。 集中流量集中流量：从一个点取得用水

2、，用水量较大的用户。：从一个点取得用水，用水量较大的用户。 分散流量分散流量：沿线众多小用户用水，情况复杂。：沿线众多小用户用水，情况复杂。 配水支管 配水干管 Q2 Q1 Q3 Q4 q1 q2 qqq qq 3 4 57 6 图 14-1 干管配水情况 集中流量：集中流量： qni 各集中用水户的集中流量，各集中用水户的集中流量，L/s； Qdi各集中用水户最高日用水量，各集中用水户最高日用水量，m3/d； Khi时变化系数。时变化系数。 )/( 4 .86 sL QK q dihi ni o 根据实际管网流量变化情况设计管网非常复杂，加以简 化。提出比流量比流量，沿线流量沿线流量，节点流

3、量节点流量的概念。 比流量比流量：为简化计算而将除去大用户集中流为简化计算而将除去大用户集中流 量以外的用水量均匀地分配在全部量以外的用水量均匀地分配在全部有效干管长度有效干管长度 上，由此计算出的单位长度干管承担的供水量。上，由此计算出的单位长度干管承担的供水量。 长度比流量：长度比流量： 面积比流量：面积比流量： l qQ qs A qQ qs 沿线流量：沿线流量：干管有效长度与比流量的乘积。干管有效长度与比流量的乘积。 lqq sl l:l:管段配水长度，不一定等于实际管长。无配水管段配水长度，不一定等于实际管长。无配水 的输水管，配水长度为零；单侧配水，为实际管的输水管，配水长度为零；

4、单侧配水，为实际管 长的一半。长的一半。 公园公园街坊街坊 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 节点流量：节点流量：从沿线流量计算得出的并且假设从沿线流量计算得出的并且假设 是在节点集中流出的流量。是在节点集中流出的流量。 按照水力等效的原则，按照水力等效的原则，将沿线流量一分为二，将沿线流量一分为二， 分别加在管段两端的节点上分别加在管段两端的节点上； 集中流量可以直接加在所处的节点上；集中流量可以直接加在所处的节点上； 供水泵站或水塔的供水流量也应从节点处进入供水泵站或水塔的供水流量也应从节点处进入 管网系统管网系统 0.5 il qq 例：所示管网，给水区的范

5、围如虚线所示，比流例：所示管网，给水区的范围如虚线所示，比流 量为量为qs，求各节点的流量。，求各节点的流量。 因管段8-9单侧供水，求节点流量时，将管段配水长 度按一半计算。 解解: 以节点以节点3、5、8、9为例，节点流量如下：为例，节点流量如下： 某城市最高时总用水量为260L/s，其中集中供 应的用水量120 L/s（分别在节点2、3、4集中出 流40 L/s ）。各管段长度（m）和节点编号见下 图，其中管段1-5、2-3、3-4为一侧供水，其余 双向供水。 求1、比流量；2、各管段沿线流量；3、各节 点流量。 解： 1）配水干管比流量计算 配水干管计算总长度 =0.5x(600+60

6、0+600)+3x800+600+500=4400m 2）沿线流量计算 各管段的沿线流量计算见下表1： 管段编号管段设计长度/ （m）/（m） 比流量/（L/ （s.m）/ （L/（s.m） 沿线流量/ （L/s）/（L/s） 1-2800 0.0318225.45 2-30.5x600=300 9.55 3-40.5x600=300 9.55 1-50.5x600=300 9.55 3-5800 25.45 4-6800 25.45 5-6600 19.09 6-7500 15.91 合 计4400 140.00 3）节点流量 各节点流量计算见下表2： 表2：节点流量计算 节点节点连接的管

7、段 节点流量 （L/s）L/s） 集中流量 （L/s）L/s） 节点总流量 （L/s）L/s） 11-2、1-5、1- 5 17.517.5 21-2、2-3、2- 3 17.54057.5 32-3、3-4、3- 5、3-4、3-5 22.284062.28 43-4、4-6、4- 6 17.504057.50 51-5、3-5、5- 6、3-5、5-6 27.0527.05 64-6、5-6、6- 7、5-6、6-7 30.2230.22 76-77.957.95 合计 140.0120.0260.0 例例： 某城镇给水环状网布置如图所示，全城最高日某城镇给水环状网布置如图所示，全城最高日

8、 最高时总用水量最高时总用水量315m3/h，其中包括工厂用水量，其中包括工厂用水量 50m3/h，管段，管段68和和89均只在单侧有用户。计算均只在单侧有用户。计算 最高日最高时单位管长比流量、沿线流量和节点流最高日最高时单位管长比流量、沿线流量和节点流 量。量。 1 4 2 9 5 水厂 7 8 6 3 工厂 880 640 710 540 520 490 530 560 580 920 890 620 解：解： 工厂的集中流量作为在其附近的节点工厂的集中流量作为在其附近的节点4配出。管段配出。管段 68和和89均只在单侧有用户。各管段配水长度如表均只在单侧有用户。各管段配水长度如表 所示

9、。所示。 全部配水干管总计算长度为全部配水干管总计算长度为6690m，该管网最高日最高，该管网最高日最高 时的总用水量为：时的总用水量为： Q-q=(315-50) 1000/3600=73.6(L/s) 管长比流量管长比流量qs为：为： Qs=73.6/6690=0.011(L/s.m) 某城镇管网各管段最高日最高时沿线流量 管段编号管段长度(m)管段计算长度(m) 沿线流量(L/s) 水厂3620 1-24904905.39 1-48808809.68 2-58908909.79 4-55205205.72 2-35305305.83 3-692092010.13 5-65405405.9

10、4 4-76406407.04 6-85805800.53.19 7-87107107.81 8-95605600.53.08 合计669073.60 节点编号连接管段编号连接管段沿线流量之和(L/s)节点流量（L/s) 11-2,1-45.39+9.68=15.077.54 21-2,2-3,2-55.39+5.83+9.79=21.0110.51 32-3,3-6,水厂-35.83+10.13+0=15.967.98 41-4,4-5,4-79.68+5.72+7.04=22.4411.22 13.89 某城镇管网最高日最高时各节点流量 1 4 2 7.54 9 5 水厂 7 8 6 3

11、工厂 （13.89） 10.72 10.51 7.98 9.63 11.22 7.42 1.54 880 640 710 540 520 490 530 560 580 920 890 620 1 2 1,2,3,N jnjsjmi Qqqq j ， (2) (2) 节点设计流量计算节点设计流量计算 管段设计流量是确定管段直径的主要依据。管段设计流量是确定管段直径的主要依据。 求得节点流量后，就可以根据节求得节点流量后，就可以根据节点流量连点流量连 续性方程续性方程，进行管网的流量分配，分配到，进行管网的流量分配，分配到 各管段的流量已经包括了沿线流量和转输各管段的流量已经包括了沿线流量和转输

12、 流量。流量。 1 1、 单水源树状网单水源树状网 树状管网的管段流量具有唯一性，树状管网的管段流量具有唯一性，每一管段的计算每一管段的计算 流量等于该管段后面各节点流量和大用户集中用水流量等于该管段后面各节点流量和大用户集中用水 量之和。量之和。 泵站泵站 5 6 3 8 5 6 4 6 2 7 3 5 4 5 2 8 6 14 27 33 3 4 12 17 7 26 2 34 77 5 环状管网环状管网满足连续性条件满足连续性条件的流量分配方的流量分配方 案可以有无数多种。案可以有无数多种。 15 10 13 12 18 16 17 14 19 7 6 12 5 27 14 8 58 1

13、9 12 33 59 134 6024 9 511 13 57 3010 249 8 2、环状网、环状网 流量分配遵循原则：流量分配遵循原则： (1)(1)从水源或多个水源出发进行管段设计流量计算，按从水源或多个水源出发进行管段设计流量计算，按 水流水流沿最短线路流向节点沿最短线路流向节点的原则拟定水流方向；的原则拟定水流方向； (2)(2)当向两个或两个以上方向分配设计流量时，要向当向两个或两个以上方向分配设计流量时，要向主主 要供水方向或大用户用水分配较大的流量要供水方向或大用户用水分配较大的流量，向次要用户，向次要用户 分配较少的流量；分配较少的流量； (3)(3)顺主要供水方向延伸的几

14、条顺主要供水方向延伸的几条平行干管所分配的计算平行干管所分配的计算 流量应大致接近流量应大致接近； (4)(4)每一节点满足进、出流量平衡。每一节点满足进、出流量平衡。 已知某城镇给水管网最高用水时流量Qh=200L/s。各节点流量 （l/s）、各管段长度（m）见附图。试列表计算各管段的流量。 (2) (4) 50l/s (3) (5) 200l/s 60l/s 30l/s 60l/s 练习 环状管网水力计算 800 850 400 700 600 (1)1 2 3 6 4 5 已知某城镇给水管网最高用水时流量Qh=200L/s。各节点流量 （l/s）、各管段长度（m）见附图。经济管径可参考表

15、1选取。 试列表计算各管段的管径和流量。（只要求算到第二次分配各 管段的流量，即可结束计算）。 (1) (3) 50l/s (2) (4) 界限流量表界限流量表 200l/s 60l/s 30l/s 60l/s 管径（管径（mm)100150200250300350 计算流量计算流量 （l/s) 5.85.817.517.5313148.548.57171111 练习 环状管网水力计算 800 850 400 700 600 答：因为分配初始流量有无数各方案，所以该题要求 能正确分配初始流量，确定管径，计算各管段水头损 失，环闭合差和环校正流量，能正确调整各管段的流 量。以下为一个例子： 1

16、3 50l/s 2 4 200l/s 60l/s 30l/s 60l/s 70 30 80 30 10 环 号 管段管长(m)管径(mm) Q(L/s)h(m)h/Q（sq)Q(L/s) 11-2800300704.1340.05970-6.09=63.91 1-4850350-80-2.5990.032-80-6.09=-86.09 2-4400150101.9590.19610-6.09-1=2.91 3.494 0.287 - 6.09 112-3700200305.8720.19630+1=31 3-4600200-30-5.0330.168-30+1=-29 2-4400150-10

17、-1.9590.196-10+1+6.09=-2.91 -1.12 0.56 1.0 Q h h Q 2 管径和设计流量的关系：管径和设计流量的关系： D管段直径，管段直径，m； q 管段流量，管段流量，m3/s； v 流速，流速，m/s； A 水管断面积，水管断面积，m3。 确定管径必须先选定设计流速。确定管径必须先选定设计流速。 v q D v D Avq 4 4 2 设计流速的确定设计流速的确定 技术上：技术上： 为防止水锤现象，为防止水锤现象，Vmax0.6m/s。 经济上：经济上： 设计流速小，管径大，管网造价增加；设计流速小，管径大，管网造价增加； 水头损失减小，水泵扬程降低，电费

18、降低。水头损失减小，水泵扬程降低，电费降低。 一般设计流速采用优化方法求得。一般设计流速采用优化方法求得。 合理的流速应该使得合理的流速应该使得 在一定年限（投资偿还期）内管网造价与运行费用之和在一定年限（投资偿还期）内管网造价与运行费用之和 最小。最小。 2 100 1 YC p T Y T C W 投资偿还期内的年度总费用为：投资偿还期内的年度总费用为： De Y2 C p t 100 1 Ve C p t 100 1 W Y2 W V W 0D W 0 管径管径 （mm）平均经济流速平均经济流速 （m/s） D=100400 D400 0.60.9 0.91.4 一定年限一定年限T年内管

19、网造价和管理费用（主要是电费）年内管网造价和管理费用（主要是电费） 之和为最小的流速，称为之和为最小的流速，称为经济流速经济流速。 经济流速和经济管径和当地的管材价格、管线施工费经济流速和经济管径和当地的管材价格、管线施工费 用、电价等有关。用、电价等有关。 条件不具备时，可参考：条件不具备时，可参考： 例例6.5 某给水管网如图所示，节点设计流量、管段长度、管段某给水管网如图所示，节点设计流量、管段长度、管段 设计流量等数据也标注于图中。设计流量等数据也标注于图中。 求：设计管段直径；求：设计管段直径； （2）（3）（4） （6）（7）（8） H1=12.00 （1）清水池）清水池 水塔（水

20、塔（5） 1320 94908590 736065 4270 35502650 -194.35 20.7751.17 14.55 35.0382.3327.65 -37.15 -194.35 32.4689.9 89.96.27 22.63 54.875.00 37.15 泵站泵站 管段编号管段编号123456789 设计流量设计流量(L/s) 194.3589.96.2737.1589.932.4622.6354.875.00 经济流速经济流速(m/s) 1.001.000.200.801.001.000.700.900.60 计算管径计算管径(mm) 352338/172338203203

21、279103 设计管径设计管径(mm) 300*2300200200*2300200200300100 已知某城镇给水管网最高用水时流量Qh=200L/s。各节点流量 （l/s）、各管段长度（m）见附图。经济管径可参考表1选取。 试列表计算各管段的管径。 界限流量表界限流量表 管径（管径（mm)100150200250300350 计算流量（计算流量（l/s) 5.85.817.517.5313148.548.57171111 练习 环状管网水力计算 (2) (4) 50l/s (3) (5) 200l/s 60l/s 30l/s 60l/s 800 850 400 700 600 (1)1

22、2 3 6 4 5 设计流量设计流量经济流速经济流速管径确定管径确定压降确定压降确定 控制点确定控制点确定泵站扬程和水塔高度确定泵站扬程和水塔高度确定 树枝状管网设计流量不会因管径选择不同而改变；树枝状管网设计流量不会因管径选择不同而改变； 环状网中，管径根据初次流量分配确定，管网流量按环状网中，管径根据初次流量分配确定，管网流量按 管网水力特性管网水力特性进行分配。进行分配。 设计工况：设计工况：即最高日最高时用水工况。管段流量和节点即最高日最高时用水工况。管段流量和节点 水头最大，用于确定泵站扬程和水塔高度。水头最大，用于确定泵站扬程和水塔高度。 水力分析：水力分析：确定设计工况时管道流量

23、、管内流速、管确定设计工况时管道流量、管内流速、管 道压降、节点水头和自由水压。道压降、节点水头和自由水压。 水力分析前需进行预处理水力分析前需进行预处理: 1）泵站所在的管段暂时删除）泵站所在的管段暂时删除 水力分析前提：水力特性必须已知。水力分析前提：水力特性必须已知。 泵站水力特性未知，泵站设计流量合并到与之相关泵站水力特性未知，泵站设计流量合并到与之相关 联的节点中。联的节点中。 （1）（2）（3） （4）（5）（6） （7） （8） 1 98 765 4 32 Q7 Q3Q2 Q1 Q4Q5Q6 Q8 q1,h1 q6,h6q5,h5 q2,h2q3,h3 q7,h7 q8,h8q9

24、,h9 q4,h4 节点（节点（7）为清水池，管段）为清水池，管段1上设有泵站，将管段上设有泵站，将管段1删除，删除， 其流量合并到节点（其流量合并到节点（7）和（）和（1）：）： （1）（2）（3） （4）（5）（6） （7） （8） 98 765 4 32 Q7+q1 Q3Q2Q1-q1 Q4Q5Q6 Q8 q6,h6q5,h5 q2,h2q3,h3 q7,h7 q8,h8q9,h9 q4,h4 2）假设控制点）假设控制点 水力分析前提，管网中必须有一个定压节点。水力分析前提，管网中必须有一个定压节点。 节点服务水头：节点服务水头：节点地面高程加上节点所连接用户的节点地面高程加上节点所连接

25、用户的 最低供水压力。最低供水压力。 【规定最低供水压力标准：一层楼规定最低供水压力标准：一层楼10m，二层楼，二层楼12m， 以后每增一层，压力增加以后每增一层，压力增加4m。 H=120+40(n-2)kPa， 其中其中n2】 控制点：控制点：给水管网中压力最难满足的节点，其节点水给水管网中压力最难满足的节点，其节点水 头可作为定压节点。头可作为定压节点。 控制点的选择控制点的选择 一般离泵站最远，地势最高的节点假定为一般离泵站最远，地势最高的节点假定为 控制点。控制点。 假定控制点，假定控制点，其节点水头等于服务水头，其节点水头等于服务水头， 则该节点成为定压节点。则该节点成为定压节点。

26、 可先随意假定，水力分析完成后，通过节可先随意假定，水力分析完成后，通过节 点水头与服务水头两者供压差额比较，找点水头与服务水头两者供压差额比较，找 到真正的控制点。到真正的控制点。 例例6.5 某给水管网如图所示，水源、泵站和水塔位置标于图中，某给水管网如图所示，水源、泵站和水塔位置标于图中， 节点设计流量、管段长度、管段设计流量等数据也标注于图中，节点设计流量、管段长度、管段设计流量等数据也标注于图中， 节点地面标高及自由水压要求见表。节点地面标高及自由水压要求见表。 1）设计管段直径；）设计管段直径； 2）进行设计工况水力分析；）进行设计工况水力分析； 3）确定控制点。）确定控制点。 （

27、2）（3）（4） （6）（7）（8） H1=12.00 （1）清水池）清水池 水塔（水塔（5） 1320 94908590 7 360 6 350 5 330 4270 35502650 -194.35 20.7751.17 14.55 35.0382.3327.65 -37.15 -194.35 32.4689.9 89.96.27 22.63 54.875.00 37.15 泵站泵站 管网设计工况水力分析管网设计工况水力分析 节点编号12345678 地面标高(m)13.618.819.12232.218.317.317.5 要求自由水压(m)/24.02824/282824 服务水头(m

28、)/42.847.146/46.345.341.5 给水管网设计节点数据 解解 1）管段直径设计）管段直径设计 （如下表）经济流速选择考虑（如下表）经济流速选择考虑 管段编号管段编号123456789 设计流量设计流量(L/s) 194.3589.96.2737.1589.932.4622.6354.875.00 经济流速经济流速(m/s) 1.001.000.200.801.001.000.700.900.60 计算管径计算管径(mm) 352338设计管径设计管径(mm) 300*2300200200*2300200200300100 给水管网设计数

29、据给水管网设计数据 2）设计工况水力分析）设计工况水力分析 将管段将管段1暂时删除，管段流量并到节点（暂时删除，管段流量并到节点（2）上的）上的Q2=- 194.35+14.55=-179.8（L/s） 假定节点（假定节点（8）为控制点）为控制点 水头损失采用海曾水头损失采用海曾-威廉公式威廉公式CW=110 管段或节点编号23456789 管段流量(L/s)81.088.7737.1598.7221.1425.1363.692.50 管内流速(m/s)1.150.280.591.400.670.800.900.32 管段压降(m)3.860.380.752.821.241.762.240.9

30、7 节点水头(m)47.5743.7143.2644.0444.7142.4741.50/ 地面标高（m）18.8019.1022.0032.2018.3017.3017.50/ 自由水压（m）28.7724.6121.26/24.6125.1724/ 设计工况水力分析计算结果设计工况水力分析计算结果 3）确定控制点）确定控制点 节点编号12345678 节点水头(m)/47.5743.7143.2644.0444.7142.4741.50 服务水头(m)/42.8047.1046.00/46.345.3041.50 供压差额（m）/-4.773.392.74/1.592.830.00 节点水

31、头调整(m)1250.9647.1046.6547.448.1045.8644.89 地面标高（m）18.8019.1022.0032.2018.3017.3017.50 自由水压(m)/32.1628.0024.65/29.8028.5627.39 节点（节点（3）、（）、（4）、（）、（6）、（）、（7）压力无法满足服务水头要求，）压力无法满足服务水头要求， 节点（节点（3）和要求自由水压差值最大，所以真正控制点为节点）和要求自由水压差值最大，所以真正控制点为节点 （3），应根据节点（），应根据节点（3）自由水压重新进行水力分析。）自由水压重新进行水力分析。 控制点确定与节点水头调整控制点

32、确定与节点水头调整 完成设计工况水力分析后，泵站扬程可以根据所在管段的水力完成设计工况水力分析后，泵站扬程可以根据所在管段的水力 特性确定。泵站扬程计算公式：特性确定。泵站扬程计算公式： )()( mifiFiTipi hhHHh Hfi泵站所在管段起端节点水头泵站所在管段起端节点水头 Hti终端节点水头终端节点水头 hfi沿程水头损失沿程水头损失 hmi局部水头损失局部水头损失 局部损失可忽略不计，上式也可写为：局部损失可忽略不计，上式也可写为： i m i n i FiTipi l D kq HHh)( （2）（3）（4） （6）（7）（8） H1=12.00 （1）清水池）清水池 水塔（

33、水塔（5） 1320 94908590 736065 4270 35502650 -194.35 20.7751.17 14.55 35.0382.3327.65 -37.15 -194.35 32.4689.9 89.96.27 22.63 54.875.00 37.15 泵站泵站 管网设计工况水力分析管网设计工况水力分析 )()( mifiFiTipi hhHHh 泵站扬程计算泵站扬程计算 例例6.6 采用例采用例6.5数据，节点（数据，节点（1）处为清水池，最低设计水位）处为清水池，最低设计水位 标高为标高为12m，试根据设计工况水力分析的结果，借，试根据设计工况水力分析的结果，借1上泵

34、站的上泵站的 设计扬程并选泵。设计扬程并选泵。 解解水泵扬程为（水泵扬程为（忽略局部水头损失忽略局部水头损失）：）： 1.852 1.8524.87 () 10.670.19435 (50.9612)()320 11002 1 61 .3 4 . n i piTiFii m i m kq hHHl D 考虑局部水头损失：考虑局部水头损失： 水泵吸压水管道设计流速一般为水泵吸压水管道设计流速一般为1.22.0m/s，局部阻，局部阻 力系数可按力系数可按5.08.0考虑，沿程水头损失忽略不计，考虑，沿程水头损失忽略不计， 泵站内部水头损失为：泵站内部水头损失为： 则水泵扬程应为：则水泵扬程应为：

35、Hp=41.61+1.63，取，取44m； 按按2台水泵并联工作，单台水泵流量为：台水泵并联工作，单台水泵流量为： Qp=194.35/2=97.2(L/s)=349.8（t/h)，取，取350t/h。 查水泵样本，选型。查水泵样本，选型。 2 1 2 81.63 29.81 m hm 完成设计工况水力分析后，完成设计工况水力分析后， 水塔高度水塔高度=水塔节点水头水塔节点水头-地面高程：地面高程： Tijj HHZ )( t0 ZZhHHot 或或 （1）管网定线 （2）计算干管的总长度 （3）计算干管的比流量 （4）计算干管的沿线流量 （5）计算干管的节点流量 （6）定出各管段的计算流量

36、树状网：管段流量等于其后管段各节点流量和 环状网：根据一定原则先人为拟定 l qQ qs lqq sl lt qq5 . 0 （7）根据计算流量和经济流速，选取各管段的管径 （8）根据流量和管径计算各管段压降 （9）确定控制点，根据管道压降求出各节点水头和 自由水压。 树状网：根据流量直径计算压降。 环状网：若各环内水头损失代数和（闭合差）超过规定值，进 行水力平差，对流量进行调整，使各个环的闭合差达到规定的 允许范围内。 （6）（9）列水力分析计算表 （10）确定水泵扬程和水塔高度 某城市供水区用水人口某城市供水区用水人口5 5万人，最高日用万人，最高日用水量定水量定 额为额为150150/

37、(/(人人) )，要求最小服务水头为，要求最小服务水头为1616。 节点接某工厂，工业用水量为节点接某工厂，工业用水量为4004003 3/ /，两班，两班 制，均匀使用。城市地制，均匀使用。城市地形平坦，地面标高为形平坦，地面标高为5.OO5.OO。 水泵水泵 水塔水塔 01 2 3 48 5 67 250 450300600 230 190 205 650 150 练习1 树枝网水力计算 1 1总用水量总用水量 设计最高日生活用水量：设计最高日生活用水量： 50000500000.150.157500m7500m3 3/d/d86.81L/s 86.81L/s 工业用水量：工业用水量： 4

38、00400161625m25m3 3/h/h6.94L/s 6.94L/s 总水量为：总水量为： QQ86.8186.816.946.9493.75L/s 93.75L/s 2 2管线总长度：管线总长度：LL2425m2425m，其中水塔，其中水塔到节点到节点0 0 的管段两侧无用户不计入。的管段两侧无用户不计入。 3 3比流量：比流量： (93.75(93.756.94)6.94)242524250.0358L/s0.0358L/s 4沿线流量：沿线流量： 管段管段管段长度（管段长度（m）沿线流量（沿线流量（L/s） 01 12 23 14 48 45 56 67 300 150 250 4

39、50 650 230 190 205 3000.035810.74 1500.03585.37 2500.03588.95 4500.035816.11 6500.035823.27 2300.03588.23 1900.03586.80 2050.03587.34 合计合计242586.81 5节点流量：节点流量： 节点节点节点流量（节点流量（L/s） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0.510.745.37 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.

40、5(8.23+6.80)7.52 0.5(6.80+7.34)7.07 0.57.343.67 0.523.2711.63 合计合计86.81 93.7588.3860.6311.63 4.48 11.64 3.67 10.74 18.26 水泵水泵 水塔水塔 01 2 3 48 5 67 250 450300600 230 190 205 650 150 3.67 11.63 4.48 7.16 23.80+6.94 7.07 7.52 16.11 5.37 6干管水力计算：干管水力计算： 管段管段流量流量 （L/s） 流速流速 （m/s） 管径（管径（mm）水头损失（水头损失（m） 水塔水

41、塔0 01 14 48 93.75 88.38 60.63 11.63 0.75 0.70 0.86 0.66 400 400 300 100 1.27 0.56 1.75 3.95 h7.53 选定节点选定节点8为控制点，按经济流速确定为控制点，按经济流速确定 管径管径（可以先确定管径，核算流速是否在（可以先确定管径，核算流速是否在 经济流速范围内）。经济流速范围内）。 7支管水力计算：支管水力计算： 管段管段起端水位起端水位 （m） 终端水位终端水位 （m） 允许水头损失（允许水头损失（m） 管长管长 （m） 平均水力平均水力 坡度坡度 13 47 26.70 24.95 21.00 21

42、.00 5.70 3.95 400 625 0.01425 0.00632 管段管段流量流量(L/s) 管径管径(mm) 水力坡度水力坡度水头损失水头损失(m) 12 23 45 56 67 11.64 4.48 18.26 10.74 3.67 150(100) 100 200(150) 150 100 0.00617 0.00829 0.00337 0.00631 0.00581 1.85(16.8) 2.07 0.64(3.46) 1.45 1.19 8确定水塔高度确定水塔高度 )(53.23 )00. 500. 5(53. 700.16 )( m ZZhHHotot 水泵扬程：需要根据

43、水塔的水深、吸水井最低水位水泵扬程：需要根据水塔的水深、吸水井最低水位 标高、水泵吸水管路和压水管水头损失计算确定。标高、水泵吸水管路和压水管水头损失计算确定。 水泵水泵 水塔水塔 01 2 3 48 5 67 250 450300600 230 190 205 650 150 练习2 树枝网水力计算 已知树状网各管段长度，各节点流量和高程，设水厂供水水压 按满足3层楼用水考虑，应满足自由水头He16m。水厂二级 泵站泵轴高程Zp为42.08m，水泵吸程（吸水高度Hs吸水管水 头损失hs）为4.0m，求二级水泵扬程。 1 7 6 5 43 2 5.6 680 5.4 16.6 6.2 15.8

44、 5.3 11.1 600 710 620 580 640 520 水 厂 某树枝网节点流量、管段长度 节点编号地面高程(m)节点编号地面高程(m) 142.95543.24 243.81643.94 343.88744.17 444.69 表5-6 某树枝网各节点地表高程 解（1）管网定线（已知） （2）计算干管的总长度（略） （3）计算干管的比流量（略） （4）计算干管的沿线流量（略） （5）计算干管的节点流量（已知） （6）定出各管段的计算流量 （7）根据计算流量和经济流速，选取各管段的管径 （8）根据流量和管径计算各管段压降 （9）确定4为控制点，根据管道压降求出各节点水头和自由水压。

45、 （6）-（9）见水力计算表 管段或节点编号1234567 管段流量(L/s)6649.328.26.25.65.35.4 管径 管内流速(m/s)0.931.010.910.8- 管段压降(m)3.164.263.8910.58- 节点水头(m)79.4275.1671.2716+44.6 9 - 地面标高（m）42.9543.8143.8844.69- 自由水压（m）36.4731.3527.3916- 设计工况水力分析计算结果设计工况水力分析计算结果 节点（4）水头=16+44.69 节点（3）水头=16+44.69+10.58=71.27 自由水压=71.27-43.88=27.39

46、（10）二级泵站水泵扬程 79.42-42.08 3.16+4.0 44.5（m) )()( mifiFiTipi hhHHh 已知某城镇给水管网最高用水时流量Qh=200L/s。各节点流量 （l/s）、各管段长度（m）见附图。经济管径可参考表1选取。 试列表计算各管段的管径和流量。（只要求算到第二次分配各 管段的流量，即可结束计算）。 (1) (3) 50l/s (2) (4) 界限流量表界限流量表 200l/s 60l/s 30l/s 60l/s 管径（管径（mm)100150200250300350 计算流量计算流量 （l/s) 5.85.817.517.5313148.548.5717

47、1111 练习3 环状管网水力计算 800 850 400 700 600 已知某城镇给水管网最高用水时流量Qh=200L/s。各节点流量 （l/s）、各管段长度（m）见附图。经济管径可参考表1选取。 试列表计算各管段的管径和流量。（只要求算到第二次分配各 管段的流量，即可结束计算）。 (1) (3) 50l/s (2) (4) 界限流量表界限流量表 200l/s 60l/s 30l/s 60l/s 管径（管径（mm)100150200250300350 计算流量计算流量 （l/s) 5.85.817.517.5313148.548.57171111 练习3 环状管网水力计算 800 850

48、400 700 600 答：因为分配初始流量有无数各方案，所以该题要求 能正确分配初始流量，确定管径，计算各管段水头损 失，环闭合差和环校正流量，能正确调整各管段的流 量。以下为一个例子： 1 3 50l/s 2 4 200l/s 60l/s 30l/s 60l/s 70 30 80 30 10 环 号 管段管长(m)管径(mm) Q(L/s)h(m)h/Q（sq)Q(L/s) 11-2800300704.1340.05970-6.09=63.91 1-4850350-80-2.5990.032-80-6.09=-86.09 2-4400150101.9590.19610-6.09-1=2.9

49、1 3.494 0.287 - 6.09 112-3700200305.8720.19630+1=31 3-4600200-30-5.0330.168-30+1=-29 2-4400150-10-1.9590.196-10+1+6.09=-2.91 -1.12 0.56 1.0 Q h h Q 2 答：因为分配初始流量有无数各方案，所以该题要求 能正确分配初始流量，确定管径，计算各管段水头损 失，环闭合差和环校正流量，能正确调整各管段的流 量。以下为一个例子： 1 3 50l/s 2 4 200l/s 60l/s 30l/s 60l/s 70 30 80 30 10 环 号 管段管长(m)管径

50、(mm) Q(L/s)h(m)h/Q（sq)Q(L/s) 11-2800300704.1340.05970-6.09=63.91 1-4850350-80-2.5990.032-80-6.09=-86.09 2-4400150101.9590.19610-6.09-1=2.91 3.494 0.287 - 6.09 112-3700200305.8720.19630+1=31 3-4600200-30-5.0330.168-30+1=-29 2-4400150-10-1.9590.196-10+1+6.09=-2.91 -1.12 0.56 1.0 Q h h Q 2 从前面的设计过程可知，管

51、网的管径和水泵扬程，是按设计年从前面的设计过程可知，管网的管径和水泵扬程，是按设计年 限内最高日最高时的用水量和正常水压要求来设计的。这样的限内最高日最高时的用水量和正常水压要求来设计的。这样的 管径和水泵能否满足其他特殊情况管径和水泵能否满足其他特殊情况(消防时、最大转输、事故时消防时、最大转输、事故时) 下的要求，就需进行其它用水量条件下的核算。下的要求，就需进行其它用水量条件下的核算。 核算按最高日最高时流量设计的管径和水泵能否满足其他特殊核算按最高日最高时流量设计的管径和水泵能否满足其他特殊 情况下的要求的过程就叫作情况下的要求的过程就叫作管网校核管网校核。 两种校核方法：水头校核法，

52、流量校核法。两种校核方法：水头校核法，流量校核法。 校核工况包括：校核工况包括： 1）消防工况校核）消防工况校核 2）水塔转输工况校核）水塔转输工况校核 3）事故工况校核）事故工况校核 二泵站供水曲线二泵站供水曲线 用水曲线用水曲线 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 最大用水小时最大用水小时 最大转输小时最大转输小时 1 1 消防校核消防校核 1.11.1消防校核的实质消防校核的实质 管网是按最高日最高时流量来设计的，这个流量并管网是按最高日最高时流量来设计的，这个流量并 没有包括消防流量。（城市火灾不是经常发生的，且没有包括消防流量。（城市火灾不是经常发生的

53、，且 火灾持续时间不长，灭火期间短时间的断水或者流量火灾持续时间不长，灭火期间短时间的断水或者流量 减少居民能够接受）减少居民能够接受） 消防校核的实质消防校核的实质是以最高日最高时流量另加消防流是以最高日最高时流量另加消防流 量作为设计流量，按量作为设计流量，按10m的服务水头计算，校核按最的服务水头计算，校核按最 高时流量确定的管径和水泵能否满足消防时候的要求。高时流量确定的管径和水泵能否满足消防时候的要求。 1.21.2消防校核的方法：消防校核的方法： （1）首先根据城市规模和现行的）首先根据城市规模和现行的建筑设计防火规范建筑设计防火规范确定确定 同时发生的火灾次数和消防用水量；同时发

54、生的火灾次数和消防用水量； （2）把消防流量作为集中流量加在相应节点的节点流量中；）把消防流量作为集中流量加在相应节点的节点流量中； （如按消防要求同时一处失火，则放在控制点，有两处或两（如按消防要求同时一处失火，则放在控制点，有两处或两 处以上失火，一处放在控制点，其他设定在离二级泵站较远处以上失火，一处放在控制点，其他设定在离二级泵站较远 或靠近大用户的节点处，其余节点仍按最高用水时的节点流或靠近大用户的节点处，其余节点仍按最高用水时的节点流 量。）量。） （3）以最高日最高时用水量确定的管径为基础，将最高时用）以最高日最高时用水量确定的管径为基础，将最高时用 水量与消防流量相加后进行流量

55、分配；水量与消防流量相加后进行流量分配； （4）进行管网平差，求出消防时的管段流量和水头损失；）进行管网平差，求出消防时的管段流量和水头损失； （5）计算消防时所需要的水泵扬程。（自由水压不低于）计算消防时所需要的水泵扬程。（自由水压不低于10 mH2O） 1.31.3消防校核结果消防校核结果 虽然消防时比最高时所需的服务水头要小得多虽然消防时比最高时所需的服务水头要小得多,但但 因消防时通过管网流量增大，各管段的水头损失相应因消防时通过管网流量增大，各管段的水头损失相应 增加，按最高时确定的水泵扬程有可能不满足消防时增加，按最高时确定的水泵扬程有可能不满足消防时 的需要。若：的需要。若： 消

56、防时需要的水泵扬程消防时需要的水泵扬程 小于小于 最高时确定的水泵扬程最高时确定的水泵扬程, 则设计不需要调整；则设计不需要调整； 消防时需要的水泵扬程消防时需要的水泵扬程 略大于略大于 最高时确定的水泵扬最高时确定的水泵扬 程，可放大管网末端个别管径；程，可放大管网末端个别管径； 消防时需要的水泵扬程消防时需要的水泵扬程 远大于远大于 最高时确定的水泵扬最高时确定的水泵扬 程，专设消防泵。程，专设消防泵。 2 2 最大转输校核最大转输校核 2. 1最大转输校核的实质最大转输校核的实质 设对置水塔的管网，在最高用水时由泵站和水塔同时向管网供水，但在一天设对置水塔的管网，在最高用水时由泵站和水塔

57、同时向管网供水，但在一天 内泵站送水量大于用水量的时段内，多余的水经过管网送入水塔贮存。内泵站送水量大于用水量的时段内，多余的水经过管网送入水塔贮存。 最大转输校核的实质最大转输校核的实质是校核设对置水塔的管网在发生最大转输流量是校核设对置水塔的管网在发生最大转输流量 时水泵能否将水送到水塔水柜中最高水位。时水泵能否将水送到水塔水柜中最高水位。 最高时最高时 转输时转输时 2.2最大转输校核的方法最大转输校核的方法 校核时，水力计算过程跟最高时计算过程相同，只校核时，水力计算过程跟最高时计算过程相同，只 是管网各节点的流量需按最大转输时管网各节点的实是管网各节点的流量需按最大转输时管网各节点的

58、实 际用水量求出。因节点流量随用水量的变化成比例地际用水量求出。因节点流量随用水量的变化成比例地 增减，所以最大转输时各节点流量可按下式计算：增减，所以最大转输时各节点流量可按下式计算： 最大转输时节点流量最大转输时节点流量等于最大转输小时用水量与最大小等于最大转输小时用水量与最大小 时用水量之比乘以最大小时节点流量；水泵扬程满足时用水量之比乘以最大小时节点流量；水泵扬程满足 水塔最高水位；水塔最高水位； 节点流量确定后，按最大转输时的流量进行分配和管网节点流量确定后，按最大转输时的流量进行分配和管网 平差，求出各管段的流量、水头损失和所需要的水泵平差，求出各管段的流量、水头损失和所需要的水泵

59、 扬程。扬程。 2. 3最大转输校核的结果最大转输校核的结果 校核不满足要求时，应适当放大从泵站校核不满足要求时，应适当放大从泵站 到水塔最短供水路线上管段的管径。到水塔最短供水路线上管段的管径。 3.1事故校核的实质事故校核的实质 管网主要管段发生损坏时，必须及时检修，在检修时间内管网主要管段发生损坏时，必须及时检修，在检修时间内 供水量允许减少，但设计水压一般不应降低。事故时管网供供水量允许减少，但设计水压一般不应降低。事故时管网供 水流量与最高时设计流量之比，称为水流量与最高时设计流量之比，称为事故流量降落比事故流量降落比，用，用R 表示。表示。R的取值根据供水要求确定，城镇的事故流量降

60、落比的取值根据供水要求确定，城镇的事故流量降落比R 一般不低于一般不低于70%。 事故校核的实质事故校核的实质是管是管 网前端主要管段发生损坏网前端主要管段发生损坏 时，原设计的管径和水泵时，原设计的管径和水泵 能否供应不小于最高时设能否供应不小于最高时设 计流量计流量70%的流量。的流量。 3.2事故校核的方法事故校核的方法 校核时，水力计算过程跟最高时计算过校核时，水力计算过程跟最高时计算过 程相同，只是管网各节点的流量应按事故程相同，只是管网各节点的流量应按事故 时用户对供水的要求确定。（可按事故流时用户对供水的要求确定。（可按事故流 量降落比统一折算，即事故时管网的节点量降落比统一折算