给水管网设计1课件

1、 宜都市给水管 网设计 学生姓名 ：xx 班 级：xx 学 号：xx 指导老师：xx 2012年12月28日 目录 一总论 3 1.城市概况 3 2.自然条件 3 3.给水工程现状 4 二用水量计算 5 1.最高日生活用水量 5 2.道路浇洒用水量 5 3.绿化用水量 5 4.工业用水量 5 5.城市最高日用水量 5 6.最高时设计用水量 5 三.管道布置 6 1.管网定线和分区 6 2.管网服务面积划分及简化 6 四水力计算 8 1.比流量计算 8 2.沿线流量计算 8 3.节点流量计算 8 4.管段设计流量（最高日最高时）平差计算 8 5.流量分布图 13 六给水管网消防校核 16 1.确

2、定灭火的用水量 16 2.确定控制点 16 3.消防时的管网平差 16 4.消防水头校核 19 七.给水管网事故校核 20 1.确定最不利事故量 20 2.确定控制点 20 3.事故时的管网平差 20 4.事故水头校核 22 七设计体会 23 八参考资料 23 一总论 1.城市概况 宜都市位于湖北省西南部山区向江汉平原过渡地带，位于东径110°05111°35，北纬30°0530°36。东接松滋，北临宜昌、枝江，西南与长阳、五峰毗邻。全市总面积1357平方公里，其中山区122平方公里，丘陵1078平方公里，平原157平方公里。地势由西南向东北倾斜，西南部

3、山地丘陵交错，南有武陵山脉延伸，西是巫山山脉蜿蜒入境。东北部是长江清江的沿江平原。西南部最高山峰海拔1084米，东部最低河滩地海拔仅38米，河床边界条件多为沙壤土，亚沙壤土组成，抗冲击能力弱，汛期外江水位常高于内地，历来为洪涝灾害灾区。 2001年3月，随行政建制调整，全市现辖5镇4乡一个办事处。据统计2001年宜都市总人口约38.2万人，陆城总人口约9.3万人。2001年国内生产总值32亿元，按现行价格计算的全部工业总产值45.6亿元。 宜都市内河流纵横，水系发达。长江自宜昌仙人桥进入市境，自洋溪官洲出境长达46公里；清江自长阳搬鱼咀进入市境，至陆城三江汇入长江，蜿蜒41公里；渔洋河自五峰渔

4、洋关马勒坡进入市境，至陆城以西两公里刘家咀汇入清江，逶迤55公里。市内除长江清江外，干支溪河长度在45公里，集水面积在3平方公里以上的有39条，河道总长419公里，集水面积为1338.6平方公里（含邻县与湖泊其他汇流面积588.2平方公里）。2.自然条件 地质地貌：宜都市位于鄂西南部山区向江汉平原的过渡地带，以丘陵地形为主，并兼有少量的山地和平原。海拔5060米的地貌可分为长江高漫滩地I、II级阶地及高阶地。地层自上而下为亚粘土、卵石层、基岩，基岩一般以红砂岩为主，夹少量泥岩，砂岩呈互层状分布。高阶地、II级阶地均具有较高的承载能力1.55公斤/平方厘米，可作为良好的建筑地基，陆城地区正好处于

5、长江南岸II级阶地上，区内无明显的构造断裂，仅发现局部有少量褶曲现象。地层容性稳定，边坡并无崩塌或滑坡等不良物理现象，从历史上看，宜都邻近及更远的外围未发生过较大的破坏性地震。本区处在地震相对稳定地带，从1987年公布的全国地震烈度区划图和湖北省地震烈度区划图上，都将该区划为六度地震区。 气象条件：宜都市气候属于中亚热带向北亚热带过渡的大陆性季风湿润型气候。 年平均气温：16.7 累年平均降雨天数：136天 年极端最高气温：40.8 历年最大积雪深度：34cm 年极端最低气温：-13.8 累年最多风向及频率：SE/13% 累年年平均降雨量：1224mm 累年平均风速：8m/s 历史一日最大降雨

6、量：183.9mm 历年最大风速：28m/s - 3 -水文条件： 长江：（陆城区域、黄海高程） 清江： 历年最高水位：51.11m 历年最高水位：53.902m 历年最低水位：35.36m 历年最低水位：35.9m 历年平均水位：40.78m 历年平均水位：40.78m 历年最大流量：71900m3/s 历年最大流量：18900m3/s 历年最小流量：2720m3/s 历年最小流量：32.4m3/s 历年平均流量：13350m3/s 历年平均流量：464m3/s 二用水量计算 宜都市是全国重要的水陆交通枢纽之一，鄂西南经济区的副中心城市之一，全市政治、经济、文化中心，以原材料为主的重工业城市

7、.城市人口数30000人，面积7.04万平方公里，其中道路面积占总面积的7%，绿化带面积占总面积的25%。 1.最高日生活用水量 用水日变化系数取1.3，则 Q1=1.3×30000×0.3 m3/d =11700m3/d 2.浇洒道路用水量 取每平方米每次1.3L/d,则道路浇洒用水量为： Q2=7040000×7%×2.0×0.0013 m3/d=1281m3/d 3.绿化带用水量 取每平方米1.6L/d,则绿化用水量为: Q3=7040000×25%××0.0016 m3/d=2816m3/d 4.工业用水量

8、 取工业用水量为21000t/d，工业用水重复利用率为n=70%，则： Q4=21000×(1-0.7) m3/d=6300m3/d 5.城市最高日用水量 管网漏失水量和未预见水量按最高日用水量的20%计算，则设计年限内城市最高日用水量为：Qd=1.2×（Q1+Q2+Q3+Q4）=2.65万m3/d 6.最高时设计用水量 取用水量时变化系数Kh=1.5，则最高日最大时设计用水量为: Qh=（1000Kh×Qd）/(24×3600)=460.0L/s三给水管道布置 1.管网定线和分区 根据宜都市2020年的远期城市规划，沿各个道路主干道布置给水主干管道，为

9、保证管网的安全可靠供水，采用环状管网布置，如图1：2.管网服务面积划分及简化 由上图可知，环状给水管网将该市分成了八个供水片区，对其做简化处理，将它们简化成四边形，简化后管网图像如下如图2：在各个给水片区内用角平分线法对各管段的服务范围进行划分，测得各管段长度以及服务面积如下环管段编号管长/m服务面积/km21218330.722511040.421416460.41456550.37476510.06456550.37789030.585813880.4771014050.19789030.59101115010.588118450.2410136020.11101115010.581114

10、7670.2613148430.23233550.062511040.423613660.35569490.245813880.47569590.246910240.36898590.378118450.24898590.3791216570.4311124240.2211147570.2611124240.22121514010.311415550 0.05四水力计算 1.比流量计算 测得宜都市的市区面积A=7.04km2，则单位面积比流量： Q0=Q/A=460(L/s)/7.04(km2)=65.34 (L/km2·s) 2.沿线流量计算对各个管段长度以及服务面积进行测量，由公

11、式： 求出各管段沿线流量如下表：环管段编号管长/m沿线流量12183347.025110427.414164626.84565524.2476513.94565524.27890337.958138830.7710140512.47890338.61011150137.981184515.710136027.21011150137.9111476717.0131484315.0233553.925110427.436136622.95694915.758138830.75695915.769102423.58985924.281184515.78985924.2912165728.111124

12、2414.4111475717.0111242414.41215140120.314155503.33节点流量计算12345636.939.213.427.549.131.178910111227.554.237.928.742.531.413141511.117.711.84.管段设计流量（最高日最高时）平差计算 流量初分 该管网有八个环，因此最初假设8 根管段流量则可以进行流量分配，从而计算出整个管网所有管段流量，现在假设8 个管段流量如下：初分流量表4-55-67-88-9220.075.056.720.010-1111-1213-1414-1520.020.05.04.0管径初定 管径

13、（mm） 界限流量（L/s） 界限流量表管径（mm） 界限流量（L/s） 管径（mm） 界限流量（L/s） 100 9 300 4568 700 355490 150 915 400 96130 800 490685 200 1528.5 500 168237 900 685822 250 28.545 600 237355 1000 8221120 环管段编号管长/m管径/mm初步分配流量q(L/s)1000ih(m)/sq/0.852121833250-26.61.83 -3.35 126.10 25110420019.22.97 3.27 170.54 141646400-63.50.9

14、3 -1.53 24.09 45655500220.0 3.13 2.05 9.32 0.44 330.05 q=-0.722 47651500149.0 1.52 0.99 6.65 45655500-220.0 3.13 -2.05 9.32 7890330056.7 3.06 2.76 48.72 581388400-76.71.32 -1.83 23.86 -0.13 88.55 q=0.78 710140530064.83.92 5.50 84.93 78903300-56.7 3.06 -2.76 48.72 1011150120020.0 3.20 4.80 240.08 811

15、845300-59.23.31 -2.80 47.29 4.74 421.01 q=-6.08 101360220016.12.14 1.29 80.04 10111501200-20.0 3.20 -4.80 240.08 1114767200-16.72.29 -1.76 105.210 1.00 0.84 167.99 -4.43 593.31 q=4.03 23355100-6.612.00 -4.26 645.63 251104200-19.22.97 -3.27 170.54 3613661506.81.76 2.41 353.74 5694940075.

16、0 1.26 1.20 16.01 -3.93 1185.92 q=1.79 58138840076.71.32 1.83 23.86 56959400-75.0 1.26 -1.21 16.17 691024250-37.13.39 -3.47 93.53 8985920020.0 3.20 2.75 137.39 -0.10 270.96 q=0.21 81184530059.23.31 2.80 47.29 89859200-20.0 3.20 -2.75 137.39 9121657200-19.22.97 -4.91 255.97 111242420020.0 3.20 1.36 6

17、7.82 -3.51 508.47 q=3.72 111475720016.72.29 1.73 103.83 1112424200-20.0 3.20 -1.36 67.82 12151401150-7.82.27 -3.18 407.80 1415550 1004.0 4.75 2.61 652.86 -0.19 1232.31 q=0.08 平差计算表第一次平差第二次平差第三次平差q(L/s)1000ih(m)/sq/0.852q(L/s)1000ih(m)/sq/0.852q(L/s)1000ih(m)/sq/0.852-27.3 1.92 -3.52 129.01 -26.4 1.8

18、0 -3.31 125.29 -26.5 1.82 -3.33 125.76 16.7 2.29 2.53 151.34 17.6 2.53 2.80 158.66 17.4 2.46 2.72 156.52 -64.2 0.95 -1.56 24.32 -63.3 0.92 -1.52 24.03 -63.4 0.93 -1.53 24.07 218.5 3.09 2.02 9.27 222.8 3.21 2.10 9.42 220.9 3.15 2.07 9.35 -0.54 313.94 0.07 317.39 -0.08 315.70 q=0.922 q=-0.118 q=0.134

19、149.8 1.54 1.00 6.68 146.4 1.47 0.96 6.55 148.2 1.51 0.98 6.62 -218.5 3.09 -2.02 9.27 -222.8 3.21 -2.10 9.42 -220.9 3.15 -2.07 9.35 63.6 3.78 3.41 53.70 58.1 3.20 2.89 49.72 61.4 3.54 3.20 52.12 -76.1 1.30 -1.80 23.71 -81.6 1.48 -2.05 25.15 -79.2 1.40 -1.94 24.53 0.58 93.35 -0.31 90.84 0.17 92.62 q=

20、-3.38 q=1.82 q=-1.00 58.7 3.26 4.59 78.09 60.8 3.48 4.90 80.48 59.3 3.33 4.68 78.80 -63.6 3.78 -3.41 53.70 -58.1 3.20 -2.89 49.72 -61.4 3.54 -3.20 52.12 9.9 0.87 1.30 131.71 13.9 1.63 2.45 176.27 11.8 1.20 1.80 153.04 -69.0 4.40 -3.72 53.89 -66.5 4.11 -3.47 52.20 -68.8 4.38 -3.70 53.78 -1.25 317.38

21、0.99 358.68 -0.42 337.74 q=2.12 q=-1.49 q=0.67 20.1 3.24 1.95 96.83 18.2 2.69 1.62 88.92 18.9 2.87 1.73 91.56 -9.9 0.87 -1.30 131.71 -13.9 1.63 -2.45 176.27 -11.8 1.20 -1.80 153.04 -12.8 1.39 -1.07 83.61 -15.2 1.92 -1.47 97.06 -14.4 1.74 -1.33 92.67 9.0 2.98 2.51 278.02 7.1 1.92 1.62 226.96 7.8 2.24

22、 1.89 244.10 2.09 590.16 -0.69 589.22 0.48 581.36 q=-1.91 q=0.63 q=-0.45 -4.8 6.68 -2.37 493.16 -4.8 6.76 -2.40 495.61 -4.7 6.35 -2.25 481.56 -16.7 2.29 -2.53 151.34 -17.6 2.53 -2.80 158.66 -17.4 2.46 -2.72 156.52 8.6 2.71 3.71 431.64 8.6 2.70 3.68 430.43 8.7 2.79 3.81 437.30 76.6 1.31 1.25 16.29 74

23、.5 1.25 1.18 15.91 75.2 1.27 1.21 16.04 0.06 1092.43 -0.33 1100.61 0.05 1091.42 q=-0.03 q=0.16 q=-0.02 76.1 1.30 1.80 23.71 81.6 1.48 2.05 25.15 79.2 1.40 1.94 24.53 -76.6 1.31 -1.26 16.46 -74.5 1.25 -1.20 16.08 -75.2 1.27 -1.22 16.21 -36.9 3.35 -3.43 93.08 -34.8 3.01 -3.08 88.56 -35.4 3.10 -3.17 89

24、.77 16.5 2.24 1.92 116.54 19.0 2.91 2.50 131.45 17.6 2.51 2.16 122.97 -0.97 249.79 0.27 261.23 -0.29 253.47 q=2.09 q=-0.56 q=0.62 69.0 4.40 3.72 53.89 66.5 4.11 3.47 52.20 68.8 4.38 3.70 53.78 -16.5 2.24 -1.92 116.54 -19.0 2.91 -2.50 131.45 -17.6 2.51 -2.16 122.97 -15.5 1.99 -3.30 213.02 -15.9 2.09

25、-3.46 217.80 -15.0 1.88 -3.12 207.58 23.6 4.36 1.85 78.20 22.7 4.05 1.72 75.55 23.7 4.40 1.86 78.49 0.35 461.64 -0.77 477.00 0.29 462.82 q=-0.41 q=0.87 q=-0.34 12.8 1.39 1.05 82.52 15.2 1.92 1.46 95.80 14.4 1.74 1.32 91.46 -23.6 4.36 -1.85 78.20 -22.7 4.05 -1.72 75.55 -23.7 4.40 -1.86 78.49 -7.7 2.2

26、3 -3.12 404.05 -7.2 1.95 -2.73 380.41 -7.4 2.04 -2.86 388.02 4.1 4.93 2.71 664.52 4.6 6.18 3.40 736.93 4.4 5.77 3.17 713.85 -1.20 1229.29 0.40 1288.70 -0.23 1271.83 q=0.53 q=-0.17 q=0.10 最大闭合差-4.08-4.390由管网平差表可以看出，在进行一次平差之后，达到了小环闭合差小于0.5米、大环闭合差小于1米的要求。水厂到节点1的管线长260m，采用两根管进行水传输，市区总用水量为460（L/s），则每根管流量

27、为230（L/s），运用舍维列夫公式计算得水头损失为0.88m。 5.流量分布图 五.水泵选型 给水厂地面标高为51.5m,各节点标高与高差见下表： 节点编号 1 2 3 4 5 6 7 8 地面标高（m） 50.052.453.251.852.954.851.3 53.0 高差（m） -1.50.91.70.31.43.3 -0.21.5节点编号 9 10 11 12 13 14 15 地面标高（m） 54.850.052.453.250.051.5 51.3高差（m） 3.3 -1.50.91.7-1.50.0-0.2 根据水流方向计算节点水头损失。有多条管道流入的节点按两条管线计算水头损

28、失，再取平均值。（给水厂到管网水头损失为0.88m）节点编号 1 2 3 4 5 6 7 8 水头损失（m） 2.415.748.260.882.954.261.865.06节点编号 9 10 11 12 13 14 15 水头损失（m） 7.226.548.3410.28.2710.1613.33节点15地形高差与水头损失均为最大，故选控制点为节点15，控制点自由水头要满足六层楼高，根据给水水压规范，最小服务水头为28m； 计算管网水头损失： 选择4-7-10-13-14-15管段线路，则沿程水头损失为： hf1=0.98+4.68+1.73+1.89+3.17=12.45m 选择4-5-6

29、-9-12-15管段线路，则沿程水头损失为： hf2=2.07+1.21+3.17+3.12+2.86=12.43m 取两者的平均值为管网的水头损失，即： h=（hf1+hf2）/2=12.44m 节点15地形标高为51.3m，给水厂地形标高为51.5m； 给水厂到节点1处的输水管水头损失为0.88m; 水泵吸水管和局部水头损失取2m； 所以水泵扬程取Hp=28+h+（51.3-51.5）+h1+2=43.32m宜都市用水量为460.0L/s，采用两根直径600mm的管道输送到节点4，则每根管道流量为230.0L/s。若每根水管配一台水泵显然流量过大，供水安全系数不高，因而采用两泵并联方式给一

30、根水管供水。则每台水泵的流量为115.0L/s，即9936m3/h，扬程为43.32m。因而选150S78A型号单级双吸离心泵，如下表：泵型号流量（m3/h）扬程（m）转速n (r/min)功率N(kW)效率（%）气蚀余量H(m)轴功率电动机功率kw250S65A46253145089.4110773两泵并联供给一根给水管，则选水泵六台，4用2备。六给水管网消防校核 1确定灭火的用水量 查课本附录中附表3，根据新区规划人口为3万人，则同一时间内的火灾次数为2次，一次灭火用水量为25L/s。 2确定控制点 根据管网特点结合选择控制点的原则，选择控制点15，次控制点14，进行消防校核。分别在节点1

31、5和节点14处各加25 L/s集中流量，其余各节点的流量与最高时相同。 3消防时的管网平差 消防时，需向管网供应的总流量为：Q=460.0+2×25=510L/s。下面进行重新分配流量，进行水力平差计算，水力平差计算结果如下表： 消防校核平差计算表 环管段编号管长/m管径/mm初步分配流量q(L/s)1000ih(m)/sq/0.852121833250-23.31.43 -2.62 112.64 25110420021.53.66 4.04 187.80 141646300-60.23.42 -5.63 93.45 45655600250.0 1.63 1.07 4.28 -3.1

32、4 398.16 q=4.26 47651500172.31.99 1.30 7.52 45655600-250.0 1.63 -1.07 4.28 7890330050.0 2.42 2.19 43.77 581388400-109.42.55 -3.53 32.29 -1.12 87.86 q=6.87 710140540094.81.95 2.74 28.93 78903300-50.0 2.42 -2.19 43.77 1011150125025.0 1.63 2.45 97.94 811845400-75.21.27 -1.07 14.28 1.93 184.92 q=-5.63 1

33、01360225041.14.10 2.47 60.00 10111501250-25.0 1.63 -2.45 97.94 1114767250-37.73.49 -2.68 71.02 131484325030.0 2.29 1.93 64.25 -0.73 293.21 q=1.35 23355150-5.61.23 -0.44 77.92 251104200-21.53.66 -4.04 187.80 3613661507.82.27 3.10 397.61 5694940070.0 1.11 1.06 15.09 -0.32 678.42 q=0.25 581388400109.42

34、.55 3.53 32.29 56959400-70.0 1.11 -1.07 15.25 691024250-31.12.44 -2.50 80.48 8985925030.0 2.29 1.96 65.47 1.93 193.49 q=-5.38 81184540075.21.27 1.07 14.28 89859250-30.0 2.29 -1.96 65.47 9121657250-23.21.42 -2.35 101.45 111242420020.0 3.20 1.36 67.82 -1.89 249.02 q=4.09 111475725037.73.49 2.64 70.09

35、1112424200-20.0 3.20 -1.36 67.82 12151401200-11.81.20 -1.69 142.95 1415550 20025.0 4.84 2.66 106.39 2.26 387.24 q=-3.15 改变部分管段的管径环管段编号管长/m管径/mm初步分配流量q(L/s)1000ih(m)/sq/0.852121833250-23.31.43 -2.62 112.64 25110430021.50.51 0.56 26.07 141646300-60.23.42 -5.63 93.45 45655600250.0 1.63 1.07 4.28 -6.62

36、236.43 q=15.12 47651500172.31.99 1.30 7.52 45655600-250.0 1.63 -1.07 4.28 7890330050.0 2.42 2.19 43.77 581388500-109.40.86 -1.19 10.89 1.22 66.46 q=-9.94 710140550094.80.66 0.93 9.76 78903300-50.0 2.42 -2.19 43.77 1011150125025.0 1.63 2.45 97.94 811845400-75.21.27 -1.07 14.28 0.11 165.75 q=-0.36 101

37、360225041.14.10 2.47 60.00 10111501250-25.0 1.63 -2.45 97.94 1114767250-37.73.49 -2.68 71.02 131484325030.0 2.29 1.93 64.25 -0.73 293.21 q=1.35 23355150-5.61.23 -0.44 77.92 251104300-21.50.51 -0.56 26.07 3613661507.82.27 3.10 397.61 5694940070.0 1.11 1.06 15.09 3.16 516.69 q=-3.30 581388500109.40.86

38、 1.19 10.89 56959400-70.0 1.11 -1.07 15.25 691024250-31.12.44 -2.50 80.48 8985925030.0 2.29 1.96 65.47 -0.41 172.09 q=1.30 81184540075.21.27 1.07 14.28 89859250-30.0 2.29 -1.96 65.47 9121657250-23.21.42 -2.35 101.45 111242420020.0 3.20 1.36 67.82 -1.89 249.02 q=4.09 111475725037.73.49 2.64 70.09 1112424200-20.0 3.20 -1.36 67.82 12151401200-11.81.20 -1.69 142.95 1415550 20025.0 4.84 2.66 106.39 2.26 387.24 q=-3.15 平差第一次平差第二次平差q(L/s)1000ih(m)/sq/0.852q(L/s)1000ih(m)/sq/0.852-8.2 0.21 -0.3