给水工程课程设计说明书.doc

1、 南华大学城市建设学院给排水工程专业课程设计说明书课程名称：给水排水管道系统工程设计项目: 广西 A城给水管网设计指导教师:袁 华 山 学生年级：给水排水工程2008级 学生姓名: 肖 锡 炎 学生学号：20084510137 设计日期：2010年10月16日 目录一给水管网课程设计任务书1。1 目的1。2 基本资料1.3 管道设计任务书二全市用水量计算2.1 居民生活用水计算2.2 工业区用水量计算2.3 工业区用水量计算2。4 道路浇洒用水量计算2。5 绿化用水量计算2。6 未预见水量计算2。7 最大日用水量变化三沿线流量和节点流量的计算 31 沿线流量的计算32 节点流量的计算四清水池调

2、节容积及泵站计算4。1 计算清水池调节容积 4。2 清水池有效容积计算五设计流量分配与管径设计5.1 管网布置定线5。2 平差前管网设计数据六管网水力计算6.1 树状管网水力计算6。2 环状管网水力计算七管网工况校核 7.1 消防工况校核7.2事故工况校八给水工程课程设计小结九附图一给水管网课程设计任务书1。1 目的：通过课程设计，系统地解决与课程有关的某实际问题,进一步使理论联系实际,以达到巩固基本理论知识;运用技术资料,掌握基本设计技能，提高设计、绘图能力.1。2基本资料1、 城市平面图一张，比例尺为1:10000。2、 有关某城规划资料:1人口数 15 万2卫生设备情况室内有给水排水卫生

3、设备，90有淋浴设备3建筑物层数全部为67层，个别商厦、宾馆高达1825层，最不利点为7层4绿化面积18公顷,每日浇水2次5道路面积19万m2，每日浇水3次 3.工业企业规划资料：序号项目NO。1NO.21总人数：1。5万1.6万其中：一般车间人数1。0万1.0万高温车间人数0.5万0.6万淋浴人数一般车间60%淋浴，高温车间100淋浴2每日工作班次 3班3班3每班工作时间08,316，162408，316，16244工业用水量(m3/d）2。0万1.8万5工业用水对水质要求同生活用水同生活用水6工业用水对水压要求24m24m7工厂房屋耐火等级一、二级一、二级8工厂生产品危险等级甲、乙丙9工厂

4、村人数0。5万0.8万10工厂房屋最大体积(m3)5000500011工厂面积（公顷）见图见图4。城市中日常生活污水和工业废水经处理利用后排入水体下游，河流水量充沛，水质良好可作为给水水源.5.冰冻层最大厚度为0.2m,地下水位线离地面3。0m以上。6。其它资料见平面图。1.3管道设计任务书1.31学生应根据所给资料必须完成以下工作内容：1。 计算和分析全市用水量，确定最大日、最大小时用水量及最大日内用水量变化情况;2。 确定调节水池的位置和容积（包括清水池、高位水池或水塔）；3。 管网定线；4. 确定沿线流量和节点流量;5. 管网平差计算。校正管网各管段的流量、水头损失。并要校核事故时、消防

5、时和最大转输（有水塔）时工况.6。 确定高位水池或水塔高度，供水水泵总扬程.7. 确定每一节点的自由水头（事故时、消防时和最大转输（有水塔)时工况）,绘制等水压线图。1.32设计成果1. 绘制全管网干线总平面图、34个代表性节点详图.2. 选择一条主要管线,绘制其纵剖面图。阀门井祥图。 1。33 备注学生应在规定的时间内认真完成设计任务.只有在课程设计通过后才能参加课程考试。二全市用水量计算2.1居民生活用水计算居民生活用水量 : Q1=q·N·f其中 q- 最高日生活用水定额，m3/（人·d）,取q=300L/(人·d）N设计年限内计划人数，取N=15

6、0000人f自来水普及率，取f=100 总用水量 Q1=300/1000150000*100=45000m3每个小时的用水量等于总用水量乘以相应的百分数2.2工业区I用水量计算1、 高温车间生活用水 用水额度为:35L/（人·班）高温车间生活总用水量：Q= 高温车间人数35L/(人·班） = 0.5*104 35/1000=175m3 每班用水量= Q/3=175/3=58.3 m3每小时用水量等于每班用水量乘以对应的变化系数2、 一般车间生活用水 用水额度为:25 L/(人·班） 一般车间生活总用水量 ：Q= 一般车间人数*25 L/（人·班） = 1

7、。0104 *25/1000=250 m3 每班用水量= Q/3=250/3=83.3 m3 每小时用水等于每班用水量乘以对应的变化系数3、淋浴用水 高温车间用水额度为：60L/（人·班) 一般车间用水额度为：40 L/（人·班) 淋浴用水总量： Q= 高温车间人数*相应淋浴百分数*60L/（人·班)+一般车间人数*相应淋浴百分数*40 L/(人·班） =（0.5*104 100%60+1.1。0104 *60%*40）/1000=540m3 每班用水量=Q/3=540/3=180 m3 因为工人沐浴是在下班后一小时进行，故分3个小时用水，分别在01,8

8、9，1617。4、生产用水 生产用水总量：Q=工业用水量=1。2万m3=20000 m3 平均每小时用水量q=Q/24h=20000/24=833。3 m3 5、工厂村生活用水 用水额度 300 L/（人·d) 工厂村生活总用水量 ：Q=工厂村人数生活用水定额 =0。5*104 *300/1000=1500 m3 每个小时用水量等于总用水量乘以所占的百分数23工业区II用水量计算1、高温车间生活用水用水额度为：35L/（人·班）高温车间生活总用水量: Q= 高温车间人数*35L/(人·班） = 0.6*104 35/1000=210m3 每个小时的用水量等于总用水

9、量乘以相应的变化系数2、 一般车间生活用水用水额度为:25 L/（人·班)一般车间生活总用水量 ：Q= 一般车间人数25 L/（人·班) = 1.0*104 25/1000=250 m3每个小时的用水量等于总用水量乘以相应的变化系数3、淋浴用水高温车间用水额度为：60L/（人·班） 一般车间用水额度为：40 L/（人·班)淋浴用水总量=高温车间人数*相应淋浴百分数*60L/（人·班）+一般车间人数*相应淋浴百分数*40 L/（人·班) =(0.6*104 100%60+1.0104 6040）/1000=600m3每班用水量=Q/3=

10、600/3=200 m3 因为工人沐浴是在下班后一小时进行，故分3个小时用水，分别在01，89，1617.4、生产用水 生产用水总量： Q=工业用水量=1.8万m3=18000 m3 平均每小时用水量=生产用水总量/24h=18000/24=750 m35、工厂村生活用水 用水额度 300 L/(人·d)工厂村生活用水总量=工厂村人数生活用水定额 =0.8104 300/1000=2400 m3每小时用水量等于总用水量乘以所占的百分数2.4道路浇洒用水用水额度 (1-1.5）L/次·平方米道路浇洒用水量 = 道路面积*（11。5）L/次·平方米*次数 = 1900

11、001。5/1000*3 = 855 m3 每日浇水三次,每次一个小时，故 每次浇水量 = 道路浇洒用水量 /3 =855/3=285 m3 时间安排在每日的6-7时，1314时和17-18时.2。5绿化用水用水额度 （1。5-2)L/次·平方米绿化用水量 = 绿化面积*（1.52)L/次·平方米次数 = 180000*2/1000 =720 m3 每日浇水两次，每次一个小时,故每次浇水量 = 绿化用水量/2=720/2=360 m3时间安排在每日的78时和17-18时。2。6未预见用水量先将该市的总用水量Q计算出来,然后未预见用水量=（1525%）·总用水量Q

12、其中,总用水量Q包括居民生活用水量，工业区I总用水量,工业区II总用水量，道路浇洒用水量,绿化用水量。 计算得,总用水量Q= 90500 m3 故，未预见用水量=（15%-25%）·总用水量Q = 20%·90500 m3 = 18100 m3 (此处，百分比按20计算） 将未预见用水量除以24h得每小时用水量2。7 最大日内用水量变化情况 城市最高日用水量为以上各项用水量的总和Q=108597 m3 将以上各项用水在同一小时的用量加起来得每个小时的用水总量，再将每小时用水总量除以最高日用水量得各小时用水量所占的百分比，则最大日内用水量变化情况如下图所示：由上图得最高时用水

13、量为89时,高时用水量百分数为57%，时变化系数为1.37用水量计算表如下表：用水量计算表时间居民生活用水工业区1工业区2浇洒道路用水绿化用水未预见水量每小时用水量占一天用水量（%)用水量m3高温车间生活用水一般车间生活用水淋浴用水生产用水工厂村生活用水高温车间生活用水一般车间生活用水淋浴用水生产用水工厂村生活用水变化(%）用水量m3变化（%）用水量m3m3m3m3变化（%)用水量m3变化（%）用水量m3m3m3m3m3m3m3m3%0-11.10495（31。3）9.13（37.5)15.6315.63833。3416。5(31。3）10。96(37.5）15。6320075026。4007

14、54。173306.763.11-20.7031512.057。036.255.215.21833。3410.512.058.446.255。21075016。800754。172705。72.52-30。9040512。057。0312.510.4210。42833。3413.512.058。4412.510。42075021。600754。172813。922。6341。1049512。057.0312。510。4210.42833。3416。512。058.4412.510。42075026.400754。172911.722。7451.3058512.057。0318.7515。631

15、5.63833。3419。512。058.4418。7515。63075031。200754.173019。942。85-63。911759。512。057。036.255。215.21833.3458。6512。058.446.255.21075093。8400754。174275。393。9676.612974.512.057。0312.510。4210。42833.3499.1512。058.4412.510.420750158。642850754。175891。115。47-85.84262812.057.0312。510.4210.42833.3487.612。058。4412.51

16、0。420750140.160260754。175589。585.1897.043168(31.3)9。13（37。5）15.6315。63833.34105.6(31。3）10。96（37.5）15.63200750168。9600754。176211。425。79106。693010512.057。036.255。215。21833.34100。3512。058。446。255.210750160.5600754。175634。815.210117。173226。512.057.0312。510.4210。42833.34107。5512。058。4412.510。420750172。08

17、00754.175879。955。411127.313289.512。057.0312。510。4210。42833.34109。6512.058。4412。510。420750175.4400754.175945.055。512-136。62297912。057。0318。7515。6315。63833.3499.312。058。4418.7515。630750158。8800754.175621。425。213145.232353.512.057。036.255.215.21833.3478。4512.058。446.255.210750125。522850754.175205.874.8

18、14-153。591615.512.057。0312。510。4210.42833.3453.8512.058.4412.510.42075086。1600754.174129.333。815-164。76214212。057.0312。510.4210.42833.3471。412.058.4412.510.420750114.2400754。174701。464。316174.241908（31。3）9.13（37.5）15.6315。63833.3463。6(31.3）10.96(37.5）15.63200750101。7600754.174842.224.517185。992695.5

19、12.057。036.255.215.21833。3489。8512。058.446。255.210750143。760260754。175652。515。218196.973136。512。057。0312。510。4210.42833.34104.5512.058.4412.510。420750167。282850754.176067。155。619-205.66254712。057.0312.510.4210。42833.3484.912。058.4412。510。420750135.8400754。175141。564.720213。051372.512.057.0318.7515.6

20、315.63833。3445。7512.058。4418.7515。63075073.200754。173875.693。621222.01904。512。057。036。255.215.21833。3430。1512.058。446。255.21075048.2400754.173346。293.122-231。4263912。057。0312.510。4210。42833。3421.312。058.4412。510。42075034.0800754。173068。22。823240。79355。512.057.0312.510。4210。42833.3411。8512.058。4412。5

21、10。42075018.9600754。172760。132。5总计10045000100175。02100250250200001500100210.1210025060018000240085572018100108597100三沿线流量和节点流量的计算 3。1 沿线流量的计算qs =103.1492m其中，qs 比流量，L/（s·m)；Q 管网最高时用水量,L/s； q 最高时大用户集中用水量总和，L/s； l 干管总长度，m，不包括穿越广场、公园等无建筑物地区的管线；只有一侧配水的管线,长度按一半计算，只起转输作用的管线入内。Q=6211.42 m3/h=1725.4 L/s

22、; q=2289.21 m3/h=635.9 L/s； l14982。5 m；故 qs =0。0727 L/（s·m) 沿线流量=比流量×各管段有效长度 各管段没线流量计算见下表沿线流量计算表：管段编号管段管段长度（m）有效长度（m）比流量L/(s·m）沿线流量（L/s）11-2875875×0.0727L/(s·m)63。612231165116584.7033-4645645/223.4544-590590565.7955271571551.9865-6865865/231。4476-177077055。98867945945/234.35

23、97-8910910/233.08108-510251025/237。26118-987087063.25129-411051105/240。1713910780780/228.351410-11795795/228.901511878578557.0716111211501150/241.801712-779579557.801812-13565565/220.54197-1477577556。34206-1558558542。53211-1635035025.445221-1777577556。342321887587563.6124319700700/225.445总数197251498

24、2.51089.23沿线流量总量1089.23 L/sQq=1089。5 L/s;在误差范围内，以上计算结果正确3。2 节点流量的计算管网任一节点的节点流量为：qi=×q1=0。5q1即任一节点i的节点流量qi等于与该节点相连各管段的沿线流量qi总和的一半，工业企业等集中用户所需流量，可直接作为接入大用户节点的节点流量。各节点流量计算见下表序号按比流量计算（ L/s）工厂集中流量( L/s）合计( L/s)10。5×(63。61+56。34+25。45+55。98)100。69100。6920。5×（84。70+63。61+63.61+51。98）131.9513

25、1.9530。5×（84。70+23.45+25.45）66。79105.9172。6940.5×（23.45+65。79+40.17）64.703105.9170.60350。5×（65。79+51。98+31。44+37.26）93.2493.2460.5×(31。44+55.98+42。53+34.35）82。15182.15170。5×(34。35+56。34+33。08+57。80）90。7890。7880。5×(33。08+37。26+63.25+57.07）95。3395。3390.5×（63。25+40.17

26、+28。35）65.88105.9171.78100。5×（28.35+28。90)28.93106。07135110。5×(28。90+57。07+41。80)63.93106.07170120。5×(41.80+57。80+20。54）60.07106。07166。14130。5×20.5410。2710。27140。5×56。3428.1728.17150。5×42.5321。2621.26160.5×25。4512.7212。72170。5×56。3428。1728.17180.5×63。6131

27、.8131。81190.5×25。4512.7212.72各节点用水总1725。4471L/s管网最高时用水量1725。4 L/s,所以以上计算结果正确四清水池调节容积及泵站计算 4。1清水池调节容积的计算泵站供水曲线，分为两级，第一级为6点到20点，除中间的14点，供水量为5.12×13，第二级为从21点到5点,加中间的14点，供水量为3.04%×11，最高日泵站总供水量为:5.12×133.04×11100清水池与水塔调节容积计算见下表：时间用水量(）二级泵站供水量（%）一级泵站供水量（)清水池调节容积(%）0-13。13。044。171。

28、07122.53。044。17-1.67232。63。044.161.56342。73。044。17-1.47452。83.044.171。37563。93。044.16-0。26675。43.044.171。23785。15.124.170。938-95。75。124.161.549105.25.124.171.0310-115。45.124.171。2311-125.55。124.161。3412135.25.124.171。0313-144.85。124.170。6314-153。83。044。16-0。3615-164。35.124。170。1316174.55.124.170。331

29、7-185。25.124。161.0418195。65.124.171.4319-204.75。124.170.5320-213。65.124。160。5621223.13。044。171。0722-232。83.044.171.3723242.53.044.16-1.66总计10010010012。42清水池的调节容积为：12.42()4.2清水池有效容积计算 清水池设计有效容积：；W1清水池调节容积，m3；W2消防贮备水量,m3,按2h室外消防用水量计算；W3给水处理系统生产自用水量，m3，一般取最高日用水量的5%10%,本计算不考虑；W4安全贮备水量，m3， 取（W1+W2+W3）的1/

30、8 ；W1=12.42（)×108597=13487。75W2=2×45×2×3600/1000+20×2×3600/1000×2=936 m3W3=108597×7%=760 m3 W4=(W1+W2+W3)/8=(13487.75+936+760)/8=1897.97 m3 =13487。75+936+760+1897。97=17081.72 m3 五、设计流量分配与管径设计5.1管网布置定线管网布置如设计图所示.5.2平差前管网设计数据（1）。流量初步分配 根据节点流量平衡条件,平行干管之间尽可能平均地分配流

31、量,连接管分配较少流量的原则,得各管网的分配流量：节点连续性方程各管段流量(L/s）管径（m）112.72+100。69+28。17q61+q2-1q61=21。28DN0。2 q2-1=120。3DN0.42131.95+120。3+31.81=q32+q52 q3-2=249DN0。6q5-2=35.06DN0.253249+172。69+12。72=q3-4q34=434.41DN0。7621。26+82.151+21.28=q7-6+q5-6q76=24。37DN0.2q56=100。321DN0.45100。321+93。24+35。06=q8-5+q45q8-5=18。321DN0

32、.2q45=210。3DN0.54210。3+170。603+434。41=q94q9-4=815。313DN0。9728。17+90.78+24。37=q12-7+q8-7q127=22.21DN0。2q87=121.11DN0.48121.11+95。33+18.321=q118+q98q11-8=19。461DN0.2q9-8=215.3DN0.59215。3+171.78+815.313=q9-10+Q1q9-10=340。263DN0.6Q1=862.13DN1。01210。27+166.14+22。21=q11-12q1112=198。62DN0.511198。62+170+19。

33、461=q1011q1011=388。081DN0。710388.081+135+340。263=Q2Q2=863.344DN1。013q12-13=10.27DN0.1514q7-14=28.17DN0。215q6-15=21。26DN0。216q116=12.72DN0.1517q1-17=28。17DN0.218q218=31。81DN0。2519q319=12.72DN0。15(2）.流量分配后，得出计算管径;把计算管径标准化之后，略作调整,得到下表数据：管段或者节点编号管长m管段配水长度m管段分配流量 Ls节点设计流量计算 Ls供水流量节点流量1875875120.3100.6921

34、1651165249131.953645645434.41172.694905905210。3170.603571571535。0693.246865865100。32182.151777077021。2890.78874574524.3795.339910910121.11862。13-690。35101025102518。321863。344728。34411870870215.31701211051105815。313166.1413780780340。26310。2714795795388.08128。171578578519.46121。261611501150198.6212.72

35、1779579522。2128.171856556510。2731.811977577528.1712。722058558521.262135035012。722277577528.172387587531。812470070012.72合计19525195251725。4740.00六、管网水力计算 6。1树状管网水力计算管网枝状部分管段水力计算表(最大时)管段管长(m）流量（L/s）流速(m/s）管径(m)水力半径（m）指数y谢才系数C（(m1/2）/s)水力坡度i水头损失（m）117775.00 28.17 0。40 0.30。0750.1521651.865751080.0007880

36、。61 218875。00 31.81 0。45 0。30。0750。1521651。865751080.00100480。88 3-19700.00 12。72 0。41 0。20.050。1526948。68536370.00138470。97 12-13565.00 10.27 0.58 0。150.03750。1530146.544892870.00416162。35 7-14775.00 28。17 0.57 0.250。06250.1524250。411546150.00207561.61 6-15585.00 21。26 0.68 0。20.050。1526948。6853637

37、0。00386812。26 1-16350。00 12。72 0.41 0.20。050.1526948。68536370.00138470。48 010550.00 863。34 1.10 10.250.1497962.499381640.00123860。68 09625。00 862。13 1。10 10.250.1497962。499381640。00123510.77 6.2环状管网水力计算 （1)最不利点的确定首先考虑不设泵站的情况，对管网进行平差，以确定最不利点。设最不利点为离水厂最远点定17点，以环状管网离水厂最远点1点作为定压节点进行平差，其已知水压为：71。2+0。61+3

38、2103.81m其中71。2为17点的地面标高,0。61 m为最远管网管段117的水头损失, 32m为1点的最小服务水头.(2）管网平差经过调整后的数据如下：节点数据编号地面标高已知水压已知流量节点水压自由水头节点流量170.85103。81103.81 32.96 141.58 270.7163.76 105.49 34。79 163.76 371。2185.41 107。42 36。22 185。41 470。55170。60 109.59 39.04 170。60 570。4593.24 107.79 37.34 93。24 670.05103。41 105。39 35。34 103。4

39、1 770。15118。95 106。62 36.47 118.95 870.295。33 109。29 39。09 95.33 970690。35 111。26 41。26 690。35 1069。85728。34 113.51 43.66 728.34 1169。65170.00 112.11 42。46 170。00 1269.55176。41 108.34 38.79 176。41 管网数据 编号管径长度阻力系数起始节点终止节点流量流速水力坡度水头损失10.38750.0132144。00 0.62 1.92 1.68 20。311650。0133240.82 0.58 1。65 1.

40、93 30.56450.01343226.23 1。15 3。37 2。17 40.459050.01345131。53 0。83 1.99 1。80 50。457150.01352166。95 1。05 3.21 2。29 60。48650.01356113.48 0.90 2.77 2.40 70.47700。0136197。58 0.78 2。05 1.58 80。47450。0137687。51 0。70 1。65 1.23 90.459100。01387159。67 1。00 2.94 2.67 100。610250。01385242。14 0.86 1。47 1.50 110.67

41、700。01398320。34 1。13 2。56 1.97 120。811050。01394528.36 1.05 1.51 1。67 130。457800。013109158.35 1.00 2。89 2。25 140.87950。0131011569。99 1。13 1。76 1.40 150。457850。013118176.79 1.11 3。60 2.83 160.511500。0131112223。20 1。14 3.28 3.77 170。37950.01312746。79 0.66 2。17 1.73 6。3水泵扬程的计算及选型根据上面的平差结果可得，控制点1点的自由水头需要

42、32.9607m,从1点到配水点10的水头损失为h1=9.71m，从则水泵的设计总扬程为：H32。96+H+h1+3=32.96+0。5+9.71+0.77+3+248。94m；其中H为二级泵站到最不利点17之间的高差，0.77m为二级泵站0点到配水点9间管段损失,3m为安全水头，2m为泵内水头损失.故先5台型号为450LC254A,其中1台备用,扬程为49。1m，流量为1653m3/h。七、管网工况校核 7.1消防工况校核 按照消防要求同时有两处失火，将消防流量放在最不利点17和靠近大用户节点3处，一次灭火用水量为 q=45 L/s，增加的总消防流量为q=90 L/s ；将消防流量加到17点

43、和3点后，得支状管网的水头损失如下:管网枝状部分管段水力计算表(消防时）管段管长(m）流量（L/s）流速(m/s)管径（m）水力半径（m）指数y谢才系数C（m1/2）/s）水力坡度i水头损失(m）117775。00 73.17 1。04 0。30.0750.1521651。865751080。00531644。12 218875。00 31.81 0。45 0。30.0750。1521651.865751080.00100480.88 319700.00 12。72 0.41 0.20.050。1526948.68536370。00138470。97 12-13565。00 10。27 0.58 0.150。03750.1530146.544892870。00416162。35 7-14775。00 28。17 0.57 0。250.06250。1524250。411546150.00207561.61 615585。00 21.26 0。68 0.20。050。1526948。68536370.00386812.26 1-16350.00 12。72 0。