给水管网设计说明书课件

1、给水管网课程设计给水管网课程设计任务书 M市给水管网初步设计姓 名：冀思扬学 号：2009001890专业班级：给排水0902指导老师：李红艳设计日期：2012-6给水管网设计说明书一、 设计题目：M市给水管网初步设计二、 原始资料：1、 条件图：1:5000城市平面图2、 城区总人口10.1万人，分区：二。3、 城市居住房屋中的室内卫生设备情况：有给水、排水和淋浴设备4、 城市中房屋的平均层数为5层5、 工业用水情况：城市中有两个工业企业，其位置见城市平面图（1） 企业甲，生产用水量3100m3/d; (2)企业乙，生产用水量3600m3/d 企业甲（3班倒）0-8 8-16 16-24企业

2、乙（2班倒）8-16 16-24冷车间2700人/d、热车间2100人/d、淋浴1500人/班、生产用水3100t/d冷车间2400人/d、热车间2200人/d、淋浴2300人/班、生产用水3600t/d6、 工程地质及水文地质：城市土壤种类：轻质压粘土；地下水位深度6.0米；冰冻线深度1.2米。7、 水源取自城市河流的上游。8、 附录：城市用水量变化曲线我设计的城市用水量变化系数为：Kh=1.82时间0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-12水量2.822.792.933.063.133.784.935.135.114.814.645.52时间12-1

3、313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24水量4.494.454.454.555.114.924.904.714.294.043.423.02三、 工程概述：M 市总人口数为10.1万人，根据该区1:5000城区平面图，得出该市街区面积为298.57ha，道路面积70.13ha，绿化面积为街区面积的15%,则为298.57*15%=44.79ha。城市居住房屋中室内卫生设备有给水、排水和淋浴设备。城市中房屋的平均层数为5层。城区中有两个工业企业，其位子见城市平面图，企业甲生产用水量4000m3/d；企业乙生产用水量3800

4、m3/d。城市土壤种类：轻质压粘土；地下水位深度6.0m；冰冻线深度1.2m。城市中有一条自西向东的河流，水源取自河流的上游。四、设计步骤1、 用水量计算（1）确定用水量标准，计算城市最高日用水量城市总用水量计算时，应包括设计年限内该给水系统所供应的全部用水：居民区综合生活用水，工业企业生产用水和职工生活用水，消防用水，浇洒道路和绿地用水以及未预见水量和管网漏失水量。取综合生活用水定额220L/cap.d，工业企业职工生活用水冷车间为25L/cap.班，热车间为35 L/cap.班，淋浴用水为40L/cap.班，热车间为60 L/cap.班。浇洒道路用水量为1.5L/m2,每天浇洒道路一次，绿

5、地用水采用1.5L/（d.m2）。未预见水量和管网漏失水量取最高日用水量的20%。A、居民区综合生活用水为：Q1=q*N=220*10.1*10000/1000=22220m3/d B、工业企业生产用水和职工生活用水: 企业甲职工生活用水：q1=2700*25+2100*35+2100*60+（3*1500-2100）*40/1000 =363m3/d企业乙职工生活用水:q2=2400*25+2200*35+2200*60+(2300*2-2200)*40/1000 =365m3/dQ2=3100+3600+363+365=7428 m3/d C 浇洒道路和绿地用水: Q3=70.13*1.5

6、*10000/1000+44.79*1.5*10000/1000=1723.8 m3/d D未预见水量和管网漏失水量： Q4=20%*（22220+7428+1723.8）=6274.36 m3/d由上可以得到城市最高日用水量为： Qd=Q1+Q2+Q3+Q4=22220+7428+1723.8+6274.36=37646.16 m3/d 计算城市最高日最高时用水量Qh=1000*Kh*Qd/(24*3600)= 1000*1.23*37646.16 /(24*3600)=535.93L/s (3) 计算消防时用水量 城市室外消防用水Q量可按同时同时发生火灾的次数和一次灭火的用水量确定，查表得

7、到同一时间内火灾次数为2次，一次灭火用水量35L/s，着火时间按两小时计算。 Q=35*2=70 L/s2、 给水系统方案选择方案一下游排污口多，为避免水源受到污染，将水厂设在河流上游，为了保证供水可靠性，城市管网采用环状网供水。3、 管网定线从水厂到用水区，输水管采用两条输水管道同时供水，根据城市平面图，按干管间距为500800m，考虑安全供水，采用环状网为宜。干管与干管之间的连接管使管网形成了环状网。连接管的作用在于局部管线损坏时，可以用过它从新分配流量，从而缩小断水范围，较可靠的保证供水。连接管间距可根据街区的大小考虑在800-1000m左右。采用三条干管，八条连接管，形成6个环，根据该

8、市供水情况，拟定各管段水流方向，各管段长度方向见表。根据图纸管道总长为10732.5。 管段长度表管段编号1-22-33-45-66-77-89-1010-1111-12管段长度760545550742.5525507.5732.5550492.5管段编号1-52-63-74-85-96-107-118-12水厂-1管段长度630695692.5617.5695675667.5655185说明：1、管道长度以m计。 2、管段1-5中有150m单侧供水，管段3-4中有125m单侧供水，管段8-12中有20单侧供水，其余几位双侧供水，在计算比流量是要考虑单双侧供水。4、绘制城市最高日用水量变化曲线

9、 采用不设水塔的水泵直接供水的供水方式，所以水泵24小时连续供水，水泵供水曲线与用水量曲线相同。5、清水池容积的计算 城市水厂的清水池可起调节容积的作用，此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： W=W1+W2+W3+W4（m3） 水厂一级泵站均匀供水，每小时供水量占总用水量的（100/24）*100%=4.17%清水池容积的计算时间二级泵站供水量（%）一级泵站供水量（%）清水池调节容积（%）（1）（2）（3）（4）0-12.824.17-1.351-22.794.17-1.382-32.934.16-1.233-43.064.17-1.114-53.134.17-1.04

10、5-63.784.16-0.386-74.934.170.767-85.134.170.968-95.114.160.959-104.814.170.6410-114.644.170.4711-124.524.160.3612-134.494.170.3213-144.454.170.2814-154.454.160.2915-164.554.170.3816-175.114.170.9417-184.924.160.7618-194.94.170.7319-204.714.170.5420-214.294.160.1321-224.044.17-0.1322-233.424.17-0.752

11、3-243.024.16-1.14城市最高日用水量变化曲线(1) 调节容积W1的计算：从上述表格中可以知道清水池调节容积为最高日用水量的8.51%，故W1=37646.16*8.51%=3203.69 m3（2） 消防储水量，按2小时火灾延续时间确定： W2=（2*2*35*3600）/1000=504m3(3)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5%。W3=37646.16*5%=1882.3 m3(4)安全储量W4取1000 m3所以清水池有效容积等于： W=W1+W2+W3+W4=3203.69+504+1882.3+1000=6590 m36、管段设计流量计算 （1）

12、比流量计算集中流量的计算 (因为企业用水中各类用水时间不一样，有的3班倒，有的2班倒，所以换算单位时要分开计算)A企业甲的集中流量包括生产用水量q1,生活用水量q2，淋浴用水量q3q1=3100 m3/d=35.88L/sq2=（2700*25+2100*35）m3/d =1.63 L/s q3=2100*60+（4500-2100）*40 m3/d =2.57 L/sQ甲= q1+ q2+ q3=45.88+1.63+2.57=50.5 L/sB企业乙的集中流量包括生产用水量q1,生活用水量q2，淋浴用水量q3q1=3600m3/d=41.67 L/sq2=（2400*25+2200*35）

13、m3/d =1.59 L/s q3=2200*60+（4600-2200）*40 m3/d = 228 m3/d =228*1000/（16*3600）=3.96L/sQ乙= q1+ q2+ q3=41.67+1.59+3.96=48.27 L/s比流量qs等于管网总用水量减去大用户集中用水量q，再除以管段的总有效长度，单侧供水的管线长为150+125+205=480m，双侧供水的管线长为10732.5-480=10252.5，即qs=(Qh-q)/l=(533.23-50.5-48.27)/（10252.5+0.5*480） =0.0414L/（s.m）（2）节点流量计算沿线流量qij=qs

14、lij,节点流量等于与该节点相连各管段沿线总和的一半（双侧供水时），例如q12=0.0414*760=31.47L/s; q15=0.0414*（480+0.5*150）=22.98L/sq1=1/2(q12+ q15)=0.5*(31.47+22.98)=27.23 L/s沿线流量表管段编号1-22-33-45-66-77-89-1010-1111-12沿线流量31.4722.5620.1830.7421.7421.0130.3322.7720.39管段编号1-52-63-74-85-96-107-118-12沿线流量22.9828.7728.6725.5628.7727.9527.6322

15、.87说明：沿线流量单位为L/s。水厂到节点1采用两条输水线路，每条平分流量为266.615 L/s。节点流量表节点编号123456节点流量27.2741.486.2171.1441.2554.6节点编号789101112节点流量49.5334.7229.5540.5335.4021.63（3）进行流量分配，初拟管径 根据连续性方程，即对于每一节点满足qi+qij=0的条件，按照最短路线供水原理，并考虑可靠性要求进行初步流量分配。流向节点的流量取负号，流离节点的流量取正号。在满足连续性方程的条件下初分流量，由于连接管只是起沟通干管之间流量的作用，事故时才起输水作用，平时流量不大，所以连接管分配

16、较少流量，干管分配较多流量。流量分配完成后再初拟管径，根据平均经济流速表和第一册给水排水设计手册由流量和流速确定管径，查出流速和水平均经济流速表管径（mm）平均经济流速（m/s）D=100-4000.6-0.9D400 0.9-1.4力坡度，再用水力坡度乘以管长即得水头损失，h=il，根据每环的管段的水头损失，求出闭合差h，再求出校正流量，qi=-hi/2sijqij,然后进行管网平差。初分流量和拟定管径数据表管段编号1-22-33-45-66-77-89-1010-1111-12管段管长760545550742.5525507.5732.5550492.5管段流量245.96184.5688

17、.35123.7569.1519.6265.4544.9219.52管段直径600500400400350200350300200管段编号1-52-63-74-85-96-107-118-12管段管长630695692.5617.5695675667.5655管段流量260201017.219520102.11管段直径600400200200450300200 1007、管网平差(1)对给水方案的最大用水时管网平差和消防，事故时校核平差A、最大用水时管网平差结果一、平差基本数据 1、平差类型：反算水源压力。 2、计算公式： 柯尔勃洛克公式 I=*V2/(2.0*g*D) 1.0/0.5=-2.

18、0*lgk/(3.7*D)+2.5/(Re*0.5) Re=V*D/ 计算温度：10 ，=0.000001 3、局部损失系数：1.20 4、水源点水泵参数： 水源点水泵杨程单位(m)，水源点水泵流量单位:(立方米/小时) 水源节点编号 流量1 扬程1 流量2 扬程2 流量3 扬程3 二、节点参数 节点编号 流量(L/s) 地面标高(m) 节点水压(m) 自由水头(m) 1 -505.960 104.200 136.358 32.158 2 41.400 101.600 133.283 31.683 3 86.210 99.600 131.912 32.312 4 71.140 97.500 1

19、30.947 33.447 5 41.250 105.200 136.278 31.078 6 54.600 102.200 129.155 26.955 7 49.530 100.300 128.477 28.177 8 34.720 98.400 127.889 29.489 9 29.550 105.400 136.206 30.806 10 40.530 102.400 126.400 24.000 11 35.400 100.500 125.960 25.460 12 21.630 98.500 124.842 26.342 三、管道参数 管道编号 管径(mm) 管长(m) 流量(L

20、/s) 流速(m/s) 千米损失(m) 管道损失(m) 1-5 600 630.0 70.800 0.254 0.127 0.080 2-1 600 760.0 435.160 1.560 4.047 3.076 3-2 500 545.0 210.285 1.088 2.516 1.371 4-3 400 550.0 97.598 0.784 1.753 0.964 6-7 350 525.0 58.319 0.613 1.291 0.678 6-2 400 695.0 183.475 1.475 5.939 4.128 7-8 200 508.0 12.314 0.400 1.158 0.

21、588 7-3 200 693.0 26.477 0.860 4.956 3.434 8-4 200 618.0 26.458 0.859 4.949 3.058 8-12 100 655.0 4.052 0.526 4.651 3.047 9-5 450 695.0 29.550 0.188 0.104 0.072 10-6 300 675.0 70.555 1.012 4.082 2.755 11-10 300 550.0 30.025 0.430 0.800 0.440 11-7 200 668.0 22.952 0.745 3.769 2.517 控制点为系统最高点或离二级泵站最远点，

22、分别计算高点的节点9和离二级泵站最远点节点12所需扬程，选择其中大的一个扬程座位水泵扬程，相应的节点为系统最不利点。节点9地面标高为105.4m，节点12地面标高为98.5m，水厂地面标高104.5m。最小服务水头为24m。由平差结果可以得到h1-2=1.48,h2-3=1.34,h3-4=1.04,h4-8=1.83,h8-12=0.78，h1-5=0.97,h5-9=0.81水厂到节点1的水头损失为h水厂-1=il=0.00191*185=0.35m,取清水池到水泵压水管水头损失为2。节点9所需起点提供的水压为H9=2+0.97+0.81+105.4-104.5+24+0.35=29.03

23、m节点12所需起点提供的水压为H12=2+1.48+1.34+1.04+1.83+0.78+24+98.5-104.5+0.35=26.82m所以系统控制点选在节点9处。最高用水时水泵扬程H为29.03m。B、消防时候校核平差按照消防要求同时有两处着火，则从安全和经济等方面考虑， 将消防流量一处放在控制点，另一处放在离二级泵站较远或靠近大用户或工业企业的节点处。一处放在节点9，另一处放在企业甲。消防时初步分配流量表管段编号1-22-33-45-66-77-89-1010-1111-12管段管长760545550742.5525507.5732.5550492.5管段流量303.93221.81

24、23.42102.3465.6619.0063.8946.1720.07管段直径600500400400350200350300200管段编号1-52-63-74-85-96-107-118-12管段管长630695692.5617.5695675667.5655管段流量272.0340.7312.1617.28128.4422.819.301.56管段直径600400200200450300200100消防时管网平差结果一、平差基本数据 1、平差类型：消防校核。 2、计算公式： 海曾威廉公式 V=0.44*C*(Re/C)0.075*(g*D*I)0.5 Re=V*D/ 计算温度：13 ，=

25、0.000001 3、局部损失系数：1.20 4、水源点水泵参数： 水源点水泵杨程单位(m)，水源点水泵流量单位:(立方米/小时) 水源节点编号 流量1 扬程1 流量2 扬程2 流量3 扬程3 二、节点参数 节点编号 流量(L/s) 地面标高(m) 节点水压(m) 自由水头(m) 1 -575.960 104.200 180.000 75.800 2 41.400 101.600 177.677 76.077 3 86.210 99.600 175.860 76.260 4 106.140 97.500 174.536 77.036 5 41.250 105.200 178.594 73.39

26、4 6 54.600 102.200 176.763 74.563 7 49.530 100.300 172.899 72.599 8 34.720 98.400 175.331 76.931 9 64.550 105.400 176.999 71.599 10 40.530 102.400 175.502 73.102 11 35.400 100.500 173.235 72.735 12 21.630 98.500 171.673 73.173 三、管道参数 管道编号 管径(mm) 管长(m) 流量(L/s) 流速(m/s) 千米损失(m) 管道损失(m) 2-1 600 760.0 31

27、2.393 1.120 3.057 2.323 3-2 500 545.0 202.292 1.047 3.334 1.817 4-3 400 550.0 95.253 0.766 2.407 1.324 5-6 400 743.0 96.467 0.775 2.464 1.831 5-1 600 630.0 263.567 0.945 2.232 1.406 6-8 350 525.0 71.670 0.754 2.727 1.432 6-2 400 695.0 68.701 0.552 1.315 0.914 7-8 200 508.0 22.151 0.719 4.788 2.432 7

28、-3 200 693.0 20.829 0.676 4.273 2.961 8-4 200 618.0 10.887 0.354 1.287 0.795 8-12 100 655.0 3.912 0.508 5.585 3.658 9-5 450 695.0 125.850 0.802 2.295 1.595 10-9 350 733.0 61.300 0.644 2.042 1.497 10-6 300 675.0 38.898 0.558 1.868 1.261 11-7 200 668.0 6.550 0.213 0.503 0.336 11-10 300 550.0 59.668 0.

29、855 4.123 2.267 12-11 200 493.0 17.718 0.575 3.168 1.562 四、管网平差结果特征参数 水源点 1: 节点流量(L/s):-575.960 节点压力(m):180.00 最大管径(mm):600.00 最小管径(mm):100.00 最大流速(m/s):1.120 最小流速(m/s):0.213 水压最低点 12, 压力(m):171.67 自由水头最低 9, 自由水头(m):71.60 校核消防时水泵扬程是否满足要求，火灾时服务水头取10m，此时水厂到节点1的流量为533.23+70=603.23L/s,每根输水管流量为301.615 L/

30、s，其水头损失为0.00242*185=0.45m,则控制点处所需水压为： H9=2+1.27+1.36+105.4-104.5+10+0.45=15.98m<29.03m 满足要求大用户用水点企业甲所需水压为：（企业甲地面标高98.0m） H甲=2+1.84+1.79+1.84+98-104.5+10+0.45=11.42<29.03m 满足要求C、事故时平差计算 事故时，假设流量最大的管段损坏，即管段1-5损坏，流量按最高日最高时的70%计算，Q事故=533.23*70%=373.26 L/s，计算方法，流量分配与最高日最高时的方法相同。事故时节点流量表节点编号123456节点

31、流量19.0928.9825.0016.0128.8838.22节点编号789101112节点流量34.6724.320.6928.3724.7815.14事故时初分流量表管段编号1-22-33-45-66-77-89-1010-1111-12管段管长760545550742.5525507.5732.5550492.5管段流量354.17143.19605544.3916.285.4321.4512.95管段直径600500400400350200350300200管段编号1-52-63-74-85-96-107-118-12管段管长630695692.5617.5695675667.565

32、5管段流量182228410.4826.1244.3916.282.46管段直径600400200200450300200 100事故时平差结果 给水管网平差 一、平差基本数据 1、平差类型：事故校核。 2、计算公式： 海曾威廉公式 V=0.44*C*(Re/C)0.075*(g*D*I)0.5 Re=V*D/ 计算温度：13 ，=0.000001 3、局部损失系数：1.20 4、水源点水泵参数： 水源点水泵杨程单位(m)，水源点水泵流量单位:(立方米/小时) 水源节点编号 流量1 扬程1 流量2 扬程2 流量3 扬程3 二、节点参数 节点编号 流量(L/s) 地面标高(m) 节点水压(m)

33、自由水头(m) 1 -354.123 104.200 180.000 75.800 2 28.980 101.600 177.070 75.470 3 60.347 99.600 175.903 76.303 4 49.798 97.500 175.122 77.622 5 28.875 105.200 171.452 66.252 6 38.220 102.200 172.398 70.198 7 34.671 100.300 171.016 70.716 8 24.304 98.400 172.250 73.850 9 20.685 105.400 171.273 65.873 10 28

34、.371 102.400 171.119 68.719 11 24.780 100.500 170.531 70.031 12 15.141 98.500 169.775 71.275 三、管道参数 管道编号 管径(mm) 管长(m) 流量(L/s) 流速(m/s) 千米损失(m) 管道损失(m) 2-1 600 760.0 354.172 1.269 3.856 2.930 3-2 500 545.0 159.249 0.824 2.142 1.167 4-3 400 550.0 71.594 0.575 1.419 0.781 5-6 400 743.0 67.498 0.543 1.27

35、3 0.946 6-8 350 525.0 21.026 0.221 0.282 0.148 6-2 400 695.0 165.943 1.334 6.722 4.672 7-8 200 508.0 15.351 0.499 2.430 1.234 7-3 200 693.0 27.308 0.887 7.052 4.887 8-4 200 618.0 21.796 0.708 4.647 2.872 8-12 100 655.0 3.167 0.411 3.779 2.475 9-5 450 695.0 38.623 0.246 0.258 0.179 10-9 350 733.0 17.

36、938 0.189 0.210 0.154 10-6 300 675.0 39.199 0.562 1.895 1.279 11-7 200 668.0 7.988 0.259 0.726 0.485 11-10 300 550.0 28.766 0.412 1.069 0.588 12-11 200 493.0 11.974 0.389 1.534 0.756 四、管网平差结果特征参数 水源点 1: 节点流量(L/s):-354.123 节点压力(m):180.00 最大管径(mm):600.00 最小管径(mm):100.00 最大流速(m/s):1.334 最小流速(m/s):0.189

37、 水压最低点 12, 压力(m):169.77 自由水头最低 9, 自由水头(m):65.87 管段1-2的水头损失h1-2=0.00306*760=2.2m,输水管h水厂-1=0.00099*185=0.18m，水泵吸水管因流量减少，所以估计水头损失为1.5m。事故时水泵扬程为： H=1.5+0.18+2.2+3.9+0.51+0.41+24+105.4-104.5=33.6m33.6-29.03=4.57<5m 满足要求(2)绘出最大用水时管网平差图、消防时和事故时校核图8、节点水压标高计算最大用水时各节点水压标高、自由水头、地面标高节点编号1234567水压标高135.18133.

38、7132.36131.32134.21132.37131.25自由水头30.9832.132.7633.8229.0130.1730.95地面标高104.2101.699.697.5105.2102.2100.3节点编号89101112水厂水压标高129.49133.4131.92130.6128.68135.53自由水头31.092829.5230.130.1831.03地面标高98.4105.4102.4100.598.5104.5消防时各节点水压标高、自由水头、地面标高节点编号1234567水压标高118.03116.19114.4112.56116.76114.71113.48自由水头

39、13.8314.5914.815.0611.5612.5213.18地面标高104.2101.699.697.5105.2102.2100.3节点编号89101112水厂水压标高111.25115.4114.1112.78110.79118.48自由水头12.851011.712.2812.2913.98地面标高98.4105.4102.4100.598.5104.5事故时各节点水压标高、自由水头、地面标高节点编号1234567水压标高140.43138.23137.31136.61133.68134.33134.09自由水头36.2336.6337.739.1128.4832.1333.79地面标高104.2101.699.697.5105.2102.2100.3节点编号89101112水厂水压标高133.91133.4134.81133.3132.4114