管道课程设计说明书

1、 给 水 设 计一、设计任务 D区城市现状布局不够合理，基础设施较差，公用设施与工业和住宅建设不配套，给水管网简陋，生活用水普及率较低，因此，拟对其总体规划，对各项配套设施进行配套调整，对原供水管网进行彻底改造，按近期规划建立统一给水管网，生活普及率达100%，水厂建于城区西南端。二、设计资料（1）生活用水量 a D区近期规划人口为15万； b 生活用水标准100/人·d；c 生活用水普及率按100%考虑；d 职工用水量和淋浴用水量按生产用水量15%计算；e 经济因素f=1考虑 楼房为六层 最高用水百分数5.88%（2）工业生产用水量11000m/d，管段工业集中用水量按面积近似计算

2、；（3）市政用水量按（1）（2）两项之和的3%5%计算；（4）公建用水量按（1）（2）两项之和的5%15%计算；（5）未预见用水量按（1）（2）（3）（4）之和的15%25%计算；（6）水厂自身用水量按(1) (2) (3) (4)的5%10%计算；（7）该市用水量变化情况可参照供水条件相近的相邻B市逐时用水量曲线，日变化系数约1.32，时变化系数可按B市用水量变化曲线（见附图）算； 三、设计依据 1 城市总体规划图 2 用水量逐时变化曲线 3室外给水工程设计规范 4给水排水设计手册 5有关的教材与其他工具书四、设计方案及思路方案：为保证城镇的供水安全，减少事故管段对整个管网系统的影响，主要才

3、去环状管网的布置形式布置管道；对周边郊区和未开发或在开发区采用树状管网的布置形式布置管道。由高向低的大体方向布置管道。 步骤：（1） 按成镇管网布置图，绘制计算草图，对节点和管段顺序编号，并标明管段长度和节点地形标高；（2） 按最高日最高时用水计算节点流量，并在节点旁引箭头，注明节点流量。大用户的集中流量也标注在相应节点上。（3） 在管网计算草图上，将最高用水时由二级泵站和水塔供入管网的流量（指对置水塔的管网），沿各管段计算流量预分配，定出各管段的计算流量。（4） 根据所定出的各管计算流量和经济流速，选取各管段的管径。（5） 计算各管段的水头损失h及各个环内的水头损失代数和h。（6） 若h超过

4、规定值（即出现闭合差h）,须进行管网平差，将预分配的流量进行校正，以使各个环的闭合差达到所规定的允许范围之内。（7） 按控制点要求的最小服务水头和从水泵到控制点管线的总水头损失，求出水塔高度和水泵扬程。（8） 根据管网各节点的压力和地形标高，绘制等水压线和自由水压线图。 思路：（1） 根据现有的D市总体规划和道路平面规划图，布置四个管网，水厂到管网的输水管线采 用双管，以保障供水的可靠性，城市规划人口为15万人，属于小型城镇，用户较为集中在城镇中心，则给水管道工程采用统一系统，二郊区则主要工业用地和仓库用地，从经济方面考虑应布置中心地区为环状管网，郊区为树状管网，该市的经济因素按f=1考虑，自

5、由水压按最不利点处为六层楼房计算，即控制点的最小服务水头为28m，生活用水标准为100/人·d，生活用水普及率按100%考虑。（2） 对任一节点来说，流入该节点的流量必须等于流出该节点的流量。（3） 环状管网任一闭合环路内，水流为顺时针方向的各管段水头损失之和应等于水流为逆时针方向的各管段的水头损失之和。五、设计计算过程 1 布置输配水管网，如图1所示 2 计算最高日设计用水量，确定最高日最高时用水量 （1）生活用水量 综合生活用水量： N1近期规划人口数 capqd采用的最高日居民生活用水定额 L/（cap·d）工厂职工用水和淋浴用水量： 生活用水量： 工业生产用水量：Q

6、2=11000（m3/d）市政有水量：公建用水量：未预见用水量： 城镇最高日设计用水量 ： 城镇最高日最高时设计用水量： 3 计算管段沿线流量和节点流量 （1）配水干管计算长度：L=17180m（单侧配水其计算长度按实际长度的一半算，双侧配水管，按实际长度计算）(2) 集中供应工业用水流量：（2）配水干管比流量（3）沿线流量计算 管段17的沿线流量为：各管段的沿线流量计算见表1 各管段的沿线流量计算 表 1管段编号管段长度（m)管段计算长度（m)长度比流量L/(s.m)沿线流量(L/s)01800025875011875178750.5*875=43843812.877212137513751

7、37540.4251128250.5*825=41341312.14222887587587525.72523375375*0.5=1881885.5272313800800*0.5=40040011.7634625625*0.5=3133139.20224987587587525.725458758758750.029425.72556625625*0.5=3133139.2022510875875*0.5=43843812.877251485085085024.991112575121318751875187555.125121612001200*0.5=60060017.64131416

8、001600160047.04131812501250125036.75142250050050014.7141510001000100029.416177500.5*750=22537511.02518198500.5*850=42542512.495171811250.5*1125=56356316.552218216000.5*600=3003008.8219235750.5*575=2882888.467223246250.5*625=3133139.202219207250.5*725=36336310.672222207500.5*750=37537511.025合计2640017

9、180505.092 （4）节点流量计算工业总面积： w=3187500 m2 面积比流量：各工业去的集中流量分别为：同理得：500000468750531250250000267857.14299375062500357142.8571如节点1的节点流量：节点总流量：各节点的节点流量计算见表2 各管段节点流量计算 表 2节点连接管道节点流量（L/s)集中流量（L/s)节点总流量(L/s)02828101、1217、1120.5*（17.0598+44.1375+9.499）=35.3481526.2561.59815212、23、280.5*（44.1375+6.0348+28.0875）=

10、39.129939.1299323、34、3130.5*（6.0348+12.84+10.0473）=14.4610514.46105434、49、450.5*（10.0473+28.0875+28.0875）=33.1111533.11115545、510、56、5140.5*（28.0785+10.0473+14.0598+27.285）=39.735329.7569.48536560.5*10.0473=5.023655.023657170.5*14.0598=7.02997.02998280.5*28.0875=14.0437514.043759490.5*28.0875=14.043

11、7614.04375105100.5*14.0598=7.02997.0299121216、1213、1210.5*（60.1875+27.285+9.499）=48.487548.48575131312、313、1314、13180.5*（60.1875+12.84+51.36+40.125）=82.2562582.25625141415、1422、514、13140.5*（32.1+28.0875+51.36+27.285）=69.4162569.416251514150.5*32.1=16.0516.05161216、16170.5*27.285=13.64251427.64251717

12、16、1718、17260.5*18.0723=9.036159.03615181817、1819、1821、18130.5*（18.0723+9.63+12.0375+40.125）=39.93241554.9324191920、1819 19230.5*（9.2448+10.0473+9.2448）=14.268455.2519.51845202014、19200.5*（10.0473+28.0875）=19.067419.0674212118、21230.5*9.63=4.824.82222214、22200.5*(12.0375+16.05)=14.0437514.0437523232

13、4、19230.5*（10.0473+9.2448）=9.646059.646052423240.5*10.0473=5.023653.58.523652502531.531.52617262020合计173.25727.8951将节点流量和集中流量标注相应节点上，如下图1。5、环状管网平差 （1）流量初次分配 根据管网布置和用水情况，拟定各管段的流向，按每一节点满足连续性方程的条件，初步分配管段流量。分配结果见下图2. （2）确定管径和水头损失 由各管段分配流量，查铸铁管水力计算表，参照经济流速，选出管径。然后求出各管段的1000i,按照h=il,计算出各管段的水头损失、其初步分配结果见表6

14、. （3）管网平差 计算各环闭合差hk；环：hI=h2-4+h4-6+h6-8+h8-19+h18-19+h17-18+h2-17 =-2.57-4.24-1.88-3.81+4.30+6.96+3.39 =2.16m同理：h=-0.56m, h=-3.43m, h=-3.69m由上述计算结果，环、环、环闭合差均为逆时针方向，把这三个环组成一个大环平差，详细结果见表7。初步分配 表6环号管段管长（m)管径（mm)q(L/s)1000ih(m)Sq2-4650600-390.83.95-2.57 0.007 4-61350600-347.43.14-4.24 0.012 6-8300500-30

15、3.86.27-1.88 0.006 8-19825350-1004.62-3.81 0.038 18-19110030060.53.914.30 0.071 17-181250450216.65.576.96 0.032 263.993.39 0.014 2.16 0.180 8-9624450-184.54.09-2.55 0.014 9-11875400-144.14.67-4.09 0.028 11-14300350-84.13.35-1.01 0.012 14-20550300-56.43.44-1.89 0.034 19-20150030056.43.44

16、5.16 0.091 8-198253501004.623.81 0.038 -0.56 0.217 19-201500300-56.43.44-5.16 0.091 20-24500300-624.12-2.06 0.033 24-31750250-384.23-3.17 0.083 30-31750200-20.94.24-3.18 0.152 29-3087620020.94.243.71 0.178 19-29125025042.45.146.43 0.152 -3.43 0.690 18-191100300-60.53.91-4.30 0.071 19-291250250-42.45

17、.14-6.43 0.152 28-29500250302.751.38 0.046 27-2855030052.63.021.66 0.032 23-27500350853.421.71 0.020 18-23650400123.83.522.29 0.018 -3.69 0.339 -校正 表7管段q(L/s)1000ih(m)Sqq(L/s)1000ih(m)Sq8-9-184.54.09-2.55 0.014 -184.5+5.1=-179.43.90 -2.43 0.014 9-11-144.14.67-4.09 0.028 -144.1+5.1=-1394.34 -3.80 0.0

18、27 11-14-84.13.35-1.01 0.012 -84.1+5.1=-792.99 -0.90 0.011 14-20-56.43.44-1.89 0.034 -56.4+5.1=-51.32.89 -1.59 0.031 20-24-624.12-2.06 0.033 -62+5.1=-56.93.52 -1.76 0.031 24-31-384.23-3.17 0.083 -38+5.1=-32.93.26 -2.45 0.074 30-31-20.94.24-3.18 0.152 -20.9+5.1=-15.82.55 -1.91 0.121 29-3020.94.243.71

19、 0.178 20.9+5.1=266.44 5.64 0.217 28-29302.751.38 0.046 30+5.1=35.13.65 1.83 0.052 27-2852.63.021.66 0.032 52.6+5.1=57.73.62 1.99 0.035 23-27853.421.71 0.020 85+5.1=90.13.80 1.90 0.021 18-23123.83.522.29 0.018 123.8+5.1=158.93.82 2.48 0.019 18-19-60.53.91-4.30 0.071 -60.5+5.1=-55.43.33 -3.66 0.066 8

20、-191004.623.81 0.038 100+5.1=105.15.12 4.22 0.040 -7.68 0.759 -0.43 0.760 计算h-=-7.68m,按,得校正流量=5.1L/s。将校正流量加到大环各管段流量上，环与大环公共管段减去校正流量。第一次校正结果见表8。由第一次校正结果，得知h=-1.89m，数值较大。因此，对该环进行校正。同理，得出第二次校正结果，见表9。由第二次校正结果，知hI=0.82m, h=0.67m, h=0.11m, h=-0.28m。因此，将环、环组成一个大环，对该两环的管段流量进行校正。见表10.第一次校正 表8第二次校正 表9环号管段q(L/

21、s)1000ih(m)Sqq(L/s)1000ih(m)Sq2-4-390.83.95-2.57 0.007 -390.83.95-2.57 0.007 4-6-347.43.14-4.24 0.012 -347.43.14-4.24 0.012 6-8-303.86.27-1.88 0.006 -303.86.27-1.88 0.006 8-19-105.15.12-4.22 0.040 -105.15.12-4.22 0.040 18-1955.43.333.66 0.066 52.7 3.07 3.38 0.064 17-18216.65.576.96 0.032 216.65.576.

22、96 0.032 2-17241.63.993.39 0.014 241.63.993.39 0.014 1.11 0.177 0.82 0.175 8-9-179.43.90 -2.43 0.014 -179.43.90 -2.43 0.014 9-11-1394.34 -3.80 0.027 -1394.34 -3.80 0.027 11-14-792.99 -0.90 0.011 -792.99 -0.90 0.011 14-20-51.32.89 -1.59 0.031 -51.32.89 -1.59 0.031 19-2056.43.44 5.16 0.091 56.43.44 5.

23、16 0.091 8-19105.15.12 4.22 0.040 105.15.12 4.22 0.040 0.67 0.215 0.67 0.215 19-20-56.43.44 -5.16 0.091 -56.43.44 -5.16 0.091 20-24-56.93.52 -1.76 0.031 -56.93.52 -1.76 0.031 24-31-32.93.26 -2.45 0.074 -32.93.26 -2.45 0.074 30-31-15.82.55 -1.91 0.121 -15.82.55 -1.91 0.121 29-30266.44 5.64 0.217 266.

24、44 5.64 0.217 19-2942.45.14 6.43 0.152 39.74.60 5.75 0.145 0.79 0.686 0.11 0.680 18-19-55.43.33 -3.66 0.066 -52.70 3.07 -3.38 0.064 19-29-42.45.14 -6.43 0.152 -39.70 4.6-5.75 0.145 28-2935.13.65 1.83 0.052 37.80 4.21 2.11 0.056 27-2857.73.62 1.99 0.035 60.40 3.91 2.15 0.036 23-2790.13.80 1.90 0.021

25、92.80 4.04 2.02 0.022 18-23128.93.82 2.48 0.019 131.60 3.95 2.57 0.020 -1.89 0.345 -0.28 0.341 -环校正 表10管段q(L/s)1000ih(m)Sqq(L/s)1000ih(m)Sq2-4-390.83.95-2.570.007-390.8-2.4=-393.24.01-2.610.0074-6-347.43.14-4.240.012-347.4-2.4=-349.83.17-4.280.0126-8-303.86.27-1.880.006-303.8-2.4=-306.26.39-1.920.00

26、68-9-179.43.90-2.430.014-179.4-2.4=-181.83.99-2.490.0149-11-1394.34-3.800.027-139-2.4=-141.44.53-3.960.02811-14-792.99-0.900.011-79-2.4=-81.43.15-0.950.01214-20-51.32.89-1.590.031-51.3-2.4=-53.73.18-1.750.03319-2056.43.445.160.09156.4-2.4=543.24.800.08918-1952.73.073.380.06452.7-2.4=50.32.793.070.06

27、117-18216.65.576.960.032216.6-2.4=214.25.516.890.0322-17241.63.993.390.014241.6-2.4=239.23.913.320.0141.490.3100.130.307同理，得出第三次校正结果，见表11.由表11可知，hI=0.26m, h=-0.13m, h=0.47m, h=0.02m, hI-=0.26-0.13+0.47+0.02=0.62m .每个小环闭合差均小于0.5m,大环闭合差（所有小环闭合差总和）也小于1.0m,满足要求，平差结束。将最终结果以形式注写在绘制好的管网平面图的相应管段旁第三次校正 表11环号

28、管段q(L/s)1000ih(m)Sq2-4-393.24.01-2.61 0.007 4-6-349.83.17-4.28 0.012 6-8-306.26.39-1.92 0.006 8-19-105.15.12-4.22 0.040 18-1950.3 2.793.07 0.061 17-18214.25.516.89 0.032 2-17239.23.913.32 0.014 0.26 0.172 8-9-181.83.99-2.49 0.014 9-11-141.44.53-3.96 0.028 11-14-81.43.15-0.95 0.012 14-20-53.73.18-1.7

29、5 0.033 19-20543.24.80 0.089 8-19105.15.12 4.22 0.040 -0.13 0.215 19-20-543.20 -4.80 0.089 20-24-56.93.52 -1.76 0.031 24-31-32.93.26 -2.45 0.074 30-31-15.82.55 -1.91 0.121 29-30266.44 5.64 0.217 19-2939.74.60 5.75 0.145 0.47 0.677 18-19-50.32.79 -3.07 0.061 19-29-39.70 4.6-5.75 0.145 28-2937.80 4.21

30、 2.11 0.056 27-2860.40 3.91 2.15 0.036 23-2792.80 4.04 2.02 0.022 18-23131.60 3.95 2.57 0.020 0.02 0.338 6、支状管网计算确定支管的管径和水头损失。由各管段分配流量，查铸铁管水力计算表，参照经济流速，选出管径。然后求出各管段的1000i,按照h=il,计算出各管段的水头损失。其结果见下表12.支管水力计算 表12节点管段管段长度（m)流量(L/s)管径（mm)1000i流速（m/s)水头损失（m)11-2800678.67005.30 1.76 4.2432-3800152002.35 0.

31、48 1.88 54-587610.31504.95 0.60 4.34 76-787511.61506.15 0.66 5.38 109-1087511.61506.15 0.66 5.38 1211-1292620.52004.16 0.66 3.85 1311-1362613.71508.40 0.78 5.26 1514-156258.21503.28 0.47 2.05 1616-173788.81503.73 0.51 1.41 2120-216508.61503.57 0.50 2.32 2222-2382512.71507.30 0.73 6.02 2524-256248.31

32、503.25 0.48 2.03 2626-279007.81502.99 0.45 2.69 3228-3275011.71506.28 0.67 4.71 3329-33112010.91505.55 0.62 6.22 3430-34125014.42002.21 0.47 2.76 7、水压计算（1）选择34节点为控制点，该节点自由水压按最不利点处为六层楼房计算。由给水排水设计手册5中，一层楼自由水压10m,2层为12m,3层以上每增加1层，水压增加4m。因此，该点自由水压Hc为28m。水压标高=地形标高Zc+Hc=51.20+28=79.20m.按照：起端标高=终端水压标高+管段水头

33、损失 自由水压=水压标高-地形标高（2）由34节点开始，分别向泵站方向推算，计算各节点的水压标高和自由水压，其计算结果见下表13和表14。水压计算表（一） 表13节点地形标高（m）管段编号水头损失（m)水压标高（m)自由水压（m)节点地形标高（m）管段编号水头损失（m)水压标高（m)自由水压（m)（1）（2）（3）（4）（5）（6）（1）（2）（3）（4）（5）（6）3451.20 79.20 283451.20 79.20 2830-342.7430-342.743050.40 81.94 31.54 3050.40 81.94 31.54 31-301.9129-305.643151.85

34、 83.85 32.00 2952.00 87.58 35.58 24-312.4528-292.112451.80 86.30 34.50 2853.00 89.69 36.69 20-241.7627-282.152051.70 88.06 36.36 2753.50 91.84 38.34 14-201.7523-272.021452.80 89.81 37.01 2354.26 93.86 39.60 11-140.9518-232.571152.90 90.76 37.86 1854.09 96.43 42.34 9-113.9617-186.89953.00 94.72 41.72 1756.80 103.32 46.52 8-92.492-173.32853.80 97.21 43.41 255.00 106.64 51.64 6-81.9219-295.75654.00