给水管网工程设计

1、第6章 给水管网工程设计6.1 设计用水量及其调节计算6.2 设计流量分配与管径设计6.3 泵站扬程与水塔高度设计6.4 管网设计校核本章主要内容给水管网计算会遇到两类课题：第一类课题第二类课题已知条件管网定线图、设计流量 管网定线图、设计流量、管径 拟定内容节点流量Qi、管段流量qij节点流量Qi、管段流量qij计算内容Dij、hij、hijhij、hij最终目的Dij、Ht、Hp复核最高时确定的水泵能否满足其他工况时Q、H的要求1 管网设计计算最高时第一类课题2 管网复核计算消防时、事故时及最大转输时等第二类课题6.1 设计用水量及其调节计算1 最高日设计用水量定额一、最高日设计用水量1居

2、民生活用水 居民生活用水定额和综合生活用水定额包括公共设施生活用水量见?室外给水设计标准?。书附表12工业企业1生产用水定额2)职工生活、淋浴用水定额3消防用水：按?建筑设计防火标准?执行。书附表3，4，54市政用水 1浇洒道路：12L/m2次，每日23次 2绿化：1.54L/m2d2最高日设计用水量计算 Qd1城市最高日综合生活用水量包括公共设施 生活用水量2工业企业生产用水量3工业企业职工生活用水和淋浴用水量 4浇洒道路和绿化用水量最高日设计用水量5未预见水量和管网漏失量3消防用水量校核时使用二、设计用水量变化及其调节计算1设计用水量变化规律确实定 可用变化系数粗略或变化曲线比较精确。无详

3、细资料时，可供参考。1最高日城市综合用水的时变化系数Kh宜采用 1.31.6，日变化系数Kd 1.11.5；2工业企业职工生活用水时变化系数为2.53.0。3工业生产用水可均匀分配。图 6.12.供水泵站供水流量确定供水泵站设计的原那么：1总供水量总用水量2多水源给水系统：水泵工作组合多，使泵站设计流量之和管网最高时用水量3单水源给水系统：方案一：不设水塔，泵站设计流量之和管网最高时用水量方案二：设水塔或高位水池，泵站采用分级供水，一般分两级，高、低峰供水时段各一级，各级供水量取相应时段用水量的平均值。设水塔时，泵站分高、低峰时段两极供水：【例题】不设水塔时，泵站设计流量Qd 5.92如图6.

4、1供水顶峰期，泵站设计流量Qd 4.97供水低峰期，泵站设计流量Qd 2.223调节容积计算给水处理系统供水泵站管网清水池水塔高位水池容积如何计算？1清水池的容积2水塔的容积62 设计流量分配与管径设计一、节点流量分配计算1.集中流量 即从管网中一个点取得用水，且用水流量较大的用户的用水流量。集中流量的计算：L/sQdi各集中用水户最高日用水量，m3/dKhi时变化系数2沿线流量是指沿线分配给用户的流量。 管网配水情况比较复杂，顶峰流量各异。计算时加以简化，一般按管段配水长度或按配水管段的供水面积分配计算，即比流量法，假定小用水户的流量沿线均匀分布。 假定水量沿管网长度均匀流出。管线单位长度上

5、的配水流量，称为长度比流量，记作ql。 1长度比流量那么每一计算管段沿线流量记作qmi为： 假定沿线流量均匀分布在整个供水面积上。管线单位面积上的配水流量，称为面积比流量，记作qA。 那么每一计算管段沿线流量记作qmi为：2面积比流量 每一管段所负担的供水面积可按分角线法和对角线法划分。1面积比流量考虑了沿线供水面积人数多少对管线配水的影响，计算结果更接近实际配水情况，但计算较麻烦。当供水区域的干管分布比较均匀时，二者相差很小。这时，用长度比流量较好。2当供水区域内各区卫生设备或人口密度相差较大时，各区的比流量应分别计算。3同一管网，比流量的大小随用水量变化而变化。各种工况下需分别计算。注意：

6、1集中流量可直接加到所处节点上2沿线流量一分为二分别加到两端节点上3供水泵站或水塔的供水流量也要计入节点流量，并且作为负流量3节点流量Qj节点j的节点流量,L/sQnj最高时位于节点j的集中流量, L/sQsj位于节点j的泵站或水塔供水设计流量， L/s 某城市最高时总用水量为260L/s，其中集中供给的工业用水量120 L/s分别在节点2、3、4集中出流40 L/s。各管段长度单位为m和节点编号见图。管段1-5、2-3、3-4为一侧供水，其余为双侧供水。试求：1比流量；2各管段的沿线流量；3各节点流量。【例题】解：1配水干管计算总长度2配水干管比流量 3沿线流量： 管段编号管段计算总长度 （

7、m） 比 流 量 (L/s.m) 沿 线 流 量 (L/s) 1-2 2-3 3-4 1-5 3-5 4-6 5-6 6-7 800 0.5600=300 0.5600=300 0.5600=300 800 800 600 500 0.03182 25.45 9.55 9.55 9.55 25.45 25.45 19.09 15.91 合 计 4400 140.00各 管 段 沿 线 流 量 计 算 4节点流量计算： 各 管 段 节 点 流 量 计 算 节点节点连的管段节 点 流 量(L/s)集 中 流 量(L/s)节点总流量 (L/s)12345671-2 , 1-5 1-2 , 2-32-

8、3 , 3-4 , 3-53-4 , 4-61-5 , 3-5 , 5-64-6 , 5-6 , 7-66-70.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.500.5(9.55+9.55+25.45)=22.280.5(25.45+9.55)=17.500.5(9.55+25.45+19.09)=27.050.5(25.45+19.09+15.91)=30.220.5(15.91)=7.95 40 40 40 17.50 57.50 62.28 57.50 27.05 30.22 7.95合计140.00120.00260.00二、管段设计流量分配目的：确定各

9、管段中的流量，进而确定管段直径。注意：流量分配要保持水流的连续性，每一节点必须满足节点流量的平衡条件，即流入任一节点的流量等于流离该节点的流量，假设以流入为“一，流出为“+，那么Q=0。1. 枝状网 水流方向唯一，流量分配唯一，任一管段的流量等于以后所有节点流量总和。如图：2. 环状网 流量分配有多种组合方案根本原那么：满足供水可靠性前提下，兼顾经济性。如图：红色数值为流量分配的一种方案三、管段直径设计设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/sV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高造价+管理运行费电最小的V经济流速据V经 D

10、设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/sV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/sV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/s设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/sV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/s设计流速有规定

11、：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/sV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/sV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/s造价+管理运行费电最小的VV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/s造价+管理运行费电最小的VV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V

12、大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/s经济流速造价+管理运行费电最小的VV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/s设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/sV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/sV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有

13、规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/s造价+管理运行费电最小的VV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/s造价+管理运行费电最小的VV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/s经济流速造价+管理运行费电最小的VV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/s经济流

14、速造价+管理运行费电最小的VV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/s设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/sV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/sV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/s造价+管理运行费电最小的VV小，造价高，水损hf小，扬

15、程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/s设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/sV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/s设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/sV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高V小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2

16、.53.0m/s Vmin=0.6m/sV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/sV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/s造价+管理运行费电最小的VV小，造价高，水损hf小，扬程小，电费低 V大，造价低，水损hf大，扬程大，电费高设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0.6m/s造价+管理运行费电最小的V设计流速有规定：Vmax=2.53.0m/s Vmin=0

17、.6m/s确定控制点位置，管网主导流向；参照主导流向拟定各管段水流方向，以最短距离供水到大用户或遥远地区；尽量使平行的主要干管分配相近的流量防止某些管段负荷过重，连接管要少分配流量，满足沿线配水为限主要作用是干管损坏时转输流量各干管通过的流量沿主要流向逐渐减少，不要忽多忽少；可以起端开始或从末端，满足节点流量的平衡条件。此分配值是预分配，用来选择管径，真正值由平差结果定。方法和步骤 第五章学到水力分析时，水泵扬程hp和水塔高度HT已告知，实际工程中，这两者均未知，需要通过对设计工况进行水力分析后确定hp和HT。63 泵站扬程与水塔高度设计一、设计工况水力分析1.泵站所在管段的暂时删除提出问题：

18、 泵站所在的管段，由于泵站的水力特性未知，故该管段水力特性未知。怎么办？解决方法： 在水力分析时，先删除该管段，其管段流量已确定，应将其合并到与之相关联的节点上。这种方法不改变原管网的水力特性。如图 6.2图 6.2 水力分析时必须至少有一个定压节点，但此时清水池水位与管网别离，水塔高度未知，故没有一个定压节点，因此只能求出各节点水头的相对值，不能确定绝对值。怎么办？2.假设控制点提出问题： 解决方法： 先弄清两个概念： 控制点可任意假设为一个节点，水力分析后，通过比较节点自由水头与效劳水头，找到用水压力最难满足的节点即自由水头 效劳水头，且差值最大的节点，用差值调整所有的节点水头，即把所有求

19、出的节点自由水头加上此差值，那么所有节点的效劳水头均可满足。节点效劳水头：节点地面高程与节点处用户最低供水压力之和。控制点：给水管网用水压力最难满足的节点。二、泵站扬程设计有了扬程hpi和流量qi，即可选泵。m注：选泵的扬程要略高于泵站设计扬程。三、水塔高度设计m水塔所在节点水头水塔所在地面高程水塔高度校核目的64 管网设计校核 这里主要校核三种特殊工况条件：消防工况、水塔转输工况、事故工况.校核特殊工况条件下能否满足供水流量和水压要求。校核方法水头校核法流量校核法1.消防工况校核 发生火灾时，管网中流量增大，水头损失增大，会使节点水头减小，那么发生火灾处节点水头是否满足灭火所需要的效劳水头？提出问题 校核时，按最不利情况即最高时用水量+消防流量进行，要求节点效劳水头只需要满足灭火处节点的灭火效劳水头我国要求：10米自由水压，不必满足正常用水效劳水头。解决方法具体步骤水头校核法：1把消防流量加在相关节点常是最不利火灾点，考虑一处火灾时，即为控制点上，节点流量发生改变。2重新进行水力分析注：分配管段流量时，消防流量尽量加在主干管上。3得