杨柳镇给水管网设计

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给水排水管网系统课程设计（Ⅰ）

说明书

设计题目：杨柳镇给水管网设计

专业：给水排水工程

班级：

姓名：

学号：

指导老师：陈垚

给水管网课程设计任务书

（一）城市总平面图一张，比例1∶3000。

（二）城市基础资料

1.城市位于中国西南地区重庆，给水水源位置见城市总平面图。

2.城区地质情况良好，土壤为砂质粘土，冰冻深度不加考虑，地下水位距地表8m；该市的地貌属丘陵地区，海拔标高一般为270～320m。

3.城市居住区面积115公顷，老城区占人口2万，新城区占人口3.5万。给水人口普及率为95%，污水收集率90％。

一班数据：A=2.1；B=3.4

二班数据：A=2.0；B=3.5

4.居住区建筑为六层及六层以下的混合建筑；城市卫生设备情况，室内有给排水设备和淋浴设备。

5.本市附近某江穿城而过，在支流与干流交汇处，河流历史最高洪水位283.4m，二十年一遇洪水位281.8m，95%保证率的枯水位278.2m，常水位279.5m，河床标高277.8m，平均水面坡降3‰。

6.由城市管网供水的工厂为造纸厂，生产能力为2吨/日（每吨纸耗水量为500m3），该厂按三班制工作，每班人数为300人，每班淋浴人数25%；该厂建筑物耐火等级为三级，厂房火灾危险性为丙级，建筑物体积约为2500m3；对水压无特殊要求，个别生产车间压力不足，自行加压解决。

7.城市管网供水的车站用水量480米3/日；浇洒道路及绿地用水量100米3/日。

8.未预见水及管漏系数取K=1.2。

一．用水量计算

1．城市居民生活用水量

（1）确定城市计划人口数及给水人口数

根据城市居住区的面积及人口密度可确定计划人口数，再由计划人口数乘以给水普及率便得给水人口数。可知给水人数为5500095%=52250

（2）确定用水量标准

根据城市所在分区（包括了气候条件及生活习惯等因素），室内给水设备情况，查《室外给水设计规范》GBJ13-86或新教材（给水工程统编教材－以下简称“教材”）附表1，即可得出相应的最高日用水量标准（升/人·日）查询可知用水定额取160L/(cap﹒d)。

=0.1652250=8360m3(1)

2．工厂用水量

（1）生产用水量标准，一般根据生产性质由有关参考资料查得，或由建设单位直接提供，在已定生产用水量标准，时变化系数和生产量之后，即可算出一天的生产用水量和最大一小时的生产用量。由城市管网供水的工厂为造纸厂，生产能力为2吨/日（每吨纸耗水量为500m3）

=2500=1000m3(2)

（2）车间生活用水量及淋浴用水量

工业企业中工人的生活用水及淋浴用水量标准，可根据车间的性质，按照《室内给水排水和热水供应设计规范》TJ15-74或本指示书附表5和附表6选用。

根据用水量标准，时变化系数，工人人数，即可算出最大日取大时流量及其秒流量。厂按三班制工作，每班人数为300人，每班淋浴人数25%.根据相关资料可知造纸厂不是一般车间。生活用水定额为35L/(cap﹒d)，淋浴用水60L/(cap﹒d)。工厂生活用水为：

=3000.0353=31.5m3 (3)

工厂员工淋浴用水：

=0.0630025%=13.5m3（4）

3．消防用水量

城市及工业企业消防用水量标准及同时发生火灾的次数，按照“工业企业和居住建筑暂行防火标准”来选用，也可参考附表2、3、4选用，由此可以算出消防用水量.根据查阅相关资料可知。消防用水量为：

=0.035223600=504m3(5)

（注：消防用水量主要用于清水池和水塔容量计算及管网平差的校核计算，在城市总用水量计算中可不统计在内）。

4．其他用水量

本设计主要是指铁路用水及浇洒道路用水，其用水量已经给定（见原始资料），不必另行计算。但须注意车站用水假定24小时均匀供水，浇洒道路用水可集中在早、晚各进行一次。

=480+100+0.2(8360+1000+31.5+13.5+480+100)=2577m3(6)

=8360+1000+31.5+13.5+2577=11982m3(7)

在各项用水量计算之后，还必须编制城市各用户逐时用水量合并计算表，其格式见表1。

表1城市各用户逐时用水量合并计算表

时间

城市居民生活用水量

工厂用水量

铁路车站用水量(m3)

道路及绿化用水量(m3)

未预见用水量(m3)

每小时总用水量

占全日用水量

用水量

(m3)

生产用水量

淋浴用水量（m3）

车间生活用水量

(m3)

占全日用水量(%)

占百分比(%)

用水量

(m3)

占百分比(%)

用水量(m3)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

0~1

1.85

154.660

4.17

41.700

0.000

4.17

1.314

20.000

0.000

43.535

261.208

2.18

1~2

1.60

133.760

4.17

41.700

0.000

4.17

1.314

20.000

0.000

39.355

236.128

1.97

2~3

1.50

125.400

4.16

41.600

0.000

4.16

1.310

20.000

0.000

37.662

225.972

1.89

3~4

1.50

125.400

4.17

41.700

0.000

4.17

1.314

20.000

0.000

37.683

226.096

1.89

4~5

2.55

213.180

4.17

41.700

0.000

4.17

1.314

20.000

0.000

55.239

331.432

2.77

5~6

4.40

367.840

4.16

41.600

0.000

4.16

1.310

20.000

50.000

96.150

576.900

4.81

6~7

5.20

434.720

4.17

41.700

0.000

4.17

1.314

20.000

0.000

99.547

597.280

4.98

7~8

5.60

468.160

4.17

41.700

4.500

4.17

1.314

20.000

0.000

107.135

642.808

5.36

8~9

6.00

501.600

4.16

41.600

0.000

4.16

1.310

20.000

0.000

112.902

677.412

5.65

9~10

5.85

489.060

4.17

41.700

0.000

4.17

1.314

20.000

0.000

110.415

662.488

5.53

10~11

5.00

418.000

4.17

41.700

0.000

4.17

1.314

20.000

0.000

96.203

577.216

4.82

11~12

5.25

438.900

4.16

41.600

0.000

4.16

1.310

20.000

0.000

100.362

602.172

5.03

12~13

5.25

438.900

4.17

41.700

0.000

4.17

1.314

20.000

0.000

100.383

602.296

5.03

13~14

5.25

438.900

4.17

41.700

0.000

4.17

1.314

20.000

0.000

100.383

602.296

5.03

14~15

5.40

451.440

4.16

41.600

0.000

4.16

1.310

20.000

0.000

102.870

617.220

5.15

15~16

5.50

459.800

4.17

41.700

4.500

4.17

1.314

20.000

0.000

105.463

632.776

5.28

16~17

5.70

476.520

4.17

41.700

0.000

4.17

1.314

20.000

0.000

107.907

647.440

5.40

17~18

5.80

484.880

4.16

41.600

0.000

4.16

1.310

20.000

0.000

109.558

657.348

5.49

18~19

5.60

468.160

4.17

41.700

0.000

4.17

1.314

20.000

0.000

106.235

637.408

5.32

19~20

5.00

418.000

4.17

41.700

0.000

4.17

1.314

20.000

50.000

106.203

637.216

5.32

20~21

3.30

275.880

4.16

41.600

0.000

4.16

1.310

20.000

0.000

67.758

406.548

3.38

21~22

2.60

217.360

4.17

41.700

0.000

4.17

1.314

20.000

0.000

56.075

336.448

2.81

22~23

2.50

209.000

4.17

41.700

0.000

4.17

1.314

20.000

0.000

54.403

326.416

2.72

23~24

1.80

150.480

4.16

41.600

4.500

4.16

1.310

20.000

0.000

43.578

261.468

2.18

合计

100%

8360

100%

1000

13.5

100%

31.5

480

100

1997

11982

100%

由表1看出，在编制逐时合并水量表之前必须首先确定城市和工厂各项用水量的逐时变化规律。

城市居民生活用水量逐时变化规律如下：

时刻

0~1

1~2

2~3

3~4

4~5

5~6

6~7

7~8

用水百分比%

1.85

1.6

1.5

1.5

2.55

4.4

5.2

5.6

时刻

8~9

9~10

10~11

11~12

12~13

13~14

14~15

15~16

用水百分比%

6

5.85

5

5.25

5.25

5.25

5.4

5.5

时刻

16~17

17~18

18~19

19~20

20~21

21~22

22~23

23~24

用水百分比%

5.7

5.8

5.6

5

3.3

2.6

2.5

1.8

工厂生产用水为均匀用水；淋浴用水集中在换班期间，即主要发生在7~8点、15~16点和23~24点时刻；车间生活用水每班均匀用水。

二.二泵站供水方案设计及清水池，水塔容量计算

1．二泵站供水方案设计

管网内设有水塔或调节水池时，由于水池，水塔能起调节作用，这时，二泵站的供水量可以不等于用水量，即水泵可以采用分级供水的办法，但必须在机组少，操作简单的原则下，使水塔的调节容量最小。一般二泵站的工作多分为2~3级供水，供水百分数最好成倍数增加（但要注意：一台泵单独工作时比几台同型号的泵并联工作时效率要高一些），以便选用同型号的水泵组合工作。

根据表一算出的总的用水量时刻变化表，制定了时刻水量分布图：

图一

有图一可知此城镇供水采用分级供水，肯据图可知可以采用二级供水，分级供水图如下：

图二

2．清水池，水塔容量计算

清水池和水塔是给水系统的调节构筑物，整个给水系统的调节水量实际由水塔和清水池来分担。

（1）清水池容量计算

清水池中除了贮存调节用水量之外，还应存放消防用水和水厂内冲洗滤池，排泥等用水，因此清水池有效容积等于：

（8）

=1497.75+0.035236002+1200

=3201.75m3

式中：－调节容积（m3）；

－消防用水（m3），居住区和工厂可按二小时火灾延续时间的消防用水总量计算。

－水厂生产量水量（），一般按最高日用水量的5%~10%考虑。

水塔中除了贮存调节水量外，还需要贮存部分消防水量，因此，水塔总容积等于：

（9）

=485.27+0.02600

=497.27m3

式中：－调节容积（m3）；

－消防贮水量（m3），按10分钟室内消防用水量计算。

表二清水池、水塔容量计算表

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（%）

水塔调节容积（%）

无水塔时

有水塔时

1

2

3

4

5

6

7

0~1

2.18

2.78

4.17

-1.99

-1.39

-0.60

1~2

1.97

2.78

4.17

-2.20

-1.39

-0.81

2~3

1.89

2.78

4.16

-2.27

-1.38

-0.89

3~4

1.89

2.78

4.17

-2.28

-1.39

-0.89

4~5

2.77

2.77

4.17

-1.40

-1.40

0.00

5~6

4.82

5.00

4.16

0.66

0.84

-0.18

6~7

4.98

5.00

4.17

0.81

0.83

-0.02

7~8

5.36

5.00

4.17

1.19

0.83

0.36

8~9

5.65

5.00

4.16

1.49

0.84

0.65

9~10

5.53

5.00

4.17

1.36

0.83

0.53

10~11

4.82

5.00

4.17

0.65

0.83

-0.18

11~12

5.03

5.00

4.16

0.87

0.84

0.03

12~13

5.03

5.00

4.17

0.86

0.83

0.03

13~14

5.03

5.00

4.17

0.86

0.83

0.03

14~15

5.15

5.00

4.16

0.99

0.84

0.15

15~16

5.28

5.00

4.17

1.11

0.83

0.28

16~17

5.40

5.00

4.17

1.23

0.83

0.40

17~18

5.49

5.00

4.16

1.33

0.84

0.49

18~19

5.32

5.00

4.17

1.15

0.83

0.32

19~20

5.32

5.00

4.17

1.15

0.83

0.32

20~21

3.38

2.77

4.16

-0.78

-1.39

0.61

21~22

2.81

2.78

4.17

-1.36

-1.39

0.03

22~23

2.72

2.78

4.17

-1.45

-1.39

-0.06

23~24

2.18

2.78

4.16

-1.98

-1.38

-0.60

累计

100.00

100.00

100.00

15.71

12.50

4.05

体积(m3)

1882.3722

1497.75

485.271

关于清水和水塔调节容量计算，有两种方法：一种是根据供水量变化曲线推算。这种方法需要知道二十四小时的用水量变化规律，并需拟定泵站的供水线.即当缺乏用水量逐时变化的资料时，则按最高日用水量的百分数估算，清水池调节容积可按最高日用水量的10%~20%估计，（供水量大的城市用水量变化小，可取低限），水塔调节容积可按最高日用水量的2%~8%估计。

三、管网定线

所谓管网定线就是在现有的给水区域地形图上确定干管的走向，图形以及水塔（或高水位水池）的位置，为此在定线前需熟悉地形图，明确水源、水厂、水塔设计位置以及各大用户的位置，由于管网定线不仅关系着供水安全，也影响着管网造价，因此定线时需要慎重考虑。水塔应尽量置于城市较高地区。以减少水塔高度；此外应尽可能靠近大用水户，以便在最大转输时减少水塔至该处的连接管中的水头损失，从而减少水塔高度，水塔在管网中有重要作用，它的目标又很明显，故选择水塔位置时，需考虑防空、整个城市规划及美观等问题。

管网定线的基本原则是：

干管应通过两侧负荷较大的用水区，并以最短距离向用户送水。

靠近道路、公路，以便于施工及维修。

利于发展，并考虑分期修建的可能性。

干管尽量沿高地布置，使管道内压力较小，而配水管压力则更高些。

注意与其他管线交叉时平面与立面相隔间距的规定与要求。

本次设计根据实际情况采用环状网，本次设计采用了五个环。当管线确定之后（管网图形即形成），便可画一草图，并在草图上进行节点编号，假定水流方向，以及按比例量出各管段长度。（见CAD截图）

图三（管网定线图）

图四计算草图

四.管网水力计算

1．确定管网计算情况

对于前置水塔管网，其计算情况为：

最高用水时；

本城镇最高日最高时用水量为：1198210000.0565÷24÷3600=188.05L/s

最高用水加消防

最高用水加消防时的流量为：188.05+352=258.05L/s

2．根据每种计算情况确定水塔、小泵的供水量及每一管段的计算流量。

每一管段的计算流量的确定，可按下列方法进行：

求比流量q比

将管网各管段按节点进行编号，根据计算管段的总长度和总流量计算比流量q比即：

（10）

==0.028L/s

式中：Q城市最高日最高时总用水量（L/s）

城市最高时各大用户中用水量之和（L/s）

管网的总计算长度（米）（不包括沿无建筑区域、桥梁通过的干管以及房屋支管等的总长度）。

表三

各管长度与配水长度

管段编号

1~2

2~3

3~4

4~5

5~6

6~7

4~11

7~10

10~11

5~10

7~8

8~9

9~11

9~12

11~2

12~2

管段长度（m）

110

145

410

580

359

638

388

385

150

885

370

613

356

560

515

656

配水长度（m）

0

145

205

290

359

638

388

385

150

885

185

613

356

280

515

656

有效总长为6050m

求沿线流量比

根据比流量比和各管段的计算长度，可算出各管段的沿线流量沿

(11)

式中：L各管段计算长度（米）

管段沿线流量可列表计算，见表四。

表四各管段沿线流量计算表

管段编号

管段长度（m）

配水长度（m）

管段沿线流量(L/s)

1~2

110

0

0.00

2~3

145

145

4.08

3~4

410

205

5.77

4~5

580

290

8.17

5~6

359

359

10.11

6~7

638

638

17.97

4~11

388

388

10.93

7~10

535

385

10.84

10~11

150

150

4.22

5~10

885

885

24.93

7~8

370

185

5.21

8~9

613

613

17.27

9~11

356

356

10.03

9~12

560

280

7.89

11~2

515

515

14.51

12~2

656

656

18.48

6050m340.8L/s

求节点流量

节点流量等于连接在该节点上所有管段沿线流量之和的一半，即

(12)

计算方法可列表进行，见表五。

表五节点流量表

节点流量

管段编号

与节点连接的管段

集中流量

∑Q沿（L/s）

∑Q节=1/2∑Q沿（L/s）

1

1～2

0

0

2

1～2、2～3、11～2、12～2

37.07

18.53

3

2～3、3～4

9.86

4.93

4

3～4、4～5、4～11

24.87

12.44

5

4～5、5～6、5～10

43.21

21.60

6

5～6、6～7

5.56

28.08

19.60

7

6～7、7～10、7～8

34.02

17.01

8

7～8、8～9

12.09

22.48

23.33

9

8～9、9～11、9～12

35.18

17.59

10

7～10、10～11、5～10

39.99

20.00

11

4～11、9～11、10～11、11～2

39.68

19.84

12

9～12、12～2

26.36

13.18

3．管网水力计算

若系枝状管网，水力计算比较简单。即根据各节点流量便可按的条件，求出各管段流量，然后按平均经济流速确定管径，计算各管段水头损失。

若系环状管网，则水力计算可按下列步骤进行：

（1）流量分配

根据最大用水时水泵及水塔供水量以及管网各节点的出流量（包括大用户的集中流量），可按节点流量平衡条件即进行初步的流量分配（先假定水流方向）；求出各管段流量。

（2）选管径

在各管段计算流量确定之后，可利用水力计算表（给排水设计手册第二册）；按平均经济流速选管径；平均经济流速一般在大管径（mm）时采用0.9~1.4m/s；在小管径时为0.6~0.9（m/s）

当流量很小时，按平均经济流速选出的管径大小，此时应按通过消防流量的要求选取最小管径。

通过消防流量的最小管径规定如下：

小城市d最小=100mm

中等城市d最小=100~150mm

大城市d最小=150~200mm

本设计最小管径可取d=150mm；此外在选管径时，还应考虑通过最大转输流量的可能，并适当留有发展余地。因此在供水分界线附近及某边远地区的管径可适当放大。

输水干管的连络管管径一般与输水管相同，也不小于输水管管径的20~30%，如.其联络管。

（3）计算阻抗值S

由各管段径和长度，计算出相应的阻抗值S=KaL，比阻a值和修正系数K可由《管渠水力计算表》查出，（见给水排水设计手册第二册）。

（4）计算水头损失h

按照初步可分配的各管段流量和计算得出的阻抗值，由公式，计算出各管段的水头损失值，也可根据各管段计算流量和管径，由水力计算表查i值，按公式h=iL计算水头损失。

当每天一环的水头损失代数和，即各环闭合差不超过0.3-0.5m，而从管网起点至管网终点的闭合差，即大环闭合差不超过1.0m时，则管网可否再进行平差，如果闭合差大于上述数字，则必须进行管网平差。

（5）管网平差

管网平差就是将管网中的流量进行调整，使超负荷段的流量减少，而欠负荷管段的流量增加，（但必须满足的条件）,直至各环的闭合差达到允许的范围以内为止。

表六管网初分流量以及平差表

环状网计算（最高用水时）

第一次校正

环号

管段

管长（m）

管径（mm）

初步分配流量

q(L/s)

1000i

h(m)

|sq|

q(L/s)

1000i

h(m)

|sq|

Ⅰ

2~3

145

250

-39

4.443

-0.64

0.016

-38.2

4.276

-0.62

0.016

3~4

410

250

-34.07

3.452

-1.42

0.042

-33.27

3.318

-1.36

0.041

2~11

515

350

70.52

2.424

1.25

0.018

76.8

2.836

1.46

0.019

4~11

388

150

5

1.353

0.52

0.106

3.29

0.586

0.23

0.077

ΔqⅠ=0.29/0.362=0.80

-0.29

0.181

ΔqⅠ=0.29/0.306=0.95

-0.29

0.153

Ⅱ

2~12

656

300

60

3.882

2.55

0.042

54.52

3.253

2.13

0.039

2~11

515

350

-70.52

2.424

-1.25

0.028

-76.8

2.836

-1.46

0.019

11~9

356

150

-5

1.353

-0.48

0.097

-8.66

3.619

-1.29

0.149

12~9

560

300

46.82

2.448

1.37

0.029

41.34

1.96

1.10

0.027

ΔqⅡ=-2.19/0.4=-5.48

2.19

0.20

ΔqⅡ=-0.48/0.468=-1.03

0.48

0.234

Ⅲ

4~11

388

150

-5

1.353

-0.52

0.106

-3.29

0.586

-0.23

0.077

4~5

580

200

-26.63

6.835

-3.96

0.146

-24.12

5.603

-3.25

0.135

5~10

885

150

5

1.353

1.20

0.241

9.65

4.403

3.90

0.404

11~10

150

250

40.68

4.9

0.74

0.018

45.01

5.791

0.87

0.019

ΔqⅢ=2.56/1.02=2.51

-2.56

0.510

ΔqⅢ=-1.29/1.27=-1.02

1.29

0.635

Ⅳ

5~10

885

150

-5

1.353

-1.20

0.241

-9.65

4.403

-3.90

0.404

5~6

359

150

-10.03

4.698

-1.69

0.169

-12.17

6.725

-2.41

0.199

6~7

638

150

9.57

4.695

3.00

0.290

7.43

2.745

1.75

0.236

10~7

385

150

15.68

10.4

4.00

0.263

15.36

10.327

3.98

0.259

ΔqⅣ=-4.12/1.926=-2.14

4.12

0.963

ΔqⅣ=0.58/2.196=0.26

-0.58

1.098

Ⅴ

11~9

356

150

5

1.353

0.48

0.097

8.66

3.619

1.29

0.149

11~10

150

250

-40.68

4.9

-0.74

0.018

-45.01

5.791

-0.87

0.019

10~7

385

150

-15.68

9

-3.47

0.263

-15.36

10.327

-3.98

0.259

7~8

370

150

10.9

10.4

3.85

0.187

9.08

3.943

1.46

0.161

9~8

613

250

34.23

3.502

2.15

0.063

32.41

3.162

1.94

0.060

ΔqⅤ=-2.28/1.256=-1.82

2.28

0.628

ΔqⅤ=0.16/1.298=0.12

-0.16

0.649

第二次校正

第三次校正

q(L/s)

1000i

h(m)

|sq|

q(L/s)

1000i

h(m)

|sq|

-37.250

4.083

-0.59

0.016

-37.840

4.202

-0.61

0.016

-32.320

3.146

-1.29

0.040

-32.910

3.252

-1.33

0.041

78.780

2.973

1.53

0.019

78.110

2.926

1.51

0.019

5.260

1.480

0.57

0.109

4.380

1.070

0.42

0.095

ΔqⅠ=-0.22/0.37=-0.59

0.22

0.185

-0.02

0.171

53.490

3.141

2.06

0.038

53.570

3.150

2.07

0.038

-78.780

2.973

-1.53

0.019

-78.110

2.926

-1.51

0.019

-9.810

4.537

-1.62

0.165

-9.590

4.354

-1.55

0.162

40.310

1.872

1.05

0.026

40.390

1.879

1.05

0.026

ΔqⅡ=0.04/0.492=0.08

-0.04

0.249

0.06

0.246

-5.260

1.480

-0.57

0.109

-4.380

1.070

-0.42

0.095

-25.140

6.048

-3.51

0.140

-24.850

5.920

-3.43

0.138

8.370

3.403

3.01

0.361

8.930

3.826

3.39

0.379

43.870

4.651

0.70

0.019

44.300

5.623

0.84

0.019

ΔqⅢ=0.37/1.258=0.29

-0.37

0.629

0.38

0.631

-8.370

3.403

-3.01

0.361

-8.930

3.826

-3.39

0.379

-11.910

6.464

-2.32

0.195

-12.180

6.735

-2.42

0.200

7.690

2.920

1.86

0.242

7.420

2.738

1.75

0.236

15.500

10.502

4.04

0.261

15.370

10.340

3.98

0.259

ΔqⅣ=-0.57/2.118=-0.27

0.57

1.059

-0.08

1.073

9.810

4.537

1.62

0.165

9.590

4.354

1.55

0.162

-43.870

5.522

-0.83

0.019

-44.300

5.623

-0.84

0.019

-15.500

10.502

-4.04

0.295

-15.370

10.340

-3.98

0.259

9.200

4.038

1.49

0.163

9.060

3.927

1.45

0.161

32.530

3.184

1.95

0.060

32.390

3.159

1.94

0.060

ΔqⅤ=-0.19/1.402=-0.14

0.19

0.701

0.12

0.661

经过检校可知满足要求，在检校一下大环是否满足要求：计算大环2-3-4-5-6-7-10-11-2是否满足则：-0.61-1.33-3.43-2.42+1.75+3.98+0.84+1.51=-0.29m

小于1m，满足要求。

五.确定水塔高度，二泵站扬程及管网各节点的水压

1、管网控制点的确定

①给水管网设计节点数据

表七给水管网设计节点数据

节点编号

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

地面标高（m）

294

300

288

292

289.5

294

291

294

292

292

294

要求自由水头（m）

28

28

28

28

28

28

28

28

28

28

28

服务水头(m)

322

328

316

320

317.5

322

319

322

320

320

322

②设计工况水力分析

假定6点为控制点，其节点水头等于服务水头即H6=317.5m

表八设计工况水力分析结果

管段

2~3

3~4

4~5

5~6

6~7

7~8

9~8

10~7

11~10

11~9

11~2

9~12

4~11

2~12

5~10

管段流量（L/s）

37.84

32.91

24.85

12.18

7.42

9.06

32.39

15.37

44.3

9.59

78.11

40.39

4.38

53.57

8.93

管径（mm）

250

250

200

150

150

150

250

150

250

150

350

300

150

300

150

管内流速（L/s）

0.77

0.67

0.79

0.69

0.42

0.51

0.66

0.87

0.90

0.54

0.81

0.57

0.25

0.76

0.51

管段压降（m）

0.61

1.33

3.43

2.42

1.75

1.45

1.94

3.98

0.84

1.55

1.51

1.05

0.42

2.07

3.39

节点编号

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

节点水头（m）

325.58

324.68

323.35

319.92

317.5

319.25

320.7

322.64

323.23

324.07

323.69

地面标高（m）

294

300

288

292

289.5

294

291

294

292

292

294

自由水压（m）

31.58

24.68

35.35

27.92

28

25.25

29.7

28.64

31.23

32.07

29.69

3.58

-3.32

7.35

-0.08

0

-2.75

1.7

0.64

3.23

4.07

1.69

根据表八的分析可知假设6点为控制点时，其它节点会出现供水水压不足的现象，则6点不是真正的控制点。比较按假设控制点确定的节点水头与服务水头，可以得到各节点供压差额，差额最大的节点就是用水压力最难满足的节点，本题是节点3，最大差额为3.32m，所有节点水头加上此值，可使用水压力全部得到满足，而管段压降没有改变，能量方程组仍然满足，自由水压也应同时加上此值。计算过程见表九。

表九控制点确定与节点水头调整

节点编号

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

节点水头（m）

325.58

324.68

323.35

319.92

317.5

319.25

320.7

322.64

323.23

324.07

323.69

服务水头(m)

322

328

316

320

317.5

322

319

322

320

320

322

供压差额（m）

-3.58

3.32

-7.35

0.08

0.00

2.75

-1.70

-0.64

-3.23

-4.07

-1.69

节点水头调整(m)

328.9

328

326.67

323.24

320.82

322.57

324.02

325.96

326.55

327.39

327.01

自由水压（m）

34.9

28

38.67

31.24

31.32

28.57

33.02

31.96

34.55

35.39

33.01

通过表九的分析可知控制点选在3点。

2、确定水塔高度及二泵站扬程

（1）网前水塔的管网

①水塔高度

（13）

=28+0.61+1.14-（314.75-300）

=15m

式中：Hc供水区最不利点（控制点）所需的自由水头（m）；

从水塔到控制点的总水头损失（m）；

水塔所在地的地面标高（m）；

控制点的地面扬程（m）

控制点所需的自由水头一般居住区为六层及六层以下的住房，自由水头为28m,从水塔到控制点的水头损失包括两部分一部分为0.61m，一部分为水塔到管网的水损，由计算可知很小，取作1.14m.

二泵站扬程应保证供水至水塔，故扬程为：

（14）

=(314.75-280)+15+3+0.5+2.5+2

=57.75m

式中：清水池最低水位标高（m）

水塔中水柜的最大水深（m）

输水管水头损失（m）

泵站内吸、压水管水头损失（m）。

取清水池最低水位距离地面5m，则水厂的地面标高为285m,则清水池最低水位的标高为280m，同时取水塔中水柜的最大水深为3m,输水管的水损为0.5m，然后取安全水头为2m。注：最高用水时泵站内吸、压水管水损取2.5m，消防时取3.0m.

2、计算于管各节点上的实际自由水头

在求出水塔高度与水泵扬程之后，便可计算干管上各节点的实际自由水头，以便校核各节点实际自由水压是否满足要求，计算时可参照表十进行。

表十管节点自由水头计算

节点编号

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

标高（m）

水波线

328.9

328

326.67

323.24

320.82

322.57

324.02

325.96

326.55

327.39

327.01

地面

294

300

288

292

289.5

294

2