乡镇供水课件

乡镇给排水工程主讲人：罗金耀武汉大学水利水电学院水利部农水司“11.5”“三大任务”：1、大型灌区续建配套与节水改造2、农村人畜饮水解困3、大型泵站更新改造第三章水质与用水量规划用水量规划的主要任务是为乡镇居民、企业、事业、商业、学校、乡镇管理等用水单位提供足够的水量，准确、合理地确定给水工程的规模，是供水系统的首要任务。

3.1水质标准与规定一、水质标准

水源水质要求生活饮用水水源水质标准生活饮用水标准

乡镇供水水质标准生活杂用水水质标准饮用天然矿泉水水质标准1、水源水质要求地表水环境质量标准，应符合GB3838的要求；

地下水作为供水出源时，应符合GB/T14848的要求。

注意：当水源水质不符合要求时，不宜作为供水水源。若限于条件需加以利用时，水源水质超标项目经自来水厂净化处理后，应达到本标准的要求。2、生活饮用水水源水质标准

生活饮用水水源水质标准，应符合CJ3020-93的要求。

3、生活饮用水标准

水质应符合国家标准（CJ/T206-2005

）

。标准中有几项重要的指标，如感官性状和一般化学指标、毒理学指标、细菌学指标、放射性指标等。表3－1地表水环境质量标准（GB3838-2002,mg/L）返回地下水质量分类指标（一）地下水质量分类指标（二）地下水质量分类指标（三）返回表3－2生活饮用水水源水质标准（CJ3020-93）生活饮用水水源水质标准（CJ3020-93）返回下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB3838地表水环境质量标准GB5750生活饮用水标准检验法GB／T14848地下水质量标准CJ／T141城市供水二氧化硅的测定硅钼蓝分光光度法CJ／T142城市供水锑的测定CJ／T143城市供水钠、镁、钙的测定离子色谱法CJ／T144城市供水有机磷农药的测定气相色谱法CJ／T145城市供水挥发性有机物的测定CJ／T146城市供水酚类化合物的测定液相色谱法CJ／T147城市供水多环芳烃的测定液相色谱法CJ／T148城市供水粪性链球菌的测定CJ／T149城市供水亚硫酸盐还原厌氧菌(梭状芽胞杆菌)孢子的测定CJ／T150城市供水致突变物的测定鼠伤寒沙门氏菌／哺乳动物微粒体酶试验城市供水水质标准CJ／T206—2005序号项目限值1微生物学指标细菌总数≤80CFU／mL总大肠菌群每100mL水样中不得检出耐热大肠菌群每100mL水样中不得检出余氯(加氯消毒时测定)与水接触30min后出厂游离氯≥O.3mg／L或与水接触120min后出水总氯≥O.5mg／L臭和味无异臭异味，用户可接受浑浊度1NTU(特殊情况≤3NTU)①.肉眼可见物无氯化物250mg／L2物理学指标铝0.2mg／L铜1mg／L总硬度(以CaCO.计)450mg／L铁0.3mg／L锰0.1mg／LpH6.5～8.5硫酸盐250mg／L溶解性总固体1000mg／L锌1.0mg／L挥发酚(以苯酚计)0.002mg／L阴离子合成洗涤剂0.3mg／L耗氧量(CODMn,以02计)3mg／L(特殊情况≤5mg／L)①表3－3城市供水水质标准CJ／T206—20053毒理学指标砷0.01mg／L镉0.003mg／L铬(六价)0.05mg／L氰化物0.05mg／L氟化物1.0mg／L铅0.01mg／L汞0.001mg／L硝酸盐(以N计)10mg／L(特殊情况≤20mg／L).硒0.01mg／L四氯化碳0.002mg／L三氯甲烷0.06mg／L敌敌畏(包括敌百虫)0.001mg／L林丹0.002mg／L滴滴涕0.001mg／L丙烯酰胺(使用聚丙烯酰胺时测定)0.0005mg／L亚氯酸盐(使用ClO2时测定)0.7mg／L溴酸盐(使用0。时测定)0.01mg／L甲醛(使用0。时测定)0.9mg／L4放射性指标总a放射性0.1Bq／L总p放射性1.0Bq／L注：①特殊情况为水源水质和净水技术限制等。②特殊情况指水源水质超过Ⅲ类即耗氧量>6mg／L.③特殊情况为水源限制,如采取下水等4、乡镇供水水质标准乡镇供水水质标准，应符合CJ/T206-2005的要求。乡镇供水水质监测，主要对水质进行常规和非常规项目的检验，包括微生物学指标、理化指标、毒理学指标、放射性指标等。

5、生活杂用水水质标准生活杂用水主要包括厕所冲洗、洗车、街道扫除、道路清洗和乡镇绿化等，根据杂用水的不同用途，采用不同的标准值。

6、饮用天然矿泉水水质标准饮用天然矿泉水水质标准对水质的要求比较严格，除要符合饮用水的基本要求外，在矿物质含量、微量元素含量等也有指标。表3－6饮用天然矿泉水水质标准返回二、水质检验和监测

水质的检验方法应按GB5750、CJ/T141～CJ/T150

等标准执行；

地表水水源水质监测，应按GB3838

有关规定执行；

地下水水源水质监测，应按GB/T14848

有关规定执行；

乡镇公共集中式供水企业应建立水质检验室，配备与供水规模和水质检验项目相适应的检验人员和仪器设备，并负责检验水源水、净化构筑物出水、出厂水和管网水的水质，必要时应抽样检验用户受水；自建设施供水和单独供水单位应按本标准要求做水质检验。若限于条件，也可将部分项目委托具备相应资质的监测单位检验。

水质检验项目和检验频率，如下表：表3－7水质检验项目和检验频率

表3－7水质检验项目和检验频率

水质处理的例子三、用水量规划用水量规划的主要任务是为乡镇居民、企业、事业、商业、学校、乡镇管理等用水单位提供足够的水量，满足生活、生产、市政、消防等的用水要求，合理确定用水量，是确定供水系统及其建筑物规模的依据。3.2用水量标准1、居民生活用水量标准我国为合理利用水资源，加强城市供水管理，促进城市居民合理用水、节约用水，保障水资源的可持续利用，科学地制定居民用水价格，制定了《城市居民生活用水量标准》（GB/T50331-2002），见表3－1。该标准适用于确定城市居民生活用水量指标。乡镇居民生活用水量目前还没有专门的标准，在进行乡镇供水系统设计时，可参照该标准的规定，根据所处地区的类别执行。乡镇居民生活用水量指标的确定，除应执行本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定。表3－1城市居民生活用水量标准（GB/T50331-2002）地域分区日用水量(L/人·d)适用范围一80～135黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古二85～140北京、天津、河北、山东、河南、山西、陕西、宁夏、甘肃三120～180上海、江苏、浙江、福建、江西、湖北、湖南、安徽四150～220广西、广东、海南五100～140重庆、四川、贵州、云南六75～125新疆、西藏、青海注：1．表中所列日用水量是满足人们日常生活基本需要的标准值。在核定城市居民用水量时，各地应在标准值区间内直接选定。2．城市居民生活用水考核不应以日作为考核周期，日用水量指标应作为月度考核周期计算水量指标的基础值。3．指标值中的上限值是根据气温变化和用水高峰月变化参数确定的，一个年度当中对居民用水可分段考核，利用区间值进行调整使用。上限值可作为一个年度当中最高月的指标值。4．家庭用水人口的计算，由各地根据本地实际情况自行制定的管理规则或办法。5．以本标准为指导，各地视本地情况可制定地方标准或管理办法组织实施。分区三年均值2000年均值A类均值B类均值C类均值总均值一区11010746104155101二区1131146698187117三区157154122152249174四区259260151227240206五区12212667112135105六区96106101158212146平均值14314592142196142

表中调查的A、B、C三类用水户其定义为：A类系指室内有取水龙头，无卫生间等设施的居民用户；B类系指室内有上下水卫生设施的普通单元式住宅居民用户；C类系指室内有上下水洗浴等设施齐全的高档住宅用户。

表中各列数据反映了不同用水设施和条件的三种类型，以及不同时期、最近一年整体居民、典型户居民的用水状况，具有较强的代表性，既反映了历史情况又反映了当前的实际状况。

居民生活用水人均日用水量区域分类统计表典型城市居民生活用水量调查表国别城市名居民生活用水量(L/人·d)资料年份中国台北1881997香港2131996日本东京1901998德国柏林1171999法兰克福1711999美国洛杉矶3081996费城3411996其他城市居民生活用水调查情况

为使标准值的确定既能符合居民生活用水的实际水平，又能清楚反映与世界发达国家水平的关系。在标准编制过程中，编制组成员查阅了许多国内外有关居民生活用水的资料。从调查资料情况看，欧洲国家用水水平和我国的现状情况基本一致；台北、香港用水消耗与多数沿海和南部经济发达城市水平相当；美国多数城市用水消耗水平比较高，反映了宽裕的用水水平。如几个国家有代表性的城市用水状况见下表。

2．工业、企业（1）按万元产值：根据工业企业的生产水平确定，一般按50～300m3/万元。工业生产水平低的取大值，反之取小值。（2）按单位成品：单位成品用水量需按产品实际产量和用水量进行推算。若用此法计算，需对同等类型的工业企业进行实际测算。不同的生产性质、工艺水平、设备性能等，其用水量具有较大的差异。（3）生产职工用水量：一般为25~35l/人·班，淋浴40~60l/人·1h，时变系数2.5~3.0。工业企业职工用水量与冷、热车间、生产环境有关，冷车间、生产环境好的取小值，热车间、环境差的取大值。3．公共建筑公共建筑主要包括机关、学校、商店、集市、旅馆、医院、食堂、餐馆、浴室等人群聚集场所，公共建筑用水量较为复杂，准确计算十分困难，一般可参考表3－2确定。序号建筑物名称单位(l/d)时变化系数1集体宿舍：有盥洗室有盥洗室和浴室/人/日/人/日50~7575~1002.52.52旅馆：有盥洗室有盥洗室和浴室有盥洗室和浴室并设有浴盆/人/日/人/日/人/日50~100100~120200~3002.5~2.02.02.03医院、休闲/人/日200~3002.04门诊部、卫生所/病人/次15~252.55公共浴室/人/次100~1502.56理发室/人/次10~252.57洗衣房/kg干衣40~601.5~1.08公共食堂：机关、企业、学校食堂/顾客/次15~252.0~1.59幼儿园、托儿所：有住宿无住宿/儿童/日/儿童/日50~10025～502.5~2.02.5~2.010办公楼/人/班10~252.5~2.011中小学校（无住宿）/生/日10~302.5~2.012高等学校（有住宿）/生/日100~1502.0~1.513影、剧院/观众/场10~202.5~2.014体育场：运动员观众/人/次/人/次5032.02.015游泳池：游泳池补充水运动员淋浴观众/日、容积/人/场/人/场15％6032.02.0表3－2公共建筑用水量4．消防用水

表3－3为城（乡）镇居住区室外消防用水量，乡镇供水的消防用水量可参考选用。表3－3城（乡）镇居住区室外消防用水量人数（万人）<1.01.0~2.52.5~5.05.0~10.010~2020~30同一时间内火灾数（个）112222一次灭火用水量（l/s）

全部为一、二层建筑物10102025一、二层及以上建筑物1015253540555．市政用水在城市或乡镇建设中，很少全面考虑市政建设用水量，准确定量考虑也比较困难，乡镇供水可按以下几个方面考虑：（1）市政建设：应该考虑市政建设的发展规模和速度，比如按每平方公里或每万人有多少处建筑工地和市政设施建设场所。建筑工地的人员按企业职工生活用水量计算，施工用水按实际用水量进行估算。（2）街道洒水：根据气候条件，按主要道路每天撒水1~2次，每次撒水1~1.5l/m2·次；（3）绿地：绿地、草皮等市政园林场所，可按1~2l/m2·d撒水；6．蓄、禽等用水量标准对于牲畜，一般以大牲畜每日50l左右、小牲畜每日30l左右进行计算；对于集中圈养的家禽，可按3～5l/只·d考虑。3.2乡镇供水用水量估算1．经验预测在没有任何依据或参考资料的情况下，可采用经验预测方法。根据乡镇发展情况，运用经验进行分析判断，做出乡镇供水用水量估计。此法任意性较大，可靠性较差。2．统计分析法若对过去若干年的乡镇用水量变化具有较详细的统计记载，可分析其用水量变化规律，则可以下式进行估算。Qn=Q0(1+Pn/100)n（3－1）式中，Pn—用水量的多年平均变化率；Q0—基准年的用水量；Qn—

n年后的估计用水量。3．分项预估（1）按人口递增率、农村人口城（乡）镇化水平进行预估；（2）按工业、副业增长率进行预估；（3）按市政建设、城（乡）镇化远期规划进行预估。

预估递增率可参考3.2节的指标选用。4、用水量详细计算具体规划应计算供水系统最高日、最高时用水量，用于确定系统设计参数。(1)用水量变化1）日变化系数全年内，每日的用水量不尽相同，因生活、气温影响：kd＝年最高日用水量/年平均日用水量（1.1～2.0）。2）时变化系数kh＝日最高时用水量/平均时用水量（1.3～2.5）。3）用水量时变化曲线此曲线为日Q（%）～t（0-24h）关系，它有助于确定系统供水量变化。(2)用水量计算1）城市日最高用水量①居住区a)按人口数目

（m3/d）(3-2)式中，N1——人数；q1——设计最高日用水标准l/人·d。b)按人口分布密度

(m3/d)(3-3)式中，qi——某区域居民最高日用水量定额（m3/p·d）;Pi——居住区人口密度（p/ha）ωi——居住区面积（ha）②公共建筑（m3/d）式中，q2——表3－2；N2——用水单位数量。③工业企业职工生活（m3/d）式中，n——班制（2～4）。职工生活用水量根据车间性质，一般可取25～35/人/班。④工业企业职工淋浴

（m3/d）

企业工作人员用水量，应根据车间卫生特点确定，一般可采用40～60l/人/班，延续时间为一小时。

⑤工业企业生产用水量

同时工作各车间用水量之和。

⑥市政用水量

n6、n’6——洒水次数；s6、q6——街道面积及标准；s’6、q’6——草地面积及其标准。

街道洒水1-1.5l/m2·次；绿地1-2l/m2·d⑦考虑不可预见用水量不可预见用水量（包括管网损失），按城（乡）镇最高日用水量的10～20%计。则城市最高日用水量为：Q=K(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6)(m3/d)K——为未预见用水量系数，1.1～1.2。2）城市最高日平均时用水量QC=Q/243）取水构筑物水厂最高日平均时用水量∵水厂有自用水，考虑5～10%，则Qp=(1.05-1.1)·Qc4）城市最高日最高时用水量Qmax=Kh·QC

Qmax－最高日最高时用水量，m3/h；Kh——时变系数一般绘制时变化曲线，城市Q1～Q6不一定同时存在，不可简单直接相加。Qmax即为系统设计依据。给水管网的布置给水管网各管段的流量计算和管径的确定给水管网水力计算给水管网水泵扬程及水塔高度的设计给水泵站的设计给水管材及管道附属构筑物第七章给水管网的规划设计一、给水管网的布置根据给水管网在整个给水系统中的作用，可将它分为输水管和配水管网两部分。

1、输水管一类是从水源到水厂或从水厂到配水管网的管线，因沿线一般不接用户管，主要起传输水量的作用；另一类是从配水管网接到个别大用水户去的管线，因沿线一般也不接用水管，所以，此管线也叫做输水管。此管通常称为主干管。对输水管选择与布置应符合以下要求：A、应能保证供水不间断，尽量使线路最短，土石方工程量最小，工程造价低，施工维护方便，少占或不占农田。B、管线走向，有条件时最好沿现有道路或规划道路敷设。C、输水管应尽量避免穿越河谷、重要铁路、沼泽、工程地质不良的地段，以及洪水淹没的地区。D、选择线路时，应充分利用地形，优先考虑重力流输水或部分重力流输水。E、输水管线的条数（即单线或双线），应根据给水系统的重要性、输水量大小、分期建设的安排等因素，全面考虑确定。

F、当采用两条输水管线时，为避免输水管线因某段损坏而使输水量减少过多，要求在管线之间设连通管相互联系，如图所示：G、在输水管线的最高点上，一般应安装排气阀，在输水管线的低洼处，应设置泄水阀及泄水管。2、配水管网配水管网就是将输水管线送来的水，配给集镇用户的管道系统。根据不同的配水作用，分为三类：

干管作用：输水至集镇各用水地区，或为沿线用户供水

管径：一般集镇，>100mm；大集镇，>200mm

分配管（或称配水管）作用：把干管输送来的水，配给接户管和消火栓

管径：小集镇75~100mm，中等集镇100~150mm，大集镇150~200mm

接户管（或称进户管）作用：从分配管接到用户的管线

管径：用户用水的多少而定

3、配水管网的布置形式根据集镇规划、用户分布以及用户对用水的安全可靠性的要求程度等，分成为树状网和环状网两种形式。

树状网管网布置呈树状向供水区延伸，管径随用水户的减少而逐步变小。优点：总长度较短，构造简单，投资较省。

缺点：当管线某处发生漏水事故需停水检修时，其后续各管线均要断水，安全可靠性差；树状网的末端管线，由于用水量的减少，管内水流减缓，用户不用水时，甚至停流，致使水质容易变坏。适用性：用水安全可靠性要求不高的小城镇和小型工业企业。环状网管网布置呈封闭环状。优点：当任意一段管线损坏时，可用闸门将它与其余管线隔开进行检修，而不影响其余管线的供水，因而是断水的地区便大为缩小；还可大大减轻因水锤现象所产生的危害缺点：由于管线总长度大大增加，故造价明显地比树状网为高。适用性：集镇中心地区因此，给水管网的布置既要求安全供水，又要贯彻节约的原则。安全供水和节约投资之间难免会产生矛盾，要安全供水必须采用环状网，而要节约投资最好采用树状网。只有既考虑供水的安全，又尽量以最短的线路敷设管道，方能使矛盾处到统一。所以，在布置管网时，应考虑分期建设的可能，即先按近期规划采用树状网，然后随着用水量的增长，再逐步增设管线构成环状网。4、干管布置（定线）原则A、主要方向应按供水主要流向延伸，而供水的流向则取决于最大用水户或水塔等调节构筑物的位置。B、通常为了保证供水可靠，按照主要流向布置几种平行的干管，其间并用连通管连接，这些管线以最短的距离到达用水量大的主要用户。

C、干管一般按规划道路布置，尽量避免在高级路面或重要道路下敷设。管线在道路下的平面位置和高程应符合集镇地下管线综合设计的要求。

D、干管应尽可能布置在高地，这样可以保证用户附近配水管中有足够的压力和减低干管内压力，以增加管道的安全。

E、干管的布置应考虑发展和分期建设的要求，并留有作地。考虑以上原则，干管通常由一系列邻接的环组成，并且较均匀地分布在集镇整个供水区域。

水塔在管网起端，干管由水塔开始包围整个供水区，并用三条干管将水输送至最大与最远的用户A与B两点。5、干管布置（定线）示例ab当集镇的延伸方向垂直于连接管网输入点与水塔的干管时，如图所示，这时干管是连接输入点及水塔的a系列干管和沿给水区敷设的b系列干管组成。

c干管由两个同心环状管内a组成，其间用径向管线c连接，而水则由两根输水管供给。

二、给水管网各管段的流量计算和管径的确定确定各管段计算流量的目的，在于依此来选取管径，进行水力计算。但要确定各管段的计算流量，需要先确定各管段的沿线流量和节点流量。1、沿线流量的计算从图中可以看出，在这段管线上，沿线配出的流量有分布较多的小用水量q1`、q2`、……等，也有少数大用水量的集中流量Q1、Q2……等。按照这样复杂多变的配水情况来计算管网是不是必要的，比较切实的办法是将此复杂的沿线配水情况加以简化。通常采用的简化方法是比流量法，该法有两种表现形式，长度比流量法和面积比流量法。长度比流量法假定q1`、q2`……这些用水量均匀分布在全部干管线上，则管线单位长度上的配水流量称为比流量，记为qcb

（升/秒·米）

式中：Q——管网总用水量（升/秒）；ΣQi——工业企业及其他大用水户的集中流量之和（升/秒）；ΣL——干管总长度（米）。计算时，不计穿越广场、公园等无建筑物地区的管线长度。对于沿河岸等地段所敷设的只有一侧配水的管线，其长度只按一半计算。对于人口密度不同的或房屋卫生设备条件不同的市内各区，也应根据其用水量和管线长度，分别相应调整比流量。有了比流量，就可求出各管段的沿线流量Qy可按下式算出：Qy=qcbL（升/秒）

L——管段长度（米）

面积比流量法假定q1`、q2`……这些用水量均匀分布在整个供水面积上，则单位面积上，则单位面积上的配水流量称为比流量，记为qmb

，计算如下式：（升/秒·米）

式中：Σω——供水面积的总和（米2）干管每一管段供水面积的划分，可按分角线法或对角线法进行，如图：（a）对角线法（b）分角线法由面积比流量qmb，亦可计算出某一管段的沿线流量Qy，计算公式为：Qy=qmbω（升/秒）式中ω——管段的供水面积（米2）鉴于集镇供水面积大，用水量多，故用面积比流量法较之用长度比流量法要准确一些，但此法的计算颇麻烦。当供水区的干管分布比较均匀，管距大致相同时，似无必要采用面积比流量法，改用长度比流量法比较简便。2、节点流量的计算干管各管段的沿线流量已由比流量法来求出。但是，实际上管网每一管段的流量包括两部分：一部分是上述的沿管线配出的沿线流量；另一部分，则是转输到后续管线去的转输流量。在一条管段中，转输流量沿整个管段不变，沿线流量则因沿线配水，流量沿程逐渐减小，到管段末端等于零，管段输配水情况如图：

图中AB管段起点A处的流量是转输流量Qzs与沿线流量Qy之和，而管段终点B的流量仅为Qzs。按照计算比流量的假定，Qy呈直线变化。显然，这种沿线变化的流量，不便于用来确定管径和水头损失，还需对其作进一步简化。简化的方法是化渐变流为均匀流，全管段引用一个不变的流量，称为折算流量Qf

。在图中使折算流量Qf所产生的水头损失和上图沿线变化的流量所产生的水头损失完全相同，从而得出管线折算流量Qf的计算公式为：Qf=Qzs+αQy（升/秒）式中α——折减系数，其值在0.5~0.58之间。当管线的转输流量远大于沿线流量时，α趋近0.5；反之，α值则趋近于0.58。实践中往往采用α=0.5，以使计算更为简便，也不致引起过大的误差。

由此，将管段的沿线流量折算成节点流量，只需将该管段的沿线流量平半分配于管段始、末端的节点上，便得到节点流量(qn)的计算公式为

（升/秒）如图所示：此图为某一管段沿线流量化为节点流量的分配图，此时该管段的折算流量为：

（升/秒）

由上式可以看出，如果把沿线流量化成节点流量，便能大大简化管网的计算工作量，由此可知，管网中每个节点上假想的集中流量便等于与该节点相连的所有管线的沿线流量总和的一半，即（升/秒）求得各节点流量后，管网计算图上便只有集中于节点的流量（包括原有的集中流量）。而管段的计算流量为（升/秒）（例题7-1）3、管段计算流量当运用折算流量法求出各个节点流量，并把大用水户的集中流量亦加于附近的节点上后，则所有各节点流量的总和，便是由二级泵站送来的总流量（即总供水量）。按照质量守恒原理，流向某节点的流量应等于从该节点流出的流量，即流进等于流出。如以流向节点的流量为正值，流离节点的流量为负值，则两者的代数和（以ΣQ表示）应等于零，即ΣQ=0。

因此，用二级泵站送来的总流量沿各节点进行流量分配，所得出的每条管段所通过的流量，就是各管段的计算流量。确定此流量的，难易程度与采用的管网布置形式有关。

树状网管段流量的计算树状网中从二级泵站到任一节点的来水方向只有一个，所以每一管段的计算流量容易确定，如下图所示：设二级泵站位于0点；q1和q2代表由沿线流量折算成的节点流量；Q1、Q2、Q3、Q4、Q5，代表大用水户的集中流量。由这些流量，根据就可求出各管线的计算流量。

管段3-22-11-0流量Q5

Q3+Q4+Q5+q2Q3+Q4+Q5+q2+Q1+Q2+q1

树状管网管段的计算流量表

4、环状网管段流量的计算因为环状网由二级泵站供给每一节点的流量，可以从不同方向供给，所以，在进行流量分配时，就必须人为地拟定各管段的流量，但是，按照这样的方式来进行，每人所得的结果不会相同，为此，要求在分配量时，共同遵循以下原则：A、应在管网平面布置图上，事先拟定出主要的流向，并力求使水流沿最近线路，输送到大用水户和边远地区。B、在平行的干管中分配流量应大致相同，以免一条干管损坏时其余干管负荷过重。C、分配流量时应满足上述的节点流量平衡条件，即在每个节点上满足ΣQ=0。

如图所示：按照最近路线输水的原则，拟定各管段的流向如图中箭头所示。至于节点流量的平衡条件，可取节点为例，根据各段中的流向，流进节点5的只有管段4~5的流量q4-5，从节点5流出的有管段流量q5-2、q5-8、q5-6及节点流量q5，流进和流出的流量须相等，因此应满足下列条件：ΣQ=q4-5-q5-2-q5-8-q5=0

管段流量q4-5在分配节点4的流量时已确定，节点流量5为已知，所以其余三条管线中的流量q5-2、q5-8、q5-6须大体均匀分配。流量分配可以从管网起端如节点4开始，也可从终端如节点3、6、9等开始，沿海一节点依次分配，满足ΣQ=0的条件。分配到各条管段的流量，即为环状网各管段的计算流量。5、管径的确定管网中各管段的管径，是按最高时用水量确定的。当流量已定时，管径可按下式计算：

式中d——管段直径（米）；Q——管段的计算流量（米3/秒）；υ——流速（米/秒）。可以看出，管径不但和管段流量有关，而且和流速的大小有关。如流速未定，则管径亦无法确定，因此还需选定流速。技术上允许的流速范围：最高流速，限定在2.5~3.0米/秒的范围内；最低流速，应大于0.6米/秒

经济流速的确定，如下图：管线管径的确定，要综合考虑管线的建造费用（即造价）和年经营经管理费用（主要是电费）这两个主要的经济因素。若以G表示建造费用，以Y表示年经营管理费，t表示投资偿还期，则t年内的经营管理费用为tY，由此分别点绘出t·Y~V或G~V两根曲线，就可得出总费用最低（即建造费与经营管理费之和为最小）的流速，称为经济流速（V6）影响经济流速的因素很多（如管材、施工条件、动力费用、投资偿还期等），主要归结为管网建造费用与经营管理费用两项，因此，必须按照当时当地的具体条件来确定。6、经济管径的确定不同流量有着与经济流速相适应的管径，称此管径为该流量的经济管径。当前在设计中，还有根据各集镇所采用的经济流速范围，用控制每公里管线的水头损失值（一般为5米/公里左右）的计算法来确经济管径。按照这种水头损失控制值确定经济流速时，其值得出如下：d=100~300毫米时，υ8=0.6~1.1米/秒；d=350~600毫米时，υ8=1.1~1.6米/秒；d=600~1000毫米时，υ8=1.6~2.1米/秒。

三、给水管网水力计算进行管网水力计算的目的，是根据最高日最高时的设计用水量，求出管网中各管段的管径和水头损失。然后依此来确定二级泵站的水泵扬程或水塔高度，以满足各用户对水量和水压的要求。1、计算步骤：（1）布置管网；（2）计算干管的总长度。（3）计算干管的比流量。（4）计算干管的沿线流量。（5）计算干管的节点流量。（6）将大用水户的集中流量布置在附近的节点上。（7）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），沿各节点进行流量分配，定出各管段的计算流量。（8）根据所定出的各管段计算流量和当地的经济流速，选取各管段的管径。（9）计算各管段的水头损失值（h）。（10）进行环状网的水力平差。注意：A、在步骤（9）中，h可采用给水排水设计手册管渠水力计算表来计算。此值求得后，对于树状网，便可根据最不利点的位置和用户对自由水头值的要求，算出二级泵站所需水泵的扬程或所需水塔的高度。对于环状网，若各个环内的水头损失代数和超过规定值（即出现闭合差Δh），则须增加下一步骤（10）。B、在步骤（10）中所谓的水力平差，就是将初分的各管段计算流量作出适当调整，以使各个环的闭合差达到所规定的允许范围之内。然后依次选出最不利的（即各管段水头损失总和为最大）一条干管线路，算出二级泵站水泵扬程或水塔高度。

C、最不利点（或称控制点）的问题，是出于对供水区内各用户的水压、水量安全可靠性的要求而提出的。此点位置一般选在距二级泵站最远的供水点上。但若集镇地形特殊，如下图所示的地形，则最不利点应是2点，而不是最远的4点。

2、树状管网的水力计算

树状管网水力计算的特点和方法，第一节已述及，现举一例题以加深对上一节的理解。（例题7-2）3、环状管网的水力计算

对于环状网的计算，除满足各节点流量平衡方程式ΣQ=0外，还应满足在任何一个封闭环路内，各管段水头损失的代数和（以Σh表示）等于零，即

Σh=0该式就是环状网中任意一个环路的能量方程式。在任何一个环内，如以顺时针水流方向的各管段水头损失为正值，以逆时针水流方向的各管段水头损失为负值，则两者的代数和应等于零。可是，在初步分配流量时，由于主观上的因素，是不可能同时满足各个环路Σh=0的条件，即Σh≠0，出现了环路闭合差Δh。为此，必须将各管段所分配的流量重新调整，以使各环路内的Σh逐渐趋近于零或满足ΣQ=0的条件。这种为消除各环水头损失闭合差，所进行的流量高速计算，称为管网平差。

在平差计算中，关键问题是如何计算流量修正值（ΔQ）,常用的简易方法——哈代·克罗斯法（通称哈代·克罗斯平差法）。

此图为单环图示，流量Q从节点1流入环网，从节点2流出。假定流量Q分配在上环路为Q1，下环路为，ΣQ1=0，ΣQ2=0。各方向所产生的水头损失，用海森一威廉公式计算，即h=rQn式中r、n均为常数，r与管段的管径、长度和材料有关，n值为1.85。在管路中，当Q→Q+ΔQ的变化时，其水头损失h也增加了Δh，所以h+Δh=r(Q+ΔQ)n

将右边用二项式定理展开，得

式中(ΔQ)2与Q之比是极小的，故可将第三项及其以后各项均可略去，得h+Δh≈rQn+rnQn-1ΔQ

单环示例图中，由两根管段构成一个环时，Q0、Q0`，为真实流量；Q1、Q1`为假定流量；Q0的水头损失为h0；Q0`的水头损失为h0`；Q1的水头损失为h1；Q1`的水头损失为h1`。一般，故需调整Q1和Q1`，调整量为ΔQ。调整后，；，这样ΣQ1和ΣQ2仍等于零。

在单环的情况下：

由于，，，，所以对一个环，不论构成环的管段数目是多少，假定流量的修正值ΔQ可用下式表示：又因rQn-1=rQn/Q=h/Q的关系，所以当用海森一威廉公式n=1.85时，则为了简化计算，流量指数采用2时，则上两个式子中的分子Σh与水流方向有关，若顺时针方向所产生的水头损失为正，逆时针方向所产生的水头损失为负，则Σh值（h值的代数和）即为水头损失闭合差Δh，也有符号，或正或负。其分母与水流方向无关。因此，上述流量修正值也可以用下式或求出的ΔQ调整到各管段中去后，即为第一次修正后的流量值。直至试算到各环Σh=0，此时Q、h值为所求之真实量与水头损失。注意：