某经济开发小区给水管网课程设计

1、给水排水专业课程设计 任务书与指导书 给水管网及取水 班 级：给排水 04-1 班 学 生： 孟立利 指导教师： 刘 晶 茹 大连水产学院土木工程学院 给水排水教研室 2008 年 1 月 5 日 1 目 录 第一章第一章 概概 论论.2 11：某市经济开发小区概论.2 1 12 2：设计内容和依据：设计内容和依据.2 13：设计方案概述.3 第二章第二章 用水量用水量.3 21：街坊用水量.3 22：集中用水量.3 23：总用水量和用水量分布.4 第三章第三章 方案论证方案论证.6 31：取水构筑物的位置.6 32：净水厂的位置.6 33：供水方式.7 34：管网定线.7 第四章第四章 管网

2、平差管网平差.8 41：管段流量分配.8 42：管网平差.8 43：平差结果.10 第五章第五章 支状网计算支状网计算.11 51：管段用水量.11 52：水力计算.12 第六章第六章 附属构筑物附属构筑物.13 61：水泵及泵房.13 62：清水池.13 第七章第七章 设计体会设计体会.15 2 第一章第一章概概 论论 1 11 1：某市经济开发小区概论：某市经济开发小区概论 小区位于我国东北地区， 地势由东南方至西北方向逐渐升高， 小区分、两个区域，其中区有 12 万人，房屋层数为 6 层，室内 有给排水设备，并有淋浴设备。区有 12 万人，房屋层数为 7 层，室 内有给排水设备，并有集中

3、热水供应。小区有 A、B 两座工厂，A 厂位 于小区北方，生产日用水量为 3500m3/d，B 厂位于小区正南方，生产 日用水量为 4000m3/d。小区有一火车站，位于小区西北方向，用水量 为 1000 吨/天。小区敷设地区土壤为亚砂土，厚度为 5m，冰冻线深度 为 1.0m。小区西南方向有一水库，可作为小区供水水源。 小区用水量逐时变化情况如下表： 时间 用水量 （%） 时间 用水量 （%） 时间 用水量 （%） 01 1.50 89 6.25 1617 6.00 12 1.50 910 6.25 1718 5.50 23 1.50 1011 6.25 1819 5.00 34 1.50

4、1112 6.25 1920 4.50 45 0.50 1213 5.00 2021 4.50 56 3.50 1314 5.60 2122 3.00 67 4.50 1415 5.50 2223 3.00 78 5.50 1516 6.00 2324 1.50 1 12 2：设计内容和依据：设计内容和依据 一、设计内容：1.确定小区取水构筑物和净水厂位置，进行小区给水 管 网设计； 二、设计依据：1.室外给水设计规范 GBJ1386； 2.给水排水设计手册室外给水分册 建筑工业出版 3 社 3.给水工程 建筑工业出版社 4.给水排水制图标准 GBJ10687； 三、设计资料：1.某市经济开发

5、小区街区规划图 1 张 2.小区概况说明 113 3：设计方案概述：设计方案概述 根据城市地形条件、水源位置情况，为节约投资，采用统一给 系 统，网前设置水塔供水。设计流程如下： 第二章第二章用水量用水量 221 1：街坊用水量：街坊用水量 街坊用水量主要为小区居民生活用水量，小区居民最高日生活用 水量用下式计算： ()qNfQ 1 dm / 3 式中 最高日生活用水量定额，; q perdm/ 3 设计年限内计划人口数； N 自来水普及率，。f 查设计手册，取为，自来水普及率取 ，则：qdcapL/1201 sLdLqNfQ/33.333/288000001240000120 1 222 2

6、：集中用水量：集中用水量 小区正北和正南有两个工厂 A 和 B，西北方向还有一火车站，由 于工厂和火车站用水量大且比较集中，可视为小区的主要集中用水， 4 用水量为：工厂 A 生产日用水量为 3500m3/d，工厂 B 生产日用水量为 4000m3/d。小区火车站日用水量为 1000 m3/d。故小区集中用水量为: sLdmQ/38.98/8500100040003500 3 3 223 3：总用水量和用水量分布：总用水量和用水量分布 一 总用水量 小区总用水量由小区居民生活用水量、工业生产和工作人员用 1 Q 水量、工业用水量和未预见用水量和管网漏水量。 2 Q 3 Q 小区居民最高日生活用

7、水量为：。sLQ/33.333 1 小区工业生产中工作人员用水量为： A 厂：生产日用水量 3500m3/d 工人数：第一班 1600 人；第二班 1200 人；第三班 1200 人;其中 热车间工作的人数占全部工人的 25%。 车间用水： 高温车间 35 L/(capd)；一般车间 25 L/(capd) 第一班： 3 1 4435%25160025%)251 (1600mQ 第二班： 3 2 3335%25120025%)251 (1200mQ 第三班： 3 3 3335%25120025%)251 (1200mQ 淋浴用水： 污染重车间 60 升/人班；污染轻车间 40 升/ 人班 第一

8、班： 3 1 8 . 6060%30160040%501600mQ 第二班： 3 2 6 . 4560%30120040%501200mQ 第三班： 3 3 6 . 4560%30120040%501200mQ /d 3 262 6 . 45 6 . 45 8 . 60333344mQA B 厂：生产日用水量 4000m3/d 工人数：第一班 1600 人；第二班 1200 人；第三班 1200 人;其中 热车间工作的人数占全部工人的 25%。 车间用水： 高温车间 35 L/(capd)；一般车间 25L/(capd)） 第一班： 3 1 4435%25160025%)251 (1600mQ

9、 第二班： 3 2 3335%25120025%)251 (1200mQ 第三班： 3 3 3335%25120025%)251 (1200mQ 淋浴用水：（污染重车间 60 升/人班；污染轻车间 40 升/ 5 人班） 第一班： 3 1 4 . 7060%40160040%501600mQ 第二班： 3 2 8 . 5260%40120040%501200mQ 第三班： 3 3 8 . 5260%40120040%501200mQ /d 3 286 8 . 52 8 . 52 4 . 70333344mQB 火车站：/d 3 0001mQ 火 sLQ/05.43833.33338 . 8 9

10、31 . 3 03 . 3 总 二 用水量分布 1 比流量 管网总长为：。 mL 6 . 4250 则比流量为： msL L qQ qs /08 . 0 6 . 4250 38.9805.438 2 沿线流量 沿线流量用下式计算: lqq sl 式中: 沿线流量; l q 比流量; s q 管段长度。 l 3 节点流量 各节点的流量为与该节点相接的所有管段沿线流量之和的一 半，以节点 6 为例： 967665636 2 1 llllqq s 节点流量计算结果见表 22。 沿线流量计算 表 2-1 管 段 管段 长度 （m） 沿线 流量 (L/s) 管段 管段 长度 （m） 沿线 流量 (L/s

11、) 12 208. 5 22.1 0 58 311. 6 33.0 3 2382.68.7569314.33.3 6 676 34 205. 4 21.7 7 710 365. 1 38.7 0 15 292. 8 31.0 4 89 187. 3 19.8 5 36208. 2 22.0 7 910 235. 3 24.9 4 47 217. 5 23.0 6 811 232. 5 24.6 5 56 190. 6 20.2 0 1012 217. 3 23.0 3 67265. 8 28.1 7 1112 715. 4 75.8 3 节点流量 表 2-2 节点 节点流量 (L/s) 节点

12、节点流量 (L/s) 126.57744.97 215.43838.76 326.30939.08 422.411043.34 542.141150.24 651.901249.43 第三章第三章 方案论证方案论证 331 1：取水构筑物的位置：取水构筑物的位置 小区水源为西南方的水库，属于地表水，应采用地表水取水构筑 物，取水构筑物应位于水库附近具有良好的地质、地形及施工条件的 地方，要求地基地质构造稳定、承载力高。为节省投资，同时还应尽 7 量利用地形条件以减少土石方量和水下工程量。取水构筑物附近的水 质条件要好，要有足够的水深，同时还应考虑冬季冰凌的影响。 综合以上因素，将取水构筑物的位

13、置设置在水源旁边，其具体位 置见附图。 332 2：净水厂的位置：净水厂的位置 净水厂位置的选择，应结合城市建设，在整个给水系统设计方案 中进行全面规划，通过技术经济比较确定。选择厂址时，一般应考虑 以下几个问题。 厂址选择应在工程地质较好的地方。 净水厂尽可能选在不受洪水威胁的地方，否则应考虑防洪措施。 净水厂应尽量少占农田或不占农田，并留有适当的发展余地。 净水厂设置在交通方便、靠近电源的地方，以便于施工管理， 降低输电线路的造价。 当取水地点距利用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物 附近，通常与取水构筑物建在一起。 结合以上条件，该小区净水厂的位置设置在取水构筑物附近、靠 近水源的位置

14、，见附图。 333 3：供水方式：供水方式 由小区规划图可知，小区地势东南部低，西北部高，供水水源在 小区西南部，由此将控制点定在小区地势最高的节点 12 处，由于供水 水源地势较低，而控制点在东北方向，因此应采用压力输水。 小区居民住宅平均楼层为 5-6 层，且小区内没有多高层建筑，小 区地势高差不大，且对水质没有特殊要求。因此，为节约投资，采用 统一给水系统，给水系统中不需设置水塔。为保证供水的安全可靠， 采用环状管网供水。环状管网布置在小区中央，另用支管输送工厂和 火车站用水。 8 334 4：管网定线：管网定线 管网定线应该满足以下原则： 按照城市规划布局布置管网，并考虑给水系统分期建

15、设的可能， 远近期相结合。 管网布置必须保证供水的安全可靠，当局部管网发生事故时， 断水范围应减到最小。尽可能布置成环状，即按主要流向布置几条平 行的干管，用连通管连接。 干管一般按规划道路布置，应从两侧用水量较大的街区通过， 尽量避免在高级路面下敷设。 管线遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压。 力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用。 结合以上管网布置要求，将该小区输水管网布置成环状，小区管 网布置如附图 所示。 第四章第四章 管网平差管网平差 441 1：管段流量分配：管段流量分配 管段流量的分配，应该按照最短线路原则，并考虑可靠性的要求 进行分配，几条平行的干线

16、分配大致相等的流量。与干线垂直的连接 管，因平时流量较小，所以分配较小的流量。 流量分配时，各节点应 满足的条件。这里，流向节点的流量取负号，离开节点 0 iji qq 的流量取正号。 由于工厂 A 是由 1 节点供水，工厂 B 有 12 节点供水，火车站由 11 节点供水，在分配该节点附近管段流量时要先将工厂和火车站的集 中流量加到相应节点上，然后进行流量分配。 各管段流量分配结果见表 41。 9 442 2：管网平差：管网平差 根据用水情况，拟定各管段的流向如图 41 所示。管段流量分配 完以后，即可进行管网平差。平差步骤如下。 根据界限流量确定管径，然后根据流速查设计手册得相应比阻 a。

17、 分别用以下公式和计算出水力坡度 i 和水 2 qai 2 qlah 头损失 h。 用公式求出值。 qhsq/sq 求校正流量。校正流量用下式计算。 sq q q 算出校正之后的流量 q，然后再用以上方法求出水头损失和 值。 sq 分别校核小环和大环的水头损失闭合差。要求小环水头损失 闭合差小于 0.5m，大环水头损失闭合差小于 1m。 各环平差计算见表 41。 10 q(L/s)1000ih|sq|q1000ihsq 12208.5500 -290.96-1.25 0.004 -297.8 6.29 -1.31 0.004 2382.6500 -275.4 1.97 -0.16 0.001

18、-282.3 2.07 -0.17 0.001 36208.2400 -169.3 2.02 -0.42 0.002 -176.2 2.19 -0.46 0.003 56190.645055.671.10.210.00448.81.10.210.004 15292.8400 244.97 11.13.260.013238.14.611.350.006 1.634 0.113-0.38 0.018 34205.4350-1081.45-0.30.003-1112-0.41 0.004 36208.240086.30.53 0.109 0.00183.280.49 0.102 0.001 6726

19、5.835043.685.78 1.535 0.03540.484.291.140.028 47217.5300 -92.64 1.98 -0.43 0.005 -89.62 5.52-1.20.013 0.917 0.121-0.37 0.046 56190.6400 -110.7 37.8 -7.21 0.065 -103.1 32.2 -6.140.06 69314.7400 -100.6 4.84 -1.52 0.015 -92.99 4.17 -1.31 0.014 58311.6400146.65.11.590.011 154.21 5.681.770.011 89187.3200

20、47.823.3 4.366 0.09155.4130.1 5.634 0.102 -2.77 0.182-0.05 0.187 67265.8250-71.515.5 -4.11 0.058 -76.23 17.6 -4.67 0.061 710 365.1300 -85.13 1.69 -0.62 0.007 -89.86 2.02 -0.74 0.008 69314.7300100.64.91 1.544 0.01595.874.49 1.413 0.015 910 235.3300 109.32 18.44.320.04104.59 17.54.120.039 1.1340.120.1

21、26 0.124 89187.3200-47.823.3 -4.37 0.091 -32.72 10.5 -1.960.06 910 235.3300 -109.3 0.89 -0.21 0.002 -94.22 0.89 -0.21 0.002 1012 217.3350 -151.1 10.9 -2.36 0.016-1369.2-20.015 811 232.5300601.75 0.407 0.00775.087.11.650.022 1112 715.420010.241.08 0.772 0.07517.662.93 2.095 0.119 -5.76 0.191-0.43 0.2

22、18 环状网平差计算 表41 校正流量：15.08 校正流量：-4.73 校正流量：-3.02 校正流量：7.61 校正流量：-6.87 初步分配流量第一次校正 环号 管段管长管径 11 443 3：平差结果：平差结果 由表 41 可以看出，各环闭合差经过一次校正后均小于 0.5m， 满足要求。大环 1-2-3-4-7-10-12-11-8-5-1 的闭合差为： 51851181211121010774433221 hhhhhhhhhhh 35 . 1 77 . 1 65 . 1 095 . 2 0 . 274 . 0 2 . 141 . 0 17 . 0 31 . 1 mm1935 . 0

23、满足要求。平差完毕。 平差结果见图 41。 图 4-1 环状网计算 12 第五章第五章支状网计算支状网计算 5 51 1：管段用水量：管段用水量 支状网计算以 11 节点至火车站为例，该管段用水量即为节点 11 的节点流量。计算图如图 51 所示。 1.该管段总用水量为： 65.52 /QL s 2.管线总长为。198.55L 3.比流量： 65.52 11.57 0.272 / 198.55 s qL m s 4.沿线流量，见表 5-1。 5.节点流量，见表 5-2。 沿线流量计算 表 5-1 管段管段长度(m) 沿线流量 （L/s） 1-27.11 1.93 1-320.2 5.49 3-

24、418.22 4.96 4-59.122.48 图 51 树状网计算图 13 3-626.957.33 6-721.25 5.78 6-893.26 25.37 8-94.05 1.10 合计200.1654.44 节点流量计算 表 5-2 节点节点流量 1 1 1.935.493.71 2 21 1.930.97 2 3 1 5.494.967.338.89 2 4 1 4.962.483.72 2 51 2.481.24 2 6 1 7.335.7825.3719.24 2 71 5.782.89 2 8 1 25.371.1013.24 2 91 1.100.55 2 合计54.45 5

25、 52 2：水力计算：水力计算 支状网的水力计算应首先计算出各管段的流量，然后按平均经济 流速确定管径。然后再计算出各管段的水头损失。该支状网的控制点 选离节点 11 最远的节点 9。计算结果见表 5-3。 干管水力计算 表 5-3 干管流量（L/s）流速(m/s)管径(mm)水头损失(m) 1-355.835 0.79 300 0.06 3-631.44 0.64 250 0.09 6-8 12.12 0.69 150 0.61 14 8-90.485 0.25 500 76 . 0 h 第六章第六章附属构筑物附属构筑物 6 61 1：水泵及泵房：水泵及泵房 一 水泵 水泵采用单极双吸式离心

26、泵。控制点 12 的高程约为 55.8m，泵房 处的高程约 46.8m，从泵房到控制点 12 的水头损失为 4.75m，该小区 区房屋层数为 7 层，所需水头约为 32m，则水泵扬程为: mH75.45 8 . 463275 . 4 8 . 55 这里选取水泵扬程为 46m。 二 泵房 泵房采用钢筋混凝土结构，单层，层高为 3.5m，要求有采暖和消 防设备。 供电 泵站供电均按一级负荷双电源考虑，电源线路应该有两 路，一路工作，一路备用。同时在泵站建立一座配电所，为该区泵站 低压用电设备供电。 自控 按照安全可靠、技术先进、经济合理的原则设置自控系 统。 仪表 为保证供水安全可靠并能及时掌握供水动态，在泵站设 置超声波液位仪及流量仪表。 通讯 为便于供水调度管理，联系方便，在控制室装设外线电 话一部。 6 62 2：清水池：清水池 清水池的作用是调节泵站供水量和用水量之间的流量差额。 一 清水池结构 清水池采用钢筋混凝土水池独立结构。 15 二 清水池容积 由于该小区供水不需要水塔，因此，清水池调节容积为用水量与 一泵站供水量之间的差额。一泵站均匀供水。