给水管网设计计算书

给水管网课程设计计算书

一、用水量计算

1. 居民区生活用水量计算

按街道建筑层次及卫生设备情况，根据规范采用最高日每人每日综合生活用水，计算出居民区的每人每日用水量，并应用下列公式计算出居民区的最高时流量Q 1

Q 1=k h1

4

.8611i

i N q ×f 1 K h1—时变化系数

q 1i —最高日每人每日综合生活用水定额，L/(cap ·d) N 1i —设计年限内城市各用水区的计划用水人口数，cap f 1—用水普及率

1 N 1=362人/公顷×17.183公顷=6154人

K h1=1.48 f 1=80％ 2.工业企业用水量2Q

工厂作为集中流量，根据所提供的最高日平均流量及工作班次，变化系数，确定单位最大秒流量。

3.市政用水量

Q、

3

m/d；绿地用水：10003m/d

浇洒道路用水：9803

Q= 980 m3/d +1000 m3/d = 1980 m3/d

3

Q

4.未预见用水量

4

Q=（1107.72+3485+1980）×0.20=1314.54 m3/d

4

5.水厂供应788

6.86×5.0%×1000÷3600=109.54 L/S

其余由高位水池供应168-109.54=58.460 L/S

二、选择给水系统及输水管定线

1.根据县城平面图、地形、水体、街坊布置情况，绘制等高线；

2.采用水厂与高位水池联合供水方式；

3.进行管网及输水管定线，对管段、节点进行编号，并将管网模型化。

各管段长度与配水长度

注：由于此县采用地下水作为给水水源，所以可以将清水池及水厂同建于管网的节点（1）处，输水管段非常短视其长度为零不计损失。其余管段配水长度确定原则为：两侧无用水的输水管，配水长度为零；单侧用水管段的配水长度取其实际长度的50%，只有部分管长配水的管段按实际比例确定配水长度；两侧全部配水的管段配水长度等于实际长度。

三、计算最高时工况下节点流量、管段设计流量、确定管段直径

1.计算比流量

q s =∑-i

h l

Q Q 2== 0.0261L/(s.m)

2.计算沿线流量 i s mi l q q ⨯=

3.计算节点流量：

集中流量可以直接加到所处节点上；沿线流量将一分为二，分别加到两端节点上；供水泵站或高位水池的供水流量也应从节点处进入管网系统，其方向与用水流量方向不同，应作为负流量。 i S i s sj j j l q Q Q Q j

⨯+

-=∑∈21

2 j=1,2,3,…,N (L/s) N---管网图的节点总数 Qj---节点j 的设计流量，L/S

Q2j---最高时位于节点j 的集中流量，L/S

Q sj---位于节点j 的（泵站或高位水池）供水设计流量，L/S

4.按照节点流量平衡条件、依据供水经济性和安全可靠性初步分配各管段设计流量

5.根据各管段设计流量确定管道直径

为了防止管网因为水锤现象出现事故，最大设计流速不超过2.5~3 m/s；在输送浑浊的原水时，为了避免水中的浮游物质在水管内沉积，最低设计流速通常不得小于0.6m/s。在根据当地的技术经济条件，考虑管网的造价和经营管理等费用，采用经计流速来确定经济管径。

管段直径表

从清水池水池输水到泵站再到管网，以及从管网到高位水池都采用双管输水，以提高供水的可靠性。

四、最高时工况下管网水力计算

给水管网设计节点数据

1.采用哈代-克罗斯算法平差方法，进行管网水力计算，得出各管段实际流量、水头损失、管段流速及各节点压力水头、自由水压。

1）本次平差采用计算机Excel 进行平差，水头损失采用曼宁公式计算，允许闭合差0.1m ，假定节点（1）位控制点。

l D

kq h m n

f

k=10.29n m 2 ,混凝土管n m =0.013 n=2.0

m=5.333

（最高时管网平差草图见附表1.）

2）确定控制点在水力分析时，假定节点（8）为控制点，但经过水力分析后，比较节点自由水压与服务水头，发现节点（6）的用水压力要求不能满足，说明节点（8）不是实际的控制点。比较按假定控制点确定的自由水压与服务水头，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，本次设计即节点（6），最大差额为-5.806节点水头加上此值，可使用水压力要求全部得到满足，而管段压降未变，能量方程组仍满足，自由水压也应同时加上此值。

2.确定泵站扬程及高位水池位置，确定水泵型号及台数

该县水源地亦在节点（1）节点（1）水厂，清水池、泵站均置于厂内，所以从清水池到泵站水头损失和局部水头损失均可忽略不计。

泵站至少应提供的水头为46.12m。

由供水可靠性原则，以及发生事故时水可以及时送出，仍满足用户对水量、水压的要求，选取比设计泵站扬程较大一点的水泵。这样对工程投资会有所增加，但相对于选用较大管径来减小管段的水头损失所带来的工程增加投资要小许多。

由最高时工况水泵提供流量102.59L/s及至少应满足的水头46.12m选用200s-63型水泵三台，两用一备。

同时确定高位水池的地面标高应为65m。

3.绘制管网平差草图(见图1.)

五、管网校核

1.消防时校核

1）该县人口小于一万人，查城镇、居民区室外消防用水量表知同一时间火灾次数为1次，一次灭火用水量为10L/s。通过管网水力分析知，该管网的控制点在节点（3）处，故将火灾发生点位置确定为节点（6），其用水量增加10L/S，为24.930L/S。

2）火灾流量全部由二级泵站供给，故节点（1）流量为-112.590

L/s。

3）采用水头校核法校核：因为此时水泵已经选定，可认为清水池（1）为定压节点，经过泵站提升进入管网。由水力分析得出各节点自由水压均大于低压消防10m 的自由水压要求。

(消防时工况平差草图见附表2.)

2.最大转输时校核

管网用水量按最高时用水量的30%计算，二泵站供水量按最高日用水量的2.8%（61.34L/S）计算,高位水池进水量为13.03L/S。采用水头校核法，仍将清水池所在节点（1）做为定压节点，通过水力分析，得到各节点水压，判断二级泵站扬程可以满足要求（水柜设计有效水深按3m计算）。