第四章 给水管网设计与计算(2)
给排水给水管网设计计算
3 给水管网设计计算3.1城市用水量计算设计给水系统时，首先需确定该系统在设计年限内达到的用水量，因为系统中的取水、水处理、泵站和管网等设施的规模都必须根据设计用水量确定，因此会直接影响建设投资和运行费用。
城市总用水量计算时，应包括设计年限内该给水系统所供应的全部用水，即居住区综合生活用水、工业企业生产用水和职工生活用水、消防用水、浇洒道路和绿地用水以及未预见水量和管网漏失水量，但不包括工业自备水源所需的水量[9]。
3.1.1最高日用水量城市用水量包括综合生活用水、工业生产用水、消防用水、浇洒道路和绿地用水、未预见水量和管网漏失量[10]。
该城市总人口为30万人，属于中小城市，取最高日综合生活用水定额为336L/（人·d），用水普及率为100%。
综合生活用水：城市最高日综合生活用水量Q1为Q1 = qNf=336×1.37×30×100%×410×310 =1380963m/d式中:q为最高日综合生活用水定额,3m/(d · cap),N为设计年限内计划人口数；f为自来水普及率，%。
工业用水为:Q2=5500+2300+3000+2900+4000+3200=209003m/d 浇洒道路和绿地用水:浇洒道路和绿化用水量Q3，应根据路面、绿化、气候和土壤等情况，参照相应的用水定额确定。
Q3=3%（Q1+Q2）=3%×(138096+20900)=47703m/d未预见的管网漏失水量:未预见的管网漏失水量Q4为上述用水量的15%～25%。
Q4=20%（Q1+Q2+Q3）=20%×（138096+20900+4770）=327533m/d 最高日用水量为:Q d = Q1+Q2+Q3+Q4=138096+20900+4770+32753=1965193m/d3.1.2最高时用水量城市最高日用水量变化情况见表3从表中可以看出8～9时为用水量最高时，其用水量为：Q h = 11257.163m/h = 3127 L/s表3 城市用水量变化情况表3.2 方案一给水管网设计计算3.2.1一级泵站设计流量Q1=1.05×196519/24=8597.713m/h其中水厂自用水系数取1.053.2.2二级泵站设计流量及分级供水根据24h用水量变化曲线拟定二级泵站供水线。
给水管网设计计算步骤
1．按水源的数目分类 （1）单水源给水管网系统 （2）多水源给水管网系统
2
1
3 1
图1.5 多水源给水系统
2．按系统构成方式分类 （1）统一给水管网系统：同一管网按相同的压力供应生活、
生产、消防各类用水。 系统简单，投资较少，管理方便。 适用在工业用水量占总水量比例小，地形平坦的地区。 按水源数目不同可为单水源给水系统和多水源给水系统。
最高日最高时 对置水塔：二泵站到管网按水泵最大级，水塔到管网按
水塔供水量
水塔位置
1. 前置水塔
二泵站
水塔
2、对置水塔
二泵站
管网
管网 水塔
四、水塔和清水池的调节作用
1. 水塔是调节 差值。
（2）表示方法 1) 最高日用水量Qd：用水量最多一年内，用水量最多一天的用水 量。m3/d 2) 最高日平均时用水量Qd/24，m3/h 3) 平均日用水量Qad：用水量最多一年内平均每天的用水量
4) 最高时用水量Qh：用水量最多一年内，用水量最多 一天中，用 水量最大的一小时的用水量。
二、 用水量变化的表示
（3）工业企业职工生活用水和淋浴用水量
Q3
q3aiN3ai q3biN3bi 1000
(m3 / d)
或Q3
q3a1N3a1 q3a2N3a2 q3b1N3b1 q3b2N3b2 1000
(m3 / d)
QQ35
（0.1q54a~N04.a25f4)(Q1q4bQN24b 1000
式中 q f — —消防用水量定额，L / s； N f — —同时发生火灾次数。
6．1．2 设计用水量变化及其调节计算
设计流量:最高日最高时流量
给排水管网2
考点：1、管网定线：2、节点流量：3、设计充满度4、埋设深度：3、不计算管段：5、径流系数：1、简述树状网和环状网的特点？2、排水体制可分为哪几种？在什么情况下可采用合流制？3、管网平差后还应对哪几种条件进行核算？4、排水管网布置形式有哪些？5、防止给水管腐蚀的方法有那些？1、给水管网布置应该满足哪些要求2、城市污水管网设计流量是由哪几部分组成？3、排水管网布置原则？4、输水管全长的流量不变时，能否用分区给水方式降低能量，为什么？5、给水管道的性能应该满足哪些要求？计算题：1、某大型企业以高地水库为水源，平行敷设两条输水管，为保证供水量不小于70%的设计用水量，试确定等距离连接管数目。
2.城市年平均日供水量为Qd，日变化系数为Kd，时变化系数为Kh，用该三个参数依次写出下图中各设计流量的计算式。
（注：q1=5%Q2，排水量＝80％用水量，q7＝0）答案：1、某城镇最高时用水量为Q=300L/s，其中工业用水量q=90L/s，集中从节点4取出。
干管各管段长度(m)如图所示。
管段4-5、1-2、2-3为单侧配水，其余为双侧配水，求管网比流量q s及节点4的节点流量q4。
2、图为某工厂工业废水干管平面图。
图上注明各废水排出口的位置，设计流量以及各设计管段的长度，检查井处的地面标高。
排出口1的管底标高为218.9m，其余各排出口的埋深均不得小于1.6m。
该地区土壤无冰冻。
要求列表进行干管的水力计算，并将计算结果标注在平面图上。
4、（20分）某城市最高日用水量为27000m3/d，其各小时用水量如表1所示，管网中设有水塔，二级泵站分两级供水，从前一日22点到清晨6点为一级，从6点到22点为另一级，每级供水量等于其供水时段用水量平均值。
试绘制用水量变化曲线，并进行以下项目计算：1）时变化系数；2）清水池和水塔调节容积。
解：1)时变化系数：2）绘制用水量变化曲线3）列表求清水池和水塔调节池的调节容积4）清水池调节容积约为7.57%×270000 （m3）水塔调节容积约为1.28%×270000 （m3）三、填空题（每空2分，共10分）1、用户对给水的要求主要包括水质、水压和水量三个方面。
给水管网课程设计计算说明书
摘要给水管网在整个工程总投资中占有很大比重一般约为50~80%，因为给水管网设计的正确与否，不仅关系到供水安全，也直接影响到给水工程的造价。
本次设计任务是对B市进行给水管道系统的初步设计。
按照城市规划平面图布置为环状管网，布置时保证供水安全可靠，且保证用户有足够的水量和水压。
布置无误后，进行给水管网的设计计算，其中包括用水量计算、二泵站设计计算、管网定线、管网水力计算、节点水压计算和消防事故校核等。
在进行了管网平差之后，确定管长、管径。
绘制出管网的平面布置图，纵剖面图等。
关键词：给水管网、管网布置、管网平差、控制点、管网核算目录1.前言------------------------------------------------------------------------------------62.设计任务与资料---------------------------------------------------------------------63.设计要求-------------------------------------------------------------------------------74.用水量计算----------------------------------------------------------------------------84.1 城市居民生活用水量----------------------------------------------------------84.1.1确定城市规划人口数及给水人---------------------------------------84.1.2 确定用水量标准-------------------------------------------------------84.2 工厂用水量----------------------------------------------------------------------84.3 其他用水量----------------------------------------------------------------------94.3.1浇洒道路用水量----------------------------------------------------------94.3.2 绿地用水量-------------------------------------------------------------104.4 设计用水量----------------------------------------------------------------------104.5 消防用水量----------------------------------------------------------------------115.一、二泵站供水方案设计及清水池容量计算------------------------------------115.1 一泵站供水方案设计-----------------------------------------------------------115.2二泵站供水方案设计-----------------------------------------------------------125.3 清水池容积计算-----------------------------------------------------------------136.管网定线--------------------------------------------------------------------------------157.管网水力计算--------------------------------------------------------------------------167.1 求比流量--------------------------------------------------------------------------167.2求沿线流量-----------------------------------------------------------------------167.3 求节点流量----------------------------------------------------------------------187.4 初分流量-------------------------------------------------------------------------198.管网核算--------------------------------------------------------------------------------208.1 最高时正常供水-----------------------------------------------------------------208.1.1最高用水时环状管网手工平差----------------------------------------208.1.2 改用平差软件进行最高时电算管网平差-------------------------218.1.3 计算水泵扬程----------------------------------------------------------218.2 消防流量核算--------------------------------------------------------------------228.2.1加消防集中流量---------------------------------------------------------228.2.2 消防平差核算----------------------------------------------------------228.2.3 验证消防校核结-------------------------------------------------------228.3 事故校核--------------------------------------------------------------------------238.3.1事故断水------------------------------------------------------------------238.3.2 事故平差核算---------------------------------------------------------268.3.2 验证事故校核结果----------------------------------------------------269.给水系统的水压关系-----------------------------------------------------------------279.1 最高日最高时的水压关系-----------------------------------------------------279.2消防校核时的水压关系--------------------------------------------------------289.3事故校核时的水压关系---------------------------------------------------------2810.最终平面布置图与干管水力坡线图----------------------------------------------2911.管材、接口、基础形式及构筑物的选用-----------------------------------------2912. 结束语---------------------------------------------------------------------------------29 参考文献----------------------------------------------------------------------------------30 致谢辞-------------------------------------------------------------------------------------31 附录----------------------------------------------------------------------------------------311 前言给水管网设计的目的是掌握给水管网设计的步骤和方法,学会应用所学的理论、公式、标准、规范等来解决工程实际问题，培养独立工作的能力。
流体输配管网_第四章多相流管网的水力特征与水力计算(改后)
蒸汽管路中的凝水不能顺利排走，遇到阻碍，在高速下 （>20m/s)与管壁、管件撞击。
尽量汽、水同向流，逆向流时采用低流速；及时排除凝水。
➢ 系统中引入和排除空气
停止运行时，引入空气以排除凝水；开始运行，排除空气。
➢凝结水回收
重力回水 余压回水 机械回水
➢二次蒸汽利用
4.2.2 室内低压蒸汽供暖管网水力计算
通常，可以根据机组的冷负荷Q（kW）按下 列数据近似选定冷凝水管的公称直径：
Q≤7kW时， Q=7.1～17.6kW时， Q=17.7～100kW时， Q=101～176kW时， Q=177～598kW时， Q=599～1055kW时， Q=1056～1512kW时， Q=1513～12462kW时， Q＞12462kW时，
• 压损平均法：最不利管路的总压力 损失不超过起始压力的25%。
• 假定流速法
汽、水同向流动时 <80m/s
Rm
0.25P l
汽、水逆向流动时 <60m/s 推荐采用 15～40m/s（小管径取低值）
• 限制干管的总压降
高压蒸汽供暖的干管的总压降不应超过凝水干管总压降的 1.2～1.5倍。一般选用管径较粗，但工作可靠。
DN=20mm DN=25mm DN=32mm DN=40mm DN=50mm DN=80mm DN100mm DN=125m DN=150mm
4.2 汽液两相流管网水力特征与水力计算
4.2.1 汽液两相流管网水力特征与保障正常流动的技术措施
➢ 汽、液相的相互转变：
蒸汽－－凝水；凝结水－－二次汽化。形成流动阻碍。
（2）凝水管道
• 散热设备——疏水器 非满管流的，保证坡降I>0.005，查表选用
给水工程课后思考题答案解析
第一章给水系统1.由高地水库供水给城市，如按水源和供水方式考虑，应属于哪类给水系统？水源方式属于地表水给水系统，按供水方式属于自流给水系统。
2.给水系统中投资最大的是哪一部分，试行分析。
输配水系统。
3.给水系统是否必须包括取水构筑物、水处理构筑物、泵站、输水管和管网、调节构筑物等，哪种情况下可省去其中一部分设施？不是。
大城市通常不设调节构筑物；地下水水质好可以省略水处理构筑物；水源处于适当高程，可以省去一级泵站或二级泵站或同时省去；城市附近山上有泉水时，可建泉室供水系统不设泵站。
4.什么是统一给水、分质给水和分压给水，哪种系统目前用得最多？统一给水：用同一系统供应生活、生产和消防等各种用水。
分质给水：水源经不同的水处理过程和管网，将不同水质的水供给各类用户。
分压给水：根据水压要求不同而供水。
用得最多的是统一给水系统。
5.水源对给水系统布置有哪些影响？①当地有丰富的地下水，可在城市上游或给水区内开凿管井或大口井。
②水源处于适当高程，能重力输水，可省去泵站；有泉水的，可建泉室。
③地表水为水源时，上游取水，加以处理。
④水源丰富，随用水量增长而发展为多水源给水系统。
⑤枯水季节、地下水位下降、海水倒灌时，采用跨流域、远距离取水方式。
6.工业给水有哪些系统，各适用于何种情况？①循环给水系统，火力发电、冶金、化工等冷却水用量大的企业中。
②复用给水系统，适用于在车间排出的水可不经过处理或略加处理就可供其它车间使用的情况。
7.工业用水量平衡图如何测定和绘制？水量平衡图起什么作用？查明水源水质和取水量，各用水部门的工艺过程和设备，现有计量仪表的状况，测定每台设备的用水量、耗水量、排水量、水温等，按厂区给水排水管网图核对，对于老的工业企业还应测定管道和阀门的漏水量。
了解工厂用水现状，采取节约用水措施，健全工业用水计量仪表，减少排水量，合理利用水资源以及对厂区给水排水管道的设计都很有用处。
第二章设计用水量1.设计城市给水系统时应考虑哪些用水量？①综合生活用水，包括居民生活用水和公共建筑及设施用水。
供水管网设计计算
供水管网设计计算供水管网设计计算是指在供水系统建设中，根据供水量、供水压力等要求，通过计算设计供水管道的尺寸、排布和各个节点的水力特性，以达到供水系统稳定、高效运行的目的。
下面是一份关于供水管网设计计算的简要说明，供参考。
一、供水管网的基本要求供水管网的设计计算首先要满足以下基本要求：1.供水量要能满足用户的需要。
根据不同的用水功能和用水人数，确定供水量的大小。
2.供水压力要稳定，使用户在不同用水时段都能得到足够的水压。
供水压力的计算需考虑水源的高度、管道的摩擦阻力等因素。
3.管网输水能力要足够，确保供水管道的直径、材料等能够满足供水量和供水压力的要求。
二、供水管道的计算方法1.确定供水管道的直径。
常用的计算方法有经验公式法、水力计算法和供水流量-管径表两种方法。
经验公式法适用于小型、简单的供水系统，通过经验公式求得供水管道直径；水力计算法通过利用水力学原理，根据供水量和供水压力计算出供水管道直径；供水流量-管径表则是根据经验和实际工程经验，结合供水量和供水压力给出供水管道直径。
2.确定供水管道的材料。
根据不同的供水系统要求，选用合适的材料，如钢管、塑料管等。
3.管道排布和节点设置。
根据供水网络的布局和用水需求，合理设置供水节点位置，确定管道的长度和布置方式，以便达到最优的供水效果。
4.计算水力特性。
通过利用供水管道的水力学原理，计算供水管网中各个节点的水力特性，如水压、流速等。
三、供水管网设计计算的步骤1.确定供水系统的用水量和用水功能。
根据用户的需求和实际情况，确定供水系统的供水量和供水压力。
2.选择合适的计算方法。
根据供水系统的规模、复杂程度和经济条件，选择适合的计算方法，如经验公式法、水力计算法或供水流量-管径表。
3.进行供水管道直径计算。
根据所选的计算方法，依据供水量和供水压力，计算出合适的供水管道直径。
4.进行供水管道材料选择。
根据供水系统的要求和条件，选定合适的供水管道材料。
5.进行管道排布和节点设置。
供水管网设计计算
供水管网设计计算1. 最高日设计水量《室外给水设计规范》（GB50013-2006）中规定，在缺乏实际用水资料情况下，最高日城市综合用水的时变化系数宜采用 1.2～1.6 ；日变化系数宜采用 1.1～1.5 。
本设计采用时变化系数K h 取1.4，日变化系数K d 取1.35.1)城市最高日综合生活用水量（包括公共设施生活用水量）为：∑=1000111q NQ ii(m 3/d)式中 q 1i -----城市各用水分区的最高日综合生活用水量定额[L/(cap ·d)]，【根据大名县城市总体规划（2012-2030年）供水规划，为180 L/(cap ·d)】N 1i -----设计年限内城市各用水分区的计划人口数（cap ），规划确定2030年中心城区人口规模约为45万人。
1000450000*1801=Q =81000 m 3/d=937.5L/s2）工业企业用水量 面粉厂：3200 m 3/d 化工厂：3500 m 3/d 食品厂：1600 m 3/d总用水量Q 2=3200+3500+1600=8300 m 3/d 3）浇洒道路和绿化用水量)/1000m q 3343333d Nq f N Q bbaa（+=式中 q 3a -----城市浇洒道路用水量定额[L/(m 2·次)]，本设计采用1.0 L/(m 2·次)；q 3b -----城市绿化用水定额[L/(m 2·d)]，本设计采用1.5 L/(m 2·d)；N 3b -----城市最高日浇洒道路面积 (m 2)，规划确定道路与交通设施用地为9264000m 2;F 3-----城市最高日浇洒道路次数，本设计采用2次；N 3b -----城市最高日绿化用水面积 (m 2)，规划确定绿化用地为7235800m 2;)/(2938210007235800*5.12*9264000*0.133d m Q=+=4）管网漏失水量：)/%12~%10m Q 33214d Q Q Q ）（）（（++= )/(1186929382830081000*%1034Qd m =++=）（5）未预见水量)/%12~%8m Q Q 343215d Q Q Q ）（）（（+++=)/(130551186929382830081000*%1035Qd m =+++=）（6)消防用水量 ）（L/s f 666q Q = 式中 q 6-----消防用水量定额（L/s ），见《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）表8.2.1；F 6-----同时火灾次数，见《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）表8.2.1；）（L/s 2253*756==Q7）最高日设计用水量：)/m Q Q 3543217d Q Q Q Q （++++=)/143606130551186929382830081000m Q37d （=++++=2.供水管网设计流量本设计为多水源给水管网系统，由于有多个泵站，水泵工作组合方案多，供水调节能力比较强，一般不需要在管网中设置水塔或高位水池进行用水量调节，设计时直接使各个水源供水泵站的设计流量之和最高时用水量。
建筑设备工程课件 第四章 给水系统和给水方式
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高层建筑给水方式
分区并联给水方式 分区串联给水方式 分区减压给水方式 无水箱供水方式
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优点：各给水分区为独立系统， 互不影响，供水安全可靠；水 泵集中布置，便于维护管理， 能源消耗较少。 缺点：管材耗用较多，水泵型 号较多，水箱占用建筑使用面 积 广泛用于允许设置分区水箱的 高层建筑。
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贮水池容积的确定
居住小区加压泵站的贮水池，应符合下 列规定：
居住小区加压泵站的贮水池有效容积， 其生活用水调节量应按流入量和供出量 的变化曲线经计算确定，资料不足时可 按最高日用水量的15% ～ 20%确定。
贮水池宜分成容积基本相等的两格。
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建筑物内的生活用水低位贮水池 （箱）应符合下列规定：
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水箱的设置与安装
材料：钢板、钢筋混凝土 外形：圆形（经济)、矩形(便于布置） 设置高度（以底板面计）：应满足最高层
用户的用水水压要求，如达不到要求时， 宜在其入户管上设置管道泵增压 布置：便于维修、光线良好、且不结冻的 地方。顶层或闷顶内，平屋顶上（南方）
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进水管：管径设计确定，进水管上设浮球阀 出水管：进出水管分开设置 溢流管：宜比进水管大一号 泄水管（污水管）：水箱底部 水位信号装置 托盘排水管：排泄托盘上积水之用
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水池（箱）外壁与建筑本体结构墙 面或其他池壁之间的净距,应满足施 工或装配的需要，无管道的侧面， 净距不宜小于0.7m；安装有管道的 侧面，净距不宜小于1.0m，且管道 外壁与建筑本体墙面之间的通道宽 度不宜小于0.6m；箱底与水箱间地 面板的净距，当有管道敷设时不宜 小于0.8m。
给水排水管道系统思考题资料
给水排水管道工程第1章给水管网系统概论１.给水排水系统、给水系统、排水系统、给水排水管网系统的概念？２.给水排水系统的主要功能、组成（子系统）？３.给水排水管网系统的功能与特点是什么？４.给水管网、排水管网系统的构成？５.给水排水系统的水量、水质、水压间的关系怎样？６.给水管网系统的类型？７.排水体制概念？排水体制的类型、选择？第2章给水排水管网工程规划１.给水排水工程规划的内容？２.给水排水工程规划的原则？３.城市用水量包括的内容？最高日用水量包括的内容？４.用水量的表示方法？５.用水量变化系数（日变化系数、时变化系数）含义、取值？６.城市用水量预测计算的方法？７.给水系统中各部分的设计水量？供水泵站（二级泵站）的供水流量确定？８.清水池、水塔的作用？调节容积如何计算？９.给水管网布置原则？消火栓、阀门、泄水阀、排气阀等作用和设置位置？１０.给水管网布置的基本形式，优缺点，适用范围？１１.输水管渠的概念？定线基本原则？１２.排水管网布置的原则、形式及各形式适用情况？１３.污水管网布置的原则和方法？１４.雨水管渠布置的原则？雨水口设置位置？第3章给水排水管网水力学基础１.水的流动有哪几种流态？在给排水管网水力计算时按什么流态考虑的？２.恒定流与非恒定流、均匀流与非均匀流、压力流与重力流，在给排水管网水力计算时各按什么情况考虑的？３.沿程水头损失、局部水头损失计算？４.非满流管渠计算？５.给水管道的简化，简化原则，简化方法，简化结论？６.水泵水力特性及其简化？第4章给水排水管网模型１.给水排水管网模型化经过的两个步骤？２.给水排水管网抽象后的两个基本元素？特点？３.环、树、关联集的概念?４.恒定流基本方程组：节点连续性方程（节点流量方程）、管段能量守恒方程（管段能量方程）的表达形式、含义？环能量方程？第5章给水管网设计与计算１.给水管网计算的内容?(设计、复核)？校核的工况、目的？各校核工况的条件和结果？ ２.比流量、沿线流量、节点流量、管段流量的计算？ ３.管段设计直径如何确定？经济流速概念？４.树状网（环状网）的管段流量、管径、节点水压（节点水头、水压高程）、自由水压的计算？控制点？水泵扬程、水塔高度？ ５.解环方程的基本思路和步骤?６.牛顿拉夫森和哈代-克罗斯算法的解题方法？ ７.多水源管网的设计和校核内容、方法？ ８.解节点方程的基本思路和步骤?9. 最高时管网总用水量Q h ＝100L/s ，求各节点流量和管段流量?10.某城镇树状管网，管长如图所示。
第四章给水管网水力计算2ppt课件
给水方式及管道布置
3.给水管道的敷设
给水管道的防护
1〕防腐 防腐措施：管道除锈后，在外壁涂刷防腐涂料 进行防腐处理。
明装的焊接钢管和铸铁管外刷防腐漆一道， 银粉面漆两道;
镀锌钢管外刷银粉面漆两道；
暗装和埋地管道均刷沥青漆两道；
前往
二、给水管网水力计算
4.给水系统水压的确 定
沿程阻力计h算f ： iL
i——单位长度管段上的沿程阻力损失；
局部阻力计算：hj
2
2
管道局部阻力系数之和
前往
二、给水管网水力计算
4.给水系统水压的确 局定部阻力计算：
局部阻力可按下列沿程阻力的百分数采用：
生活给水管网为25%~30%；
生产给水管网，生活、消防共用给水管网，生 活、消费、消防共用给水管网为20%； 消火栓系统消防给水管网为10%； 自动喷水灭火系统消防给水管网为20%； 消费、消防共用给水管网为15%。
其自动喷水灭火系统给水管道的流速不宜大于5m/s， 其配水支管在特殊情况下不得大于10m/s。
前往
二、给水管网水力计算
4.给水系统水压的确定 H=H1+H2+H3+H4 H1——引入管起点至配水最不利点位置高
度所要求的静水压； H2——引入管起点至配水最不利点的给水
管路即计算管路的沿程与局部阻力水头 损失之和； H3——水表的水头损失； H4——配水最不利点所需的流出水头。
第4章 建筑给水管网
一、给水管网的基础知识
二、给水设计流量及生活给水设计秒 流量的计算
三、给水管网水力计算
四、给水增压与调解设备
第四章-给水排水管网模型
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8
f
点，可以到达其余任一顶点， b
7
则称图G为连通图，否则称
3
图G为非连通图。
图4.5 非连通图
一个非连通图G（V，E）总可以分为若干个相互连通的部分， 称为图G的连通分支，图G的连通分支记为P。对于连通图G， P=1。
一、管网图的基本概念
4．管网图的可平面图性
1
e
5
图论中定义，一个图G（V，
E），如果能把它画在平面
a
上时，任意两条边均不相
交，则称G为可平面图，否
2
则称为非可平面图（如图
4.6）。以适当方式画在平
j
i
d
f
h
g
4
b
c
面上的可平面图称为平面 图。
3
图4.6 非可平面图
管网图一般都是可平面图，而且一般在用几何表示时， 均画成平面图。
内部面、外部面；内环、外环。
二、管网图的关联集与割集
节阀、减压阀等需保留） 4）如管线包含不同的管材和规格，应采用水力等效原则将其
等效为单一管材和规格；
5）并联的管线可以简化为单管线，其直径采用水力等效原则 计算；
6）在可能的情况下，将大系统拆分为多个小系统，分别进行 分析计算。
一、给水排水管网的简化
3.附属设施简化的一般方法
给水排水管网的附属设施包括泵站、调节构筑 物（水池、水塔等）、消火栓、减压阀、跌水井、雨 水口、检查井等，均可进行简化。具体措施如下： 1）删除不影响全局水力特性的设施； 如全开的闸阀、排气阀、泄水阀、消火栓、检查井等。 2）将同一处的多个相同设施合并。 如同一处多个水量调节设施（清水池、水塔、均和调 节池等）合并，并联或串联工作的水泵或泵站合并等。
给水排水管网课程设计说明书及计算书
水是人类生活、工农业生产和社会经济发展的重要资源，科学用水和排水是人类社会发展史上最重要的社会活动和生产活动内容之一。特别是在近代历史中，随着人类居住和生产的程式化进程，给水排水工程已经发展成为城市建设和工业生产的重要基础设施，成为人类生命健康安全和工农业科技与生产发展的基础保障。给水排水系统是为人们的生活、生产、和消防提供用水和排除废水的设施的总称。它是人类文明进步和城市化聚集居住的产物，是现代化城市最重要的基础设施之一，是城市社会文明、经济发展和现代化水平的重要标志。尤其是在面临全球水资源极其缺乏的今天，给排水管网的作用显得尤为重要。
本设计为玉树囊谦县香达镇给排水管道工程设计。整个设计包括三大部分:给水管网设计、排水管网设计。给水管网的设计主要包括管网的定线、流量的设计计算、清水池容积的确定、管网的水力计算、管网平差和消防校核。排水管网设计主要包括排水管网定线、设计流量计算和设计水力计算。
第一章
一、设计题目
囊谦县香达镇给水排水管网工程设计。
（1）城市规划的影响：给水系统的设置，应密切配合城市和工业区的建设规划，做到统盘考虑分期建设，既能及时供应生产生活和消防用水，又能适应今后发展的需要
（2）水源的影响：本设计采用地表水并从河流上游取水。
2.1.3管网系统布置原则
给水管网包括输水管渠和配水管网两大部分。要求能够供给用户所需水量，保证不间断供水，同时要保证配水管网足够的水压。
6、县城地面覆盖情况：
地面种类
面积（%）
屋面
50
混凝土路面
25
草地
25
7、该县城居住区每小时综合生活用水量变化如下表：
时间
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
给水管网计算
给水管网计算管网计算：第一章例题1.某城市位于江苏北部，城市近期规划人口20万人，规划工业产值为32亿元/年。
根据调查，该市的自来水用水普及率为85%，工业万元产值用水量为95m3（这里包括了企业内生活用水量），工业用水量的日变化系数为1.15，城市道路面积为185hm2,绿地面积为235hm2。
试计算该城市的近期最高日供水量至少为多少？2.某城市最高日每小时供水流量的典型数据如表1-1所列。
试绘出最高日供水量变化曲线，并求出时变化系数。
3.有一座小城市，设计供水规模24000m3/d，不同时段用水量、二级泵站供水量如表1-2，供水量与用水量差额由管网高位水池调节，则高位调节水池的调蓄水量为多少？表1-2 不同时段用水量、二级泵站供水量关系表4. 某城市最高日用水量为27000m3/d，其各小时用水量如下表所示，管网中设有水塔，二级泵站分两级供水，从前一日22点到清晨6点为一级，从6点到22点为另一级，每级供水量等于其供水时段用水量平均值。
试进行以下项目计算：1）时变化系数；5.某城市最高日设计用水量为12万m3/d，清水池调节容积取最高日用水量的15%，室外消防一次灭火用水量为55L/s,同一时间内发生火灾的次数为2次，火灾持续时间按2h计，水厂自用水量在清水池中的贮存量按1500m3计，安全贮量取5000m3,则清水池的有效容积为多少？第三章【例题】某城市最高时总用水量为260L/s，其中集中供应的工业用水量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】某城市供水区用水人口5万人，最高日用水量定额为150L／(人·d)，要求最小服务水头为157kPa(15.7m)。
节点4接某工厂，工业用水量为400m3/d，两班制，均匀使用。
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 1Q 1=k h14.8611ii 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、3m/d；绿地用水：10003m/d浇洒道路用水：9803Q= 980 m3/d +1000 m3/d = 1980 m3/d3Q4.未预见用水量4Q=（1107.72+3485+1980）×0.20=1314.54 m3/d45.水厂供应7886.86×5.0%×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 =∑-ih lQ 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。
给水管网设计与计算
连接管段沿线流量之和(L/s) 5.39+9.68=15.07
5.39+5.83+9.79=21.01 5.83+10.13+0=15.96 9.68+5.72+7.04=22.44
节点流量（L/s) 7.54 10.51 7.98
11.22＋13.89
水厂
1
7.54
工厂
（13.89）
日
2.3
170～300 2.5～ 2.0
300～400 2.3～ 1.8
2）工业企业用水量标准
生活用水量和淋浴用水量《建筑给水排水设计规范》 《工业企业设计卫生标准规定》
用水种类 车间性质
生活用水 一般车间 热车间
用水量(L/人.d) 时变化系数Kh
பைடு நூலகம்25
3.0
35
2.5
淋浴用水 不太脏污身体的车间 40 非常脏污身体的车间 60
二区包括：黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、山东、宁夏、 陕西、内蒙古河套以东和甘肃黄河以东的地区；
三区包括：新疆、青海、西藏、内蒙古河套以西和甘肃黄河以西的地区。
表2－2《建筑给水排水设计规范》（GBJ15－88，1997年具备修订）所 制定的住宅生活用水定额。
住宅类别 普通住宅
例： 某城镇给水环状网布置如图所示，全城最高日
最高时总用水量315m3/h，其中包括工厂用水量
50m3/h，管段6～8和8～9均只在单侧有用户。计算
最高日最高时单位管长比流量、沿线流量和节点流
量。
工厂
1
880 620
4 640
520 7
2 890 5
7.给水管网设计与计算2
给水管网定线要求
管网可采用树状网和若干环组成的环状网相结合的 形式，管线大致均匀地分布于整个给水区。
干管的间距采用500～800m。 连接管的间距可根据街区的大小考虑在800～
1000m左右。 分配管直径至少为100mm，大城市采用150～
200mm。 城镇生活饮用水的管网，严禁与非生活饮用水的管
城市给水管网管径测算
管径的计算与估算
• 总体规划阶段的管径估算
原水管道 水厂供水总管 给水干管
• 详细规划阶段的管径计算
枝状管网的管径计算 环状管网的管径计算
城市给水管网管径测算
流量、流速与管径的关系
100mm——3-6L/s 200mm——18-30L/s 300mm——50-70L/s 400mm——110-160L/s 500mm——200-280L/s 600mm——280-380L/s 800mm——500-630L/s 1000mm——780-1100L/s
因管段8-9单侧供水，求节点流量时，将管段配水长 度按一半计算。
例： 某城镇给水环状网布置如图所示，全城最高日
最高时总用水量315m3/h，其中包括工厂用水量
50m3/h，管段6～8和8～9均只在单侧有用户。计算
最高日最高时单位管长比流量、沿线流量节点流
量。
工厂
1
880 620
4 640
520 7
给水管网布置基本形式
根据管网的布置形式，可分为树状管网和环状管网。
给水管网布置基本形式
树状管网：管径随所供用户的减少而降低，构造简 单，投资低，但安全性差，一般用于建设初期。
环状管网：闭合的环，增加了管线的总长度，提高 了管线的安全性，投资明显高于树状管网，但大大 降低水锤，增加了供水的可靠性。
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设计工况水力分析
设计工况即最高日最高时用水工况。管段流量和节 点水头最大，用于确定泵站扬程和水塔高度。
水力分析：确定设计工况时管道流量、管内流速、 管道压降、节点水头和自由水压。 水力分析前需进行预处理 1）泵站所在的管段暂时删除 水力分析前提：水力特性必须已知。 泵站水力特性未知，泵站设计流量合并到与之相关 联的节点中。
设计工况水力分析计算结果 管段或节点编号 管段流量(L/s) 管内流速(m/s) 管段压降(m) 节点水头(m) 地面标高（m） 自由水压（m） 要求自由水压 2 3 4 37.15 0.59 0.75 43.26 22 21.26 24 5 98.72 1.4 2.82 44.04 32.2 / 6 7 8 9
-194.35
-194.35 （2） 14.55
[5] 89.9 （6）
-37.15 （4） 37.15
89.9 51.17
6.27 20.77 [6] 32.46 [7]360 22.63
（7） [9]490 （8）
[8]590
35.03
54.87 82.33
5.00
27.65
管网设计工况水力分析
32.46 22.63 54.87 5 1 203 200 0.7 203 200 0.9 279 300 0.6 103 100
200*2 300
2）设计工况水力分析
将管段[1]暂时删除，管段流量并到节点（2）上的Q2=194.35+14.55=-179.8（L/s） 假定节点（8）为控制点 水头损失采用海曾-威廉公式CW=110
例6.5 某给水管网如图所示，水源、泵站和水塔位置标于图中， 节点设计流量、管段长度、管段设计流量等数据也标注于图中， 节点地面标高及自由水压要求见表。 1）设计管段直径； 2）进行设计工况水力分析； 3）确定控制点。
H1=12.00 （1）清水池 泵站 [1]320 [4]270 [2]650 （3） [3]550 水塔（5）
2-3
3-6 5-6 4-7
530
920 540 640
530
920 540 640
5.83
10.13 5.94 7.04
6-8
7-8 8-9 合计
580
710 560
580×0.5
710 560×0.5 6690
3.19
7.81 3.08 73.60
表5-2 某城镇管网最高日最高时各节点流量
节点编号 1 2 3 4 连接管段编号 1-2,1-4 1-2,2-3,2-5 2-3,3-6,水厂-3 1-4,4-5,4-7 连接管段沿线流量之和(L/s) 5.39+9.68=15.07 5.39+5.83+9.79=21.01 5.83+10.13+0=15.96 9.68+5.72+7.04=22.44 节点流量（L/s) 7.54 10.51 7.98 11.22＋13.89
1
620
2
520
工厂 （13.89） 880 4 520 10.51 7.54
890 540
11.22
640 7.42
5
7 10.72 710 9.63 9 1.54
水厂
3
7.98
920
6 580 8 560
例6.3 p128
管段设计流量分配计算
管段设计流量是确定管段直径的主要依据。
求得节点流量后，就可以进行管网的流量分 配，分配到各管段的流量已经包括了沿线流 量和转输流量。
集中流量可以直接加在所处的节点上；
供水泵站或水塔的供水流量也应从节点处进入 管网系统
例5-1 图5-6所示管网，给水区的范围如虚线所示， 比流量为qs，求各节点的流量。
解: 以节点3、5、8、9为例，节点流量如下：
因管段8-9单侧供水，求节点流量时，将管段配水长 度按一半计算。
例： 某城镇给水环状网布置如图所示，全城最高日 最高时总用水量315m3/h，其中包括工厂用水量 50m3/h，管段6～8和8～9均只在单侧有用户。计算 最高日最高时单位管长比流量、沿线流量和节点流 量。 工厂
47.57 43.71 42.8 -4.77 47.1 3.39
44.71 42.47 46.3 1.59 48.1 29.8 45.3 2.83 45.86 28.56
第四章 给水管网设计与计算(2）
管网计算步骤
1、求沿线流量和节点流量； 2、求管段计算流量； 3、确定各管段的管径和水头损失； 4、进行管网水力计算和技术经济计算； 5、确定水塔高度和水泵扬程。
4.2 设计流量分配与管径设计
用水流量分配 为进行给水管网的细部设计，必须将总流量 分配到系统中去，也就是将最高日用水流量 分配到每条管段和各个节点上去。
1、 单水源树状网
树状管网的管段流量具有唯一性，每一管段的计算 流量等于该管段后面各节点流量和大用户集中用水 量之和。 8 5
8 5 27 4 33 6 26 6 2 7 7 5 14 6 6 3 3 5
泵站
77 34
3 12
4
2 2
17
5
4
2、环状网
环状管网满足连续性条件的流量分配方 案可以有无数多种。
例6.4 p132
管段直径设计
管径和设计流量的关系：
q Av 4q
D
4
2
v
D
v
D－管段直径，m； q －管段流量，m3/s； v －流速，m/s； A －水管断面积，m3。 确定管径必须先选定设计流速。
设计流速的确定
技术上：为防止水锤现象，Vmax<2.5~3m/s； 为避免沉积，Vmin>0.6m/s。 经济上：设计流速小，管径大，管网造价增加； 水头损失减小，水泵扬程降低，电费降低。 一般设计流速采用优化方法求得。 合理的流速应该使 得在一定年限（投资偿还期）内管网造价与运行费 用之和最小。
81.08 8.77 1.15 3.86 18.8 24 0.28 0.38 19.1 28
21.14 25.13 0.67 1.24 18.3 28 0.8 1.76 17.3 28
63.69 2.5 0.9 2.24 41.5 17.5 24 24 0.32 0.97 / / /
47.57 43.71 28.77 24.61
134 59 57 33 30 17 58 14 12 13 19 14 11 60 19 24 8 10 18 5 9 12 27 24 12 9 7 6 5 8 10 15
16
13
流量分配遵循原则：
(1)从水源或多个水源出发进行管段设计流量计算，按 水流沿最短线路流向节点的原则拟定水流方向；
(2)当向两个或两个以上方向分配设计流量时，要向主 要供水方向或大用户用水分配较大的流量，向次要用户 分配较少的流量； (3)顺主要供水方向延伸的几条平行干管所分配的计算 流量应大致接近； (4)每一节点满足进、出流量平衡。
（7） （8） [4] （1） [2] （2） [3] （3）
Q7+q1 Q1-q1
[5] q5,h5 （4） [8]
Q q4,h4 8
q2,h2 Q2
[6] q6,h6 （5）
q3,h3
Q3
[7] q7,h7
[9]
（6）
Q4
q8,h8
Q5
q9,h9
Q6
2）假设控制点
水力分析前提，管网中必须有一个定压节点。
4.2.1 节点设计流量分配计算
集中流量：从一个点取得用水，用水量较大的用户。 分散流量：沿线众多小用户用水，情况复杂。
集中流量： q ni
K hi Q di 86 . 4
(L / s)
qni —各集中用水户的集中流量，L/s； Qdi—各集中用水户最高日用水量，m3/d； Khi—时变化系数。
沿线流量：干管有效长度与比流量的乘积。
ql qs l
l:管段配水长度，不一定等于实际管长。无配水 的输水管，配水长度为零；单侧配水，为实际管 长的一半。
街坊 街坊 街坊 街坊 公园
街坊
街坊
街坊
街坊
节点流量：从沿线流量计算得出的并且假设
是在节点集中流出的流量。
按照水力等效的原则，将沿线流量一分为二， 分别加在管段两端的节点上；
管径 （mm） D=100～400 D≥400 平均经济流速 （m/s） 0.6～0.9 0.9～1.4
选取经济流速时考虑的原则：p134
6.3 泵站扬程与水塔高度设计
设计流量→经济流速→管径确定→压降确定 →控制点确定→泵站扬程和水塔高度确定
树枝状管网设计流量不会因管径选择不同而改变； 环状网中，管径根据初次流量分配确定，管网流量 按管网水力特性进行分配。
给水管网设计节点数据 节点编号 地面标高(m) 要求自由水压(m) 服务水头(m) 1 13.6 / / 2 18.8 24.0 42.8 3 19.1 28 47.1 4 22 24 46 5 32.2 / / 6 18.3 28 46.3 7 17.3 28 45.3 8 17.5 24 41.5
1
620
880
4
520
640
2
520
7
710
890
540
5
水厂
3
920
6 580 8 560
9
解： 工厂的集中流量作为在其附近的节点4配出。管 段6～8和8～9均只在单侧有用户。各管段配水长度 如表所示。 全部配水干管总计算长度为6690m，该管网最高日 最高时的总用水量为：
Q-∑q=(315-50) ×1000/3600=73.6(L/s)