第四章 给水管网的设计计算
第四章 给水管网设计与计算(2)
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。
给水排水管网课程设计说明书及计算书
前言水是人类生活、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。
由于城市给排水系统在新的时期赋予了新的内涵，与人们的生产和生活息息相关。
看似平凡的规划设计却有着不平凡的现实意义，在满足规范和其它技术要求的条件下，根据城市的具体情况，科学规划设计城市给排水管网系统是一个非常重要的课题。
课程设计是学习计划的一个重要的实践性学习环节，是对前期所学基础理论、基本技能及专业知识的综合应用。
通过课程设计调动了我们学习的积极性和主动性，培养我们分析和解决实际问题的能力，为我们走向实际工作岗位，走向社会打下良好的基础。
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。
目录第一章设计任务书 (4)第二章给水管网设计说明与计算 (6)2.1给水管网的设计说明 (6)2.1.1 给水系统的类型 (6)2.1.2 给水管网布置的影响因素 (6)2.1.3 管网系统布置原则 (7)2.1.4 配水管网布置 (7)2.2给水管网设计计算 (8)2.2.1 设计用水量的组成 (8)2.2.2 设计用水量的计算 (8)2.2.3 管网水力计算 (12)2.3二级泵站的设计 (20)2.3.1 水泵选型的原则 (20)2.3.2 二级泵站流量计算 (21)2.3.3二级泵站扬程的确定 (21)2.3.4 水泵校核 (22)第三章排水管网设计说明与计算 (23)3.1排水系统的体制及其选择 (23)3.2排水系统的布置形式 (24)3.3污水管网的布置 (24)3.4污水管道系统的设计 (24)3.4.1 污水管道的定线 (24)3.4.2 控制点的确定 (25)3.4.3 污水管道系统设计参数 (25)3.4.4 污水管道上的主要构筑物 (26)3.5污水管道系统水力计算 (27)3.5.1 污水流量的计算 (27)3.5.2 集中流量计算 (27)3.5.3 污水干管设计流量计算 (27)3.5.4 污水管道水力计算 (29)3.6管道平面图及剖面图的绘制 (31)3.6.1 管道平面图的绘制 (34)3.6.2 管道剖面图的绘制 (35)结论 (35)总结与体会 (36)参考文献 (37)第一章设计任务书一、设计题目囊谦县香达镇给水排水管网工程设计。
给水管网设计计算说明书
仲恺农业工程学院实践教学给水排水管网工程综合设计——给水管网计算书（—学年第二学期）班级给排水科学与工程班姓名李子恒学号设计时间指导老师刘嵩孙洪伟成绩城市建设学院摘要本设计为给水管网设计。
给水工程为城市的一个重要基础设施，必须保证以足够的水量、合格的水质、充裕的水压供应生活用水、生产用水和其它用水。
给水系统设计步骤：根据最高日用水量变化曲线计算水塔和清水池调节容积；进行管网定线，计算管段设计流量、管径和水头损失；最高时环状网管网平差计算；确定水塔高度和水泵扬程；分别进行不利管段事故时、消防时、最大转输时校核。
然后根据上述计算，算出最高时各节点水压，绘制等水压线。
关键词：给水管网；管网定线；设计流量；管网平差；校核；节点水压目录设计的基础依据设计工程概况设计资料用水量计算居民区最高日生活用水量的计算工业企业用水和工作人员生活用水及淋浴用水浇洒道路和绿化用水量火车站用水量未预见水量最高日最高时用水量计算消防用水量计算城市最高日用水量变化曲线清水池和水塔有效容积的计算清水池尺寸给水方案的确定和管网的定线以及各种计算给水方案的确定管网定线要求：配水干管的有效长度计算比流量计算沿线流量节点流量环状管网流量分配和初拟管径管网平差计算节点水压标高水泵扬程计算与选择最高时二级水泵扬程的计算：水泵的选择消防校核消防时的流量分配消防校核管网平差消防时节点标高总结参考文献附件附件设计的基础依据1.1设计工程概况给水系统设计时，首先须确定该系统的供水规模和供水量。
因为系统中的取水、水处理、泵站和管网等设施的确定都须参照设计用水量，从而确定工程的规模及正确选择各级工艺的设计参数和水处理工艺的流程，从而使水质、水压、水量满足用户的使用要求。
城市设计用水量主要包括居住区的生活用水和由城市给水系统供给的工业生产用水和职工的生活用水与淋浴用水，还有全市性的公共建筑和设施用水、浇洒道路和大面积绿化用水以及消防时用水。
设计区域内的用水情况：个居民区的居民的生活用水、个工业区的职工生活用水及淋浴用水、个工业区的生产用水、火车站的用水、浇洒道路和大面积绿化用水。
给水管网计算
一、用水量计算1 最高日用水量1．1最高日生活用水量基本数据：由原始资料知该城市位于二分区,在设计年限内人口数6.0万,查《室外给水设计规范》（GB 50013-2006）可知该城市为中小城市。
最高日综合活用水定额生：150～240 L/（cap•d）。
根据资料显示人口数，选取q=240 L/（cap•d）。
城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的20%计算。
=∑qNf/1000根据公式 Q1―—城市最高日生活用水，m³／d；Q1q――城市最高综合生活用水量定额，取240 L/（cap•d）；Ｎ――城市设计年限内计划用水人口数（cap）；f――城市自来水普及率，采用f=100%则该城市最高日生活用水量为：=（240×6.0×104×100%）/1000=14400 m³/d=166.67 L/sQ11．2工业企业职工的生活用水和沐浴用水量工业企业职工的生活用水量和淋浴用水量，可按《工业企业设计卫生标准》确定。
选取如下数据：职工生活用水量：冷车间按每人每班25升计，热车间按每人每班35升计；职工淋浴用水量：均按每人每班50升计。
则企业甲职工的生活用水和沐浴用水量为：=(25×3×1200+35×3×900)/1000+(50×600×3)/1000=274.50 m³/d Q21企业乙职工的生活用水和沐浴用水量为：=(25×2×1000+35×2×800)/1000+(50×800×2)/1000=239.00 m³/d Q22所以工业企业职工的生活用水和沐浴用水量为：=274.50+239.00=513.5 m³/d =5.94 L/sQ21．3浇洒道路大面积绿化所需的水量洒道路用水量为每平方米路面每次1-1.5L，大面积绿化用水量可采用1.5-2.0L/(d·m²)。
给水管网水力计算方法步骤
给水管网水力计算
1.确定给水管网各管段的管径
给水管道的流速控制范围：
1、对于生活或生产给水管道，一般采用1.0~1.5m/s，不宜大于2.0m/s，当有防噪声要求，且管径小于或等于25mm时，生活给水管道内的流速可采用0.8~1.0m/s；
2、消火栓给水管道的流速不宜大于2.5m/s；
3、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。
2.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。
3.水力计算方法和步骤
1、根据综合因素初定给水方式;
2、根据建筑功能、空间布局及用水点分布情况，布置给水管道，并绘制出给水平面图和轴侧草图；
3、绘制水利计算表格；
4、根据轴侧图选择配水最不利点，确定计算管路；
5、以流量变化处为节点，从配水最不利点开始，进行节点编号，并标注两节点间的计算管段的长度；
6、按建筑的性质选择设计秒流量的计算公式，计算各管道的设计秒流量；
7、根据设计秒流量，考虑流速，查水利计算表进行管网的水利计算，确定管径，并求出给水系统所需压力；
8、校核（H0≥H；H0略＜H ；H0远＜H ）
9、确定非计算管路各管径。
给水管网水力计算方法步骤
给水管网水力计算
1.确定给水管网各管段的管径
给水管道的流速控制范围：
1、对于生活或生产给水管道，一般采用1.0~1.5m/s，不宜大于2.0m/s，当有防噪声要求，且管径小于或等于25mm时，生活给水管道内的流速可采用0.8~1.0m/s；
2、消火栓给水管道的流速不宜大于2.5m/s；
3、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。
2.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。
3.水力计算方法和步骤
1、根据综合因素初定给水方式;
2、根据建筑功能、空间布局及用水点分布情况，布置给水管道，并绘制出给水平面图和轴侧草图；
3、绘制水利计算表格；
4、根据轴侧图选择配水最不利点，确定计算管路；
5、以流量变化处为节点，从配水最不利点开始，进行节点编号，并标注两节点间的计算管段的长度；
6、按建筑的性质选择设计秒流量的计算公式，计算各管道的设计秒流量；
7、根据设计秒流量，考虑流速，查水利计算表进行管网的水利计算，确定管径，并求出给水系统所需压力；
8、校核（H0≥H；H0略＜H ；H0远＜H ）
9、确定非计算管路各管径。
04给水管网的水力计算
根据公式（2-7）先求出平均出流概率U0，查表找出对应的αc值 代入公式（2-6）求出同时出流概率U，再代入公式（2-5）就可求 得该管段的设计秒流量qg，重复上述步骤可求出所有管段的
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
公式（2-1）：
2.4 给水管网的水力计算
2.4.5 水力计算的方法步骤
首先根据建筑平面图和初定的给水方式，绘给水管道平 面布置图及轴测图，列水力计算表，以便将每步计算结果填 入表内，使计算有条不紊的进行。
1. 根据轴测图选择最不利配水点，确定计算管路，若在轴
测图中难判定最不利配水点，则应同时选择几条计算管路， 分别计算各管路所需压力，其最大值方为建筑内给水系统所 需的压力；
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
[例2.1]
查附表1-1，选15mm口径的分户水表，其常用流量为 1.5m3/h>q3,4，过载流量为3m3/h。所以分户水表的水头损失：
选口径32mm的总水表，其常用流量为6m3/h>q8-9，过载流量为 12m3/h。所以总水表的水头损失为：
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
6. 若设置升压、贮水设备的给水系统，还应对其设备进行 选择计算。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2.4 给水管网的水力计算
2.4.5 水力计算的方法步骤
[例2.1]
某5层10户住宅，每户卫生间内 有低水箱坐式大便器1套，洗脸盆、 浴盆各1个，厨房内有洗涤盆1个，该 建筑有局部热水供应。
图2-2为该住宅给水系统轴测图 ，管材为给水塑料管。引入管与室外 给水管网连接点到最不利配水点的高 差为17.1m。室外给水管网所能提供 的最小压力H0=270kPa。
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。
4给水排水管网模型
2)图的集合表示:
设有节点集合V=｛v1,v2,v3,---,vn｝和管段集 合E=｛e1,e2,e3,---,en｝，且任一管段ek=(vi,vj) ∈E与节点vi ∈V 和vj∈V关联，则集合V和E 构成一个管网图，记为G(V,E) 。 N=| V |管网
图中的节点数， M=|E|为管网图的管段数，
4.2.1 管网图的基本概念
图论:数学理论的一个分支，研究事物之间的关 联关系
管网图论:图论的概念和理论引入到给水排水管 网模型的分析和计算中
管网图论的概念和理论与数学图论是一致的，但为了 易于理解，有些名词采用了本专业习惯的叫法
（1）图的定义 对于给排水管网模型，当略去其构造和水力特征后，
(11,12),(12,10)} 管网图的节点数N(G)=12 ，管段数M(G)=11 。 (2) 有向图 在管网G(V,E)中，关联任意管段ek=(vi,vj) ∈E
的两个节点vi ∈V 和vj∈V是有序的即ek=(vi,vj) ≠(vj,vi) ，所以管网图G为有向图，为表明管段 的方向，记ek=(vi→vj) ，节点vi称为起点，节点 vj称为终点。
特征的表现 ➢ 构造属性通过系统设计确定，拓扑属性
采用数学图论表达，水力属性则运用水 力学理论进行分析和计算。
管段的构造属性有：
1）管长，以m为单位；
2）管径，以m或m m为单位；
3）粗糙系数，与管道材料有关，以n、e、 CW等来衡量。
管段的拓扑属性有：
1）管段方向。是一个设定的固定方向 （不是流向，也不是泵站的加压方向， 但当泵站加压方向确定时一般取其方 向）;
第4章 给水排水管网模型
4.1 给水排水管网的模型化
➢ 给排水管网模型:给水排水管网是大规模复杂多变
给水管网水力计算
注：节点4除包括流量23.80L/s以外，还应包括工业用
水集中流量6.94L/s。
4.48 7.16
3
水塔
水泵
93.75 600
5.37 88.38 0 300 1
23.80+6.94 60.63 11.63 450 4 650 16.11 5 7.52
2
11.63
8
6 3.67 7 205 7.07 3.67
计 算 方 法 分 类
量。
2.1 环方程组解法
连续性方程qi+∑qij＝0的要求 初步分配流量
满足∑hij＝0或∑sijqijn＝0
？？ 管径和各管段水头损失
平差
不满足∑hij＝0或∑sijqijn＝0，如何解决？
管网平差
按初步分配流量确定的管径基础上，重新分配各管段的 流量，反复计算，直到同时满足连续性方程组和能量方 程组时为止，这一计算过程称为管网平差。
FL qm , qm 1 , , q p 0
0 0 0
初步分配流量qi(0)增加校正流量与（实际流量的的差额）
为Δqi，将qi(0) + Δqi带入上式有
使管段流量逐渐接近于实际流 量，从而使闭合差逐渐减小， 最后趋于0
F1 q10 qi , q20 q2 , , qh0 qh 0
86.81
节点流量 节点流量qi=0.5∑q1：
节点 0 1 2 3 4 5 6 7 8
合计
节点流量（L/s） 0.5×10.74＝5.37 0.5×(10.74+5.37+16.11)＝16.11 0.5×(5.37+8.95) ＝7.16 0.5×8.95＝4.48 0.5×(16.11+23.27+8.23)＝23.80 0.5×(8.23+6.80)＝7.52 0.5×(6.80+7.34)＝7.07 0.5×7.34＝3.67 0.5×23.27＝11.63
给水管网设计计算步骤
2．给水管网布置基本形式
（特1点）：树状网：因形状像树而得名
●管线长度短，构造
简单，投资省
4.1 确定供水方案
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。
1．最高日设计用水量定额 （1）居民生活用水
居民生活用水定额和综合生活用水定额（包括 公共设施生活用水量）见《室外给水设计规范》 （2）工业企业
以每万元产值用水量表示 1） 生产用水定额单位设备用水量
单位产品用水量
2)
职工生活用水定额高 一温 般车 车间 间3255LL
/ /
人班 人班
职工淋浴用水定额高一温般车车间间6400LL
（2）管网定线要点
● 以满足供水要求为前提，尽可能缩短管线长度； ● 干管延伸方向与管网的主导流向一致，主要取决于
二级泵站到大用水户、水塔的水流方向 ● 沿管网的主导流向布置一条或数条干管 ● 干管应从两侧用水量大的街道下经过（双侧配水），
减少单侧配水的管线长度；
● 干管之间的间距根据街区情况，宜控制在500~800m 左右，连接管间距宜控制在800~1000m左右；
给水管网计算
一、用水量计算1 最高日用水量1．1最高日生活用水量基本数据：由原始资料知该城市位于二分区,在设计年限内人口数6.0万,查《室外给水设计规范》（GB 50013-2006）可知该城市为中小城市。
最高日综合活用水定额生：150～240 L/（cap•d）。
根据资料显示人口数，选取q=240 L/（cap•d）。
城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的20%计算。
=∑qNf/1000根据公式 Q1―—城市最高日生活用水，m³／d；Q1q――城市最高综合生活用水量定额，取240 L/（cap•d）；Ｎ――城市设计年限内计划用水人口数（cap）；f――城市自来水普及率，采用f=100%则该城市最高日生活用水量为：=（240×6.0×104×100%）/1000=14400 m³/d=166.67 L/sQ11．2工业企业职工的生活用水和沐浴用水量工业企业职工的生活用水量和淋浴用水量，可按《工业企业设计卫生标准》确定。
选取如下数据：职工生活用水量：冷车间按每人每班25升计，热车间按每人每班35升计；职工淋浴用水量：均按每人每班50升计。
则企业甲职工的生活用水和沐浴用水量为：=(25×3×1200+35×3×900)/1000+(50×600×3)/1000=274.50 m³/d Q21企业乙职工的生活用水和沐浴用水量为：=(25×2×1000+35×2×800)/1000+(50×800×2)/1000=239.00 m³/d Q22所以工业企业职工的生活用水和沐浴用水量为：=274.50+239.00=513.5 m³/d =5.94 L/sQ21．3浇洒道路大面积绿化所需的水量洒道路用水量为每平方米路面每次1-1.5L，大面积绿化用水量可采用1.5-2.0L/(d·m²)。
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。
给水管网的计算
qg n0 q0 b
第4章
建筑内部给水系统的计算
4.1
设计秒流量
总目录
工业企业生活间、公共浴室、洗衣房、公共食堂、 4.1.1 影剧院、体育馆等建筑设计秒流量计算公式
qg n0 q0 b
式中:
—— 计算管段中的设计秒流量（L/s）； —— 同类型卫生器具数； —— 同一类型一个卫生器具给水额定流量； 按表4-1根据设计手册确定（L/s）； —— 卫生器具的同时给水百分数 % ； 设计时按表2-9（a）、2-9（b）、2-9（c） 或按设计手册确定；
第4章
建筑内部给水系统的计算
4.1
设计秒流量 4.1.2 住宅建筑的生活给水管道的设计秒流量
总目录
采用概率法进行计算时，生活给水管道最大用水时 卫生器具给水当量平均出流概率的计算是关键，为了使 的计算值不致偏差过大，下表列出了住宅的卫生器具给 水当量最大用水时平均出流概率值，供参考。
住宅的卫生器具给水当量最大用水时平均出流概率参考值（％）
建筑物 的性质 U0 普 通 住 宅
别 墅
Ⅰ型 3.0～4.0 Ⅱ型 2.5～3.5 Ⅲ型 2.0～2.5 1.5～2.0
第4章
建筑内部给水系统的计算
4.1
设计秒流量 4.1.2 住宅建筑的生活给水管道的设计秒流量
总目录
2. 根据计算管段上的卫生器具给水当量总数计算 得出该管段的卫生器具给水当量的同时出流概率 ：
第4章
建筑内部给水系统的计算
4.1
设计秒流量 4.1.2 住宅建筑的生活给水管道的设计秒流量
总目录
4. 当给水干管连接有两条或两条以上给水支管， 而各个给水支管的最大用水时卫生器具给水当量平均出 流概率具有不同的数值时，该给水干管的最大用水时卫 生器具给水当量平均出流概率应按加权平均法计算：
给排水-----给水管网计算
给水管网管径计算 给水管网水力计算
给水管网管径计算
基本公式
4Q R V
沿线流量：供 给管段两侧用 户所需流量。
传输流量：给 水管中流向下 一管段，没有 在本管段被用 户取用的流量。
集中流量：给 水管网中用大 用户的用水量
比流量：将扣除了集 中流量后的用水量， 均匀分布在干管（用 水面积）上，所得到 的单位长度（面积） 上的流量，分别称为 长度比流量和面积比 流量。
城市工程系统规划基础资料
自然环境资料 气象、水文、地质资料 城市基本情况 现状经济、人口、用地、城市布局、
城市环境资料
城市规划资料
城市性质、人口规模和分布、用地 布局、 道路网和各类设施规划分布状况
分区或详规地块相应资料
城市给水工程资料
1. 城市水源资料
(1)城市水资源分布图 , 城市水资源分布状况 , 可利用的地下水、 地表水资源量与开发条件。 (2) 城市及周围的水库设计容量、死库容量、总蓄水量。 (3) 城市现有的引水工程分布、规模、运行状况。 (4)城市取水口的位置、取水条件、原水水质状况。
qL2 qL1 qn qL4 qL3
把沿线流量转换为节点流量后，每条管段所通过的流量，即
为其计算流量。对于树状管网，管段上的流量为其后所有节 点流量与集中流量的和。
q5 Q1~2=q2+q3+q4 Q0~1=q1+q2+q3+q4+q5+q6 0 1 2 q2 q3 q6
q1 q4
流速的确定
为简化计算，假定用 水量均匀分布，并且 用户从管道节点处取 水。
节点流量：由沿线 流量计算得出的， 假定从节点被用户 从管段取用的水流 量。
第四章-给水排水管网模型
Q4
q8,h8 Q5
q9,h9 Q6
任意设定，不一定等于管段中水流的流向。实际流 向与设定方向不一致，用负值表示。
（3）节点流量方向的设定 流出节点为正，流入为负值。
管网节点数N和管段数M的关系
两大类管网：树状网和环状网 ▪ 树状网：M=N-1 ▪ 环状网：M=L+N-1（L为内环数）
（7）
Q7
[1]
管网模型的标识
（7）
Q7
[1]
（1）节点和管段编号 q1,h1 （1） [2] （2） [3]
节点（1）,（2）…
Q1
q2,h2 Q2
q3,h3
管段[1],[2]…
[5] q5,h5
[9]
（8） [4]
（3） q4,h4Q8 Q3 [7] q7,h7
（6）
（2）管段方向的设定
简化原则：宏观等效原则；最小误差原则。
简化方法： 1）删除次要管线，保留主管线； 2）交叉点近可合并为同一交叉点； 3）将全开阀门去掉，将管线从全闭阀门处切断； 4）采用水力等效原则将不同管材和规格等效为单一
管材和规格； 5）并联管线可简化为单管线； 6）大系统可拆分为多个小系统。
附属设施简化： 1）删除不影响全局水力特性的设施； 2）将同一处的多个相同设施合并。
▪ 节点：管线交叉点、端点或大流量出入点的抽象形 式。水的能量唯一，但有流量的输入或输出。
管段和节点的属性
管段属性
▪ 构造属性：管长、直径、粗糙系数。 ▪ 拓扑属性：管段方向、起点、终点。 ▪ 水力属性：流量、流速、扬程、摩阻，压降。
节点属性
▪ 构造属性：高程、位置。 ▪ 拓扑属性：与节点关联的管段及其方向、节点的度； ▪ 水力属性：节点流量、节点水头、自由水头。
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。
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，记为 qs L（/ s m） 。
qs 可按下式计算：
qs
Q Qi L
Q ——管网总用水量（L/s）;
(4- 2)
Qi ——工业企业及其他大用户的集中流量之和 （L/s）;
L ——管网配水干管总计算长度(m)。（l)单侧配水的管段按实际长
度的一半计入；（2）双侧配水的管段，计算长度等于实际长度；（3）两 侧不配水的管线长度不计。
在管网计算中常会遇到两类课题:
➢(1)设计计算
即按最高日最高时流量求出各节点流量后，进行流量分配
， 求出管段流量，确定管网中各管段的管径及水头损失，再推
算出给水管网系统的水压关系（水泵扬程和水塔高度）。
Q时 Q节
Q分（管段 ） D h
Hp（Ht）
第4章 给水管网的设计计算
➢(2)管网校核计算 在管网管径已知的前提下，按管网在各种用水情况下的
1
2
3
第4章 给水管网的设计计算
由于用水点多，用水量经常变化，按实际情况 计算非常复杂，为计算方便，常采用简化法——比 流量法。（假定小用水户的流量均匀分布在全部干 管上 ）
比流量法
长度比流量法 面积比流量法
第4章 给水管网的设计计算
1、长度比流量 长度比流量法：假定沿线流量 q1、q2、q3 均匀分布在全
简化前
简化后
第4章 给水管网的设计计算
2、简化方法 (1)分解
只有一条管线连接的两个管网，可以把连接管线断开，分解成 为两个独立的管网；
有两条管线连接的分支管网，若其位于管网的末端且连接管线 的流向和流量可以确定时，也可以进行分解；管网分解后即可分别 计算。
第4章 给水管网的设计计算
(2)合并 管径较小、相互平行且靠近的管线可考虑合并。 如管线交叉点很近时，可以将其合并为同一交叉点。
工作流量，分别求出各节点的计算流量，确定各管段的流量 和水头损失，分析计算结果，得出管网在各种用水情况下的 流量和水压，以此校核按最高时用水确定的水泵扬程。
Q时
Q节
Q'分（管段 ） h'
H&3;消防时。 2.事故时:总用水量能满足高日高时管网总用水量的70%。 3.最大转输时：（对置水塔时校核）设计输配系统能否在转输 工况时将水打入水塔。
第4章 给水管网的设计计算
2、管段 两个相邻节点之间的管道称为管段，如管段2～3。
3、管线 管段顺序连接形成管线，如管线1～2～3～4～7～ 8。
第4章 给水管网的设计计算
4、环 起点与终点重合的管线构成环，如3～4～7～6～3构成
环。 ①在一个环中不包含其他环时，称为基环，如环Ⅰ、Ⅱ
都是基环。 ②几个基环合成的大环，如环Ⅰ、Ⅱ合成的大环2～3～4
第4章 给水管网的设计计算
6.1 概述 6.3 管段设计流量计算 6.5 枝状管网水力计算 6.7 输水管水力计算 6.9 给水管道工程图
6.2 管网图形的性质与简化 6.4 管径计算 6.6 环状管网水力计算 6.8 给水管道的敷设
第4章 给水管网的设计计算
4.1 概 述
给水工程总投资中，输水管渠和管网费用（包括管道、阀 门、附属设施等）约占70%~80%。因此，必须进行多种方案的 设计与比较，以达到经济合理地满足近期和远期的用水目的。
第4章 给水管网的设计计算
2、面积比流量 面积比流量法：假定沿线流量 q1、q2、q3 均匀分布在
整个供水面积上，则单位面积上的配水流量称为面积比流
量，记作 q L/（/ m2） 。 A
q Q Qi
A
A
( 4-3 )
A——给水区域内沿线配水的供水面积总和(m2)；
其他符号同上。
第4章 给水管网的设计计算
式中 ： Li ——该管段的计算长度(m)； Ai ——该管段所负担的供水面积(m2)。
第4章 给水管网的设计计算
4.3.2 节点流量
第4章 给水管网的设计计算
(3)省略 首先略去水力条件影响较小的管线，即省略管网
中管径相对较小的管线。 管线省略后的计算结果是偏于安全的，但是由于
流量集中，管径增大，并不经济。
第4章 给水管网的设计计算
第4章 给水管网的设计计算
6.3 管段设计流量计算
要确定各管段的直径，必须首先确定各管段的设计流量 ，为此，先求出各管段的沿线流量和各节点的节点流量。
第4章 给水管网的设计计算
4.2 管网图形的性质与简化
4.2.1 管网图形的性质 给水管网是由管段和节点构成的有向图。管网图形中每
个节点通过一条或多条管段与其他节点相连接。 1、节点（1、2、3，···，8）
①配水源节点，如泵站、水塔 或高地水池等； ②不同管径或不同材质的交接 点； ③管网中管段的交汇点或集中 向大用户供水的点，因管中流 量发生变化，也是节点。
～7～6～5～2就不再是基环。
第4章 给水管网的设计计算
③虚环
对于多水源管网，为了计算方便，将有两个或两个以
上水压一定的水源节点(泵站、水塔等)用虚管线与虚节点连
接时，也形成环，因实际上并不存在，故称为虚环。虚环
数等于配水源数减一，或等于虚管段数减一。
由多面体的欧拉定理，可导出平面管网图形的节点(包
干管每一管段所负担的供水面积划分方法：分角线法、 对角线法。
供水面积划分 a）对角线法；b）分角线法
第4章 给水管网的设计计算
由比流量 qs、qA 可计算出各管段的沿线配水流量即
沿线流量，记作qy ，则任一管段的沿线流量 qy(L/S)可按
下式计算：
qy qs Li
或
qy qA Ai
(4- 4) (4-5)
6.3.1 沿线流量 城市给水管网的干管和分配管上，承接了许多用户： ①工厂、机关、学校、医院、宾馆等大用户，称为集中流量； ②数量很多，但用水量较小的居民用水、浇洒道路或绿化用水，称
沿线流量。
第4章 给水管网的设计计算
干管配水情况
Q1、Q2大用户集中流量
q、q、q等为沿线小用户用水流量
1
2
3
q、q 、q 供给分配管流量
括虚节点O)数J、管段(包括虚管段)数P和基环(包括虚环)
数L之间的关系：
P=J+L-1
(4-1)
对于枝状管网，因环数L =0，故P=J -1即管段数等于节
点数减一。
第4章 给水管网的设计计算
4.2.2 管网图形的简化 1、简化目的及原则 目的：减轻计算工作量。 原则：保证计算结果接近于实际情况。