第四章 给水管网的设计计算

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。
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）
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➢(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
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(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
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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。
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
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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)
～7～6～5～2就不再是基环。
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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
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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 )Fra Baidu bibliotek
A——给水区域内沿线配水的供水面积总和(m2)；
其他符号同上。
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1
2
3
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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
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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
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
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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。
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。
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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
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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。
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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
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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。
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)。
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4.3.2 节点流量
简化前
简化后
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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。
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(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。
部配水干管上。则管线单位长度上的配水流量称为长度比流量
，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。
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'p
Q时： 1.消防时：最高时+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。