给水工程设计 PPT
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第6章 给水管网工程设计
管网计算会遇到两类课题：
1．管网设计计算（最高时）——第一类课题 2．管网复核计算（消防时、事故时及最大转输时等）—
—第二类课题
6．1 设计用水量及其调节计算
6．1．1 最高日设计用水量
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
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
9
3．消防用水量（校核时使用）
QxqfNf m3/d
式中 qf ——消防用水量定L额 /s； ， Nf ——同时发生火灾次数。
6．1．2 设计用水量变化及其调节计算
1．设计用水量变化规律的确定 可用变化系数（粗略）或变化曲线（比较精确）。
无详细资料时，可供参考。 （1）最高日城市综合用水的时变化系数Kh宜采用
以每万元产值用水量 示表 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 高 一 用温 般 水3 2车 车 定 L 5 L 5//人 人 间 间 额 班 班
职工淋浴 高 一 用温 般 水6 4车 车 定 L 0 L 0//人 人 间 间 额 班 班
（3）消防用水：按《建筑设计防火规范》执行 （4）其他用水
W2 — —水厂自用水量 1）原水不处理， W2 0； 2）原水需处理，自用水 连续均匀消耗时，可不 记；
3）否则， W2 0.5 ~ 3% Qd W3 — —消防贮备， W3 Q xT， Q x q f N ， T 2 ~ 3h
W4 — —安全贮备，避免清水 池被抽空，威胁供水安 全，
W4
W2 ——消防贮备，按防 室10内 m消 in用水量计算。
6．2 设计流量分配与管径设计 6．2．1 节点流量分配计算
1．沿线流量 是指沿线分配给用户的流量。 管网配水情况比较复杂，高峰流量各异。计算
时加以简化。比流量法，假定小用水户的流量沿 线均匀分布。
（1）长度比流量 假定水量沿管网长度均匀流出。管线单位长
（4）浇洒道路和绿化用水量
Q 4
q 4 a N 4 af4 q 4 b N 4 b (m 3 /d ) 1000
式中 q4a ——城市浇洒道路定用额水， L量 （ / m2次）； q4b ——城市绿化用水，量L（ /定m2额d）； N4a ——城市最高日浇面洒积道， m路 2； f4 ——城市最高日浇次洒数道 2， ~路 3次/d； N4b ——城市最高日绿面化积用， m水 2。
目的：确定各管段中的流量，进而确定管段直径。 流量分配要保持水流的连续性，每一节点必须满足
节点流量的平衡条件：流入任一节点的流量等于流 离该节点的流量，若以流入为“一”，流离为“+”， 则∑Q=0。 1. 枝状网
水流方向唯一，流量分配唯一，任一管段的 流量等于以后所有节点流量总和。
二级泵站
q45 Q5 q34 Q4 Q5
（5）未预见水量和管网漏失量
Q 5 （ 0 .1 ~ 0 5 .2 )Q 5 1 ( Q 2 Q 3 Q 4 ) m 3 /d
最高日设计用水量
Q d Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 （ 1 . 1 ~ 1 . 2 5 ) Q 1 5 ( Q 2 Q 3 Q 4 )m 3 / d
q 2 3 Q 3 Q 4 Q 5 Q 8 Q 1 1
2. 环状网 流量分配有多种组合方案 基本原则：满足供水可靠性前提下，兼顾经济性。
方法和步骤：
➢ 确定控制点位置，管网主导流向； ➢ 参照主导流向拟定各管段水流方向，以最短距离
供水到大用户或边远地区；
➢ 尽量使平行的主要干管分配相近的流量（防止某
5 7 . 5
6 2 . 2 8 5 7 . 5
2 工 6 0 厂 0 3 工 6 0 厂 0 4
q y q cl b i (l/s )
3．沿线流量：
q y q clb i (l/s)
各管段沿线流量计算
4．节点流量计算：
Q j 0 .5q y q i (l/s )
各管段节点流量计算
6．2．2 管段设计流量分配
2．配水干管比流 量
qcbQhl qi
260120 4400
0. 03182l / sm
80 80 80 50
7 . 9 5 7
绿 地居 住 区 Q = 2 6 0 L / s1 7 . 5 0 2 7 . 0 5 3 0 . 2 2
1 6 0 0 5 6 0 0 6
居 住 区居 住 区居 住 区居 住 区
qy qcbli (l/s) 式中 li ——该管段的计算m长 。度，
（2）面积比流量 假定沿线流量均匀分布在整个供水面积上。管
线单位面积上的配水流量，称为面积比流量，记作
qmb。
qmbQh qi l/sm2 式 ——需沿线配水积的总供和 m水 2。 ，面
则每一计算管段沿线流量记作qy为：
qy qm bAi (l/s) 式中Ai ——该管段负担的 积供 ， m水 2。面
1.3～1.6，日变化系数Kd 1.1～1.5； （2）工业企业职工生活用水时变化系数为2.5～3.0。 （3）工业生产用水可均匀分配。
占 最 高 日 用 水 量 的 百 分 比
6 5 4 3 2
2.78%
1
5% 4.17%
0 2 4 6 8 1012141618202224时 间
2．调节容积计算 （1）请水池的容积
3）同一管网，比流量的大小随用水量变化而变化。 各种工况下需分别计算。
2．节点流量 （1）集中流量 （2）沿线流量划成节点流量
Q j 0 .5q y q i ( l/s )
【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。
（3）工业企业职工生活用水和淋浴用水量
Q 3
q3aN i3a iq3bN i3bi (m 3/d) 1000
或 Q 3
q3a1N 3a1q3a2N 3a2q3b1N 3b1q3b2N 3b2 1000
(m 3/d)
Q Q 3 5 （ 0 .1 q 4 a ~ N 0 5 4 .a 2 1 f4 ) Q 0 5 1 q ( 4 b Q N 0 2 4 b Q 0 3 ( m Q 3 4 /) d )m 3 /d
（2）工业企业生产用水量
Q 2 q2iN 2i(1fi)(m 3/d)
式中 q2i——各工业企产 业用 最水 高量 m 日 3/定 万 生额 元 m3， ， /单位产量 m3（ / 单位生 d） 产设备
N2i——各工业企元 业 /d， 产或 值产 ，量 万，数 或量 生产设 fi——各工业企重 业复 生使 产用 用率 水。
解：1．配水干管计算总长度
L 0 .5 L 1 5 0 .5 L 2 3 0 .5 L 3 4 L 1 2 L 3 5 L 4 6 L 6 7 L 1 5
0 .(5 6 6 0 0 6 00 0 3 0 8 ) 0 60 0 50 00
44 (m )00
些管段负荷过重），连接管要少分配流量，满足 沿线配水为限（主要作用是干管损坏时转输流量）
➢ 各干管通过的流量沿主要流向逐渐减少，不要忽
多忽少；
➢ 可以起端开始或从末端，满足节点流量的平衡条
件。 此分配值是预分配，用来选择管径，真正值由平差
结果定。
每一管段所负担的供水面积可按分角线法和对角 线法划分。
4
1
2
3
5
注意：
1）面积比流量考虑了沿线供水面积（人数）多少 对管线配水的影响，计算结果更接近实际配水 情况，但计算较麻烦。当供水区域的干管分布 比较均匀时，二者相差很小。这时，用长度比 流量较好。
2）当供水区域内各区卫生设备或人口密度相差较 大时，各区的比流量应分别计算。
度上的配水流量，称为长度比流量，记作qcb。
qcbQh l qi l/sm
式中 Qh——管网总最高时量设，l计 /s； 流
qi ——管网中大用水流户量集的中总l和 /s； ，
双侧配水：取管道实长
l ——配水干管计算，总 m。 长 单度侧配水：取管的道一实半长 不配水：计算长度为零
则每一计算管段沿线流量记作qy为：
1）浇洒道路：1～2 L/m2 ·次，每日2～3 2）绿化：1.5～4 L/m2 ·d
2．最高日设计用水量计算Qd
（1）城市最高日综合生活用水量（包括公共设施 生活用水量）
Q 1
q1iN1i (m3/d) 1000
式中 q1i— —城市各用 高水 日分 综区 合的 生 ， L/最 人 活 d用水 N1i— —设计年限 水内 分城 区市 的各 计 数用 划 ，用 人水 。
Wc W1 W2 W3 W4 m 3
式中 W1 — —调节容积， W1 k1Q（d m 3） k1 清水池调节容积占最高 日用水量的百分数，其 1）根据一级泵站与二级 泵站供水曲线推求
计算方法：
2）估算，城镇 k1 10 ~ 20 %（二级泵站分级供水） k1 （0 二级泵站均匀供水）
（ 1 ~ 6
1 9
）(W1
wk.baidu.com
W
2
W3
)
m3
（2）水塔的容积
Wt W1W2 m3 W1——调节容积 W1， k2Q（ d m3）
k2 水 塔 调 节 容 积 占用 最水 高量 日的 百 分 数算 ，方 其法 计： 1）根据用水量变与 化二 曲级 线泵站供水求 曲线推 2）估算，城 k2 镇6~8%（二级泵站分级供水） k2 8~15%（二级泵站均匀供水）
式中 q3a1——各工业企业一般职车工间生活用水量2定5L额/人，班； q3a2 ——各工业企业高温职车工间生活用水量3定5L额 /人，班； N3a1 ——各工业企业一般最车高间日职工总人数；，人 N3a2 ——各工业企业高温最车高间日职工总人数；，人 q3b1 ——各工业企业一般职车工间淋浴用水量4定0L额/ 人，班； q3b2 ——各工业企业高温职车工间淋浴用水量6定0L额 /人，班； N3b1 ——各工业企业一般最车高间日职工淋浴总，人人数； N3b2 ——各工业企业高温最车高间日职工淋浴总，人人数。
管网计算会遇到两类课题：
1．管网设计计算（最高时）——第一类课题 2．管网复核计算（消防时、事故时及最大转输时等）—
—第二类课题
6．1 设计用水量及其调节计算
6．1．1 最高日设计用水量
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
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
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3．消防用水量（校核时使用）
QxqfNf m3/d
式中 qf ——消防用水量定L额 /s； ， Nf ——同时发生火灾次数。
6．1．2 设计用水量变化及其调节计算
1．设计用水量变化规律的确定 可用变化系数（粗略）或变化曲线（比较精确）。
无详细资料时，可供参考。 （1）最高日城市综合用水的时变化系数Kh宜采用
以每万元产值用水量 示表 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 高 一 用温 般 水3 2车 车 定 L 5 L 5//人 人 间 间 额 班 班
职工淋浴 高 一 用温 般 水6 4车 车 定 L 0 L 0//人 人 间 间 额 班 班
（3）消防用水：按《建筑设计防火规范》执行 （4）其他用水
W2 — —水厂自用水量 1）原水不处理， W2 0； 2）原水需处理，自用水 连续均匀消耗时，可不 记；
3）否则， W2 0.5 ~ 3% Qd W3 — —消防贮备， W3 Q xT， Q x q f N ， T 2 ~ 3h
W4 — —安全贮备，避免清水 池被抽空，威胁供水安 全，
W4
W2 ——消防贮备，按防 室10内 m消 in用水量计算。
6．2 设计流量分配与管径设计 6．2．1 节点流量分配计算
1．沿线流量 是指沿线分配给用户的流量。 管网配水情况比较复杂，高峰流量各异。计算
时加以简化。比流量法，假定小用水户的流量沿 线均匀分布。
（1）长度比流量 假定水量沿管网长度均匀流出。管线单位长
（4）浇洒道路和绿化用水量
Q 4
q 4 a N 4 af4 q 4 b N 4 b (m 3 /d ) 1000
式中 q4a ——城市浇洒道路定用额水， L量 （ / m2次）； q4b ——城市绿化用水，量L（ /定m2额d）； N4a ——城市最高日浇面洒积道， m路 2； f4 ——城市最高日浇次洒数道 2， ~路 3次/d； N4b ——城市最高日绿面化积用， m水 2。
目的：确定各管段中的流量，进而确定管段直径。 流量分配要保持水流的连续性，每一节点必须满足
节点流量的平衡条件：流入任一节点的流量等于流 离该节点的流量，若以流入为“一”，流离为“+”， 则∑Q=0。 1. 枝状网
水流方向唯一，流量分配唯一，任一管段的 流量等于以后所有节点流量总和。
二级泵站
q45 Q5 q34 Q4 Q5
（5）未预见水量和管网漏失量
Q 5 （ 0 .1 ~ 0 5 .2 )Q 5 1 ( Q 2 Q 3 Q 4 ) m 3 /d
最高日设计用水量
Q d Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 Q 5 （ 1 . 1 ~ 1 . 2 5 ) Q 1 5 ( Q 2 Q 3 Q 4 )m 3 / d
q 2 3 Q 3 Q 4 Q 5 Q 8 Q 1 1
2. 环状网 流量分配有多种组合方案 基本原则：满足供水可靠性前提下，兼顾经济性。
方法和步骤：
➢ 确定控制点位置，管网主导流向； ➢ 参照主导流向拟定各管段水流方向，以最短距离
供水到大用户或边远地区；
➢ 尽量使平行的主要干管分配相近的流量（防止某
5 7 . 5
6 2 . 2 8 5 7 . 5
2 工 6 0 厂 0 3 工 6 0 厂 0 4
q y q cl b i (l/s )
3．沿线流量：
q y q clb i (l/s)
各管段沿线流量计算
4．节点流量计算：
Q j 0 .5q y q i (l/s )
各管段节点流量计算
6．2．2 管段设计流量分配
2．配水干管比流 量
qcbQhl qi
260120 4400
0. 03182l / sm
80 80 80 50
7 . 9 5 7
绿 地居 住 区 Q = 2 6 0 L / s1 7 . 5 0 2 7 . 0 5 3 0 . 2 2
1 6 0 0 5 6 0 0 6
居 住 区居 住 区居 住 区居 住 区
qy qcbli (l/s) 式中 li ——该管段的计算m长 。度，
（2）面积比流量 假定沿线流量均匀分布在整个供水面积上。管
线单位面积上的配水流量，称为面积比流量，记作
qmb。
qmbQh qi l/sm2 式 ——需沿线配水积的总供和 m水 2。 ，面
则每一计算管段沿线流量记作qy为：
qy qm bAi (l/s) 式中Ai ——该管段负担的 积供 ， m水 2。面
1.3～1.6，日变化系数Kd 1.1～1.5； （2）工业企业职工生活用水时变化系数为2.5～3.0。 （3）工业生产用水可均匀分配。
占 最 高 日 用 水 量 的 百 分 比
6 5 4 3 2
2.78%
1
5% 4.17%
0 2 4 6 8 1012141618202224时 间
2．调节容积计算 （1）请水池的容积
3）同一管网，比流量的大小随用水量变化而变化。 各种工况下需分别计算。
2．节点流量 （1）集中流量 （2）沿线流量划成节点流量
Q j 0 .5q y q i ( l/s )
【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。
（3）工业企业职工生活用水和淋浴用水量
Q 3
q3aN i3a iq3bN i3bi (m 3/d) 1000
或 Q 3
q3a1N 3a1q3a2N 3a2q3b1N 3b1q3b2N 3b2 1000
(m 3/d)
Q Q 3 5 （ 0 .1 q 4 a ~ N 0 5 4 .a 2 1 f4 ) Q 0 5 1 q ( 4 b Q N 0 2 4 b Q 0 3 ( m Q 3 4 /) d )m 3 /d
（2）工业企业生产用水量
Q 2 q2iN 2i(1fi)(m 3/d)
式中 q2i——各工业企产 业用 最水 高量 m 日 3/定 万 生额 元 m3， ， /单位产量 m3（ / 单位生 d） 产设备
N2i——各工业企元 业 /d， 产或 值产 ，量 万，数 或量 生产设 fi——各工业企重 业复 生使 产用 用率 水。
解：1．配水干管计算总长度
L 0 .5 L 1 5 0 .5 L 2 3 0 .5 L 3 4 L 1 2 L 3 5 L 4 6 L 6 7 L 1 5
0 .(5 6 6 0 0 6 00 0 3 0 8 ) 0 60 0 50 00
44 (m )00
些管段负荷过重），连接管要少分配流量，满足 沿线配水为限（主要作用是干管损坏时转输流量）
➢ 各干管通过的流量沿主要流向逐渐减少，不要忽
多忽少；
➢ 可以起端开始或从末端，满足节点流量的平衡条
件。 此分配值是预分配，用来选择管径，真正值由平差
结果定。
每一管段所负担的供水面积可按分角线法和对角 线法划分。
4
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3
5
注意：
1）面积比流量考虑了沿线供水面积（人数）多少 对管线配水的影响，计算结果更接近实际配水 情况，但计算较麻烦。当供水区域的干管分布 比较均匀时，二者相差很小。这时，用长度比 流量较好。
2）当供水区域内各区卫生设备或人口密度相差较 大时，各区的比流量应分别计算。
度上的配水流量，称为长度比流量，记作qcb。
qcbQh l qi l/sm
式中 Qh——管网总最高时量设，l计 /s； 流
qi ——管网中大用水流户量集的中总l和 /s； ，
双侧配水：取管道实长
l ——配水干管计算，总 m。 长 单度侧配水：取管的道一实半长 不配水：计算长度为零
则每一计算管段沿线流量记作qy为：
1）浇洒道路：1～2 L/m2 ·次，每日2～3 2）绿化：1.5～4 L/m2 ·d
2．最高日设计用水量计算Qd
（1）城市最高日综合生活用水量（包括公共设施 生活用水量）
Q 1
q1iN1i (m3/d) 1000
式中 q1i— —城市各用 高水 日分 综区 合的 生 ， L/最 人 活 d用水 N1i— —设计年限 水内 分城 区市 的各 计 数用 划 ，用 人水 。
Wc W1 W2 W3 W4 m 3
式中 W1 — —调节容积， W1 k1Q（d m 3） k1 清水池调节容积占最高 日用水量的百分数，其 1）根据一级泵站与二级 泵站供水曲线推求
计算方法：
2）估算，城镇 k1 10 ~ 20 %（二级泵站分级供水） k1 （0 二级泵站均匀供水）
（ 1 ~ 6
1 9
）(W1
wk.baidu.com
W
2
W3
)
m3
（2）水塔的容积
Wt W1W2 m3 W1——调节容积 W1， k2Q（ d m3）
k2 水 塔 调 节 容 积 占用 最水 高量 日的 百 分 数算 ，方 其法 计： 1）根据用水量变与 化二 曲级 线泵站供水求 曲线推 2）估算，城 k2 镇6~8%（二级泵站分级供水） k2 8~15%（二级泵站均匀供水）
式中 q3a1——各工业企业一般职车工间生活用水量2定5L额/人，班； q3a2 ——各工业企业高温职车工间生活用水量3定5L额 /人，班； N3a1 ——各工业企业一般最车高间日职工总人数；，人 N3a2 ——各工业企业高温最车高间日职工总人数；，人 q3b1 ——各工业企业一般职车工间淋浴用水量4定0L额/ 人，班； q3b2 ——各工业企业高温职车工间淋浴用水量6定0L额 /人，班； N3b1 ——各工业企业一般最车高间日职工淋浴总，人人数； N3b2 ——各工业企业高温最车高间日职工淋浴总，人人数。