第6章给水管网工程设计
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B2i ——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。
（3）工业企业职工生活用水和淋浴用水量
Q 3
q3aN i3a iq3bN i3bi 1000
(m 3/d)
或 Q 3
q3a1N 3a1q3a2N 3a2q3b1N 3b1q3b2N 3b2 1000
已知 条件
拟定 内容
计算 内容
管网定线图、设计流量 管网定线图、设计流量、管径
节点流量Qi、管段流量qij 节点流量Qi、管段流量qij
Dij、hij、∑hij
hij、∑hij
最终 Dij、Ht、Hp
目的
复核最高时确定的水泵能否满 足其他工况时Q、H的要求
6.1 设计用水量及其调节计算
一、最高日设计用水量
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
L/ sm
式中 Qh ——管网总最高时量设，计 L/s流 ；
qni ——管网中大用水流户量集的中总和 L/ s， ；
双侧配水：取管道实
lmi——配水干管计算，总m。 长 单度侧配水：取管的道一实半 不配水：计算长度为
则每一计算管段沿线流量记作qmi为：
qm iql lm i (L/s) 式中 lm i——该管段的计算长 m。 度，
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
3．消防用水量（校核时使用）
140.00
集中 流量 (L/s)
40 40 40
节点总 流量 (L/s)
17.50 57.50 62.28 57.50 27.05 30.22 7.95
120.00 260.00
二、管段设计流量分配
目的：确定各管段中的流量，进而确定管段直径。 注意：流量分配要保持水流的连续性，每一节点必须满足节
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，一般按管段配水长度或按配水管段的供水 面积分配计算，即比流量法，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。管线单位长度上的配
水流量，称为长度比流量，记作ql。
ql
Qh
qni lmi
（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qA。
qAQh
qni Ai
L/ sm2
式 Ai ——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qmi为：
qmiqAAi (L/s) 式中Ai ——该管段负担的 积供 ， m水 2。面
（ 1 6
~
1 9
）(W1
W2
W3)
m3
（2）水塔的容积
Wt W1W2 m3 W1——调节容积W1，k2Q（ d m3）
k2 水塔调节容积占最 用高 水日 量的百分数， 算其 方计 法： 1）根据用水量变化 与曲 二线 级泵站供水曲 求线推 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）
级，高、低峰供水时段各一级，各级供水量取相应时段 用水量的平均值。
【例题】 如图6.1
❖ 不设水塔时，泵站设计流量＝Qd× 5.92％ ❖ 设水塔时，泵站分高、低峰时段两极供水：
供水高峰期，泵站设计流量＝Qd× 4.97％ 供水低峰期，泵站设计流量＝Qd× 2.22％
3．调节容积计算
给水处 理系统
4400
比流量 (L/s.m) 0.03182
沿线流量 (L/s)
25.45 9.55 9.55 9.55 25.45 25.45 19.09 15.91
140.00
4．节点流量计算：
Q jqn j qsj0.5 qmi (L/s) i Sj
各管段节点流量计算
节 点
节点连的管段
1 1-2 , 1-5 2 1-2 , 2-3 3 2-3 , 3-4 , 3-5 4 3-4 , 4-6 5 1-5 , 3-5 , 5-6 6 4-6 , 5-6 , 7-6 7 6-7
职工淋浴 用 高 一水 温 般定 6 4车 车 0 L 0 L//额 人 人 间 间 班 班
（3）消防用水：按《建筑设计防火规范》执行。书附表3，4，5
（4）市政用水 1）浇洒道路：1～2L/m2·次，每日2～3次 2）绿化：1.5～4L/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）
第6章 给水管网工程设计
本章主要内容
6.1 设计用水量及其调节计算 6.2 设计流量分配与管径设计 6.3 泵站扬程与水塔高度设计 6.4 管网设计校核
给水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
第一类课题
第二类课题
260120 4400
0 .0 3 1 8 2L/ sm
3பைடு நூலகம்沿线流量：
qmqilli (L/s)
各管段沿线流量计算
管段编号
1-2 2-3 3-4 1-5 3-5 4-6 5-6 6-7
合计
管段计算总长度 （m）
800 0.5×600=300 0.5×600=300 0.5×600=300
800 800 600 500
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 0 60 0 3 0 8 )0 60 0 50 00 44 (m )00
2．配水干管比流量
ql
Qh
qni li
【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 7 . 9 5
L/s（分别在节点2、3、4集中出
7
绿 地居 住 区
80 80 80 50
流40 L/s）。各管段长度（单位 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
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》。书附表1
（2）工业企业
1）生产用水定额
以每万元产值用水示量表 生产用水定单 额位设备用水量
单位产品用水量
2)职工生活、淋浴用水定额
职工生活 用 高 一水 温 般定 32车 车 L 55 L//额 人 人 间 间 班 班
(m 3/d)
式中 q3a1——各工业企业一般职 车工 间生活用水量定25额 L/人 ，班；
q3a2 ——各工业企业高温职 车工 间生活用水量定35额 L/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 间淋浴用水量定40额 L/ 人 ，班；
QxqfNf m3/d
式中 qf ——消防用水量定L额/s； ， Nf ——同时发生火灾次数。
二、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
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。
点流量的平衡条件，即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”，流出为“+”，则∑Q=0。
占 最
6
高5
日 用
4
水3
量 的
2
百1
分
比0
5.92% 4.97%
2.22%
4.17%
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 时间
图 6.1
2.供水泵站供水流量确定
供水泵站设计的原则： （1）总供水量＝总用水量 （2）多水源给水系统：水泵工作组合多，使泵站设计流量
之和＝管网最高时用水量 （3）单水源给水系统： 方案一：不设水塔，泵站设计流量之和＝管网最高时用水量 方案二：设水塔或高位水池，泵站采用分级供水，一般分两
Q 1
q1iN1i (m3/d) 1000
式中 q1i— —城市各用 高水 日分 综区 合的 生 ， 最 L活 /人 d用 N1i— —设计年限 水内 分城 区市 的各 计 数 用 划 ，用 人
（2）工业企业生产用水量
Q 2 q2iB 2i(1 fi)(m 3/d)
式中 q2i ——各工业企产 业用 最水 高量 日 m3/定 生 万额 元 m， 3， /单位产 m3（ / 单位生 d） 产设备
为m）和节点编号见图。管段1-5、
居 住 区居 住 区居 住 区居 住 区
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。
5 7 . 5
6 2 . 2 8 5 7 . 5
2 工 6 0 厂 0 3 工 6 0 厂 0 4
解：1．配水干管计算总长度
W2 ——消防贮备，按室 防1内0m消in用水量计算。
6．2 设计流量分配与管径设计
一、节点流量分配计算
1.集中流量 即从管网中一个点取得用水，且用水流量较大的
用户的用水流量。
集中流量的计算：
qni
KniQdi 86.4
L/s
Qdi——各集中用水户最高日用水量，m3/d Khi——时变化系数
2．沿线流量
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。
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m额 2d）； 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。
（5）未预见水量和管网漏失量
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。
3．节点流量
（1）集中流量可直接加到所处节点上 （2）沿线流量一分为二分别加到两端节点上 （3）供水泵站或水塔的供水流量也要计入节点流量，
并且作为负流量
Qjqn j qsj0.5 qmi (L/s) i Sj
Qj——节点j的节点流量,L/s Qnj——最高时位于节点j的集中流量, L/s Qsj——位于节点j的（泵站或水塔）供水设计流量， L/s
q3b2 ——各工业企业高温职 车工 间淋浴用水量定60额 L/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。
（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
合 计
节 点 流 量(L/s)
0.5(25.45+9.55)=17.50 0.5(25.45+9.55)=17.50 0.5(9.55+9.55+25.45)=22.28 0.5(25.45+9.55)=17.50 0.5(9.55+25.45+19.09)=27.05 0.5(25.45+19.09+15.91)=30.22 0.5(15.91)=7.95
供水泵站
管网
清水池
水塔（高位水池）
容积如何计算？
（1）清水池的容积
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 计算方法： 1）根据一级泵站与二级 泵站供水曲线推求
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）
（3）工业企业职工生活用水和淋浴用水量
Q 3
q3aN i3a iq3bN i3bi 1000
(m 3/d)
或 Q 3
q3a1N 3a1q3a2N 3a2q3b1N 3b1q3b2N 3b2 1000
已知 条件
拟定 内容
计算 内容
管网定线图、设计流量 管网定线图、设计流量、管径
节点流量Qi、管段流量qij 节点流量Qi、管段流量qij
Dij、hij、∑hij
hij、∑hij
最终 Dij、Ht、Hp
目的
复核最高时确定的水泵能否满 足其他工况时Q、H的要求
6.1 设计用水量及其调节计算
一、最高日设计用水量
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
L/ sm
式中 Qh ——管网总最高时量设，计 L/s流 ；
qni ——管网中大用水流户量集的中总和 L/ s， ；
双侧配水：取管道实
lmi——配水干管计算，总m。 长 单度侧配水：取管的道一实半 不配水：计算长度为
则每一计算管段沿线流量记作qmi为：
qm iql lm i (L/s) 式中 lm i——该管段的计算长 m。 度，
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
3．消防用水量（校核时使用）
140.00
集中 流量 (L/s)
40 40 40
节点总 流量 (L/s)
17.50 57.50 62.28 57.50 27.05 30.22 7.95
120.00 260.00
二、管段设计流量分配
目的：确定各管段中的流量，进而确定管段直径。 注意：流量分配要保持水流的连续性，每一节点必须满足节
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，一般按管段配水长度或按配水管段的供水 面积分配计算，即比流量法，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。管线单位长度上的配
水流量，称为长度比流量，记作ql。
ql
Qh
qni lmi
（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qA。
qAQh
qni Ai
L/ sm2
式 Ai ——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qmi为：
qmiqAAi (L/s) 式中Ai ——该管段负担的 积供 ， m水 2。面
（ 1 6
~
1 9
）(W1
W2
W3)
m3
（2）水塔的容积
Wt W1W2 m3 W1——调节容积W1，k2Q（ d m3）
k2 水塔调节容积占最 用高 水日 量的百分数， 算其 方计 法： 1）根据用水量变化 与曲 二线 级泵站供水曲 求线推 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）
级，高、低峰供水时段各一级，各级供水量取相应时段 用水量的平均值。
【例题】 如图6.1
❖ 不设水塔时，泵站设计流量＝Qd× 5.92％ ❖ 设水塔时，泵站分高、低峰时段两极供水：
供水高峰期，泵站设计流量＝Qd× 4.97％ 供水低峰期，泵站设计流量＝Qd× 2.22％
3．调节容积计算
给水处 理系统
4400
比流量 (L/s.m) 0.03182
沿线流量 (L/s)
25.45 9.55 9.55 9.55 25.45 25.45 19.09 15.91
140.00
4．节点流量计算：
Q jqn j qsj0.5 qmi (L/s) i Sj
各管段节点流量计算
节 点
节点连的管段
1 1-2 , 1-5 2 1-2 , 2-3 3 2-3 , 3-4 , 3-5 4 3-4 , 4-6 5 1-5 , 3-5 , 5-6 6 4-6 , 5-6 , 7-6 7 6-7
职工淋浴 用 高 一水 温 般定 6 4车 车 0 L 0 L//额 人 人 间 间 班 班
（3）消防用水：按《建筑设计防火规范》执行。书附表3，4，5
（4）市政用水 1）浇洒道路：1～2L/m2·次，每日2～3次 2）绿化：1.5～4L/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）
第6章 给水管网工程设计
本章主要内容
6.1 设计用水量及其调节计算 6.2 设计流量分配与管径设计 6.3 泵站扬程与水塔高度设计 6.4 管网设计校核
给水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
第一类课题
第二类课题
260120 4400
0 .0 3 1 8 2L/ sm
3பைடு நூலகம்沿线流量：
qmqilli (L/s)
各管段沿线流量计算
管段编号
1-2 2-3 3-4 1-5 3-5 4-6 5-6 6-7
合计
管段计算总长度 （m）
800 0.5×600=300 0.5×600=300 0.5×600=300
800 800 600 500
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 0 60 0 3 0 8 )0 60 0 50 00 44 (m )00
2．配水干管比流量
ql
Qh
qni li
【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 7 . 9 5
L/s（分别在节点2、3、4集中出
7
绿 地居 住 区
80 80 80 50
流40 L/s）。各管段长度（单位 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
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》。书附表1
（2）工业企业
1）生产用水定额
以每万元产值用水示量表 生产用水定单 额位设备用水量
单位产品用水量
2)职工生活、淋浴用水定额
职工生活 用 高 一水 温 般定 32车 车 L 55 L//额 人 人 间 间 班 班
(m 3/d)
式中 q3a1——各工业企业一般职 车工 间生活用水量定25额 L/人 ，班；
q3a2 ——各工业企业高温职 车工 间生活用水量定35额 L/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 间淋浴用水量定40额 L/ 人 ，班；
QxqfNf m3/d
式中 qf ——消防用水量定L额/s； ， Nf ——同时发生火灾次数。
二、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
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。
点流量的平衡条件，即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”，流出为“+”，则∑Q=0。
占 最
6
高5
日 用
4
水3
量 的
2
百1
分
比0
5.92% 4.97%
2.22%
4.17%
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 时间
图 6.1
2.供水泵站供水流量确定
供水泵站设计的原则： （1）总供水量＝总用水量 （2）多水源给水系统：水泵工作组合多，使泵站设计流量
之和＝管网最高时用水量 （3）单水源给水系统： 方案一：不设水塔，泵站设计流量之和＝管网最高时用水量 方案二：设水塔或高位水池，泵站采用分级供水，一般分两
Q 1
q1iN1i (m3/d) 1000
式中 q1i— —城市各用 高水 日分 综区 合的 生 ， 最 L活 /人 d用 N1i— —设计年限 水内 分城 区市 的各 计 数 用 划 ，用 人
（2）工业企业生产用水量
Q 2 q2iB 2i(1 fi)(m 3/d)
式中 q2i ——各工业企产 业用 最水 高量 日 m3/定 生 万额 元 m， 3， /单位产 m3（ / 单位生 d） 产设备
为m）和节点编号见图。管段1-5、
居 住 区居 住 区居 住 区居 住 区
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。
5 7 . 5
6 2 . 2 8 5 7 . 5
2 工 6 0 厂 0 3 工 6 0 厂 0 4
解：1．配水干管计算总长度
W2 ——消防贮备，按室 防1内0m消in用水量计算。
6．2 设计流量分配与管径设计
一、节点流量分配计算
1.集中流量 即从管网中一个点取得用水，且用水流量较大的
用户的用水流量。
集中流量的计算：
qni
KniQdi 86.4
L/s
Qdi——各集中用水户最高日用水量，m3/d Khi——时变化系数
2．沿线流量
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。
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m额 2d）； 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。
（5）未预见水量和管网漏失量
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。
3．节点流量
（1）集中流量可直接加到所处节点上 （2）沿线流量一分为二分别加到两端节点上 （3）供水泵站或水塔的供水流量也要计入节点流量，
并且作为负流量
Qjqn j qsj0.5 qmi (L/s) i Sj
Qj——节点j的节点流量,L/s Qnj——最高时位于节点j的集中流量, L/s Qsj——位于节点j的（泵站或水塔）供水设计流量， L/s
q3b2 ——各工业企业高温职 车工 间淋浴用水量定60额 L/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。
（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
合 计
节 点 流 量(L/s)
0.5(25.45+9.55)=17.50 0.5(25.45+9.55)=17.50 0.5(9.55+9.55+25.45)=22.28 0.5(25.45+9.55)=17.50 0.5(9.55+25.45+19.09)=27.05 0.5(25.45+19.09+15.91)=30.22 0.5(15.91)=7.95
供水泵站
管网
清水池
水塔（高位水池）
容积如何计算？
（1）清水池的容积
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 计算方法： 1）根据一级泵站与二级 泵站供水曲线推求
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）