管网水力计算方法
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管网水力计算
• 管网水力计算都是新建管网的水力计算。 • 对于改建和扩建的管网，因现有管线遍布在街道下，非但
管线太多，而且不同管径交接，计算时比新设计的管网较 为困难。其原因是由于生活和生产用水量不断增长，水管 结垢或腐蚀等，使计算结果易于偏离实际，这时必须对现 实情况进行调查研究，调查用水量、节点流量、不同材料 管道的阻力系数和实际管径、管网水压分布等。
6
0.5×(6.80+7.34)＝7.07
7
0.5×7.34＝3.67
8
0.5×23.27＝11.63
合计
86.81
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。
水塔 水泵
93.75 600
4.48
7.16 3
5.37
2 23.80+6.94
88.38
60.63
❖ 沿线流量 ✓ 沿线流量q1=qsL：
管段 0～1 1～2 2～3 1～4 4～8 4～5 5～6 6～7
合计
管段长度（m） 300 150 250 450 650 230 190 205
2425
沿线流量（L/s） 300×0.0358＝10.74 150×0.0358＝5.37 250×0.0358＝8.95 450×0.0358＝16.11 650×0.0358＝23.27 230×0.0358＝8.23 190×0.0358＝6.80 205×0.0358＝7.34
11.63
0 300 1 450 4
650
16.11
5
6
7.52 7.07
11.63
8
3.67 7 205
3.67
干管各管段的水力计算
❖ 因城市用水区地形平坦，控制点选在离泵站最远的干管线 上的节点8。控制点的选择？按照经济流速确定管径（或
界限流量）。
管段 流量（L/s）
水塔~0
93.75
0~1
88.38
水塔 600
水泵
0 300 1
2 450 4
3
650
8
5
6
7
205
❖ 总用水量 ✓ 设计最高日生活用水量：
50000×0.15=7500m3/d=312.5m3/h=86.81L/s ✓ 工业用水量：
两班制，均匀用水，则每天用水时间为16h 工业用水量（集中流量）=400/16=25m3/h=6.94L/s ✓ 总水量：
1§树状网计算
❖ 树状网特点
1)管段流量的唯一性 • 无论从二级泵站起顺水流方向推算或从控制点起向二级泵
站方向推算，只能得出唯一的管段流量，或者可以说树状 网只有唯一的流量分配。每一节点符合节点流量平衡条件
qi+∑qij＝0
2)干线与支线的区分
• 干线：从二级泵站到控制点的管线。一般是起点（ 泵站、水塔）到控制点的管线，终点水压已定，而 起点水压待求。
支管各管段的水力计算
管段
起端水位 （m）
1～3 26.70
4～7 24.95
终端水位 （m） 21.00
21.00
允许水头损失 （m） 5.70
3.95
管长 平均水力坡
（m）
度
400 0.01425
625 0.00632
管段 1～2 2～3 4～5 5～6 6～7
流量(L/s) 11.64 4.48 18.26 10.74 3.67
86.81
❖ 节点流量
✓ 节点流量qi=0.5∑q1：
节点
节点流量（L/s）
0
0.5×10.74＝5.37
1
0.5×(10.74+5.37+16.11)＝16.11
2
0.5×(5.37+8.95) ＝7.16
3
0.5×8.95＝4.48
4
0.5×(16.11+23.27+8.23)＝23.80
5
0.5×(8.23+6.80)＝7.52
1~4
60.63
4~8
11.63
流速(m/s) 0.75 0.70 0.86 0.66
管径(mm) 水头损失（m）
400
1.27
400
0.56
300
1.75
100
3.95
Σh＝7.53
干管各管段的水力计算
❖ 干管各管段水头损失hij=aLijqij2的确定
以表6—3中管段 0—1为例： L0—1 300m ，q0—1 0.088383m /s，v0.70m/s； 若我们在计算的采过用程的中是舍维列，夫则公：式 v0.70m/s1.20m /s，D400m， m查表 5—2则： a0.22， 3 v0.70m/s，查表 5—3则： a的修正系 K数 1.08， 5 则有： h0—1 aKL0—1q02—1 0.22321.0853000.0883280.56m
∑Q=86.81+6.94=93.75L/s
❖ 比流量 ✓ 管线总长度∑L：
∑L =2425m (其中水塔到0节点的管段两侧无用户，不 配水，因此未计入∑L ) ✓ 比流量qs：
qs=(Q－∑q)/∑L
其中， ∑q（集中流量）=6.94L/s, ∑L =2425m 则 qs=(Q－∑q)/∑L=(93.75-6.94)/2425=0.0358L/(m. s)
允许水头损失：h1~3=5.70m, h4~7=3.95m 也就是说，经过水力计算后，支线水头损失不能超过允许 的水头损失
• 支线：起点的水压标高已知，而支线终点的水压标 高等于终点的地而标高与最小服务水头之和。
• 划分干线和支线的目的在于两者确定管径的方法不 同：
• 干线——根据经济流速
•
支线——水力坡度
充分利用两点压差 i
f 源自文库 v D
【例】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16m。节点4接某工厂 ，工业用水量为400m3/d，两班制，均匀使用。城市地形平 坦，地面标高为5.00m，管网布置见图。
管径(mm) 150(100)
100 200(150)
150 100
水力坡度 0.00617 0.00829 0.00337 0.00631 0.00581
水头损失(m) 1.85(6.8) 2.07 0.64(3.46) 1.45 1.19
支管各管段的水力计算
❖ 各支线的允许水力坡度
注意的问题
i1— 3H L 1 1— H 33L1 H — 2 1 L H 23— 32.16 75 01 2 0 6 5500.01425 i4— 7H L 44 — H 77L4— 5 H L 45 — H 6 7L6— 72 23 41 0 .91 95 6 2 05050.00632
• 管网水力计算都是新建管网的水力计算。 • 对于改建和扩建的管网，因现有管线遍布在街道下，非但
管线太多，而且不同管径交接，计算时比新设计的管网较 为困难。其原因是由于生活和生产用水量不断增长，水管 结垢或腐蚀等，使计算结果易于偏离实际，这时必须对现 实情况进行调查研究，调查用水量、节点流量、不同材料 管道的阻力系数和实际管径、管网水压分布等。
6
0.5×(6.80+7.34)＝7.07
7
0.5×7.34＝3.67
8
0.5×23.27＝11.63
合计
86.81
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。
水塔 水泵
93.75 600
4.48
7.16 3
5.37
2 23.80+6.94
88.38
60.63
❖ 沿线流量 ✓ 沿线流量q1=qsL：
管段 0～1 1～2 2～3 1～4 4～8 4～5 5～6 6～7
合计
管段长度（m） 300 150 250 450 650 230 190 205
2425
沿线流量（L/s） 300×0.0358＝10.74 150×0.0358＝5.37 250×0.0358＝8.95 450×0.0358＝16.11 650×0.0358＝23.27 230×0.0358＝8.23 190×0.0358＝6.80 205×0.0358＝7.34
11.63
0 300 1 450 4
650
16.11
5
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7.52 7.07
11.63
8
3.67 7 205
3.67
干管各管段的水力计算
❖ 因城市用水区地形平坦，控制点选在离泵站最远的干管线 上的节点8。控制点的选择？按照经济流速确定管径（或
界限流量）。
管段 流量（L/s）
水塔~0
93.75
0~1
88.38
水塔 600
水泵
0 300 1
2 450 4
3
650
8
5
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7
205
❖ 总用水量 ✓ 设计最高日生活用水量：
50000×0.15=7500m3/d=312.5m3/h=86.81L/s ✓ 工业用水量：
两班制，均匀用水，则每天用水时间为16h 工业用水量（集中流量）=400/16=25m3/h=6.94L/s ✓ 总水量：
1§树状网计算
❖ 树状网特点
1)管段流量的唯一性 • 无论从二级泵站起顺水流方向推算或从控制点起向二级泵
站方向推算，只能得出唯一的管段流量，或者可以说树状 网只有唯一的流量分配。每一节点符合节点流量平衡条件
qi+∑qij＝0
2)干线与支线的区分
• 干线：从二级泵站到控制点的管线。一般是起点（ 泵站、水塔）到控制点的管线，终点水压已定，而 起点水压待求。
支管各管段的水力计算
管段
起端水位 （m）
1～3 26.70
4～7 24.95
终端水位 （m） 21.00
21.00
允许水头损失 （m） 5.70
3.95
管长 平均水力坡
（m）
度
400 0.01425
625 0.00632
管段 1～2 2～3 4～5 5～6 6～7
流量(L/s) 11.64 4.48 18.26 10.74 3.67
86.81
❖ 节点流量
✓ 节点流量qi=0.5∑q1：
节点
节点流量（L/s）
0
0.5×10.74＝5.37
1
0.5×(10.74+5.37+16.11)＝16.11
2
0.5×(5.37+8.95) ＝7.16
3
0.5×8.95＝4.48
4
0.5×(16.11+23.27+8.23)＝23.80
5
0.5×(8.23+6.80)＝7.52
1~4
60.63
4~8
11.63
流速(m/s) 0.75 0.70 0.86 0.66
管径(mm) 水头损失（m）
400
1.27
400
0.56
300
1.75
100
3.95
Σh＝7.53
干管各管段的水力计算
❖ 干管各管段水头损失hij=aLijqij2的确定
以表6—3中管段 0—1为例： L0—1 300m ，q0—1 0.088383m /s，v0.70m/s； 若我们在计算的采过用程的中是舍维列，夫则公：式 v0.70m/s1.20m /s，D400m， m查表 5—2则： a0.22， 3 v0.70m/s，查表 5—3则： a的修正系 K数 1.08， 5 则有： h0—1 aKL0—1q02—1 0.22321.0853000.0883280.56m
∑Q=86.81+6.94=93.75L/s
❖ 比流量 ✓ 管线总长度∑L：
∑L =2425m (其中水塔到0节点的管段两侧无用户，不 配水，因此未计入∑L ) ✓ 比流量qs：
qs=(Q－∑q)/∑L
其中， ∑q（集中流量）=6.94L/s, ∑L =2425m 则 qs=(Q－∑q)/∑L=(93.75-6.94)/2425=0.0358L/(m. s)
允许水头损失：h1~3=5.70m, h4~7=3.95m 也就是说，经过水力计算后，支线水头损失不能超过允许 的水头损失
• 支线：起点的水压标高已知，而支线终点的水压标 高等于终点的地而标高与最小服务水头之和。
• 划分干线和支线的目的在于两者确定管径的方法不 同：
• 干线——根据经济流速
•
支线——水力坡度
充分利用两点压差 i
f 源自文库 v D
【例】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16m。节点4接某工厂 ，工业用水量为400m3/d，两班制，均匀使用。城市地形平 坦，地面标高为5.00m，管网布置见图。
管径(mm) 150(100)
100 200(150)
150 100
水力坡度 0.00617 0.00829 0.00337 0.00631 0.00581
水头损失(m) 1.85(6.8) 2.07 0.64(3.46) 1.45 1.19
支管各管段的水力计算
❖ 各支线的允许水力坡度
注意的问题
i1— 3H L 1 1— H 33L1 H — 2 1 L H 23— 32.16 75 01 2 0 6 5500.01425 i4— 7H L 44 — H 77L4— 5 H L 45 — H 6 7L6— 72 23 41 0 .91 95 6 2 05050.00632