給水管網課程設計計算說明書

本文格式為Word版，下載可任意編輯——給水管網課程設計計算說明書第一章水量計算

1.1最高日設計用水量Qd

1）城市最高日綜合生活用水量為Q1：

3Q1?q*N*f/1000?300*100000*95%/1000?28500m/d

式中：q—城市最高日綜合生活用水量定額[L/(cap*d)],其中q=300L/

（人*d）;

N—設計年限城市用水的計劃人口數（cap）,其中N=10萬人;f—城市生活用水量用水普及率，其中f=95%;2)工業(yè)企業(yè)生產用水量Q2

3Q2=∑qifi=（10000?10*83）+（2000?10*83）+（2500?10*83）+（1600?10*83）=19420m/d式中：qi—各工業(yè)企業(yè)最高日生產用水量定額[m3/d]；

qi=qk+10Y,Y為學號的末兩位，取Y=83;

fi—各工業(yè)企業(yè)用水重復利用率，取fi=1.

工業(yè)企業(yè)用水狀況匯總表表1.1

序號1234名稱工業(yè)園火車站紡織廠食品廠用水量（m3/d）10000+10Y2000+10Y2500+10Y1600+10Y時變化系數Kh1.31.21.51.6用水時間全天均勻用水備注水質，水壓無特別要求水質，水壓無特全天均勻用水殊要求水質無特別要16h均勻用水求，10m水壓水質無特別要8h均勻用水求，10m水壓注：其中Y為學號的末2位。1.2消防用水量Q6

Q6?q6*f6?35*2?70L/s

1

式中：q6--消防用水量定額（L/s）,查規(guī)范當城市人口數?10時取

q6=35L/s；

f6--同時火災次數，查規(guī)范當城市人口數?10時取f6=21.3最高時用水量Qh

1）綜合生活用水量與工業(yè)企業(yè)最高時用水量

Qh1?Q1*F1/T1??qi*fi/ti?28500*1.5/24?10830*1.3/24?2830*1.2/24?

3330*1.5/16?2430*1.6/8?3188.81m3/h式中：Q1--城市最高日綜合生活用水量；qi--各工業(yè)企業(yè)用水量；T1--綜合生活日用水時間；ti--各工業(yè)企業(yè)日用水時間；

F1--綜合生活用水量時變化系數，查規(guī)范其取值范圍為

1.2~1.6，故可取F1=1.5；

fi--各工業(yè)企業(yè)用水量時變化系數，資料已給，分別為f1?1.3，

f2?1.2，f3?1.5，f4?1.6.

2）澆灑道路與綠化最高時用水量Qh2Qh2?Qh1*N1?3188.81*3.5%?111.61m3/h3）未遇見水量和管網漏失水最高時用水量Qh3

Qh3?(Qh1?Qh2)*N2?(3188.81?111.61)*20%?660.08m3/h

4）最高時用水量Qh

Qh??Qhi?3188.81?111.61?660.08?3960.51m3/h

2

其次章管網平差計算

2.1管網定線

根據整個市區(qū)居民分布和地形特征進行給水管網定線，在定線過程當中要按規(guī)范布置各管段位置及各管段之間的距離，結合規(guī)范和管網環(huán)數6環(huán)以上要求，管網定線見繪圖①2.2管段長度及管段配水長度

管段長度和管段配水長度表2.1

管段或者節(jié)點編號123456789101112131415161718192021222324252627

管段配水長度（m）0645210390540675495285825345675111067555558516530815084011706753450000825管段長度（m)85576542039054067549528582585567511106751110117033061530084011706758555403005401658253

2.3比流量計算ql(L/s)

ql?(Qh?q1?q2?q3?q4)/?li?(3697.796*1000/3600?10000*1000/24/3600?2000*1000/24/3600?2500*1000/16/3600?1600*1000/8/3600?0.056521(L/s)式中：li--各管段長度；

q1、q2、q3、q4——見下表2.2表2.2集中用水戶名稱編號集中用水流量（L/s）所處位置節(jié)點編號工業(yè)園火車站棉紡廠食品廠q1125.3472q232.75463q338.5425q428.125172.4沿線流量和節(jié)點流量計算1）沿線流量qmi(L/s)qmi?ql*li

式中qmi--各管段沿線流量（L/s）;計算結果見下表2.32）節(jié)點設計流量Qj(L/s)

Qj?qi?qsj?1/(2*?qmi)j?1,2,3,,N

式中N—管網圖節(jié)點總數；

Qj--節(jié)點j的節(jié)點設計流量（L/s）;

（泵站或水塔）供水設計流量（L/s）;qsj--位于節(jié)點j的

qmi--各管段沿線流量（L/s）;

利用上式計算出各節(jié)點的流量見下表2.3。

4

最高時管段沿線流量分派與節(jié)點設計流量計算表表2.3

管段或者節(jié)點編號123456789101112131415161718192021222324252627合計管段配水長度（m）064521039054067549528582534567511106755555851653081508401170675345000082512488最高時管段沿線流量分派與節(jié)點設計流量計算節(jié)點設計流量（L/m）集中流量沿線流量162.951439.3055686.71875135423.9757039.7967836845.4820384916.2435851825.1775570242.2333214654.0099207130.456722230.0506325758.4769066379.9996569948.324665933.2993496147.9185762712.8053596512.3992700226.8019155472.69004366676.1663056供水流量節(jié)點流量1100.1421100.142-1100.142202.7481784.78759416.243585111.8963142.23332154.00992130.45672230.05063358.47690779.99965748.32466633.2993547.91857612.8053612.39927161.8019272.6900440管段長度（m)8557654203905406754952858258556751110675111011703306153008401170675855540300540165825管段沿線流量（L/m）034.9237081311.3705096221.1166607329.2384533236.5480666426.8019155415.4314059244.6698592318.6801229536.5480666460.1012651536.5480666430.0506325731.674991098.93397184616.676747458.12179258845.4820384963.3499821836.5480666418.68012295000044.66985923676.1663056

5

2.5初分流量計算及管段直徑確定1）管段流量初分派見下表2.4

管段初分派流量表表2.4

管段編號123456789101112131415161718192021222324252627計算管徑（mm）設計管徑（mm)661.61303669.05051443.0733424.74492276.97054291.34625338.6861556.07132580.12455595.40938434.28787189.88982159.57691248.38326346.7204364.4886345.34056325.73501267.45638298.98499241.14793325.849399.49598223.70826316.82192378.46988486.96609700*2700450450250300350600600600450200200300400350350350300400250350400250300400500經濟流速（m/s）1.61.51.31.31.21.21.21.41.41.51.3111.11.21.21.21.21.11.21.11.21.311.11.21.3管段初分派（L/s)1100.14527.35200.44184.272.380108.11340370.05417.65192.5728.322053.3113.3125.21112.410061.884.2550.24100.07162.951388939.3055555686.71875135242.122）管段直徑

根據表2.4各管段的初分流量確定相應管段流量流速，在選擇流速時應參考表2.5選擇相應經濟流速，管段流速確定后再利用公式

6

D?(4qgi/?vi)計算直徑即管段計算管徑。在確定最終管徑應參考表

2.6或2.7選擇經濟管徑。（表2.5，2.6,2.7見下）

輸水管經濟流速表表2.5

電價[元/（kW*h）設計流量（L/s）1025501002003004005007501000150020001.631.711.761.451.521.571.331.401.441.251.311.351.611.681.741.431.501.551.311.381.421.231.291.331.551.581.601.361.391.411.241.271.291.161.181.20管材0.40.991.091.181.271.371.431.481.511.58球墨鑄鐵管0.60.870.971.041.131.221.271.311.351.410.80.800.890.961.041.121.171.211.241.291.00.750.830.900.971.051.091.131.161.210.40.951.051.141.231.331.401.451.481.55普通鑄鐵管0.60.840.931.011.101.191.241.281.321.380.80.770.860.931.011.091.141.181.211.271.00.720.800.870.941.021.071.111.141.190.41.231.291.331.381.431.461.481.501.53鋼筋混凝土管0.61.081.131.171.211.261.281.301.321.340.80.991.031.071.111.151.171.191.201.231.00.920.961.001.031.071.091.111.121.14輸水管平均經濟流速表表2.6

管徑（mm）平均經濟流速管徑（mm）（m/s）平均經濟流速（m/s）100～400

0.6～0.9≥4000.9～1.47標準管徑選用界限表表2.7

標準管徑界限管徑（mm）標準管徑界限管徑（mm）（mm）（mm）100～120350328～373150200250300120～171171～222222～272272～328400450500600373～423423～474474～545545～646標準管徑界限管徑（mm）（mm）700646～74680090010001200746～847847～947947～10901090～注：管徑確定見上表2.42.6最高時平差計算

根據各管段初分派流量以及選擇的管徑利用哈代--克羅斯法進行平差計算(注：根據已布置好的給水管網可以標出六個管網環(huán)進行環(huán)流量平差)。在平差計算過程中水頭損失采用海曾-威廉公式計算，其中Cw?110（注：流量總是以L/s列出，但計算水頭損失時用m3/s，即計算時要注意單位的轉換）。利用Excel進行平差計算，保存前三次平差以及最終平差過程，當各環(huán)水頭閉合差均小于0.01m時方滿足平差要求。最高時平差結果見后附表一2.7二級泵站揚程的確定

1）根據最高時平差計算最終結果確定各節(jié)點之間的壓降；

2）根據該城市規(guī)劃圖讀出各節(jié)點的標高；

3）結合已布置好的給水管網，參考該城市集中流量分布假定控制點即最不利點，并設該節(jié)點的自由水頭為24m即要求自由水壓（根據城市地理資料：城市居民房屋平均層數為5層，根據國家有關

8

標準規(guī)定最低供水水壓力為：一層樓用戶為10m，二層樓用戶為12m，以后每增加一層，用水壓力增加4m）；

4）根據最不利點的節(jié)點水頭和各管段的壓降計算出其他節(jié)點的節(jié)點水頭即進行水力分析；

5）經過水力分析，比較節(jié)點水頭與服務水頭，或比較節(jié)點自由水壓與要求自由水壓，判斷是否有用水壓力不能滿足要求節(jié)點，假使有則說明初假定的控制點不是真正控制點，此時，比較按假定控制點確定的節(jié)點水頭與服務水頭，可以得到各節(jié)點供壓差額，差額最大的節(jié)點就是用水壓力最難滿足的節(jié)點，即真正的控制點，因此所有節(jié)點水頭加上此差額值，若沒有，則說明初假定的控制點是真正的控制點，經過水力分析得到控制點為19號節(jié)點（見；6）根據最終各節(jié)點滿足要求時的節(jié)點水頭，利用下式計算出泵站揚程Hp

hpi（1式）?(HTi?HFi)?k*qin*li/Dim(m）hpm1?a*v2/(2*g)（2式）Hp?hpi?hpm1（3式）

泵站設計揚程公式hp1=(H2-H1)+10.67/CW1.852/D14.87*(q1/2)1.852*l1hp142.26491781hpm10.833019142HPQP43.09793695取44m198.0252取200t/h式中i--水泵位于的管段編號；HFi--i管段起端節(jié)點水頭；HTi--i管段終端節(jié)點水頭；

9

hpi--水泵需要提升的水頭；

hpm1--水泵內部水頭損失；

a--水泵吸壓水管道局部阻力系數，一般可按5.0～8.0考

慮；

v--水泵吸壓水管道設計流速，可按1.2～2.0m/s考慮；g--當地重力加速度；

注：設計工況水力分析及控制點計算與節(jié)點水頭調整見后附表二

10

第三章消防校核平差計算

3.1消防校核

給水管網的設計流量未計入消防流量，在消防校核時，消防用水量要加到水廠總的最高時用水量。由規(guī)定得在消防時工況下，管網以保證滅火用水為主，其他用戶用水可以不必考慮，為了安全起見，要按最不利狀況—即最高時用水量加上消防流量的工況進行消防校核，但節(jié)點服務水頭只要要求滿足火災處節(jié)點的滅火服務水頭，而不必滿足正常用水的服務水頭；當只考慮一處火災時，消防流量一般加在控制點上（最不利火災點），當考慮兩處或兩處以上同時火災時，另外幾處分別放在離供水泵站較遠、靠近大用戶、居民密集區(qū)或重要的工業(yè)企業(yè)附近的節(jié)點上，對未發(fā)生火災的節(jié)點，其節(jié)點流量與最高時一致；滅火處節(jié)點服務水頭按低壓消防考慮，即10m的自由水壓。1）將消防用水量加在12號、17號節(jié)點上；

2）將流量重新分派，為計算平差便利可保持某些管段的流量保持不變，流量重分派結果見下表3.1

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消防管段流量初分派表表3.1

管段編號123456789101112131415161718192021222324252627計算管徑（mm）設計管徑（mm)682.3371712.07193480.20239463.34412337.41493291.34625338.6861583.9917606.93944619.85583472.10749283.9393159.57691248.38326346.7204364.4886345.34056325.73501334.73135298.98499314.10904378.56799399.49598223.70826316.82192378.46988486.96609700*2700450450300400350600600600450300200350350350400350350400250400400250300400500經濟流速（m/s）1.61.51.31.31.21.21.21.41.41.51.3111.11.21.21.21.21.11.21.11.21.311.11.21.3管段初分派（L/s)1170.14597.35235.44219.2107.380108.11375405.05452.65227.5763.322053.3113.3125.21112.410096.884.2585.24135.07162.951388939.3055555686.71875135242.12

1）利用哈代—克羅斯法進行消防校核平差計算（注：平差要求即注

意事項見2.6節(jié)最高時平差計算內容）；平差結果見后附表三2）消防工況校核

利用最高時所計算出的泵站揚程以及此時各管段的壓降計算出各節(jié)點的節(jié)點水頭、自由水壓，根據計算出的消防點自由水壓（或

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節(jié)點水頭）與要求自由水壓10m相比較，若小于則說明所選的泵站揚程不滿足消防，則可以通過改變某些管段的管徑（當相差過大時，須設專用消防泵供消防使用），若大于10m則說明2.7節(jié)所計算出的泵站揚程滿足消防要求；校核結果見下表3.2

消防工況校核表表3.2

設計工況水力分析及控制點確定與節(jié)點水頭調整（消防工況校核）管段或節(jié)管段流量管內流速管段壓降節(jié)點水頭地面標自由水壓點編號（L/s）（m/s)（m)（m)高（m)（m)11240.141.429328323.235721254.092510.3291.32606342.210435294.854325539.854283195.41221.228674351.763811292.643825339.643844179.17221.126563691.394704290.8825337.88003567.272210.951707132.267097289.485325138.485336137.3071.092654212.616878287.218225136.21823738.809810.403381130.354176289.8351253.0936.745118427.0211.510277831.254138289.482525534.482469457.0711.616557974.117677290.736625535.736610435.37081.539809253.899798285.5827249.536.0826711236.69191.488224834.042516281.5401252.9228.62023假定控制點1252.133930.737544282.906396278.6338250.0828.553751331.186070.992683344.915955283.549725132.549711464.486070.670254782.033984282.697725131.697671575.712810.786943222.886033280.135225030.1351716140.63271.461706562.562497278.0469251.2526.7969假定控制點17127.82271.017180342.088266276.4311251.624.8311418115.42271.199679061.615765278.7994253.325.499381981.377350.845819252.36824291.979525536.9795420104.5580.832046122.738473291.5125253.7537.762522149.509351.008596173.903029285.857251.834.0570222162.34921.291933814.520565275.8112251.424.41122

12號節(jié)點消防校核17號節(jié)點消防校核28.5537524.8264大于10m最小消防水壓滿足要求大于10m最小消防水壓滿足要求

13

第四章事故校核平差計算

4.1事故后流量初分派（見下表4.1）

事故管段流量初分派表表4.1管段編號123456789101112131415161718192021222324252627計算管徑（mm）設計管徑（mm)553.545170367.53357356.28918178.41241270.67384561.55997720.87698736.71273468.51521315.48083136.99471112.83792176.94665325.73501346.10782335.91793325.73501237.47197220.75607215.17346286.6283399.49598223.70826316.82192378.46988443.15066700*2700450450250300500600700600450200200300400350350350300400250350400250300400500經濟流速（m/s）1.61.51.31.31.21.21.21.41.41.51.3111.11.21.21.21.21.11.21.11.21.311.11.21.3損壞后管段初分派（L/s)770.0980137.92129.613069.05297.21571.4596.78258.6101.6214.741027.05100112.9106.3510048.7245.934077.43162.951388939.3055555686.71875135200.51管網主要管段損壞時必需及時檢修，在檢修期和恢復供水前，該管段中止輸水，整個管網的水力特性必然改變，供水能力降低。該城市故障校核時選擇2號管段出現故障，并選故障時城市用水量保證率為70%，此時節(jié)點流量可按規(guī)范里公式就算，各節(jié)點壓力仍按設計時服

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務水頭要求（即滿足用戶最低自由水壓要求）。

4.2利用哈代—克羅斯法進行事故校核平差計算（見后附表四）4.3事故工況校核校核結果見下表4.2

事故校核結果表表4.2

管段或節(jié)點編號12345678910111213141516171819202122管段流量（L/s）770.0980101.122992.812856.79714860.69858252.0614571.4586.78303.7486