給水排水課程設計計算說明書

給水管網(wǎng)計算說明書一用水量計算基本數(shù)據(jù)：由原始資料該城鎮(zhèn)位于福建，人口數(shù)2.8萬，查《室外排水設計規(guī)范》可知該城市位于一分區(qū)，為中小城市。遠期規(guī)劃用水單位數(shù)如下：用水單位用水定額用水量(萬m/d)備注居民生活用水28000人350(L/cap.d)0.98按人口計綠地用水8.26ha2.0(L/(m2d))0.01652按用地計道路廣場用水42.75ha2.5(L/(m3d))0.21375按用地計從設計規(guī)范查出：居民綜合生活用水定額采用350L/cap.d；澆灑道路用水量按每平方路面每次2.5L，每日2次計算；綠化用水量按2L/次.m2計算；城市的未預見水量和管網(wǎng)漏失水量按最高日用水量的 25燉算；消防用水量按同一時間內(nèi)的火災次數(shù) 2次，一次滅火用水量25L/S計算；最高日城市綜合用水的時變化系數(shù)按 1.5計算。1.1居民最周日生活用水量Q:Q=qN/1000=350X2.8X104/1000=9800m’/d式中Q j--城市最高綜合生活用水，m3/d；q—城市綜合用水量定額，L/(cap.d)；N-----城市設計年限內(nèi)計劃用水人口數(shù)；1.2綠化用水量Q：Q3=qN/1000=2.0X8.26X104/1000=165.2m3/d式中Q 3 城市綠化用水，m3/d；q城市綠化用水量定額，L/(m.d)；n——城市最高日綠化用水面積，(m)。1.3澆灑道路用水量Q：Q2=qNf/1000=2.5X42.75X2X104/1000=2137.5ma/d式中Q 2--城市澆灑道路用水，m7d;q――城市澆灑道路用水量定額，L/( m.次)；N--城市最高日澆灑道路面積，(吊)；f--城市最高日澆灑道路次數(shù)。1.4未預見水量和管網(wǎng)漏失水量Q：Q4=0.25X(Q+Q+Q)=0.25X(9800+165.2+2137.5)=3025.675m/d1.5最高日設計用水量：3Q=Q+Q+Q+Q=9800+165.2+2137.5+3025.675=15128.375m/d(取15200m3/d)1.7最周日最周時用水量Q=KhXQ/24=QdX1.5/24=950(m3/h)=263.89(L/s)二管段設計流量計算管網(wǎng)定線取決于城市平面布置，供水區(qū)地形，水源和調(diào)節(jié)水池位置，街區(qū)和大工業(yè)集中用水等?？紤]城市近，遠期發(fā)展，管網(wǎng)布置成環(huán)狀網(wǎng)。該城市給水管網(wǎng)的主要供水方向擬定為自東向西供水。 為滿足用戶供水要求其定線滿足：干管的間距一般采用500-800m,兩干管的連接間距為800-1000m=允許有個別管段不符合上敘規(guī)則。干管均勻分配，故按長度流量法來計算沿線流量和節(jié)點流量。其管網(wǎng)節(jié)點等布置圖見附圖一。3.1配水管長度計算水源0-1為輸水管，不參與配水，其計算長度為零。1-22-66-77-1313-161-33-1010-1111-1414-1515-1611-1212-13 管段為單側配水，其計算長度按實際長度的一半計入。其余均為雙側配水管段，均按實際長度計入。則：' L=10497.5m3.2比流量計算采用長度比流量的方法進行計算。分區(qū)用水量標準若不相同應分別計算比流量。q=Q/刀lm=263.889/10497.5=0.025138271L/(s.m)式中qI--按管段配水長度分配沿線流量的比流量，［L/(s.m)］；Qh 最高日最高時流量，L/S；mi各管段沿線配水長度，mi各管段沿線配水長度，m。3.3節(jié)點流量計算先由比流量計算出沿線流量，再用沿線流量算出節(jié)點流量。沿線流量:qmi=qImi式中qmi--各管段沿線流量，(L/S)qi--按管段配水長度分配沿線流量的比流量，［L/(s.m)］；lmi--各管段沿線配水長度，m節(jié)點流量：Q=0.5刀qmi式中qmi--最高時段I的沿線流量，(L/S)Qj--節(jié)點j的節(jié)點設計流量，(L/S)各管段的沿線流量及節(jié)點流量計算結果見下表:管道或者□點編號管段編號管段長度(m)配水長度(m)管段沿線流量(L/s)節(jié)點流量(L/S)管段流量初分配(L/S)00-12000.00010.00263.9011-2P925462.511.64]8.84101.5122-66863438.6315.8746.5731-3[4782396.0217.20153.55542-445745711.48127.5139.06553-480480420.2016.1839.0656:4-5[3143147.9015.2217.3076-5P50650612.71：19.3017.3083-10651325.58.1922.7997.299:4-9r61761715.4928.2733.32105-846746711.7314.7018.42116-77243629.1010.7914.0512:10-9:69969917.5521.6133.32139-861461415.4214.2718.42148-773473418.439.0714.0515:10-11r2901453.67:15.5949.27169-123223228.106.6919.95177-13881440.511.078.8118「11-12:7743879.73:19.951912-13779389.59.808.812011-146503258.1818.5421「12-15r62062015.589.472213-16609304.57.673.3523 1415 78^3945 992 94724—15-16P451225.55.68：3.35總計1484110497.5263.893.4進行流量分配在確定了節(jié)點設計流量之后，接著要利用節(jié)點流量連續(xù)性方程確定管段設計流量。管段設計流量是后面確定管段直徑的主要依據(jù)。環(huán)狀管網(wǎng)管段設計流量分配比較復雜，有很大的自由度，即如果在管網(wǎng)圖上確定一棵生成樹，其連枝的流量可以任意給定，樹枝流量則用逆樹遞推法求得。然而，管段設計流量的分配方案涉及到管網(wǎng)設計的經(jīng)濟性和供水可靠性，因為不同的管段設計流量分配方案將導致設計管徑不同， 建設費用也不同，運行時的能耗費用也不同，更重要的是，當某條管段出現(xiàn)事故時，其他管段替代它輸送流量的能力也不同。所以，管段設計流量要在綜合考慮管網(wǎng)經(jīng)濟性和供水可靠性的前提下，認真分析，合理分配。3.5管段直徑設計及其水力計算確定管段的直徑是給水管網(wǎng)設計的主要內(nèi)容之一，應按最高是最高日用水量和經(jīng)濟流速來確定，按管段預分配流量和所選定的管徑，查水力計算表，即可求得各管段的1000i，按h=iL計算各段水頭損失。管徑與設計流量的關系為：q=Av=3.14159xD^/4D=4q/3.14159v式中D——管段直徑，mq 管段設計流量，m/sv 經(jīng)濟流速，m/s。平均經(jīng)濟流速：管徑（mm平均經(jīng)濟流速（m/s） 管徑（mm 平均經(jīng)濟流速（m/s）100400 0.60.9 >400 0.91.4選擇經(jīng)濟流速和確定管徑時，可以考慮以下原則：1） 大管徑可取較大的經(jīng)濟流速，小管徑可取較小的經(jīng)濟流速；2） 管段設計流量占整個管網(wǎng)供水流量比例較小時取較大的經(jīng)濟流速，反之，取較小的經(jīng)濟流速；從供水泵站到控制點的管線上的管段可取較小的經(jīng)濟流速， 其余管段可取較大的經(jīng)濟流速，如輸水管必位于供水泵站到控制點的管線上，所以輸水管所取經(jīng)濟流速應較管網(wǎng)中的管段小;4) 考慮造價、市售標準等因素。流量分配及管徑確定如下表管段初始數(shù)據(jù)管段數(shù)：25粗糙系數(shù)CwNm:130條件：|刀H|<=0.05管段號(不重復整數(shù))設計管徑(mr)i管段長度(m流量初分配(L/S)經(jīng)濟流速(m/s)計算管徑(mm)0550200263.901.1552.691P350925101.510.9378.96235068646.570.8272.253400478153.5550.9442.174r25045739.0650.8249.35525080439.0650.8249.35620031417.300.6191.607r20050617.300.6191.60835065197.290.9370.99925061733.320.7246.1810r20046718.420.6197.711120072414.050.6172.671225069933.320.7246.1813:20061418.420.6197.711420073414.050.6172.671530029049.270.8280.031620032219.950.6205.76172008818.810.6136.731820077419.950.6205.76192007798.810.6136.732020065018.540.6198.35212006209.470.6141.76222006093.350.684.31232007899.470.6141.76242004513.350.684.31四管網(wǎng)平差計算管網(wǎng)平差采用哈代克羅斯法，通過平差計算確定管網(wǎng)的實際流量分配，并計算相應的水頭損失。平差計算采用列表形式，并以平差計算簡圖的形式標識平差計算過程中的流量分配變化和校正流量大小方向表中水頭損失計算公式的指數(shù)形式為：h=sqn式中h——水頭損失，mq--管段初分配流量，m3/ss----摩阻系數(shù)，s=kl/Dmn、mk------指數(shù)公式的參數(shù)，見下表l--管段長度，m指數(shù)公式參數(shù)參數(shù) 海曾-威廉公式k 10.67/Cwi'852 n 1852 m 487Cw 130（管道材料系數(shù)值）平差過程見附表1:平差結果見附表2。五節(jié)點水壓標高計算5.1設計工況水力分析為了滿足水力分析前提條件，將輸水管暫時刪除，其管段流量并到1節(jié)點上得Q1=-263.90+8.84=-255.06L/S，同時，假設節(jié)點16為控制點，其節(jié)點水頭等于服務水頭，即H4=21.5m。水利分析采用哈代-克羅斯法平差，允許閉合差為0.5m，計算結果見管網(wǎng)平差結果。相應管網(wǎng)平面圖見附圖一。設計工況水力分析結算結果見下表：某給水管網(wǎng)設計節(jié)點數(shù)據(jù)：節(jié)點編號12345678地面fe高（m4.54.64.65.55.74.44.34.8要求自由水壓（m）1616161616161616服務水頭（m20.520.620.621.521.720.420.320.8節(jié)點編號910111213141516地面fe高（m）4.85.375.2554.95.15.5要求自由水壓（m）1616161616161616服務水頭（m20.821.3721.2212120.921.121.5

設計工況水力分析計算結果：管段流量（L/S）6.78管段流量（L/S）6.7818.9714.3116.236.278.8512.683.35管段流速（m/S）0.220.600.460.520.200.280.400.11管段壓降（m）0.271.670.991.020.170.320.790.04管段或節(jié)點編號 17 18 19 20 21 22 23 24管段流量（L/S）105.3548.22148.0-7 35.1836.2714.5022.8390.71管段流速（m/S）1.100.501.180.720.740.460.730.94管段壓降（m）3.080.541.571.021.930.401.531.64節(jié)點水頭（m）29.8726.7927.0525.1224.7226.2522.0923.05地面標高（m）4.54.64.65.55.74.44.34.8自由水壓（m）25.3722.1922.4519.6219.0221.8517.7918.25管段或節(jié)點編號910111213141516管段流量（L/S）27.7225.0616.1130.059.5617.5348.0117.73管段流速（m/S）0.570.800.510.610.300.560.680.56管段壓降（m）0.901.671.161.170.361.340.480.60節(jié)點水頭（m）23.4124.0123.5322.8121.8222.5121.5421.5地面標高何）4.85.375.2554.95.15.5自由水壓（m）18.6118.6418.3317.8116.8217.6116.4416.00~~節(jié)點水頭（m）地面標高（m）自由水壓（m）5.2確定控制點在水力分析時，假定節(jié)點16為控制點，經(jīng)過水力分析后，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，都已滿足，所以節(jié)點 16是真正的控制點。5.5計算水泵所需揚程及供水總流量有上表可得控制點為節(jié)點16,該節(jié)點的自由水頭為16m地面標高為5.5m，則節(jié)點水頭為21.5m。該管段管道的沿程水頭損失為8.37m,局部水頭損失可以忽略不計。所以水泵揚程計算為H=21.5+8.37=29.87m供水總流量為最高日最高時用水量，即Q總=Q=KhXQ/24=1.5X15200/24=263.89L/S按2臺泵并聯(lián)工作考慮，單臺水泵流量為：Q=263.89/2=131.95L/S=475.02（t/h）,取475t/h.六消防校核消防工況校核一般采用水頭校核法， 即先確定各節(jié)點流量，通過水力分析,得到各節(jié)點水頭，判斷各滅火節(jié)點水頭是否滿足消防水頭。滅火處節(jié)點服務水頭按低壓消防考慮，即 10m的自由水壓。消防流量前面已經(jīng)得Q=qf=25x2=50L/S式中Q5--城市消防用水，L/S;q--消防用水量定額，L/S;f——同時火災次數(shù)。該城鎮(zhèn)只考慮2處火災時，消防流量加在控制點16上，3進行消防校核平差，平差結果：見附表。通過水力分析所得各節(jié)點服務水頭見下表：節(jié)點編號12345678地面標高（m4.54.64.65.55.74.44.34.8要求自由水壓（m）1010101010101010服務水頭（m14514.614.615.515.714.414314.8節(jié)點編號910111213141516地面標高（m4.85.375.2554.95.15.5要求自由水壓（m）1010101010101010服務水頭（m14.815.3715.215.015.014.915.115.5水力分析計算結果：管段或節(jié)點編號12345678管段流量（L/S）105.7147.48148.4535.5036.6814