城市给水管道工程设计说明书

城市给水管道工程设计某县城给水管网初步设计课程名称： 专业名称： 班 级： 学 号： 姓 名： 指导老师： 是否组长： 2给水管网计算说明书1 给水管网设计任务书1.1 设计目的和要求课程设计的目的，在于培养学生运用所学的理论知识，解决实际问题，进一步提高计算、制图和使用规范与技术资料的能力。设计要注意贯彻国家有关的基本建设方针政策，做到技术上可能，经济上合理。为了达到这一目的，学生应该深入复习有关课程，充分理解它的原理，在此基础上，学会独立查阅技术文献，确定合理的技术方案，逐步树立正确的设计观点。通过技术能基本掌握给水管网的设计程序和方法，较熟练地进行管网平差，加强基本技能和运作技巧的训练。1.2 设计题目某县城给水管网初步设计1.3 设计原始资料1.3.1 概述某县城位于我国的广东省，根据城市建设规划，市内建有居民区、公共建筑和工厂。详见规划地形图。1.3.2 城市用水情况城市用水按近期人口 412000 万人口设计，远期（10 年）人口增加 10，市区以5 层的多层建筑为主。表 1 生活用水变化规律表时间 企业用水变化 百分数 居民用水变化百 分数 时间 企业用水变化 百分数 居民用水变化百 分数0-1 1.5 4.05 12-13 5.0 1.161-2 1.5 4.07 13-14 5.0 1.182-3 1.5 4.34 14-15 5.0 1.263-4 1.5 4.29 15-16 5.8 1.254-5 1.2 4.12 16-17 5.8 1.625-6 1.2 4.28 17-18 5.0 4.306-7 4.2 6.06 18-19 5.0 5.207-8 6.8 6.21 19-20 4.6 5.508-9 6.8 6.08 20-21 4.6 5.359-10 6.8 5.80 21-22 4.6 5.2310-11 6.0 4.92 22-23 3.4 4.80311-12 6.0 4.01 23-24 1.2 4.92表 2 公共建筑用水量表表 3 企业生产用水表工厂名称 生产用水 （万 m3/d） 人员用水人数（人） 用水标准 用水时间 （h） 备注酒厂 2.5 1000 24 高温人数 50食品厂 2.0 800 24 高温人数 30工艺品厂 1.5 500 6-22 点 高温人数 70肉联厂 2.0 500 3-19 点 高温人数 0机械厂 1.5 1000按规范标准查取6-22 点 高温人数 20注：1）下班后淋浴人数 100；2）企业生产用水变化规律：两班制的按 16 小时均匀供水，三班制的变化系数见表;3）工厂的生活用水和淋浴用水变化规律见教材 16 页表 2-1;4)建筑物的耐火等级 3 级，生产类别为丙类，建筑物最大体积 4000m3；5）居民生活用水变化规律见表 1。1.3.3 其他用水道路洒水量：城区的主要道路面积占总面积的 10计(日洒水 2 次)绿化用水：其中需要每天浇水的面积占总面积的 5消防用水：按规定计算未预见水量：按总用水量得 15-25计算给水普及率：1001.3.4 地质资料该市地处西南中部，属亚热带地区，西南季风气候，年平均气温 17.3，绝对最高气温为 33.7，最低气温-1.3。年平均降雨量 1180mm，80以上的降雨发生在 6-10用水单位 用水人数 用水标准 用水时间及水量分配医院 800 床 24h影剧院 600 人/场 3 场/日 24h中学 2000 人 6-22 点宾馆 600 床 24h火车站 流动人口 5000 人 6-22 点师专 3000 人按规范的最高标准查取6-22 点均匀幼儿园 2000 人 6-22 点4月之间，多年平均降雨量为 64.5mm，日最大降雨量为 138.8mm。常年最大风速为15.5m/s，主导风向为西南风。该市的主要水源为河流。根据水文地址部门提供的资料，河流的最低水位为 1476.3m。水厂的地面标高为 1489.00m，清水池的最低水位为1486.00m。1.3.5 城市规划及地形（见后面的附图及蓝图）从图上可以看到整个城区的概况，5 个工厂全部集中在 A 江左上方的工业区内，水厂单独向工业区供水，只考虑布置一条支状管供给，在其与城区管网之间一断连通管连接，设阀门控制，平时关闭，事故时再开启。工业区所需的最低水位为 0.16Mpa，由各厂自行加压供其使用，各厂的加压站内均设有贮水池，可贮存 2-3h 的企业用水，以避免管网事故时造成的停水。城区位于 A 江右侧，有 7 个集中流量流出点，按对置水塔换装管网要求进行配水管网设计。2、生活、生产用水量计算及逐时用水量计算、供水曲线的确定2.1、生活用水计算根据建筑给排水手册 （第 2 册）第一章 建筑给水查得居民生活用水定额；广东省为一分区，从而确定最高日用水情况 140230L/(人*d),本设计采用 230 L/(capd)做为用水定额，所以居住区生活用水总额为：Q1=412000*230/1000=94760(m 3)2.2、企业生产用水计算根据建筑给排水手册 （第 2 册）1.2.4 工业企业生产用水定额查得；工业企业职工生活用水量 2535L/(人、班)，淋浴用水 4060L/(人、班)。一般车间采用下限值，高温车间采用上限值经计算，得到各个企业生产用水及生活用水表 4 各企业总用水量生活用水（m 3）工厂名称生产用水 （万m3/d） 高温车间 一般车间沐浴用水（m 3）总用水量（m 3）酒厂 2.5 17.5 12.5 50 250805食品厂 2.0 8.4 14 36.8 20059.2工艺品厂 1.5 12.25 3.75 27 15043肉联厂 2.0 0 17.5 30 20047.5机械厂 1.5 7 20 44 15071企业总用水：Q2=25080+20059.2+15043+20047.5+15071=95300.7（m 3）2.3、公共建筑用水公共建筑用水标准查阅建筑给排水手册 （第 2 册）第一章 建筑给水表 1-10 集体宿舍、旅馆、公共建筑生活用水定额 得到表 5 公共建筑总用水量公共建筑 Q3=320+36+100+300+30+600+200=1586（m 3）2.4、市政用水根据建筑给排水手册 （第 2 册）表 1-14 查得浇晒道路和绿化用水定额县城面积按 A1 图幅 1:5000 比例，计算得县城面积为 1717950m2经计算得，浇晒道路用水量：Q4=1717950*0.1*1.5*2/1000=513.59（m 3）绿化用水：Q5=1717950*0.05*2*2/1000=344（m 3）2.5 未预见用水量按照总用水量的 25%计算所以未预见用水量 Q6=0.25*（ Q1+ Q2 +Q3+ Q4+ Q5）=48293（m 3）2.6 最高日用水量Qd= Q1+ Q2 +Q3+ Q4+ Q5+ Q6=240797.29（m 3）2.7 消防用水量计算由给排水设计手册第二版第 02 册建筑给水排水第 77 页表 2-12、表 2-用水单位 用水人数 用水标准 总用水量（m 3）医院 800 床 400L/(床.d) 320影剧院 600 人/场 3 场/日 20L/(观众.场) 36中学 2000 人 50L/(学生.d) 100宾馆 600 床 500L/(床.d) 300火车站 流动人口 5000 人 6L/ 30师专 3000 人 200L/(学生.d) 600幼儿园 2000 人 100L/(儿童.d) 200613 及表 2-15 查得：居民区室外消防用水量为 75L/S，设同一时间内的火灾次数为 3 次，消防用水定为2 小时。室内消防同一时间内的火灾次数为 1 次，消防用水时间定为 10min。工厂建筑的耐火等级 3 级，生产类别为丙类，最大体积 4000m3，厂区室外消防用水量为 30L/s，设同一时间内的火灾次数为 1 次，消防用水时间定为 2 小时。室内消防同一时间内的火灾次数为 1 次，消防用水时间定为 10min。室外消防用水量=居住区室外消防用水量 +工厂室外消防用水量=0.075*3600*2*3+0.03*3600*2*1=1836 m3 室内消防用水量=居住区室内消防用水量+民用建筑的室内消防用水量+工厂室内消防用水量=0.015*60*10*3+0.03*60*10=45 m 32.8 确定供水曲线以 24 个小时用水时间段作为横坐标，小时段内用水量占最高日用水量的百分数作为纵坐标，做出县城供水曲线，3、泵站的工况和清水池水塔容积的计算3.1、二级泵站工况调节根据城市用水变化曲线，二级泵站采用三级供水，其中低级供水区在 22:00-6:00 时段，共 8 小时，高级供水区在 7:00-12:00 和 18:00:21:00，共 11 小时，次高级供水区在 13:00-17:00 时段，共 5 个小时。在低级供水区，拟定流量为最高日时的 3.27%，在次高级供水区，为 3.65%，则高级供水区为 5.06%，即3.27% x 8 + 3.65% x 5+ 5.06% x 11=100%根据假设库存法，算得水塔的调节容积为 2.93%再取 3.28%、3.25%等值为低供水时段供水值，算出相应的水塔调节容积，当低供水值为 3.27%时，水塔调节容积及清水池调节容积均最小，故确定二泵站低供水时工况点为 3.27%，高供水时工况点为 5.06%。二级泵站工况曲线如图所示。73.2、清水池和水塔的容积确定清水池和水塔调节容积的确定，可根据 24h 供水量的用水变化曲线推算，具体计算见表 6。表中第（2）项参照城市用水变化规律得出，第（4）项假定一级泵站 24 小时均匀供水， （5）=（2）-（4） ， （6）=（3）-（4）, （7）=（2）-（3）由累计的正直（或负值）可确定水塔或清水池所需的容积，其值以最高日用水量百分数计。表 6 清水池和水塔调节容积计算清水池调节容积（%）时间 用水量（%）二级（%）一级（%） 无水塔 有水塔水塔调节容积（%）（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） 01 2.72 3.27 4.17 -1.45 -0.9 -0.5512 2.73 3.27 4.17 -1.44 -0.9 -0.5423 2.83 3.27 4.16 -1.33 -0.89 -0.4434 3.33 3.27 4.17 -0.84 -0.9 0.0645 3.21 3.27 4.17 -0.96 -0.9 -0.0656 3.27 3.27 4.16 -0.89 -0.89 067 5.38 5.05 4.17 1.21 0.88 0.3378 5.92 5.06 4.17 1.75 0.89 0.8689 5.89 5.05 4.16 1.73 0.89 0.84910 5.78 5.06 4.17 1.61 0.89 0.721011 5.23 5.05 4.17 1.06 0.88 0.181112 4.88 5.05 4.16 0.72 0.89 -0.171213 3.56 3.65 4.17 -0.61 -0.52 -0.091314 3.57 3.65 4.17 -0.6 -0.52 -0.081415 3.62 3.65 4.16 -0.54 -0.51 -0.031516 3.76 3.65 4.17 -0.41 -0.52 0.111617 3.92 3.65 4.17 -0.25 -0.52 0.271718 4.83 5.05 4.16 0.67 0.89 -0.221819 5.21 5.06 4.17 1.04 0.89 0.151920 4.74 5.05 4.17 0.57 0.88 -0.3182021 4.62 5.06 4.16 0.46 0.9 -0.442122 4.57 5.05 4.17 0.4 0.88 -0.482223 3.42 3.27 4.17 -0.75 -0.9 0.152324 3.01 3.27 4.16 -1.15 -0.89 -0.26累计 100 100 100 8.08 7.73 2.93由表 6 可知，水塔调节容积为 2.93%Qd,清水池调节容积为 8.08%Qd。（1）清水池中除了储存调节用水外，还存放消防用水，因此，清水池有效容积等于W=W1+W2+W3+W4（m 3）W1（调节容积）= 7.73%Q d=8.08%240797.29=18614 mW2（消防）=0.075360023+0.03360021=1836 mW3（水厂生产用水量）=9%Qd=0.09240797.29=21672 m W4（安全蓄水量）=5%Qd=0.05240797.29=12040 m所以清水池的有效容积为 W= W1+W2+W3+W4=18614+1836+21672+12040=54162 m故可采用两只等体积为 27081 m的清水池。（2）水塔总容积=W 1（调节容积）+W 2（消防蓄水量） W1= 240797.292.93%= 7055 m W2 =0.01560103+0.036010=45 m所以水塔容积 W=7055+45=7100 m4、管网布置及方案选择4.1、管网布置管网布置应满足一下要求：1、管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最小2、管网遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压。3、力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水量费用。4、干管间距，应采用 500m-800m5、连接管间距，在 800m-1000m 左右6、整个管网布置，应在 3-4 个环，且每个环的面积比不超过 10%7、单侧供水的管路应尽量少。根据以上原则，我们组管网布置一共有 3 个环，且每个环的面积比在 10%以内，有 2条连接管，没有一条干管间距超过 800m。有两条管线是单侧供水。详图请看图集册2012-10-27 01 管网布置方案图 。95、管段设计流量及管径的确定5.1、最高日时管段流量设计5.11、最高日时节点流量的计算管网的有效长度为L=6225m最高日最高时流量：Q=3690.8L/s最高日时居民、市政、未预见用水量总和：q=2217.28/s比流量 qs=q/ L=0.3561892表 7 节点流量计算经计算得，所有节点流量及大用户流量之和为 3690.80（L/s） 而最高日最高时流量也为 3690.80（L/s） ，说明节点流量计算合理。5.1.2、最高日时供水量最高日时设计流量：Qh=3960.80（L/s）节点 管段 1长度(m) 管段 2长(m) 管断 3长度(m) 总管长(m) 比流量： 大用户（L/s） 节点流量（L/s）1 29.00 47.00 380 0.3561892 67.682 47.00 19.00 59.00 625 0.3561892 医院（3.72） 115.033 78.00 40.00 25.00 715 0.3561892 127.344 25.00 125 0.3561892 22.265 40.00 54.00 470 0.3561892 83.706 29.00 68.00 485 0.3561892 影剧院（0.42） 86.807 68.00 80.00 62.00 1050 0.3561892 食品厂（377.95）幼儿园（3.47） 568.428 54.00 32.00 62.00 740 0.3561892 酒厂（472.49） 604.289 32.00 26.00 113.00 855 0.3561892 宾馆（3.47） 155.7410 26.00 34.00 57.00 585 0.3561892 机械厂（260.85） 365.0411 57.00 285 0.3561892 50.7612 34.00 136.00 850 0.3561892 151.3813 38.00 28.00 42.00 540 0.3561892 96.1714 28.00 66.00 470 0.3561892 83.7015 66.00 48.00 113.00 1135 0.3561892肉联厂（347.68） 中学（6.25） 火车站（0.52）552.0816 48.00 57.00 71.00 880 0.3561892 156.7217 71.00 136.00 1035 0.3561892 工艺品厂（260.79师专（10.42） 455.5418 44.00 220 0.3561892 39.1819 44.00 57.00 50.00 755 0.3561892 134.4620 50.00 250 0.3561892 44.5210二级泵站供水;Q1= Qh*5.06/5.92=3385.41（L/s）水塔供水量 Q2= Qh*0.86/5.92=575.39（L/s）5.1.3、环状网流量的分配及管件的选择根据最高日时设计状态下二级泵站及水塔供水情况，可初步拟定流量的分配在确定节点流量的时候就可以进行流量的初步分配和管径的选择，管径的选择要满足以下的要求。1.技术流速要求：0.62.5m/s，不低于 0.6m/s 是为了防止水中的悬浮物在水管内沉积，不大于 2.5m/s 是为了防止发生水锤；2经济流速要求：DM=400，v=0.91.4 L/s DM400,v=0.60.9 L/s；3根据管段具体位置进行选择，管网入口管段管径应大致相近，不超过两个数量级，水塔附近管段在可