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给水
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给水工程课程设计
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给水工程课程设计 第 1 页 给水工程课程设计 第一节 设计任务及设计资料 工程概述 ： 本设计为广东省某城市的给水管网初步设计， 该城市位于广东， A 河的中下游。城市分为、两个行政区，总共人口 人； A 河流将该城市分成两部分，每一部分都有一个工业区；城市中各工业企业对水质无特殊要求，城市 楼房 平均层数 6 层。 其基本资料 具体 如下。 一、 设计资料 1 基本情况 该城市位于广东， A 河的中下游。城市分为、两个行政区，总共人口 人； A 河流将该城市分成两部分，每一部分都有一个工业区；房屋平均层数 6 层。 条件图 ： 1： 5000 城市 平面图 区： 室内卫生设备情况（有给水、排水、淋浴、热水供应） ； 区： 室内卫生设备情况（有给水、排水、淋浴、热水供应） ； 3 城市中房屋的平均层数： 区 6 层；区 6 层； 4 工业用水情况： 城市中有下列工业企业，其位置在城市平面图； 工业区 ，生产用水量 6000 米 3天。 工人总数 3400 人，分 两 班工作，热车间占 第一班 1700 人，使用淋浴者 1700 人；其中热车间 700 人 第二班 1700 人，使用淋浴者 1700 人；其中热车间 700 人 工业区 ，生产用水量 8000 米 3天。 工人总数 5100 人，分 两 班工作，热车间占 第一班 2550 人，使用淋浴者 2550 人；其中热车间 900 人 第二班 2550 人，使用淋浴者 2550 人；其中热车间 900 人 5. 给水水源： A 河 2 城市综合用水 给水工程课程设计 第 2 页 城市综合用水 变化曲线及时变化系数 用水时变化系数 时间 001水量 % 间 1234567890123 水量 % 、 设计任务 1. 城市给水工程规划 2. 城市输水管与给水管网设计 3. 二级泵站设计 4. 图纸。 给水管网 布置及水厂选址 该城市有一条自西向东流的水量充沛，水质良好的河流，可以作为生活饮用水水源。该城市的地势比较平坦没有太大的起伏变化。城市的街区分布比较均匀，城市中各工业企业对水质无特殊要求。因而采用统一的给水系统。城市给水管网的布置取决于城市的平面布置、水源、调节构筑物的位置、大用户的分布等。考虑要点 有以下 ： 定线时干管延伸方向应和二级泵站输水到水 池 、水塔、大用户的水流方向一致。干管的间距一般采用 500m 800m 。 循水流方向，以最短的距离布置一条或数条干管，干管位置从用水量较大的街区通过。 干管尽量 靠近大用户，减少分配管的长度。 干管按照规划道路定线，尽量避免在高级路面或重要道路下通过，尽量少穿越铁路。减小今后检修时的困难。 干管与干管之间的连接管使管网成环状网。连接管的间距考虑在 800 1000m 左右。 力求以最短距离铺设管线，降低管网的造价和供水能量费用。 输水管线走向 应 符合城市和工业企业规划要求，沿现有道路铺设，有利于施工和维护。城市的输水管和配水管采用钢管（管径） 1000）和铸铁管。配水管网共设 10 个环，输配水管路布置如附图 (一 )所示 . 另外考虑到河流将该城市分成两半，为了安全供水起 见在河流的上游铺设倒虹管，在其两岸应设阀门井，阀门井顶部标高应保证洪水时不被淹没。井内有阀门和排水管等。倒虹管顶在河床下的深度不小与 航道线范围内不应小于 1m，倒虹管使用钢管并须加强防腐措施。 给水工程课程设计 第 3 页 对 水厂厂址的选择，应根据下列要求， 并且 通过技术经济比较 来 确定： （） 、给水系统布局合理； （） 、不受洪水威胁； （） 、有较好的废水排除条件； （） 、有良好的工程地质条件； （） 、有良好的卫生环境，并便于设立防护地带； （） 、少拆迁，不占或少占良田； （） 、施 工、运行和维护方便。 第二节 给水管网设计计算 基础资料： 总人口（万） 绿地面积（万平米） 道路面积（万平米） 工业区总人数 其中高温 车间人数 工业区总人数 其中高温 车间人数 0 84 3400 1400 5100 1800 1 最高日用水量 城市最高日用水两包括综合用水、工业生产用水及职工生活用水及淋浴用水、浇洒道路和绿化用水、未预见用水和管网漏失水量 。 该城市在广东，总人口 人， 查室外排水设计规范可知该城市位于一分区，为中小城市。 综合生活用水定额采用上限 370L/d 最高日综合生活用水量 Q1= 城市最高 日 综合生活用水， d； q城市最高 日 综合用水量定额，（ 城市设计年限内计划用水人口数； f城市自来水普及率，采用 f=100% 给水工程课程设计 第 4 页 所以最高日综合生活用水为： 工业用水 量 为 ： 工厂职工生活用水量采用一般车间每人每班 25L，高温车间每人每班 35L 计算，淋浴用水按一般车间每人每班 40L，高温车间每人每 班 60L 计算； 工厂生产用水量： 6000+8000=14000 d 工人生活用水量： 工厂 2000+1400 m3/d 工厂 3300+1800 m3/d 工人淋浴用水量： =40 (1000+25501000+60 (700+900)/1000 2 =404 m3/d 工厂总用水量 : 14000+99+04 m3/d 浇洒道路用水量 浇洒道路用水量按每平方 米 路面每次 算；每天浇洒 3 次。 所以浇洒道路用水量 84 104 3/1000 3780 d 给水工程课程设计 第 5 页 绿化用水量 绿化用水量按 2 L/算； 所以 ： 50 104/1000=1000 d 城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的 25%计算。 最高日设计流量 2+4） 45140+780+1000） d 消防用水量： 根据建筑设计防火规范该城市消防用水量定额为 45L/s，同时火灾次数为 2 次。 城市消防用水量为： 给水工程课程设计 第 6 页 最高时用水量 从表一城市用水量变化情况表中可以看出， 1516 点为用水最高时，最高时用水量为： h=（一）城市用水量变化情况表 时间 时变化系数 综合生活用水 工业生产用水 淋浴用水 工厂职工用水 浇洒道路 绿地用地 未预见水 城市每小时用水量 m3/h m3/h m3/h m3/h m3/h m3/h m3/h m3/h m3/h % 0 1260 0 1260 2 3 4 5260 67 18 19 20 21 22 23 合计 给水工程课程设计 第 7 页 2 清水池调节容积，二级泵站供水情况如下表： 清水池调节容积计算 间 用水量 % 二泵站供水量 % 一泵站供水量 % 清水池调节容 积 001234567890123计 此清水池调节容积按最高日用水量的 算 清水池中除了储存调节用水外还存放消防用水 ,则清水池有效容积 W 为 W=2+4 W清水池总容积 节容积； 消防储水量 2 小时火灾延续时间计算； 厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水，取最高日用水量的 10%计算； 给水工程课程设计 第 8 页 全贮量按 2+整 后 计算 2+2 3600+10% 故 因此： 清水池总容积 W： W 15382+ 取整数为： W=16000 清水池应设计成体积相同的两个，如仅有一个，则应分格或采取适当措施 ，以便清洗或检修时不间断供水。 5 一、二级泵站的供水曲线： 根据该城市的用水量变化情况，一级泵站一天工作 24 小时平均供水，二级泵站工作分两级： 6时 20 时，二级泵站运转，流量占最高日用水量的 其他时间 20次日 6 时二级泵站运转流量占最高日用水量的 城市最高日用水变化曲线图如下： 最大时用水小时用水变化曲线 012342 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 240时 间 ( h )占最高日用水量百分数（%）第 9 页 三、 管网水力计算 （一） 集中用水量 集中用水量主要为工厂的生产用水 量 和职工生活用水 量， 当工人淋浴时间与最大时供水重合时淋浴用水也应该计入集中用 水 量 ，否则不计入集中用水 量 。 从表（一）城市用水量变化情况表中可知： 最大时 集中流量 为 ： （一） 比流量计算 为最高日最大时用水量 L/s q 为大用户集中流量 L/s L 管网总的有效长度 m （二） 沿线流量计算 q s 有效长度； m q s 比流量 给水工程课程设计 第 10 页 沿线流量计算表 管段编号 图纸上长度 (实际长度（ m） 有效长度（ m） 沿线流量（ s） 195 398 98 499 81 981 041 420 73 386 28 928 96 398 165 382 53 277 00 450 18 178 07 304 83 442 24 212 123 261 119 398 244 644 078 239 254 377 391 541 883 342 339 319 431 365 750 154 407 244 570 385 655 427 752 0 19 0 15 0 计 10676 水工程课程设计 第 11 页 （四） 节点流量 折算系数取 节点流量表 节点 节点流量 （ L/s） 节点 节点流量 （ L/s） 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 0 1 五） 管网平差 1 环状管网流量分配计算 根据节点流量进行管段的流量分配 . 分配步骤： 按照管网的主要供水方向，初步拟定各管段的水流方向，并选定整个管网的控制点。 为了可靠供水，从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线，这些平行干 管 中尽可能均匀地分配流量，并且符合水流连续性即满足节点流量平衡的条件。 与干管线垂直的连接管，其作 用主要是沟通平行干管之间的流量，有时起一些输水作用，有时只是就近供水到用户，平时流量一般不大，只有在干损坏时才转输较大的流量，因此连接管中可以分配较少的流量 。 3 管径的确定 管径与设计流量的关系： q v 2v （ 4q/ v） 公式中 D 管段管径， m； q 管段计算流量， s； 管段过水断面面积， v 设计流速， m/s； 给水工程课程设计 第 12 页 设计中按经济流速来确定管径进行平差，确定实际管径。 平均经济流速与管径的确定 管径 均经济流速（ m/s） 100 400 D 400 量分配如下： 1.最大时流量初步分配 最大时设计流量 s，流量初步分配如下表： 最大时流量分配 环 编号 管长 管径 流量初步分配 影响 0 4 1 195 350 21 198 200 21 281 150 2 1041 300 21 4 2 273 500 9 328 200 3 896 400 21 281 150 1 5 3 339 700 9 400 400 4 2129 700 10 328 200 2 718 500 21 4 4 407 800 10 583 600 21 624 600 21 400 400 3 给水工程课程设计 第 13 页 4 5 1123 250 21 1119 200 21 1244 200 6 2078 300 21 4 6 1254 350 21 1391 250 7 1883 350 9 1244 200 5 4 7 1339 400 21 1431 250 8 1391 250 6 1750 500 9 4 8 1407 450 21 1570 500 21 1655 600 10 1431 250 7 6 9 219 300 21 1983 350 6 1850 500 7 1752 400 10 339 700 3 273 500 2 5 10 1755 600 8 1615 700 21 507 800 4 429 700 3 2152 400 9 给水工程课程设计 第 14 页 最大时平差结果见 附表平差 (一 )及附图平差 (一 ) 最大时加消防流量初步分配 在控制点 11跟大用户 14点上分别加上 45L/计流量加上消防用水量 90L/s。进行流量的初步分配，如下表： 最大时加消防流量初步分配表 环 编号 管长 管径 流量初步分配 影响 10 4 1 195 350 1 198 200 1 281 150 10 2 1041 300 1 4 2 273 500 328 200 20 3 896 400 1 281 150 5 3 339 700 400 400 20 4 2129 700 0 328 200 718 500 1 4 4 407 800 0 583 600 1 624 600 1 400 400 4 5 1123 250 1 给水工程课程设计 第 15 页 1119 200 15 21 1244 200 2078 300 1 4 6 1254 350 1 1391 250 1883 350 1244 200 20 5 4 7 1339 400 1 1431 250 1391 250 30 6 1750 500 4 8 1407 450 1 1570 500 1 1655 600 0 1431 250 40 7 6 9 219 300 100 21 1983 350 1850 500 1752 400 0 339 700 273 500 5 10 1755 600 1615 700 1 507 800 429 700 2152 400 210 9 平差结果见附表平差（二）及附图平差 (二 ) 事故时流量初步分配 事故时 470的设计流量（即 s）送向管网。 给水工程课程设计 第 16 页 事故初步流量分配 编号 管长 管径 流量初步分配 影响 1 4 195 350 1 198 200 10 21 281 150 1041 300 1 4 2 273 500 328 200 896 400 1 281 150 20 1 5 3 339 700 400 400 2129 700 328 200 30 2 718 500 1 7 4 1755 600 583 600 1 624 600 1 400 400 50 3 1615 700 1 429 700 2152 400 4 5 1123 250 1 1119 200 5 21 1244 200 2078 300 1 4 6 1254 350 1 1391 250 1883 350 1244 200 10 5 给水工程课程设计 第 17 页 4 7 1339 400 1 1431 250 1391 250 10 6 1750 500 4 8 1407 450 1 1570 500 1 1655 600 1431 250 10 7 6 9 219 300 1 1983 350 1850 500 1752 400 339 700 273 500 平差结果见附表平差（三）及附图平差 (三 ) （六）管网平差校核 1 最大时水泵扬程 清水池地面标高为 34.8 m ，清水池最低水位 2m，最低水位地面标高 从水厂向管网两条输水管长为 300m 最高时每条管中流量为 ，依此每条输水管渠的管径选为 1200得输水管最高时 I 为 m，所以沿程水头损失为 300=部水头损失按沿程水头损失的 10%计算，故压水管水头损失为 11 点为控制点，其地面标高为 30.8 m ，控制点需要的服务水头为六层楼即 2 m。水泵安全 扬程为 2m，吸水管 长度取 20m，其 水头损失 计算得：沿程水头损失为 部水头损失为 吸水管水头损失为 大时平差结果见附表平差（一） 最大时水泵扬程 : h+28+（ + 中 h 为 控 制 点 到 节 点 5 最 不 利 管 段 的 水 头 损 失 取 1111自总 的水头损失的平均值 ,由附表平差（一）计算得 h =m 给水工程课程设计 第 18 页 2 最高时加 消防时校核 在节点 11跟节点 14分别加上 45 L/差结果见附表平差（二） 11点为控制点， 查得输水管最高时 I 为 m。 最高时消防所需水泵扬程 : +10+ h m 满足要求 （ 式 中 h 为 控 制 点 到 节 点 5 最 不 利 管 段 的 水 头 损 失 取 1111附表平差（二）计算得 m 。平差结果见附图平差（二） 最高时 事故校核 470
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