城区给水管网络设计计划书

1 城区给水管网络设计计划书 1、设计任务 ： 根据所给原始资料，完成以下设计成果 （ 1）用水量分析和总用水量设计计算； （ 2）给水管网的布置定线； （ 3）拟定水泵工作制度，进行给水系统各组成部分的设计流量计算； （ 4）设计沿线流量、节点流量； （ 5）初步分配各管段流量，并根据界限流量和其他用水要求确定各管段管径； （ 6）进行管网平差，计算各管段水头损失，并用计算程序校核； （ 7）选择控制点，计算各节点自由水压和水压标高； （ 8）确定二级泵站水泵的扬程和流量（按最高日最高时用水量计算）； （ 9）进行消防校核（若按最高日最高时确定的水泵扬程和管径不能满足要求，需要说明应采取的技术措施）； （ 10）绘制给水管网平面布置图、等水压线图； （ 11）编写给水管网课程设计说明书。 2、设计资料 1、 城市总平面图，比例 1:6000。 2、 城市居住面积如总平面图。近期规划人口密度 520 人 /公顷。给谁人口普及率 100%。 3、 居住区建筑为一、二、三、四、五层混合建筑。 4、 居住区卫生设备情况：室内有给排水设备和淋浴设备。 5、 由城市给水管网供水的工厂为造纸厂，生产能力为 3T/d，（每 T 纸用水量为 250该厂按三班制工作每班人数 300 人，每班淋浴人数 25%，该厂建筑物耐火等级为三级。厂房火灾等级为丙级，最大建筑物体积为 4000m。 6、 由城市管网供水的铁路车站用水量为 600 m/d。 7、 医院有 200 个病床，有盥洗室和浴室。 8、 浇洒道路及绿地用水量考虑 150/d。 9、 未预见用水及管漏水系数 k= 10、城市位于四川省内，土壤为沙质粘土，无地下水，冰冻不考虑。 3、设计要求 （ 1）设计计算说明书：包括以下内容 1）用水量计算：确定用水量定额和最高日用水量，以及管网的设计流量。 2）管网布置及水力计算：根据用户分布，合理布置管网形状，确定集中流量，计算比流量 (按服务面积计 )、沿线流量和节点流量；画出计算草图；再初步分配流量和按经济流速确定各管段的管径；进行平差计算，确定控制点 ,并把计算结果标示在计算草图上。求出泵站扬程，并选择水泵型号。 3）按消防时的流量和压力要求，进行管网校核计算，要求画出消防时计算草图。 （ 2）给水管网平面布置图：包括以下六项内容 1）在各管段上注明计算结果； 2）布置消火栓和检修阀门：在各路口和重要建筑物附近必设消火栓，另在“说明”中写明：每 120m 距离设置消火栓一个；设置检修阀门的数量和位置，应能保证在管网任 2 一处发生事故时能使该处停水检修，并使停水影响范围控制在 500m 管长以内。 3）各节点大样图； 4）管件材料一览表（含编号、名称、规格、单位、数量、备注等栏目）； 5）说明：尺寸单位，高程单位，管道施工注意事项等等； 4、设计说明 （ 1）城市范围原无供水设施，故规划新建水厂一座，位于城市西南角，水厂厂址选在主河流南岸。 （ 2）用水定额： 居民生活用水定额： 180L/人 均日）； 由于缺乏实际数据，企业职工生活用 水量与公共建筑用水量变化曲线与居民用水量变化曲线一致。 管网漏失水量和未预见水量按以上各项和的 20%计算。 （ 3）给水管材：采用涂水泥的铸铁给水管，最小管径 余标准管径为： （ 4）消防系统：采用低压消防系统，最小水压要求 10m，消防流量按规划人口查设计书附录中的有关表格选取。 5、设计成果 （ 1）给水管网设计说明计算书。方案论证充分、合理，文字应该简练扼要。说明书份量各在 20算草图附说明书后面。 （ 2） 设计图 纸 2张，包括： 1)给水管网平面布置图 1张（ 1： 6000）； 2)最大用水时给水管网水力坡线图图 1张； 绘图要求应符合“给水排水制图标准”的有关规定。 6、设计计算过程 一、各项用水量计算 1、城市居民生活用水量 城市居住区的面积约为 295 公顷，近期规划人口密度为520 人 /公顷，计划人口数 N=295*520=153400；根据表 取该城市的最高日居民生活用水量定额 q=180（ l/该城市的计划给水普及率为 f=100%；所以该城市的最高日生活用水量为 Q1=80*153400*100%=27612（ m3/d）。参照教材图 2时变化曲线。 2、工厂区域总用水量 1）工业生产用水量： T/d*250=750m3/d。根据附录 2，取时变化系数 50*1000/24/3600*1.8 l/s（ 2）企业职工生活用水量 据表 该城市的企业职工生活用水量定额为 30 升 /人 / 班，0*300*3=27m3/d，由于缺乏实际数据，假设其变化曲线与居民用水量变化曲线一致。 （ 3）企业职工淋浴用水量 据表 择该企业工作人员淋浴用水定额为 50 升 /人 /天， 0*300*3*25%=d 。工厂最大日用水量 Q2=d。 3、公共建筑用水量 计中共有两个医院，取医院用水定额为 150 l/床 院最 3 大日用水量为 50*200*2/1000=60m3/d。本设计中有两个浴室取最大日用水量为0m3/d。另外有一个电影院和一个旅馆，考虑最大日总用水量为 0m3/d由于缺乏数据， 水量变化均根据居民生活用水确 定 。有城市管网供水的铁路车站用水量为 00m3/d ， 24 小时均匀供水。公用建筑最大日用水量Q3=80m3/d 4、浇洒道路及绿化用水量为 50m3/d,假定早晚各集中一次 5、未预见用水量和管网漏失水量 2+4） 20%=d，平均每小时为 4=h。 时间 居民生活用水 造纸厂用水量 共建筑用水量 浇洒道路及绿化用水量预见及漏失水量小时总用水量 生产用水量 职工生活用水量工淋浴用水量院用水量室用水量影院和旅馆用水量路车站用水量m3 一天总用水量% 占一天总用水量 % % 0 12 39 23 39 34 36 45 56 67 75 78 4. 4 51 89 0 910 0 1011 33 1112 1213 33 1314 14 15 16 17 18 75 19 2027 21- 742. 30 2 244. 1047 2. 5 22 76 3 8 0 42 98 2239 2339 合计 100 27612 100 750 27 0 80 40 600 150 00 最高日用水量 Q=d ,最高日最大时流量 d 二、二泵站供水方案设计及清水池、水塔容积计算 1、本设计采用网前水塔供水方式，二泵站采用二级供水方式向水塔供水，二级供水为 拟定选用三台泵，两用一备。 2、清水池、水塔容积的计算 时间 用水量 % 二级泵站供水量 % 一级泵站供水量 % 清水池调节容 积 % 水塔调节容积 % 无水塔时 有水塔时 1 2 3 4 5 6 7 02 3 2 4 5 6 7 8 9 10 011 112 213 314 4567890123计 100 100 100 6 （ 1）清水池容积的计算 :水池的调节容积 Q=次灭火用水量为 45 l/s,活在延续时间为两个小时， *45*3600*2/1000=648设计取 00 所以清水池的容积 W=2+4= （ 2）水塔容积的计： 塔的调节容积 Q= b.水容积，贮存 10 分钟的室内消防水量，本设计室内消防用水量取15l/5*60*10/1000=9以水塔的调节容积 W=22=于所算出的水塔容积过大，造价太高，因此本设计取消水塔的设定。 三、管网定线 （ 1）要有充沛的水量，能满足城市近期及远期发展的需要，要综合考虑工农、生活用水的总量及分配。 （ 2）要有较好的水质，处理过程可简化，即可降低成本。 （ 3）水源地的选择要结合城市总体规划的布局，与城区的距离要适当，既防止远距离供水，也要便于水 源地防护。 （ 4）可以用一个水源，也可以多个水源，城市布局分散，可多个水源 ，主要考虑后期的发展以及对供水安全性的要求。 若选取地下水作为水源，可获得较好的稳定的原水水质，这样可以简化水处理工艺，降低生产成本。但从远期来说，地下水的过量开采会导致地面下沉，对地表生态环境造成一定的破坏性，从现在国内的发展趋势来看，水源的选择也逐渐从地下水向地表水过渡。选择地表水作为城市供水水源，受降水和外界环境影响较大，应确定枯水流量的保证率不得低于 90%。如果在地表水和地下水都满足供水要求时，选择地表水作为给水水源，若地表水 不符合给水要求，则选择地下水作为给水水源。由于缺乏具体资料，本设计拟定采用地表水作为给水水源。 2、水源地的选择： 为了使输水管的长度尽量小，降低成本，因此在保证取水口的水质的情况下，选择了取水口距离城市上游排污口 200 米左右处。同时为了使得配水管长度尽量小，降低工程造价，应使水处理厂尽量离城市更近。 7 方案一：取水口选在主河流的北岸 方案二：取水口选在主河流的南岸 取水口 输水管长度 m 技术比较 方案一 河流北岸 450 全程为平原，穿过一条 河流 方案二 河流南岸 330 全程为平原，无河流 经过 比较，取水口定在主河流的南岸比较经济。 于设计对象是分布比较集中、用户供水水压差别不大和水质要求相近的小城镇，因此采用统一给水系统给水。采用多水源给水系统虽然能提高供水安全性，增加供水保证率，但工程造价势必增加，如果在经济允许的情况下也可以考虑。由于城市面积小，地形起伏不大，分区给水会增加成本，因此不考虑。供水方式可分为重力供水和压力供水两种类型，该区域地形比较平缓，没有明显可利用的高差，选择重力输配水可能满足不了用户对水压甚至是水量的要求，或者所需要的高位水池或水塔的设计高度过 高，成本太大，因此，本设计采用压力给水方式进行输配水，泵的扬程也不会很高，相对比较合理。 4、输水干管和配水管网的布置： 尽量缩短管线长度，节约成本，少穿越障碍物和地址不稳定地段。供水不许间断时，设两条输水管，或考虑适当的附属构筑物，尽量保障供水的安全可靠性。且管网的敷设应尽量沿着道路方向，以便进行施工和检修。尽量避免穿过铁路等高级路面，减少拆迁，以不占或尽量少占良田为原则。管线在道路下的平面位置和标高，应符合城市或厂区地下管线综合设计的要求，给水管线和建筑物、铁路以及其他管道的水平净距 ，均参照有关规定。 管方向与给水流向一致，通过两侧负荷较大的用水区，根据街区的情况，取干管间距为500800m，连接管间距采用 8001000m。干管按小城镇规划道路定线，负责消防给水任务的管道最小管径不应小于 100外消火栓的间距不大于 120m。 四、管网水力计算 1、总用水量：最高日最大时流量 d，即 l/s。工业用水量为（ 1000/3600=l/s，分别将图中的几个集中流量（生产用水量 h，职工 生活用水 h，医院用水 h，浴室用水 h，电影院和旅馆用水 h，铁路车站用水 25m/h）简化到节点 8 和 13， 8 节点集中流量 q*8=l/s， 13 节点集中流量 q*13=l/s， 5 节点集中流量 q*5=l/s L=8907m，其中 01、 89、 710 管段两侧无用户 ,910、 1011、 23、34 管段为单侧供水。 8907=(m*s) 管段 图上长度（ 管段实际长度（ m） 设计管长（ m） 沿线流量（ l/s） 12 16 258 23 88 444 34 44 372 45 66 666 56 52 552 67 38 438 78 50 750 8 910 36 318 1011 02 51 1112 86 486 1213 32 732 1314 24 624 1404 504 18 82 882 38 16 516 47 10 510 915 36 318 913 86 486 合计 0668 8907 节点 节点流量（ l/s） 集中流量（ l/s） 节点总流量（ l/s） 0 1 = 0 1 2 3 4 5 、管网平差 环号 管段 管长l（m） 管径D(出不分配流量 第 一 次校正 第 二 次校正 第 三 次校正 q(l/s) 1000i h(m) q(l/s) 1000i h(m) q(l/s) 1000i h(m) q(l/s) 1000i h(m) 12 516 400 9 91 89 3 88 882 500 23 888 400 38 516 100 2 34 744 350 38 516 100 47 510 100 10 6 5 6 7 178 750 400 3 45 666 300 47 510 100 56 552 200 67 438 150 0. 11 122 4 78 750 400 710 816 300 89 792 400 910 636 100 5 910 636 100 913 486 300 12 1011 102 300 1112 486 250 1213 732 150 6 913 486 300 915 1062 250 1314 624 150 13 15 4 0 90 7 117 25 4 121 64 232 125 8 经过四次平差校正后，满足各小环闭合差均小于 大环闭合差 h 小于 1，满足要求。 8、确定二级泵站水泵扬程和流量 由上表可知，选取离二泵站最远的 14 节点为控制点，所以二泵站的扬程为 H= 由于已经获得的最大日用水量逐时变化曲线，该城市管网中无水量调节构筑物，送水泵站向无水塔管网供水。可按下述方式选泵： 按最大日平均小时流量的 100%选泵该选出二泵站泵的经济工作范围为 :平均时*平均时； 平均时 *平均时。由于平均时的流量占全日流量的 则上述的经济工作范围可折算为： 日 = 日 =s； 日 = 日 =l/s,即经济工作范围为 l/sl/s。 因此确定选择的泵为： 拆立式离心泵型号为 300I）（流量 184.2 l/s，扬 量 276.4 l/s，扬程 44m；流量 345.8 l/s，扬程 速 1450r/机功率 160 泵的高校区内任选两点，用 合该泵的特性曲线方程为：H=择三台泵，两台智能泵并联运行，一台备用。 9、干管水力计算以及最高日最大时校核 选择一条尽量长得输水干管到控制点进行水力计算，即 0下表 节点编号 管段水头损失（ m) 标高（ m） 自由水头（ m） 水头 地面 0 1 2 3 8 7 10 11 12 13 14 由上表可知，当控制点的服务水头为 24m 的时候，其他各点的水压均满足要求，在泵的工作范围之内，因此当保证了最高日最大时的用水要求。 10、消防校核 14 消防时的管网核算，是以最高时用水量确定的管径为基础，然后按最高时另行增加消 防时的流量（见消防流量计算表）进行流量分配，求出消防时的管段流量和水头损失。计算时只是在控制点另外增加一个集中的消防流量，如按照消防要求同时有两处失火时，则可从经济和安全等方面考虑，将消防流量一处放在控制点，另一处放在离开二级泵站较远或靠近大用户和工业企业的节点处。虽然消防时比最高时用水量所需的服务水头小的多，但因为消防时通过管网的流量增大，各管段的水头损失相应增加，按最高时确定的水泵扬程有可能不够消防时的需要，这是需要放大个别管段的直径，以减少水头损失。个别情况下因最高时和消防时水泵的扬程相差很大需设专用 的消防泵供消防时使用。 消防流量按规划人口查教材附录中的城镇、居住区的室外消防用水量选取 Q7=5 2=90L/s 同时有两次失火的情况假设分别发生在控制点和集中用水量最大的用户处，在流量初分配平差后的结果中相应的输水管道上分别加上 45L/s，进行消防流量的初分配，再进行平差计算， 选择控制点 14 节点和 12 节点为同时发生火灾的两处进行消防校核： 节点 节点流量（ l/s） 集中流量（ l/s） 节点总流量（ l/s） 0 1 = 0 1 2 3 4 5 号 管段 管长l（m） 管径D(初步分配流量 第 一 次校核 第 二 次校核 第 三 次校核 q(l/s) 1000i h（m） q(l/s) 1000i h(m) q(l/s) 1000i h(m) q(l/s) 1000i h(m) 12 516 400 15 18 882 500 23 888 400 38 516 100 2 34 744 350 38 516 100 47 510 100 6 32 9 42 76 5 28 542 2 19 1116 78 750 400 3 45 666 300 47 510 100 56 552 200 67