江西省南昌市给水管网设计计划书

1 江西省南昌市给水管网设计 计划书 课程设计是实现高等工科院校培养目标所不可缺少的教学环节，是教学计划中一个重要组成部分。通过给水管网课程设计训练学生综合应用所学理论知识，在老师指导下，培养学生独立完成一个小型城镇给水管网设计能力；让学生熟练掌握给水工程设计的相关内容、方法步骤、以及设计说明书的编写。 给水管网设计是依据某区域总体规划、水源、供水地形以及给水工程总体规划进行，按照基本程序及有关规定。包括相互联系的泵站、输水管渠管网和调节构筑物的一系列工程设施，必须保证以足够的水量、合格的水质、充裕的水压供应生活用水、生产用水和其他用水，同时满足近期和远期的发展。其主要内容包括：设计基本资料、设计用水量、管网布置、附属构筑物计算以及管网的水力计算。 设计项目 某市给水管网设计 设计时间 2016年 1月 4日至 2016年 1月 10日 设计任务 根据所给资料，应完成下列任务： 1、 进行输配水系统布置，包括确定输水管、干管网、调节水池（如果设置的话）的位置和管网主要附件布置； 2、 求出最高日用水量，确定管网，输水管和二级泵站设计用水量； 3、 计算确定输水管和管网各管管径； 4、 确定调节水池的容积和池底标高，如果是水塔，确定水塔的设计高度； 5、 确定二级泵站内水泵的型号与台数（包括备用泵），并说明泵站在各种用水情况下的调度情况； 6、 计算每种工况下管网各节点的水压和自由水压，绘制在最高日用水时管网的等水压线； 7、 画出管网 46个复杂的节点详图。 2 设计资料 1、某市新区规划平面图一张 2、新区规划计划 新区位于 江西省南昌市 ，近期规划人口数为 16 万 ，城区大部分房屋建筑控制在六层，并且大部分房屋内有给排水卫生设备和淋浴设备。全市内只有两家工业企业，其用水及其他情况详见表 1。 一厂工业用水量 2万 m3/d 二厂工业用水量 1万 m3/d 绿化 A=15000路 A=90000 1 工业企业近期规划资料 企业 项目 1 2 1总人数 1800 3600 其中：冷车间人数 /班 300 1800 热车间人数 /班 300 淋浴人数 /班 400 250 2工作班次 08， 816， 1624 816， 1624 每班工作时间（时间） 8 8 3工业用水量（米 3/日） 工业用水对水质要求 用生活饮用水 用生活饮用水 工业用水对水压要求 不小于 24米 不小于 24米 4工厂房屋耐火等级 二 三 工厂生产品危险等级 丙 乙 工人村人数（在厂区内） 800 1200 工厂房屋最大体积（ 10000（厂房） 5000（库房） 工厂面积（公顷） 24 20 3补充说明 城市总人口数包括厂区内工人村人数； 工业企业每小时耗用生产用水量相同； 工业企业中职工上班每小时生活用水（包括淋浴用水）量按相同考虑（每班第 2小时开始用水，淋浴发生在下班后一小时）； 企业 1和企业 2之外的城区生活用水量（包括居民和公共建筑用水量，但不包括绿化、浇洒道路等用水量），变化如表 2 所示。为计算简便，假设各企业内工人村生活用水量变化和城区内生活用水量变化相同； 3 铁路车站每天用水量为 2000吨，按均匀用水考虑； 城市生活污水和工业废水经适当处理后排入水体下游。河流水量充足，能作给水水源，水厂位置如平面图所示； 冰冻深度 地下水离地面 3米； 其他资料见平面图。 表 2 最高日用水量变化 (%) 小时 01 12 23 34 45 56 67 78 89 910 1011 1112 用水量 时 1213 1314 1415 1516 1617 1718 1819 1920 2021 2122 2223 2324 用水量 . 设计用水量计算 城市设计用水量计算时，应包括设计年限内给水系统供应的全部用水：城市居民生活用水、工业用水、消防用水以及未预见水量和管网漏失水量。 市居民生活用水量 城市居民最高生活用水量： 式中 q 城市居民最高日综合生活用水量定额； 设计年限内计划人口数； 自来水普及率， %. 根据城市所在地区，室内给水设备情况，查附表 1，取城市最高日综合生活用水量定额 6 万人，自来水普及率取 100%。 故 m3/d 业用水量计算 业生产用水量 根据基本资料可知，一厂工业用水量 2 万 m3/d， 二厂工业用水量 1 万 m3/d， 所以该城市工业生产用水量为： m3/d 间生活用水量及淋浴用水量 工业企业生活用水量和淋浴用水量按照工业企业设计卫生标准确定。车间生活用水量应根据车间性质决定，一般车间采用每人每班 25L， 热车间采用每人每班 35L，淋浴用水量查附表 2可得，采用每人每班 40L， 淋浴时间在下班后一个小时内进行。 一厂（三班制）：冷车间工人数 300人 /班，热车间工人数 300人 /班，淋浴人数 400人 /班。 生活用水量： m3/d 淋浴用水量： m3/d 二厂（两班制）：冷车间工人数 1800人 /班，淋浴人数 250人 /班。 4 生活用水量： m3/d 淋浴用水量： m3/d 综上在所述，该区工业用水量： m3/d 洒道路和绿地用水 根据设计资料可得： m3/d 网漏损水量 m3/d 预见用水量 m3/d 因此，设计年限内最高日用水量（加上铁路车站用水量）为： m3/d 最高日平均时设计用水量： L/s 根据城市居民和工厂各项用水量的逐时变化规律，绘制出城市用户逐时用水量变化曲线，可得最高日最大时设计用水量： L/s 4. 给水系统供水工作状况计算 级泵站供水方案设计 根据城市用户逐时用水量变化曲线及原始资料综合考虑，选择统一供水方案，不设水塔，二级泵站采用分级供水，且满足最高日最大时用水量。 水池容积的计算 清水池是给水管网系统中不可缺少的构筑物，其作用是调节两泵站供水量的差额。清水池中除了储存调节用水量以外，还应存放消防用水和水厂内冲洗滤池、排泥等用水，因此清水池有效容积等于： 式中： 调节容积 ( 消防用水 (按两小时火灾延续时间的消防用水总量计算，同一时间的火灾次数两次； 水厂生产用水量 (按最高日的 5%考虑； 5 清水池应有相等容积的两只，如仅有一只，则应分割或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。根据该区 24 小时供水和用水变化，列出清水池调节容积 占最大用水量的百分数计算表，计算清水池调节容积。 表 4水池调节容积占最大用水量的百分数计算 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（ %）不设水塔 |E| A B C D E= 0 1 2 3 2 4 5 6 7 8 9 10 0 11 1 12 2 13 3 14 4 15 5 16 6 17 7 18 8 19 9 20 0 21 1 22 0 22 23 3 24 计 100 100 100 表 4水池的调节容积 防贮水量 水厂生产用水 因此，清水池的有效容积 6 管网定线基本原则： 以最短距离用户送水。 路，以便于施工及维修。 考虑分期修建的可能性。 管道内压力较小，而配水管压力更高。 本次设计中采用塑料管和球墨铸铁管，水头损失用海曾 径小于300用塑料管， 50；管径大于 300采用球墨铸铁管， 30。 定水泵供水量及每一段的计算流量 本次设计城市不设水塔，采用变频泵供水，二级泵站设计流量按最高日最高时流量计算，即水泵供水量为： L/s 流量 将管网各段按节点进行编号，根据计算管段的总长度和总流量计算比流量： 式中： 比流量， L/( 管网总用水量， L/s； 大用户集中用水量总和， L/s； 干管有效长度， m；只有单侧配水的管线，长度按一半计算。 123481213914101176 515二级泵站7 故 L/(线流量 各管线沿线流量公式如下： 式中： 沿线流量， L/s； 该管线长度， m。单侧供水，长度按一半计算。 根据比流量和各管段的计算长度，可算出各管段的沿线流量，见表 6表 6段及节点流量分配表 管段节点编号 管段编号 管段长 度 (m) 管段沿线流量 (L/s) 节点设计流量计算 (L/s) 集中流量（ L/S） 沿线流量(L/S) 节点流量 (L/S) 1 1 ) 1000 ) 455 2 ) 1000 ) 825 55 3 ) 825 ) 490 4 ) 455 000 ) 650 555 000 003 50 6 ) 490 003 ) 767 50 7 ) 767 ) 510 8 ) 650 8000 ) 850 950 000 003 50 10 1050 0003 054 050 1 11 ) 510 154 1 ) 890 2 12 ) 850 2 ) 1000 3 1350 3 ) 1000 3 ) 1003 4 1450 4 ) 1003 4 ) 493 5 15 ) 890 5 ) 493 节点流量 任一节点的节点流量等于与该节点相连的各管段的沿线流量总和的一半，即： 根据各节点连接的管段，求出各节点流量，见表 6网水力计算 大用水时管网水力计算 根据最大时水泵供水量 L/s， 以及各个节点的流量，假设流入节点为负，流出节点为正，按节点流量平衡条件进行初步流量分配，从控制点开始，使流量平均分配给与其相连的管段，并根据连续性方程进行出分配。利用课本表 7界限流量选择管径。计算、校正结果见下表 6 表 6大时管网平差 最大时管网平差 环号 管段 L(m) D(C 初步分配流量 第一次校正 q(L/s) h h |q h h |1 1000 150 150 155 150 150 255 300 130 4000 300 130 9 2 225 300 130 255 300 130 390 400 130 5003 400 130 3 4000 300 130 450 300 130 550 400 130 8000 300 130 4 5003 400 130 550 400 130 650 400 130 9003 500 130 5 667 400 130 650 400 130 710 700 130 1054 500 130 6 8000 300 130 850 300 130 950 500 130 12000 400 130 7 9003 500 130 950 500 130 1050 500 130 13003 600 130 8 1054 500 130 1190 800 130 1493 800 130 1050 500 130 10 注 ： h= 1次校正后，各环闭合差小于 大环闭合差为 足要求。 防校核 该城市规划人口 16 万人，根据设计资料，并查附表 3，表 4和表 5，得同时发生火灾次数为 2次，一次灭火用水量分别为 45L/s、 25L/s， 分别发生在节点 1和节点 9（工厂 2）处。消防时供水量即为 5+25=s。 同最大时校核方法，先出分配流量，在进行校核，直到满足要求。见表（只列出最终结果，所有结果见附表）所示： 表 6防时管网平差 环号 管段 L(m) D(C 第三次校正 q h h |1 1000 150 150 155 150 150 255 300 130 4000 300 130 2 225 300 130 255 300 130 390 400 130 5003 400 130 3 4000 300 130 450 300 130 550 400 130 8000 300 130 4 5003 400 130 550 400 130 650 400 130 9003 500 130 5 667 400 130 11 650 400 130 710 700 130 1054 500 130 6 8000 300 130 850 300 130 950 500 130 12000 400 130 7 9003 500 130 950 500 130 1050 500 130 13003 600 130 8 1054 500 130 1190 800 130 1493 800 130 1050 500 130 最大环闭合差为 足要求。 设 11为最不利管段，发生事故时，水厂以设计流量的 70%向管网输水，管网各节点流量按最高时各节点流量的 70%计算。则进行重新分配流量，并进行流量校核计算。经过 7次校正后得到结果如下表（只列出最终结果，所有结果见附表）： 表 6故时管网平差 环号 管段 L(m) D(C 第七次校正 q h h |1 1000 150 150 155 150 150 255 300 130 4000 300 130 2 225 300 130 12 255 300 130 390 400 130 5003 400 130 3 4000 300 130 450 300 130 550 400 130 8000 300 130 4 5003 400 130 550 400 130 650 400 130 9003 500 130 5 667 400 130 650 400 130 710 700 130 1054 500 130 6 8000 300 130 850 300 130 950 500 130 12000 400 130 7 9003 500 130 950 500 130 1050 500 130 13003 600 130 最大环闭合差为 足要求。 定二泵站扬程 由于节点 1所处地势最高，且离水厂距离最远，故选取 1节点为控制点，该点地面13 标高 行控制线路各节点的水压计算。 大用水时 从平面布置图可知 15 点地面标高 设清水池最低地面标高为 最小服务水头为 28m， 从 15 点到 1 点的水头损失取 15安全水头取 2m， 吸水管和泵房内的水头损失为 2m， 清水池水深取 3m。所以二级泵站扬程为： 防校核时 采用服务水头为 10m， 此时 15点到 1点的水头损失取 15管网的水头损失 所以，消防时二级泵站扬程为： 满足要求。 故校核时 事故校核时，供水量按设计流量的 70%计算，此时和、服务水头采用 28m， 15 点到1点的水头损失取 事故时二级泵站 的扬程为： 综上所述，二级泵站的扬程确定为 算干管各节点上的实际自由水头 根据个节点标高、各管段水头损失以及控制点最小服务水头，计算得出个节点水压和自由水压。见下表 7 表 7工况下节点水压 管网最大时节点水压 管网消防时节点水压 节点 节点标高 水头损失 节点水压 自由水压 节点 节点标高 水头损失 节点水压 自由水压 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 14 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 管网事故时节点水压 管网最转输节点水压 节点 节点标高 水头损失 节点水压 自由水压 节点 节