凌海市右卫镇大康村自来水配水管网水力计算.pdf

2 0 1 3年第 1 1 期 ( 第 4 1 卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 11 2 01 3 ( T 0 t a l N o 4 1 ) 文章编号 ： 1 0 0 7 7 5 9 6 ( 2 0 1 3 ) 1 1 0 0 5 5- 0 3 凌海市右卫镇大康村 自来水配水管网水力计算 杜荣海 ， 胡志刚 ( 1 凌海市水利勘测设计处， 辽宁 凌海， 1 2 1 2 0 0 ； 2 葫芦岛市南票区金星镇水利技术服务中心， 辽宁 葫芦岛1 2 5 0 1 8 ) 摘 要： 农村 自来水工程设计是基层水利工作者年年常有的工作。在这样的工程设计中， 进行 配水管网水力计算的目地， 就是要通过用水户的配水量来确定输水管路的直径。文章 通过农村 自来水管网水力计算常用方法， 进行计算确定输水管路的管径， 简便计算方 法计算 自来水管网输水管路的管径。并加以分析， 最终确定简便计算方法简练、 明晰， 在实际计算中切实可行。 关键词： 农村； 自来水 ； 管网水力计算 ； 流量； 输水管径； 方法 中图分类号： T V 1 3 1 4 文献标识码 ： A Hy d r a u l ic Ca l c u l a t io n o f W a t e r Dis t r ib u ti o n Ne t wo r k f o r Da k a n g v il l a g e ， Yo uwe i To wn， Lin g ha i c it y DU R o n g h a i a n d HU Z h i g a n g ( 1 L in g h a i C i t y Wa t e r C o n s e rv a n c y I n v e s t ig a t io n a n d D e s i g n o f f ic e ， L i n g h a i 1 2 1 2 0 0 ， C h in a ； 2 Wa t e r C o n s e r v a n c y T e c h n o l o g y S e r v i c e C e n t e r o f J i n x i n g T o w n， N a n p ia o D is t r ic t ， H u l u d a o C i t y ， Hu l u d a o 1 2 5 0 1 8 ， C h in a ) Ab s t r a c t ：T a p w a t e r e n g in e e r in g d e s ig n is o f t e n a w o r k f o r t h e e n g i n e e r s w o r k i n g in g r a s s - r o o t s w a t e r c o n s e r v a n c y d e p a r t me n t y e a r a f t e r y e ar T h e p u r p o s e o f t h e d e s ig n is t o d e t e r mi n e t h e d ia me t e r o f w a t e r p ip e t h r o u g h t h e s u p p l y q u a n t it y o f w a t e r u s e r s B a s e d o n t h e c o mmo n me t h o d s u s e d for r u r a l a r e a n e t w o r k h y d r a u l i c c a l c u l a t io n， t h e d ia me t e r o f t a p wa t e r p ip e is c alc u l a t e d b y s i mp l e c a l c u l a t io n me t h o d， a n d a n a l y z e d F in a l l y it is f o u n d t h e me t h o d s a r e s imp l e ， c l e ar a n d p r a c t i c al in r e a l c a l c u l a t i o n Ke y wo r ds： c o u n t r y s id e； t a p wa t e r ； n e t wo r k h y d r a u l ic c a l c u l a t i o n； d i s c h a r g e； pip e d ia me t e r ； me t ho d O 引 言 农村饮水安全问题在世界各国都被摆在首位。 解决农村饮水问题， 是经济社会发展的客观要求， 是 政府认真落实“ 三个代表” 重要思想的重大体现， 是 全面贯彻落实党的十六大和十六届三中全会精神， 坚持以人为本， 树立全面、 协调、 可持续的发展观， 适 应全面建设和谐小康社会的总体要求 1 3 。因此农村 自 来水工程设计是我们基层水利工作者年年常有的 工作。在这样的工程设计中， 进行配水管网水力计 算的目 地， 就是要通过用水户的配水量来确定输水 管路的直径。然而这项工作做起来即繁琐又容易出 收稿日期 2 0 1 3 0 3 0 7 作者简介 杜荣海( 1 9 7 1 一) ， 男， 辽宁锦州人， 工程师， 从事水利工程勘察、 设计工作； 胡志刚( 1 9 7 5一) ， 男， 辽宁葫芦岛人， 助理工程师， 研究方向为水利工程、 农水工作。 一 5 5 2 0 1 3年第 l 1 期 ( 第 4 1 卷) 黑龙江水利科技 He i l o n g j i a n g S c ie n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y N o 1 1 2 0 1 3 ( T o t a l N o 4 1 ) 错， 工作量很大。在近几年的工作实践中， 经过反复 的比较验证， 对简化管网的水力计算， 笔者对此有以 下体会 。 1 管网水力计算常用方法 最初在进行管网水力计算时， 我们通常采用如 下繁杂的方法 ： 1 1 节点布设和间距计算 在完成基础工作后， 首先根据管网的交点及管 线沿程流量的大小布设节点， 并量算出节点间的距 离。接着进行沿程流量、 节点流量和管段流量的计 算。最后确定输水管路的直径、 水头损失及节点的 标高和自由水压 。工作中， 要绘制计算简图， 布设 节点量取 节点 间距 离计算 简 图见 图 1所示。现 以 2 0 0 8 年右卫镇大康村 自 来水工程设计为例。取一条 支线管路， 在进行一系列内外业工作的基础上， 已知 用水户有 5 3 户( 计用水龙头 5 3个) ， 其单位水龙头 用水量 q= 0 0 2 9 3 L S 。 图 1 布设节点量取节点间距离计算简图 1 2 沿程流量计算 它等于沿程配水户数乘以用户最高用水量( 单 一 5 6 一 位水龙头用水量) 。沿程流量结果见表 1 。 表 1 沿程流量表 1 3 节点流量计算 它等于所有相交于该点的管段沿程流量总和的 5 0 。节点流量计算结果见表 2 。 表 2 节点流量计算表 1 4 管段流量计算 管段流量等于本管段下游端节点流量加上转输 流量， 转输流量就是沿该管段转输下游管段的流量， 可由末端向上游推算。管段流量计算结果见表3 。 表 3 管段流量计算表 流量 流量 管 段 计算式 管 段计算式 I 一1 T - 一1 l 1 9 l 0 9 9 7 0 t 7 5 8+ 0 0 5 8+ 0 2 3 4 4 87 7 5 n 4 6 8 8 + n1 6 1 1 + 1 6 1 1 65 0 O 5 8 O 5 3 nJ7 9 1 1 + n1 7 5 8+ n1 7 5 8 1 l 4 2 7 0 1 7 5 8 4 3 0 0 8 7 9 0 4 6 8 8 3 1 1 1 4 2 7+ nO 8 7 9 + n0 g 7 9 1 3 1 8 5 0 1 6 1 2 21 0 1 1 7 2 0 7 9 1 1 1 一并 1 3 1 8 5+ n1 1 7 2+ n1 1 7 2 1 5 5 2 9 0 1 7 5 8 1 5 输水管径计算 根据上面的管段流量可求出输水管路需要配用 的管径， 通常采用 喷灌工程学 中的一个经验公 式为 ： D =1 1 3 ( 1 ) 式中： D为计算管道内径， m； Q为流量， m s ； V为 杜荣海， 等： 凌海市右卫镇大康村 自 来水配水管网水力计算 第 1 1 期 流速， 采用经济流速0 7 5 m s 。 输水管径计算结果见表4 。 表4 输水管径计算表 由初算的管径， 在综合各种因素的基础上， 选择 设计管径。然后计算水头损失， 再推出不利节点的 水压标高和 自由水压， 这样管网的水力计算就基本 结束了。 2 管网水利计算的简便方法 上面的例子仅仅是一条小支线， 但从中我们不 难看出这样计算非常麻烦， 要用计算简图和多个列 表 ， 如果是较大的工程进行起来工作量就更大 了， 且 容易出错， 需要反复校核才能平衡。其实我们进行 管网水力计算的目的就在于解决输水管路所需要的 管径问题。所以， 我们不防试一试下面的做法。仍 然采用前面的例子。 已知用水龙头 5 3 个， 其单位水龙头用水量 q= 0 0 2 9 3 L S 。这样可由单位水龙头用水量和实际使 用水龙头数由末端( 进户) 管路推向上级管路。 在水利学中我们常用的流量公式是断面积与流 速的乘积( q= A X V ) ， 应用这个公式分析我们例子 中的已知条件， 有单位水龙头用水量； 有管路上的用 水户数( n) ， 那么不同管路上的输水量就是 q =g 7 , ( L S ) J 。我们 的例子采用 的经济 流速为 0 7 5 m s ， 接下来就是过水断面积， 也就是我们要解 决的问题， 将已知条件整理一下代人流量公式为： q =A ； q =gn ( 2 ) A X V=qn ( 3 ) 1 4 D V=q X n ( 4 ) 整理得 ： D =4 n q q r v ( 5 ) 式中： n 为龙头数； D为输水管径( 计算管径) ； V 为 经济流速， 本例中采用0 7 5 m s 。 将单位统一后进行整理 ： ( 在此例中) D 。= ( 40 0 2 9 31 0 0 0 ) 3 1 4 X 0 7 5 X n= 4 9 7 6 6 4 n ( 6 ) 上述公式解决了我们提出的问题， 计算起来就 方便多了， 只要把管路上的水龙头数量代入公式里， 就很容易计算了。该例计算结果见表 5 。 表5 输水管径计算表 3 结论 综上， 从计算结果上看二者之间相差无几， 从公 式的应用上看， 二者也是统一的， 只不过是在例子中 将采用的流速代人加以整理了。但是主要的应从计 算程序上看， 将公式 D =1 1 3 Q 中的 q直接代 入q , n， 也就是说不同管路上的 n 不同， 其 q也就不 同， 计算出的管径也就不同。 由此看出这样处理后， 可不必做那么多的节点 流量和管段流量， 这样要简练的多， 少做了不少无用 功。可以说是事半功倍， 所以， 在实际工作中， 应该 具体问题具体分析， 在取得结果一致的情况下， 应删 繁就简。