城市给水管网课程设计-给水管网初步设计.doc

城市给水管网课程设计计算说明书 学 院： 环境科学与工程学院 专业班级： 给排水1102班 学生姓名： 学 号： 指导教师： 日 期： 2014年6月22日 目录目录 1第一部分、工程概述3一、设计题目 3二、原始设计资料3三、设计内容及步骤 4四、主要设备及器材，管材及接口5第二部分、用水量的计算5一、给水量的计算51、水量预测52、水量计算5二、给水管网系统的布置和管网定线61、给水管网系统的布置62、管网定线6三、二级泵站供水曲线图6 四、清水池容积计算7 1、清水池容积计算72、清水池容积及尺寸的确定8 3、消防用水量的确定9第三部分、管网平差与校核9一、管段、节点流量计算91、沿线流量，节点流量的确定92、管段沿线流量确定103、节点流量的确定104、管段流量初始分配及管径的确定11二、用平差软件平差结果12最不利点校核12消防校核13事故校核15第四部分、水泵扬程和节点等压标高计算与绘图17一、水泵扬程171、水泵高度计算 172、水泵选型173、节点等压线标高18二、绘制管网平面图和等水压线图191、管网平面图见大图192、等水压线图19第五部分、给水管段造价19第六部分、参考资料20第七部分、管网平差图第一部分、工程概述1、 设计题目 M市给水管网初步设计。设计项目性质：本给水管网设计为M市给水管网初步设计，设计水平年为2012年。主要服务对象为该县城镇人口生活用水和工业生产用水及职工生活用水，兼负消防功能，不考虑农业用水。二、原始设计资料 1条件图:1:5000城市平面图 2.城市属于二区，人口密度:268人/公顷; 3.城市居住房屋中的室内卫生设备情况:有给水、排水和淋浴设备； 4、城市中房屋的平均层数为6层； 5、工业用水情况：城市中有两个工业企业，其位置见城市平面图 （1）、企业甲，生产用水量：2800m3/d; (2)、企业乙，生产用水量2900m3/d。企业名生 产 用 水职 工 生 活 用 水日用水量m3/d逐时变化班 制冷车间人数热车间人数每班淋浴人数污染程度企业甲2800均匀三班（0-8、8-16、16-24）210018001200一般企业乙2900均匀二班（8-16、16-24）140012001200一般表1.工业企业生产、生活用水资料：6、工程地质及水文地质： 城市土壤种类：轻质压粘土；地下水位深度6.0米；冰冻线深度1.2米。7、水源取自城市河流下游。8、城市用水量变化曲线及时变化系数表2.城市用水量变化曲线及时变化系数Kh=1.34Kh=1.34时间用水量时间用水量时间用水量时间用水量 0-1 2.52 6-7 4.8412-13 4.6618-19 5.1 1-2 2.07 7-8 5.2613-14 4.8719-20 4.62 2-31.87 8-9 5.3514-15 4.8120-21 4.01 3-4 2.22 9-10 5.4515-16 5.0721-22 3.37 4-5 2.6510-11 5.5816-17 5.3422-23 3.14 5-63.9511-12 5.0217-18 5.4223-24 2.81三、设计内容及步骤 1、用水量计算（1）、确定用水量标准，计算城市最高日用水量。（2）、计算城市最高日最高时用水量。（3）、计算消防时用水量。2、给水系统方案选择选定净水厂位置和给水系统方案。3、 管网定线 根据选定的给水系统方案，进行管网定线和输水管定线。4、 绘制城市最高日用水量变化曲线 按城市逐时用水量表，绘制用水量变化曲线，依此确定二泵站的供水曲线，以及确定二泵站的工作制度。 5、清水池容积计算 6、管段设计流量计算（1） 、比流量计算（2） 、节点流量计算 先由比流量计算出沿线流量，再用沿线流量算出节点流量。（3） 、进行流量分配，初拟管径。 7、管网平差（1) 、对给水方案的最大用水时管网平差和消防、事故时校核平差。（2) 、绘出最大用水时管网平差图、消防时和事故时校核图。 8、水泵扬程计算 9、节点水压标高计算 10、设计成果评价：绘制最大用水时等水压线图。四、主要设备及器材，管材及接口 观望中所有管网采用球墨铸铁管，接口采用法兰接口，三通、四通、大小头、90弯管均为铸铁，每个节点处设置检修阀门，采用D371H对夹式蝶阀，消火栓设置间隔距离有100m-120m和50m两种，贴近阀门时，采用间隔50m设置，其余采用100m-120m间隔设置。采用型号SA100-1.6。第二部分、用水量的计算一、给水量的计算 1、水量预测城市用水主要分为综合生活用水Q1、工业企业用水Q2、浇洒道路和绿地Q3、管网漏损水量和未遇见水量Q4、消防用水Q5。2、水量计算（1）、综合生活用水Q1本城市总人口数为8.4万人，少于50万人，属于中、小城市。该城市属于二区城市。综合生活用水定额(L/capd)城市规模 中、小城市 最高日 平均日 一 220370 170280 二 150240 110180 三 130230 100170综合生活用水定额q=200(L/capd),自来水普及率达到100%。公式：（2）、工业企业用水Q2城市工业企业甲，生产用水量2800m3/d;企业乙，生产用水量2900m3/d。企业甲3班倒，冷车间2100人/d,热车间1800人/d，淋浴1200人/班。企业乙2班倒，冷车间人1400/d,热车间1200人/d，淋浴1200人/班。生活用水，冷车间采用每人每班25L，热车间采用每人每班35L；淋浴用水，冷车间采用每人每班40L,热车间采用每人每班60L. m3/d(3) 浇洒道路和绿地城区道路总面积：0.4km2绿化面积取20%，即30.2=0.6km2。取浇洒道路每次用水量为1.5L/(m2次)，每天浇洒两次，绿化用水量为2L/(m2d)。 （4）、城市未预见水量和管网漏失水量取最高日用水量的20%,最高日用水量合并计算：M市时变化系数为1.34 （5）、消防时用水量M市人口数量为8.4万人，查室外消防用水量表可得，同一时间内的火灾次数为2次，一次灭火用水量为35L/s。二、给水管网系统的布置和管网定线1、给水管网系统的布置，见大图2、管网定线 管网采取环网状布置形式,在平面图上具体确定管线,测出长度(按比例尺1:5000)。进行节点编号,具体定线及编号见平面图。给基环统一编号。按照设计平面图确定沿线管段的配水系数，详细具体的参数及数据见表（M城区最高日最高时管段沿线流量计算表）。三、二级泵站供水曲线图二级泵站供水曲线图 四、清水池容积计算综合生活用水逐时变化表中各时段占全天用水量百分比，二泵站采用分级供水方案，一泵站均匀供水。一泵站全天运转，流量为最高日的100%=4.17% 1、清水池与水塔容积计算表： 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)012.523.54.17-1.65-0.67-0.98122.073.54.17-2.1-0.67-1.43231.873.54.16-2.29-0.66-1.63342.223.54.17-1.95-0.67-1.28452.653.514.17-1.52-0.66-0.86563.953.514.16-0.21-0.650.44674.844.644.170.670.470.2785.264.644.171.090.470.62895.354.644.161.190.480.719105.454.644.171.280.470.8110115.584.644.171.410.470.9411125.024.644.160.860.480.3812134.664.644.170.490.470.0213144.874.644.170.70.470.2314154.814.644.160.650.480.1715165.074.644.170.90.470.4316175.344.644.171.170.470.717185.424.644.161.260.480.7818195.14.644.170.930.470.4619204.624.644.170.450.47-0.0220214.013.514.16-0.15-0.650.521223.373.514.17-0.8-0.66-0.1422233.143.54.17-1.03-0.67-0.3623242.813.54.16-1.35-0.66-0.69累计10010010026.113.2414.78 一、二级泵站每小时供水量不相等，为了调节量泵站的差额，必须在一二级泵站之间建造清水池。 清水池的调节容积由一二级泵站供水量曲线确定。 清水池有效容积等于调节容积、消防贮水量、水厂自用水量和安全贮水量之和。清水池应设置为容积相等的两只。 2、清水池容积及尺寸的确定。由于本设计设置水塔，故而清水池调节容积为最大日用水量的15.46%（1）、调节容积计算：W1=30013.826.1%=7833.6m3（2）、消防容积的计算： 消防贮水量用于室外消防用水，室外消防用水（查给水工程附录3）。根据人数规模确定同一时间内的火灾次数为2次，一次灭火用水量35L/s，历时2小时，则消防水量： W2=2360035210-3=504m3（3）、水厂自用水量的确定： 取最高日用水量的5%10% W3=30013.85%=1501m3 (4)、安全贮量的确定： 清水池的安全贮量取最高水位以上0.3m的超高W4=1/6(w1+w2+w3)=1/6(7833.6+504+1501)=1640 m3（5）、确定清水池的个数和每个池子的尺寸：总容积：w=w1+w2+w3+w4=7833.6+504+1501+1640=11480 m3 设置两个清水池，其横截面为方形，为40*40每个池子的池深h=11480/（40*40*2）=3.6m综述：每个池子的尺寸：边长40的方形截面，池深3.6m，个数为2。清水池总容积W=240403.6=11520m3，规格（m3）240403.6 。3、消防用水量的确定： （1）、室内消防用水量按两处同时发生火灾，各处有两个消火栓同时工作10min，流量取5L/s即：522106010-3=12 m3 （2）、室外消防用水量按附录3，两处同时发生火灾，历时2h，流量取35L/s，即2352360010-3=504m3。 第三部分、管网平差与校核一、管段、节点流量计算1、沿线流量的确定： 按最高日最高时供水，水量为 最大时工业企业集中用水量分别为: -计算管长,根据各管的配水系数折算后的管长 则比流量=(477.02-43-64.5)/10820.07=0.034152、管段沿线流量确定 -配水系数计算结果见下表:城区最高日最高时管段沿线流量计算表管段编号管段长度有效长度沿线流量1-2360002-3367.13367.1312.53748953-4979.25979.2533.44138754-5753.72753.7225.7395382-6974.44974.4433.2771266-7918.59918.5931.36984854-6437.05437.0514.92525755-7455.1455.115.5416652-8218.45218.457.46006758-9511.11255.5558.727203259-10541.91270.9559.2531132510-11313.78156.895.357793511-12503.45251.7258.596408756-10501.59501.5917.12929857-12738.47738.4725.21875058-13313.47156.7355.3525002513-14494.79494.7916.89707859-14272.51136.2554.6531082513-15441.52441.5215.07790814-16441.52441.5215.07790815-16494.79494.7916.897078516-17735.99735.9925.134058517-18483.78483.7816.52108711-17311.55155.7755.319716253、节点流量的确定 各节点的总流量 L/S，管段i 与节点关联的管段沿线流量。 结果见下表：节点流量计算表节点编号节点流量（L/s）节点编号节点流量（L/s）节点编号节点流量（L/s）节点编号节点流量（L/s）节点编号节点流量（L/s）节点编号节点流量（L/s）1-477437.05309736.065131015.87011318.663741671.55452226.63734585.1406810.76989119.6369591418.314051723.48743322.98944648.35077911.316711216.907581515.98749188.2605444、管段流量初始分配及管径的确定流量初始分配时，按照最短管线供水原则，并考虑可靠性的要求进行流量分配，应用节点流量连续性方程进行流量的初始分配。流量初分，见下表： 管道编号流量（L/S）管道编号流量（L/S）管道编号流量（L/S）1-24778-2175.27914-1317.5912-6146.1849-894.03214-957.9332-3128.89910-924.78215-1334.2233-4105.91010-642.55016-1518.2365-481.14211-1051.46216-1457.2106-742.99912-1113.97317-1127.8206-412.28412-72.93517-163.8917-53.99913-870.47718-178.224 根据管网初分流量，按界限流量表确定初始的经济管径，见下表：管段编号管径（mm）节点编号管径（mm）节点编号管径（mm）1-28008-250014-132002-65009-840014-93002-340010-940015-132503-440010-650016-152005-435011-1030016-143006-725012-1115017-112006-415012-720017-161507-515013-835018-17150 完成表：管段原始数据表（最终修订确认，经消防、事故核算调整后的结果）。二、用平差软件平差结果 最不利点校核 一、平差基本数据 1、平差类型：最不利点校核。 2、计算公式： 海曾威廉公式 V=0.44*C*(Re/C)0.075*(g*D*I)0.5 Re=V*D/ 计算温度：13 ，=0.000001 3、局部损失系数：1.20 4、水源点水泵参数： 水源点水泵杨程单位(m)，水源点水泵流量单位:(升/秒) 水源节点编号 流量1 扬程1 流量2 扬程2 流量3 扬程3 二、节点参数 平差计算节点参数节点编号流量(L/s)地面标高(m)节点水压(m)自由水头(m)1-477.000 105.700 142.185 36.485 226.637 105.500 141.416 35.916 322.989 107.100 139.940 32.840 437.053 103.900 137.118 33.218 585.141 101.900 134.924 33.024 648.351 102.900 139.051 36.151 736.065 101.300 135.323 34.023 810.770 104.600 140.806 36.206 911.317 103.200 139.315 36.115 1015.870 100.800 136.523 35.723 119.637 99.500 135.122 35.622 1216.908 104.300 132.300 28.000 1318.664 104.300 140.055 35.755 1418.314 102.400 138.450 36.050 1515.987 104.300 138.602 34.302 1671.555 101.500 136.940 35.440 1723.487 99.500 134.086 34.586 188.224 97.000 131.308 34.308 三、管道参数平差计算管道参数管道编号管径(mm)管长(m)流量(L/s)流速(m/s)千米损失(m)管道损失(m)1-2800360.000 477.000 1.080 2.138 0.770 2-6400 974.400 106.228 0.797 2.427 2.365 2-3400 367.100 139.547 1.047 4.020 1.476 3-4400 979.300 116.558 0.874 2.881 2.822 5-4350 753.700 83.484 0.811 2.911 2.194 6-7250 918.600 41.538 0.788 4.059 3.728 6-4100 437.100 3.978 0.468 4.422 1.933 7-5100 455.100 1.657 0.195 0.875 0.398 8-2500 218.400 204.588 0.986 2.791 0.609 9-8400 511.100 117.347 0.880 2.918 1.491 10-9250 541.900 47.254 0.897 5.152 2.792 10-6150 501.600 12.361 0.647 5.039 2.528 11-10250 313.800 43.744 0.830 4.466 1.402 12-11150 503.400 13.092 0.685 5.605 2.822 12-7100 738.500 3.816 0.449 4.093 3.023 13-8350 303.500 76.471 0.743 2.475 0.751 14-13200 494.800 20.714 0.610 3.245 1.606 14-9300 272.500 58.777 0.774 3.176 0.866 15-13250 441.500 37.093 0.704 3.292 1.453 16-15200 494.800 21.106 0.621 3.360 1.662 16-14300 441.500 61.176 0.805 3.420 1.510 17-11200 311.600 20.984 0.618 3.324 1.036 17-16150 736.000 10.727 0.561 3.877 2.854 18-17125 483.800 8.224 0.620 5.742 2.778 四、管网平差结果特征参数水源点编号节点流量(L/s)节点压力(m)1-477.000142.19 最大管径(mm):750.00最小管径(mm):100.00 最大流速(m/s):1.080最小流速(m/s):0.195 水压最低点 18压力(m):131.31 自由水头最低 12自由水头(m):28.00 消防校核一、平差基本数据 1、平差类型：消防校核。 2、计算公式： 海曾威廉公式 V=0.44*C*(Re/C)0.075*(g*D*I)0.5 Re=V*D/ 计算温度：13 ，=0.000001 3、局部损失系数：1.20 4、水源点水泵参数： 水源点水泵杨程单位(m)，水源点水泵流量单位:(升/秒) 水源节点编号 流量1 扬程1 流量2 扬程2 流量3 扬程3 二、节点参数平差计算节点参数节点编号流量(L/s)地面标高(m)节点水压(m)自由水头(m)1-547.000 105.700 128.800 23.100 226.637 105.500 128.132 22.632 322.989 107.100 126.143 19.043 437.053 103.900 122.148 18.248 5120.141 101.900 117.841 15.941 648.351 102.900 126.180 23.280 736.065 101.300 117.893 16.593 810.770 104.600 127.587 22.987 911.317 103.200 126.312 23.112 1015.870 100.800 126.109 25.309 119.637 99.500 124.959 25.459 1251.908 104.300 114.300 10.000 1318.664 104.300 126.882 22.582 1418.314 102.400 125.476 23.076 1515.987 104.300 125.527 21.227 1671.555 101.500 124.093 22.593 1723.487 99.500 123.322 23.822 188.224 97.000 122.145 25.145 三、管道参数平差计算管道参数管道编号管径(mm)管长(m)流量(L/s)流速(m/s)千米损失(m)管道损失(m)1-2800 360.000 546.969 1.041 1.855 0.668 2-6500 974.400 168.660 0.813 2.004 1.952 2-3400 367.100 161.697 1.213 5.418 1.989 3-4400 979.300 138.708 1.040 4.080 3.995 5-4350 753.700 118.555 1.152 5.715 4.307 6-7250 918.600 63.077 1.197 9.021 8.287 6-4150 437.100 16.900 0.884 9.224 4.032 7-5150 455.100 1.586 0.083 0.116 0.053 8-2500 218.400 189.975 0.916 2.497 0.545 9-8400 511.100 106.328 0.798 2.495 1.275 10-9400 541.900 38.156 0.286 0.375 0.203 10-6500 501.600 40.332 0.194 0.142 0.071 11-10300 313.800 62.617 0.824 3.664 1.150 12-11150 503.400 26.482 1.386 21.174 10.659 12-7200 738.500 25.426 0.748 4.866 3.593 13-8350 303.500 72.878 0.708 2.323 0.705 14-13200 494.800 19.006 0.559 2.840 1.405 14-9300 272.500 56.855 0.748 3.065 0.835 15-13250 441.500 35.208 0.668 3.067 1.354 16-15200 494.800 19.221 0.566 2.900 1.435 16-14300 441.500 57.547 0.758 3.134 1.384 17-11200 311.600 26.498 0.780 5.252 1.637 17-16150 736.000 5.213 0.273 1.047 0.770 18-17150 483.800 8.224 0.430 2.434 1.177 四、管网平差结果特征参数水源点编号节点流量(L/s)节点压力(m)1-547.000128.80 最大管径(mm):800.00最小管径(mm):150.00 最大流速(m/s):1.386最小流速(m/s):0.083 水压最低点 12压力(m):114.30 自由水头最低 12自由水头(m):10.00 事故校核： 一、平差基本数据 1、平差类型：事故校核。 2、计算公式： 海曾威廉公式 V=0.44*C*(Re/C)0.075*(g*D*I)0.5 Re=V*D/ 计算温度：13 ，=0.000001 3、局部损失系数：1.20 4、水源点水泵参数： 水源点水泵杨程单位(m)，水源点水泵流量单位:(升/秒) 水源节点编号 流量1 扬程1 流量2 扬程2 流量3 扬程3 二、节点参数 平差计算节点参数节点编号流量(L/s)地面标高(m)节点水压(m)自由水头(m)1-333.900 105.700 138.326 32.626 218.646 105.500 138.058 32.558 316.092 107.100 137.117 30.017 425.937 103.900 135.256 31.356 559.599 101.900 133.876 31.976 633.846 102.900 135.197 32.297 725.245 101.300 133.512 32.212 87.539 104.600 132.958 28.358 97.922 103.200 133.216 30.016 1011.109 100.800 134.402 33.602 116.746 99.500 133.936 34.436 1211.836 104.300 133.270 28.970 1313.065 104.300 132.754 28.454 1412.820 102.400 132.645 30.245 1511.191 104.300 132.300 28.000 1650.089 101.500 131.997 30.497 1716.441 99.500 132.381 32.881 185.757 97.000 131.772 34.772 三、管道参数平差计算管道参数管道编号管径(mm)管长(m)流量(L/s)流速(m/s)千米损失(m)管道损失(m)1-2800 360.000 333.878 0.635 0.744 0.268 2-6500 974.400 207.366 0.999 2.936 2.861 2-3400 367.100 107.866 0.809 2.562 0.941 3-4400 979.300 91.774 0.688 1.900 1.861 5-4350 753.700 64.102 0.623 1.832 1.381 6-7250 918.600 26.662 0.506 1.834 1.685 6-4150 437.100 1.735 0.091 0.137 0.060 7-5150 455.100 4.504 0.236 0.799 0.364 9-8400 511.100 44.848 0.336 0.505 0.258 10-9400 541.900 99.047 0.743 2.188 1.186 10-6500 501.600 148.593 0.716 1.585 0.795 11-10300 313.800 38.437 0.506 1.486 0.466 12-11150 503.400 5.915 0.309 1.323 0.666 12-7200 738.500 5.920 0.174 0.328 0.242 13-8350 303.500 37.309 0.362 0.673 0.204 14-13200 494.800 4.753 0.140 0.219 0.108 14-9300 272.500 46.278 0.609 2.094 0.571 15-13250 441.500 19.491 0.370 1.027 0.454 16-15200 494.800 8.300 0.244 0.613 0.303 16-14300 441.500 38.211 0.503 1.469 0.649 17-11200 311.600 25.775 0.759 4.990 1.555 17-16150 736.000 3.578 0.187 0.522 0.384 18-17150 483.800 5.757 0.301 1.258 0.609 四、管网平差结果特征参数 管网平差结果特征参数水源点编号节点流量(L/s)节点压力(m)1-333.900138.33 最大管径(mm):800.00最小管径(mm):150.00 最大流速(m/s):0.999最小流速(m/s):0.091 水压最低点 18压力(m):131.77 自由水头最低 15自由水头(m):28.00第四部分、水泵扬程和节点等压标高计算与绘图一、水泵扬程 1.水泵高度计算 ，输水管水量为，输水管布置两根，每根管径400m。当消防用水时，消防用水保证水压10m，即增加消防用水后，水头损失为10m，经核算，增加消防用水后的水头损失小于10m，即不需另外加消防用水用以计算。由水厂到最不利控制点的路径1-2-8-9-10-11-12的水头损失 hn=0.770+0.609+1.491+2.792+1.402+2.822 =9.886m，取吸水管水头损失hn=2m。则水泵扬程Hp=105.7-104.3+9.886+28+5+2+2=48.286m3、水泵选型故水泵使用K