给水管网设计计算书.doc

徐州工程学院课程设计目 录1设计概述21.1课程设计题目21.2设计资料21.3课程设计的内容和要求(包括技术要求、图表要求以及工作要求等)21.3.1设计任务与内容21.3.2基本要求31.4课程设计应完成的技术文件31.4.1 计算说明书31.4.2 图纸32设计说明52.1二泵站水管及城市管网定线52.1.1输水管定线52.1.2城市配水系统定线52.2设计用水量的确定52.2.1居住区生活用水量确定52.2.2工业企业用水量52.2.3未预见水量52.2.4消防用水量52.2.5最高日设计用水量62.2.6最大时用水量62.3输水管布置62.4管网平差62.4.1管网定线62.4.2 比流量,沿线流量和节点流量的计算62.5清水池容积、水塔容积和水塔高度的计算142.5.1 清水池与水塔调节容积计算表142.5.1 水塔容积和尺寸的计算：152.5.2 水池容积和尺寸的确定162.5.2 水塔高度16结束语18参考文献191设计概述1.1课程设计题目 沐城镇给水管网设计1.2设计资料1)沐城镇位于苏北地区，城镇设计居住人口为 2.6万。城市地形图见另页，比例为1：20000，设计房屋卫生设备标准为室内有卫生设备但无淋浴设备，城市建筑按六层考虑。2)该城镇各企业单位最高集中用水量为：甲企业：2000米3/日；乙企业：4200米3/日；丙企业：2500米3/日。3)该地区最大冻土深度30厘米。4)该地区地下水位深度450厘米。5)该城镇最高日用水量变化曲线见图1。图1 沐城镇最高日用水量变化曲线1.3课程设计的内容和要求(包括技术要求、图表要求以及工作要求等)1.3.1设计任务与内容1)二泵站输水管及城市管网定线；2)输水管径的确定；3)城市供水管网管径的确定；4)各节点水压的计算；5)计算清水池容积、水塔容积和水塔高度；6)消防时管网校核；7)管网配件及阀门井的确定；8)绘出成果图。1.3.2基本要求学生应在教师指导下，按时独立完成所规定的内容和工作量，同时必须满足以下几项要求：1)通过调查研究与收集有关资料，拟定设计方案，选择合理的设计方案。2)课程设计计算说明书，应包括设计的主要原始资料、方案比较以及各系统的设备选型分析，说明，参数选择，设计计算与有关简图等，要求内容系统完整，计算正确，论述简洁明了，文理通顺，书写工整，装订整齐。说明书一般应包括目录、前言、正文、小结及参考文献等。3)课程设计图纸应能较准确地表达设计意图，图面力求布局合理、紧凑、正确清晰，符合制图标准，专业规范及有关规定，用工程字注文。1.4课程设计应完成的技术文件1.4.1 计算说明书设计计算说明书内容包括：1)设计原始资料的叙述；2)管网及输水管定线依据；3)按指导书步骤详述设计的全部内容（包括计算过程及结论）。课程设计计算说明书应包括目录、前言、正文、小结及参考文献等。要求内容系统完整，计算正确，论述简洁明了，文理通顺，书写工整，装订整齐。1.4.2 图纸图纸内容包括：1)画出管网设计成果图（管网计算的平差成果图、最高日最高时用水量时管网自由水压等水压线图、给水管管网总平面设计图），包括管网构造形式，各管段管径、管长、流量、流速及水头损失，各节点的节点流量、节点压力、地面标高及自由水压，管网等自由水压线；2)计算机打印计算结果；3)画出管网节点大样图，包括管段配件及阀门井的位置、典型管型管段纵剖面图；4)选择一个节点画出阀门井构造施工图。课程设计图纸应能较好地表达设计意图，图面应布局合理、正确、清晰，并符合制图标准及有关规定。2设计说明2.1二泵站水管及城市管网定线2.1.1输水管定线根据设计区域情况，在充分考虑到输水安全性和可能性的基础上，应尽量减少工程造价，少占农田，同时尽可能避免穿越人工或天然障碍。2.1.2城市配水系统定线因本设计确定的计算管线仅为此配水系统的主干线，所以干线位置应用尽可能布置在两侧均有较大用户的道路上，并在适当间距要设置连接管成环网。2.2设计用水量的确定2.2.1居住区生活用水量确定该城镇为苏北小城市，城市分区为一区，查给水排水管网系统第二版323页附录2，取最高日用水定额为220L/ capd。则最高日综合生活用水量为2.2.2工业企业用水量甲厂2000，乙厂4200，丙厂2500Q2=2000+4200+2500=87002.2.3未预见水量 由给水排水手册设计第三册城镇给水得，未预见用水量取综合生活用水量、工业企业职工用水量、工业企业职工沐浴用水量、生产用水量及市政用水量总和的15%-25%，此处取20，即：Q3=（5720+2000+4200+2500）20=2884 （m3/d）2.2.4消防用水量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,每个水枪流量取5L/s即：5221060=12m 室外消防用水量查给水排水管网系统第二版324页附表3，则消防用水定额为25，同时火灾次数为2次，消防历时取2小时，则消防用水量为：Q7=25236002=360000L=360m3。2.2.5最高日设计用水量 最大日用水总量为综合生活用水量、工业企业生产用水量、市政用水量及未预见用水量总和，即：Qd =5270+2000+4200+2500+2884=17304（m3/d）取18000m3/d2.2.6最大时用水量由图一知:用水量最高时是上午8到9点，最高使用水量为全天用水量的6%，时变化系数为 最高日用水量为18000m3/d，时变化系数1.44，则最高时用水量为=1080m3/h=300L/S2.3输水管布置输水管从城镇东北方进入，为保证供水可靠，应平行布置2条输水管，并设置等管径的连通管，设置必要的阀门，每隔1km设置排气阀。最高时用水量为1080m3/h，设输水管中水流流速为1.5m/s，则输水管与连通管管径为，因此选择直径30cm的管道。2.4管网平差2.4.1管网定线定线时，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。循水流方向，以最短的距离布置一条或数条干管，干管位置应从用水流较大的街区通过。干管的间距，可根据街区情况，采用500800m。干管和干管之间的连接管使管网形成了环状网。连接管的作用在于局部管线损坏时，可以通过它重新分配流量，从而缩小断水范围，较可靠地供水。连接管的间距可根据街区的大小考虑在8001000m左右。管网采用环状网的方式，在平面图上确定管线，测量出管段长度并进行节点编号（具体定线及编号见平面图）2.4.2 比流量,沿线流量和节点流量的计算2.4.2.1最高日最大时总用水量Q=1080（m3/h）=300（L/s）2.4.2.2最大时工企业集中用水量2.4.2.3计算管段总长l=150806.8m2.4.2.4比流量：qs=（Qh-q）/ l =（300-145）/ 150806.8= 0.001027805（L/（s*m）2.4.2.5管段沿线流量的确定Qij=Lijqs配水系数Lij管段长度2.4.2.6管段沿线流量计算从图一得泵站设计供水量为：qs1=3004.65%/6%=232.5 L/S水塔设计供水流量为：qs4=300-232.5=67.5 L/S表2.4.1管段编号管段配水长度（m）管段沿线流量（L/s）100.00 22983.93.07 300.00 43504.73.60 53459.23.56 63597.33.70 79067.79.32 86180.86.35 93988.54.10 1013100.413.46 115379.75.53 1277607.98 1310205.810.49 合计69228.00 71.15 2.4.2.7节点流量计算将与节点关联的管段沿线流量乘以1/2分配到该节点，再加上该节点的集中流量得出该节点的总流量见表2。表2.4.2节点编号关联管段沿线流量(L/S)沿线流量折算节点集中流量节点总流量管段1管段2管段3管段4100000.00 0023.073.6003.34 7073.34 33.63.76.3506.83 06.83 400000.00 00.00 503.073.5603.32 03.32 63.566.354.107.01 07.01 73.79.3213.46013.24 33.3346.57 89.325.53007.43 07.43 94.17.98006.04 41.6747.71 1013.467.9810.49015.97 015.97 115.5310.49008.01 08.01 总计71.16 145.00 216.16 2.4.2.8流量分配和管径确定（1）流量分配 在满足各节点连续性条件Qi+qlij=0的基础上进行流量分配，但同时应考虑供水安全性和经济性，所以平行管应尽量分配相近数量的流量（2）管径确定 表2.4.3管段编号设计流量(L/S)经济流速(m/s)计算管径(mm)设计管径(mm)1232.515442*600210.150.8127150367.512932*3004148.920.8487500574.330.83444006130.090.8455500753.520.82923008120.8138150979.320.835540010300.82192501146.090.82713001229.740.82182501343.770.82643002.4.2.9管网平差哈代-克罗斯平差法计算表2.4.4环号管段编号D(m)L(m)s流量初分配第次平差第次平差G(m3/s)H(m)sg0.852G(m3/s)H(m)sg0.852G(m3/s)h(m)120.152983.9462100.019.14 913.560.0132615.41 1161.830.013415.750.43459.24510.074183.65 49.170.077443.95 510.077583.96-40.53504.7154-0.14916-4.54 30.44-0.1459-4.36 29.87-0.14576-4.35-80.156180.895719-0.01233-27.89 2262.03-0.00907-15.79 1741.32-0.00893-12.2-19.65 3255.2-0.80 2984.02-0.03 280.156180.8957190.0123327.89 2262.030.0152819.04 1246.120.0154212.290.43988.55200.07954.78 60.130.082455.11 62.030.082595.13120.25776099860.0317916.81 528.860.0347419.82 570.40.034889.96-60.53597.3158-0.13-3.61 27.78-0.12705-6.59 51.86-0.12691-6.45-100.2513100.416859-0.03-25.50 849.84-0.02705-21.05 778.11-0.02691-11.91 20.38 3728.6416.33 2708.52-0.21 3100.2513100.4168590.0325.50 849.840.0337331.68 939.080.0338711.91130.310205.854040.0458217.91 390.780.0495520.70 417.730.0496914.8-70.39067.74802-0.05343-21.15 395.82-0.0497-18.50 372.15-0.04956-18.4-110.35379.72849-0.046-9.51 206.71 -0.04227-8.13 192.34-0.04213-8.0812.74 1843.1525.75 1921.30.23 2.4.2.10节点水压计算表2.4.5管段编号管段流量(m3/S)管内流速(m/S)管段压降(m)节点水头(m)地面标高(m)自由水压(m)20.01340.7615.7343430.08561.215.533.733.740.145760.864.3562342850.077580.793.9633.733.760.126910.86.4534.234.270.049560.8418.462.134.12880.015420.9312.2343490.082590.815.1333.533.5100.026910.7411.9133.733.7110.042130.778.0834.133.70.4120.034880.719.9661.433.428130.049690.8314.833.433.4 设计工况水力计算记过，假定（4）点为控制点，其节点水头等于服务水头即62m表2.4.6管段编号管段流量(m3/S)管内流速(m/S)管段压降(m)节点水头(m)地面标高(m)自由水压(m)20.01340.7615.738.96344.9630.08561.215.533.9633.70.2640.145760.864.3562342850.077580.793.9637.4633.73.7660.126910.86.4536.234.2270.049560.8418.462.134.12880.015420.9312.236.3342.390.082590.815.1335.533.52100.026910.7411.9136.2633.72.56110.042130.778.0835.733.72120.034880.719.9661.433.428130.049690.8314.833.833.40.4在水力分析时，假定（4）为控制点，单经过随礼分析后，比较节点水头与服务水头，（11）点不能满足水压要求，所以，说明（4）点不是控制点，得到供水差额最大为1.6，所有的节点水头加上此值，可使水压要求全部满足，而管段压降没变，能量方程人满足，自由水压也应同时加上此值。 控制点确定与节点水头调整:表2.4.7管段编号管段流量(m3/S)管内流速(m/S)管段压降(m)节点水头(m)地面标高(m)自由水压(m)20.01340.7615.740.56346.5630.08561.215.535.5633.71.8640.145760.864.3563.63429.650.077580.793.9639.0633.75.3660.126910.86.4537.834.23.670.049560.8418.463.734.129.780.015420.9312.237.9343.990.082590.815.1337.133.53.6100.026910.7411.9137.8633.74.16110.042130.778.0837.333.73.6120.034880.719.966333.429.6130.049690.8314.835.433.422.4.2.11管网消防校核计算考虑同时两处火灾，灭火用水量为25L/s2=50L/s,消防流量加在控制点上（及最不利火灾点）和重要的工业企业附近的节点上。本设计选在节点（8）和节点（11）上，每个节点加上消防流量25L/s，相应的清水池和水塔供水量均增加25L/s，其他各节点流量不变，沿线流量重分配。 加上消防流量，各管段流量重分配后平差如下：表2.4.8环号管段编号s流量初分配g(m3/s)h(m)sg0.85212462100.019.14 913.5654510.074183.65 49.17-4154-0.14916-4.54 30.44-895719-0.01233-27.89 2262.0328957190.0123327.89 2262.0395200.07954.78 60.131299860.0317916.81 528.86-6158-0.13-3.61 27.78-1016859-0.03-25.50 849.84310168590.0325.50 849.841354040.0458217.91 390.78-74802-0.05343-21.15 395.82-112849-0.046-9.51 206.71 由表可知不需要平差消防工况水力校核计算结果：表2.4.9管段编号管段流量(m3/S)管内流速(m/S)管段压降(m)节点水头(m)地面标高(m)20.01340.7615.7343430.08561.215.533.733.740.145760.864.35623450.077580.793.9633.733.760.126910.86.4534.234.270.049560.8418.462.134.180.015420.9312.2343490.082590.815.1333.533.5100.026910.7411.9133.733.7110.042130.778.0833.733.7120.034880.719.9661.433.4130.049690.8314.833.433.42.5清水池容积、水塔容积和水塔高度的计算2.5.1 清水池与水塔调节容积计算表表2.5.1小时给水处理供水量(%)供水泵站供水量(%)清水池调节容积计算(%)水塔调节容积计算(%)设置水塔不设水塔设置水塔不设水塔(1)(2)(3)(4)(2)-(3)(2)-(4)(3)-(4)0-14.1732.51.171.171.671.670.50.51-24.1732.51.172.341.673.340.512-34.1631.51.163.52.6661.52.53-44.1731.51.174.672.678.671.544-54.1732.51.175.841.6710.340.54.55-64.164.653.5-0.495.350.66111.155.656-74.174.654.5-0.484.87-0.3310.670.155.87-84.174.655.5-0.484.39-1.339.34-0.854.958-94.164.656-0.493.9-1.847.5-1.353.69-104.174.655-0.483.42-0.836.67-0.353.2510-114.174.654.5-0.482.94-0.336.340.153.411-124.164.655.5-0.492.45-1.345-0.852.5512-134.174.655-0.481.97-0.834.17-0.352.213-144.174.654.5-0.481.49-0.333.840.152.3514-154.164.655-0.491-0.843-0.35215-164.174.655-0.480.52-0.832.17-0.351.6516-174.174.655.5-0.480.04-1.330.84-0.850.817-184.164.655.5-0.49-0.45-1.34-0.5-0.85-0.0518-194.174.655-0.48-0.93-0.83-1.33-0.35-0.419-204.174.655-0.48-1.41-0.83-2.16-0.35-0.7520-214.164.654.5-0.49-1.9-0.34-2.50.15-0.621-224.174.654-0.48-2.380.17-2.330.65022-234.17331.17-1.161.17-1.160023-244.16331.1601.16000累计100100100调节容积=8.22调节容积=13.5调节容积=6.55 由表得水塔与清水池调节容积分别为最大日用水量的6.5