陕西省安康市给水管网工程设计.docVIP

目录 前言3一 设计任务 3二 设计要求 3三 设计原始资料 3 1. 城市地理资料 3 2. 自然资料 3 3. 工程资料 4第一章 给水管网设计用水量算1.1 管网设计用水量算6 1.1.1 最高日设计用水量算6 1.1.2 最高日用水量算 71.2 清水池和高位水池调节容积的计算 10第二章 管定线与方案设计2.1 给水管网定线 112.2 给水管网水力算 11 2.2.1 集中流量计算 11 2.2.2 沿线流量计算 12 2.2.3 最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算13 2.2.4 管段流量初分配14 2.2.5 管段设计直径计算142.3 节点地面标高162.4 管网平差162.5 管网平差校核18 2.5.1 二级泵站总扬程设计18 2.5.2 水塔高度设计19 2.5.3 消防工况设计19 2.5.4 水塔转输工况校核22 2.5.5 事故工况校核24第三章 其他说明1. 管道材料说明27主要参考资料27前 言一 设计任务陕西省安康市给水管网工程设计。二 设计要求1设计方案合理，安全可靠，运行管理方便；2设计说明书完整，计算正确，条理清楚，编排合理，语言规范简练，书写工整，装订整齐；3图纸应能准确表达设计意图，图面布置合理，图面整洁规范，线条清晰，符合制图标准，并用工程字注文；4独立思考，遵守纪律，按时作息，独立完成。三 设计原始资料1. 城市地理资料该城市位于陕西省南部地区，汉江中游，黄洋河从城中穿过汇入汉江，将城市分为河南和河北两个行政区。河南区: 规划人口数10万人,房屋平均层数4层;河北区: 规划人口数18万人,房屋平均层数5层.2. 自然资料（1）地质:该城市土壤种类为黏质土,地下水位线高程为508.43米;（2）降水:年平均降水量为816.5;（3）气温:年平均19.2,最热月平均33.5,最冷月平均5.8;（4）常年主导风向:东北风;（5）地震烈度:6级;（6）水文资料:在黄洋河汇流处汉江上游1处设有一座水文站,历史最高洪水位高程510.55米;98%保证率的枯水位高程504.25米,常水位高程507.62米.河面比降:汉江为2.8,黄洋河为5.5.汉江多年平均流量为854.5m/s,流速1.83.2m/s,汉江水质满足地表水类水质标准.3. 工程资料（1）工业,企业:具体位置见城市总规划图,用水量情况如下表1所示:附表1 工业企业用水情况汇总表序号名称用水量(m3/d)用水时间备注1钢铁厂4200全天均匀使用水质为生活饮用水，水压无特殊要求2化工厂3500全天均匀使用水质为生活饮用水，水压无特殊要求3车辆厂2600824h均匀使用水质为生活饮用水，水压无特殊要求4制药厂1600816h均匀使用水质为生活饮用水，水压无特殊要求5针织厂800816h均匀使用水质为生活饮用水，水压无特殊要求6啤酒厂2500全天均匀使用水质为生活饮用水，水压无特殊要求7食品厂950824h均匀使用水质为生活饮用水，水压无特殊要求8肉联厂630816h均匀使用水质为生活饮用水，水压无特殊要求9火车站750全天均匀使用水质为生活饮用水，水压无特殊要求(m3/d)（2）最高日城市综合生活用水每小时用水量占最高日用水量的百分比情况如附表2所示: 附表2 城市综合生活用水情况表时间小时用水量占最高日用水量（%）时间小时用水量占最高日用水量（%）时间小时用水量占最高日用水量（%）0:001:001.828:009:005.9216:0017:005.571:002:001.629:0010:005.4717:0018:005.632:003:001.6510:0011:005.4018:0019:005.283:004:002.4511:0012:005.6619:0020:005.144:005:002.8712:0013:005.0820:0021:004.115:006:003.9513:0014:004.8121:0022:003.656:007:004.1114:0015:004.9222:0023:002.837:008:004.8115:0016:005.2423:0024:002.01 （3）用水量标准最高日综合生活用水量定额为(170+3学号)L/capd,用水普及率为95%;浇洒道路和大面积绿化用水量取总用水量(生活+工业)的3.5%,用水时间为每天810时和1517时.未预见和管网漏失水量取总水量(生活+工业+绿化)的20%.消防用水量按照相关设计规范计算.（4）考虑在城市河南区东郊高地上建设一座高位调节水池;（5）控制点自由水头为28米.第一章 给水管网设计用水量计算1.1管网设计用水量计算1.1.1最高日设计用水量计算城市用水量包括综合生活用水、工业生产用水、消防用水、浇洒道路和绿地用水、未遇见用水和管网漏失量。（1）城市最高日综合生活用水量计算 Q= (m/d) (1.1.1)人均用水定额q=170+311=203 L/capd =0.203(m/ capd); 计算用水人口数N=N （为用水普及率）；安康市城市最高日综合生活用水量为： Q=(100000+180000)0.20395%=53998 (m/d)（2）最高日工业企业生产及生活用水量计算 Q= Q; (1.1.2)Q=4200+3500+2600+1600+800+2500+950+630+750 =17530 (m/d)（3）浇洒道路和大面积绿化用水量计算Q= ( Q+ Q)3.5%=2503.48(m/d) (1.1.3)（4）未预见和管网漏失水量计算Q=( Q+ Q+ Q)20%=16297.11(m/d) (1.1.4)综上所述:安康市最高日设计用水量为:Q= Q+ Q+ Q+ Q =88837.78 (m/d) (1.1.5)（5）消防用水量计算 Q=qf (1.1.6)该市规划人口数为28万,由给水排水管网系统P324页附表3可查的，拟采用一次灭火用水量为55L/s,同一时间的火灾次数为两次,因此利用公式 (1.1.6)可得Q=552=110L/s1.1.2最高时用水量计算城市最高日用水量变化情况见下表1-1:城市最高日小时用水量时间小时用水量占最高日用水量百分比(%)综合生活用水(m3/h)工业用水(m3/h)浇洒道路和大面积绿化用水(m3/h)未预见和管网漏失水量(m3/h)城市每小时用水量/s%0:001:001.82 982.76 456.25 0.00 616.93 571.10 2.31 1:002:001.62 874.77 456.25 0.00 616.93 541.10 2.19 2:003:001.65 890.97 456.25 0.00 616.93 545.60 2.21 3:004:002.45 1322.95 456.25 0.00 616.93 665.59 2.70 4:005:002.87 1549.74 456.25 0.00 616.93 728.59 2.95 5:006:003.95 2132.92 456.25 0.00 616.93 890.58 3.61 6:007:004.11 2219.32 456.25 0.00 616.93 914.58 3.71 7:008:004.81 2597.30 456.250.00 616.93 1019.58 4.13 8:009:005.92 3196.68 1056.87 625.87 616.93 1526.76 6.19 9:0010:005.47 2953.69 1056.87 625.87 616.93 1459.27 5.91 10:0011:005.40 2915.89 1056.87 0.00 616.93 1274.91 5.17 11:0012:005.66 3056.29 1056.87 0.00 616.93 1313.91 5.32 12:0013:005.08 2743.101056.87 0.00 616.93 1226.92 4.97 13:0014:004.81 2597.30 1056.87 0.00 616.93 1186.42 4.81 14:0015:004.92 2656.70 1056.87 0.00 616.93 1202.92 4.87 15:0016:005.24 2829.50 1056.87 625.87 616.93 1424.77 5.77 16:0017:005.57 3007.69 678.13 625.87 616.93 1369.06 5.55 17:0018:005.63 3040.09 678.13 0.00 616.93 1204.21 4.88 18:0019:005.28 2851.09 678.13 0.00 616.93 1151.71 4.67 19:0020:005.14 2775.50 678.13 0.00 616.93 1130.71 4.58 20:0021:004.11 2219.32 678.13 0.00 616.93 976.22 3.96 21:0022:003.65 1970.93 678.13 0.00 616.93 907.22 3.68 22:0023:002.83 1528.14 678.13 0.00 616.93 784.22 3.18 23:0024:002.01 1085.36 678.13 0.00 616.93661.23 2.68 100.00 53998.00 17530.00 2503.48 14806.30 24677.16 100.00 上表中可知，用水高峰为8:009:00，即用水最大时用水量为1526.76 L/s。根据表1-1绘制最高日水量变化曲线，如“图1”。图1 安康市用水量变化曲线根据变化曲线图进行二泵站的供水分级，以平均值作为分级界限，平均值上下自成一级，则：一级时间段为20:008:00，加压泵站供水量Q= 767.13 L/s，二级为8:0020:00 ，加压泵站供水量Q=1289.30 L/s；各级的供水量占最高日用水量的百分比分别为3.11%、5.22%。1.2清水池和高位水池调节容积的计算清水池和高位水池调节容积的计算详见表1-2一泵站全日平均供水，加压泵站分两级供水；表中清水池和水塔两列的正号表示进水，负号表示放水。考虑在东部高地设水塔，这样一方面可以减小清水池的容积，另一方面可以明显减轻二泵站的运行工作量。由表1-2可知：清水池调节容积为88837.7812.68%=11264.63m高位水池调节容积为88837.783.83%3.6=945.14 m最高时水塔输水管流量=88837.78 m30.97%3.6=239.37L/s水塔最大转输流量= 88837.7897782.66 m30.92%3.6=227.03L/s考虑清水池中需存放消防用水与水厂自用水量，以及水塔中需储存的消防水量，由于缺乏资料，清水池的有效容积按照最高日用水量的20%设计，水塔容积按照最高日用水量的6%设计。清水池容积=88837.7820%=17767.57 m水塔容积=88837.786%=5330.27 m清水池与水塔调节容积计算表时间给水处理供水量(%)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）0:001:004.173.112.31 1.061.061.87 1.87 0.80 0.801:002:004.173.112.19 1.062.122.00 3.87 0.92 1.72 2:003:004.163.112.21 1.053.171.97 5.83 0.90 2.62 3:004:004.173.112.70 1.064.231.48 7.31 0.41 3.03 4:005:004.173.112.95 1.065.291.21 8.52 0.16 3.19 5:006:004.163.113.61 1.056.340.53 9.05 -0.50 2.69 6:007:004.173.113.71 1.067.40.44 9.49 -0.60 2.09 7:008:004.173.114.14 1.068.460.00 9.49 -1.03 1.06 8:009:004.165.226.19 -1.067.4-2.03 7.46 -0.97 0.09 9:0010:004.175.235.91 -1.066.34-1.73 5.72 -0.68 -0.59 10:0011:004.175.225.17 -1.055.29-0.99 4.74 0.05 -0.54 11:0012:004.165.225.32 -1.064.23-1.12 3.62 -0.10 -0.64 12:0013:004.175.224.97 -1.053.18-0.82 2.79 0.25 -0.39 13:0014:004.175.224.81 -1.052.13-0.62 2.18 0.41 0.02 14:0015:004.165.234.87 -1.071.06-0.70 1.48 0.36 0.38 15:0016:004.175.225.77 -1.050.01-1.59 -0.11 -0.55 -0.17 16:0017:004.175.225.55 -1.05-1.04-1.41 -1.52 -0.33 -0.50 17:0018:004.165.224.88 -1.06-2.10-0.78 -2.30 0.34 -0.17 18:0019:004.175.234.67 -1.06-3.16-0.49 -2.79 0.56 0.3919:0020:004.175.234.58 -1.06-4.22-0.43 -3.23 0.651.04 20:0021:004.163.113.96 1.05-3.170.20 -3.02 -0.85 0.20 21:0022:004.173.113.68 1.06-2.110.50 -2.53 -0.57 -0.37 22:0023:004.173.113.18 1.06-1.051.01 -1.51 -0.07 -0.43 23:0024:004.163.112.68 1.0501.51 0.00 0.43 0.00 100100100.00 调节容积=12.68调节容积=12.70调节容积=3.83 第二章 管道定线与方案设计2.1 给水管网定线1.干管延伸方向与二泵站输水到水池,水塔,大用户的水流方向基一致;2.循水流方向以最短的距离布置一条或数条干管,干管位置应从用水量较大的街区通过;3.干管与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的范围,提高供水管网的可靠性;4.为保证安全供水,采用两条输水管进行双线输水.注:给水管网具体定线见总平面图。2.2 给水管网水力计算2.2.1 集中流量计算名称钢铁厂化工厂车辆厂制药厂针织厂啤酒厂食品厂肉联厂火车站节点(12)(6)（11）（2）（6）（18）(20)(19)(8)集中流量（L/S）48.6140.5145.1455.5627.7828.9416.4921.888.68集中流量主要从管网中一点取水,且用水流量较大的用户、工业企业、大型公共建筑等用水均可作为集中流量考虑,根据附表1计算集中流量结果如下表2-1:表2-1 集中流量一览表q=293.59(L/s)2.2.2 沿线流量计算1.各管段长度及配水长度管段编号12345678910管段长度(m)990520770360330820730770700500配水长度(m)0260770360330410730770700250管段编号11121314151617181920管段长度(m)50050038027057310601060770308762配水长度(m)50050038000395460770308762管段编号212223242526272829 /管段长度(m)3744404404404407701070940566/配水长度(m)1874404404402207701070940566/L=13728m2.比流量计算 q= (Q-q)/L (2.1.1)由此 q=(1526.76-293.59)13728=0.0898(L/s) 2.2.3最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算管段及节点流量分配管段或节点编号管段配水 长度(m)管段沿线流量(L/s)节点设计流量计算(L/s)集中流量沿线流量供水流量节点流量100.00 0.00 1287.51-1287.51226023.36 55.5630.09 85.65 377069.17 86.46 86.46 436032.34 73.21 73.21 533029.64 51.65 51.65 641036.83 68.2926.05 94.34 773065.58 51.20 51.20 877069.17 8.6849.85 58.53 970062.88 74.11 74.11 1025022.46 88.48 88.48 1150044.91 45.1442.67 87.81 1250044.91 48.610.00 48.61 1338034.13 0.00 239.25-239.25 1400.00 54.35 54.35 1500.00 68.18 68.18 1639535.48 65.80 65.80 1746041.32 62.39 62.39 1877069.17 28.9454.48 83.42 1930827.67 21.8835.30 57.18 2076268.45 16.4952.10 68.6 2118716.80 110.04 110.04 2244039.52 102.40 102.40 2344039.52 54.35 54.35 2444039.52 /2522019.76 /2677069.17 /27107096.12 /2894084.44 /2956650.84 /合计137281233.17 293.591233.17 1526.76 0.00 其中;泵站设计供水量:Q=Qh(5.226.19)=1287.51L/s高位水池供水流量为:Q=1526.76-1287.51=239.25L/s2.2.4 管段流量初分配管段流量初分配情况见附图一：2.2.5管段设计直径计算根据出分配流量和经济流速确定合适的管径。经济流速的确定原则:v 大管径取较大的流速，小管径取较小的流速。v 设计流量较小时，取较大的经济流速，设计流量较大时，取较小的经济流速。v 从泵站到控制点（水压最难满足的节点（地势较高处的节点）的管线取较小的经济流速。（降低水头损失，利于满足控制点的自由水头）v 管道造价（指管材价格、施工费用）较高而电价较低的地区取较大的经济流速，反之，取较小的经济流速。v 重力流供水时，经济流速由地势高差确定（水头损失应小于可利用的水压高差）。v 多水源供水的分界区要适当放大管径。v 水厂与水塔之间的管段要适当放大管径。管段直径设计计算结果详见表2-4：表2-4管段直径设计计算结果管段直径设计管段编号设计流量(l/s)经济流速(m/s)计算管径(mm)设计管径(mm)1643.76*2 1.10 863*2 900*22731.24 1.10 920 900 3200.00 0.90 532 5004166.79 0.90 486 5005126.79 0.69 484 5006470.62 1.00 774 8007419.42 1.00 731 7508246.78 0.85 608 6009118.30 0.70 464 5001030.49 0.70 235 2501140.00 0.70 270 3001240.00 0.70 270 30013360.89 0.95 695 70014190.64 1.10 470 50015119.63*2 0.90 411*2 400*216484.78 1.00 786 80017241.93 0.90 585 60018200.00 0.85 547 55019300.00 0.90 651 65020118.98 0.80 435 4502140.00 0.60 291 30022145.65 0.80 481 5002331.82 0.70 241 2502496.59 0.70 419 4502561.33 0.80 312 3002691.30 0.75 394 4002720.72 0.65 201 200287.27 0.60 124 20029118.51 0.80 434 4502.3 节点地面标高各节点地面标高结果详见表2-5：表2-5节点地面标高节点编号12345678地面标高513.23513.72514.20513.75514.25513.08513.83513.61节点编号910111213141516地面标高513.98512.30513.98514.00519.65513.35513.30513.10节点编号1718192021222324地面标高513.28513.75512.55513.26515.46513.11514.38/2.4 管网平差根据节点流量进行管段流量初分配,并由上述计算管径进行管网平差,平差过程中对管径适当调整，管网最高时平差最终结果如下:表2-6最高时管网平差结果管段最高时管网-管段管段编号管长（m)设计管径（mm)调整管径（mm)流速（m/s)流量（L/s)水损(m)1990900*2900*21.01 643.755*21.29 2520900 900 1.28 816.711.0637705005000.96 188.911.8243605005000.77 150.750.5653305005000.60 116.950.3268208008000.77 385.150.7377307507500.76 333.950.7387706006000.82 231.981.0997005005000.55 108.460.59105002502500.42 20.650.57115003003000.43 30.670.49125003003000.50 35.040.63133807007000.72 275.420.3514 2705005000.97 190.640.65 15573400*2400*20.95 119.625*21.72 1610608008001.02 510.671.61710606006000.76 216.041.32187705505500.73 174.180.98193086506500.86 286.50.44207624504501.00 158.372.13213743003000.28 19.550.16224405005000.61 119.830.45234402502500.90 44.142.06244404504500.73 115.530.7254403003000.79 55.891.31267704004000.52 65.480.762710702002000.23 7.220.52289402002000.40 12.711.3295664504500.71 113.070.86表2-7最高时管网平差结果节点最高时管网-节点节点编号自由水压（m)节点水头(m)地高(m)流量(L/s)137.02 550.25 513.23-1287.51235.24 548.96 513.7285.65 333.70 547.90 514.286.46 432.33 546.08 513.7573.21 531.40 545.65 514.2551.65 632.89 545.97 513.0894.34 735.47 549.30 513.8351.20 834.96 548.57 513.6158.53 934.24 548.22 513.9874.11 1034.83 547.13 512.388.48 1132.56 546.54 513.9887.81 1232.62 546.62 51448.61 1328.69 548.34 519.65-239.25 1431.53 544.88 513.3554.35 1532.56 545.86 513.368.18 1633.20 546.30 513.165.80 1730.89 544.17 513.2862.39 1830.58 544.33 513.7583.42 1930.92 543.47 512.5557.18 2028.90 542.16 513.2668.6 2128.00 543.46 515.46110.04 2230.87 543.98 513.11102.40 2330.36 544.74 514.3854.35 最高时水力分析结果见附图二2.5 管网平差校核2.5.1二级泵站总扬程设计给水厂的地面标高为513.23米,从水厂向管网两条输水管1管长为990米,最高时每条管中的流量为643.755L/s。采用H-W公式（Cw=110）计算得管段1水头损失为hf1=1.29 m.由最高时管网平差结果可知，控制点为21点，控制点自由水压28m，由节点水头和管段损失推出节点2的自由水压35.24m1节点与2点的地面高差=513.72-513.23=0.49m泵站水头损失考虑为2.0m，则二级泵站扬程为:H扬程=35.24+1.29+0.49+2.0=39.02m，考虑水头安全，取泵站扬程为42m。节点(1)点水头为513.23+42=555.23m2.5.2 水塔高度设计H水塔最高水位=H节点（13）水头+h输水管水头损失H水塔最高水位=548.34+1.72=550.06m取水塔设计水深取2.5m,则水塔最低水位为： H水塔最低水位=550.06-2.5=547.56m水塔高度为：H水塔= H水塔最高水位-H地面高程=547.56-519.65=27.91m2.5.3 消防工况校核该地区人口数为28万，根据城镇、居住区的室外消防用水量标准，同一时间发生火灾次数取为2次，且一次消防用水量为55 L/s；分别将这部分水量加在最不利点和工业聚集区的节点上：分别为（21）、（6）；这两节点流量在最高时流量基础上增加55 L/s ，其余节点流量。以节点（21）为定压节点，自由水头10m，平差结果如下：表2-8消防工况校核平差结果管段消防工况校核平差结果-管段管段编号管长（m)设计管径（mm)调整管径（mm)流速（m/s)流量（L/s)水损(m)1990900*2900*21.10 1397.511.51 25209009001.42 905.341.2837705005001.17 229.32.643605005001.03 202.590.9753305005000.38 74.520.1468208008000.81 406.520.8177307507500.80 355.320.7787706006000.91 256.021.3197005005000.62 121.030.72105002502500.68 33.321.38115003003000.47 33.330.57125003003000.66 46.511.06133807007000.77 296.790.414 2705005000.97 190.640.65 15573400*2400*20.95 239.251.72 1610608008001.11 556.241.871710606006000.80 225.471.43187705505500.74 176.391.01193086506500.88 2930.46207624504501.24 197.443.26213743003000.37 25.80.27224405005000.62 122.040.46234402502500.99 48.432.44244404504501.01 160.851.29254403003000.84 59.071.45267704004000.54 67.690.812710702002000.44 13.721.7289402002000.30 9.530.76295664504500.73 116.250.91表2-9消防工况校核平差结果节点消防工况校核平差结果-节点节点编号自由水压（m)节点水头(m)地高(m)流量(L/s)121.48 534.71 513.23-1397.51219.48 533.20 513.72195.65 317.72 531.92 514.2141.46 415.57 529.32 513.7573.21 514.24 528.49 514.2551.65 615.55 528.63 513.08149.34 719.38 533.21 513.83106.20 818.83 532.44 513.61113.53 918.06 532.04 513.98129.11 1018.43 530.73 512.3143.48 1116.03 530.01 513.98142.81 1215.28 529.28 514048.61 1311.35 531.00 519.65-239.25 1415.23 528.58 513.3554.35 1516.29 529.59 513.368.18 1616.95 530.05 513.1120.80 1713.51 526.79 513.28117.39 1813.31 527.06 513.7583.42 1913.60 526.15 512.5557.18 2011.44 524.70 513.2668.6 2110.00 525.46 515.46165.04 2214.05 527.16 513.11102.40 2313.59 527.97 514.3854.35 24/-1287.5125/85.65 26/86.46 27/73.21 28/51.65 29/94.34 由平差结果可知，消防节点（6）的自由水头为15.55m10m，亦能满足消防水头要求；以节点（21）为定压节点（自由水头10m），计算得消防工况下节点（1）所需最低服务水头为534.71m，由前可知泵站在节点（1）所提供的服务水头为549.74m534.71m，故该管网系统能满足消防工况要求。2.5.4水塔转输工况校核水塔最大转输工况发生在1：002：00，水塔进水量为227.03L/s，水厂供水量为二级泵站的低级给