给水管网设计计算书czh.doc

筑龙网给排水所有资料全都免费 第二章 给水设计计算书1计算最高日用水量及调节构筑物容积11 计算最高日用水量Q （1）居民生活用水量的计算Q1考虑远期规划：10年内达到设计人口。自然人口增长率按2考虑，到2025年达到最大人口数，之后实现人口置换水平。故人口密度M=600(1+2)10=612人/公顷用水区域面积可以在图纸上直接量出A=308.37公顷N =612308.37 =188723capQ1 = qNKdf = 0.121887231.2100% = 27176.112m3/dQ1城市最高日综合生活用水，m3 /d；q 城市最高日综合用水量定额，m3（cap.d）；城市设计年限内计划用水人口数；f 城市自来水普及率，采用f=100%Kd日变化系数,取1.2（2）工业企业用水和工作人员生活用水Q2 =15+15+20+30+30+15+15 = 140L/S = 8064 m3/d（3）公共建筑设计用水量Q3 = 5+3 = 8 L/S =460.8 m3/d(4)浇洒绿地、道路设计用水量Q4 = 5 L/S = 432 m3/d(5)未预见水量：按设计流量20%考虑Q5 =（Q1+ Q2+ Q3+ Q4）20%该镇最大设计水量Qd = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 =43359.5m3/d考虑I泵站本身使用及输水管漏损量占3%，同时考虑自来水厂自用水占10%和确保II泵站自用、输配水管漏损，故各段设计流量分别为：I泵站到自来水厂前 设计流量为 QI = 1.16Q = 1.1643359.5 = 50297.02 m3/d自来水厂到II泵站前 设计流量为 Q自 = 1.13Q = 1.1343359.5 = 48996.2 m3/dII泵站以后 设计流量为 QII = 1.03Q = 1.0343359.5 = 44660.3 m3/d1.2 绘制日用水量变化曲线及计算水塔、清水池容积（1）根据最高日用水量比例绘制最高日逐时用水量变化曲线最高日各时段用水量（%）表11时间（h）0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-12用水量（%）2.62.52.52.53.03.14.14.95.15.46.25.5时间（h）12-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24用水量（%）5.15.05.04.94.75.25.25.04.13.02.82.6最高日逐时用水量变化曲线如下如：图11 用水量变化曲线1用水量变化曲线 2二级泵站设计供水量1.3 清水池和水塔有效容积的计算清水池和水塔调节容积计算表12时段用水量(%)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)012.6 3.18 4.17-1.57 -0.99 -0.58 122.5 3.18 4.17-1.67 -0.98 -0.68 232.5 3.18 4.16-1.66 -0.99 -0.68 342.5 3.18 4.17-1.67 -0.99 -0.68 453.0 3.18 4.17-1.17 -0.98 -0.18 563.1 3.18 4.16-1.07 -0.98 -0.08 674.1 3.194.17-0.07 0.83 0.91 784.9 5.00 4.170.73 0.83 -0.10 895.1 5.00 4.160.94 0.84 0.10 9105.4 5.00 4.171.23 0.83 0.40 10116.2 5.00 4.172.03 0.83 1.20 11125.5 5.00 4.161.34 0.84 0.50 12135.1 5.00 4.170.93 0.83 0.10 13145.0 5.00 4.170.83 0.83 0.00 14155.0 5.00 4.160.84 0.84 0.00 15164.9 5.00 4.170.73 0.83 -0.10 16174.7 5.00 4.170.53 0.83 -0.30 17185.2 5.00 4.161.04 0.84 0.20 18195.2 5.00 4.171.03 0.83 0.20 19205.0 5.00 4.170.83 0.83 0.00 20214.1 3.19 4.16-0.06 0.97 0.91 21223.0 3.18 4.17-1.17 -0.99 -0.18 22232.8 3.18 4.17-1.37 -0.99 -0.38 23242.6 3.18 4.16-1.56 -1.98 -0.58 累计100.00 100.00 100.00 12.92 10.85 4.52 根据上表可知：设有水塔时清水池的调节容积为最高日用水量的10.85%，水塔的调节容积是最高日用水量的4.52%。1.3.1 清水池有效容积W清(1) W清 = W 1 + W 2 + W 3 + W 4其中 W 1 调节容积，m3。 根据上表可知为最高日用水量的11%。 W 1 = 10.85%43359.5 = 4705 m3W 2 消防贮水量，m3。 本镇人口为18.87万，按照规范要求同一时间内的火次数是2次，一次灭火用水量是45L/s，按2h火灾延续时间计算。 W 2 = 452236001000 = 648 m3W 3 水厂自用水，按最高日用水量的10%考虑，m3。W 3 = 10%43359.5 = 4336 m3W 4 安全贮量，按最高日用水量的2.0%考虑，m3。 W 4 = 2.0%43359.5 = 867.19 m3W清 = 4705 + 648+ 4336 + 867.19 = 10556.2 m3(2) 清水池尺寸计算 清水池设为两个，每个容积是5278 m3，采用圆形钢筋混凝土结构直径D=36.32m,总高度为4.3m，水深为4m，最低水位（消防水位以及安全贮量）是0.93 m大体结构如图12所示图12 圆形钢筋混凝土蓄水池1- 进水管；2-水位尺孔；3-检修孔；4-铁梯；5-通风口； 6-溢水管7-出水管； 8-排水管； 9-导流墙； 10-集水坑1.3.2水塔容积W塔 (1) W塔 = W 1 + W 2其中 W 1 调节容积，m3。根据上表可知为最高日用水量的4.52%。W 1 = 4.52%43359.5 = 1959.85 m3W 2 消防贮水量，m3。按10min室内消防用水量计算。W 2 == 9 m3W塔 = 1958.41 + 9 = 1968.85 m3(2) 水塔尺寸计算设h / D = 1，可得 D =13.6 m 则有效水深h=13.6 m2管网布置及水力计算21 给水管网的平面布置（1） 管网布置形式 该镇的给水管网布置由五个环状网加几条支管组成。如图13所示，管段01是自来水厂到管网的输水管道（II泵站清水池在节点0处）；管段910连接水塔（水塔在节点10处），根据工程现状资料，给水管道布置标高（管中心）距地表2.0 m。（2） 管网定线 干管由水厂延伸到大用户，最后到达末端的水塔，干管从用水较大的街区通过，均匀布置于整个供水区，然后通过分配管就近供给两侧用户。（3）输水管定线 考虑到安全不断供水，设计了2条输水干管。其彼此间可用同管径连接管连接，用同管径闸阀分隔，每间距1.5km连络分割一次。图13 管网布置形式2.2管网计算2.2.1 管网设计流量计算设计流量按最大日最高时流量来计Qh = QdKh/86.4 = 752.77 L/s (时变化系数Kh=1.5)2.2.2 比流量qs管段长度表表13管段编号管长（m）管段编号管长（m）0-18607-1310501-277011-1210752-3975121311401-481513142954-527514152705-649511164402-6815161710756-764512174407-8330171811403-881513184408-933018192959-1065019202705-1210502021255qs = 其中 大用户集中用水量之和 配水干管总长度，不包括穿越广场，公园等无建筑物地区的管线，对于单侧供水，管道长度按1/2计算。由表13可得=12315mqs=（752.77-153）/12315 = 0.048702395 L/(ms)2.2.3管段节点流量计算根据任一节点i的节点流量qi等于与该节点相连各管段的沿线流量qi总和的一半。即：节点流量计算（最高用水时）表15节点节 点 流 量（L/s）12345678911121314151617181920212.2.4管径计算最大时供水量：水塔=752.771.2%/6.2%=145.7L/s水厂=752.77-147.16=607.07L/s输水管设2条，故每条流量是QII/2=303.535 L/s根据管网的布置及最大时的供水量，以及各个节点的流量初分配各管段的流量，按界限流量公式q0 = q1，（f=0.8）。求出界限流量，然后根据界限流量表（见表16）查处各管段的经济管径。界限流量表表162.2.5环状网计算（1）最高日最高时平差根据用水情况，拟定各管段的流向，按照最段路线供水原则，并考虑可靠性的要求进行流量分配。顺时针流量取正号，逆时针流量取负号。分配时用哈代-克罗斯方法来计算，计算见表18。环状网计算（最高用水时）表18环号管段管长（m）管径（mm）初步分配流量q（l/s）1000ih(m)sqI1-4815600259.471.821.480.00574-5275500215.933.230.890.00415-6495400-85.001.76-0.870.01022-6815600-180.660.93-0.760.00421-2770700-279.000.96-0.740.00270.000.0269II2-6815600180.660.930.760.00426-764540045.052.291.480.03287-8330250-59.007.98-2.630.04473-881520026.926.695.450.20252-3975250-42.875.18-5.050.11790.010.4021III5-121050600282.182.132.230.007912004.775.440.132713-71050300-80.316.67-7.010.08726-7645400-45.052.29-1.480.03285-649540085.001.760.870.01020.050.2708IV11-12107530063.904.364.690.073311-1644015012.006.342.790.232316-171075200-24.895.79-6.220.244917-12440400-112.632.95-1.300.0115-0.040.5620632.951.300.011517095.045.750.248913-18440300-55.323.34-1.470.026612-131140250-41.004.77-5.440.13270.140.4197 经过一次校正后，各基环的闭合差下于0.5m，大环14512111617181378321的闭合差为： =0.00+0.01+0.05-0.04+0.14= 0.161m所以满足要求。由图14可知控制点是节点18。根据地形图可知各个节点的地面标高，见表119地面标高表119节点编号标高（m）节点编号标高（m）0254.211251125512252225313252.63251.414252.2425515251.45525516250.22625317252.867251.518254.38252.719252.8925620252.31026421251.7各个支管流量、水头损失见表19支管水力计算表（最高用水时）表19管段管长（m）流量（L/S）管径DN(mm)流速（m/l）1000i水头损失（m）01860306.5357000.791.150.99131429520.332000.654.101.2114152706.571500.483.100.84181929532.752500.683.320.98192027018.992000.613.620.9820212556.211500.473.000.7789280127.294001.013.711.04910650145.705000.741.571.02然后根据上述结果绘制出环状网平差计算图，见图14。图14 环状网计算（最高用水时）（2）确定II泵站水泵扬程 最大日最高时II泵站水泵扬程1) 控制点8到清水池最低水位的几何高差=253.4-（254-4+0.42）=2.98m2）四层房屋的供水最小服务水头 =20m3）由表18和表19列出了各个管段的沿程水头损失，局部水头损失估为沿程水头损失的10%。 =0.99+=12.55m=10%=1.26m4）设II泵站内富裕水头为2m。吸水管和泵站内的水头损失取2m则II泵站的水泵扬程：=+2+2=2.98+20+12.55+1.26+4=40.79m (3) 水塔高度 1）控制点18到水塔所在地节点10的几何高差=253.4-264=-10.6m 2）四层房屋的供水最小服务水头=20m 3）由表18和表19列出了各个管段的沿程水头损失=1.04+1.02+2.03+7.01+1.47=13.17 4）局部水头损失估为沿程水头损失的10% =10%=1.32m 则 =+=-10.6+20+13.17+1.32=23.89m水塔有效深度=13.6m水塔总高度=+=23.89+13.6=37.49m 2.2.6 管网核算（1）最不利事故时校核以最高时用水量确定的管径为基础，流量最大管段为最不利管段，即管段12无法供水时，供水能力按70%设计流量，从其他人管段供水以完成输水任务，故各节点流量也为原来的70%，见表110，平差方法最高时管网平差，计算结果见表111。最不利事故时供水量：总水量=752.7770%=526.94 L/s水塔=145.770%=101.99L/s 水厂=526.94-101.99=424.95L/s节点流量（最不利事故时） 表110节点编号节点流量（L/S）节点编号节点流量（L/S）148.02912.89238.831136.33348.851245.25430.481346.19513.131625.82635.431745.25716.621854.89828.96环状网计算（最不利事故时）环号管段管长（m）管径（mm）初步分配流量q（l/s）1000ih(m)sqII2-6815600-66.910.16-0.130.00196-764530025.600.830.530.02087-8330250-39.374.43-1.460.03718-381520020.774.153.380.16293-2975250-28.082.38-2.320.08280.000.3055III5-121050600205.381.181.240.006012153.413.890.11387-131050300-48.352.61-2.740.05666-7645300-25.600.83-0.530.02085-6495400-127.943.74-1.850.01450.010.211711-12107530044.812.272.440.054411-164401508.483.371.480.174816342.99-3.210.185212-1744040081.181.62-0.710.00880.000.4232IV12-1744040081.181.620.710.008817593.393.860.207913-18440300-36.301.55-0.680.018812-131140250-34.153.41-3.890.11380.000.3493经过校正后，各基环的闭合差下于0.5m，大环5121116171813783265的闭合差：=1.24+2.44+1.48-3.21+3.86-0.68-2.74-2.32-1.46+3.66-0.13-1.83=0.011m所以满足要求。各个支管流量、水头损失见表112支管水力计算表（最不利事故时） 表112管段管长（m）流量（L/S）管径DN(mm)流速（m/l）1000i水头损失（m）01860212.4757000.550.5890.4714815376.936001.333.723.0345275346.455001.768.12.238933089.1400711.910.63910650101.995000.520.8130.53然后根据上述结果绘制出环状网平差计算图，见图15。由图可知在最不利事故时整个管网的控制点是节点18。图15 环状网计算（最不利事故时）最不利时输水管所需的输出水压：1）控制点18到清水池最低水位的几何高差 =253.4-（254-4+0.42）=2.98m2）最不利时控制点所需的服务水头=20m3）由表114和表115列出了各个管段的沿程水头损失，局部水头损失估为沿程水头损失的10%。m=10%=1.15m4）设II泵站内富裕水头为2m。吸水管和泵站内的水头损失取2m则II泵站的水泵扬程:H=+2+2=2.98+20+11.54+1.15+2+2=39.67m所选水泵满足扬程要求（2）最高时加消防时校核以最高时用水量确定的管径为基础，根据给排水设计手册其城镇的消防用水量为同一时间内的火灾次数是两次，一次灭火用水量是45L/s。把消防流量加在控制点18处和距离II泵站较远节点16处，其他点不变，见表113。消防用水全部由水厂提供，平差计算见表114最高时加消防时供水量：总水量=752.77+452=842.77L/s水厂=607.07+90=697.07L/s 水塔=145.7L/s节点流量（消防时） 表113节点编号节点流量（L/S）节点编号节点流量（L/S）168.6918.41255.471151.90369.791264.65443.541365.99518.751681.89650.611764.65723.7418123.41841.37环状网计算（消防时）表114环号管段管长（m）管径（mm）初步分配流量q（l/s）1000ih(m)sqI1-4815600309.932.632.070.00674-5275500266.394.131.140.00435-6495400-100.502.39-1.180.01182-6815600-217.451.31-1.070.00491-2770700-318.541.23-0.950.00300.010.0306II2-6815600217.451.311.070.00496-764540066.354.673.010.04547-8330250-61.758.74-2.890.04673-881520024.175.484.470.18492-3975250-45.625.82-5.670.1243-0.010.4062III5-121050600348.142.682.820.008112707.888.980.16737-131050300-104.359.50-9.980.09566-7645400-66.354.67-3.010.04545-6495400100.502.391.180.0118-0.010.3282IV11-12105030083.327.157.680.092211-1644020031.4233.9314.930.475216-171050150-50.4719.06-20.490.406012-17440400-146.474.81-2.120.01450.000.9879474.812.120.014517348.8710.110.322613-18440300-92.077.40-3.250.035312-131140200-53.707.88-8.980.16730.000.5397经过校正后，各基环的闭合差下于0.5m，大环14512111617181378321的闭合差: =2.07+1.14+2.82+7.68+14.93-20.49+10.11-3.25-9.98-2.89+4.47-5.67-0.95=-0.011m所以满足要求。各个支管流量、水头损失见表115支管水力计算表（消防时） 表115管段管长（m）流量（L/S）管径DN(mm)流速（m/l）1000i水头损失（m）01860348.5357000.901.451.2589280127.294001.023.71.04910650145.75000.741.561.01消防时输水管所需的输出水压：1）控制点9到清水池最低水位的几何高差 =253.4-（254-4+0.42）=2.98m2）消防时控制点所需的服务水头=10m3）由表114和表115列出了各个管段的沿程水头损失，局部水头损失估为沿程水头损失的10%。m=10%=1.95m4）设II泵站内富裕水头为2m。吸水管和泵站内的水头损失取2m则II泵站的水泵扬程:H=+2+2=2.98+10+19.51+1.95+2+2=38.44m所选水泵满足扬程要求然后根据上述结果绘制出环状网平差计算图，见图16。由图可知在最不利事故时整个管网的控制点是节点18。图16 环状网计算（消防时）（3）最大转输时校核根据水塔调节容积的计算可得到在时段14为最大转输时段，以最高时用水量确定的管径为基础，对此时段的管网进行平差。根据公式：最大时节点流量=最高用水时该节点的流量水厂供水量占最大日用水量的3.18%，用户量占2.5%，转输到水塔的占0.68%，然后以此进行平差，计算见表117。最大转输时供水量：水厂=752.773.18%6.2%=386.1L/s水塔=752.770.686.2%=82.56L/s管网=386.1-82.56=303.54L/s计算最大转输时各个节点流量，见表116。节点流量（最大转输时） 表116节点编号节点流量（L/S）节点编号节点流量（L/S）127.6697.42222.371082.56328.141120.93417.561226.0757.561326.6620.411614.8879.571726.07816.681831.62环状网计算（最大转输时） 表117环号管段管长（m）管径（mm）初步分配流量q（l/s）1000ih(m)sqI1-4815600151.570.680.550.00374-5275500134.011.340.370.00275-6495400-17.570.11-0.050.00302-6815600-133.330.54-0.440.00331-2770700-206.870.56-0.430.00210.000.0148II2-6815600133.330.540.440.00336-764540095.347.935.120.05377-833025085.6316.825.550.06483-8815200-23.035.02-4.090.17752-3975250-51.177.20-7.020.13720.000.4365III5-121050600144.030.620.650.004512633.884.420.120713-71050300-2.240.01-0.010.00566-7645400-95.347.93-5.120.05375-649540017.570.110.050.0030-0.010.1875IV11-12107530026.010.850.910.035111-164402005.081.350.590.116616-171075150-9.801.07-1.150.117517-12440400-55.320.81-0.350.00640.000.2756V12-1744040055.320.810.350.006417353.654.160.214913-18440300-12.270.22-0.100.008112-13114250-36.633.88-4.420.1207-0.010.3501经过校正后，各基环的闭合差下于0.5m，大环14512111617181378321的闭合差：=0.55+0.37+0.65+0.91+0.59-1.15+4.16-0.1-0.01+5.55-4.09-7.02-0.43=-0.021m所以满足要求。各个支管流量、水头损失见表118支管水力计算表（最大转输时） 表118管段管长（m）流量（L/S）管径DN(mm)流速（m/l）1000i水头损失（m）0-1860193.057000.50.490.428928089.884000.721.950.559-1065082.565000.420.550.36然后根据上述结果绘制出环状网平差计算图，见图17。图17 环状网计算（最大转输时）最大转输时输水管所需的输出水压：1）水塔到清水池最低水位的几何高差 =264-（254-4+0.42）=13.58m2）水塔高度=37.49m3）由表114和表115列出了各个管段的沿程水头损失，局部水头损失估为沿程水头损失的10%。m=10%=1.29m则II泵站的水泵扬程:H=+=13.68+37.49+12.92+