东北地区D城市的给水工程毕业设计.doc

哈尔滨工业大学毕业设计（论文）摘 要水是人民生活和社会生产必需的基本资源之一。合理开发利用水资源，实现水资源优化配置、有效保护与安全供给，对于促进经济社会发展、提高人民生活水平和保障国家安全均具有重大的战略意义。因此，作为给排水工程技术人员，面临着艰巨的任务和巨大的挑战。本设计为东北地区D城市给水工程，设计内容包括以下方面：（1）城市给水管网设计及方案的选择比较；（2）取水工艺设计；（3）净水厂工艺设计及构筑物结构设计；（4）二泵站工艺设计；（5）工程总概算。目前，随着科技的进步，供水行业需要建立新型的水质观及高效的饮用水水质保障体系。强化单元工艺及多级屏障技术是十分有效的保障手段。本设计在常规工艺的基础上，增设臭氧预氧化单元，用以强化混凝效果；同时对过滤单元进行强化，采用国内外最先进的翻板滤池，使滤后水的浊度大大降低，保证了出厂水的安全性。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。关键词 给水管网；净水厂工艺；臭氧预氧化；翻板滤池；工程总概算AbstractWater is one of essential resources for peoples life and social production. Some strategies including utilizing the water resource reasonablely, arranging the water resource optimally, protecting the water resource effectively and supplying the water resource safely make great contributions to the development of economic society, the improvement of peoples life and the protection of national safety. Hence, as an engineer of water supply and drainage engineering, I will confront arduous tasks and great challenges.聞創沟燴鐺險爱氇谴净。The title of my undergraduate design is D citys water supply engineering in northeast China, and it includes several aspects:残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。(1) The design of water distribution system and the comparison of two schemes;酽锕极額閉镇桧猪訣锥。(2) The design of intake station;(3) The design of drinkable water treatment plant;(4) The design of pump station; (5) General estimate of the water supply project.Nowadays, with scientific and technical development, water supply companies need to form a new conception of water quality and establish new effective protective system of drinkable water. Accoding to the data of researches and projects, the intensified unit process and multi-barrier process are considered to be effective methods to protect the water quality. In my design, I not only added an ozone pretreatment process in order to strengthen the effect of coagulation, but also intestified the filtration process via introducing shutter filter to descrease the turbidity of filter effluent and assure the safety of water supply.彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。Keywords water distribution system; portable water treatment process; ozone pretreatment; shutter filter; general estimate of the water supply project謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。目 录摘 要I厦礴恳蹒骈時盡继價骚。AbstractII茕桢广鳓鯡选块网羈泪。第1章 绪论1鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。1.1 设计任务书1籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。1.1.1 设计题目1預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。1.1.2 设计原始资料1渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。1.2 设计内容3铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。第2章 设计用水量4擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。2.1 最高日用水量确定4贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。2.1.1 最高日用水量定额4坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。2.1.2 全市最高日用水量4蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。2.2 全市最高日逐时用水量5買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。2.3 清水池容积计算6綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。第3章 输水工程和配水工程7驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。3.1 管网定线7猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。3.1.1 管网布置技术要求7锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。3.1.2管网定线一般原则7構氽頑黉碩饨荠龈话骛。3.2 管网水力计算7輒峄陽檉簖疖網儂號泶。3.2.1 分配流量7尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。3.2.2 管网平差11识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。3.2.3 输水管水力计算12凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。3.3 管网消防和事故校核12恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。3.3.1 消防校核12鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。3.3.2 事故校核15硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。3.4 管网技术经济计算18阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。3.4.1 统一供水费用计算18氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。3.4.2 分质供水费用计算20釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。3.4.3经济比较23怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。3.4.4技术比较24谚辞調担鈧谄动禪泻類。第4章 净水厂设计计算25嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。4.1 概论25熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。4.1.1净水厂厂址选定25鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。4.1.2 净水厂流程选择25纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。4.2 预氧化26颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。4.2.1 臭氧氧化机理26濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。4.2.2 臭氧接触池26銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。4.2.3 臭氧发生器28挤貼綬电麥结鈺贖哓类。4.2.4 干燥器28赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。4.2.5活性炭吸附设备30塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。4.3 混凝31裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。4.3.1 混凝机理31仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。4.3.2 混凝剂的选择及其投药31绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。4.3.3投药设备及构筑物尺寸计算32骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。4.3.4 混合设备设计33瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。4.4 絮凝设备34鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。4.4.1反应池的设计要求34栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。4.4.2 反应池的计算34辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。4.5 沉 淀37峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。4.5.1 池型的选择37詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。4.5.2设计与计算38则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。4.6 过 滤41胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。4.6.1 设计数据41鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。4.6.2 池体设计41稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。4.6.3 反冲洗管渠系统42陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。4.6.4 滤池管渠布置44沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。4.7 消 毒52钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。4.7.1工艺的选择52懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。4.7.2消毒剂选用52謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。4.7.3设计及计算52呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。4.8 清水池设计53莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。4.8.1 清水池尺寸确定53麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。4.8.2 配管及布置53納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。4.8.3 清水池附属设备54風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。4.9 水厂高程及平面布置55灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。4.9.1净水厂高程布置55铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。4.9.2 净水厂平面布置57攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。4.10 工业区净水厂简要设计58趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。4.10.1 净水厂概述58夹覡闾辁駁档驀迁锬減。4.10.2混凝58视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。4.10.3沉淀60偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。第5章 取水工程设计计算62緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。5.1 水源的选取62騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。5.2 取水构筑物的计算62疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。5.2.1 江河取水构筑物位置的选择原则62镞锊过润启婭澗骆讕瀘。5.2.2 取水构筑物设计与计算62榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。5.3 一泵站的设计与计算65邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。5.3.1 设计流量和扬程的确定65嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。5.3.2初选水泵和电机65该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。5.3.3 吸水管路和压水管路的计算67劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。5.3.4 管路中水头损失的计算68臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。5.3.5水泵安装高度的确定和泵房筒体高度的计算70鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。5.3.6附属设备71穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。第6章 二泵站设计75隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。6.1 工作制度确定75浹繢腻叢着駕骠構砀湊。6.1.1 设计资料75鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。6.1.2 工作制度75惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵。6.2 选取水泵75贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。6.2.1 扬程的确定75嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲。6.2.2 初选水泵和电机77薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫。6.3 二泵站平面布置78齡践砚语蜗铸转絹攤濼。6.3.1 水泵布置78绅薮疮颧訝标販繯轅赛。6.3.2吸水管路和压水管路的计算79饪箩狞屬诺釙诬苧径凛。6.3.3管路中水头损失的计算79烴毙潜籬賢擔視蠶贲粵。6.4 二泵站高程布置81鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键。6.4.1 水泵最大安装高度81撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞。6.4.2 起重设备81踪飯梦掺钓貞绫賁发蘄。6.4.3泵房筒体高度82婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞。6.4.4 泵房内标高82譽諶掺铒锭试监鄺儕泻。6.5附属设备83俦聹执償閏号燴鈿膽賾。6.5.1 采暖83缜電怅淺靓蠐浅錒鵬凜。6.5.2 通风设备83骥擯帜褸饜兗椏長绛粤。6.5.3 引水设备85癱噴导閽骋艳捣靨骢鍵。6.5.4 排水设备85鑣鸽夺圆鯢齙慫餞離龐。6.5.5 计量设备86榄阈团皱鹏緦寿驏頦蕴。第7章 工程总概算87逊输吴贝义鲽國鳩犹騸。7.1 给水工程基建投资87幘觇匮骇儺红卤齡镰瀉。7.1.1 生活区水厂基建费用87誦终决懷区馱倆侧澩赜。7.1.2 工业区水厂基建费用88医涤侣綃噲睞齒办銩凛。7.1.3 输水管线基建费用88舻当为遙头韪鳍哕晕糞。7.1.4 城市配水管网基建费用89鸪凑鸛齏嶇烛罵奖选锯。7.1.5 基建总投资费用89筧驪鴨栌怀鏇颐嵘悅废。7.2 年经营管理89韋鋯鯖荣擬滄閡悬贖蘊。7.2.1 年经营管理费用89涛貶騸锬晋铩锩揿宪骟。7.2.2 单位制水成本91钿蘇饌華檻杩鐵样说泻。7.2.3 效益分析91戧礱風熗浇鄖适泞嚀贗。7.3 年折算费用92设计总结93購櫛頁詩燦戶踐澜襯鳳。致 谢94嗫奐闃頜瑷踯谫瓒兽粪。参考文献95虚龉鐮宠確嵝誄祷舻鋸。附表1 全市最高日逐时用水量表96與顶鍔笋类謾蝾纪黾廢。附表2 清水池调节容积计算表97結释鏈跄絞塒繭绽綹蕴。附表3 分质供水最高时用水量分配平差结果98餑诎鉈鲻缥评缯肃鮮驃。附表4 分质供水消防时用水量分配平差结果103爷缆鉅摯騰厕綁荩笺潑。附表5 分质供水事故时用水量分配平差结果108锞炽邐繒萨蝦窦补飙赝。附图1 分质供水最高时流量分配图113曠戗輔鑽襉倆瘋诌琿凤。附图2 分质供水消防时流量分配图114轉厍蹺佥诎脚濒谘閥糞。附图3 分质供水事故时流量分配图115嬷鯀賊沣謁麩溝赉涞锯。附图4 一泵站水泵管路特性曲线图116讯鎬謾蝈贺綜枢辄锁廪。附图5 二泵站水泵管路特性曲线图117兒躉讀闶軒鲧擬钇標藪。129第1章 绪论 1.1 设计任务书1.1.1 设计题目东北地区D城市的给水工程1.1.2 设计原始资料1.1.2.1 城市D 城市平面图比例 1：100001.1.2.2 城市分区及人口密度 一区12万人，二区6万人，三区8万人1.1.2.3 用水定额 一区，最高日用水量180L/(d人)；二区，最高日用水量220 L/(d人)；三区，最高日用水量200 L/(d人)。繅藺詞嗇适篮异铜鑑骠。1.1.2.4 该城市房屋的平均层数 一区7层，二区5层，三区6层。1.1.2.5 该城市有以下工业企业 各厂用水量如下：（1）A厂水量 日生产总用水量15000m3/d，(其中冷却用水量12000m3/d)。工人总人数1200人，分三班工作 ：第一班500人，使用淋浴者400，其中热车间300人；第二班400人，使用淋浴者350，其中热车间250人；第三班300人，使用淋浴者250，其中热车间200人。（2）B厂水量 日生产总用水量6000m3/d，（其中冷却用水量6000m3/d）。工人总人数800人，分三班工作：第一班300人，使用淋浴者200，其中热车间180人；第二班300人，使用淋浴者200，其中热车间180人；第三班200人，使用淋浴者180，其中热车间150人。（3）C厂水量 日生产水量4000m3/d，（其中冷却用水量4000m3/d）。工人总数600人,分三班工作：第一班300人，使用淋浴者200人，其中热车间160人；第二班200人，使用淋浴者150人，其中热车间100人；第三班100人，使用淋浴者80人，其中热车间60人。（4）火车站用水量 500m3/d。1.1.2.6 自然状况 城市土壤种类为砂质粘土，地下水位深度-5.5m； 冰冻线深度-1.2m, 年降水量950mm；城市最高温度31，最低温度-20;年平均温度14；主导风向：夏季东南风，冬季西北风。鮒簡觸癘鈄餒嬋锵户泼。自来水厂土壤种类为砂质粘土，地下水位深度-5.5m。1.1.2.7 给水水源 给水水源基本概况如下：（1）最大流量300m3/s，最小流量40m3/s；（2）最大流速2.5m/s；（3）最高水位（1%）165.0m，常水位163.0m，最低水位（97%）160.0米，冰冻期水位161.0m；眯毆蠐謝银癩唠阁跷贗。（4）最低水位时河宽35m；（5）冰的最大厚度0.6m，无潜冰，无锚固冰；（6）该河流为不通航河流。1.1.2.8 水源水质分析结果 水源水质分析结果见表11所示。表1-1 水源水质分析结果编号名称单位分析结果1水的臭和味级轻微2浑浊度NTUMax:400, Min: 603色度度204总硬度度165pH值度6.86碱度-107溶解性固体mg/L3008高锰酸盐指数CODMn79溶解氧mg/L1510水最高温度水最低温度220.511细菌总数个/mL1800012大肠菌群个/mL2001.1.2.9 城市用水量逐时变化表 城市用水量逐时变化情况见表12所示。表1-2 城市用水量逐时变化表时间占全天用水量（）时间占全天用水量（）时间占全天用水量（）012.13895.3816175.34122.019105.6917185.40231.7410115.7718195.57341.9211125.9319204.82452.8012135.9920213.67563.9413145.3821223.35674.7114154.8122232.84784.9615164.7923241.061.2 设计内容第一部分：设计用水量的确定（1）最高日用水量确定；（2）全市最高日逐时用水量；（3）清水池容积计算。第二部分：输水和配水工程（1）管网定线；（2）管网水力计算；（3）管网消防和事故校核；（4）管网技术经济计算。第三部分：给水处理（1）概述；（2）预氧化；（3）混凝；（4）沉淀；（5）过滤；（6）消毒；（7）清水池；（8）水厂平面及高程布置。第四部分：取水工程（1）水源选取；（2）取水构筑物设计计算；（3）一泵站设计计算；第五部分：二泵站设计（1）工作制度确定；（2）水泵选取；（3）二泵站的平面布置；（4）二泵站的高程布置；（5）附属设备。第六部分：经济计算第2章 设计用水量2.1 最高日用水量确定2.1.1 最高日用水量定额2.1.1.1 区：最高日生活用水量标准采用180L/(d人)。2.1.1.2 区：最高日生活用水量标准采用220L/(d人)。2.1.1.3 区：最高日生活用水量标准采用200L/(d人)。2.1.2 全市最高日用水量2.1.2.1 Q1 居民生活用水 居民生活用水量计算见下式：Q1=qN式中 q最高日生活用水量定额 L/(d人)；N设计年限内计划人口数 (人)。表2-1 居民生活用水量一区二区三区人口（万）1268用水量定额 L/(d人)180220200最高日用水量（m3/d）216001320016000总计Q1 (m3/d)508002.1.2.2 Q2 工厂职工生活用水 工厂职工生活用水量见表22所示。表2-2 工厂职工生活用水量A厂B厂C厂一般车间热车间一般车间热车间一般车间热车间生活用水量标准(L/(d人)253525352535人数450750290510280320生活用水量（m3/d）11.2526.257.2517.85711.2淋浴用水量标准L/(d人)406040604060人数 (人)25075070510110320淋浴用水量（m3/d）10452.830.64.419.2总用水量（m3/d）21.2571.2510.0548.4511.430.4合计Q2（m3/d）192.82.1.2.3 Q3企业生产用水 企业生产用水量见表23所示。表2-3 企业生产用水量A厂B厂C厂火车站总计用水量Q3（m3/d）3000005003500冷却水用水量Q5 (m3/d)12000600040000220002.1.2.4 Q4浇洒绿地及道路用水 浇洒绿地及道路用水量见表24所示。表2-4 浇洒绿地及道路用水量道路绿化用水量标准 L/(m2d)1.01.5面积(m2)9450026260用水量（m3/d）94.5393.9合计Q4（m3/d）488.42.1.2.5 Q5未预见水量及漏水量 Q5取前四项水量之和的20%。2.1.2.6 Q最大日用水量 最大日用水量计算见下式：Q=1.2(Q1+Q2+Q3+Q4) =1.2(50800+192.8+3500+488.4) =65977.44(m3/d)=2749.06(m3/h)=673.63(L/s)2.2 全市最高日逐时用水量全市最高日逐时用水量见附表1，其中工厂淋浴及浇洒道路用水避开用水最高峰，车站用水及未预见水量平均分配。闵屢螢馳鑷隽劍颂崗鳳。由附表1看出最大时用水量为3650.41m3/h，发生在1213小时。由图21看出，最大时用水量占全天用水量的5.53%。2.3 清水池容积计算清水池有效容积：W=W1+W2+W3+W4式中 W1调节容积（16.20%）(m3) ，计算见附表2；W2消防储水量 (m3)，按2h火灾延续时间计算；W3水厂自用水，取5% (m3)；W4安全储量 (m3)，取220.78 m3；W1 =65977.4416.20%=10688.35(m3)W2 =55223600/1000=792.00(m3)W3 =65977.445%=3298.87(m3)W=10688.35+792.00+3298.87+392.78=15000.00(m3/d)有关清水池的详细设计见净水厂部分设计。第3章 输水工程和配水工程3.1 管网定线3.1.1 管网布置技术要求 管网布置技术要求需满足以下几点：（1）管网管线布置在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压。（2）必须力求安全可靠，局部事故时，断水范围最小。（3）力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和经济管理费用。（4）按照城市规划，考虑给水系统分期建设的可能，留有充足发展余地。（5）尽量靠近大用户点。（6）干管在规划道路定线，避免在高级路面或重要道路下穿过。（7）为减少造价，应尽量减少穿越铁路和河流。（8）尽量减少单侧供水。3.1.2管网定线一般原则干管延伸方向应与二泵站到大用户最不利点的水流方向一致，且循水流方向布置干管力求最短，服务面积最大，干管间距应根据街区具体情况而定一般在500800m左右，为保证供水的安全性，干管应设置连接管，间距8001000m左右，形成环状管网。檁傷葦开阈灯伞馑諧粮。本设计定线时，考虑了两种方案统一供水和分质供水。通过对城市用水资料的收集，发现该城市工业用水量较大，约占城市总用水量的1/3，若采用采用统一供水系统管网造价过高，因此可采用分质供水系统，单独从水厂沉淀池处引出冷却水输水管线至工业区。鄭饩腸绊頎鎦鹧鲕嘤錳。同时，因为工业用水量约90%的水量用于冷却水，水质要求不高，可考虑从水源下游取水，经简单处理后用于冷却水。但两种供水系统需经过经济技术比较，选取管网造价及运行管理费用较低的给水方式进行供水。弃铀縫迁馀氣鰷鸾觐廩。3.2 管网水力计算3.2.1 分配流量在整个给水工程投资中，给水管网费用约占给水工程总投资的50%80%，因此必须进行计算和对比，以便确定最佳方案，这部分计算包括：求出最高日用水时的沿线流量、比流量、节点流量，进行流量分配，确定管径和水头损失，确定二泵站扬程，从而选出合适的水泵。调谇續鹨髏铖馒喪劉薮。3.2.1.1 比流量计算 比流量计算见下式：qs=（Qq）/L式中 qs比流量 (L/sm)；Q管网总用水量 (L/s)；q大用户集中用水量总和 (L/s)；L干管总长度 (m)，不计穿越铁路、广场、公园等建筑地区的管线，沿河埋设的只有一侧配水的管线，长度按一半计。厲耸紐楊鳝晋頇兗蓽驃。由于各区用水量标准不同，应分别计算。（1）统一供水方案 统一供水方案比流量计算如下所示：I区管长：L1=12550mQ1w=QwL1/L=458.1812550/29430=195.38 (m3/h)I区比流量：qsI=L/(sm)II区管长：L2=8630mQ 2w=QwL2/L=458.188630/29430=134.36 (m3/h)II区比流量： qSII=L/(sm)区管长：L3=8250mQ3w=QwL3/L=458.188250/29430=128.44 (m3/h)区比流量： qSII=L/(sm)（2）分质供水方案 分质供水方案比流量计算如下所示：I区管长：L1=12550mQ1w=QwL1/L=458.1812550/29430=195.38 (m3/h)I区比流量：qsI=L/(sm)II区管长：L2=8630mQ 2w=QwL2/L=458.188630/29430=134.36 (m3/h)II区比流量： qSII=L/(sm)区管长：L3= 8250mQ3w=QwL3/L=458.188250/29430=128.44 (m3/h)区比流量： qSII=L/(sm)3.2.1.2 节点流量计算 按照用水量在全部干管上均匀分配的假定，以求出沿线流量，只是一种简化的方法。但是每一管短的沿线流量还是沿线变化的，不便于确定管径和水头损失，需将沿线流量化成节点流量，计算公式： 苧瑷籮藶黃邏闩巹东澤。节点流量=0.5qi管网中任意管段的流量由两部分组成，一部分是该管段分配的沿线流量，另一部分是通过该管段输水到以后管段的转输流量。任一节点流量等于该节点相连管段沿线流量总和的一半。集中流量加在离大用水户较近的节点上。鴿摄禱鋅儀憚銼嚕缗赞。（1）统一供水时节点流量表 统一供水时节点流量表见表3-1。表3-1 统一供水时节点流量表节点号节点流量（L/s）节点号节点流量（L/s）节点号节点流量（L/s）132.7571057.6891939.6240.6261121.7542048.51353.6191238.1442131.35443.3711345.1162218.15540.4291425.4092350.985638.3481539.932446.86751.0221628.382531.732840.9551718.361014.00949.3591841.036（2）分质供水节点流量表 分质供水节点流量表见3-2。表3-2 分质供水节点流量表节点号节点流量（L/s）节点号节点流量（L/s）节点号节点流量（L/s）132.7571057.6891939.6240.6261121.7542048.51353.6191238.1442131.35443.3711345.1162218.15540.4291425.4092350.985638.3481539.932446.86751.0221628.382531.732840.9551718.361014.00949.3591841.0363.2.1.3 流量分配 流量分配的目的是初步确定各管段的流量，据以选定管径。在管网计算中它是一个重要环节，在环状管网中，流量分配比较复杂，分配流量时，流向任意节点的流量必须等于流离该节点的流量，以保持水流的平衡，用公式表示为 箪啬癲剀净赶钩嬙鳄凫。Qi=qij=0式中 Qi节点i的节点流量 (m3/h)； qij节点i到j的管段流量 (m3/h)。上式中，假定离开节点的流量为正，流向节点的流量为负。分配流量时，应事先按照管网的主要流向，拟定每一管段的水流方向，并选定保证整个管网自由水压的控制点。一般选择离二泵站最远，地形又较高的地方作为控制点。为了安全供水，从泵站到控制点的几条主要干管中，应大体均匀分配流向，并尽可能采用相近的管径，这样，当其中一条干管损环时，不会引起其他干管的负荷过大，管网流量也不至减少过多。至于与干管相垂直的连接管，主要通过联通平行干管之间的流量，平时流量一般不大，仅供水到管网两侧的用户，只有在干管损坏时，才转输较大流量。顽鷙瑪滨廈岘轆庫糞糧。总之，在流量分配时，不仅要考虑到经济问题，而且要保证安全供水，即考虑可靠性问题，从而选出技术经济最优方案。漬閫熾诀团諳赓戰餛锰。流量分配见流量分配图，分质供水分配图见附图1、附图2、附图3。3.2.1.4 初拟管径 确定管线的直径是输水和配水系统设计计算的课题之一。给水管网各管段的直径，应按分配的流量确定。流量分配后，各管段的管径按下式计算： 鐸輜澠顶嫻塊謂斕痹廪。D=式中 D管段直径 (m)；q管段流量 (m3/h)；v流速 (m/h)。因此，管径不但和管段流量有关，而且和流速有关，所以必须选定流速。为了防止管网因水锤现象出现事故，最高流速限制在2.53m/s的范围内，在输送源水时，为避免水中杂质在水管中沉淀，最低流速应大于0.6m/s，可见技术上允许的流速幅度较大。此外，还应根据当地经济条件，考虑管网的造价和经营管理费用，选定合适流速。抢觀淚婭师讴论櫚阵蘚。从上式中可以看出，流量已定时，管径和流速的平方根成反比，流速减少时，管径增大，相应的管网造价增加，但管网中的水头损失减小，水泵所需扬程降低，经营电费可以节约。相反，如果流速用的大些，管径虽然减小，管网造价有所下降，但水头损失增大，经营电费增加。因此，一般采用优化法求得最优解，具体表现为，按一定年限内（称为投资偿还期）管网造价和管理费用（主要是电费）之和为最小时的流速（经济流速）来确定管径。贼組櫻種愨单蝕渾潷骡。在实际工程中，可简便的应用“界限流量法”确定管径，其结果见附表3、附表4、附表5。3.2.2 管网平差3.2.2.1 管网平差的目的 管网平差的目的在于求出水源，供水量，管段的流量和管径以及节点的水压。管网平差是在已定管径的基础上，重新分配各管段的流量，直至符合连续性方程和能量方程。圓漣檸賡捣蕷舻燁錘泽。环状网计算时，必须符合以下水力条件：（1）节点流量必须平衡，应满足连续性方程：Qi=qij=0（2）闭合环内水头损失必须平衡，应满足能量方程：Sigqig=03.2.2.2 电算平差 利用上述原则和理论，借助计算机进行管网平差。设计程序编制平差的目的在于根据初分流量和初拟管径，上机进行平差，算出最大用水时管路水头损失，确定二泵站扬程。蟄彎擼鯁棖佇緡癟椠贊。3.2.2.3 平差电算调试 上述平差所采用的管径是据界限流量表选定的，流量的分配有不合理之处，并没有涉及消防及事故情况，必须进行调整，以使整个管网流量分配更合理。平差结果见附表3、附表4、附表5。义淨擁扪殴胁纸窺钣鳧。3.2.3 输水管水力计算3.2.3.1 统一供水 统一供水输水管水利情况见表33所示。表3-3 统一供水输水管水力表材质管径（mm）管长(m)流量（L/s）条数水厂到用户铸铁管8008301014.002水厂到工业区铸铁管4003190254.632穿铁路管（1）钢管70020372.681穿铁路管（2）钢管3002060.621穿铁路管（3）钢管2502027.5213.2.3.2 分质供水 分质供水输水管水利情况见表34所示。表3-4 分质供水输水管水力表材质管径（mm）管长(m)流量（L/s）条数水厂到用户铸铁管8008301014.002水厂到工业区铸铁管400240254.632穿铁路管（1）钢管70020372.681穿铁路管（2）钢管3002060.621穿铁路管（3）钢管2502027.5213.3 管网消防和事故校核对于分质及统一供水供水方案进行消防和事故校核。3.3.1 消防校核3.3.1.1 分质供水消防校核 选择控制点，反算校核消防时水泵扬程是否符合要求。（1）水泵扬程Hp 其中节点25作为控制点，水泵扬程计算公式如下：Hp1=Zc+Hc+ hc+hn+hs式中 Zc管网控制点的地面标高与清水池最低水位的高程差 (m)；Hc控制点所需最小服务水头 (m)；hc输水管道中的水头损失 (m)；hn管网中的水头损失 (m)；hs水泵吸水管路的水头损失 (m)，取0.50m。控制点地面标高为168.66m，清水池处地面标高，即清水池最高水面标高为167.00m，池中水深为5.00m，则绥骅懸缙澀鷂禍紳撻粮。Zc=168.66-(167.00-5.00)=6.60(m)节点25位于区，Hc=32.00m；输水管长830m，管径800mm，流量（507.002）L/s，查表知1000i=1.51，则hc=8301.51/1000=1.25m选择两条管网主干管计算路线，一条为1-2-5-8-11-12-13-18-25，另一条为1-4-3-7-17-16-20-23-24-25，则馒锁開钥焖緒珏編軻錙。hn1=1.72+2.48+2.81+4.70+3.89+3.54+1.61+2.19=22.94(m)獄质嶇僅痺鲒潰脫帧開。hn2=2.42+2.13+1.75+0.51+0.75+1.35+4.62+4.00+4.67=22.20(m)鍥苋娛殫秽笾殇蕢谬藓。hn=0.5(22.94+22.20)=22.57(m)所以Hp=6.60+32.00+1.25+22.57+0.50=62.92(m)（2）消防时水泵扬程Hp 消防时水泵扬程的确定包括消防流量与消防水压。 消防流量 消防时的管网核算，按最高时用水量另行增加消防时的流量（同一时间的火灾次数为2次，一次灭火用水量55L/s），重新进行流量分配，见附表。杂砖墳雖紜飯曇覡墾騾。 消防水压 消防水压计算公式如下所示：Hp=Zc+Hc+hc+hn+hs式中 Hc消防时控制点自由水压 (m)，取10.00m；hc输水管道中的水头损失 (m)；hn管网中的水头损失 (m)；hs水泵吸水管路的水头损失 (m)，取0.50m。输水管长830m，管径800mm，流量(507.00+55.00)2L/s，查表知1000i=1.80，则轼栀嗶鑊绷瘍懔諍訝澤。hc=8301.80/1000=1.49(m)选择最不利管段计算1-4-3-7-17-16-20-23-24-25，因此，hn=3.04+2.71+2.33+1.21+1.09+2.44+6.25+7.42+22.58=46.74(m)尋头厭呛羈阴帥讕匦赞。所以Hp=6.60+10.00+1.49+58.14+0.50=65.33(m)62.92(m) 不满足要求，需对个别管段进行放大。将2425管段管径适当放大至200mm，此时hn=3.04+2.71+2.10+1.18+1.06+2.30+6.36+6.09+15.56=40.40(m)訪齙剛玺苏滥夹趕萤凭。Hp=6.60+10.00+1.49+40.40+0.50=58.99(m)62.92(m)3.3.1.2统一供水消防校核 选择控制点，反算校核消防时水泵扬程是否符合要求。（1）水泵扬程Hp 其中节点25作为控制点，则水泵扬程计算公式如下：Hp1=Zc+Hc+ hc+hn+hs式中 Zc管网控制点的地面标高与清水池最低水位的高程差 (m)Hc控制点所需最小服务水头 (m)；hc输水管道中的水头损失 (m)；hn管网中的水头损失 (m)；hs水泵吸水管路的水头损失 (m)，取0.50m。控制点地面标高为168.66m，清水池处地面标高，即清水池最高水面标高为167.00m，池中水深为5.00m，则写韞僂谌虛鍤囈辮褻糝。Zc=168.66-(167.00-5.00)=6.60(m)节点25位于区，Hc=32.00m输水管长830m，管径800mm，流量（507.002）L/s，查表知1000i=1.51，则hc=8301.51/1000=1.25(m)选择两条管网主干管计算路线，一条为1-2-5-8-11-12-13-18-25，另一条为1-4-3-7-17-16-20-23-24-25，则罴醬畝饼誊歿凑鈑繳锱。hn1=1.72+2.48+2.81+4.70+3.89+3.54+1.61+2.19=22.94(m)鲢診龄師該铃書銨鴇开。hn2=2.42+2.13+1.75+0.51+0.75+1.35+4.62+4.00+4.67=22.20(m)磚緙鹅綱谩擞鴻鑌纸蘚。hn=0.5(22.94+22.20)=22.57(m)所以Hp=6.60+32.00+1.25+22.57+0.50=62.92(m)（2）消防时水泵扬程Hp 消防时水泵扬程包括消防流量与消防水压。 消防流量 消防时的管网核算，按最高时用水量另行增加消防时的流量（同一时间的火灾次数为2次，一次灭火用水量55L/s），重新进行流量分配，见附表鬮煒鳍輥賠還鲂隊驼骡。 消防水压 消防水压计算公式如下所示：Hp=Zc+Hc+hc+hn+hs式中 Hc消防时控制点自由水压 (m)，取10.00m；hc输水管道中的水头损失 (m)；hn管网中的水头损失 (m)；hs水泵吸水管路的水头损失 (m)，取0.50m。输水管长830m，管径800mm，流量(507.00+55.00)2L/s，查表知1000i=1.80，则毕懍鲅鵑较惻飾顳矯泾。hc=8301.80/1000=1.49 (m)选择最不利管段计算1-4-3-7-17-16-20-23-24-25，因此，hn=3.04+2.71+2.33+1.21+1.09+2.44+6.25+7.42+22.58=46.74(m)钆歷驾无醬赔隽驍韉贈。所以Hp=6.60+10.00+1.49+58.14+0.50=65.33(m)62.92(m)不满足要求，需对个别管段进行放大。将2425管段管径适当放大至200mm，此时hn=3.04+2.71+2.10+1.18+1.06+2.30+6.36+6.09+15.56=40.40(m)徠鲣饮脸铄尝鏍鯢炀憑。Hp=6.60+10.00+1.49+40.40+0.50=58.99(m)62.92(m)3.3.2 事故校核3.3.2.1 分质供水事故校核 分质供水事故校核包括事故流量的重新分配及事故时扬程校核。（1）事故时应有水量按城市设计用水量的70%计算，并对流量进行重新分配。=3650.4170%=2555.29(m3/h)=709.80(L/s)当最不利管段发生故障时（主干管14管段损坏）I区管长：L1=12550mQ1w=QwL1/L=458.1812550/27060=212.50 (m3/h)I区比流量：qsI=L/(sm)II区管长：L2=8630mQ2w=QwL2/L=458.188630/27060=146.12 (m3/h)II区比流量：qSII=L/(sm)区管长：L3= 825011801190=5880 (m)Q3w= QwL3/L=458.185880/27060=99.56 (m3/h)区比流量： qSIII=L/(sm)表3-5 分质供水节点流量表节点号节点流量（L/s）节点号节点流量（L/s）节点号节点流量（L/s）110.681043.0