给水管网课程设计

0 某城镇给水管网初步设计某城镇给水管网初步设计 一 流量设计一 流量设计 1 城市最高日综合生活用水量为 Q1 240 110000 5 1000 100 2 76 107L d 2 工业企业用水量为 Q2 70L s 90L s 160L s 1 3824 107L d 3 浇洒道路和绿地用水 Q3 80 m d 8 105L d 4 管网漏损水量 Q4 Q1 Q2 Q3 10 27600000 13824000 80000 10 4 1504 106L d 5 未预见用水量 Q5 Q1 Q2 Q3 Q4 20 27600000 13824000 80000 4150400 0 2 9 130880L d 6 最高日设计用水量 Qd Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 27600000 13824000 80000 4150400 9130880 54785280L d 取 Qd 54786 24m3 d 2 设计用水量变化及其调节计算设计用水量变化及其调节计算 表表 1 配水长度计算表配水长度计算表 管段编号123456789 管段长度 m 20286012001540120015408601540135 配水长度 m 043012001540600154086015400 1 按管段配水长度进行沿线流量分配 先计算比流量 Kh 236 1 100 15 5 24 最高时用水流量为 Qh 2821 49m3 h 783 75L s 24 24 54786236 1 24 dhQK 比流量 qi L m s mi nih l qQ 0809 0 1540860154060015401200430 907075 783 2 由泵站供水曲线 得泵站设计供水流量为 qs1 L s 36 756 15 5 97 4 75 783 3 水塔设计供水流量为 qs9 783 75 756 36 27 39 L s 1 某城镇最高日用水量变化曲线 0 1 2 3 4 5 6 12345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 时间 h 占最高日用水量百分数 管网最高日用水量 最高日平均时用水量 二级泵站供水量 图图 1 城镇最高日用水量变化曲线城镇最高日用水量变化曲线 表表 2 2 最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算 管段或者管段配水长度管段沿线流量节点设计流量计算 L s 节点编号 m L s 集中流量沿线流量供水流量节点流量 10000756 36 756 36 243034 79 079 69 79 69 3120097 080128 23 128 23 41540124 59 90110 84 200 84 560048 54086 56 86 56 61540124 59 786069 57 70121 35 191 35 81540124 59 097 08 97 08 9000027 39 27 39 合计7710623 75 160623 75 783 750 00 2 3 调节池容积计算调节池容积计算 表表 3 3 清水池与水塔调节容积计算表清水池与水塔调节容积计算表 给水处理供水泵站供水量 清水池调节容积 计算 水塔调节容积 小时 供水量 水塔供水量管网用水量设水塔计算 0 14 172 562 801 611 61 0 24 0 24 1 24 172 562 811 613 22 0 25 0 49 2 34 162 562 931 604 82 0 37 0 86 3 44 172 563 061 616 43 0 50 1 36 4 54 172 563 131 618 04 0 57 1 93 5 64 162 563 781 609 64 1 22 3 15 6 74 174 974 91 0 808 840 06 3 09 7 84 174 975 15 0 808 04 0 18 3 27 8 94 164 975 13 0 817 23 0 16 3 43 9 104 174 974 79 0 806 430 18 3 25 10 114 174 974 66 0 805 630 31 2 94 11 124 164 974 52 0 814 820 45 2 49 12 134 174 974 49 0 804 020 48 2 01 13 144 174 974 43 0 803 220 54 1 47 14 154 164 974 45 0 812 410 52 0 95 15 164 174 974 55 0 801 610 42 0 53 16 174 174 975 11 0 800 81 0 14 0 67 17 184 164 974 92 0 810 000 05 0 62 18 194 174 974 90 0 80 0 800 07 0 55 19 204 174 974 71 0 80 1 600 26 0 29 20 214 164 974 29 0 81 2 410 680 39 21 224 174 974 04 0 80 3 210 931 32 22 234 172 563 421 61 1 60 0 860 46 23 244 162 563 021 600 00 0 460 00 累计100 0 100 0 100 00 调节容积 12 85调节容积 4 75 清水池设计有效容积为 W 54786 24 12 85 7070m3 水塔设计有效容积为 W 54786 24 4 75 2602m3 四 管网平差计算四 管网平差计算 1 流量初分配 表表 4 管段流量初分配表管段流量初分配表 管段编号123456789 分配流量 L s 756 36338 33105 0595 79182 35105 05268 65338 3427 39 3 2 按经济流速设计管径 DN 表表 5 管段直径设计管段直径设计 管段标号123456789 设计流量 L s 756 36338 33105 0595 79182 35105 05268 65338 2427 39 经济流速 m s 1 30 1 20 0 90 1 00 1 00 0 90 1 20 1 20 0 6 计算管径 mm 609599385349482385533599170 设计管径 mm 600 2600400400500400500600200 2 3 管网平差准备数据 表表 6 管网设计节点数据管网设计节点数据 表表 7 7 管网管段数据管网管段数据 由海曾 威廉公式的指数形式 管段摩阻系数 si 计算结果如下 表表 9 管段摩阻系数计算表管段摩阻系数计算表 管段号i123456789 管段长度 m 20286012001540120015408601540135 管段直径 m 0 60 60 40 40 50 40 50 60 2 si5 3322 71228 26292 9477292 9455 1840 66750 94 节点编号12345789 地面标高 m 63 0063 9063 8063 5066 3067 5069 6070 00 要求自由水压 m 24 0028 0024 0024 0028 0024 00 服务水头 m 87 9091 8087 5090 3095 5093 60 管段编号1234567891011 上节点号12357382919 下节点号23445778828 管段长度 m 20286012001540120015408601540135202135 管段直径 m 600600400400500400500600200600200 表表 8 8 管网节点数据管网节点数据 节点编号12345789 地面标高 m 63 0063 9063 8063 5066 3069 6069 6070 00 节点流量 L s 756 3679 69128 23200 8486 56191 3597 08 27 39 节点初始压力 m 24 0028 0024 0024 0028 0024 00 4 0 4 平差计算 表表 1010 哈戴哈戴 克罗斯法平差计算表克罗斯法平差计算表 流量初分配第一次平差第二次平差第三次平差第四次平差 环 号 管段 编号 she m q L s h m 管段系 数 q L s h m 管段系 数 q L s h m 管段系 数 q L s h m 管段系 数 q L s h m 222 710338 333 05 9 02 355 513 34 9 41 372 713 65 9 80 373 353 66 9 81 378 613 76 6292 940105 054 5142 95 89 723 37 37 55 104 594 48 42 79 95 163 76 39 48 100 024 12 755 180268 65 4 8418 01251 47 4 2817 02 234 27 3 7516 02 233 63 3 7415 99 228 37 3 58 840 660338 34 5 4616 15321 16 4 9615 45 303 96 4 4814 74 303 32 4 4614 71 298 06 4 32 2 74 86 13 2 53 79 43 0 10 83 35 0 78 80 00 0 02 1 18 17 13 86852 1 100074 2 q20 17 43 79852 1 100053 2 q 64 0 35 83852 1 100010 0 q26 5 00 80852 1 100078 0 q 3228 260105 053 52 33 47 137 565 79 42 11 139 895 98 42 72 149 966 80 45 33 150 366 83 4292 94095 79 3 839 71 63 28 1 7627 89 60 95 1 6527 01 50 88 1 1823 16 50 48 1 16 577 00 0182 35 3 2918 06 149 84 2 2915 28 147 51 2 2215 08 137 44 1 9514 20 137 04 1 94 6292 940105 05 4 5142 95 89 72 2 2737 55 104 59 4 4942 79 95 16 3 7639 48 100 02 4 12 8 08 134 19 0 53 122 84 2 38 127 61 0 09 122 17 0 39 2 51 32 19 134852 1 100008 8 q 33 2 84 122852 1 100053 0 q07 10 61 127852 1 100038 2 q40 0 17 122852 1 10009 0 q 0 5 平差结果分析 表表 1111 管网水力分析结果管网水力分析结果 管段或节点编号123456789 管段流量 L s 756 36378 61150 3650 48137 04100 02228 37298 0627 39 管内流速 m s 1 30 1 34 1 20 0 40 0 70 0 80 1 16 1 05 0 44 管段压降 m 0 753 766 831 161 944 123 584 320 24 节点水头 m 61 00 102 99 99 23 92 40 93 56 95 5099 08 99 32 地面标高 m 63 00 63 90 63 80 63 50 66 30 67 50 69 60 70 00 自由水压 m 39 09 35 43 28 90 27 26 28 00 29 48 29 32 0 6 平差水力分析结果图绘制 97 08 128 23 191 35 102 99 8 200 84 756 36 27 39 0 24 1 9 135 200 2 27 39 228 37 3 58 86 56 137 04 1 94 5 1200 500 1 202 600 2 756 36 0 75 2 860 600 378 61 3 76 79 69 6 1540 400 100 02 4 12 50 48 1 16 4 1540 400 7 860 500 298 06 4 32 8 1540 600 3 1200 400 150 36 6 83 2 3 4 5 9 节点水头 m 地面标高 m 自由水压 m 管段标号 管长 m 管径 mm 流量 L s 压降 m 节点流量 L s 节点编号 7 水泵 清水池 水塔 39 09 63 90 61 00 28 00 95 50 63 00 63 5063 80 35 43 99 23 28 90 92 40 66 30 27 26 93 56 29 48 99 08 67 50 70 00 29 32 99 32 69 60 图图 2 管网设计工况水力分析结果图管网设计工况水力分析结果图 1 五 结果计算 五 结果计算 1 控制点到二级泵站的水头损失 由分析结果知控制点为节点 7 h h1 h8 h7 0 75 4 32 3 58 4 65m 2 二级泵站的水泵扬程 hPl H2 H1 hf 102 99 61 00 0 75 42 74m 3 选泵 为了选泵 估计泵站内部水头损失 一般水泵吸压水管道设计流速为 1 2 2 0m s 局部阻 力系数可按 5 0 8 0 考虑 沿程水头损失较小 可以忽略不计 则泵站内部水头损失约为 hpml 1 63m 81 9 2 0 20 8 2 则水泵扬程为 Hp 42 74 1 63 44 37m 取 45m 按 2 台泵并联工作考虑 单台水泵流量为 Qp 378 18 L s 1361 5 t h 取 1370t h 2 36 756 查水泵样本 选 14Sh 1314Sh 13 型水泵 3 台 2 用 1 备 4 水塔高度 由表中数据分析水塔高度应为 HT9 H9 Z9 99 32 70 29 32m 六 管网设计校核六 管网设计校核 1 消防工况校核 采用水头校核法对消防工况进行校核 确定各节点流量 此设计考虑两处同时火灾 分别为最不利控制节点 7 和离水泵最远点节点 5 按同时发生火灾次数为 2 每次一次灭火用水量为 45L s 计算 进行管网平差 平差结果如下 0 表表 1212 消防校核平差消防校核平差 管段或节点编号123456789 消防时节点流量 L s 846 3679 69128 23200 84 131 56 236 35 97 08 27 39 管段初分配流量 L s 846 36383 34 127 55 73 29 204 85 127 55 313 65 383 34 27 39 表表 1313 平差结果分析平差结果分析 管段或节点编号123456789 管段流量 L s 846 36 421 40 169 78 31 06 162 62 123 38 275 60 345 29 27 39 管内流速 m s 1 50 1 49 1 35 0 25 0 83 0 98 1 40 1 22 0 44 管段压降 m 0 754 698 9 237 0 397 2 580 6 260 5 310 5 6480 24 节点水头 m 106 00 105 25 100 55 91 32 91 71 94 2999 60 105 25 地面标高 m 63 00 63 90 63 80 63 50 66 30 67 50 69 60 70 00 自由水压 m 41 35 36 75 27 82 25 41 26 79 30 00 35 25 要求自由水压 m 24 00 28 00 24 00 24 00 28 00 28 00 从结果上分析可知每个节点的自由水头均能达到要求 能够应对同时发生两次火灾的消防事故 0 消防工况水力分析结果图绘制 236 3597 08 128 23 105 25 8 200 84 846 36 27 39 0 24 1 9 135 200 2 27 39 275 60 5 31 131 56 162 62 2 58 5 1200 500 1 202 600 2 846 36 0 75 2 860 600 421 40 4 70 79 69 6 1540 400 123 38 6 26 31 06 0 40 4 1540 400 7 860 500 345 29 5 65 8 1540 600 3 1200 400 169 78 9 24 2 3 4 5 9 节点水头 m 地面标高 m 自由水压 m 管段标号 管长 m 管径 mm 流量 L s 压降 m 节点流量 L s 节点编号 7 水泵 清水池 水塔 41 35 63 90 106 00 26 79 94 29 63 00 63 5063 80 36 75 100 55 27 82 91 32 66 30 25 41 91 71 30 00 99 60 67 50 70 00 35 25 105 25 69 60 图图 3 消防工况水力分析结果图消防工况水力分析结果图 1 2 事故工况校核 确定节点流量 计算事故管段流量 假设管段 6 发生破坏 其他管段流量要保持原来的 70 进行平差 分析结果 事故校核平差结果如下 表表 1414 事故校核数据事故校核数据 管段或节点编号123456789 节点设计流量 L s 756 3679 69128 23200 8486 56 191 3597 0827 39 事故时节点流量 L s 529 45 55 78 89 76 140 59 60 59 133 95 67 96 19 17 管段出分配流量 L s 529 45 236 83 147 07 6 49 54 11 188 05 236 8319 18 表表 1515 事故校核平差结果水力分析事故校核平差结果水力分析 管段或节点编号123456789 管段流量 L s 529 45 218 84 129 08 11 50 72 10 206 04 254 82 19