某城镇给水工程设计-毕设

毕业 2 设计 论文 材料之二 1 毕业设计 论文 毕业设计 论文 专专 业 业 给水排水工程给水排水工程 题题 目 目 某城镇给水工程设计某城镇给水工程设计 作作 者者 姓姓 名名 导导师师及及职职称称 导师所在单位 导师所在单位 20132013 年年 6 6 月月 5 5 日日 I 本科生毕业设计 论文 任务书本科生毕业设计 论文 任务书 2013 届 建筑工程 学院 给水排水工程 专业 学生姓名 II 毕业设计 论文 题目 中文中文 某城镇给水工程设计某城镇给水工程设计 英文英文 The water supply engineering design of a town 原始资料 1 某城市平面图 比例 1 5000 等高线每隔 1 米一根 2 城市分区及人口密度 I 区 320 人 公顷 面积 353 公顷 II 区 300 人 公顷 面积 127 公顷 3 该城居住区房屋的卫生设备情况 I 区 室内有给水排水卫生设备 和淋浴设备 II 区 室内有给水排水卫生设备 和淋浴设备 4 该城房屋的平均层次 I 区 6 层 II 区 6 层 5 工业用水情况 该城有下列工业企业 其位置见城市平面图 1 A 工厂 生产用水量 2400m3 d 工人总数 1000 人 分 3 班工作 热车间占 10 第一班 350 人 使用淋浴者 60 人 其中热车间 30 人 第二班 350 人 使用淋浴者 60 人 其中热车间 30 人 第三班 300 人 使用淋浴者 60 人 其中热车间 30 人 2 B 工厂 生产用水量 4000m3 d 工人总数 800 人 分 2 班工作 热车间占 50 第一班 400 人 使用淋浴者 300 人 其中热车间 200 人 第二班 400 人 使用淋浴者 300 人 其中热车间 200 人 6 学校用水量 14 6L s 医院用水量 16 1L s 7 自然概况 城市土壤种类亚粘土 冰冻线深度 0 12m 地下水位深度 8m 年降水量 900mm 城市温度 最高温度 40 最低温度 8 年平均温度 22 主导风向 夏季东南风 冬季西北风 自来水厂处的土质种类亚粘土 地下水位深度 8 m 8 地面水源 1 流量 最大流量 40000 m3 s 最小流量 5000m3 s 2 最大流速 4 m s 最小流速 0 4m s 3 水位 最高水位 30 m 常水位 25m 最低水位 20m 4 最低水位时的河宽 1500m 9 水源水质分析结果 表 1 1 水源水质表 编 号名 称单 位分析结果 III 1水的臭和味级无 2混浊度mg L80 980 3色度度15 总硬度mg L99 碳酸盐硬度mg L60 非碳酸盐硬度mg L39 钙硬度mg L57 4 镁硬度mg L42 5PH 值 6 8 7 4 6碱度mg L120 7溶解性固体mg L270 最高温度 28 7 8 水的温 度 最低温度 1 3 9细菌总数个 mL4100 10大肠杆菌个 mL360 11 居住区生活用水量逐时变化 设计选用的为 C 表 1 2 居住区生活用水量逐时变化表 时间ABCDEFG 0 1 1 041 101 503 002 141 851 17 1 2 0 950 701 503 202 061 701 16 2 3 0 950 901 502 502 031 381 18 3 4 1 201 101 502 502 121 191 79 4 5 1 651 300 503 503 081 542 82 5 6 3 413 913 504 303 454 144 48 6 7 6 846 614 504 505 506 286 14 7 8 6 845 845 504 905 006 696 68 8 9 6 217 046 255 905 406 365 86 9 10 6 126 696 255 305 306 105 85 10 11 5 586 176 254 904 955 875 44 11 12 5 486 316 254 704 455 164 98 12 13 4 976 625 004 404 215 255 28 13 14 4 815 235 604 104 255 064 66 14 15 4 115 595 604 103 804 104 65 15 16 4 184 766 004 403 314 255 08 16 17 4 524 246 004 303 804 554 51 17 18 4 935 995 504 304 054 345 48 18 19 5 146 975 004 504 404 195 59 19 20 5 665 664 504 505 704 655 30 20 21 5 803 054 304 506 304 804 54 21 22 4 912 013 004 206 354 273 25 22 23 3 051 423 004 205 804 172 55 23 24 1 650 791 503 302 552 111 56 IV 毕业设计 论文 任务内容 1 设计内容 设计内容 1 用水量的计算 2 城市输水管与给水管网设计 3 净水厂设计的工艺部分 4 二级泵站设计的工艺部分 5 城市给水工程的总估算和制水成本计算 2 毕业设计的计算说明书应包括下列内容 毕业设计的计算说明书应包括下列内容 1 绪论 2 给水管网 其中包括 水量计算 管网定线 方案选择 用水曲线 供水曲线绘制 管网平差 平差 校核计算 选泵 请水池容积计算 方案中设有水塔或高地水池时 应包括水塔 高地水池容积计算 方案比较与选定 3 给水处理 其中包括 给水处理方法的阐述 各处理构筑物的设计计算 水厂总平面布置 高程布置 及卫生防护带的确定 4 水泵站的设计计算说明 5 根据概算指标作出城市给水管道的总概算和成本计算 注 计算说明书 采用 A4 打印 页数在 80 12 页范围内 3 毕业设计图纸数量 毕业设计图纸数量 1 城市给水管网总平面图 1 张 比例 1 5000 1 10000 2 净水厂总平面图及高程布置图 1 张 比例 1 500 3 单体构筑物平面图和剖面图 n 张 指导教师商定 比例 1 50 1 200 4 二泵站工艺图 1 张 比例 1 50 1 100 4 应提交的设计成果 应提交的设计成果 设计计算说明书和设计图纸纸质的和电子的 5 设计期限 设计期限 设计和答辩共 11 周 4 14 周 2013 年 01 月 2013 年 06 月 指导教师 签字 教研室主任 签字 批 准 日 期 接 受 任 务 书 日 期 完 成 日 期 接受任务书学生 签字 某城镇给水工程设计某城镇给水工程设计 摘要摘要 随着人口增长 社会经济的发展 人民的生活水平日益提高 人们对生活质量 的要求日益提高 给水工程 作为一项与人民日常生活息息相关的城市基础设施 也得到了蓬勃的发展 本次设计为某城市给水工程设计 设计内容主要包括三部分 即取水工程设计 给水管网设计和净水厂设计 本设计给水管网本分采用环状管网 最高日最高时 设计水量为 1561L s 根据原水水质和出水水质的要求 给水厂选择采用的水处理 构筑物主要有栅条絮凝池 平流沉淀池和 V 型滤池 水厂设计水量为 9 万吨每天 包括 5 的水厂自用水量 净水厂处理工艺采用常规处理 即 混凝 沉淀 过滤 消毒 混凝包括混合和絮凝两部分 混合是在静态混合器中投加聚 合氯化铝 絮凝设备选用折板絮凝池 选用斜管沉淀池进行沉淀 过滤设备采用普 通快滤池 最后投加液氯进行消毒 经过净水厂中各处理构筑物处理后 出厂水能 够达到饮用水要求 关键词关键词 管网平差 取水工程 净水厂设计 供水管网 净水工艺 泵站设计 I The water supply engineering design of a town Abstract With population growth socio economic development people s living standards improve people s quality of life increasing demand Waterworks as a people s daily lives and urban infrastructure has also been vigorous development This design is the water supply engineering of a city It mainly includes three parts the intake works the water pipe network design and the water treatment plant design The design of water distribution network using sub looped network Highest highest design of water 1561L s According to the raw water quality and water quality requirements select waterworks structures are mainly used in water treatment Walkways flocculation sedimentation tanks and advection V filter Water to 90 000 tons per day of water design including 5 of the water from the water The process craft in the water treatment plant uses conventional process that is coagulation sedimentation filter disinfection The coagulation includes the mixing and flocculating processes and mixing is to add PAC in the static state mixture machine The process of flocculation carries on in the grid flocculating tank Sedimentation carries on in an inclined tube sediment tank Filter adopts the common quick filter In the end chlorine is added to disinfect After a series of process above water can reach the standard of drinking water Keywords the intake works the water pipe network design the water treatment plant design water supply pipe network water purification process the design of pump station II 目录目录 摘摘 要要 I Abstract II 引言引言 VI 第一章第一章 概述概述 1 1 1 可行性方案的确定 1 1 2 城市自然条件 1 1 3 城市建设规划 1 1 4 工程设计说明 2 第二章第二章 设计水量计算设计水量计算 4 2 1 居民区生活用水量 4 2 2 工业企业用水量 4 2 3 工业企业工人生活和淋浴用水 4 2 4 城市绿化和浇洒道路用水 4 2 5 未预见水量和管网漏失水量 5 2 6 消防水量 5 2 7 最高日最高时设计流量 5 第三章第三章 管网水力计算管网水力计算 6 3 1 管网布置的基本原则 6 3 2 管网定线的基本步骤和要求 6 3 3 节点流量计算 6 3 3 1 比流量计算 6 3 3 2 节点流量计算 7 3 4 流量分配及管径确定的计算 7 3 4 1 流量分配 7 3 4 2 管径确定 8 3 5 管网平差及消防事故校核 9 3 5 1 统一供水系统管网平差整理结果 9 3 5 2 统一供水消防时平差结果 11 3 5 3 统一供水事故时平差结果 13 3 6 统一管网平差校核 15 3 6 1 输水管起端处的水压 15 3 6 2 工业企业生产生活用水 15 3 6 3 城市绿化和浇洒道路用水 15 3 7 输水管渠设计计算 15 第四章第四章 水厂设计水厂设计 16 4 1 水厂设计要求和介绍 16 4 1 1 水厂厂址的选定 16 4 1 2 给水处理工艺和构筑物的确定及选择 16 4 1 3 絮凝剂 17 4 1 4 消毒杀菌技术 17 4 1 5 水厂工艺方案确定及技术比较 18 4 2 投药部分设计计算 19 4 2 1 混凝剂的选用 19 III 4 2 2 投药系统布置 19 4 2 3 投药设备计算 19 4 3 栅条絮凝池 22 4 3 1 设计概述 22 4 3 2 设计计算 23 4 4 平流式沉淀池 26 4 4 1 性能比较 26 4 4 2 设计计算 27 4 5 V 型滤池 28 4 5 1 设计概述 28 4 5 2 平面尺寸 29 4 5 3 滤池总高度 29 4 5 4 进水系统 29 4 5 5 水封井 32 4 5 6 出水系统 33 4 5 7 反冲洗系统 33 4 5 8 排水系统 34 4 5 9 反冲洗泵房设计 35 4 6 清水池 37 4 6 1 清水池的容积 37 4 7 二级泵站的计算 39 4 7 1 设计流量 39 4 7 2 泵房尺寸 39 4 7 3 选泵后的校核 40 4 7 4 吸水管路与压水管路计算 40 4 7 5 机组与管道布置 40 4 7 6 水泵安装高度的确定和泵房高度的计算 40 4 8 加氯间的设计计算 41 4 8 1 设备概述 41 4 8 2 计算 43 第五章第五章 取水工程设计取水工程设计 44 5 1 自流管设计 44 5 2 取水头部设计计算 44 5 2 1 设计要点 44 5 2 2 取水头部设计计算 45 5 3 集水室 45 5 4 取水泵站 46 5 4 1 设计流量和扬程的确定 46 5 4 2 选泵 46 5 4 3 基础尺寸 48 5 4 4 吸水管路和压水管路的计算 48 5 4 5 吸水管路和压水管路中水头损失的计算 48 5 4 6 泵房筒体高度 49 5 4 7 附属设备 49 IV 5 4 8 泵房建筑高度 49 5 4 9 泵房平面尺寸的确定 49 第六章第六章 净水厂布置净水厂布置 50 6 1 净水厂的基本组成 50 6 2 布置原则 50 6 2 1 平面布置要求 50 6 3 净水厂人员编制及辅助建筑物使用面积计算 50 6 4 检测仪表 51 6 5 净水厂高程布置 51 第七章第七章 制水成本计算制水成本计算 53 7 1 管网造价指标 直接费 53 7 1 1 输配水管造价 53 7 1 2 取水部分 53 7 1 3 净水厂部分综合指标 53 7 1 4 输配水部分综合指标 53 7 2 管网间接费 53 7 3 年经营管理费 54 7 3 1 水资源费 54 1 E 7 3 2 动力费 54 7 3 3 药剂费 PAC 54 7 4 工资福利费 54 4 E 7 5 固定资产基本折旧费和大修理费 54 5 E 6 E 7 6 其他费用 54 设计总结设计总结 55 致致 谢谢 56 参考文献参考文献 57 V 引言引言 随着我国经济的高速发展 人民生活水平的显著提高 如何解决水资源的匮 乏 安全问题一直是困扰水处理工作者的一个难题 给水工程中管网的设计布置是 极其重要的 平差与优化计算是做城市给水管网设计中不可或缺的重要环节 手工 计算十分繁琐 而利用 C 语言程序进行管网流量初分和管网平差计算较为方便 按照规定在地形图上进行管网定线 下来进行数据的准备 当数据准备工作结束时 即可着手进行管网流量初分与管网平差计算 另一方面 饮用水的安全问题也很重要 人们对源水进行一系列处理后饮用 在 20 世纪初 饮用水净化技术已基本上形成了现在被人们普遍称之为常规处理工 艺的处理方法 即 混凝 沉淀或澄清 过滤和消毒 这种常规的处理工艺之今仍 被世界大多数国家所采用 是目前饮用水处理的主要工艺 本设计中根据水源水质 分析 采用常规处理工艺 出水即可达到饮用标准 本计算说明书主要说明水厂常规处理构筑物的选型 选择依据 优缺点 应 用条件以及具体构筑物尺寸的计算及管网平差计算 水厂构筑物的平面布置和高程 布置 并附有相应的计算示例图 随同本设计计算说明书有该城市给水工艺设计图 纸一套 其中包括 水厂平面布置图 取水构筑物和取水泵站图 给水厂主要处理 构筑物的工艺图 管网最高时 消防时 事故时的流量初分程序与平差程序 0 第第 1 章章 概述概述 1 1 可行性方案的确定 1 1 1 水质的要求 根据城市生活用水标准 生活用水要求无色无味 不含肉眼可见物 浊度低于 3 度 各项化学 物理 生物学指标均要满足要求 1 1 2 水压的要求 居民区 区楼层为 6 层 区楼层为 6 层 要求的自由水压分别为 32 米 32 米 工业生产用水的自由水压只需 10 米即可 1 1 3 给水方案的初步确定 根据设计原始资料和城镇概况 综合考虑各种影响因素 初步选定两种方案 1 统一给水方案 优点 操作管理方便 在城市河流上游取水 水质较好 缺点 由于管网负担流量较大 增大管径 增加管网造价 管道损失大 所需水泵扬程大 年经营费用中电费高 由于企业用水水质较低 统一供水势必造成药剂及过滤面积上的浪费 2 分区给水方案 优点 年动力费少 节约能量 管网各部分水质 水压均有保证 缺点 输水管造价过高 二泵站内水泵调度管理不便 设计中是否考虑设置水塔来调节供需水量要进行比较后确定 由于水塔的设计 容积极为庞大 造价高 且调节能力有一定限制 这与城市的发展是不适应的 水 塔将逐步失去控制调节能力 因此水塔不予采用 最终采用统一给水方案 1 2 城市自然条件 该城市位于山坡地区 西部有一条自东向西的河流 城区中部有一条河流 水 量充沛 水质良好 地形起伏不大 街坊分布比较均匀 该城镇属于亚热带季风气 候 夏季主导风向为东南风 冬季主导风向为西北风 城镇土壤种类为亚粘土 冰 冻线深度 0 12m 地下水位深度 8m 年降水量 900mm 城市最高温度 40 最 低温度 8 年平均温度 22 自来水厂处的土质种类亚粘土 地下水位深度 8 5m 地面水源情况 最大流量 40000 最小流量 5000 最大流速 3 ms 3 ms 4m s 最小流速 0 4m s 最低水位时的河宽 75m 最高水位 30m 常水位 25m 最 低水位 20m 1 3 城市建设规划 该城市交通便利 一条河流经过市区 把城市分为二个区 区设计人口 11 30 万人 区 3 82 万人 合计人口总数 15 12 万人 该市有二个工厂 一个学 校和一个医院 基本情况如下 1 A 工厂 生产用水量 2400m3 d 工人总数 1000 人 分 3 班工作 热车间占 10 第一班 350 人 使用淋浴者 60 人 其中热车间 30 人 第二班 350 人 使用淋浴者 60 人 其中热车间 30 人 第三班 300 人 使用淋浴者 60 人 其中热车间 30 人 1 2 B 工厂 生产用水量 4000m3 d 工人总数 800 人 分 2 班工作 热车间占 50 第一班 400 人 使用淋浴者 300 人 其中热车间 200 人 第二班 400 人 使用淋浴者 300 人 其中热车间 200 人 3 学校用水量 14 6L s 4 医院用水量 16 1L s 1 4 工程设计说明 1 4 1 设计题目 某城镇给水工程设计 1 4 2 原始资料 1 城镇平面图比例 1 5000 2 城市分区及人口密度 I 区 400 人 公顷 II 区 450 人 公顷 3 该城居住区房屋的卫生设备情况 I 区 室内有给排水设备及淋浴设备 II 区 室内有给排水设备 无淋浴设备 4 该城房屋的平均层次 I 区 6 层 II 区 6 层 5 工业用水情况 该城有下列工业企业 其位置如城市平面图标出 A 工厂 生产用水量 2400m3 d 工人总数 1000 人 分 3 班工作 热车间占 10 第一班 350 人 使用淋浴者 60 人 其中热车间 30 人 第二班 350 人 使用淋浴者 60 人 其中热车间 30 人 第三班 800 人 使用淋浴者 60 人 其中热车间 30 人 B 工厂 生产用水量 4000m3 d 工人总数 800 人 分 2 班工作 热车间占 50 第一班 400 人 使用淋浴者 300 人 其中热车间 200 人 第二班 400 人 使用淋浴者 300 人 其中热车间 200 人 6 学校用水量 14 6L s 7 医院用水量 16 1L s 8 自然概况 城市土壤种类粘质砂土 冰冻线深度 0 12m 地下水位深度 8m 年降水量 900mm 城市温度 最高温度 40 最低温度 8 年平均温度 22 主导风向 夏季东南风 冬季西北风 自来水厂处的土质种类粘质砂土 地下水位深度 8m 9 地面水源 1 流量 最大流量 40000m3 s 最小流量 5000m3 s 2 最大流速 4m s 最小流速 0 4m s 3 水位 最高水位 30m 常水位 25m 最低水位 20m 2 4 最低水位时的河宽 75m 10 水源水质分析结果 表 1 1 水源水质表 编 号名 称单 位分析结果 1水的臭和味级无 2混浊度mg L80 980 3色度度15 4总硬度mg L99 碳酸盐硬度mg L60 非碳酸盐硬度mg L39 钙硬度mg L57 镁硬度mg L42 5PH 值 6 8 7 4 6碱度mg L120 7溶解性固体mg L270 8 水的温 度 最高温度 28 7 最低温度 1 3 9细菌总数个 mL4100 10大肠杆菌个 mL360 11 居住区生活用水量逐时变化 设计选用的为 C 表 1 2 居住区生活用水量逐时变化表 时间ABCDEFG 0 1 1 041 101 503 002 141 851 17 1 2 0 950 701 503 202 061 701 16 2 3 0 950 901 502 502 031 381 18 3 4 1 201 101 502 502 121 191 79 4 5 1 651 300 503 503 081 542 82 5 6 3 413 913 504 303 454 144 48 6 7 6 846 614 504 505 506 286 14 7 8 6 845 845 504 905 006 696 68 8 9 6 217 046 255 905 406 365 86 9 10 6 126 696 255 305 306 105 85 10 11 5 586 176 254 904 955 875 44 11 12 5 486 316 254 704 455 164 98 12 13 4 976 625 004 404 215 255 28 13 14 4 815 235 604 104 255 064 66 14 15 4 115 595 604 103 804 104 65 15 16 4 184 766 004 403 314 255 08 16 17 4 524 246 004 303 804 554 51 17 18 4 935 995 504 304 054 345 48 18 19 5 146 975 004 504 404 195 59 19 20 5 665 664 504 505 704 655 30 20 21 5 803 054 304 506 304 804 54 21 22 4 912 013 004 206 354 273 25 3 22 23 3 051 423 004 205 804 172 55 23 24 1 650 791 503 302 552 111 56 第第 2 章章 设计水量设计水量 设计用水量是根据设计年限内用水单位数 用水定额和用水变化情况所预测的用户 日用水总量 设计用水量包括下列用水 居民区生活用水量 1 Q 工业企业生产用水量 2 Q 工业企业工人生活和淋浴用水量 3 Q 公共建筑用水量 公建 Q 城市绿化和浇洒绿地用水量 4 Q 未预见水量和管网漏失水量 5 Q 消防用水量 6 Q 该城市在查表知综合生活用水定额为二区 人口总数不足 50 万 为中小城市 最高 日综合生活用水定额为 220 370L cap d 取 300 L cap d 用水普及率取 100 工 业用水重复率为 0 2 1 居民区生活用水量 111 NfqQ 100 350 11 3 3 82 52920 3 10 4 10dm 3 式中 f 为给水普及率 100 为最高日综合生活用水定额 350 可参阅 给水工程 附录相 1 qdm 3 关资料 为设计年限内计划人口数 1 N 2 2 工业企业生产用水量 A 工厂 生产用水量 3 1 2400 qmd B 工厂 生产用水量 3 2 4000m qd 2 3 工业企业工人生活和淋浴用水 对工厂生活和淋浴用水定额 查表知 一般车间 生活为 25L 人 班 淋浴为 40 L 人 班 高温车间 生活为 35L 人 班 淋浴为 60 L 人 班 A 工厂所有车间生活淋浴用水为 3 1 a3 900 253 100 353 60 403 30 60 100090 6 md B 工厂所有车间生活淋浴用水为 3 1 2 400 252 400 352 100 402 200 60 100080 0 bmd 所以企业生活和淋浴用水为 3 311 Q170 6 abmd 工业企业的淋浴用水放在每班下班后 1 小时内使用 3 212 Q240040006400 qqmd 4 2 4 城市绿化和浇洒道路用水 3 4123 Q 20 11898 12 QQQmd 所以 总用水量 2 5 未预见水量和管网漏失水量 未预见用水量按计算 此时取 20 则 3 Q20 71388 7214277 74 md 未 最高日设计用水量 3 d Q120 120 71388 7286665 62 Qmd 最高日平均时 3 3611 06 24 d h Q Qmh 2 6 消防水量 该城市人口不足 30 万 根据规范要求 一次灭火用水量采用标准 按一55L s 天 2 次灭火计 灭火时间 1 小时 则消防用水量 Q55 2 1110 L s 消防 2 7 最高日最高时设计流量 居住区生活用水逐时变化选用任务书中的 C 则 433 6 25 Q9 10 134892 1561 25 4 17 h mdmdL s 1234 3 Q 529206400 170 6 11898 12 71388 72 QQQQ md 5 第第 3 章章 管网水力计算管网水力计算 3 1 管网布置的基本原则 1 管线应均匀地分布在整个给水区域内 满足用户对水量和水压方面的要求 并保持输送的水质不受污染 2 供水安全可靠 当局部管线发生故障时 应保证不中断供水或尽可能缩小 断水的范围 3 供水布置应力求线路最短 并尽量减少穿越障碍物等 以减少特殊工程 降低管网造价和经营管理费用 4 应从现状入手 符合给水区域总体规划的要求 并为管网分期建设留有充 分的发展余地 3 2 管网定线的基本步骤和要求求 干管定线时可按下列步骤和要求进行 1 根据水源 二级泵站 大用户或水塔等调节构筑物的位置确定供水区域的 主要供水流向 即水源与大用户 调节构筑物的连线方向 以此控制干管的基本走 向 2 按主要流向确定接近平行布置得干管条数和大致位置 干管之间距一般为 500 800m 左右 有时为了保证供水可靠 还应在干管和干管之间的适当位置设 置连接管 连通管 以形成环状管网 连接管的作用在于局部干管发生故障关闭 时 干管与干管 连接管与连接管之间距的大小 主要取决于供水区域大小和供水 的要求 一般在保证要求的前提下 干管和连接管的数量尽量减少 以节约投资 3 按下列要求校核对干管 或连接管 的具体位置 按规划道路定线 尽量避免在高级路面或重要道路下敷设 以利于施工和维护 管理 干管应从两侧用水量较大的街区通过 其延伸方向应与主要流向保持一致 并 以最短距离到达主要用水区 大用户和调节构筑物 水塔或高地水池等 以提 高干管的配水效率 降低工程造价和动力费用 干管应尽可能布置在较高位置 以降低干管内的水压 增加管道的供水安全性 管线在道路下的平面和高程应符合城镇或厂区管道综合设计的要求 4 干管定线时 应该为将来分期建设留有余地 考虑上述布置要求与本设计中城市的各种实际相结合 对该城市管网进行了布 置 组成了环状管网 共计 9 个环 具体布置情况见 城市管网总平面图 3 3 节点流量计算 设计采用统一供水方案 管网图形由许多管段组成 沿线流量是指供给该管段两侧用户所需流量 节点流量 是从沿线流量得出的并且假设是在节点集中流出的流量 在管网水力计算过程中 首先 需求出沿线流量和节点流量 3 3 1 比流量计算 1 干管单位长度的流量 叫做比流量 L qQ q h s 6 式中 为比流量 L s m s q 为管网总用水量 L s h Q 为大用户集中用水量总和 L s q 为干管总长度 m 不包括穿公共建筑物地区的管线 只有一侧 L 配水的管线 长度按一半计算 2 统一供水系统比流量计算 最高时设计水量 1561 25 L s 最高时集中用水量有二个工厂和学校及医院 27 840 3 14 6 16 198 8 L s 16350m L 所以 干管比流量为 s 1561 2598 8 q0 089446 16350 Lm s A i q0 5 si qL L s 3 3 2 节点流量计算 按比流量法对管网实际不均匀的配水情况进行简化后 管网中各管段小用户的配 水情况均可作为沿程均匀泄流管路看待 即管网中任一管段内的流量 由两部分组成 一部分是沿本管段均匀泄出供给各用户的沿线流量 沿线呈直线减少 另一部分是 y q 通过本管段流到下游管段去的流量 沿线不发生变化 称为转输流量 取二者之和 zs q 所以管段起端到末端的流量沿线变化 这种变化的流量 不便于用来确定管径和水头 损失 因此需要对其进行简化 简化方法是以变化的沿线流量折算为管段两端节点流 出的流量 即节点流量 管网中任一节点上 往往连接几条管段 因每一条管段都有一半沿线流量分到该 节点 所以管网中任一节点流量 应等于连接于该节点上各管段的沿线流量总和的 i q 一半 可按下式计算 L s yi q5 0q 如果整个给水区域内管网的比流量相同时 节点流量还可以作如下表达 L s ii L5 0q 表 3 1 统一供水节点流量计算表 节点节点流量 L S 节点节点流量 L S 节点节点流量 L S 10758 141334 66 2119 19897 5014119 19 362 61948 7515128 63 474 2410114 4916144 07 574 691183 1817120 98 672 671291 0118117 25 3 4 流量分配及管径确定的计算 3 4 1 流量分配 求出节点流量后就可以进行管网的流量分配 其目的在于确定管网中每一管段的 计算流量 在管网计算中 它是一个很重要的环节 管网流量分配时 为保持水流的连续性 每一节点必须满足节点流量平衡条件 即流入任一节点的流量必须等于流离该节点的流量 若规定流入节点的流量为负 流 7 离节点的流量为正 则上述平衡条件可表示为 0qq iji 式中 为节点 i 的节点流量 L s i q 为连接在节点 i 上的各管段流量 L s ij q 环状管网流量分配的方法和步骤 1 首先在管网图上确定出控制点的位置 并根据配水源 控制点 大用户及调 节构筑物的位置确定管网的主要流向 2 参照管网主要流向拟定各管段的水流方向 使水流沿最近的路线输水到大用 户和边远地区 3 从配水源到控制点 大用户 调节构筑物之间选定主要的平行供水路线 主 要干管 主要干管条数视管网的布置情况而定 4 根据管网中各管线的地位和功能来分配流量 分配流量时 无论是从管网的 起端开始 还是从管网的末端开始 都应满足下列条件 尽量使平行的主要干管分配相近的流量 以免个别主要干管段损坏时 其余 管线负荷过量 使管网流量减少过多 主要干管与次要干管相汇合时 主要干管应适 当多分些流量 干管与干管之间的连接管 主要作用是干管损坏时 将水从一条干管 转输至另一条 因此不应分配过大的流量 要有意识地少转输流量 各干管所通过的流量应沿管网主要流向逐渐减少 不要忽多忽少 更不要发 生倒流 流量分配时 应满足节点流量平衡条件 即每一节点都应按的0qq iji 条件核对 按以上步骤和要求分配到各管段的流量 即为环状管网各管段的计算流量 这里 应该指出 此流量为预分配值 可用来选定管径 其真正的流量数值 必须由管网平 差结果给定 3 4 2 管径确定 给水管网各管段的管径 应按最高日最高用水时各段的计算流量来确定 当管段 流量已知时 管径可按下式计算确定 m v 4q D 式中 q 为管段通过的计算流量 m3 s v 为管内流速 m s 上式表明 管径不但与通过的计算流量有关 而且还与所选用的流速有关 只知 道管道的流量 还不能确定管径 因此 必须首先选定流速 上式还可以看出 流量一定时 管径与流速的平方根成反比 如果流速选用的大 一些 管径就会减小 相应的管网造价便可降低 但水头损失明显增加 所需的水泵 扬程将增大 从而使经营管理费用增大 同时流速过大 管内压力高 因水锤现象引 起的破坏作用也随之增大 因此限定其最高流速在 2 5 3 0 m s 之内 相反若流速选用 的小一些 因管径增大 管网造价会增加 可是因水头损失减小 可节约电费 使经 营管理费用降低 另外 流速长期过小对保持输送水的水质是不利的 若输送水的水 质不稳定 会加剧水中杂质的沉淀及管内结垢 所以流速不能太小 一般不小于 0 6m s 因此管网造价和经营管理费用这两项经济因素是决定流速的关键 由前述可知 流速变化对这两项经济因素的影响趋势又恰好相反 所以必须兼顾考虑和优选 以获 8 得最优解 具体目标是 按一定年限内 称投资偿还期 内 管网造价和经营费用之 和为最小的流速 简称经济流速 来确定管径 我国各地区因诸多经济因素的差别 其经济流速是不同的 设计实践中 在缺乏经济流速分析资料时 常采用平均经济流 速选择管径 即大口径管道经济流速较大 小口径管道的经济流速较小 其具体数值 为 D 100 400mm 采用 v 0 6 0 9 m s D 400mm 采用 v 0 9 1 4 m s 表 3 2 界限流量表 管径 mm 界限流量 L s 管径 mm 界限流量 L s 管径 mm 界限流量 L s 100 935068 96700355 490 1509 1540096 130800490 685 20015 28 5450130 168900685 822 25018 5 45500168 2371000822 1120 30045 68600237 355 3 5 管网平差及消防事故校核 3 5 1 统一供水系统管网平差整理结果 迭代次数 15 环号 1 闭合差 054 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq 米 毫米 米 秒 升 秒 米 1 1425 700 1 22 470 04 2 16 3 08 0066 2 425 700 1 39 533 74 2 79 1 18 0022 3 265 700 1 14 438 40 2 23 59 0013 4 1565 250 50 24 64 1 88 2 94 1195 5 575 600 1 25 352 79 2 76 1 59 0045 sqtotal 104 dq 26 环号 2 闭合差 004 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq 米 毫米 米 秒 升 秒 米 1 815 800 87 438 28 1 14 93 0021 2 585 800 75 375 67 86 50 0013 3 610 400 30 37 20 40 24 0065 4 425 700 1 39 533 74 2 79 1 18 0022 sqtotal 083 dq 02 9 环号 3 闭合差 087 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq 米 毫米 米 秒 升 秒 米 1 1565 250 50 24 64 1 88 2 94 1195 2 350 600 1 12 316 26 2 63 92 0029 3 295 600 1 21 343 33 2 61 77 0022 4 1730 250 42 20 55 1 36 2 35 1142 5 565 600 91 256 45 1 78 1 01 0039 sqtotal 104 dq 42 环号 4 闭合差 006 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq 米 毫米 米 秒 升 秒 米 1 610 400 30 37 20 40 24 0065 2 465 700 88 338 63 1 38 64 0019 3 445 400 60 75 82 1 43 63 0084 4 350 600 1 12 316 26 2 63 92 0029 5 265 700 1 14 438 40 2 23 59 0013 sqtotal 104 dq 03 环号 5 闭合差 063 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq 米 毫米 米 秒 升 秒 米 1 1730 250 42 20 55 1 36 2 35 1142 2 175 500 1 06 208 29 3 02 53 0025 3 875 300 1 00 70 67 5 26 4 60 0651 4 1375 150 24 4 31 1 00 1 38 3208 5 600 450 84 132 94 2 23 1 34 0100 sqtotal 104 dq 30 环号 6 闭合差 012 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq 10 米 毫米 米 秒 升 秒 米 1 445 400 60 75 82 1 43 63 0084 2 760 500 96 188 12 2 50 1 90 0101 3 865 400 92 115 45 3 09 2 67 0232 4 810 300 77 54 44 3 24 2 63 0482 5 175 500 1 06 208 29 3 02 53 0025 6 295 600 1 21 343 33 2 61 77 0022 sqtotal 125 dq 05 环号 7 闭合差 019 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq 米 毫米 米 秒 升 秒 米 1 875 300 1 00 70 67 5 26 4 60 0651 2 810 300 77 54 44 3 24 2 63 0482 3 360 350 82 78 88 2 98 1 07 0136 4 415 300 63 44 22 2 21 92 0208 sqtotal 083 dq 12 3 5 2 统一供水消防时平差结果 迭代次数 16 环号 1 闭合差 055 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq 米 毫米 米 秒 升 秒 米 1 1425 700 1 24 478 19 2 24 3 19 0067 2 425 700 1 52 586 86 3 37 1 43 0024 3 265 700 1 26 484 48 2 30 61 0013 4 1565 250 48 23 73 1 76 2 75 1159 5 575 600 1 28 360 94 2 89 1 66 0046 sqtotal 149 dq 19 环号 2 闭合差 005 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq 米 毫米 米 秒 升 秒 米 11 1 815 800 97 487 00 1 39 1 13 0023 2 585 800 84 424 39 1 07 63 0015 3 610 400 35 44 25 54 33 0074 4 425 700 1 52 586 86 3 37 1 43 0024 sqtotal 119 dq 02 环号 3 闭合差 080 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq 米 毫米 米 秒 升 秒 米 1 1565 250 48 23 73 1 76 2 75 1159 2 350 600 1 28 363 24 2 92 1 02 0028 3 295 600 1 33 376 85 3 15 93 0025 4 1730 250 36 17 62 1 03 1 78 1011 5 565 600 93 263 70 1 88 1 06 0040 sqtotal 149 dq 27 环号 4 闭合差 006 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq 米 毫米 米 秒 升 秒 米 1 610 400 35 44 25 54 33 0074 2 465 700 1 02 394 40 1 83 85 0022 3 445 400 50 62 36 1 00 45 0071 4 350 600 1 28 363 24 2 92 1 02 0028 5 265 700 1 26 484 48 2 30 61 0013 sqtotal 149 dq 02 环号 5 闭合差 056 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq 米 毫米 米 秒 升 秒 米 1 1730 250 36 17 62 1 03 1 78 1011 2 175 500 1 25 244 74 3 49 61 0025 3 875 300 1 38 97 77 8 34 2 30 0746 4 1375 150 49 8 61 3 47 4 77 5533 5 600 450 86 137 24 2 36 1 42 0103 sqtotal 149 dq 19 12 环号 6 闭合差 011 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq 米 毫米 米 秒 升 秒 米 1 44