给水管网课设

河北联合大学课程设计说明书设 计 题 目： 某城区市政排水管网设计 专 业 ： 给水排水 班 级 ： 10给水排水1班 姓 名 ： 杜文波 学 号 ： 2 指 导 教 师 ： 姜登岭 2013年 6 月 18 日给水管网系统课程设计任务书一、设计题目某城区给水管网设计二、设计要求及工作量（一）设计步骤： 1）用水量计算（1）确定用水量标准，计算城市最高日用水量。居民最高日生活用水量按城市分区用水量标准计算。工厂最高日生产用水量已给出，工厂用水量还包括工人在工作时生活用水量及班后淋浴用水量。此外，还有车站用水量、浇洒道路、绿地用水量。加上未预见水量，即得该城市最高日设计用水量。（2）计算城市最高日最高时用水量。（3）计算消防时用水量。2）供水系统方案选择：水源与取水点、取水泵站位置、水厂选址3）管网定线：根据选定的给水系统方案，进行管网定线和输水管定线。4）清水池容积，水塔容积（如果设置）计算。5）管段设计流量计算（1）比流量计算（2）节点流量计算先由比流量计算出沿线流量，再用沿线流量算出节点流量。（3）进行流量分配，初拟管径。6）管网平差对供水方案的最高用水时进行管网平差。计算并绘出最高用水时管网平差图。7）水泵扬程、水塔高度(如设置)计算。8）进行消防和事故情况的校核。（注）计算说明书（A4）页数在20页左右。（二）图纸要求：城市给水管网总平面布置图张；三、参考资料1) 严煦世主编给水排水管网系统北京：中国建筑工业出版社，20082) 北京市市政工程设计研究院主编给水排水设计手册(1常用资料，3常用设备，4城镇给水)，北京：中国建筑工业出版社，20043) 室外给水设计规范(GB50013-2006)四、设计资料（1） 城区总体规划图一张，（2） 城区及人口情况：该城区为广东省某大城市的一个城区，位于珠江的下游。设计人口数为15万。城区生活用水的最小要求服务水头为40m。（3） 火车站污水量为320 m3/d，均匀排出。（4） 城区工业企业分布及用水量情况见表1。表1.1工厂名称工人数生产用水量（m3/d）用水时间高温车间一般车间A1202603500全天均匀使用B801362500824h均匀使用C941873000全天均匀使用D01501800816h均匀使用E501452000816h均匀使用备注水质与生活饮用水相同，水压无特殊要求。淋浴人数高温车间按85%计，一般车间按70%计。（5） 城市自然状况城区土壤种类为粘质土。地下水水位深度为15m。年降水量为936mm。城市最高温度为42，最低温度为0.5，年平均温度为20.4。夏季主导风向为南风，冬季主导风向为北风和东北风。给水管网设计说明1.给水方案的确定（1） 水源与取水点的选择所选水源为城市南面的河流。取水点应该选在水质良好的河段，也就是河流的上游，并且要靠近用水区。（2） 取水泵站的位置：定在取水点附近，即上游河岸，用以抽取原水。（3） 水厂厂址选择水厂厂址应该选在不受洪水威胁，卫生条件好的地方，也就是河流的上游。由于取水点距离用水区较近， 所以水厂设置在取水泵站附近，或者与取水泵站建在一起。（4） 输水管渠定线 沿着现有道路 尽量缩短输水距离 充分利用地形高差，优先考虑重力输水。 但是由于取水点选在城市南面的 河流，地势较低，所以输水方式只考虑压力输水。 本设计是单水源供水，为保证供水的安全性，采用双管输水。（5） 配水管网 干管延伸方向应和二级泵站到大用户的方向一致，干管间距采用500800m。 干管和干管之间有连接管形成环状网，连接管的间距为8001000m左右。 干管按照规划道路定线， 尽量避免在高级路面或重要道路下通过；尽量少穿越铁路。 干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度。 力求以最短距离铺设管线，降低管网的造价和供水能量费用。 本设计采用环状网。 干管布置的主要方向按供水主要流向延伸。管网中输水干管到大用户如工厂、火车站的距离要求最近。 管网布置必须保证供水安全可靠，尽可能布置成环状。干管尽可能布置在两侧有大用户的道路上，以减少配水管的数量。（6） 配水方案比较表2.1 方案比较方案优点缺点方案1：并联分区供水供水比较安全双管输水管太长，造价高。方案2：串联分区供水节省管材。省了两条长的输水管。中间如果一条输管连接，供水不安全。所以考虑两区之间用双管连接。这样既可以减少穿过铁路的次数，又可以保证供水的安全性。方案1方案2（7） 调节构筑物由于此区是属于大城市的一个城区，所以不设水塔。清水池适用于供水范围不很大的中小型水厂，调节水池泵站适用于供水范围较大的水厂以及部分地区用水压力要求较高，采用分区供水的管网。所以考虑采用前者，即清水池。清水池布置在串联分区管网、管网低压区。所以布置在铁路以南的分区。2. 给水管网设计计算2.1城市用水量计算（1） 最高日用水量城市用水量包括：综合生活用水、工业生产用水、消防用水、浇洒道路和绿化用水、未预见水量和管网漏失量。该区是广东省某大城市的一个城区，取用大城市的综合生活用水量定额360L/capd，该城区总人口为15万人，用水普及率为100%。综合生活用水量式中，给水普及率，%； 最高日综合生活用水定额，； N计划人口数。工业生产用水量工业工作人员生活用水量工业工作人员沐浴用水量：工业总用水为：浇洒道路和绿地用水为：未预见和管网漏失水量为：最高日用水量为：（2） 最高日平均时用水量（3） 最高日最高时用水量：其中，是时变化系数。（4） 清水池容积调节容积消防贮水量水厂冲洗滤池和沉淀排泥等生产用水清水池有效容积2.2管网水力计算（1）比流量计算：表4.1管段编号1-22-34-55-67-89-1010-1111-121-44-92-5管段长度967921965723551966796548384574382配水长度967921965723551584606274384574382管段编号5-103-66-77-113-88-1213-1415-1617-1819-20管段长度579458254442942548665604424418配水长度 579458127442942360665604779418管段编号13-1515-1717-1914-1616-1818-20管段长度735713760474548782配水长度 521713760237327451（2） 集中流量计算：工厂A：工厂B：工厂C：工厂D：工厂E：火车站：（3）比流量（4）沿线流量计算沿线流量计算见下表：表4.2 管线沿线流量管段编号配水长度/m沿线流量/(L/S)管段编号配水长度/m沿线流量/(L/S)1296767.8571144231.012392164.623894266.094596567.7181236025.265672350.73131466546.667855138.66151660442.3891058440.97171877954.66101160642.52192041829.33111227419.22131552136.551438426.94151771350.024957440.27171976053.322538226.80141623716.6351057940.62161832722.94364583264671278.91（5）节点流量计算，其中节点7，9，10，12，16，18有集中流量， 分别为71.81L/s,44.80L/s, 42.10L/s, 65.68L/s, 4.63L/s, 35.91L/s,管网中所有节点流量见下表。表4.3 节点流量节点节点流量（L/s）节点节点流量(L/s)147.391146.38279.631287.92381.421341.61467.461431.64592.931564.48645.891645.607111.101779.00865.001890.53985.421941.3210104.162030.49（6）管网平差根据节点流量进行管段流量初次分配，查界限流量表初步确定管径，进行管网平差。管网平差结果见下表和图。 图4.1 管网平差图表4.4 低区环平差结果环号 管段管长管径初步分配流量第一次校正q/(L/s)1000i h(m)|sq|q/(L/s)1000i h(m)|sq|1*2967250-32.153.055 -2.95 0.092 -32.68 3.147 -3.04 0.093 2*5382200-16.232.653 -1.01 0.062 -27.22 6.835 -2.61 0.096 5*496530056.433.470 3.35 0.059 54.41 3.244 3.13 0.058 4*138420015.242.367 0.91 0.060 14.71 2.221 0.85 0.058 0.29 0.273 -1.67 0.305 q=-0.53q=2.742*3921350-95.554.255 -3.92 0.041 -85.10 3.432 -3.16 0.037 3*6458450-158.563.091 -1.42 0.009 -117.98 1.789 -0.82 0.007 6*5723450137.282.366 1.71 0.012 153.47 2.909 2.10 0.014 5*238220016.232.653 1.01 0.062 27.22 6.835 2.61 0.096 -2.61 0.125 0.73 0.154 q=10.45q=-2.393*8942700-443.082.277 -2.14 0.005 -473.21 2.575 -2.43 0.005 8*7551450150.132.793 1.54 0.010 100.15 1.325 0.73 0.007 7*6254600341.733.047 0.77 0.002 317.34 2.652 0.67 0.002 6*3458450158.563.091 1.42 0.009 117.98 1.789 0.82 0.007 1.58 0.026 -0.20 0.021 q=-30.13q=4.724*5965300-56.433.470 -3.35 0.059 -54.41 3.244 -3.13 0.058 5*10579200-28.317.353 -4.26 0.150 -21.08 4.272 -2.47 0.117 10*9966400111.692.911 2.81 0.025 113.18 2.983 2.88 0.025 9*457420026.276.403 3.68 0.140 27.76 7.092 4.07 0.147 -1.12 0.375 1.35 0.347 q=1.49q=-1.945*6723450-137.282.366 -1.71 0.012 -153.47 2.909 -2.10 0.014 6*7254600-341.733.047 -0.77 0.002 -317.34 2.652 -0.67 0.002 7*11442600-302.72.429 -1.07 0.004 -328.29 2.826 -1.25 0.004 11*10796600244.161.629 1.30 0.005 238.42 1.559 1.24 0.005 10*557920028.317.353 4.26 0.150 21.08 4.272 2.47 0.117 2.00 0.17 -0.31 0.142 q=-5.74q=1.107*8551450-150.132.793 -1.54 0.010 -100.15 1.325 -0.73 0.007 8*12548800-658.212.437 -1.34 0.002 -638.35 2.300 -1.26 0.002 12*11548800593.242.005 1.10 0.002 613.10 2.132 1.17 0.002 11*7442600302.72.429 1.07 0.004 328.29 2.826 1.25 0.004 -0.70 0.018 0.43 0.015 q=19.86q=-14.26 第二次校正第三次校正第四次校正q/(L/s)1000i h(m)|sq|q/(L/s)1000i h(m)|sq|q/(L/s)1000i h(m)|sq|-29.94 2.681 -2.59 0.087 -30.68 2.804 -2.71 0.088 -30.20 2.725 -2.63 0.087 -22.08 4.651 -1.78 0.080 -24.43 5.601 -2.14 0.088 -23.27 5.119 -1.96 0.084 59.09 3.778 3.65 0.062 57.70 3.615 3.49 0.060 58.85 3.750 3.62 0.061 17.45 3.027 1.16 0.067 16.71 2.797 1.07 0.064 17.19 2.944 1.13 0.066 0.44 0.295 -0.29 0.301 0.16 0.299 q=-0.74q=0.48q=-0.27-87.48 3.612 -3.33 0.038 -85.88 3.490 -3.21 0.037 -86.56 3.542 -3.26 0.038 -125.08 1.993 -0.91 0.007 -118.61 1.807 -0.83 0.007 -119.77 1.839 -0.84 0.007 149.99 2.788 2.02 0.013 153.43 2.908 2.10 0.014 152.34 2.869 2.07 0.014 22.08 4.651 1.78 0.080 24.43 5.601 2.14 0.088 23.27 5.119 1.96 0.084 -0.45 0.139 0.20 0.146 -0.07 0.142 q=1.61q=-0.69q=0.26-468.49 2.527 -2.38 0.005 -473.36 2.577 -2.43 0.005 -472.89 2.572 -2.42 0.005 119.12 1.821 1.00 0.008 112.46 1.639 0.90 0.008 115.54 1.722 0.95 0.008 320.96 2.709 0.69 0.002 317.93 2.662 0.68 0.002 317.99 2.663 0.68 0.002 125.08 1.993 0.91 0.007 118.61 1.807 0.83 0.007 119.77 1.839 0.84 0.007 0.22 0.023 -0.02 0.022 0.04 0.022 q=-4.87q=0.47q=-0.99-59.09 3.778 -3.65 0.062 -57.70 3.615 -3.49 0.060 -58.85 3.750 -3.62 0.061 -24.12 5.471 -3.17 0.131 -21.63 4.478 -2.59 0.120 -22.72 4.899 -2.84 0.125 111.24 2.889 2.79 0.025 111.89 2.921 2.82 0.025 111.22 2.888 2.79 0.025 25.82 6.201 3.56 0.138 26.47 6.493 3.73 0.141 25.80 6.191 3.55 0.138 -0.46 0.356 0.47 0.346 -0.11 0.349 q=0.65q=-0.67q=-0.16-149.99 2.788 -2.02 0.013 -153.43 2.908 -2.10 0.014 -152.34 2.869 -2.07 0.014 -320.96 2.709 -0.69 0.002 -317.93 2.662 -0.68 0.002 -317.99 2.663 -0.68 0.002 -312.94 2.584 -1.14 0.004 -316.57 2.640 -1.17 0.004 -313.55 2.594 -1.15 0.004 239.52 1.572 1.25 0.005 237.68 1.550 1.23 0.005 238.09 1.555 1.24 0.005 24.12 5.471 3.17 0.131 21.63 4.478 2.59 0.120 22.72 4.899 2.84 0.125 0.57 0.156 -0.12 0.145 0.18 0.149 q=-1.84q=0.41q=-0.59-119.12 1.821 -1.00 0.008 -112.46 1.639 -0.90 0.008 -115.54 1.722 -0.95 0.008 -652.61 2.398 -1.31 0.002 -650.82 2.385 -1.31 0.002 -653.43 2.403 -1.32 0.002 598.84 2.040 1.12 0.002 600.63 2.052 1.12 0.002 598.02 2.035 1.12 0.002 312.94 2.584 1.14 0.004 316.57 2.640 1.17 0.004 313.55 2.594 1.15 0.004 -0.06 0.016 0.08 0.016 0.00 0.016 q=1.79q=-2.61q=0.14表4.5 高区环平差结果环号管段管长管径初步分配流量第一次校正13*15735200-20.584.084 -3.00 0.146 -19.76 3.790 -2.79 0.141 15*16604200-18.143.247 -1.96 0.108 -18.81 3.468 -2.09 0.111 16*1447430052.673.056 1.45 0.028 53.49 3.145 1.49 0.028 14*1366520021.034.253 2.83 0.134 21.85 4.564 3.03 0.139 -0.69 0.416 -0.35 0.419 q=0.82q=0.4215*17713300-66.924.757 -3.39 0.051 -65.43 4.562 -3.25 0.050 17*18424200-15.272.376 -1.01 0.066 -7.77 0.710 -0.30 0.039 18*16548400116.413.143 1.72 0.015 117.90 3.218 1.76 0.015 16*1560420018.143.247 1.96 0.108 18.81 3.468 2.09 0.111 -0.72 0.240 0.30 0.215 q=1.49q=-0.7117*19760450-130.652.159 -1.64 0.013 -136.66 2.346 -1.78 0.013 19*20418500-171.972.120 -0.89 0.005 -177.98 2.259 -0.94 0.005 20213.414 2.67 0.012 216.20 3.244 2.54 0.012 18*1742420015.272.376 1.01 0.066 7.77 0.710 0.30 0.039 1.15 0.096 0.11 0.069 q=-6.01q=0.80经过4次校核后，各环的闭合差均小于0.5m，大环1238121110941的闭合差为m1m 满足要求，从泵站到管网的输水管计两条，每条输水管的长度363.42m每条的计算流量为，选定管径800mm，水头损失从南区到北区的输水管计两条，每条输水管的长度356.24m，每条的计算流量为，选定管径500m，水头损失为水泵扬程由距离泵站校远且地形较高的控制点13确定，该点地面标高为102.85m，水厂泵站的地面标高为98.86m，最小要求服务水头为40m，从泵站到控制点的水头损失取1287632018161513，吸水管和泵房内的水头损失取2m，安全水头取2m，清水池水深取4m，则水泵扬程 （7） 校核：1) 最高时加消防时校核 ：消防时的管网校核，是以最高时用水量确定的管径为基础，按照最高用水时另行增加消防设施时的流量进行流量分配。本设计城区人口为15万人，根据室外消防用水量的规定，在节点13，18分别加上45L/s的消防水量，求出各管段的消防时的流量和水头损失。消防时平差结果如下表：表4.6 消防平差结果表环号 管段管长管径初步分配流量第一次校正q/(L/s)1000i h(m)|sq|q/(L/s)1000i h(m)|sq|1*2967250-30.22.725 -2.63 0.087 -30.46452.768 -2.68 0.088 2*5382200-23.275.121 -1.96 0.084 -26.1026.327 -2.42 0.093 5*496530058.853.749 3.62 0.061 58.42713.700 3.57 0.061 4*138420017.192.945 1.13 0.066 16.925462.863 1.10 0.065 0.16 0.299 -0.42 0.307 q=-0.26q=0.692*3921350-86.563.542 -3.26 0.038 -83.99263.350 -3.09 0.037 3*6458450-164.213.299 -1.51 0.009 -148.4222.734 -1.25 0.008 6*5723450152.342.869 2.07 0.014 154.19192.935 2.12 0.014 5*238220023.275.121 1.96 0.084 26.101976.327 2.42 0.093 -0.74 0.145 0.20 0.152 q=2.57q=-0.673*8942700-518.443.057 -2.88 0.006 -531.6613.206 -3.02 0.006 8*7551450131.242.177 1.20 0.009 112.50181.640 0.90 0.008 7*6254600362.443.403 0.86 0.002 348.50373.161 0.80 0.002 6*3458450164.213.299 1.51 0.009 148.42182.734 1.25 0.008 0.69 0.026 -0.06 0.024 q=-13.22q=1.264*5965300-58.853.749 -3.62 0.061 -58.42713.700 -3.57 0.061 5*10579200-22.724.900 -2.84 0.125 -23.27715.123 -2.97 0.127 10*9966400111.222.888 2.79 0.025 111.37842.896 2.80 0.025 9*457420025.86.193 3.55 0.138 25.958366.263 3.60 0.138 -0.11 0.349 -0.14 0.352 q=0.16q=0.205*6723450-152.342.869 -2.07 0.014 -154.1922.935 -2.12 0.014 6*7254600-362.443.403 -0.86 0.002 -348.5043.161 -0.80 0.002 7*11442600-342.33.056 -1.35 0.004 -347.1023.137 -1.39 0.004 11*10796600238.091.555 1.24 0.005 238.80551.564 1.24 0.005 10*557920022.724.900 2.84 0.125 23.277135.123 2.97 0.127 -0.21 0.150 -0.10 0.153 q=0.72q=0.337*8551450-131.242.177 -1.20 0.009 -112.5021.640 -0.90 0.008 8*12548800-714.682.845 -1.56 0.002 -709.1632.804 -1.54 0.002 12*11548800626.772.223 1.22 0.002 632.28742.259 1.24 0.002 11*7442600342.33.056 1.35 0.004 347.10193.137 1.39 0.004 -0.19 0.017 0.18 0.016 q=5.52q=-5.7213*15735200-41.85 15.239 -11.20 0.268 -41.85 15.244 -11.20 0.268 15*16604200-23.68 5.288 -3.19 0.135 -22.33 4.747 -2.87 0.128 16*1447430076.40 6.088 2.89 0.038 76.40 6.087 2.89 0.038 14*1366520044.76 17.321 11.52 0.257 44.76 17.316 11.52 0.257 0.01 0.698 0.33 0.691 q=-0.01q=-0.2415*17713300-82.64 7.050 -5.03 0.061 -84.00 7.269 -5.18 0.062 17*18424200-4.81 0.306 -0.13 0.027 1.56 0.044 0.02 0.012 18*16548400145.69 4.774 2.62 0.018 144.33 4.691 2.57 0.018 16*1560420023.68 5.288 3.19 0.135 22.33 4.747 2.87 0.128 0.65 0.241 0.27 0.220 q=-1.36q=-0.6217*19760450-156.84 3.029 -2.30 0.015 -164.57 3.313 -2.52 0.015 19*20418500-198.16 2.757 -1.15 0.006 -205.89 2.961 -1.24 0.006 2002 5.487 4.29 0.015 278.29 5.210 4.07 0.015 18*174242004.81 0.306 0.13 0.027 -1.56 0.044 -0.02 0.012 0.97 0.062 0.30 0.048 q=-7.73q=-3.14从泵站到管网的输水管计两条，每条输水管的长度363.42m每条的计算流量为，选定管径800mm，水头损失从南区到北区的输水管计两条，每条输水管的长度356.24m，每条的计算流量为，选定管径500m，水头损失为消防时控制点13所需的服务水头为10m，从泵站到控制点的水头损失取1287632018161513的水头损失。吸水管和泵房内的水头损失取2m，则消防时的水泵扬程为经过核算，按最高时用水时确定的水泵扬程满足消防时的需要，不用专设消防泵。2) 最不利管段发生故障时的事故校核：城市给水管网在事故工况下，必须保证70%以上的用水量，假设最不利管段，即其中一条输水管发生故障，输水量以及所有管段的流量和水头损失都约为原来70%。所以事故时的输水管的输水量为表4.8 管网事故校核平差表环号 管段管长管径初步分配流量第一次校正q/(L/s)1000i h(m)|sq|q/(L/s)1000i h(m)|sq|1*2967250-15.11930.784 -0.76 0.050 -14.46550.725 -0.70 0.048 2*5382200-26.10976.331 -2.42 0.093 -26.62386.563 -2.51 0.094 5*496530037.793821.667 1.61 0.043 37.368081.633 1.58 0.042 4*138420018.053733.219 1.24 0.068 18.707463.434 1.32 0.070 -0.33 0.254 -0.31 0.255 q=-0.65q=0.612*3921350-44.75051.060 -0.98 0.022 -43.58271.011 -0.93 0.021 3*6458450-223.4935.880 -2.69 0.012 -223.0145.856 -2.68 0.012 6*572345098.717361.291 0.93 0.009 99.092871.300 0.94 0.009 5*238220026.109746.331 2.42 0.093 26.623856.563 2.51 0.094 -0.32 0.136 -0.17 0.137 q=1.17q=0.613*8942700-175.520.416 -0.39 0.002 -174.8310.413 -0.39 0.002 8*7551450-221.025.758 -3.17 0.014 -220.3315.724 -3.15 0.014 7*6254600354.33343.261 0.83 0.002 354.23033.259 0.83 0.002 6*3458450223.49315.880 2.69 0.012 223.01455.856 2.68 0.012 -0.04 0.031 -0.03 0.031 q=0.69q=0.534*5965300-39.79381.830 -1.77 0.044 -39.36811.795 -1.73 0.044 5*10579200-30.23728.309 -4.81 0.159 -29.95018.163 -4.73 0.158 10*996640087.275911.848 1.78 0.020 88.355381.890 1.83 0.021 9*457420027.481916.960 3.99 0.145 28.561387.474 4.29 0.150 -0.80 0.369 -0.34 0.373 q=1.08q=0.465*6723450-98.71741.291 -0.93 0.009 -99.09291.300 -0.94 0.009 6*7254600-234.3331.510 -0.38 0.002 -234.231.509 -0.38 0.002 7*11442600-653.12410.412 -4.60 0.007 -652.33210.388 -4.59 0.007 11*10796600190.42511.031 0.82 0.004 191.21741.039 0.83 0.004 10*557920030.23728.309 4.81 0.159 29.950058.163 4.73 0.158 -0.29 0.182 -0.36 0.180 q