水网设计说明书示例

1、给水排水管道系统课程设计（一）说明书学 院：环境科学与工程学院专 业：给水排水工程班 级： 组长姓名： 指导教师： 二一 年 月分 工 情 况 表序号1.2.3.4.5.6学号 姓名 分工 手写签字答辩成绩材料成绩总成绩注：说明书、设计图50、答辩50%。 日期： 年 月 日目 录一、原始资料4二、供水系统方案5三、设计用水量计算61、最高日设计用水量Qd62、时变化系数Kh63、最高日最高时设计用水量74、二级水泵站7四、管网定线71、确定水厂位置72、管网定线7五、初分流量与管径初定91、节点流量计算92、管段流量初分配15 3、管径设计18六、管网平差181、平差计算182、初定控制点2

2、03、节点水压计算20七、泵站扬程设计21八、校核22消防校核22九、管件材料一览表和经济分析 23十、总结23一、原始资料1、某城镇总平面图（1:5000），共分两个区，I区有火车站、化工厂、印染厂各一处；II区有医院、造纸厂各一处。2、城镇近期规划人口密度：400人/公顷，给水普及率100%，最高日居民生活用水定额140L/cap d。最高日用水量变化如表1所示。3、居住区建筑为6层。居住区卫生设备：室内有给排水设备和淋浴设备。4、造纸厂生产用水量为2000m3/d，该厂按三班制工作，每班人数200人，每班淋浴人数为30%；印染厂生产用水量为1500m3/d，该厂按两班制工作，每班人数30

3、0人，每班淋浴人数为50%；化工厂生产用水量为1000m3/d，该厂按一班制工作，共有工人100人。三个工厂对水质和水压无特殊要求。5、火车站用水量为800m3/d。6、医院用水量为1000m3/d。7、浇洒道路及绿地用水量500m3/d。8、未预见用水量及管网漏水量取值范围15-25%。9、此城镇位于浙江省内，土质为砂纸粘土，无地下水，不考虑冰冻。10、二级水泵站采用二三级制。表1 最高日用水量变化表时间0112233445566778用水量(%)1.511.511.21.21.994.275.685.92时间89910101111121213131414151516用水量(%)6.125.

4、695.325.335.265.245.305.46时间16171718181919202021212222232324用水量(%)5.896.045.705.113.562.732.201.86二、供水系统初定1、由于在该城镇的供水中对水质和水压都没有特殊的要求，我们不宜采取分质和分压的供水系统。因此，我们确定供水系统分为统一供水、分区供水：1）统一给水管网系统：系统中只有一个管网，即管网不分区，统一供应生产，生活和消防等各类用水，其供水具有统一的水压。2）分区给水管网系统：将给水管网系统划分为多个区域，各区域有独立的供水泵站，不同的水压，分区给水系统可以降低平均供水压力，避免局部水压过高的

5、现象，减少爆管的几率和泵站能量的浪费。2、水管网布置基本形式为树状、环状：树状：一般适用于小城市和小型工矿企业，管网从水厂泵站或水塔到用户的管线布置成树状。环状：管线连成环状，当任一段管线损坏时，可以关闭附近的阀门，与其余管线隔开，然后进行检修，水还可以从另外管线供应用户，断水地区可以缩小，从而增加供水可靠性，同时可以大大减小因水锤作用产生的危害。 按照城市规划平面图布置管网，布置时应考虑给水系统与分期建设的可能，并留有充分的发展余地。给水管网布置原则：1）管网布置须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最小；2）管网遍布在整个给水区，保证用户有足够的水量和水压；3）力求以最短

6、距离敷设管线，以降低管网造价和供水费用。综合以上各项因素，采用环状网布置。3此供水系统为单水源给水管网系统，我们将泵站的设计供水流量设计为最高时用水量，因此不用设置水塔。三、设计用水量计算1、最高日设计用水量Qd:1）企业生产用水量：Q1=2000+1500+1000=4500m3/d2）企业职工的生活用水和淋浴用水量：由给排水设计手册第三册，淋浴用水量标准一般车间按每人每班40L，生活用水量一般车间每人每班25LQ2=（3×200×30%+2×300×50%)×40+(3×200+2×300+100）× 25=5

7、1.7m3/d3）城市最高日综合生活用水量（包括公共设施生活用水量）为：Q3=1408.58×10+800+1000=13812m3/d（火车站用水量：800 m3/d；医院用水量：1000 m3/d） 4）浇洒和绿化用水计算：Q4=500m3/d5）未预见用水量和管网漏失水量计算：（未预见用水量及管网漏水量取值范围15-25%，计算取20%）Q5=20%×(13812+4500+51.7+500)=3772.74m3/d6）消防用水量：查附表得，消防用水量定额为35L/s，同时火灾次数为2，则消防用水量为：Q6=35×2=70L/s最高日设计用水量：Qd =Q1

8、+Q2+Q3+Q4+Q5=22636.44m3/d取：Qd=22636m3/d2、时变化系数Kh：由表1可知，最高日用水量变化百分数为6.12%，平均用水量变化百分数为4.17%，因此：Kh=1.4683、最高日最高时设计用水量Qh：Qh=所以 Qh=384.614、采用二级水泵站，设计时无水塔，因此：Q h= Qh=384.61四、管网定线1、确定水厂位置：定位原则：（1）离水源较近，取水方便；并且位于水源上游，水质达标；（2）考虑到城市向东部发展后仍然可以用此水厂供水；（3）地势较高，有利于城市供水的重力输送。根据以上原则，综合考虑，全面规划，通过技术经济比较从而确定水厂位置。我们小组初步

9、确定两种给水方案：（1） 统一给水系统，该水厂位于东南部，河流上游附近，地面标高为100.29m；（2） 分区给水系统，该水厂位于东南部，河流上游附近，地面标高为102.00m。2、管网定线：1) 确定环个数：统一给水系统：6环图1 统一给水系统 分区给水系统：7环图2 分区给水系统2）输水管定线原则：输水管渠定线时，必须与城市建设规划相结合，尽量缩短线路长度,减少拆迁，少占农田， 便于管渠施工和运行维护，保证供水安全，尽量沿现有道路定线，以便施工和检修，减少与铁路，公路和河流的交叉，降低造价便于管理。3) 给水管网定线原则：一般按城市规划道路定线，但尽量避免在高级路面或重要道路下通过，以减小

10、今后抢修的困难，管线在道路下的标高和平面位置，应符合城市或厂区地下管线综合设计要求，给水管线和建筑物，铁路以及其他管道的水平净距,均应按有关规定。五、初分流量与管径初定1、节点流量计算（1） 集中流量qni：根据原始资料, qni=107.972 L/s 式中：qni各集中用水户的集中流量（L/s）； Qdi各集中用水户最高日用水量（m3/d）； Khi各集中用水户最高日用水量时变化系数。（2）管段沿线流量qmi： 比流量计算：（按管段供水面积分配沿线流量的比流量） qA=(Qsq)/A=1.45×10-4 式中: qm比流量，L/（s） Qs管网设计用水量，L/s q大用户集中用水

11、量总和，L/s L管段供水面积总和， qmi=qA×Ai 式中： Ai各管段供水面积（） 得出统一给水系统和分区给水系统各数据列表： 表2 统一给水系统沿线流量的具体数据管段编号管段配水面积（）管长（m）管段沿线流量（L/s）114093483.88181 4.547243708174.48488 14.1331288457.6246 10.094438574464.52677 12.444521342342.2860 6.885642900863.54512 13.84728192692.14326 9.095814562582.04344 4.698982087821.62830

12、 26.4821067772548.2904 21.8631130468096331 9.8291231454208318 10.1471385871195.281310 27.7021442405358.77625 13.681560226241.15767 19.4291638099442.25482 12.291175912162.156164 1.9071825570537.65363 8.2491946388650.87482 14.9652027259808.85373 8.7942140023369.36597 12.9122220231044.22331 6.527231926

13、1440305 6.21424（水厂） 0 1560合计 857694984.9 11169.75276.692表3 分区给水系统沿线流量的具体数据节点编号管段配水面积（） 管长（m）管段沿线流量（L/s）1 36827136.0000 48911.880 2 39603729.4814 62312.776 3 36065646.1773 57711.635 4 23722527.2013 4767.653 5 16046830.5093 2185.177 6 24954764.2198 5898.050 7 45980499.8028 95014.833 8 16766863.0978 30

14、55.409 9 26774037.9545 4188.637 10 36613394.9620 31211.811 11 15490821.3663 4754.997 12 15247064.1520 2914.919 13 10411257.6048 2463.359 14 67395749.931 91121.742 15 20044800.000 3296.466 16 25804800.000 3038.325 17 81558513.667 126126.311 18 72312588.469 102823.328 19 26265600.000 2338.473 20 28192

15、692.142 5539.095 21 16596666.627 3005.354 22 28372083.023 6509.153 23 22887916.672 5487.384 24 43708174.481 49214.100 25 80050827.311 71825.824 260209027022020合计857694984.915704276.692（3） 校核总流量：根据 Qh=（L/s）,分区给水系统：Qh=276.692+107.972=384.6L/s，满足要求；统一给水系统：Qh=276.692+107.972=384.6L/s，满足要求。 （4）节点流量Qj：列表（

16、节点编号、节点流量）Qj=qmj-qsj+ j=1，2，3，4，N 式中：N管网图的节点总数； Qj节点j的节点设计流量（L/s）； qmj最高时位于节点j的集中流量（L/s）； qsj位于节点j供水设计流量（L/s）； qmi最高时管段的沿线流量 Sj节点j的关联集，即与节点j有关联的所有管段编号的集合。根据已知数据求出统一与分区节点流量列表：表4 统一给水系统节点流量的具体数据节点编号节点设计流量计算集中流量沿线流量供水流量节点流量00-384.61-384.61113.84413.844217.97617.976318.92518.925419.81819.818520.87920.87

17、9613.09513.095718.15518.155810.85310.853915.06515.0651016.99114.58231.5731113.59326.34639.9391210.33910.3391325.94517.78843.7331434.35913.70548.0641518.18918.1891612.09712.0971717.0339.32326.356185.7165.716合计107.921276.692-384.610表5 分区给水系统节点流量的具体数据节点编号节点设计流量计算集中流量沿线流量供水流量节点流量00-384.61-384.61110.005

18、10.005 210.440 10.440 39.644 9.644 49.228 9.228 514.910 14.910 69.096 9.096 710.956 10.956 8 14.788 14.788 9 10.225 27.216 10 16.99111.846 46.205 1134.35917.318 17.318 128.399 8.399 1319.134 19.134 1414.104 14.104 1528.745 42.338 16 13.59318.033 18.033 17 15.418 41.363 1825.94512.816 12.816 1911.627

19、 28.660 2017.03319.962 19.962 合计107.921276.6920（5）验算节点流量：因为供水设计流量应等于用水设计流量，而两者均只能从节点进出，显然有： 表6 统一给水系统最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算管段或者节点编号管段配水面积（）管段沿线流量（L/s） 节点设计流量计算（L/s）集中流量沿线流量供水流量节点流量00.00000.0000.000-384.6-384.6114093483.88384.54713.84413.844243708174.480914.10017.97617.976331288457.597510.09418.92518.9

20、25438574464.518812.44419.81819.818521342342.28286.88520.87920.879642900863.543113.84013.09513.095728192692.14169.09518.15518.155814562582.03504.69810.85310.853982087821.621326.48215.06515.0651067772548.199421.86316.99114.58231.5731130468096.00009.82913.59326.34639.9391231454208.000010.14710.33910.33

21、91385871195.280127.70225.94517.78843.7331442405358.769313.68034.35913.70548.0641560226241.147219.42918.18918.1891638099442.246412.29112.09712.097175912162.15631.90717.0339.32326.3561825570537.64658.2495.7165.7161946388650.873914.9652027259808.84658.7942140023369.361112.9122220231044.21986.5272319261

22、440.00006.214合计857694984.851276.692107.92276.692-384.60.000 表7 分区给水系统最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算管段或者节点编号管段配水面积（）管段沿线流量（L/s）节点设计流量计算（L/s）集中流量沿线流量供水流量节点流量00.00000.0000.000-384.610-384.610167395749.9314 21.74210.00510.005220044800.0000 6.466 10.440 10.440 325804800.0000 8.325 9.644 9.644 481558513.6666 26.311

23、 9.228 9.228 572312588.4691 23.328 14.910 14.910 626265600.0000 8.473 9.096 9.096 728192692.1416 9.095 10.956 10.956 816596666.6273 5.354 14.788 14.788 913079806.3950 4.220 16.99110.225 27.216 1024086709.4157 7.770 34.35911.846 46.205 1114093483.8838 4.547 17.318 17.318 1243708174.4809 14.100 8.399

24、8.399 1380050827.3106 25.824 19.134 19.134 1436827136.0000 11.880 14.104 14.104 1539603729.4814 12.776 13.59328.745 42.338 1636065646.1773 11.635 20.999 20.999 1723722527.2013 7.653 25.94515.418 41.363 1816046830.5093 5.177 5.995 5.995 1924954764.2198 8.050 6.158 6.158 2045980499.8028 14.833 19.9621

25、9.962 2116766863.0978 5.409 17.0039.32326.356 2226774037.9545 8.637 2336613394.9620 11.811 合计857694984.851276.692107.92276.692 -384.60.000 2.管段流量初分配初分配原则（灵活性、经济性、可靠性）：1).从一个或多个水源出发并进行管段设计流量分配，使供水流量沿较短的距离输送 到整个管网的所有节点上；2) .在遇到要向两个或者两个以上方向分配设计流量时，要向主要供水方向分配较多的流量，向次要供水方向分配较少的流量，特别注意不能出现逆向流；3).应确定两条或两条以

26、上平行的主要供水方向，在各平行的供水方向上分配相接近的较大流量。表8 统一给水系统初分流量的具体数据环号管段流量管径1-4173.5894509-476.8863508-173.5893508-962.7363502-3105.6134003-686.6883505-628.0032504-576.8863504-1173.5894501-2123.5894004-576.8863505-1128.00325010-1126.49225010-9124.5574009-476.8863505-628.0032506-7101.5964007-1383.4413503-1239.70825012

27、-1114.68520011-528.00325014-1066.49235010-1126.49225011-1529.24125015-1418.42820016-1529.48025015-1129.24125011-1214.68520012-1814.68520018-178.96930017-1617.383200表9 分区给水系统初分流量的具体数据环号管段流量管径1-276.2413002-432.9002004-727.8452007-667.1453006-1767.2413002-332.9002003-523.2562005-44.1731004-232.9002007-

28、427.8452004-54.1731005-84.1731008-742.0172509-742.0172507-842.0172508-1031.40220010-914.80120015-1172.10430011-12132.40440012-13124.00540013-1644.87725016-1515.03315016-1344.87725013-1460.00030014-1745.89625017-164.53310020-1515.03315015-1615.03315016-1937.44920019-2131.29120021-204.0351003、管径设计： 为了

29、防止管网因水锤现象出现事故，最大设计流量不应超过2.5-3m/s；在输送浑浊的原水时，为了避免水中悬浮物质在水管内沉积，最低设计流速通常不得小于0.6m/s。最终管径设计结果列于给水系统平差最终结果表10和表11。 六、管网平差1.平差计算手工允许闭合差0.5m，使用海曾威廉公式。计算机允许闭合差0.01m。表10 统一给水系统平差最终结果编号管长管径初分配流量平差后的流量平差后的流速1181 15013.37912.44110.08 2488 15012.97213.9185.36 3246 25025.06926.0147.18 4677 15011.9368.92191.00 560 2

30、0019.09518.1673.72 6512 25031.32235.2832.04 7326 20015.2989.37221.85 8344 15014.13619.1249.23 9830 30059.03153.126.66 10904 35072.41383.913.10 11331 25077.18671.2619.35 12318 35066.68869.7317.46 131310 40085.61388.6513.87 14625 400116.885119.4110.44 15767 30066.88656.6726.52 16482 15012.98410.44151.

31、68 17164 400104.55798.9913.59 18363 400103.589106.6311.60 19482 3006056.9823.53 20373 30052.73657.3920.39 21597 30063.58968.2417.39 22331 450203.589195.96.75 23305 20023.59314.62140.54 表11 分区给水系统平差最终结果编号管长管径初分配流量平差后的流量平差后的流速148925034.81836.080.74262325029.60629.990.61357720024.51622.990.73447625034.

32、16232.630.665218400108.324110.820.88658930063.72267.750.96795025044.15741.660.8583052002021.910.70941825038.59937.340.761031215011.38310.120.571147525034.49436.610.75122912002020.880.661324625035.06132.560.661491130046.36346.850.661532930060.46760.960.861630340010098.240.78171261400104.808106.570.85

33、181028150129.750.551923335091.60189.840.932055310055.490.70213001508.4713.530.77226501005.3782.080.26235481002.4375.250.672449220034.03830.740.98257183005450.70.722. 初定控制点：统一供水系统：假设初分配时水流汇集点为初定控制点，地面标高为99.05m，6层楼要求自由水压为28m，由此可得节点服务水头=地面标高+要求自由水压=127.05m。3. 节点水压计算：表12 统一给水系统节点水压节点编号地面标高节点水压自由水压差额1100

34、.85138.2737.429.422101.58137.3935.817.813101.84135.1333.295.294101.11136.8835.777.775101.31135.0133.75.76101.28134.4633.185.187101.14130.729.561.56898.07135.737.639.63999.12134.5335.417.411099.19134.1834.996.991199.62132.332.684.681299.84128.1928.350.351399.8128.4528.650.651498.23132.6934.466.461598

35、.99130.7231.733.731698.58130.2931.713.711799.05127.052801899.32128.0328.710.71确定控制点： 由表得，用水压力要求都能满足28m，说明节点17为确定的控制点。七、泵站扬程设计泵站扬程可以直接根据其所在管段的水力特性确定，一部分用于提升水头，即HTi HFi，另一部分用于克服管道水头损失，即hfi hmi，所以泵站扬程可用以下公式计算：hpi=(H Ti HFi)+(hfi hmi) (m)管道沿程水头损失可以根据管段设计流量（即泵站设计流量）和管径等计算，局部水头损失一般可以忽略不计，则上式或可以写成：hpi=(H T

36、i HFi)+ (m)方案一（统一）：hp1=(H1H0)+ =（138.27100.29）+ =37.98+0.38 =38.36（m）水泵扬程取38m方案二（分区）：区：hp1=(H1H0)+=34.71+3.25=37.96(m)水泵扬程取38m区：hp1=(H1H0)+ = =31.45+0.31=31.76（m）水泵扬程取32m八、校核1消防校核：为了安全起见，要按最不利情况即“最高日用水流量”加上“消防流量”的工况进行消防校核。但节点服务水头只要满足火灾处节点的灭火服务水头，而不必满足正常用水的服务水头。使用水头校核法：在控制点加上消防流量，水力分析后，判断各灭火节点是否满足消防服

37、务水头。表13 统一给水系统消防校核编号流量损失134.966.61226.410.6338.50.89415.95.75540.670.71640.782.07725.081.59823.946.23970.813.8310120.965.311188.975.671288.791.0513107.713.2414155.113.041562.552.811618.75.521714.240.0118125.691.191963.971.842066.751.542177.63.2722237.481.992313.270.46九、管件材料一览表 见表14和表15。十、经济分析管网造价为管网中所有管网设施的建设费用之和，其中包括管道、阀门、泵站等造价。但由于泵站等设施的造价占总造价的比例较少，同时为了简化优化设计的复杂性，我们将管网造价仅考虑为管道系统和与之直接配套的管道配件及阀门等的总和造价。表14 统一配水管网投资