任务7-树状管网水力计算

1、给排水管网工程广东环境保护工程职业学院 环境工程与土木工程系任务七 树状管网水力计算 多数小型给水和工业企业给水在初期采用枝状管多数小型给水和工业企业给水在初期采用枝状管网，以后随着用水量的发展，可根据需要逐步连网，以后随着用水量的发展，可根据需要逐步连接形成环状管网。枝状管网计算比较简单，因为接形成环状管网。枝状管网计算比较简单，因为水从供水起点到任意节点的水流路线只有一个，水从供水起点到任意节点的水流路线只有一个，每一管段也只有唯一确定的计算流量。每一管段也只有唯一确定的计算流量。 因此，在枝状管网计算中，应首先计算对供水经因此，在枝状管网计算中，应首先计算对供水经济性影响最大的干管，即管

2、网起点到控制点的管济性影响最大的干管，即管网起点到控制点的管线，然后计算支管。线，然后计算支管。任务七 树状管网水力计算 当供水起点水压当供水起点水压未知未知时，应先计算时，应先计算干管干管，按经济流，按经济流速和流量选定管径，并求得水头损失；再计算速和流量选定管径，并求得水头损失；再计算支管支管，此时支管起点及终点水压均为已知，支管计算应，此时支管起点及终点水压均为已知，支管计算应按充分利用起端的现有水压条件选定管径，经济流按充分利用起端的现有水压条件选定管径，经济流速不起主导作用，但需考虑技术上对流速的要求，速不起主导作用，但需考虑技术上对流速的要求，若支管负担消防任务，其管径还应满足消防

3、要求。若支管负担消防任务，其管径还应满足消防要求。 当供水起点水压当供水起点水压已知已知时，仍先计算干管，再计算支时，仍先计算干管，再计算支管，但注意此时干管和支管的计算方法均与管网起管，但注意此时干管和支管的计算方法均与管网起点水压未知时的支管相同。点水压未知时的支管相同。任务七 树状管网水力计算计算步骤计算步骤（1 1）按城镇管网布置图，绘制）按城镇管网布置图，绘制计算草图计算草图，对，对节点和管段节点和管段顺序顺序编号编号，并，并标明管段标明管段长度和节点地形标高长度和节点地形标高。（2 2）按最高日最高时用水量）按最高日最高时用水量计算节点流量计算节点流量，并在节点旁边引出箭头，注明节

4、点，并在节点旁边引出箭头，注明节点流量。大用户集中流量也标注在相应节点上。流量。大用户集中流量也标注在相应节点上。（3 3）在管网计算草图上，从距二级泵站最远的管网末梢的节点开始，按照任一）在管网计算草图上，从距二级泵站最远的管网末梢的节点开始，按照任一管段中的流量等于其下游所有节点流量之和的关系，逐个向二级泵站管段中的流量等于其下游所有节点流量之和的关系，逐个向二级泵站推算每个管推算每个管段的流量段的流量。（4 4）确定管网的最不利控制点确定管网的最不利控制点，选定泵房到控制点的管线为干线选定泵房到控制点的管线为干线。（5 5）根据管段流量和经济流速求出干线上）根据管段流量和经济流速求出干线

5、上各管段的管径和水头损失各管段的管径和水头损失。（6 6）按控制点要求的最小服务水头和从水泵到控制点管线的总水头损失，）按控制点要求的最小服务水头和从水泵到控制点管线的总水头损失，求出求出水塔高度和水泵扬程。水塔高度和水泵扬程。（7 7）支管管径参照支管的水力坡度选定，支管管径参照支管的水力坡度选定，即按充分利用起点水压的条件来确定。即按充分利用起点水压的条件来确定。（8 8）根据管网各节点的压力和地形标高，绘制等水压线和自由水压线图。）根据管网各节点的压力和地形标高，绘制等水压线和自由水压线图。任务七 树状管网水力计算计算例题计算例题计算过程计算过程因管段起端水压标高因管段起端水压标高Hi和

6、终端水压标高和终端水压标高Hj与该管段的水头损失与该管段的水头损失hij存在如下关系：存在如下关系： Hi = Hj + hij干管节点水压标高干管节点水压标高Hi、自由水压、自由水压H0i与该处地形标高与该处地形标高Zi存在如下关存在如下关系：系：H0i=Hi-Zi任务七 树状管网水力计算计算例题计算例题计算过程计算过程支管水力计算支管水力计算由于干管上各节点的水压已经确定，即支管起点的水压已定，因由于干管上各节点的水压已经确定，即支管起点的水压已定，因此支管各管段的经济管径选定此支管各管段的经济管径选定必须满足必须满足：从干管节点到该支管的：从干管节点到该支管的控制点（常为支管的终点）的水

7、头损失之和应等于或小于干管上控制点（常为支管的终点）的水头损失之和应等于或小于干管上此节点的水压标高与支管控制点所需的水压标高之差，即按平均此节点的水压标高与支管控制点所需的水压标高之差，即按平均水力坡度确定管径。但当支管由两个货两个以上管段串联而成时，水力坡度确定管径。但当支管由两个货两个以上管段串联而成时，各管段水头损失之和可能有多种组合能满足上述要求。各管段水头损失之和可能有多种组合能满足上述要求。 某城市供水区用水人口某城市供水区用水人口5 5万人，最高日用万人，最高日用水量定额水量定额为为150150/(/(人人) )，要求最小服务水头为，要求最小服务水头为1616。节点。节点接某工

8、厂，工业用水量为接某工厂，工业用水量为4004003 3/ /，两班制，均，两班制，均匀使用。城市地匀使用。城市地形平坦，地面标高为形平坦，地面标高为5.OO5.OO。水泵水塔0123485672504503006002301902056501501总用水量 设计最高日生活用水量： 500000.157500m3/d86.81L/s 工业用水量： 4001625m3/h6.94L/s 总水量总水量为： Q86.816.9493.75L/s 93.75L/s 2管线总长度管线总长度：L2425m，其中水塔到节点0的管段两侧无用户不计入。 3比流量比流量： (93.756.94)24250.035

9、8L/s4沿线流量沿线流量：管段管段管段长度（管段长度（m）沿线流量（沿线流量（L/s）01 12 23 14 48 45 56 67300 150 250 450 650 230 190 2053000.035810.74 1500.03585.37 2500.03588.95 4500.035816.11 6500.035823.27 2300.03588.23 1900.03586.80 2050.03587.34合计合计242586.815节点流量节点流量：节点节点节点流量（节点流量（L/s）0 1 2 3 4 5 6 7 80.510.745.37 0.5(10.74+5.37+16

10、.11)16.11 0.5(5.37+8.95) 7.16 0.58.954.48 0.5(16.11+23.27+8.23)23.80 0.5(8.23+6.80)7.52 0.5(6.80+7.34)7.07 0.57.343.67 0.523.2711.63合计合计86.8193.7588.3860.6311.634.4811.643.6710.7418.26水泵水塔0123485672504503006002301902056501503.6711.634.487.1623.80+6.947.077.5216.115.376干管水力计算干管水力计算：管段管段管长管长m流量流量（L/s）

11、管径管径（mm）流速流速（m/s）1000i水头损失水头损失（m）48 14 01水塔水塔0 65045030060011.6360.63 88.38 93.75 150 350 400 400 0.660.600.70 0.75 6.191.841.892.104.0230.83 0.571.26h6.683 选定节点8为控制点，按经济流速确定管径（可以先确定管径，核算流速是否在经济流速范围内）。(从后往前推）从后往前推）干管水力计算表二干管水力计算表二节点节点地形标高地形标高(m)1水头损失水头损失(m)2水压标高水压标高(m)3自由水压自由水压(m)41+44+285.021.016.0

12、45.04.02325.02320.02315.00.83 25.85320.85305.00.5726.42321.423水塔水塔5.01.2627.68322.6837、支管水力计算、支管水力计算：管段管段 起端水位起端水位（m）终端水位终端水位（m）允许水头损失允许水头损失（m）管长管长（m）平均水力平均水力坡度坡度13 4725.853 25.02321.00 21.004.85 4.023400 6250.0121 0.00643管段管段流量流量(L/s) 管径管径(mm)1000i水头损失水头损失(m)12 23 45 56 6711.64 4.48 18.26 10.74 3.67150(125) 100 200(150) 150 1006.18 8.118 3.37 5.37 5.720.927(2.31) 2.05 0.77(3.278) 1.021.1738确定水塔高度水泵水塔012348567250450300600230190205650150)(683.22)00. 500. 5(386 . 600.16)(mZZhHHotot9 9、确定水泵扬程、确定水泵扬程 设水塔水深为设水塔水深为3.0m，泵站吸水井最低水位标高为，泵站吸水井