管网课程设计书

1、建筑与测绘工程学院课 程 设 计 报 告 本题目： 给水管网设计 专业班级： 给排水132班 姓名： 学号： 指导老师： 日期： 1月4日-1月10日 18目录1.前言22.给水管网设计书22.1 设计项目22.2 设计时间22.3 设计任务22.4 设计资料23.设计用水量计算43.2 工业用水量计算43.2.1 工业生产用水量43.2.2 车间生活用水量及淋浴用水量43.3 浇洒道路和绿地用水53.4 管网漏损水量53.5 未预见用水量54.给水系统供水工作状况计算54.1 二级泵站供水方案设计54.2 清水池容积的计算55.管网定线76.管网水力计算86.1 确定水泵供水量及每一段的计算

2、流量86.1.1 比流量86.1.2 沿线流量86.1.3 节点流量96.2 管网水力计算96.2.1 最大用水时管网水力计算106.2.2 消防校核116.2.3 事故校核137.确定二级泵站扬程及管网各节点水压147.1 确定二泵站扬程147.1.1 最大用水时147.1.2 消防校核时157.1.3 事故校核时157.2 计算干管各节点上的实际自由水头157.3 泵的选择168.设计小结161.前言课程设计是实现高等工科院校培养目标所不可缺少的教学环节，是教学计划中一个重要组成部分。通过给水管网课程设计训练学生综合应用所学理论知识，在老师指导下，培养学生独立完成一个小型城镇给水管网设计能

3、力；让学生熟练掌握给水工程设计的相关内容、方法步骤、以及设计说明书的编写。给水管网设计是依据某区域总体规划、水源、供水地形以及给水工程总体规划进行，按照基本程序及有关规定。包括相互联系的泵站、输水管渠管网和调节构筑物的一系列工程设施，必须保证以足够的水量、合格的水质、充裕的水压供应生活用水、生产用水和其他用水，同时满足近期和远期的发展。其主要内容包括：设计基本资料、设计用水量、管网布置、附属构筑物计算以及管网的水力计算。2.给水管网设计任务书2.1 设计项目某市给水管网设计2.2 设计时间2016年1月4日至2016年1月10日2.3 设计任务根据所给资料，应完成下列任务：1、 进行输配水系统

4、布置，包括确定输水管、干管网、调节水池（如果设置的话）的位置和管网主要附件布置；2、 求出最高日用水量，确定管网，输水管和二级泵站设计用水量；3、 计算确定输水管和管网各管管径；4、 确定调节水池的容积和池底标高，如果是水塔，确定水塔的设计高度；5、 确定二级泵站内水泵的型号与台数（包括备用泵），并说明泵站在各种用水情况下的调度情况；6、 计算每种工况下管网各节点的水压和自由水压，绘制在最高日用水时管网的等水压线；7、 画出管网46个复杂的节点详图。2.4 设计资料1、某市新区规划平面图一张2、新区规划计划新区位于江西省南昌市，近期规划人口数为16万，城区大部分房屋建筑控制在六层，并且大部分房

5、屋内有给排水卫生设备和淋浴设备。全市内只有两家工业企业，其用水及其他情况详见表1。一厂工业用水量2万m3/d二厂工业用水量1万m3/d绿化A=15000m2道路A=90000m2表1 工业企业近期规划资料 企业项目 121总人数18003600其中：冷车间人数/班3001800热车间人数/班300淋浴人数/班4002502工作班次08，816，1624816，1624每班工作时间（时间）883工业用水量（米3/日）工业用水对水质要求用生活饮用水用生活饮用水工业用水对水压要求不小于24米不小于24米4工厂房屋耐火等级二三工厂生产品危险等级丙乙工人村人数（在厂区内）8001200工厂房屋最大体积（

6、m3）10000（厂房）5000（库房）工厂面积（公顷）24203补充说明城市总人口数包括厂区内工人村人数；工业企业每小时耗用生产用水量相同；工业企业中职工上班每小时生活用水（包括淋浴用水）量按相同考虑（每班第2小时开始用水，淋浴发生在下班后一小时）；企业1和企业2之外的城区生活用水量（包括居民和公共建筑用水量，但不包括绿化、浇洒道路等用水量），变化如表2所示。为计算简便，假设各企业内工人村生活用水量变化和城区内生活用水量变化相同；铁路车站每天用水量为2000吨，按均匀用水考虑；城市生活污水和工业废水经适当处理后排入水体下游。河流水量充足，能作给水水源，水厂位置如平面图所示；冰冻深度0.2米，

7、地下水离地面3米；其他资料见平面图。表2 最高日用水量变化(%)小时01122334455667788991010111112用水量2.031.952.02.532.573.095.014.925.175.105.215.21小时121313141415151616171718181919202021212222232324用水量5.094.814.994.704.624.975.685.394.594.173.422.783. 设计用水量计算城市设计用水量计算时，应包括设计年限内给水系统供应的全部用水：城市居民生活用水、工业用水、消防用水以及未预见水量和管网漏失水量。3.1 城市居民生活用水

8、量城市居民最高生活用水量：Q1=qNf式中 q城市居民最高日综合生活用水量定额； N设计年限内计划人口数； f自来水普及率，%.根据城市所在地区，室内给水设备情况，查附表1，取城市最高日综合生活用水量定额q=230L/(cap.d).由基本资料可知设计年限内计划人口数为16万人，自来水普及率取100%。故Q1=230160000100%=36800m3/d3.2 工业用水量计算3.2.1 工业生产用水量根据基本资料可知，一厂工业用水量2万m3/d，二厂工业用水量1万m3/d，所以该城市工业生产用水量为：Q=20000+10000=30000m3/d3.2.2 车间生活用水量及淋浴用水量 工业企

9、业生活用水量和淋浴用水量按照工业企业设计卫生标准确定。车间生活用水量应根据车间性质决定，一般车间采用每人每班25L，热车间采用每人每班35L，淋浴用水量查附表2可得，采用每人每班40L，淋浴时间在下班后一个小时内进行。一厂（三班制）：冷车间工人数300人/班，热车间工人数300人/班，淋浴人数400人/班。生活用水量：Q生活=30025+3003531000=54m3/d淋浴用水量：Q淋浴=4004031000=48m3/d二厂（两班制）：冷车间工人数1800人/班，淋浴人数250人/班。生活用水量：Q生活90m3/d淋浴用水量：Q淋浴=2504031000=20m3

10、/d综上在所述，该区工业用水量：Q2=30000+54+48+90+20=30212 m3/d3.3 浇洒道路和绿地用水根据设计资料可得：Q3=390000+215000=300 m3/d3.4 管网漏损水量Q4=0.1Q1+Q2+Q3=6731.2 m3/d3.5 未预见用水量Q5=0.08Q1+Q2+Q3+Q4=5923.4 m3/d因此，设计年限内最高日用水量（加上铁路车站用水量）为：Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=81966.66 m3/d最高日平均时设计用水量：Q=(1000Qd)(243600)=948.69 L/s根据城市居民和工厂各项用水量的逐时变化规律，绘制出城市用户逐时

11、用水量变化曲线，可得最高日最大时设计用水量：Qh=5.68%Qd=1293.25 L/s4. 给水系统供水工作状况计算4.1 二级泵站供水方案设计根据城市用户逐时用水量变化曲线及原始资料综合考虑，选择统一供水方案，不设水塔，二级泵站采用分级供水，且满足最高日最大时用水量。4.2 清水池容积的计算清水池是给水管网系统中不可缺少的构筑物，其作用是调节两泵站供水量的差额。清水池中除了储存调节用水量以外，还应存放消防用水和水厂内冲洗滤池、排泥等用水，因此清水池有效容积等于：W=W1+W2+W3 式中：W1调节容积(m3)； W2消防用水(m3)，按两小时火灾延续时间的消防用水总量计算，同一时间的火灾次

12、数两次； W3水厂生产用水量(m3)，按最高日的5%考虑；清水池应有相等容积的两只，如仅有一只，则应分割或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。根据该区24小时供水和用水变化，列出清水池调节容积占最大用水量的百分数计算表，计算清水池调节容积。表4-1 清水池调节容积占最大用水量的百分数计算时间用水量(%)二级泵站供水量(%)一级泵站供水量（%）清水池调节容积（%）不设水塔|E|ABCDE=B-D012.033.14.17-2.14 2.14121.953.14.17-2.22 2.222323.14.16-2.16 2.16342.533.14.17-1.64 1.64452.573.14

13、.16-1.59 1.59563.093.14.17-1.08 1.08675.014.84.170.84 0.84784.924.84.170.75 0.75895.174.84.161.01 1.019105.14.84.170.93 0.9310115.214.84.171.04 1.0411125.214.84.161.05 1.0512135.094.94.170.92 0.9213144.814.84.160.65 0.6514154.994.84.160.83 0.8315164.74.84.170.53 0.5316174.624.84.170.45 0.4517184.974

14、.84.160.81 0.8118195.684.84.171.51 1.5119205.394.84.171.22 1.2220214.594.84.160.43 0.4321224.173.14.170.00 022233.423.14.17-0.75 0.7523242.783.14.17-1.39 1.39累计100100100-12.97 25.94从表4-1可知，清水池的调节容积W1=12.97%Qd=12.97%81966.6=10631.07m3，消防贮水量W2=245360021000=648 m3，水厂生产用水W3=5%81966.6=4098.33m3。因此，清水池的有效

15、容积W=W1+W2+W3=10631.07+648+4098.33=15378.03m3。5.管网定线管网定线基本原则：1.干管应通过两侧负荷较大的用水区，并以最短距离用户送水。2.靠近道路、公路，以便于施工及维修。3.利于发展，并考虑分期修建的可能性。4.干管尽量沿高低布置，使管道内压力较小，而配水管压力更高。5.注意与其他管线相交时平面与立面相隔间距的规定与要求。本次设计中采用塑料管和球墨铸铁管，水头损失用海曾-威廉公式计算，管径小于300mm时，采用塑料管，C取150；管径大于300mm，采用球墨铸铁管，C取130。6.管网水力计算6.1 确定水泵供水量及每一段的计算流量本次设计城市不设

16、水塔，采用变频泵供水，二级泵站设计流量按最高日最高时流量计算，即水泵供水量为：Qh=5.68%Qd=1293.25 L/s6.1.1 比流量将管网各段按节点进行编号，根据计算管段的总长度和总流量计算比流量： qs=(Q-q)l式中：qs比流量，L/(s.m)； Q管网总用水量，L/s； q大用户集中用水量总和，L/s； l干管有效长度，m；只有单侧配水的管线，长度按一半计算。故qs=Q-ql=1299.18-370.3712681.5=0.073 L/(s.m)6.1.2 沿线流量各管线沿线流量公式如下：ql=qsl式中：ql沿线流量，L/s； l该管线长度，m。单侧供水，长度按一半计算。根据

17、比流量和各管段的计算长度，可算出各管段的沿线流量，见表6-1.表6-1管段及节点流量分配表管段节点编号管段编号管段长度(m)管段沿线流量(L/s)节点设计流量计算(L/s)集中流量（L/S）沿线流量(L/S)节点流量(L/S)11-2(单)100036.452.96226.4811-4(单)45516.56222-1(单)100036.499.55449.7772-3(单)82530.032-545533.12433-2(单)82530.0323.14847.86623.93347.0813-6(单)49017.83644-1(单)45516.562113.02256.5114-5100072

18、.84-8(单)65023.6655-245533.124226.262113.1315-4100072.85-6100373.01845-965047.3266-3(单)49017.836166.0938301846-7(单)76727.91886-1065047.3277-6(单)76727.9188231.48046.48323.241254.7217-11(单)51018.56488-4(单)65023.66127.40063.7008-9100072.88-12(单)85030.9499-565047.32115.740255.018127.509243.

19、2499-8100072.89-10100373.01849-1385061.881010-665047.32237.110118.55510-9100373.018410-1175454.891210-1485061.881111-7(单)51018.564105.85152.92611-1075454.891211-15(单)89032.3961212-8(单)85030.9467.34033.67012-13(单)100036.41313-985061.88134.78967.39513-12(单)100036.413-14(单)100336.50921414-1085061.88116

20、.33458.16714-13(单)100336.509214-15(单)49317.94521515-11(单)89032.39650.34125.17115-14(单)49317.94526.1.3 节点流量任一节点的节点流量等于与该节点相连的各管段的沿线流量总和的一半，即：qi=0.5ql根据各节点连接的管段，求出各节点流量，见表6-1.6.2 管网水力计算6.2.1 最大用水时管网水力计算根据最大时水泵供水量Qh=1293.25 L/s，以及各个节点的流量，假设流入节点为负，流出节点为正，按节点流量平衡条件进行初步流量分配，从控制点开始，使流量平均分配给与其相连的管段，并根据连续性方程

21、进行出分配。利用课本表7-1界限流量表，按界限流量选择管径。计算、校正结果见下表6-2：表6-2最大时管网平差最大时管网平差环号管段L(m)D(mm)C初步分配流量第一次校正q(L/s)hh|sq|qhh|sq|11-2100015015013.240 3.406 3.406 0.257 11.675 2.698 2.698 0.231 1-4455150150-13.241 1.550 -1.550 0.117 -14.806 1.906 -1.906 0.129 2-545530013031.509 0.344 0.344 0.011 24.868 0.222 0.222 0.009 4-

22、51000300130-34.876 0.913 -0.913 0.026 -39.695 1.160 -1.160 0.029 1.287 0.411 -0.146 0.398 -1.565 0.183 22-382530013031.508 0.624 0.624 0.020 36.584 0.823 0.823 0.022 2-5455300130-31.509 0.344 -0.344 0.011 -24.868 0.222 -0.222 0.009 3-649040013078.589 0.496 0.496 0.006 83.665 0.557 0.557 0.007 5-6100

23、3400130-89.758 1.299 -1.299 0.014 -81.914 1.096 -1.096 0.013 -0.523 0.052 0.061 0.051 5.076 -0.596 34-5100030013034.876 0.913 0.913 0.026 39.695 1.160 1.160 0.029 4-8650300130-34.876 0.593 -0.593 0.017 -31.621 0.495 -0.495 0.016 5-965040013089.758 0.842 0.842 0.009 95.781 0.949 0.949 0.010 8-9100030

24、0130-49.288 1.732 -1.732 0.035 -42.301 1.305 -1.305 0.031 -0.571 0.088 0.309 0.086 3.255 -1.807 45-6100340013089.758 1.299 1.299 0.014 81.914 1.096 1.096 0.013 5-9650400130-89.758 0.842 -0.842 0.009 -95.781 0.949 -0.949 0.010 6-10650400130125.697 1.570 1.570 0.012 112.187 1.272 1.272 0.011 9-1010035

25、00130-191.047 1.775 -1.775 0.009 -193.113 1.810 -1.810 0.009 0.253 0.046 -0.391 0.044 -2.768 4.444 56-7767400130125.697 1.853 1.853 0.015 136.438 2.157 2.157 0.016 6-10650400130-125.697 1.570 -1.570 0.012 -112.187 1.272 -1.272 0.011 7-11510700130380.418 0.628 0.628 0.002 391.159 0.661 0.661 0.002 10

26、-11754500130-217.649 1.698 -1.698 0.008 -193.221 1.362 -1.362 0.007 -0.788 0.037 0.183 0.036 10.741 -2.552 68-9100030013049.288 1.732 1.732 0.035 42.301 1.305 1.305 0.031 8-12850300130-49.288 1.472 -1.472 0.030 -53.021 1.685 -1.685 0.032 9-13850500130191.048 1.504 1.504 0.008 188.017 1.460 1.460 0.0

27、08 12-131000400130-82.958 1.119 -1.119 0.013 -86.691 1.214 -1.214 0.014 0.645 0.086 -0.134 0.084 -3.733 0.796 79-101003500130191.047 1.775 1.775 0.009 193.113 1.810 1.810 0.009 9191.048 1.504 -1.504 0.008 -188.017 1.460 -1.460 0.008 10-14850500130217.650 1.915 1.915 0.009 230.635 2.132

28、2.132 0.009 13-141003600130-341.401 2.140 -2.140 0.006 -342.103 2.148 -2.148 0.006 0.045 0.032 0.334 0.033 -0.702 -5.107 810-11754500130217.649 1.698 1.698 0.008 193.221 1.362 1.362 0.007 11-15890800130650.993 1.546 1.546 0.002 637.306 1.486 1.486 0.002617.218 0.776 -0.776 0.001 -630

29、.905 0.808 -0.808 0.001217.650 1.915 -1.915 0.009 -230.635 2.132 -2.132 0.009 0.554 0.020 -0.091 0.020 -13.687 2.285 注：h=h15-11+h11-7+h7-6+h6-3+h3-2+h2-1+h1-4+h4-8+h8-12+h12-13+h13-14+h14-15=0.125经1次校正后，各环闭合差小于0.05，最大环闭合差为0.125，满足要求。6.2.2 消防校核该城市规划人口16万人，根据设计资料，并查附表3，表4和表5，得同时发生火灾次数为

30、2次，一次灭火用水量分别为45L/s、25L/s，分别发生在节点1和节点9（工厂2）处。消防时供水量即为1293.25+45+25=1363.25L/s。同最大时校核方法，先出分配流量，在进行校核，直到满足要求。见表（只列出最终结果，所有结果见附表）所示：表6-3 消防时管网平差环号管段L(m)D(mm)C第三次校正qhh|sq|11-2100015015029.266 14.797 14.797 0.506 1-4455150150-42.215 13.270 -13.270 0.314 2-545530013032.985 0.375 0.375 0.011 4-51000300130-5

31、1.899 1.906 -1.906 0.037 -0.004 0.868 0.002 22-382530013046.057 1.260 1.260 0.027 2-5455300130-32.985 0.375 -0.375 0.011 3-649040013093.138 0.679 0.679 0.007 5-61003400130-97.122 1.503 -1.503 0.015 0.062 0.061 -0.506 34-5100030013051.899 1.906 1.906 0.037 4-8650300130-46.828 1.024 -1.024 0.022 5-965

32、0400130100.893 1.045 1.045 0.010 8-91000300130-49.856 1.769 -1.769 0.035 0.158 0.104 -0.756 45-6100340013097.122 1.503 1.503 0.015 5-9650400130-100.893 1.045 -1.045 0.010 6-10650400130124.896 1.552 1.552 0.012 9-101003500130-208.444 2.086 -2.086 0.010 -0.076 0.048 0.788 56-7767400130148.411 2.520 2.

33、520 0.017 6-10650400130-124.896 1.552 -1.552 0.012 7-11510700130403.132 0.699 0.699 0.002 10-11754500130-209.823 1.587 -1.587 0.008 0.080 0.039 -1.037 68-9100030013049.856 1.769 1.769 0.035 8-12850300130-60.671 2.163 -2.163 0.036 9-13850500130210.527 1.800 1.800 0.009 12-131000400130-94.341 1.420 -1

34、.420 0.015 -0.014 0.095 0.072 79-101003500130208.471 2.086 2.086 0.010 9210.527 1.800 -1.800 0.009 10-14850500130242.100 2.332 2.332 0.010 13-141003600130-372.263 2.512 -2.512 0.007 0.106 0.035 -1.511 810-11754500130209.823 1.587 1.587 0.008 11-15890800130665.881 1.612 1.612 0.002 14-15

35、493800130-672.530 0.910 -0.910 0.001242.100 2.332 -2.332 0.010 -0.042 0.021 1.011 最大环闭合差为0.269，满足要求。6.2.3事故校核设11-15管为最不利管段，发生事故时，水厂以设计流量的70%向管网输水，管网各节点流量按最高时各节点流量的70%计算。则进行重新分配流量，并进行流量校核计算。经过7次校正后得到结果如下表（只列出最终结果，所有结果见附表）：表6-4事故时管网平差环号管段L(m)D(mm)C第七次校正qhh|sq|11-210001501506.902 1.019

36、1.019 0.148 1-4455150150-11.635 1.220 -1.220 0.105 2-545530013028.919 0.294 0.294 0.010 4-51000300130-8.115 0.061 -0.061 0.008 0.032 0.270 -0.059 22-382530013012.828 0.118 0.118 0.009 2-5455300130-28.919 0.294 -0.294 0.010 3-649040013045.785 0.182 0.182 0.004 5-61003400130-1.026 0.000 0.000 0.000 0.

37、007 0.024 -0.140 34-510003001308.115 0.061 0.061 0.008 4-8650300130-43.075 0.877 -0.877 0.020 5-9650400130115.200 1.336 1.336 0.012 8-91000300130-23.356 0.434 -0.434 0.019 0.086 0.058 -0.739 45-610034001301.026 0.000 0.000 0.000 5-9650400130-115.200 1.336 -1.336 0.012 6-10650400130120.968 1.463 1.46

38、3 0.012 9-101003500130-17.817 0.022 -0.022 0.001 0.105 0.025 -2.079 56-7767400130-16.024 0.041 -0.041 0.003 6-10650400130-120.968 1.463 -1.463 0.012 7-11510700130162.281 0.130 0.130 0.001 10-11754500130199.329 1.443 1.443 0.007 0.069 0.023 -1.529 68-9100030013023.356 0.434 0.434 0.019 8-12850300130-

39、64.309 2.409 -2.409 0.037 9-13850500130291.013 3.279 3.279 0.011 12-131000400130-87.878 1.245 -1.245 0.014 0.059 0.081 -0.362 79-10100350013017.817 0.022 0.022 0.001 9291.013 3.279 -3.279 0.011 10-14850500130421.102 6.500 6.500 0.015 13-141003600130-426.067 3.226 -3.226 0.008 0.018 0.03

40、6 -0.247 最大环闭合差为0.375，满足要求。7.确定二级泵站扬程及管网各节点水压7.1 确定二泵站扬程由于节点1所处地势最高，且离水厂距离最远，故选取1节点为控制点，该点地面标高63.75m,进行控制线路各节点的水压计算。7.1.1 最大用水时从平面布置图可知15点地面标高53.85m，设清水池最低地面标高为50.65m，最小服务水头为28m，从15点到1点的水头损失取15-14-10-9-5-4-1段管网的水头损失8.765m，安全水头取2m，吸水管和泵房内的水头损失为2m，清水池水深取3m。所以二级泵站扬程为：Hp=53.85-50.65+8.765+28.00+2.00+2.0

41、0+3.00=46.96m7.1.2 消防校核时采用服务水头为10m，此时15点到1点的水头损失取15-11-7-6-3-2-1段管网的水头损失21.567m，所以，消防时二级泵站扬程为：Hp=53.85-50.65+21.567+10.00+2.00+2.00+3.00=41.77m46.96m综上所述，二级泵站的扬程确定为48.70m。7.2 计算干管各节点上的实际自由水头根据个节点标高、各管段水头损失以及控制点最小服务水头，计算得出个节点水压和自由水压。见下表7-1：表7-1 各工况下节点水压管网最大时节点水压管网消防时节点水压节点节点标高水头损失节点水压自由水压节点节点标高水头损失节点

42、水压自由水压163.75 91.75 28.00 163.75 73.75 10.00 260.17 2.968 94.72 34.55 260.17 14.797 88.55 28.38 358.80 0.823 95.54 36.74 358.80 1.260 89.81 31.01 463.00 1.906 93.66 30.66 463.00 13.270 87.02 24.02 560.00 1.160 94.82 34.82 560.00 1.906 88.93 28.93 657.85 1.096 95.91 38.06 657.85 1.503 90.43 32.58 756.40 2.157 98.07 41.67 756.40 2.520 92.95 36.55 858.40 0.495 94.15 35.75 858.40 1.024 88.04 29.64 956.48 1.305 95.46