给水管网工程设计ppt课件

1、6.1 6.1 管段设计流量计算管段设计流量计算6.2 6.2 初拟管径初拟管径6.3 6.3 管网平差管网平差6.4 6.4 管网水力计算管网水力计算6.5 6.5 输水管设计输水管设计6.6 6.6 管网校核管网校核6.7 6.7 最大闭合差的环校正法和多水源管网平差最大闭合差的环校正法和多水源管网平差6.8 6.8 设计成果整理设计成果整理管网计算会遇到两类课题：管网计算会遇到两类课题：1管网设计计算最高时管网设计计算最高时第一类课题第一类课题2管网复核计算消防时、事故时及最大转输时等管网复核计算消防时、事故时及最大转输时等第二类课题第二类课题第一类课题第一类课题第二类课题第二类课题已知

2、条件已知条件 管网定线图、设计流量管网定线图、设计流量 管网定线图、设计流管网定线图、设计流量、管径量、管径 拟定内容拟定内容 节点流量节点流量Qi、管段流量、管段流量qij节点流量节点流量Qi、管段流量、管段流量qij计算内容计算内容 Dij、hij、hijhij、hij最终目的最终目的 Dij、Ht、Hp复核最高时确定的水复核最高时确定的水泵能否满足其他工况泵能否满足其他工况时时Q、H的要求的要求6 61 1 管段设计流量计算管段设计流量计算不配水：计算长度为零的一半单侧配水：取管道实长双侧配水：取管道实长。，配水干管计算总长度；流量的总和，管网中大用水户集中；量，管网总最高时设计流式中m

3、lslqslQmsllqQqihihcb / / / 那么每一计算管段沿线流量记作那么每一计算管段沿线流量记作qyqy为：为：。该管段的计算长度，式中m )/( iicbylsllqq2 2面积比流量面积比流量 假定沿线流量均匀分布在整个供水面积上。管假定沿线流量均匀分布在整个供水面积上。管线单位面积上的配水流量，称为面积比流量，记作线单位面积上的配水流量，称为面积比流量，记作qmbqmb。 。积总和，需沿线配水的供水面式22 / mmslqQqihmb。积，该管段负担的供水面式中2m A )/( iimbyslAqq451322 2、节点流量、节点流量1、沿线流量为什么要转化为节点流、沿线流

4、量为什么要转化为节点流量量 但是，实践的管段并没有喇叭口外形的，管径也是不延续的，所以，仔细但是，实践的管段并没有喇叭口外形的，管径也是不延续的，所以，仔细去计算每一个沿线流出去的流量曾经没有实践意义了。沿线流量只需当其累积去计算每一个沿线流出去的流量曾经没有实践意义了。沿线流量只需当其累积到一定量，足以引起管径变化的时候计算起来才有实践意义。这样，就可以不到一定量，足以引起管径变化的时候计算起来才有实践意义。这样，就可以不思索实践沿线配水的情况，而把一定长度管段上的沿线流量用一个等效的流量思索实践沿线配水的情况，而把一定长度管段上的沿线流量用一个等效的流量来替代，即节点流量。来替代，即节点流

5、量。2沿线流量如何转换成节点流量沿线流量如何转换成节点流量)/( q5.0Q islqyj3沿线流量转换成节点流量的根据沿线流量转换成节点流量的根据假设沿线出流是均匀假设沿线出流是均匀的，那么管道的任一的，那么管道的任一断面上的流量断面上的流量qtlq21+tqqttqtqx)(xllqqqltx沿程水头损失沿程水头损失llmntnltmnltflqdnqqqkdxdqlxlqkh011) 1()()(ltxqqq沿程水头损失沿程水头损失llmntnltmnltflqdnqqqkdxdqlxlqkh011) 1()()(lq+l（1-）qlqlq+tqtqqlqtllqq,)1 ( lqdnq

6、qqkldqqkhlmntnltmnltf) 1()()(11577. 005 . 03122，管网末端，管网起端，）（，代入上式，得，令ltltltqqqqfqqnliqq5 . 0, 5 . 0,一般)/( q5 . 0Q islqyj居住区居住区居住区绿地居住区工厂工厂居住区Q=260L/s17.5027.0560057.562.2830.227.95800800800600600600342165757.5500)( 4400 500600 8003600)600(6000.5 5 . 05 . 0 5 . 0 5176645321433251mLLLLLLLLLmsllqQqihcb

7、/ 0.031824400120260 )/( sllqqicby管段编号管段编号管段计算总长度管段计算总长度 （m） 比比 流流 量量 (L/s.m) 沿沿 线线 流流 量量 (L/s) 1-2 2-3 3-4 1-5 3-5 4-6 5-6 6-7 800 0.5 5600=300600=300 0.5 5600=300600=300 0.5 5600=300600=300 800 800 800 800 600 600 500 500 0.03182 25.45 9.55 9.55 9.55 25.45 25.45 19.09 15.91 合合 计计 4400 140.004 4节点流量

8、计算：节点流量计算： )/( q5 . 0Q islqyj各各 管管 段段 节节 点点 流流 量量 计计 算算 节节点点节点连的管段节点连的管段节节 点点 流流 量量(L/s)(L/s)集集 中中 流流 量量(L/s)节点总节点总流量流量 (L/s)1 12 23 34 45 56 67 71-2 , 1-5 1-2 , 1-5 1-2 , 2-31-2 , 2-32-3 , 3-4 , 3-52-3 , 3-4 , 3-53-4 , 4-63-4 , 4-61-5 , 3-5 , 5-61-5 , 3-5 , 5-64-6 , 5-6 , 7-64-6 , 5-6 , 7-66-76-70.

9、5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.500.5(9.55+9.55+25.45)=22.280.5(9.55+9.55+25.45)=22.280.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.500.5(9.55+25.45+19.09)=27.050.5(9.55+25.45+19.09)=27.050.5(25.45+19.09+15.91)=30.220.5(25.45+19.09+15.91)=30.220.5(15.91)=7.9

10、50.5(15.91)=7.95 4040 40 40 40 40 17.5017.50 57.50 57.50 62.28 62.28 57.50 57.50 27.05 27.05 30.22 30.22 7.95 7.95合合计计140.00140.00120.00120.00260.00260.006.2 6.2 初拟管径初拟管径二级泵站5443554QQqQq11854332QQQQQqb. 环状网 2 2、初拟管径、初拟管径 确定管网中每一管段的直径是输水和配水系统设计计算确定管网中每一管段的直径是输水和配水系统设计计算的主要课题之一。管段的直径应按分配后的流量确定。的主要课题之一

11、。管段的直径应按分配后的流量确定。 在设计中，各管段的管径按下式计算：在设计中，各管段的管径按下式计算：qD4式中式中 q为管段流量，为管段流量，m3/s；V为管内流速，为管内流速，m/s。由上式可知，管径不但和管段流量有关，而且还与流速有关。由上式可知，管径不但和管段流量有关，而且还与流速有关。因此，确定管径时必需先选定流速。因此，确定管径时必需先选定流速。 从公式可以看出，流量一定时，管径与流速的平方根成反比。假设流从公式可以看出，流量一定时，管径与流速的平方根成反比。假设流速选用的大一些，管径就会减小，相应的管网造价便可降低，但水头损速选用的大一些，管径就会减小，相应的管网造价便可降低，

12、但水头损失明显添加，所需的水泵扬程将增大，从而使运营管理费主要指电费失明显添加，所需的水泵扬程将增大，从而使运营管理费主要指电费增大，同时流速过大，管内压力高，因水锤景象引起的破坏作用也随之增大，同时流速过大，管内压力高，因水锤景象引起的破坏作用也随之增大。相反，假设流速选用小一些，因管径增大，管网造价会添加。但增大。相反，假设流速选用小一些，因管径增大，管网造价会添加。但因水头损失减小，可节约电费，使运营管理费降低。因此，管网造价和因水头损失减小，可节约电费，使运营管理费降低。因此，管网造价和运营管理费主要指电费这两项经济要素是决议流速的关键。求一定运营管理费主要指电费这两项经济要素是决议流

13、速的关键。求一定年限年限t称为投资归还期内，管网造价和运营管理费用之和为最小的流称为投资归还期内，管网造价和运营管理费用之和为最小的流速，称为经济流速，以此来确定的管径，称为经济管径。速，称为经济流速，以此来确定的管径，称为经济管径。 为了防止管网因水锤景象而损坏，在技术上最大设计流速限定在为了防止管网因水锤景象而损坏，在技术上最大设计流速限定在2.53.0m/s范围内；在保送浑浊的原水时，为了防止水中悬浮物质范围内；在保送浑浊的原水时，为了防止水中悬浮物质在水管内堆积，最低流速通常应大于在水管内堆积，最低流速通常应大于0.60m/s，由此可见，在技术上，由此可见，在技术上允许的流速范围是较大

14、的。因此，还需在上述流速范围内，根据当地允许的流速范围是较大的。因此，还需在上述流速范围内，根据当地的经济条件，思索管网的造价和运营管理费用，来选定适宜的流速。的经济条件，思索管网的造价和运营管理费用，来选定适宜的流速。 各城市的经济流速值应按当地条件，如水管资料和价各城市的经济流速值应按当地条件，如水管资料和价钱、施工条件、电费等来确定，不能直接套用其他城市的钱、施工条件、电费等来确定，不能直接套用其他城市的数据。另外，管网中各管段的经济流速也不一样，须随管数据。另外，管网中各管段的经济流速也不一样，须随管网图形、该管段在管网中的位置、该管段流量和管网总流网图形、该管段在管网中的位置、该管段

15、流量和管网总流量的比例等决议。由于计算复杂，有时简便地运用量的比例等决议。由于计算复杂，有时简便地运用“界限流界限流量表确定经济管径，见界限流量表量表确定经济管径，见界限流量表 。 由于实践管网的复杂性，加上情况在不断的变化，由于实践管网的复杂性，加上情况在不断的变化，例如流量在不断添加，管网逐渐扩展，诸多经济目的如例如流量在不断添加，管网逐渐扩展，诸多经济目的如水管价钱、电费等也随时变化，要从实际上计算管网造水管价钱、电费等也随时变化，要从实际上计算管网造价和年管理费用相当复杂且有一定难度。在条件不具备价和年管理费用相当复杂且有一定难度。在条件不具备时，设计中也可采用由各地统计资料计算出的平

16、均经济时，设计中也可采用由各地统计资料计算出的平均经济流速来确定管径，得出的是近似经济管径，见平均经济流速来确定管径，得出的是近似经济管径，见平均经济流速表流速表 管径管径/mm界限流量界限流量/Ls 1管径管径/mm界限流量界限流量/Ls 110094501301681509155001682372001528.560023735525028.545700355490300456880049068535068969006858224009613010008221120 界界 限限 流流 量量 表表 平平 均均 经经 济济 流流 速速 表表管径管径/mm平均经济流速平均经济流速e/Ls 1D=

17、1004000.60.9D4000.91.4在运用各地域提供的经济流速或按平均经济流速确定管网管径时，需思索以下在运用各地域提供的经济流速或按平均经济流速确定管网管径时，需思索以下原那么：原那么：1普通大管径可取较大的经济流速，小管径可取较小的经济流速；普通大管径可取较大的经济流速，小管径可取较小的经济流速；2首先定出管网所采用的最小管径由消防流量确定，按首先定出管网所采用的最小管径由消防流量确定，按e确定的管径小于确定的管径小于最小管径时，一概采用最小管径；最小管径时，一概采用最小管径；3衔接纳属于管网的构造管，应注重平安可靠性，其管径应由管网构造来确定，衔接纳属于管网的构造管，应注重平安可

18、靠性，其管径应由管网构造来确定，即按与它衔接的次要干管管径相当或小一号确定；即按与它衔接的次要干管管径相当或小一号确定；4由管径和管道比阻由管径和管道比阻之间的关系可知，当管径较小时，管径减少或放大一号，之间的关系可知，当管径较小时，管径减少或放大一号，水头损失会大幅度增减，而所需管材变化不多；相反，当管径较大时，管径减水头损失会大幅度增减，而所需管材变化不多；相反，当管径较大时，管径减少或放大一号，水头损失增减不很明显，而所需管材变化较大。因此，在确定少或放大一号，水头损失增减不很明显，而所需管材变化较大。因此，在确定管网管径时，普通对于管网起端的大口径管道可按略高于平均经济流速来确定管网管

19、径时，普通对于管网起端的大口径管道可按略高于平均经济流速来确定管径，对于管网末端较小口径的管道，可按略低于平均经济流速确定管径，特管径，对于管网末端较小口径的管道，可按略低于平均经济流速确定管径，特别是对确定水泵扬程影响较大的管段，适当降低流速，使管径放大一号，比较别是对确定水泵扬程影响较大的管段，适当降低流速，使管径放大一号，比较经济；经济；5管线造价含管材价钱、施工费用等较高而电价相对较低时，取较大的经管线造价含管材价钱、施工费用等较高而电价相对较低时，取较大的经济流速，反之取较小的经济流速。济流速，反之取较小的经济流速。以上是指水泵供水时的经济管径确定方法，在求经济管径时，思索了抽水所需

20、以上是指水泵供水时的经济管径确定方法，在求经济管径时，思索了抽水所需的电费。重力供水时，由于水源水位高于给水区所需水压，两者的标高差的电费。重力供水时，由于水源水位高于给水区所需水压，两者的标高差H可使可使水在管内重力流动。此时，各管段的经济管径应按输水管和管网经过设计流量水在管内重力流动。此时，各管段的经济管径应按输水管和管网经过设计流量时，供水起点至控制点的水头损失总和等于或略小于可利用的水头来确定。时，供水起点至控制点的水头损失总和等于或略小于可利用的水头来确定。6.3 6.3 管网平差管网平差6.3.1 什么叫管网平差什么叫管网平差 上一节课曾经根据管网各节点流量进展了流量的初分配，并

21、且曾经根据初分上一节课曾经根据管网各节点流量进展了流量的初分配，并且曾经根据初分配流量和经济流速初拟了管径。由于初分流量时是严厉按照节点流量平衡来进展配流量和经济流速初拟了管径。由于初分流量时是严厉按照节点流量平衡来进展的，所以延续性方程可以满足，但是能量方程就有能够不满足，即环内正反两个的，所以延续性方程可以满足，但是能量方程就有能够不满足，即环内正反两个方向的水头损失不相等。环内正反两个方向的水头损失之差称作闭合差。调整管方向的水头损失不相等。环内正反两个方向的水头损失之差称作闭合差。调整管段流量，减少闭合差到一定精度范围的过程就叫管网平差段流量，减少闭合差到一定精度范围的过程就叫管网平差

22、0ijiqQ0ijh延续性方程延续性方程能量方程能量方程 实践管网中的流量分配总是自动的满足延续性方程和实践管网中的流量分配总是自动的满足延续性方程和能量方程，假设初分流量不能满足能量方程，那只能阐明能量方程，假设初分流量不能满足能量方程，那只能阐明我们初分的流量在管网的实践流量中永远都不会发生，所我们初分的流量在管网的实践流量中永远都不会发生，所以就不能根据这个初分流量进展后面的水力计算。这就要以就不能根据这个初分流量进展后面的水力计算。这就要求对初分流量进展调整，使之符合实践情况。求对初分流量进展调整，使之符合实践情况。6.3.2 为什么要进展管网平差为什么要进展管网平差6.3.3 6.3

23、.3 如何进展管网平差如何进展管网平差管网平差有下面管网平差有下面3 3中方法中方法1 1解环方程组法解环方程组法 原理：在初步分配流量的根底上，原理：在初步分配流量的根底上，逐渐伐整管段流量以满足能量方程。逐渐伐整管段流量以满足能量方程。L个非线性的能量方程：个非线性的能量方程：0),(3211PqqqqF0),(3212PqqqqF0),(321PLqqqqF初步分配的流量普通不满足能量方程：初步分配的流量普通不满足能量方程： 0),(00302011PqqqqF0),(00302012PqqqqF0),(0030201PLqqqqF 初步分配流量与实践流量的的差额为初步分配流量与实践流量

24、的的差额为q，实践流量应满足能量方程：，实践流量应满足能量方程：0),(03032021011PPqqqqqqqqF0),(03032021012PPqqqqqqqqF0),(0303202101PPLqqqqqqqqF将函数在分配流量上展开，并忽略高阶微量：将函数在分配流量上展开，并忽略高阶微量：0)(),(1221111002011PPPqqFqqFqqFqqqF0)(),(2222112002012PPPqqFqqFqqFqqqF0)(),(221100201PPLLLPLqqFqqFqqFqqqF100302011),(hqqqqFP200302012),(hqqqqFPLPLhqqq

25、qF),(0030201 方程组左边的第一部分即为我们初分流方程组左边的第一部分即为我们初分流量时环内正反两个方向水头损失差，称为闭量时环内正反两个方向水头损失差，称为闭合差：合差： 将闭合差项移到方程组的左边，得到关将闭合差项移到方程组的左边，得到关于流量误差校正流量的线性方程组：于流量误差校正流量的线性方程组：11221111hqqFqqFqqFPP22222112hqqFqqFqqFPPLPPLLLhqqFqqFqqF2211 利用线性代数的多种方法可求解出校正流量。利用线性代数的多种方法可求解出校正流量。由于忽略了高阶项，得到的解依然不能满足能量由于忽略了高阶项，得到的解依然不能满足能

26、量方程，需求反复迭代求解，直到误差小于允许误方程，需求反复迭代求解，直到误差小于允许误差值。差值。 环方程组解法特点环方程组解法特点 ： 方程数目少方程数目少 要求输入的参数的多要求输入的参数的多 适宜于手工平差适宜于手工平差2解节点方程组法解节点方程组法 原理：在初步拟订节点压力的根底上，逐原理：在初步拟订节点压力的根底上，逐渐伐整节点水压以满足延续性方程。渐伐整节点水压以满足延续性方程。 节点流量应该满足延续性方程：节点流量应该满足延续性方程：0ijiqQ021212121jijiijiijijijiHHHHSQhhSQ2ijijijqSh ijijijijhhSq212101211211

27、1kkkHHHHSQ022122122kkkHHHHSQ02121,kSJkSJkSJSJHHHHSQ个延续性方程：个延续性方程：普通表达式：普通表达式：0),(3211SJHHHH0),(3212SJHHHH0),(321SJSJHHHH初步拟定的水压普通不满足延续性方程：初步拟定的水压普通不满足延续性方程： 0),(3211SJHHHH0),(3212SJHHHH0),(321SJSJHHHH 初步拟定水压与实践水压的差额为初步拟定水压与实践水压的差额为，实践水压应满足延续性方程：实践水压应满足延续性方程：0),(02021011SJSJHHHHHH0),(02021012SJSJHHHH

28、HH0),(0202101SJSJSJHHHHHH将函数在初拟压力上展开，并忽略高阶微量：将函数在初拟压力上展开，并忽略高阶微量：0)(),(1221111002011SJSJSJHHHHHHHHH0)(),(2222112002012SJSJSJHHHHHHHHH0)(),(221100201SJSJSJSJSJSJSJHHHHHHHHH100302011),(qHHHHSJ方程组的第一部分称为流量闭合差：方程组的第一部分称为流量闭合差：200302012),(qHHHHSJSJSJSJqHHHH),(0030201 将闭合差项移到方程组的右边，得到关将闭合差项移到方程组的右边，得到关于水压

29、误差校正压力的线性方程组：于水压误差校正压力的线性方程组：11221111qHHHHHHSJSJ22222112qHHHHHHSJSJSJSJSJSJSJSJqHHHHHH2211求解步骤：求解步骤：根据知节点控制点和泵站的水压，初步确定其他各根据知节点控制点和泵站的水压，初步确定其他各节点的水压；节点的水压；根据流量与水头损失的关系求出各管段的流量；根据流量与水头损失的关系求出各管段的流量；计算各节点的不平衡流量；计算各节点的不平衡流量；计算各节点的校正压力；计算各节点的校正压力；反复第反复第24步直到校正压力符合要求为止。步直到校正压力符合要求为止。节点方程组方法的特点：节点方程组方法的特

30、点： 方程数目较多方程数目较多 要求输入的参数较少要求输入的参数较少适宜于计算机进展平差适宜于计算机进展平差3解管段方程组法解管段方程组法 原理：直接联立求解原理：直接联立求解 J-S 个延续性方程个延续性方程和和 L 个能量方程，求出个能量方程，求出 PL+J-S 个管段流个管段流量。量。详细步骤：详细步骤：对能量方程进展线性化处置；对能量方程进展线性化处置；给定流量初值并计算线性系数；给定流量初值并计算线性系数；解线性方程求出管段流量；解线性方程求出管段流量；根据所得流量计算线性系数并重新求解管段流根据所得流量计算线性系数并重新求解管段流量直到误差符合要求。量直到误差符合要求。041211

31、qqQ02414141254545425252522212121qLAqLAqLAqLA延续性方程：延续性方程：Q1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4Q5Q5Q6Q621q32q63q52q41q54q65q能量方程：能量方程：4 45 56 63 32 21 105232212qqqQ063323qqQ054414qqQ06554525qqqQ02323232252525226565652636363qLAqLAqLAqLA将非线形的能量方程转化为线性方程：将非线形的能量方程转化为线性方程：041414141545454545252525221212121qqLAqqLAqqLAqqLA03232

32、3232525252526565656563636363qqLAqqLAqqLAqqLA04141545452522121qRqRqRqR03232525265656363qRqRqRqR14121Qqq2523221Qqqq36332Qqq45441Qqq5655452Qqqq04141545452522121qRqRqRqR03232525265656363qRqRqRqR解管段方程组法特点：解管段方程组法特点： 未知数多未知数多 要求初分流量要求初分流量实践中运用少实践中运用少3.4 3.4 哈代哈代- -克罗斯法克罗斯法 hqSqSqSqS25454241412525222121 Q1

33、Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4Q5Q5Q6Q621q32q63q52q41q54q65q4 45 56 63 32 21 1hqSqSqSqS25252232322656526363Q1Q1Q2Q2Q3Q3Q4Q4Q5Q5Q6Q621q32q63q52q41q54q65q4 45 56 63 32 21 1hqqh0)()()()(25454241412525222121qqSqqSqqqSqqS0)()()()(25252232322656526363qqqSqqSqqSqqS忽略相邻环校正流量和二阶微量的影响：忽略相邻环校正流量和二阶微量的影响：0)(25454414152522121qqS

34、qSqSqSh)(2Sqhq0222222254545425454241414124141252525252252525225252221212122121qSqqSqSqSqqSqSqSqqSqqSqSqqSqSqSqqSqS校正流量的符号与水头损失闭合差的符号相反校正流量的符号与水头损失闭合差的符号相反步骤：步骤：根据延续性条件初步分配管段流量；根据延续性条件初步分配管段流量；计算各管段的水头损失；计算各管段的水头损失；以顺时针方向为正，逆时针方向为负，计算以顺时针方向为正，逆时针方向为负，计算各环的水头损失闭合差；各环的水头损失闭合差；计算各管段的计算各管段的SijqijSijqij和每

35、一环的和每一环的SijqijSijqij；计算各环的校正流量；计算各环的校正流量；将管段流量加上校正流量重新计算水头损失，将管段流量加上校正流量重新计算水头损失，直到最大闭合差小于允许误差为止。直到最大闭合差小于允许误差为止。6.4 6.4 管网水力计算管网水力计算失代数和失代数和hh。6 6假设假设hh超越规定值即出现闭合差超越规定值即出现闭合差hh，须，须进展管网平差，将预分配的流量进展校正，以进展管网平差，将预分配的流量进展校正，以使各个环的闭合差到达所规定的允许范围之内。使各个环的闭合差到达所规定的允许范围之内。7 7按控制点要求的最小效力水头和从水泵到控制按控制点要求的最小效力水头和

36、从水泵到控制点管线的总水头损失，求出水塔高度和水泵扬点管线的总水头损失，求出水塔高度和水泵扬程。程。8 8根据管网各节点的压力和地形标高，绘制等水根据管网各节点的压力和地形标高，绘制等水压线和自在水压线图。压线和自在水压线图。6.5 6.5 输水管设计输水管设计 主要内容主要内容:1、输水方案、输水方案2、输水管的方式、输水管的方式3、输水管尺寸、输水管尺寸4、衔接纳数量、衔接纳数量一、输水管一、输水管只起水的保送作用，不向两边配水的管道只起水的保送作用，不向两边配水的管道河流原水输水管渠原水输水管渠清水输水管清水输水管 二、输水方案二、输水方案 输水管必需保证不延续输水输水管必需保证不延续输

37、水平行敷设两条，平行敷设两条， 敷设一条输水管，另外设置有一定容量的蓄敷设一条输水管，另外设置有一定容量的蓄水池。水池。 对于允许延续供水或多水源供水的管网，可对于允许延续供水或多水源供水的管网，可以只设一条输水管。以只设一条输水管。 三、输水管的方式三、输水管的方式压力输水管渠压力输水管渠 此种方式通常用得最多，当输水量大时可采用输水此种方式通常用得最多，当输水量大时可采用输水渠。常用于高地水源或水泵供水。渠。常用于高地水源或水泵供水。2无压输水管渠非满流水管或暗渠无压输水管渠非满流水管或暗渠 无压输水管渠的单位长度造价较压力管渠低，但在无压输水管渠的单位长度造价较压力管渠低，但在定线时，为

38、利用与水力坡度相接近的地形，不得不延伸定线时，为利用与水力坡度相接近的地形，不得不延伸道路，因此，建造费用相应添加。重力无压输水管渠可道路，因此，建造费用相应添加。重力无压输水管渠可节约水泵输水所耗电费。节约水泵输水所耗电费。 3加压与重力相结合的输水系统加压与重力相结合的输水系统 在地形复杂的地域常用加压与重力结合的输水方在地形复杂的地域常用加压与重力结合的输水方式。式。4明渠明渠 明渠是人工开挖的河槽，普通用于远间隔保送大明渠是人工开挖的河槽，普通用于远间隔保送大量水。量水。四、输水管尺寸四、输水管尺寸重力输水管由可以利用的水头来确定管径重力输水管由可以利用的水头来确定管径压力输水管按照经

39、济流速或经济管径选取。压力输水管按照经济流速或经济管径选取。五、衔接纳数量五、衔接纳数量以重力供水时的压力输水管为例以重力供水时的压力输水管为例 水源在高地时如取用蓄水库水时，假设水源水位水源在高地时如取用蓄水库水时，假设水源水位和水厂内第一个水处置构筑物之间有足够的水位高差抑制和水厂内第一个水处置构筑物之间有足够的水位高差抑制两者管道的水头损失时，可利用水源水位向水厂重力输水。两者管道的水头损失时，可利用水源水位向水厂重力输水。 如下图如下图 假设输水系统的总流量为假设输水系统的总流量为Q，平行管线管径、管长和管，平行管线管径、管长和管材均一样数为材均一样数为n，那么每条输水管的流量为，那么

40、每条输水管的流量为Q/n，如图，如图 假设在输水管上等间隔地设置假设在输水管上等间隔地设置m条衔接纳，输水管被分条衔接纳，输水管被分成成m+1段，那么正常任务情况下的水头损失为：段，那么正常任务情况下的水头损失为： 22202(1)(1)()Qs mhs mQs Qnn式中式中 s：每一管段的摩阻：每一管段的摩阻 s0: 输水系统的总摩阻，输水系统的总摩阻， 现假设任一管段损坏时如图，流量降低为现假设任一管段损坏时如图，流量降低为Qa，假，假设忽略衔接纳的水头损失因其长度和输水管相比很短，设忽略衔接纳的水头损失因其长度和输水管相比很短，那么此时输水管系统的水头损失为：那么此时输水管系统的水头损

41、失为：222222()()1(1)aaaaaaQQmshsmssQs Qnnnn 可得出事故时和正常任务时的流量比可得出事故时和正常任务时的流量比 R2022(1)1(1)aamsQsnRmQsssnn取不同取不同m、n值时的值时的R值值 n当当m为下列值时的为下列值时的R值值0123420.50.630.710.760.7930.670.780.840.870.8940.750.850.890.910.93设计时可以根据供水可靠度的要求选择不同的设计时可以根据供水可靠度的要求选择不同的n和和m值值6.6 6.6 管网校核管网校核1、管网校核的定义、管网校核的定义 从前面的设计过程可知，管网从

42、前面的设计过程可知，管网的管径和水泵扬程，是按设计的管径和水泵扬程，是按设计年限内最高日最高时的用水量年限内最高日最高时的用水量和正常水压要求来设计的。这和正常水压要求来设计的。这样的管径和水泵能否满足其他样的管径和水泵能否满足其他特殊情况特殊情况(消防时、最大转输、消防时、最大转输、事故时事故时)下的要求，就需进展其下的要求，就需进展其它用水量条件下的核算。它用水量条件下的核算。 核算按最高日最高时流量设计核算按最高日最高时流量设计的管径和水泵能否满足其他特的管径和水泵能否满足其他特殊情况下的要求的过程就叫作殊情况下的要求的过程就叫作管网校核。管网校核。2、管网校核的内容、管网校核的内容消防

43、校核：发生火灾的情况下；消防校核：发生火灾的情况下；事故校核：管网前端主要干管发惹事故的情事故校核：管网前端主要干管发惹事故的情况下；况下；最大转输校核：设有对置水塔的管网最大转最大转输校核：设有对置水塔的管网最大转输的情况下；输的情况下；2.1 消防校核消防校核2.1.1消防校核的本质消防校核的本质 管网是按最高日最高时流量来设计的，这个流管网是按最高日最高时流量来设计的，这个流量并没有包括消防流量。城市火灾不是经常发量并没有包括消防流量。城市火灾不是经常发生的，且火灾继续时间不长，灭火期间短时间的生的，且火灾继续时间不长，灭火期间短时间的断水或者流量减少居民可以接受断水或者流量减少居民可以

44、接受 消防校核的本质是以最高日最高时流量另加消消防校核的本质是以最高日最高时流量另加消防流量作为设计流量，按防流量作为设计流量，按10m的效力水头计算，的效力水头计算，校核按最高时流量确定的管径和水泵能否满足消校核按最高时流量确定的管径和水泵能否满足消防时候的要求。防时候的要求。2.1.2消防校核的方法： 1首先根据城市规模和现行的确定同时发生的火灾次数和消防用水量； 2把消防流量作为集中流量加在相应节点的节点流量中；如按消防要求同时一处失火，那么放在控制点，有两处或两处以上失火，一处放在控制点，其他设定在离二级泵站较远或接近大用户的节点处，其他节点仍按最高用水时的节点流量。 3以最高日最高时

45、用水量确定的管径为根底，将最高时用水量与消防流量相加后进展流量分配； 4进展管网平差，求出消防时的管段流量和水头损失； 5计算消防时所需求的水泵扬程。自在水压不低于10 mH2O2.1.3消防校核结果消防校核结果 虽然消防时比最高时所需的效力水头要虽然消防时比最高时所需的效力水头要小得多小得多,但因消防时经过管网流量增大，各但因消防时经过管网流量增大，各管段的水头损失相应添加，按最高时确定管段的水头损失相应添加，按最高时确定的水泵扬程有能够不满足消防时的需求。的水泵扬程有能够不满足消防时的需求。假设：假设：消防时需求的水泵扬程消防时需求的水泵扬程 小于小于 最高时确定的最高时确定的水泵扬程水泵

46、扬程,那么设计不需求调整；那么设计不需求调整；消防时需求的水泵扬程消防时需求的水泵扬程 略大于略大于 最高时确定最高时确定的水泵扬程，可放大管网末端个别管径；的水泵扬程，可放大管网末端个别管径；消防时需求的水泵扬程消防时需求的水泵扬程 远大于远大于 最高时确定最高时确定的水泵扬程，专设消防泵。的水泵扬程，专设消防泵。2.2.1事故校核的本质事故校核的本质 管网主要管段发生损坏时，必需及时检修，在检修时间管网主要管段发生损坏时，必需及时检修，在检修时间内供水量允许减少，但设计水压普通不应降低。事故时管网内供水量允许减少，但设计水压普通不应降低。事故时管网供水流量与最高时设计流量之比，称为事故流量

47、降落比，用供水流量与最高时设计流量之比，称为事故流量降落比，用R表示。表示。R的取值根据供水要求确定，城镇的事故流量降落的取值根据供水要求确定，城镇的事故流量降落比比R普通不低于普通不低于70%。 2.2.2事故校核的方法事故校核的方法 校核时，水力计算过程跟最高时计算过校核时，水力计算过程跟最高时计算过程一样，只是管网各节点的流量应按事故程一样，只是管网各节点的流量应按事故时用户对供水的要求确定。可按事故流时用户对供水的要求确定。可按事故流量降落比一致折算，即事故时管网的节点量降落比一致折算，即事故时管网的节点流量等于最高时各节点的节点流量乘上事流量等于最高时各节点的节点流量乘上事故降落比故

48、降落比R2.2.3事故校核的结果事故校核的结果 经过校核后不符合要求时，可以添加经过校核后不符合要求时，可以添加平行主干管或埋设双管，或放大某些连通平行主干管或埋设双管，或放大某些连通管的管径，或重新选择水泵。也可以从技管的管径，或重新选择水泵。也可以从技术上采取措施，如加强当地给水管理部门术上采取措施，如加强当地给水管理部门的检修力量，缩短损坏管段修复时间；重的检修力量，缩短损坏管段修复时间；重要的和不允许断水的用户，可以采用贮备要的和不允许断水的用户，可以采用贮备用水的保证措施。用水的保证措施。2.3.最大转输校核最大转输校核2.3.1最大转输校核的本质最大转输校核的本质最高时最高时转输时

49、转输时2.3.2最大转输校核的方法最大转输校核的方法 校核时，水力计算过程跟最高时计算过校核时，水力计算过程跟最高时计算过程一样，只是管网各节点的流量需按最大程一样，只是管网各节点的流量需按最大转输时管网各节点的实践用水量求出。因转输时管网各节点的实践用水量求出。因节点流量随用水量的变化成比例地增减，节点流量随用水量的变化成比例地增减，所以最大转输时各节点流量可按下式计算：所以最大转输时各节点流量可按下式计算：izsziqkqiqzsk-最高用水时的节点流量，最高用水时的节点流量，L/s -最大转输时节点流量折减系数，其值可按下式计算最大转输时节点流量折减系数，其值可按下式计算 式中式中 Qz

50、y、Qh分别为最大转输时分别为最大转输时和最高用水时管网总用水量，和最高用水时管网总用水量，L/s； Qzi、Q i 分别为最大转输时已确定分别为最大转输时已确定常为集中流量的节点流量和与之相常为集中流量的节点流量和与之相对应的最高用水时的节点流量，对应的最高用水时的节点流量，L/s。 节点流量确定后，按最大转输时的流节点流量确定后，按最大转输时的流量进展分配和管网平差，求出各管段的量进展分配和管网平差，求出各管段的流量、水头损失和所需求的水泵扬程。流量、水头损失和所需求的水泵扬程。ihzizyzsQQQQk_2.3.3最大转输校核的结果最大转输校核的结果 校核不满足要求时，应适当放大从泵站校

51、核不满足要求时，应适当放大从泵站到水塔最短供水道路上管段的管径。到水塔最短供水道路上管段的管径。6.7 6.7 最大闭合差的环校正法和多水源管网平差最大闭合差的环校正法和多水源管网平差1、最大闭合差的环校正法、最大闭合差的环校正法 管网计算过程中，在每次迭代时，可对管网中的各环管网计算过程中，在每次迭代时，可对管网中的各环同时进展校正流量，但也可以只对管网中闭合差最大的一同时进展校正流量，但也可以只对管网中闭合差最大的一部分环进展校正，称为最大闭合差的环校正法。采用此法部分环进展校正，称为最大闭合差的环校正法。采用此法可以减少平差任务量。可以减少平差任务量。 由知，环由知，环、和其构成的大环和

52、其构成的大环(1-2-3-6-5-4-1)闭合差闭合差之间的关系为之间的关系为:41545221hhhhhhII52656332hhhhhhIIII415465633221hhhhhhhhIII415465633221hhhhhhhhIIIIIIIIIIIIhhh即即 由此可知由此可知,大环闭合差就等于构成该大环各基环闭合差大环闭合差就等于构成该大环各基环闭合差h的代数和。的代数和。如图，环如图，环和环和环的闭合差方向一样的闭合差方向一样 ： 为降低环为降低环和环和环的闭合差，分别对环的闭合差，分别对环和环和环引入校正引入校正流量流量 Iq和和IIq，使环，使环和环和环的闭合差减小的闭合差减小

53、 。 但公共管段但公共管段25由于相互抵消作用，使环由于相互抵消作用，使环和环和环的闭合差降的闭合差降低幅度减小，平差效率较低低幅度减小，平差效率较低 。 假设思索对环假设思索对环和环和环构成的大环构成的大环校正，那么多环受害，校正，那么多环受害，平差效果好平差效果好 。 如环如环和环和环的闭合差方向相反的闭合差方向相反 假设采用大环平差，那么与大环闭合差同号的环假设采用大环平差，那么与大环闭合差同号的环闭闭合差亦随之降低，但与大环异号的环合差亦随之降低，但与大环异号的环闭合差的绝对值反闭合差的绝对值反而增大。因此，相邻基环闭合差别号时，不宜做大环平差。而增大。因此，相邻基环闭合差别号时，不宜

54、做大环平差。 假设只对环假设只对环进展平差，那么环进展平差，那么环闭合差绝对值也减少。闭合差绝对值也减少。因此，相邻各基环闭合差别号时，宜选择其中闭合差较大因此，相邻各基环闭合差别号时，宜选择其中闭合差较大的环进展平差，不仅该环本身闭合差减小，与其异号且相的环进展平差，不仅该环本身闭合差减小，与其异号且相邻的基环闭合差也随之降低，从而一环平差，多环受害，邻的基环闭合差也随之降低，从而一环平差，多环受害，计算任务量较逐环平差方法为少。如第一次校正并不能使计算任务量较逐环平差方法为少。如第一次校正并不能使各环的闭合差到达要求，可按第一次计算后的闭合差重新各环的闭合差到达要求，可按第一次计算后的闭合差重新选择闭合差较大的一个环或几个环连成的大环继续计算，选择闭合差较大的一个环或几个环连成的大环继续计算，直到满足要求为止。直到满足要求为止。