给水工程课程设计 迟永飞

1、 四川大学给水工程课程设计说明书姓 名： 迟永飞 学 院： 建筑与环境学院 学 号： 0843052117 指导老师： 付垚 给水工程课程设计目录一 给水管网课程设计任务书 （1）课程设计的目的 （2）工程概况 （3）设计内容和基本要求二 给水管网的设计计算（1）原始资料和城市用水量计算（2）二泵站供水方案设计及清水池、水塔容积计算（3） 管网水力计算、（4） 水塔高度、二泵站扬程及管网各节点的水压计算消防时管网核算事故时管网核算三 参考资料四 设计图（1）干管水力坡线图（2）管网节点布置图（3）最高用水时管网的等水压图第一节 课程设计任务书（一）课程设计的目的 通过对中小城市给水管网的规划设

2、计，要求进一步巩固和掌握城镇水源的选择，管网的布置和管网平差计算的内容，同时培养使用相关手册和规范等综合能力。（二）工程概况该城市属于中小型城市，地势落差较大，有一条河流从市区中间穿过，河流南方东边有甲、乙两个工厂，西边有丙、丁两个工厂，北区地势较南区平坦，为居民区，北区有浴室，医院，旅馆，火车站和公园。城市建筑物比较密集，属于工业城市。（三）设计内容和基本要求根据以下资料，设计城市给水管网。具体要求：1、 进行设计计算。a、 计算各种用水量，编制该城市逐时合并用水量。b、 进行管网定线布置，确定水厂位置。c、 拟定管网工作制度，确定计算管网的几种情况，进行管网水力计算。d、 确定二泵站扬程。

3、e、 计算管网各节点的自由水压，检查是否满足用户对水压的要求。2、 编写设计计算与说明书一份根据设计原始资料，各项设计计算过程以及设计中的体会编写设计说明书一份。3、 绘制下列设计图各一张a、 城市给水管网平面布置图b、 干管水力坡线图c、 管网节点布置图d、 最高用水时管网的等压线图第二节 给水管网的设计计算（一）、原始资料 1.城市总平面图一张，比例1：50002.居住区面积见总平面图。近期规划人口密度：520人/公顷。 给水人口普及率为100。 3.居住区建筑为一、二、三、四、五层混合建筑。 4.居住区卫生设备情况：室内有给排水设备和淋浴设备。 5.由城市给水管网供水的工厂为造纸厂，生产

4、能力为3T/d,(每T 纸用水量为250m3)，该厂按三班制工作，每班淋浴人数为25%。该厂建筑物耐火等级为三级。厂房火灾危险性为丙级，最大建筑物体积为4000m3。6.由城市管网供水的铁路车站用水量为600m3/d。 7.医院有200个病床，有盥洗室和浴室。 8.浇洒道路及绿地用水量考虑150m3/d。 9.未预见用水及管网漏失水量系数k=1.2。 10.城市位于四川省内，土壤为砂质粘土，无地下水，冰冻不考虑。 用水量计算 1、城市居住区面积表 街区编号12345678910街区面积(ha)1.1253.234.6251.5492.8293.6755.5255.5253.2742.737街区

5、编号11121314151617181920街区面积(ha)5.3623.8471.3412.3453.8783.3993.1453.1453.4233.145街区编号21222324252627282930街区面积(ha)2.893.1453.1912.9753.333.7931.2864.414.51街区编号31323334353637383940街区面积(ha)6.34.054.0741.623.153.153.71.7583.1453.33街区编号41424344454647484950街区面积(ha)3.751.8152.6352.673.332.2183.243.243.71.48

6、8街区编号51525354555657585960街区面积(ha)3.54.815.0355.8054.594.0834.755.4834.29工厂 城市各用户逐时用水量合并计算表时间居住区生活用水乙厂公共建筑用水量火车站用水量浇洒道路及绿地用水量未预见水量每小时用水量占一天用水量%（m3）一般车间生活用水沐浴用水m3生产用水m3占一天用水量%m3占一天用水量%m3m3m3m3%变化系数m30-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-1212-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-241.

7、701.671.631.632.564.355.145.646.005.845.075.155.155.155.275.525.755.835.625.003.192.692.581.87482.72474.20462.84462.84726.911235.181459.501601.481703.701658.271439.631462.341462.341462.341496.421567.401632.711655.431595.801419.75905.80763.83732.59530.993.763.763.763.723.763.763.763.723.763.763.763.7

8、23.763.763.763.723.763.763.763.723.763.763.763.720.940.940.940.930.940.940.940.930.940.940.940.930.940.940.940.930.940.940.940.930.940.940.940.933330.0039.039.036.040.534.534.531.50.000.0033.040.533.037.537.540.540.528.534.534.527.030.039.039.01.701.671.631.632.564.355.145.646.005.845.075.155.155.15

9、5.275.525.755.835.625.003.192.692.581.870.510.5010.4890.4890.7681.3051.5421.6921.8001.7521.5211.5451.5451.5451.5811.6561.7251.7491.6861.5000.9570.8070.7740.5614.174.174.164.174.174.164.174.174.164.174.174.164.174.174.164.174.174.164.174.174.164.174.174.1625.0225.0224.9625.0225.0224.9625.0225.0224.96

10、25.0225.0224.9625.0225.0224.9625.0225.0224.9625.0225.0224.9625.0225.0224.967575252525252525252525252525252525252525252525252525534.19564.66553.23550.28819.141321.891549.501685.621831.401710.981525.111555.281547.851555.351586.401660.511725.901736.581682.951506.701062.66845.60823.32621.441.7481.8481.8

11、111.8012.6814.3265.0715.5165.9935.5994.9915.0905.0665.0905.1925.4345.6485.6835.5084.9313.4782.7672.6942.034合计1002839522.597501003010060015060030556.5100用水量变化曲线人口密度为520cap/ha，城市居住区的面积和为204.366，给水普及率为100%给水人口数N=204.366*520=106270cap城市居民最高日用水量为：Q=qNf=200*106270*100%/1000=21254m3/d最高日最大时用水量为：Qd=Q*6%=270

12、.5L/S 2、工厂用水量（1）生产用水量 Q=3T/d*250m3/T=750m3/d（2）职工生活用水量及淋浴用水量 Q=3*300*0.025+3*75*0.04=31.5m3/d3、公共建筑用水量 Q=150*200/1000=30m3/d4、消防用水量 室外消防用水量Q=30L/s*2*3600+15L/s*2*3600=216000L+108000L=324m3 室内消防用水量Q=10*60*15L/s=9m35、火车站用水量 Q=600m3/d6、浇洒道路及绿化用水量假定早晚各集中一次 Q=150m3/d（二）二泵站供水方案设计及清水池、水塔容积计算 清水池和水塔调节容积计算时间

13、用水量（%）二泵站供水量（%）一级泵站供水量（%）清水池调节容积（%）水塔调节容积（%）无水塔用水塔12345670-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-1212-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-241.701.671.631.632.564.355.145.646.005.845.075.155.155.155.275.525.755.835.625.003.192.692.581.872.782.782.782.782.775.005.005.005.005.005.005.

14、005.005.005.005.005.005.005.005.002.772.782.782.784.174.174.164.174.174.164.174.174.164.174.174.164.174.174.164.174.174.164.174.174.164.174.174.16-2.47-2.50-2.53-2.54-1.610.190.971.471.841.670.900.990.980.981.111.351.581.671.450.83-0.97-1.48-1.59-2.29-1.39-1.39-1.38-1.39-1.400.840.830.830.840.830.83

15、0.840.830.830.840.830.830.840.830.83-1.39-1.39-1.39-1.38-1.08-1.11-1.15-1.15-0.21-0.650.140.641.000.840.070.150.150.150.270.520.750.830.620.000.42-0.09-0.20-0.91累计100.00100.00100.0017.9812.506.55清水池的有效容积等于W=W1+W2+W3+W4式中：W1：调节容积(米3)，一般根据制水曲线和供水曲线求得W2：消防贮水容积(米3)，贮存火灾延续时间内的室外消防用水量。W3：净水构筑物冲洗用水及其他厂用水的调

16、节水量(米3)，根据水厂的生产工艺确定，（当滤池采用水泵冲洗时可按一次冲洗的水量考虑，当滤池采用塔冲洗时一般可不考虑），本设计可取W3=200300m3。W4：安全贮水容积(米3)，为避免清水池抽空，威胁供水安全，清水池可保留一定水深的容量作为安全储量，本设计可取W4=0.1 W1米3因此水塔调节容积=6.55%*23148.5=15162.3m3=15200m3清水池调节容积=17.98%*23148.5=4162.1m3=4200m3清水池容积=4162.1+324+0.1*23148.5+250=7050m3 （三）管网水力计算 比流量 Qh-q qs= l qs=Q1/l=354.23

17、/10430=0.0340L/(m.s) 沿线流量q1 根据比流量qs和各管段计算长度，可算出各管段的沿线流量ql=qs*l,沿线流量计算沿线流量计算表管段管段长度（m）沿线流量（L/s）0-11-22-33-41-55-64-64-86-108-99-103-204-2112-1312-1414-1813-1714-1717-2020-2121-1918-1973520021063521011004355802305905904704804304357656104302755407041024.996.87.1421.597.1437.414.7919.727.8220.0620.0618.

18、816.3214.6214.7926.0120.7414.629.3518.362.3813.94合计10430270.5 节点流量 各节点流量qi等于连接在该节点上所有管段沿线流量之和的一半。qi=0.5q1 节点流量计算表节点该节点连接的管段节点流量（L/s）123456789101112131-2/1-71-2/2-32-3/3-43-4/4-54-5/5-65-6/6-7/6-91-7/7-6/7-87-8/8-9/8-11/8-126-9/8-9/9-109-10/10-118-11/10-11/13-11/11-148-12/12-1312-13/13-1114.130514.21

19、4521.111519.177013.289518.672517.327529.81710.602511.191523.004025.06517.66301411-146.9444 管网水力计算 (1)流量分配先确定城市的主要供水流向，然后拟定各管段的流向，根据最高日最大时水泵及水塔的供水量以及管网各节点流量（包括大用户的集中流量），按节点流量连续性条件qi+qij=0，对各管段进行初步的流量分配。(2)选定各管段的管径在各管段初步分配流量之后，可按平均经济流速选定管径。也可假定经济因素=1，按界流量来选定管径。当流量很小时，按平均经济流速选出的管径太小，此时应考虑通过消防流量的要求选用管径。

20、小城市 Dmin=100mm本设计最小管径可取100mm（或150mm），此外，在选管径时还应考虑通过最大转输流量的可能；并适当留有发展的余地，因此在供水分界线附近及边远地区的管径可适当放大。输水连接管的管径一般与输水管相同，也可小于输水干管管径2030%。(3)计算管段摩阻S可按水力计算表查出管段的水力城度i，计算出管道的水头损失H、hij后，采用 hijSij=计算。 qij(4)计算管道的水头损失hij可按水力计算表查出管段的水力坡度i，由公式hij=iijLij计算管道的水头损失hij.(5)管网平差管网平差就是将管网中的各管段的流量进行调整，使通过流量过大管段的流量减小，使通过流量过

21、小管段的流量增加（但必须满足连续性方程），直至各环的闭合差达到允许的范围为止。计算结果得出各管段的水头损失，是决定水塔高度和二泵站扬程的依据。环号管段管长（m）管径（mm）初步分配流量第一次校正q (L/s)1000ih (m)|sq|q (L/s)1000ih (m)|sq|1-22-33-61-77-6430830630410620400350200500300-100-85.8-15.0170.553.22.373.502.352.073.09 -1.02-2.91-1.480.850.930.01020.03390.09870.00500.0175-74.02-59.82-10.851

22、96.4850.691.371.791.282.712.84-0.59-1.49-0.811.111.760.00790.02490.07460.00570.0348q1=10.98-3.630.16530.3473-44-55-63-6840600580630300250200200-49.7-305-17.215.02.772.832.792.35-2.33-1.70-1.621.480.04690.05570.09420.0987-27.87-8.674.6310.850.960.290.291.28-0.81-0.180.170.810.02900.02030.03580.0746q2

23、=7.40-4.70.31760.2786-77-86-98-9620470490545300400300150-53.2100.0-66.7-10.03.092.374.644.69-1.921.11-2.27-2.560.03610.01110.03400.256-50.69128.49-38.2121.742.843.771.701.50-1.761.77-0.830.820.03480.01380.02180.0376q3=8.36-5.640.33720.2788-99-1010-118-1154562061562015030025020010.0-46.1-34.920.04.69

24、2.383.643.972.56-1.48-2.242.460.25600.03210.06400.1230-21.74-49.36-38.1629.981.502.714.188.16-0.82-1.68-2.575.060.03760.03400.06740.1689q4=-1.040.980.47510.2788-118-1212-1313-11620880610440200300250200-20.060.235.117.43.973.883.643.12-2.463.342.221.370.13000.05550.06300.0787-29.9846.9739.974.178.162

25、.474.550.24-5.062.182.780.100.16890.04630.06950.0251q5=-6.874.470.32550.2785、扬程及管网各节点的水压 最高用水时二级泵站水泵扬程计算在地形图上可以确定各节点的地面标高过桥管为长度为500米，管径为450mm的铸铁管，水头损失查水力计算表知为为8.37m。净水厂到节点11的输水管网长度为225管径为800mm，水头损失为0.77m。净水厂到控制点的水头损失为h=8.3=0.77=9.07m。净水厂地面标高：192m。控制点11地面标高：190.5m。因为建筑物为一到五层，所以选最小服务水头为24m，取2m的保证水压，所以

26、水泵扬程为Ht=9.07+26=35.07m。水泵扬程确定后，便可求出各节点自由水压。各节点标高水压 节点地面标高（m）节点水压标高（m）自由水头（m）8188.7222.433.712191.3219.227.913192.3216.32411192.2219.026.810191.7220.228.59189.7222.332.614192.2218.826.67190.8225.334.51193.2228.935.72195.6236.030.43192.2223.130.94190.5228.231.75189.6221.531.96189.6221.732.1从计算结果可知，除了控

27、制点3，其他各点均满足24m自由水压要求。 故二级泵站水泵扬程Hp=236.0+0.7-（189.4+1）=46.3m2事故时管网核算 设管段6-7断开，70%的设计流量（199.25L/s）送向管网，管网各节点流量按最高时各节点流量的70%计算。重新分配流量进行平差得出各管段在事故时的水头损失和各个节点的自由水头。如下表所示：= 迭代次数=12 = 环号= 1 闭合差= -.009 - 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) - 1 620 300 .50 35.50 1.49 .92 .0259 2 630 200 .2

28、4 -7.52 .67 -.42 .0561 3 830 350 .43 -41.78 .94 -.78 .0186 4 430 400 .41 -51.72 .71 -.31 .0059 5 410 500 .70 137.63 1.40 .58 .0042 sqtotal= .258 dq= -.02 = 环号= 2 闭合差= -.008 - 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) - 1 580 200 .10 3.26 .16 .09 .0277 2 600 250 .12 -6.05 .16 -.09 .0156

29、3 840 300 .28 -19.49 .51 -.43 .0219 4 630 200 .24 7.52 .67 .42 .0561 sqtotal= .206 dq= -.02 = 环号= 3 闭合差= -.004 - 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) - 1 545 250 .31 15.25 .80 .43 .0284 2 490 300 .38 -26.67 .89 -.43 .0163 3 620 300 .50 -35.50 1.49 -.92 .0259 4 470 400 .72 90.02 1.95 .92 .0102 sqtotal= .206 dq= -.01 = 环号= 4 闭合差= -.004 - 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) - 1 615 250 .54 -26.66 2.17 -1.33 .0501 2 620 300 .49 -34.50 1.41 -.87 .0254 3 545 250