给水管网课程设计说明书

1、给水管网课程设计说明书姓名：李悦学号： 20070130211专业班级：给排水工程二班目录I .给水管网课程设计任务书 3一、设计项目3二、设计任务3三、设计资料3n .给水管网设计计算说明书 5一、输配水系统布置5二、设计用水量及调节构筑物相关计算 51 设计用水量计算52 设计用水量变化规律的确定73 清水池、水塔调节容积的计算7三、经济管径确定111 沿线流量及节点流量112 初始分配流量133 管径的确定13四、管网水力计算151 初步分配流量152 管网平差153 控制点与各节点水压的确定154 泵扬程与水塔高度的计算17五、泵的选择191最高时工况初选泵192 最大转输工况校核19

2、3 消防工况校核214 泵的调度24六、成果图绘制-25参考文献I.给水管网课程设计任务书一、设计项目某市给水管网课程设计二、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、求管网、输水管、二级泵站的设计用水量与调节水池的容积；3、计算确定输水管和管网各管段管径；4、进行管网水力计算；5、确定二级泵站的设计扬程，如果有水塔，确定水塔的设计高度；6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；7、画出管网内46个节点详图。三、设计资料1、某市规划平面图一张。2、

3、某市规划资料。某市位于湖南的东部，濒临湘江。近期规划年限为 6年，人口数为12万， 城区大部分房屋建筑控制在6层。全市内只有两家用水量较大的工业企业， 其用 水量及其他情况详见表1。表1工业企业近期规划资料企业12项目1.企业用水量（米3 / 日）24003600工业用水对水质要求同生活饮用水同生活饮用水工业用水对水要求不小于24米不小于24米2.工厂房屋耐火等级二三工程生产品危险等级丙乙工厂房屋最大体积（m210000 （厂房）5000 （库房）工厂面积（公顷）24203、补充说明11）管网管径原则上按简化公式Dij （fq n计算确定，式中，经济因素f = 0.92 ，管线造价中的指数a

4、= 1.8。2）工业企业每小时耗用生产用水量相同。铁路车站每天用水量为2000吨,按均匀用水考虑。3）不论设计年限内最高日用水量是多少，均嘉定其用水量变化如表2所示。4）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， 能做给水水源，水厂位置如平面图所示。5）冰冻深度0.2米，地下水离地面3米。6）其他资料见平面图。表2最高日内小时用水量变化时间01122334455667788991010111112占日用水量比例（%1.601.471.432.362.364.155.145.966.15.895.075.35时间12131314141515161617171818191920

5、2021212222232324占日用水量比例（%5.355.355.275.525.756.035.725.003.192.692.581.87n .给水管网设计计算说明第一节输配水系统布置根据所给资料，结合城镇规划并考虑经济性和供水可靠性的要求， 决定了采 用城区环状给水、郊区及河边树状给水的布置形式， 在高地布置水塔，水塔自工 业企业No.1接入管网，水厂至管网双管输水。第二节设计用水量及其调节构筑物相关计算1设计用水量计算：基本数据：由原始资料该城市位于湖南，在设计年限内人口数12万,查室外排水设计规范可知该城市位于一分区，为中小城市。城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的20

6、炖算；1.1. 1居民最高日生活用水量 Q1 :Q1=qNfQ1城市最高综合生活用水，m3/ d;q城市最高综合用水量定额，L/( cap.d );N城市设计年限内计划用水人口数；f 城市自来水普及率，采用f=100%所以：Q1.1= 230 X 12X 104X 100%/1000=27600 m 3 /d1. 1. 2铁路车站每天用水量 Q1.2 = 2000 m3/d 。得 Q1= Q1.1 +Q1.2 = 29600 m3/d 。1. 2工业区的用水量计算由所给资料得知，工厂 No.1企业总用水量为2400 m3/d,工厂No.2的企业总用水量为 3600m3/d。总计，Q2 = 24

7、00+3600 = 6000 m3/d。1 3浇洒道路用水量计算按城市浇洒道路用水量标准q=1L/ （川.次），每天两次，用水量公式：Q3= qNn/1000（n代表次数，N代表浇洒道路面积），=1*1434721.162*2/1000=2870 m3。1. 4绿化用水量计算按城市大面积绿化用水量定额 q=1.5L/ （tf .次），每天两次，用水量公式Q4 =qN n/1000（n代表次数，N代表绿化用水面积），=1.5*454356.5206*2/1000=1360 m3。1. 5未预见用水量的计算按最高日用水量的20%（。而最高日的用水量包括居民的综合生活用水量；工业区用水量；浇洒道路和

8、绿化用水量。相应的未预见用水总量。1. 6最高日设计流量QdQd = 1.2 X( Q1+Q2+Q3+Q4=1.2 X( 29600+6000+2870+1360=47796 m3 /d最咼日最咼时用水量QhQh= Kh XQ d/86.4=1.46 X 47796 /86.4=807.66 L / s（时变化系数由原始资料知 Kh= 1.46）1. 7消防用水量：城镇、居住区室外的消防用水量：火灾次数：2一次灭火用水量：45L/S城镇消防用水量为 90 L/s工厂消防用水量：No.1 火灾次数：1一次灭火用水量25 L/sNo.2火灾次数：1I一次灭火用水量：30 L/s2设计用水量变化规律

9、的确定根据所给资料，绘制出日用水量曲线，综合实际情况，决定采用分级供水：20次日5时共9小时，泵站供水量为2.78%Qd用户为用水量输送至水塔；520 点共15小时，泵站供水量为5.00%Qd不足水量用水塔供给。3清水池、水塔调节容积的计算由用水量变化曲线与分级供水线求得清水池与水塔的调剂容积，如下表:清水池与水塔调节容积计算时间用水量(%二级泵站 供水量(%一级泵 站供水 量(%清水池调 节容积(%清水池调 节容积(m3)水塔调 节容积(%)水塔调节容积(m3)0-1 :1.62.784.17-1.39-664.36-1.18-563.991 - 21.472.784.17-1.39-664

10、.36-1.31-626.132- 31.432.784.16-1.38-659.58-1.35-645.253-41.432.784.17-1.39 :-664.36-1.35-645.254- 52.362.774.17-1.40-669.14-0.41-195.965 - 64.155.004.160.84401.49-0.85-406.276- 75.145.004.170.83396.710.1466.917- 85.695.004.170.83396.710.69329.798- 96.15.004.160.84401.491.10525.769- 105.895.004.170.

11、83396.710.89425.3810- 11 15.075.004.170.83396.710.0733.4611 - 125.355.004.160.84401.490.35167.2912- 135.355.004.170.83396.710.35167.2913-14 15.355.004.170.83396.710.35167.2914-155.275.004.160.84401.490.27129.0515-165.525.004.170.83396.710.52248.5416-17 :5.755.004.170.83 :396.710.75358.4717-1816.035.

12、004.160.84401.491.03492.3018-195.725.004.170.83396.710.72344.1319-20 :5.005.004.170.83 :396.710.000.0020-213.192.774.16-1.39-664.360.42200.7421-222.692.784.17-1.39-664.36-0.09-43.0222-232.582.784.17-1.39-664.36-0.20-95.5923-241.872.784.16-1.38-659.58-0.91-434.94合计100.00100.00 100.0012.505974.507.653

13、656.393. 1清水池所需有效容积计算清水池调节容积为W1k1 Qd=12.50% * 47796 = 5974. 5 m3水厂自用水量调节容积按最高日用水设计用水量的5%+算，则W25% Qd=5% * 47796 = 2389.8 m3.水量为45L/S。火灾延续时间按2h计，故火灾延续时间内所需总用水量为W3 =2*45 L/s *3.6*2h=648 m3 .另需一部分安全储量 W4，则清水池的有效容积可按以上三部分容积和取整, 得：W 清= Wi +W2+W3+W4 =9012.3+W4 m3 = 10000 m3如米用两座钢筋混凝土水池，每座池子有效容积为5000 m3。3.

14、2 水塔有效容积计算水塔调节容积为W2 k2 Qd=7.65%*47796=3656.39 m 3故水塔的有效容积为Wt =W, +W2 = 3656.39 +6 =3665.39 m3 。其中 W,水塔调节容积，m3W2 室内消防贮备水量，m3按10L/S计。最高日设计用水量为：47766 (m3/d)，管网中设置对置水塔最高用水时(89点)水塔的设计供水流量为：47796X( 6.10% 5.00%)X 1000/ 3600= 146.04 (L/ s);最大传输时(34点)水塔的最大进水流量为：47796X( 2.78% 1.43%)X 1000/3600= 179.24 (L/s)。第

15、三节经济管径确定1沿线流量及节点流量从整个城镇管网分布情况来看，干管的分配比较均匀，故按长度流量法计算。 1. 1配水干管计算长度：二级泵站-1为输水管，不参与配水，其计算长度为零。管段1-2 ,2-3,16-17, 17-18，为单侧配水，其计算长度按实际长度的一半计入。其余均为双侧配水管 段，均按实际长度计入。贝L =20339.4m1.2配水干管比流量：最高时总用水量可从用水量计算表中查得为807.66L/S.大用户集中用水量包括工业区 1: Q1=2400m3/d=27.78L/s工业区 2: Q2=3600 m3/d=41.67L/s车站 Q3=2000 m3/d=23.15L/s则

16、由公式有Qqqsl=807.66-(27.78+41.67+23.15 ) /20339.4=0.0351564 L/(s m)。1. 3沿线流量:各管段的沿线流量计算见下表:各管段的沿线流量计算管段编号管段长度/m管段计算长度/m比流量/L/(s.m)沿线流量/L/s1-2656.9328.450.035156411.5472-371635812.5863-41066.31066.337.4874-571671625.1722-51066.91066.937.5085-6644.5644.522.6581-6985.9985.934.6616-91078.11078.137.9029-106

17、44.3644.322.65110-1171671625.1724-111078.11078.137.9025-101078.11078.137.90211-121037.31037.336.46813-14644.1644.122.6449-141037.31037.336.46812-1371671625.17210-131037.31037.336.46812-18912.8912.832.09116-17643.9321.9511.31913-17912.8912.832.09117-1871635812.58614-16912.8912.832.0916-7611.5611.521.

18、4988-9613.9613.921.58314-15610.5610.521.46312-19852.5852.529.971合计20339.4715.0601.4节点流量计算：工业区1由节点18集中供水，其集中流量为27.78L/S ,工业区2由节点16供水，则其集中流量为41.67L/S , 车站由节点11供水，则其集中流量为23.15L/S。各节点的节点流量计算表如下：各管段节点流量计算节点连接管段节点流量L/s集中流量L/s节点总流量L/s11-2,1-623.10423.10421-2,2-5,2-330.82130.82133-4,2-325.03725.03743-4,4-11

19、,4-550.28150.28155-6,2-5,5-10,4-561.62061.62065-6,1-6,6-9,6-758.36058.36076-710.74910.74988-910.79110.79196-9,9-14,9-10,8-959.30259.30210Im10-11,5-10,10-13,9-1061.09761.0971111-12,4-11,11-1049.77123.15072.9211212-19,12-13,12-18,12-1161.85161.8511313-10,13-17,13-12,13-1458.18758.1871414-15,14-13,9-14

20、,14-1656.33356.3331515-1410.73110.7311616-14,16-1721.70541.67063.3751716-17,17-13,17-1827.99827.9981817-18,12-1822.33827.78050.1181919-1214.98514.985总计715.060807.660最咼时总用水量 L/s大用户集中用水量L/s管网总长m比流量L/(s.m)807.66092.60020339.40.0352初始分配流量根据节点流量连续性方程和供水的经济型与可靠性, 初始分配流量如下表：管段编号初始分配流量L/s管径确定i公式算得管径(mm对应标准管

21、径1(mm处理后(连接管、分 界线处放大)J1-2320606.66006002-3150438.64504503-4124.96405.74004004-519181.22003002-5139.18424.84504505-635235.42503501-6318.61605.46006006-9214.5511.26006009-1026207.220030010-1119181.22002504-1193.68358.63503505-1093.5635835035011-1239.76248.5525035013-1418.98181.142002509-14118.41396.43

22、40040012-1318.55179.420025010-1339.46247.7425035012-1818.53179.320040016-1731223.4525030013-1718.3178.3420035017-1877329.7735040014-1632.37227.622503506-710.751421501508-910.79142.31501 15014-1510.73141.9门150H15012-1914.99163.72002003管径的确定1根据设计资料中的要求，经济管径原则上按简化公式Dj (fq； 计算h 10 .67 q；lj确定(f=0.92 , a

23、=1.8),计算时采用海森威廉公式(C nD m )，取m = 4.87 , n = 1.852。而由于最高时采用多水源供水，管网中存在供水分界线， 分界线上的节点流量一般由两个水源共同供给，因此应适当放大供水分界线附近管段。另外，考虑到事故时需要，连接管也应适当放大一至二级。管径确定结果见上表。第四节管网水力计算1初步分配流量根据用水情况，拟定各管段的流向，按照最短路线供水原则，并考虑可靠性的要求进行流量分配，如下表：最高时流量初步分配LLJJ管段号管段直径初步流量管段长度备注1600319.91656.91-22600318.61985.91-6335035644.55-64450139.

24、091066.92-554501507162-36400124.961066.33-47300197164-5835093.681078.14-1192501971610-111035093.471078.15-101130026644.39-1012600214.51078.16-913400r 118.411037.39-141425018.98644.113-141535039.371037.310-1316350P39.761037.311-121725018.5571612-131840018.53912.812-1819400:77.3971617-182035018.39912.

25、813-172130031643.916-1722350:32.37912.814-1623500146.04803.618-T24600661.62658P-12管网平差利用自制excel表格进行平差，具体过程及平差及水力计算结果示意图 h 10 .67 q；lj也|见附录。（CnD；，Sqj 気|）3控制点与各节点水压的确定平差结果满足 h环0.5, h网1.0及连续性方程，计算各节点水压, 各管路水头损失等信息，其计算结果如下：节点数据：节点自由水压m标咼m位置水头m节点总流量L/s1P 36.24134.11170.3523.104234.57134.99169.5630.821333

26、.18135.66168.8425.037430.63136.95167.5850.281532.50135.81168.3161.620633.96134.70 i168.65 j58.360734.23133.00167.2410.749832.64133.70166.3410.7919P32.68135.10167.7859.3021030.09136.41166.5061.0971128.06137.72165.7872.92112P27.81137.62165.4361.8511328.00137.84165.8458.1871430.59135.62166.2156.33315P

27、30.65134.15164.8010.7311629.76136.13165.8963.3751728.24137.59165.8327.9981828.77137.31166.0850.1181928.92135.61164.5314.985管段数据:管段编号管段长度L(m)上次平差后 管段流量Q0(l/s)选定管径 下的流速Vt(m/s)选定管径D(mm)水头损失(m)起点-终点1656.9288.08491.06000.7851-22985.9350.43511.26001.6941-63644.547.24940.5:3500.3746-541066.9133.79690.84501

28、.2512-55716.0123.46800.84500.7232-361066.398.42800.8P 4001.2563-47716.035.60650.53000.5215-481078.183.75450.93501.8054-119716.024.20070.52500.61910-11101078.183.81980.93501.808 |5-1011644.351.43070.73000.9269-1012P 1078.1234.07570.8600 10.877 :6-9131037.3112.55500.94001.567 |9-1414644.19.39520.22500

29、.09714-1315P 1037.349.94980.5350 10.667 :10-13161037.335.03520.43500.346 11-1217716.02.69210.12500.01112-1318912.844.49690.4400 10.247 :18-1219716.051.42310.44000.254 118-1720912.83.84710.043500.005 113-1721643.927.27020.4300 H0.286 117-1622912.836.09980.43500.32214-16从计算结果可知，除控制点13外的其他节点的自由水头都大于 28

30、m满足 水压要求。大部分管段的流速都在经济流速范围内， 满足流速要求（个别管段因 位于供水分界线附近，流速偏小）。|4泵扬程与水塔高度的计算从泵站到管网的输水管计两条，每条流量为1 661 .62330 .81 L/s，选定管径600mm选定13点为控制点，损失计算如下表：管段管长m流量L/s管径mm流速m/s水头损失m1-2656.9288.0856001.0190.7852-51066.9133.7974500.8421.2515-101078.183.8203500.8721.80810-131037.349.9503500.5190.667管段1-5-13刀h总计4.5111-6985

31、.9350.4356001.2401.6946-91078.1234.0766000.8280.8779-141037.3112.5554000.8961.56714-13644.19.3952500.1910.097管段1-9-13 E h总计4.235管段1-13 E h均值4.373输水管X 2658.0330.810600 11.171P 1.016水塔到18803.6146.040500 |0.7440.663从节点数据表中可知，控制点13的位置水头为165.836m,已知清水池的地 面标高为128.0m,二泵站内、吸、压水管路的水头损失总共取 2.0 m另外取安 全水头2.0m。因

32、此水泵总需扬程为：Hp=Z+E h+ H 安全=165.836 - 128.0 + 4.276 + 1.016 + 2 + 2 = 47.225水塔出水管连接到节点18,因此水塔高度为：Ht = H18 + Z18 + ht-18- Zt =166.084 + 0.663- 160 = 6.747m第五节泵的选择1 最高时工况初选泵根据第四节得出的最高用水时的工况点(2389.8 m3/h , 47.225 m)选泵, 得到以下选型组合能够满足要求：名称型号配套电动机流量m3/h扬程m最高时理论Q最高时理论Hp最高时 实际H*最高时 实际Q*最高时工 作数量S系列单级双 吸式离心泵200S63

33、AY250M-218054.4251.42147.22549.073235.11132437.5S系列单级双 吸式离心泵300S58AY315LI-452955767.73147.225 49.072 718.23389342因此，二级泵站选择200S63A 台，300S58A四台(其中一台为备用泵) 口- ； ； LI ( J :; 口、2最大传输时的校核具体平差过程省略，只列出水力计算结果。平差及水力计算结果示意图见附录。节点数据：节点自由水压m标咼m水压标咼 m节点总流量/(L/s)137.11718134.11171.22723.142235.94282134.991170.93384

34、.192335.07663135.657170.73363.405433.19451136.953170.14756.839534.6139135.81170.42398.381635.8718134.695170.56687.938737.5297133.002170.53171.462836.302133.7170.0021.468934.93768135.1170.03778.0661032.71186136.408169.11998.3101130.55869137.721168.279729.9191228.89048137.62166.51058.4121329.61387137.

35、836167.44997.9141432.67397135.6167168.29077.6621534.10564134.15168.25561.4601630.73284136.1255166.858344.6221728.67817137.593166.27123.8081828137.31165.3130.8181930.87808135.61166.48812.038管段数据:管段编号管段长度L(m)环路校正流量 q(L/s)选定管径下的流速 Vt(m/s)水头损失h(m)选定管径D(mm)起点-终点1656.9155.49810.60.2516001-22985.9210.45190

36、.70.6596001-63644.522.87830.20.0983506-541066.982.71980.50.5134502-55716.068.58830.40.2444502-3:61066.365.17830.50.586 :4003-47716.027.25180.40.3173005-481078.185.59020.91.8793504-11:9716.028.91400.60.861 125010-11101078.169.96630.71.2943505-1011644.349.53500.70.8643009-101121078.1178.17350.60.52960

37、06-9131037.3119.09860.91.7404009-1414644.128.73530.60.76625014-13151037.382.27720.91.680 :35010-13161037.384.58420.91.76935011-1217716.030.51520.60.95125013-1218912.8104.64940.81.20540012-18 :19716.0105.40060.80.95840017-1820912.872.58730.81.17335013-1721643.936.62330.50.494 :30016-1722912.881.24330

38、.81.44535014-16得此工况下的管网中的最不利点为18,则计算输水经18至水塔的损失如下:管段管长m流量L/s管径mm流速m/s水头损失m1-2656.9155.2276r 6000.549 :0.2502-3716.068.61904500.432 10.2443-41066.365.20904000.5190.5864-111078.185.3135r 3500.887 11.86811-121037.384.59513500.880 11.76912-18912.8104.44334000.8321.200管段1-4-18 E h总计5.92 11-6985.9210.7224

39、6000.746 |0.6606-91078.1178.14806000.6300.5299-14P 1037.3119.36554000.9501.74714-16912.880.87133500.8411.43216-17643.936.62343000.5180.49417-18716.0105.60674000.8410.961管段1-14-18 E h总计5.82管段均E h5.870输水管X2658.0184.5456000.6530.345水塔803.6179.2305000.9130.969计入4m的水塔水深，2m的泵站内损失，1m的安全水头，得到此时的水泵扬程为：Hp=Z+E

40、 h + H 安全=166.748 + 4 - 128.0 + 5.870 + 0.345 + 0.097 + 2 + 1=52.932此时，二级泵站处在低级供水线，供水量2.78%Qd=2.78%X47796 = 1328.73m3/h.关掉一台泵，可以满足(1328.73m3/h , 52.932 m )，各泵的工作情况如下:名称型号最大传输时理论Q(m3/h)最大传输时理论Hp最大传输时实际H*最大传输时实际Q*(m3/h)最大传输时 工作数量S系列单级双吸 式离心泵200S63A196.7352.9353.84186.601S系列单级双吸 式离心泵300S58A601.8052.935

41、3.84571.0723消防时的核算具体平差过程省略，只列出水力计算结果。平差及水力计算结果示意图见附录节点数据：节点自由水压m标咼m位置水头m节点总流量/(L/s)125.467134.11159.57723.10223.284:134.991 :158.275P 30.82321.463I 135.657157.12025.04417.945136.953154.89850.28520.097135.81155.90761.62621.660134.695156.35558.36721.937133.002154.93910.75819.164133.7152.86410.79919.19

42、6135.1154.29659.301015.301136.408151.70961.101112.834137.721150.55572.921210.534137.62148.15461.851310.291137.836148.127103.191413.704135.6167149.32156.331513.762134.150147.91210.731611.049136.1255147.175108.371710137.593147.59328.001810.029137.31147.33950.121911.644135.61147.254仃 14.99管段数据：管段编号管段长度

43、L(m)环路校正流量 q(L/s)选定管径下的流速 Vt(m/s)环路各管段水头损失h(m)起点-终点1656.9378.62341.31.3031-22985.9495.93661.83.2231-63644.555.79610.60.5096-541066.9188.85581.22.3682-55716.0158.94751.01.1552-361066.3133.90751.12.2223-47716.050.92910.71.0115-481078.1134.55661.44.3434-119716.038.10150.81.43510-11101078.1132.10281.44.1985-1011644.390.90491.32.6609-10121078.1371.03061.323210.03561.74.9759-1414644.142.37540.91.57214-13151037.3123.80621.33.5821