教学第6章给水管网工程设计课件

第6章给水管网工程设计（重点）给水管网工程设计的内容：1、设计用水量，水量调节与设计流量的计算2、进行管段设计，确定管段直径3、设计工况水力分析4、泵站扬程与水塔高度计算5、非设计工况水力校核6、绘制施工图。第6章给水管网工程设计（重点）给水管网工程设计的内容：1§6.1设计用水量及其调节计算§6.1.1最高日设计用水量计算一、最高日设计用水定额1、居民生活用水由N（城市人口）、q（生活用水定额）及f（城市给水普及率）确定。其中：q一般可参照《室外给水设计规范》，见附表1。§6.1设计用水量及其调节计算22、工业企业生产用水和生活用水（1）生产用水预测方法有3种：根据以前资料，工业用水增长率推水量根据单位工业产值的用水量计算根据单位产值用水量，用水重复利用率计算。用水指标：一般以万元产值用水量表示（m3/万元）或单位产品或每台设备每天用水量表示（m3/产量单位，m3/生产设备单位•d）。（2）生活用水及淋浴用水其定额按《工业企业设计卫生标准》生活用水量定额：一般车间每人每班25L高温车间每人每班35L沐浴用水定额：高温车间每人每班25L一般车间每人每班40L

2、工业企业生产用水和生活用水33、消防用水消防用水量、水压和火灾时间应按《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》，见附表3，4，54、其它用水绿化和市政浇洒道路浇洒绿地用水定额：1.0～2.0L/m2，每日两次绿化用水量定额：1.5～4.0L/m2.d5、未预见水量和管网漏失水量按照最高日用水量的15～25％3、消防用水4二、最高日生活用水量计算指设计年限内给水系统所供应的全部用水。包括：1、居住区综合生活用水2、工业企业生产用水和职工生活用水3、消防用水4、浇洒道路和绿地用水5、管网漏失水量和未预见水量注意：不包括工业自备水源水量二、最高日生活用水量计算5消防用水量不累计到设计总用水量中，仅作为设计校核。1、城市最高日生活用水量消防用水量不累计到设计总用水量中，仅作为设计校核。62、工业企业生产用水2、工业企业生产用水73、工业企业生活用水和淋浴用水3、工业企业生活用水和淋浴用水84、浇洒道路和大面积绿化用水量5、未预见水量及管网漏失水量4、浇洒道路和大面积绿化用水量96、消防用水量7、最高日设计用水量6、消防用水量10§6.1.2设计用水量变化及其调节计算一、设计用水量变化规律的确定1、目的：计算管网各部分设计流量2、表示方法：可以用变化系数（Kd，Kh）和变化曲线表示，由于变化因素太多，精确计算不可能。3、设计时取经验数据：城市综合用水：Kd可用1.1~1.5;Kh可用1.5~1.6；见教材p29表2.5工业企业生活用水：Kh取2.5~3.0；生产用水取值在最高日内平均分配§6.1.2设计用水量变化及其调节计算11二、最高时用水量二、最高时用水量12三、给水管网中设施流量设计（一）供水泵站供水流量设计1、对于单水源给水管网或用水量变化大的管网，可能在管网中设水塔或高地水池，低峰时，贮存流量，高峰时供水，以降低供水泵站设计规模。2、供水设计原则：（1）设计供水总流量＝设计用水量（2）多水源管网，有多个泵站各供水，协调能力强，无需设水塔或高地水池.设计供水量＝∑各供水泵站设计流量而各泵站分别供水多少应通过经济比较确定三、给水管网中设施流量设计13（3）对单水源管网若设水塔，则先设计供水泵站的供水曲线，泵站供水量一般分二级

要求：

泵站供水先尽量接近用水线，减少V水塔一般采用相应时段用水量平均值若不设水塔，供水泵站流量＝Qh3、实例说明供水泵站水量计算（1）管网中无水塔时：（2）管网中有水塔时：

（3）对单水源管网14（二）调节容积计算清水池，水塔，高地水池P124表及例题（三）清水池，水塔容积设计1、清水池作用贮存用水量（W1）；贮存消防水量（W2）；贮存水厂自用水量(W3)（5％～10％）Qd；贮存事故水量W4;V清＝W1+W2+W3+W4经验上计算：V清＝（10～20％）Qd2、水塔V清＝W1+W2;经验计算：V水塔＝（2.5~3%——5～6％）Qd

用水量大时取用水量小时取（二）调节容积计算15§6.2设计流量分配与管径设计

确定D是管网设计中主要任务；要确定D，要线确定qi和Qi.§6.2.1节点设计流量分配计算一、用水流量分配即将Qh分到系统中各管段及节点上，分配原则：1、用户分成两类：集中用户（大用户）和分散用户，即分成集中流量和沿线流量2、集中流量取水点在节点，沿线流量则沿线供应。集中流量计算一般：§6.2设计流量分配与管径设计163、沿线流量计算方法：可以按管段配水长度计；也可以按管段配水面积计；A的划分方法有梯形和三角形法4、计算完后，核算流量平衡：3、沿线流量计算方法：可以按管段配水长度计；也可以按管段配水17二、节点流量计算集中流量直接加到节点；沿线流量按第3章求力等效原则折算到管段两端。三、例题讲解见教材。二、节点流量计算18§6.2.2管段设计流量分配计算管段沿线流量≠管段设计流量一、树枝网管段流量分配计算逆推法，有关算法见第五章二、环状管网流量分配计算管段分配设计流量方案涉及经济性安全性.原则上要综合考虑经济安全前提，分析拟定；一般按照经验，遵循一下原则分配设计流量：1、从水源出发进行分配，使供水量沿较短距离扩散到所有节点.2、遇到向两个或以上方向分配流量时，向主要供水方向分配较多流量，次要的分配少些，以免出现逆流。3、应确定两条或以上平行的主要供水方向。三、例题(见教材)§6.2.2管段设计流量分配计算19§6.2.3管段直径设计确定D是管网主要课题之一D与q,v有关，当q一定时，要确定v才能确定D。1、了解经济流速、经济管径的概念p1332、影响v经和D经的因素很多，v经常取1.0，也可以查表6.83、选取v经确定D时，应考虑的原则：略§6.2.3管段直径设计20§6.3水泵扬程及水塔高度的确定§6.3.1设计工况水力分析一、设计工况是管网最高用水时工况需预处理1、泵站所在管段的暂时删除2、假设控制点了解概念：节点服务水头和控制点二、例题见教材§6.3水泵扬程及水塔高度的确定21§6.3.2泵站扬程设计水力分析完成后，计算H，一部分用于提升水头；一部分用于克服管段水头损失例题见教材§6.3.3水塔高度设计§6.3.2泵站扬程设计22§6.4管网设计校核通常设计计算按Qh校核目的：检验在事故、消防及最大转输流量时，能够满足流量水压要求校核方法：水头校核法及流量校核法一、消防工况校核：总流量1、校核方法：消防流量加在控制点上，一处着火时，在不利火灾点；两处以上时，其余加在离泵站较远处，靠近大用户或重要工业企业附近节点上。其它节点上节点流量不变§6.4管网设计校核232、计算一般用水头校核法，即按各节点流量进行水力分析，计算各节点水头，然后判断各灭火点水头是否满足要求。若水泵扬程不符合消防要求，适当放大个别管段，或换泵。

2、计算24二、最大转输校核（有水塔）1、最大转输校核定义：2、各节点流量计算公式3、校核方法一般采用流量校核法，即在水塔所在节点作为定压节点，经水力分析，得到该节点流量，判断是否满足水塔的流量要求。二、最大转输校核（有水塔）25三、事故校核

，消防时：H≥10m仍需满足1、各节点流量计算公式2、校核方法一般采用水头校核法，删除事故管段，调低节点流量，然后进行水力分析，得到各节点Hi，与节点服务水头比，全高于服务水头为满足要求。若不符合要求，可增平行主干管或埋双管，或缩短损坏管道修复时间。三、事故校核266.5输水管（渠）计算水位差H已知的压力输水管要求输水量为Q，平行敷设直径和长度相同的输水管线n条，则每条管线的流量为Q/n，当一条管线损坏时，平行的输水管线为n-１条，系统的输水能力变成Q–Q/n，要保证70%的设计流量，需要平行布置四条输水管。6.5输水管（渠）计算水位差H已知的压力输水管27平行敷设两条彼此独立的输水管：正常运行

事故运行

平行敷设两条彼此独立的输水管：正常运行事故运行28

平行敷设两条输水管，等距离设置N条联络管段：正常运行

平行敷设两条输水管，等距离设置N条联络管段：正29事故运行事故运行30不同联络管段数的事故流量不同联络管段数的事故流量31水泵供水的输水管Sd为输水管的当量摩阻输水管特性曲线：水泵供水的输水管Sd为输水管的当量摩阻输水管特性曲线：32水泵特性曲线：正常运行流量：水泵特性曲线：正常运行流量：33输水管用n–1条连接管等分成n段，其中任一管段发生故障时：事故运行流量：输水管用n–1条连接管等分成n段，其中任一34流量比为：解出分段数：流量比为：解出分段数：35第6章给水管网工程设计（重点）给水管网工程设计的内容：1、设计用水量，水量调节与设计流量的计算2、进行管段设计，确定管段直径3、设计工况水力分析4、泵站扬程与水塔高度计算5、非设计工况水力校核6、绘制施工图。第6章给水管网工程设计（重点）给水管网工程设计的内容：36§6.1设计用水量及其调节计算§6.1.1最高日设计用水量计算一、最高日设计用水定额1、居民生活用水由N（城市人口）、q（生活用水定额）及f（城市给水普及率）确定。其中：q一般可参照《室外给水设计规范》，见附表1。§6.1设计用水量及其调节计算372、工业企业生产用水和生活用水（1）生产用水预测方法有3种：根据以前资料，工业用水增长率推水量根据单位工业产值的用水量计算根据单位产值用水量，用水重复利用率计算。用水指标：一般以万元产值用水量表示（m3/万元）或单位产品或每台设备每天用水量表示（m3/产量单位，m3/生产设备单位•d）。（2）生活用水及淋浴用水其定额按《工业企业设计卫生标准》生活用水量定额：一般车间每人每班25L高温车间每人每班35L沐浴用水定额：高温车间每人每班25L一般车间每人每班40L

2、工业企业生产用水和生活用水383、消防用水消防用水量、水压和火灾时间应按《建筑设计防火规范》和《高层民用建筑设计防火规范》，见附表3，4，54、其它用水绿化和市政浇洒道路浇洒绿地用水定额：1.0～2.0L/m2，每日两次绿化用水量定额：1.5～4.0L/m2.d5、未预见水量和管网漏失水量按照最高日用水量的15～25％3、消防用水39二、最高日生活用水量计算指设计年限内给水系统所供应的全部用水。包括：1、居住区综合生活用水2、工业企业生产用水和职工生活用水3、消防用水4、浇洒道路和绿地用水5、管网漏失水量和未预见水量注意：不包括工业自备水源水量二、最高日生活用水量计算40消防用水量不累计到设计总用水量中，仅作为设计校核。1、城市最高日生活用水量消防用水量不累计到设计总用水量中，仅作为设计校核。412、工业企业生产用水2、工业企业生产用水423、工业企业生活用水和淋浴用水3、工业企业生活用水和淋浴用水434、浇洒道路和大面积绿化用水量5、未预见水量及管网漏失水量4、浇洒道路和大面积绿化用水量446、消防用水量7、最高日设计用水量6、消防用水量45§6.1.2设计用水量变化及其调节计算一、设计用水量变化规律的确定1、目的：计算管网各部分设计流量2、表示方法：可以用变化系数（Kd，Kh）和变化曲线表示，由于变化因素太多，精确计算不可能。3、设计时取经验数据：城市综合用水：Kd可用1.1~1.5;Kh可用1.5~1.6；见教材p29表2.5工业企业生活用水：Kh取2.5~3.0；生产用水取值在最高日内平均分配§6.1.2设计用水量变化及其调节计算46二、最高时用水量二、最高时用水量47三、给水管网中设施流量设计（一）供水泵站供水流量设计1、对于单水源给水管网或用水量变化大的管网，可能在管网中设水塔或高地水池，低峰时，贮存流量，高峰时供水，以降低供水泵站设计规模。2、供水设计原则：（1）设计供水总流量＝设计用水量（2）多水源管网，有多个泵站各供水，协调能力强，无需设水塔或高地水池.设计供水量＝∑各供水泵站设计流量而各泵站分别供水多少应通过经济比较确定三、给水管网中设施流量设计48（3）对单水源管网若设水塔，则先设计供水泵站的供水曲线，泵站供水量一般分二级

要求：

泵站供水先尽量接近用水线，减少V水塔一般采用相应时段用水量平均值若不设水塔，供水泵站流量＝Qh3、实例说明供水泵站水量计算（1）管网中无水塔时：（2）管网中有水塔时：

（3）对单水源管网49（二）调节容积计算清水池，水塔，高地水池P124表及例题（三）清水池，水塔容积设计1、清水池作用贮存用水量（W1）；贮存消防水量（W2）；贮存水厂自用水量(W3)（5％～10％）Qd；贮存事故水量W4;V清＝W1+W2+W3+W4经验上计算：V清＝（10～20％）Qd2、水塔V清＝W1+W2;经验计算：V水塔＝（2.5~3%——5～6％）Qd

用水量大时取用水量小时取（二）调节容积计算50§6.2设计流量分配与管径设计

确定D是管网设计中主要任务；要确定D，要线确定qi和Qi.§6.2.1节点设计流量分配计算一、用水流量分配即将Qh分到系统中各管段及节点上，分配原则：1、用户分成两类：集中用户（大用户）和分散用户，即分成集中流量和沿线流量2、集中流量取水点在节点，沿线流量则沿线供应。集中流量计算一般：§6.2设计流量分配与管径设计513、沿线流量计算方法：可以按管段配水长度计；也可以按管段配水面积计；A的划分方法有梯形和三角形法4、计算完后，核算流量平衡：3、沿线流量计算方法：可以按管段配水长度计；也可以按管段配水52二、节点流量计算集中流量直接加到节点；沿线流量按第3章求力等效原则折算到管段两端。三、例题讲解见教材。二、节点流量计算53§6.2.2管段设计流量分配计算管段沿线流量≠管段设计流量一、树枝网管段流量分配计算逆推法，有关算法见第五章二、环状管网流量分配计算管段分配设计流量方案涉及经济性安全性.原则上要综合考虑经济安全前提，分析拟定；一般按照经验，遵循一下原则分配设计流量：1、从水源出发进行分配，使供水量沿较短距离扩散到所有节点.2、遇到向两个或以上方向分配流量时，向主要供水方向分配较多流量，次要的分配少些，以免出现逆流。3、应确定两条或以上平行的主要供水方向。三、例题(见教材)§6.2.2管段设计流量分配计算54§6.2.3管段直径设计确定D是管网主要课题之一D与q,v有关，当q一定时，要确定v才能确定D。1、了解经济流速、经济管径的概念p1332、影响v经和D经的因素很多，v经常取1.0，也可以查表6.83、选取v经确定D时，应考虑的原则：略§6.2.3管段直径设计55§6.3水泵扬程及水塔高度的确定§6.3.1设计工况水力分析一、设计工况是管网最高用水时工况需预处理1、泵站所在管段的暂时删除2、假设控制点了解概念：节点服务水头和控制点二、例题见教材§6.3水泵扬程及水塔高度的确定56§6.3.2泵站扬程设计水力分析完成后，计算H，一部分用于提升水头；一部分用于克服管段水头损失例题见教材§6.3.3水塔高度设计§6.3.2泵站扬程设计57§6.4管网设计校核通常设计计算按Qh校核目的：检验在事故、消防及最大转输流量时，能够满足流量水压要求校核方法：水头校核法及流量校核法一、消防工况校核：总流量1、校核方法：消防流量加在控制点上，一处着火时，在不利火灾点；两处以上时，其余加在离泵站较远处，靠近大用户或重要工业企业附近节点上。其它节点上节点流量不变§6.4管网设计校核582、计算一般用水头校核法，即按各节点流量进行水力分析，计算各节点水头，然后判断各灭火点水头是否满足要求。若水泵扬程不符合消防要求，适当放大个别管段，或换泵。

2、计算59二、最大转输校核（有水塔）1、最大转输