城镇给水管网课程设计

目录

目录

给水管网课程设计任务书.............2

设计题目..............................3

基本资料............................3

设计任务............................3

设计规定............................4

给水管网设计计算书.........................5

设计题目..............................5

基本资料............................5

用水量计算..........................5

都市最高日用水量变化曲线............8

管网平差........................12

消防时管网核算....................15

水塔转输工况核算....................17

事故工况管网核算..................18

参照文献.............................20

给水管网课程设计任务书

一、设计题目：河北某城镇给水管网初步设计

二、设计原始资料：

1.图纸：1:5000都市平面图，

2.地形地貌：地势较平坦，地形标高如图。

3.工程水文地质：

1)工程地质良好，合适于工程建设；2)地下水位深度2-3m；3)土壤冰冻深度0.7m。

4.气象资料：

1)风向：冬季主导风向为西北风，夏季主导风向为西南风；2)气温：年平均气温

12.70C；夏季平均气温260C,冬季平均气温-30C,

5.用水资料：

规划人口11万人，给水普及率100%；都市综合生活用水每小时用水量占最高日用

水量百分例如表1所示。

其他用水：绿化浇洒道路按80m3计，未预见水量按最高用水量的20%计。

基础数据见附表

表1都市最高日各小时用水量

小时0-11-22-33-44-55—66-77-8

用水量比例(%)2.802.812.933.063.133.784.915.15

10-11-12-13-14-15-

小时8-99-10

il1213141516

用水量比例(%)5.134.794.664.524.494.434.454.55

16-17-18-19-20-21-22-23-

小时

1718192021222324

用水量比例(%)5.114.924.904.714.294.043.423.02

三.设计任务与环节

根据所给原始资料，进行都市给水管网工程口勺规划及给水管网的扩大初步设计。设计

任务与环节如下：

根据都市的特点，选定用水量原则，确定给水管网的I设计流量，根据都市的地形特点,

按照管网的布置原则确定方案；

根据布置的管线，确定供水区域日勺比流量、节点流量和管段流量，在此基础上进行流

量分派；

进行管网平差计算，直至闭合差满足规定的精度规定，在此基础上确定控制点，计算

从控制点到二级泵站的水头损失、确定二级泵站II勺水泵扬程；若设置水塔，确定水塔

高度；

消防时、最不利管段发生事故时、最大转输时（无对峙水塔或高地则不作此工况）的

校核，若不满足规定，应阐明必须采用日勺措施；

根据平差成果确定各个节点的自由水头；

就设计中需要阐明的重要问题和计算成果写出设计计算阐明书。

设计成果包括设计阐明书一份、管网平差、校核成果图和管网平面布置图。

四.课程设计成果日勺基本规定：

1）课程设计图纸应基本到达技术设计深度，很好地体现设计意图；图纸布局合理、对

的清晰，符合制图原则及有关规定；

2）设计计算阐明书应包括与设计有关的论述阐明和计算内容，应有封面、目录、序言、

正文、小结及参照文献，正文宋体小四号字，1.5倍行距。内容系统完整，计算对的，文

理畅通，草图和表格不得徒手草绘，图中各符号应有文字阐明，线条清晰，大小合适，

书写完整，装订整洁。

给水管网设计计算书

一、设计题目

河北某城镇给水管网没计

二、基本数据：

本工程为河北某城镇给水管网设计，人口数11万，查《室外排水设计规范》可知该

都市位于一分区，为中小都市。道路面积50万平米，绿地面积80万平米。工业区I

总人数3400人，其中高温车间人数1400人，工业区n总人数5100人，其中高温车间

人数1800A0

从设计规范查出：

居民综合生活用水定额采用200L/cap.d；

工厂职工生活用水量：

一般车间每人每班35L,高温车间每人每班45L计算，

淋浴用水：

一般车间每人每班40L,高温车间每人每班60L计算：

浇泗道路用水量按每平方路面每次1.5L计算；

绿化用水量按2L/次.m2计算：

都市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的25%计算；

一、用水量计算

最大日用水量计算

(1)都市最高日综合生活用水量

该城镇为河北中小都市，都市分区为二区，查《给水排水管网系统》第二版323页附

录2,取最高日用水定额为200L/cap-d。

则最高日综合生活用水量为

八200x110000”3/d

Q,------------------=2'

1000

(2)工业企业职工生活用水和淋浴用水量计算

工业区I6000,工业区II8200

Q2=6000+8200=14200

(3)工业企业生产用水量为

22=2000x35+1400x45+1400x60+3300x35+1800x45+3300x40+1800x60=733W/J

(4)浇洒道路和绿化用水量

浇洒道路用水定额采用1.5,每天浇洒2次，绿化用水定额采用2.0

八2x1.5x50x10000+2.0x86x10000,八八7d

CA=---------------------------------------------=3o100m1

41000

(5)未预见用水量和管网漏失水量

由给排水设计手册第三册《城镇给水》得未预见月水量和管网漏失水量取以上用水量

之和的20%,

Q5=20%(Q1+Q2+Q3+Q4)

=0.2x(2200+14200+733.5+3100)=8006.7m7d

(6)最大日设计用水量为

Qd=Ql+Q2+Q3+Q4+Q5=48040.2,取Qd=50000。

最高时用水量为=储；5水17.60L/S。

3.消防用水量计算

查《给水排水管网系统》第二版324页附表3,则消防用水定额为,45,同步火灾次

数为2次，消防历时取2小时则消防用水量为：Q7=45X2X3600=324000L=324m3。

供水系统方案选择

（1）选定水源及位置和净水厂位置

水源选在河流上游，以保证水质、管网中水流流向整体与河流流向一致，净水厂选在

水源附近，（见图）水塔暂定在地势高处，以运用地势高度。

（2）选定供水系统方案

单水源，不分区供水。

三、管网定线

各节点编号、管段编号标于图中，节点地面标高日图中读出，管段长度由图中读出。

（比例尺为1:5000）

布置原则：干管整体将城镇用水量各用水户包括，集中流量用水处应布置干管，把公

园、工业区1和工业区2分别等效为为集中用水的节点，干管之间的其他顾客用水以

连接管连接。

四、都市最高日用水量变化曲线

1.由都市逐时用水量表，绘制用水量变化曲线如下1.各时段用水量

0-11-22-33-44-55-66-77-8

2.822.812.933.063.133.784.915.15

8-99-1010-1111-1212-1313-1414-1515-16

5.134.794.664.524.494.434.454.55

16-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24

5.114.924.904.714.294.043.423.02

2.二级木站接两环设计，从前一日22点到清晨6点,6点到22点共两级，前一日22点

到清晨6点:

QI=(2.80+2.81+2.93+3.06+3.13+3.78+3.42+3.02)/8

=3.12%

清晨6点到22点：Q2=(100%-3.I2%*8)/16

=4.69%

最高时是上午7-8点、最高时用水量为全天用水量的I5.15%,时变化系数

勺=畿“24

3.清水池容积、水塔容积计算

清水池与水塔调整容积计算表

供水泵站供水量

给水清水池调整容积计算（％）

小（%）水塔调整容积计

处理

时设置水不设水算（%）

水量设置水塔不设水塔

塔塔

12342—3Z2—4S3-X

14.173.122.81.051.051.371.370.320.32

24.173.122.811.052.11.362.730.310.63

34.163.122.931.043.141.233.960.190.82

44.173.123.061.054.191.115.070.06().88

54.173.123.131.055.241.046.11-0.010.87

64.163.123.781.046.280.386.490.660.21

74.174.694.91-0.525.76-0.745.75-0.22-0.01

84.174.695.15-0.525.24-0.984.77-0.46-0.47

94.164.695.13-0.534.71-0.973.8-0.44-0.91

104.174.694.79-0.524.19-0.623.18-0.1-1.01

114.174.694.66-0.523.67-0.492.690.03-0.98

124.164.694.52-0.533.14-0.362.330.17-0.81

134.174.694.49-0.522.62-0.322.010.2-0.61

144.174.694.43-0.522.1-0.261.750.26-0.35

154.164.694.45-0.531.57-0.291.460.24-0.11

164.174.694.55-0.521.05-0.381.080.140.03

174.174.695.11-0.520.53-0.940.14-0.42-0.39

184.164.694.92-0.530-0.76-0.62-0.23-0.62

194.174.694.9-0.52-0.52-0.73-1.35-0.21-0.83

2()4.174.694.71-0.52-1.04-0.54-1.89-0.02-0.85

214.164.694.29-0.53-1.57-0.13-2.020.4-0.45

224.174.694.04-0.52-2.090.13-1.890.650.2

234.173.123.421.05-1.040.75-1.14-0.3-0.1

244.163.123.021.0401.1400.10

合

100100100调整容积=8.37调整容积=8.51调整容积=1.89

计

由表得水塔与清水池调整容积分别为最大日用水量的L89%、8.51%0

水塔容积的计算

调整容积的计算

Wl=55400x1.89%=1047.O6m3

消防贮水量日勺计算(按10分钟计算)

324

W2=12=27m3

总容积计算日勺计算

W=W1+W2=1047.06+27=1074.06m3

清水池容积H勺计算

(I)调整容积的计算

W3=8.37%x55300=4636.98m3

(2)消防容积的计算

W4=324m3

(3)给水处理系统生产自用水量

W5=l()%Qd=5540m3

安全储备量

W6=6(W3+W4+W5)=1767.16m3

总容积计算日勺计算

W-W3+W4+W5+W6=4639.98+423+5540+1767.16=12370.12m3

五、管段比流量设计计算

管网定线取决于都市平面布置，供水区地形，水源和调整水池位置，街区和大工业集

中用水等。考虑都市近，远期发展，管网布置成环状网。该都市给水管网的重要供水

方向确定为自西向东供水。为满足顾客供水规定其定线满足：干管的间距一般采用

5()()-8()()m,两干管日勺连接间距为8()0-l()(X)m。容许有个别管段不符合上叙规则。其管

网布置图见附图一。干管均匀分派，故按长度流量法来计算沿线流量和节点流量。二

级泵站为输水管，不参与配水，其计算长度为零。

则：

各管段长度和配水长度

管段编号12345678910

管段长度

20286012001540120015408601540135555

(m)

配水长度

073059601075595730537.51075275

(m)

比流量计算

717.6-(70.63+95.72)

Cli===0.079L/5

­rmi^430+600+1540+600+1540+430+1540+277

节点流量计算

按配水长度分派计算qmi=qlmi=(Qh-Eqni)/Elmi*lmi

Qh=717.6L/s

集中顾客勺八=2000x35+1400x45+2000x40+1400x60=7。36L/s

//3300*35+1800x45+3300x40+1800x60/5.72L/S

£qni=69.73+98.71=168.44L/s

£lmi=8689.8m

q1=(Qh-Eqni)/EImi=(677.75-168.44)/8689.8=0.0586L/(s-m)

泵站设计供水量：qsl=653.5L/s

水塔设计供水量：qsl4=717.6-653.5=64.IL/s

各管段眼线流量分派与各节点设计流量计算:

最高时段管段沿线流量分派与节点设计流量计算

节点设计流量计算(L/s)

配水长沿线流量

集中流沿线流供水流节点流

度(m)(L/s)

量量量量

1000653.5-653.5

243033.9777.8277.82

360047.4101.52101.52

41540121.6695.7284.53180.25

560047.495.4795.47

61540121.6610.910.9

743033.9770.36101.54171.9

81540121.6677.8277.82

900064.1-64.1

1027721.88————

合计6957549.6166.08549.6717.60

(3)流量分派初拟管径

管段编号12345678910

设计流量

653.5380.57229.0548.859.4950181.39195.1161.41.92

(L/s)

经济流速

110.80.80.80.80.80.811

(m/s)

计算管径

91269660427930828253755728049

(mm)

设计管径

2*60080070()4004004006006002*250200

(mm)

六、管网平差

哈代-克罗斯平差法计算

环号流量初分派第一次平差

官段编

Ssq0.85sq0.85

号qhqh

22

124.51380.570.751.98391.920.802.03

6236.3050.000.9218.4159.061.2521.21

-718.32-181.39-0.784.28-170.04-0.694.05

-832.80-195.11-1.598.15-183.76-1.427.75

-0.6932.82-0.0635.04

曲二11.35△q=-0.45

312.06229.050.793.44231.340.803.47

4236.3048.800.8818.0351.090.9618.75

2-5184.13-59.49-0.9916.63-57.20-0.9216.09

-6236.30-50.00-0.9218.41-59.06-1.2521.21

-0.2456.51-0.4159.51

△q=2.29△q=3.72

七、节点水压、标高、自由水压计算

某给水管网设计节点数据

节点编号12345789

地面标高(m)63.0063.9063.8063.5066.3067.5069.6070.00

规定自由水压(m)24.0028.0024.0024.0028.0024.00

服务水头(m)87.9091.8087.5090.3095.5093.60

设计工况水力

计算记过，假定

(5)点为控制点,

其节点水头等于

服务水头即

90.3m

管段或节点编号12345678

管段流量（L/s）604.22391.92231.3451.0957.2059.06170.04157.18

管内流速（L/s）1.200.780.600.410.460.470.600.56

管段压降（m）0.420.800.800.960.921.250.691.07

节点水头（m）-92.8692.0691.2690.3093.3194.00

地面标高（m）63.0063.9063.8063.5066.3067.5069.60

自由水压（m）28.9628.2627.7624.0025.8124.40

在水力分析是，假定（5）为控制点，单通过随礼分析后，比较节点水头与服务水头，

（7）点不能满足水压规定，因此，阐明（5）点不是控制点，得到供水差额最大为2.1,

所有的节点水头加上此值，可使水压规定所有满足,，而管段压降没变，能量方程人满

足，自由水压也应同步加上此值。

控制点确定与节点水头调整

节点编号1234578

节点水头（m）-92.8692.0691.2690.3093.3194.00

服务水头87.9091.8087.5090.3095.5093.6

供压差额-4.96-0.26-3.760.002.19-0.4

节点调整水头63.0095.0594.2593.4592.4995.5096.19

刍由水压（m）31.1530.4529.9526.1928.0026.59

泵站扬程设计

%=(94.96.63%.吃,产x0.575°08()()=

32.84m

为了选泵，估计泵站内部水头损失，一般水泵吸压水管道设计流速为1.2~2.0m/s,局

部阻力系数可按5.0~8.0考虑，沿程水头素食较小，可以忽视不及，则泵站内部水头损

失为：

22

h,=8x---

刖2x9.81

则水泵日勺扬程应为：32.84+1.63=34.47,取35m

按3态泵考虑,575/3=192L/s,取200L/s

查水泵样本，选用12SA-10型水泵4台，一台备用

九、水塔的高度设计

"9二96.19-70=26.19m

校核

A.消防校核

考虑同步两处火灾，灭火用水量为45L/s2=90L/s,消防流量加在控制点上（及最不

利火灾点）和重要的工业企业附近的节点上。本设计选在节点（5）和节点（7）上，每

个节点加上消防流量45L/S,对应的清水池和水塔供水量均增长45L/S,其他各节点流

量不变，沿线流量重分派。

加上消防流量，各管段流量重分派后平差如下。

环号管段编流量初分派

S

号qhsq0.852

2.004.51429.510.942.20

6.00236.3068.341.6424.02

1.00-7.0018.32-222.45-1.135.09

-8.0032.80-191.17-1.538.01

-0.0839.32

3.0012.06261.501.013.85

4.00236.3081.252.2627.84

2.00-5.00184.13-73.89-1.4820.01

-6.00236.30-68.34-1.6424.02

0.1575.71

不需要平差

消防工况水力校核计算成果

管段或节点编号123456789

管段流量（L/s）620.68428.21261.5081.2573.8968.34222.45191.17109.10

管内流速(L/s)1.240.850.680.650.590.540.790.681.54

管段压降(m)0.941.012.261.481.641.131.53

节点水头(m)98.2397.2996.2894.0295.5096.63

地面标高(m)63.0063.9063.8063.5066.3067.5069.6070.00

自由水压(m)34.3333.4932.7827.720.0028.0027.03

)C23860.800C331c00,700

429.51,0.94hoi.3e…血

180.25

K

T15=5

'5

r自

s6

18n|94.oq

二J

/质・3I

匚ZZigsOiOOO《/)/_________t7E31.32Q940.408Q〈51V

216.9140.47

B.水塔转输工况校核

最大转输发生在21〜22点，此时用水量为最高日用水量日勺4.04%,水塔进水量为

最高日用水量弥4.69%404%)=0.65%,即500000.65%=90.38L/s.最大转输工况点各

节点流量;最高是工矿各节点流量

4.02%

--------X

%=5.12%77.82=61.0

%=79.64

夕&二141.4()

%=74.90

%二8.55

%=134.9

%=61.05

%二552.9L/s

652.5-552.9=100>90.38L/s

转输工况水力校核计算成果

环号管段流量初分派第n次平差

S

编号qhsq0.852qhsqO.852

24.51325.250.561.73359.60.681.89

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