给水管网设计说明书.docx
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给水管网设计说明书
设计说明书
一.原始资料
设计任务为陕西中部A县给水系统。
1.设计年限和规模:
设计年限为2020年,主要服务对象为该城区人口生活和工业生产用水,包括:
居民综合生活用水,工业企业生产、生活用水,市政及消防用水,不考虑农业用水。
2.水文情况:
本县地势较平缓,附近有地表水源,考虑城区发展及供水安全可靠,采用环状网的布置形式,管线遍布整个供水区,保证用户有足够的水量和水压。
3.气象情况:
该地区一年中各种风向出现的频率见远期规划图中的风向玫瑰图,冬季冰冻深度米。
4.用水情况:
城区2011年现状人口万人;人口机械增长率为5‰,设计水平年为2020年。
城区最高建筑物为六层(要求管网干管上最不利点最小服务水头为米)。
消防时最低水压不小于米。
要求供水符合生活饮用水水质标准(无论生活用水和生产用水)。
无特殊要求。
采用统一给水系统。
用水普及率为100%。
综合生活用水逐时变化表
时间
0~1
1~2
2~3
3~4
4~5
5~6
6~7
7~8
8~9
9~10
10~11
11~12
用水量(%)
时间
12~13
13~14
14~15
15~16
16~17
17~18
18~19
19~20
20~21
21~22
22~23
23~24
用水量(%)
二.设计内容
1.给水量定额确定
(1)参照附表1(a)选用的居民综合生活用水定额为240L/
(2)工企业内工作人员生活用水量根据车间性质决定,一般车间采用每人每班25L,高温车间采用每人每班35L。
(3)浇洒街道用水量定额选用。
浇洒绿地用水量定额为2L/。
(4)参照附表3该城市同一时间内可能发生火灾2次,一次用水量为45L/S。
2.设计用水量计算
(1)最高日用水量计算
城市最高日用水量包括综合用水、工业用水、浇洒道路和绿化用水、未预见用水和管网漏失水量。
(一)城市综合用水量计算:
设计年限内人口为万人,综合生活用水定额采用240L/
最高日综合生活用水量Q1:
Q1=qNf
Q1―—城市最高日综合生活用水,m3/d;
q――城市最高日综合用水量定额,L/();
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%
所以最高日综合生活用水为:
Q1=qNf=*141200*100%=33888m3/d=s
(二)工业用水量计算
工业生产用水
2000+1000+600=3600m3/d=s。
工业生活用水
(600*25+1500*35)+1500*25+1500*25=d=s。
工业淋浴用水
600*60*3+450*40*3+400*40*2=194m3/d=s。
工业用水量
Q2=3600++194=3940m3/d=s。
(三)浇洒道路和绿化用水计算
道路面积按街区面积的15%算,绿地面积按街区总面积的5%算,街区总面积为4800000
。
浇洒道路用水量按每平方米路面每天计算,浇洒绿地用水量按每平方米路面每天2L计算
道路面积为:
4800000×15%=720000
;
绿地面积为:
4800000×5%=240000
=720000×+240000×2=2280m3/d=s
(四)管网漏失水量计算
Q4=(Q1+Q2+Q3)*10%=4010m3/d=s。
(五)城市未预见水量计算
Q5=(Q1+Q2+Q3+Q4)*10%=4410m3/d=s。
最高日设计流量
Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=45960m3/d=s。
(2)城市用水量变化情况表
从城市用水量变化情况表中可以看出,7-8点为用水最高时,最高时用水量为:
Qh=h=L/s
城市用水量变化情况表
时间
用水量
综合生活用水
工业用水
浇洒道路城市绿化
管网漏失水量
未预见水量
城市每小时用水量
h
%
m3/h
m3/h
m3/h
m3/h
m3/h
m3/h
%
0-1
122
140
1-2
122
140
2-3
122
140
3-4
149
140
4-5
729
140
5-6
1837
140
760
6-7
2409
140
7-8
2579
8-9
1989
9-10
2067
10-11
1958
11-12
2046
760
12-13
1898
13-14
1735
14-15
1810
15-16
1823
16-17
1789
760
17-18
1928
18-19
2457
19-20
2070
20-21
830
21-22
820
22-23
407
23-24
193
140
合计
100
33888
3940
2280
4010
4410
45960
100
(3)消防用水量计算
根据《建筑设计防火规》,该城市消防用水量定额为45L/s。
同时火灾次数为2。
Q=2*45=90L/s
(4)一级泵站工作流量
Q=aQd/T=*45960/24=h。
调节构筑物:
清水池溶剂和尺寸的确定
二级泵站设计供水线,从5时到20时一组水泵供水,流量为最高日用水量的%,其余时间另一组水泵供水,流量为最高日用水量的%。
清水池调节容积,二级泵站供水情况如下表:
时间
用水量
二级泵站供水%
一级泵站供水%
清水池调节容积(无水塔)%
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
13-14
14-15
15-16
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
合计
100
100
100
因此,清水池调节容积按最高日用水量的%计。
W=W1+W2+W3
W-清水池总容积
;
W1-调节容积;
;
W2-消防储水量
,按2小时火灾延续时间计算;
W3-安全贮量按W1+W2取整后计算
W1+W2=45960*%+*2*3600=
故W3取=
因此:
清水池总容积W:
W=+=12825
取整数为:
W=12800
设置两个清水池,单池容积为6400
尺寸确定:
L*B*H=40*40*4。
3.给水管网定线
定线时一般只限于管网的干管以及干管之间的连接管,不包括从干管到用户的分配管和接到用户的进水管。
(1)管网定线应该满足以下原则:
(一)按照城市规划布局布置管网,并考虑给水系统分期建设的可能,远近期相结合。
(二)管网布置必须保证供水的安全可靠,当局部管网发生事故时,断水范围应减到最小。
尽可能布置成环状,即按主要流向布置几条平行的干管,用连通管连接。
(三)干管一般按规划道路布置,应从两侧用水量较大的街区通过,尽量避免在高级路面下敷设。
(四)管线遍布在整个给水区内,保证用户有足够的水量和水压。
(五)力求以最短距离敷设管线,以降低管网造价和供水能量费用。
另外,定线时要注意:
(一)定线时干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户的水流方向一致。
干管的间距一般采用500m-800m。
(二)循水流方向,以最短的距离布置一条或数条干管,干管位置从用水量较大的街区通过。
(三)干管尽量靠近大用户,减少分配管的长度。
(四)干管按照规划道路定线,尽量避免在高级路面或重要道路下通过,尽量少穿越铁路。
减小今后检修时的困难。
(五)干管与干管之间的连接管使管网成环状网。
连接管的间距考虑在800-1000m左右。
(六)力求以最短距离铺设管线,降低管网的造价和供水能量费用。
输水管线走向应符合城市和工业企业规划要求,沿线有道路铺设,有利于施工和维护。
城市的输水管和配水管采用铸铁管。
4.管网水力计算
(1)集中用水量
集中用水量主要为工厂的生产用水量和职工生活用水量。
最大时集中流量为:
=*1000/3600=L/s。
(2)比流量:
=——为最高日最大时用水量L/s
∑q——为大用户集中流量L/s
∑L——管网总的有效长度m
(3)沿线流量计算
管段
管段长度(m)
沿线流量(L/s)
1-2
630
2-3
860
3-4
880
4-5
540
6-7
580
7-8
820
8-9
930
10-11
570
11-12
790
6-10
580
12-13
920
13-14
280
9-14
280
14-15
560
5-15
1000
4-9
740
8-12
580
3-8
800
7-11
560
2-7
865
1-6
925
合计
14690
(4)节点流量
Qi=α∑qi 折算系数取α=0.5
节点
节点流量(L/s)
集中流量(L/s)
节点总流量(L/s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
合计
(5)环状管网流量分配
管段流量的分配,应该按照最短线路原则,并考虑可靠性的要求进行分配,几条平行的干线分配大致相等的流量。
与干线垂直的连接管,因平时流量较小,所以分配较小的流量。
流量分配时,各节点应满足的条件。
这里,流向节点的流量取负号,离开节点的流量取正号。
根据节点流量进行管段的流量分配。
分配步骤:
(一)按照管网的主要供水方向,初步拟定各管段的水流方向,并选定整个管网的控制点。
(二)为了可靠供水,从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线,这些平行干管中尽可能均匀地分配流量,并且符合水流连续性即满足节点流量平衡的条件。
(三)与干管线垂直的连接管,其作用主要是沟通平行干管之间的流量,有时起一些输水作用,有时只是就近供水到用户,平时流量一般不大,只有在干损坏时才转输较大的流量,因此连接管中可以分配较少的流量。
管径与设计流量的关系:
Q=AV=πD2V/4
D=(4q/πV)
公式中D—管段管径,m;
Q—管段计算流量,m3/s;
A—管段过水断面面积,m2
V—设计流速,m/s;
设计中按经济流速来确定管径进行平差,确定实际管径。
平均经济流速与管径的确定
管径/mm
平均经济流速/(m/s)
D=100~400
D≥400
~0.9
~
(6)最高用水时管网平差及扬程计算
环号
管段
管长
管径
初步分配流量
第一次校正
q(L/s)
1000i
h(m)
sq
q(L/s)
1000i
h(m)
sq
Ⅰ
14-15
5-15
4-5
9-14
4-9
560
1000
540
280
740
200
250
350
350
200
30
76
Q1=(2*=
Ⅱ
12-13
13-14
9-14
8-9
8-12
920
280
280
930
580
300
150
350
450
200
23
Q2=(2*=
Ⅲ
8-12
7-8
7-11
11-12
580
820
560
790
200
600
150
450
-23
12
Q3=(2*=
Ⅳ
7-11
10-11
6-10
6-7
560
570
580
580
150
500
600
600
-12
300
Q4=(2*=
Ⅴ
4-9
3-4
3-8
8-9
740
880
800
930
200
400
200
450
20
Q5=(2*=
Ⅵ
3-8
2-3
2-7
7-8
800
860
865
820
200
500
200
600
-20
-23
Q6=(2*=
Ⅶ
2-7
1-2
6-7
1-6
865
630
580
925
200
600
600
800
23
-300
Q7=(2*=
经过校正后,各环的闭合差小于,
大环0-6-1的闭合差为
∑h=++++<1m
满足要求,计算完毕。
设控制点选在13点,所需最小服务水头为28m(六层楼),计算得各点的自由水压和节点水压为
节点
自由水压
节点水压
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
28
14
15
(7)消防时管网平差及水泵扬程核算
假设12、15节点同时发生火灾,两节点各加45L/s的流量。
节点
节点流量(L/s)
节点
节点流量(L/s)
1
9
2
10
3
11
4
12
5
13
6
14
7
15
8
管网平差表如下:
环号
管段
管长
管径
初步分配流量
第一次校正
q(L/s)
1000i
h(m)
sq
q(L/s)
1000i
h(m)
sq
Ⅰ
14-15
5-15
4-5
9-14
4-9
560
1000
540
280
740
250
350
400
350
200
19
3,62
Q1=(2*=
Ⅱ
12-13
13-14
9-14
8-9
8-12
920
280
280
930
580
300
200
350
400
200
Q2=(2*=
Ⅲ
8-12
7-8
7-11
11-12
580
820
560
790
200
500
150
500
Q3=(2*=
Ⅳ
7-11
10-11
6-10
6-7
560
570
580
580
150
600
600
600
Q4=(2*=
Ⅴ
4-9
3-4
3-8
8-9
740
880
800
930
200
450
200
400
Q5=(2*=
Ⅵ
3-8
2-3
2-7
7-8
800
860
865
820
200
500
200
500
Q6=(2*=
Ⅶ
2-7
1-2
6-7
1-6
865
630
580
925
200
600
600
800
Q7=(2*=
经过校正后,各环的闭合差小于,
大环0-6-1的闭合差为
∑h=++++<1m
满足要求,计算完毕。
消防时控制点15所需最小水压为10m,计算得各点的自由水压和节点水压为
节点
自由水压
节点水压
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
控制点的水头损失取1-5-10-11和1-2-6-11两条线的平均值,吸水管和泵房内的水头损失取2m,安全水头取2m,清水池最低水位,则消防时水泵扬程为
H2=m<
满足要求
经过核算,按最高用水时确定的水泵扬程满足消防时的要求,不用专设消防泵。
5.管材及管道接口
管材采用球墨铸铁管。
管道接口采用承插式接口,密封填料采用橡胶圈及石棉水泥,特殊情况下也可用青铅填料接口。
6.管网构筑物和附件
阀门类
配水管网应根据管道连接情况设置分区检查阀门,并且能满足事故管段切断的需要、管网区域检漏的需要。
阀门间距不应超过5个消火栓的布置长度。
配水管道的隆起点应装设排(进)气阀,低凹点应装设泄水阀,限制水流流向处应装止回阀,消火栓前面应装设阀门。
消火栓
负有消防任务的配水管网应设消火栓。
消火栓间距不应大与120m,消火栓接管应为直径不小与100mm,的分配管,消火栓尽可能设在交叉路口,距离建筑物不小与5m,距车行道边不大与2m。
管道配件
根据管材和管道连接情况正确选择配件,标准配件和特种配件。
最高用水时计算机管网平差
消防时计算机管网平差
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