某城镇给水管网课程设计优选.docx
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某城镇给水管网课程设计优选.docx
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某城镇给水管网课程设计优选
目录…………………………………………1
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
设计要求……………………………………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
城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
参考文献……………………………………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城市平面图,
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,适宜于工程建设;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%;城市综合生活用水每小时用水量占最高日用水量百分比如表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城市最高日各小时用水量
小时
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
用水量百分比(﹪)
2.80
2.81
2.93
3.06
3.13
3.78
4.91
5.15
小时
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
13-14
14-15
15-16
用水量百分比(﹪)
5.13
4.79
4.66
4.52
4.49
4.43
4.45
4.55
小时
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
用水量百分比(﹪)
5.11
4.92
4.90
4.71
4.29
4.04
3.42
3.02
三.设计任务与步骤
根据所给原始资料,进行城市给水管网工程的规划及给水管网的扩大初步设计。
设计任务与步骤如下:
根据城市的特点,选定用水量标准,确定给水管网的设计流量,根据城市的地形特点,按照管网的布置原则确定方案;
根据布置的管线,确定供水区域的比流量、节点流量和管段流量,在此基础上进行流量分配;
进行管网平差计算,直至闭合差满足规定的精度要求,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、确定二级泵站的水泵扬程;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,若不满足要求,应说明必须采取的措施;
根据平差结果确定各个节点的自由水头;
就设计中需要说明的主要问题和计算结果写出设计计算说明书。
设计成果包括设计说明书一份、管网平差、校核结果图和管网平面布置图。
四.课程设计成果的基本要求:
1)课程设计图纸应基本达到技术设计深度,较好地表达设计意图;图纸布局合理、正确清晰,符合制图标准及有关规定;
2)设计计算说明书应包括与设计有关的阐述说明和计算内容,应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献,正文宋体小四号字,1.5倍行距。
内容系统完整,计算正确,文理通畅,草图和表格不得徒手草绘,图中各符号应有文字说明,线条清晰,大小适宜,书写完整,装订整齐。
给水管网设计计算书
一、设计题目
河北某城镇给水管网设计
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》可知该城市位于一分区,为中小城市。
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II总人数5100人,其中高温车间人数1800人。
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;
浇洒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;
城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)城市最高日综合生活用水量
该城镇为河北中小城市,城市分区为二区,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
22000
(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
(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
(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》得未预见用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)
=0.2×(2200+14200+733.5+3100)=8006.7
(6)最大日设计用水量为
Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=48040.2
,取Qd=50000
。
最高时用水量为
=717.60L/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
,同时火灾次数为2次,消防历时取2小时则消防用水量为:
Q7=45×2×3600=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,以利用地势高度。
(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,节点地面标高由图中读出,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含,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,干管之间的其他用户用水以连接管连接。
四、城市最高日用水量变化曲线
1、由城市逐时用水量表,绘制用水量变化曲线如下1、各时段用水量
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
2.82
2.81
2.93
3.06
3.13
3.78
4.91
5.15
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
13-14
14-15
15-16
5.13
4.79
4.66
4.52
4.49
4.43
4.45
4.55
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
5.11
4.92
4.90
4.71
4.29
4.04
3.42
3.02
2、二级本站接两环设计,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:
Q1=(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%-3.12%*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5.15%,时变化系数
3、清水池容积、水塔容积计算
清水池与水塔调节容积计算表
小时
给水处理水量
供水泵站供水量(%)
清水池调节容积计算(%)
水塔调节容积计算(%)
设置水塔
不设水塔
设置水塔
不设水塔
1
2
3
4
2—3
∑
2—4
∑
3—4
∑
1
4.17
3.12
2.8
1.05
1.05
1.37
1.37
0.32
0.32
2
4.17
3.12
2.81
1.05
2.1
1.36
2.73
0.31
0.63
3
4.16
3.12
2.93
1.04
3.14
1.23
3.96
0.19
0.82
4
4.17
3.12
3.06
1.05
4.19
1.11
5.07
0.06
0.88
5
4.17
3.12
3.13
1.05
5.24
1.04
6.11
-0.01
0.87
6
4.16
3.12
3.78
1.04
6.28
0.38
6.49
-0.66
0.21
7
4.17
4.69
4.91
-0.52
5.76
-0.74
5.75
-0.22
-0.01
8
4.17
4.69
5.15
-0.52
5.24
-0.98
4.77
-0.46
-0.47
9
4.16
4.69
5.13
-0.53
4.71
-0.97
3.8
-0.44
-0.91
10
4.17
4.69
4.79
-0.52
4.19
-0.62
3.18
-0.1
-1.01
11
4.17
4.69
4.66
-0.52
3.67
-0.49
2.69
0.03
-0.98
12
4.16
4.69
4.52
-0.53
3.14
-0.36
2.33
0.17
-0.81
13
4.17
4.69
4.49
-0.52
2.62
-0.32
2.01
0.2
-0.61
14
4.17
4.69
4.43
-0.52
2.1
-0.26
1.75
0.26
-0.35
15
4.16
4.69
4.45
-0.53
1.57
-0.29
1.46
0.24
-0.11
16
4.17
4.69
4.55
-0.52
1.05
-0.38
1.08
0.14
0.03
17
4.17
4.69
5.11
-0.52
0.53
-0.94
0.14
-0.42
-0.39
18
4.16
4.69
4.92
-0.53
0
-0.76
-0.62
-0.23
-0.62
19
4.17
4.69
4.9
-0.52
-0.52
-0.73
-1.35
-0.21
-0.83
20
4.17
4.69
4.71
-0.52
-1.04
-0.54
-1.89
-0.02
-0.85
21
4.16
4.69
4.29
-0.53
-1.57
-0.13
-2.02
0.4
-0.45
22
4.17
4.69
4.04
-0.52
-2.09
0.13
-1.89
0.65
0.2
23
4.17
3.12
3.42
1.05
-1.04
0.75
-1.14
-0.3
-0.1
24
4.16
3.12
3.02
1.04
0
1.14
0
0.1
0
累计
100
100
100
调节容积=8.37
调节容积=8.51
调节容积=1.89
由表得水塔与清水池调节容积分别为最大日用水量的1.89%、8.51%。
水塔容积的计算
调节容积的计算
W1=55400×1.89%=1047.06m3
消防贮水量的计算(按10分钟计算)
W2=
=27m3
总容积计算的计算
W=W1+W2=1047.06+27=1074.06m3
清水池容积的计算
(1)调节容积的计算
W3=8.37%×55300=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=10%Qd=5540m3
安全储备量
W6=
(W3+W4+W5)=1767.16m3
总容积计算的计算
W=W3+W4+W5+W6=4639.98+423+5540+1767.16=12370.12m3
五、管段比流量设计计算
管网定线取决于城市平面布置,供水区地形,水源和调节水池位置,街区和大工业集中用水等。
考虑城市近,远期发展,管网布置成环状网。
该城市给水管网的主要供水方向拟定为自西向东供水。
为满足用户供水要求其定线满足:
干管的间距一般采用500-800m,两干管的连接间距为800-1000m。
允许有个别管段不符合上叙规则。
其管网布置图见附图一。
干管均匀分配,故按长度流量法来计算沿线流量和节点流量。
二级泵站-1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
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
管段长度(m)
202
860
1200
1540
1200
1540
860
1540
135
555
配水长度(m)
0
730
596
0
1075
595
730
537.5
1075
275
比流量计算
节点流量计算
按配水长度分配计算qmi=qlmi=(Qh-∑qni)/∑lmi*lmi
Qh=717.6L/s
集中用户
=70.36L/s
=95.72L/s
∑qni=69.73+98.71=168.44L/s
∑lmi=8689.8m
q1=(Qh-∑qni)/∑lmi=(677.75-168.44)/8689.8=0.0586L/(s·m)
泵站设计供水量:
qs1=
653.5L/s
水塔设计供水量:
qs14=717.6-653.5=64.1L/s
各管段眼线流量分配与各节点设计流量计算:
最高时段管段沿线流量分配与节点设计流量计算
配水长度(m)
沿线流量(L/s)
节点设计流量计算(L/s)
集中流量
沿线流量
供水流量
节点流量
1
0
0
0
653.5
-653.5
2
430
33.97
77.82
77.82
3
600
47.4
101.52
101.52
4
1540
121.66
95.72
84.53
180.25
5
600
47.4
95.47
95.47
6
1540
121.66
10.9
10.9
7
430
33.97
70.36
101.54
171.9
8
1540
121.66
77.82
77.82
9
0
0
0
64.1
-64.1
10
277
21.88
—
—
—
—
合计
6957
549.6
166.08
549.6
717.6
0
(3)流量分配初拟管径
管段编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
设计流量(L/s)
653.5
380.57
229.05
48.8
59.49
50
181.39
195.11
61.4
1.92
经济流速(m/s)
1
1
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
1
1
计算管径(mm)
912
696
604
279
308
282
537
557
280
49
设计管径(mm)
2*600
800
700
400
400
400
600
600
2*250
200
六、管网平差
哈代-克罗斯平差法计算
环号
管段编号
s
流量初分配
第一次平差
q
h
sq0.852
q
h
sq0.852
1
2
4.51
380.57
0.75
1.98
391.92
0.80
2.03
6
236.30
50.00
0.92
18.41
59.06
1.25
21.21
-7
18.32
-181.39
-0.78
4.28
-170.04
-0.69
4.05
-8
32.80
-195.11
-1.59
8.15
-183.76
-1.42
7.75
-0.69
32.82
-0.06
35.04
2
3
12.06
229.05
0.79
3.44
231.34
0.80
3.47
4
236.30
48.80
0.88
18.03
51.09
0.96
18.75
-5
184.13
-59.49
-0.99
16.63
-57.20
-0.92
16.09
-6
236.30
-50.00
-0.92
18.41
-59.06
-1.25
21.21
-0.24
56.51
-0.41
59.51
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
1
2
3
4
5
7
8
9
地面标高(m)
63.00
63.90
63.80
63.50
66.30
67.50
69.60
70.00
要求自由水压(m)
24.00
28.00
24.00
24.00
28.00
24.00
服务水头(m)
87.90
91.80
87.50
90.30
95.50
93.60
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
1
2
3
4
5
6
7
8
管段流量(L/s)
604.22
391.92
231.34
51.09
57.20
59.06
170.04
157.18
管内流速(L/s)
1.20
0.78
0.60
0.41
0.46
0.47
0.60
0.56
管段压降(m)
0.42
0.80
0.80
0.96
0.92
1.25
0.69
1.07
节点水头(m)
-
92.86
92.06
91.26
90.30
93.31
94.00
地面标高(m)
63.00
63.90
63.80
63.50
66.30
67.50
69.60
自由水压(m)
28.96
28.26
27.76
24.00
25.81
24.40
在水力分析是,假定(5)为控制点,单经过随礼分析后,比较节点水头与服务水头,(7)点不能满足水压要求,所以,说明(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,可使水压要求全部满足,,而管段压降没变,能量方程人满足,自由水压也应同时加上此值。
控制点确定与节点水头调整
节点编号
1
2
3
4
5
7
8
节点水头(m)
-
92.86
92.06
91.26
90.30
93.31
94.00
服务水头
87.90
91.80
87.50
90.30
95.50
93.6
供压差额
-4.96
-0.26
-3.76
0.00
2.19
-0.4
节点调整水头
63.00
95.05
94.25
93.45
92.49
95.50
96.19
自由水压(m)
31.15
30.45
29.95
26.19
28.00
26.59
泵站扬程设计
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,可以忽略不及,则泵站内部水头损失为:
则水泵的扬程应为:
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,选取12SA-10型水泵4台,一台备用
九、水塔的高度设计
96.19-70=26.19m
校核
A、消防校核
考虑同时两处火灾,灭火用水量为45L/s
2=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,相应的清水池和水塔供水量均增加45L/s,其他各节点流量不变,沿线流量重分配。
加上消防流量,各管段流量重分配后平差如下。
环号
管段编号
s
流量初分配
q
h
sq0.852
1.00
2.00
4.51
429.51
0.94
2.20
6.00
236.30
68.34
1.64
24.02
-7.00
18.32
-222.45
-1.13
5.09
-8.00
32.80
-191.17
-1.53
8.01
-0.08
39.32
2.00
3.00
12.06
261.50
1.01
3.85
4.00
236.30
81.25
2.26
27.84
-5.00
184.13
-73.89
-1.48
20.01
-6.00
236.30
-68.34
-1.64
24.02
0.15
75.71
不需要平差
消防工况水力校核计算结果
管段或节点编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
管段流量(L/s)
620.68
428.21
261.50
81.25
73.89
68.34
222.45
191.17
109.10
管内流速(L/s)
1.24
0.85
0.68
0.65
0.59
0.54
0.79
0.68
1
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