城市给水管网设计计算说明书.docx

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城市给水管网设计计算说明书

华侨大学化工学院

课程论文

某城市给水管网的设计

课程名称给水排水

姓名

学号

专业2007级环境工程

成绩

指导教师

华侨大学化工学院印制

2010年06月25日

目录

第一章设计用水量………………………………………3

1.1用水量的计算………………………………………………….3

1.2管网布置图…………………………………………………….4

1.3节点流量计算…………………………………………………4

第二章管网水力计算……………………………………5

1.1初始流量分配…………………………………………………6

1.3事故流量校正………………………………………………….9

1.2消防流量校正………………………………………………….12

第三章水泵的选取………………………………………15

第四章设计总结…………………………………………15

4.1设计补充……………………………………………………….16

4.2设计总结………………………………………………………16

第一章设计用水量

1.1用水量的计算

城区规划人口近期为20万，按居民生活用水定额属于中小城市一区来计算，最高日用水量在140-230L/cap.d，选用Ｑ＝200L/cap.d，故一天的用水量为Ｑ5＝40000m3／d。

工业企业内人员生活用水量和淋浴用水量可按：

生活用水，一般车间采用每人每班25Ｌ，高温车间采用每人每班35Ｌ；淋浴用水，一般车间采用每人每班40Ｌ，高温车间采用每人每班6Ｌ。

工厂甲总用水量为Ｑ1=1000*3*0.025+500*3*0.35+800*3*0.04+500*3*0.06+

20000*154*（1-30％）/365=6220m3/d

乙厂用水量Ｑ2=8000m3/d

绿化用水量Ｑ3=660+500=1160m3/d

火车站用水量Ｑ4=1500m3/d

管网损失等未知用水量Ｑ6=0.15*（Ｑ1+Ｑ2+Ｑ3+Ｑ4+Ｑ5）=8532m3/d

Ｑ=1.15*（Ｑ1+Ｑ2+Ｑ3+Ｑ4+Ｑ5）=65412m3/d=757.1L/s

乙厂、火车站、未知用水均按每天24小时平均使用；甲厂三班制沐浴用水量较整个管路用水量较少且并未知晓工厂何时下班，所以甲厂用水也可按24小时平均使用计算。

绿化用水选择在6:

00-10:

00和16:

00-20:

00之间平均用水。

依据下表1可知，居民时最大用水量为最高日居民总用水量的6%，出现在8:

00—9:

00时段。

最高日每小时综合生活用水量占该日总综合生活用水量的百分比（表1）

小时

生活用水量（%）

小时

生活用水量（%）

小时

生活用水量（%）

小时

生活用水量（%）

0~1

1.7

6~7

5.14

12~13

5.15

18~19

5.62

1~2

1.67

7~8

5.64

13~14

5.15

19~20

5

2~3

1.63

8~9

6

14~15

5.27

20~21

3.19

3~4

1.63

9~10

5.84

15~16

5.52

21~22

2.69

4~5

2.56

10~11

5.07

16~17

5.75

22~23

2.58

5~6

4.35

11~12

5.15

17~18

5.83

23~24

1.87

最高日最高时用水量出现在8:

00—9:

00时段，时变化系数为

Kh=[Ｑ5/Ｑ*6％+（Ｑ1+Ｑ2+Ｑ4+Ｑ6）/Ｑ/24+1160/Ｑ/8]*24

设计管网中无水塔，则最高日设计用水量为Qh=kh*Ｑ/86.4=987.6L/s

1.2管网布置图

依据地形图如下图，图例里每一长方形长宽假设均为1.2分米两个长方形之间为0.2分米，管长确定，设计管网布置图。

地形图（图2）

管网布置图如下（图2）

1.3节点流量计算

设计为无水塔二级泵站

大用户集中用水为Ｑ1+Ｑ2+Ｑ4=15720m3/d=181.9L/s

比流量

管线流量ql=qs·L（L为有效长度）

有部分管线为单侧供水，管线流量如下表所示

沿线流量（表2）

管段

管长m

有效管长m

比流量L/s

沿线流量L/s

1——2单

1200

600

0.051647

31.0

2——3单

1800

900

0.051647

46.5

3——4单

1200

600

0.051647

31.0

4——5单

1200

600

0.051647

31.0

5——6

1200

1200

0.051647

62.0

6——7

1800

1800

0.051647

93.0

7——8

1200

1200

0.051647

62.0

8——9单

1200

600

0.051647

31.0

9——10单

1200

600

0.051647

31.0

10——11单

1800

900

0.051647

46.5

11——12单

1200

600

0.051647

31.0

1——8单

1200

600

0.051647

31.0

2——7

1200

1200

0.051647

62.0

3——6

1200

1200

0.051647

62.0

7——10

1200

1200

0.051647

62.0

6——11

1200

1200

0.051647

62.0

5——12单

1200

600

0.051647

31.0

节点流量qi=0.5∑ql（L/s

甲厂集中节点流量Ｑ1/86.4=72.0L/s

乙厂和火车站集中节点流量分别为92.59L/s和17.36L/s

总节点流量以及消防总节点流量图下表

节点流量（表3）

节点编号

节点流量L/s

集中节点流量L/s

总节点流量L/s

消防总节点流量L/s

1

31.0

72

103.0

72.1

2

69.7

92.59

162.3

113.6

3

69.7

17.36

87.1

61.0

4

31.0

0

31.0

21.7

5

62.0

0

62.0

43.4

6

139.4

0

139.4

97.6

7

139.4

0

139.4

97.6

8

62.0

0

62.0

43.4

9

31.0

0

31.0

21.7

10

69.7

0

69.7

48.8

11

69.7

0

69.7

48.8

12

31.0

0

31.0

21.7

总流量L/s

987.6

691.4

第二章管网水力计算

1.1初始流量分配

根据用水量Q=987.6L/s，以及各个节点的流量，分配到各个管段，进行平差将初分流量和平差结果制成附表4

初始流量分配表4

初步分配流量

环号

管段

管长

管径

q

i

h

sq

A

1——2

1200

0.4

-93.0

0.0021

-2.49

0.027

2——7

1200

0.3

-10.0

0.0002

-0.19

0.019

7——8

1200

0.3

52.0

0.0030

3.58

0.069

1——8

1200

0.15

10.0

0.0045

5.45

0.545

6.35

0.660

dq=-4.8

B

2——3

1800

0.6

-245.3

0.0016

-2.95

0.012

3——6

1200

0.4

-20.0

0.0001

-0.16

0.008

6——7

1800

0.5

171.4

0.0021

3.79

0.022

2——7

1200

0.3

10.0

0.0002

0.19

0.019

0.86

0.061

dq=-7.1

C

3——4

1200

0.6

-314.2

0.0026

-3.12

0.010

4——5

1200

0.7

-343.4

0.0014

-1.70

0.005

5——6

1200

0.6

300.8

0.0024

2.88

0.010

3——6

1200

0.4

20.0

0.0001

0.16

0.008

-1.78

0.032

dq=27.5

D

7——8

1200

0.3

-52.0

0.0030

-3.58

0.069

8——9

1200

0.25

20.0

0.0013

1.55

0.078

9——10

1200

0.35

69.7

0.0024

2.85

0.041

7——10

1200

0.3

-30.0

0.0011

-1.32

0.044

0.82

0.187

dq=-2.2

E

6——7

1800

0.5

-171.4

0.0021

-3.79

0.022

7——10

1200

0.3

30.0

0.0011

1.32

0.044

10——11

1800

0.5

150.7

0.0017

2.99

0.020

6——11

1200

0.4

-30.0

0.0003

-0.33

0.011

0.52

0.086

dq=-3.0

F

5——6

1200

0.6

-300.8

0.0024

-2.88

0.010

6——11

1200

0.4

30.0

0.0003

0.33

0.011

11——12

1200

0.6

250.4

0.0017

2.05

0.008

5——12

1200

0.9

-706.2

0.0015

-1.84

0.003

-0.51

0.029

dq=8.9

续表4

第十四次校正

q

i

h

sq

-102.4

0.0025

-2.97

0.029

-11.9

0.0002

-0.26

0.021

48.8

0.0027

3.19

0.065

0.6

0.0000

0.04

0.065

0.00

0.181

dq=0.0

-252.8

0.0017

-3.12

0.012

-55.0

0.0008

-0.96

0.017

172.4

0.0021

3.83

0.022

11.9

0.0002

0.26

0.021

0.00

0.073

dq=0.0

-286.7

0.0022

-2.63

0.009

-315.9

0.0012

-1.46

0.005

314.6

0.0026

3.13

0.010

55.0

0.0008

0.96

0.017

0.00

0.041

dq=0.0

-48.8

0.0027

-3.19

0.065

13.7

0.0007

0.79

0.058

63.4

0.0020

2.40

0.038

-27.7

0.0010

-1.14

0.041

0.00

0.161

dq=0.0

-172.4

0.0021

-3.83

0.022

27.7

0.0010

1.14

0.041

142.2

0.0015

2.68

0.019

-52.2

0.0007

-0.87

0.017

0.00

0.082

dq=0.0

-314.6

0.0026

-3.13

0.010

52.2

0.0007

0.87

0.017

264.1

0.0019

2.26

0.009

-692.5

0.0015

-1.77

0.003

0.00

0.035

dq=0.0

大环闭合差=0，符合条件

校正结果如下图所示：

以甲工厂为控制点。

各干管水头损失分别为

干管1-2-3-4-5-12h12.0m

干管1-8-9-10-11-12h8.2m

干管1-8-7-6-5-12h12.0m

平均管头损失为10.7m

水泵到12点管段损失为0.9m

二级泵站水泵扬程Hp=Zc+Hc+hs+hc+hn=11.6+2.5+28+hs+hc

1.2消防流量校正

人口20万，依据《城镇、居民区室外的消防用水量》标准，同时发生火灾2次，一次灭火用水量为45L/s，假设有两处不利点同时着火，如1点和9点。

则加入消防用水后再进行环状网的平差，结果见附表5

消防校正流量分配表5

初步分配流量

环号

管段

管长

管径

q

i

h

sq

A

1——2

1200

0.4

-138.0

0.0043

-5.17

0.037

2——7

1200

0.3

-10.0

0.0002

-0.19

0.019

7——8

1200

0.3

52.0

0.0030

3.58

0.069

1——8

1200

0.15

10.0

0.0045

5.45

0.545

3.67

0.671

dq=-2.7

B

2——3

1800

0.6

-290.3

0.0022

-4.04

0.014

3——6

1200

0.4

-20.0

0.0001

-0.16

0.008

6——7

1800

0.5

171.4

0.0021

3.79

0.022

2——7

1200

0.3

10.0

0.0002

0.19

0.019

-0.22

0.063

dq=1.8

C

3——4

1200

0.6

-359.2

0.0033

-4.01

0.011

4——5

1200

0.7

-388.4

0.0018

-2.13

0.005

5——6

1200

0.6

300.8

0.0024

2.88

0.010

3——6

1200

0.4

20.0

0.0001

0.16

0.008

-3.11

0.034

dq=45.4

D

7——8

1200

0.3

-52.0

0.0030

-3.58

0.069

8——9

1200

0.25

20.0

0.0013

1.55

0.078

9——10

1200

0.35

114.7

0.0060

7.17

0.063

7——10

1200

0.3

-30.0

0.0011

-1.32

0.044

5.15

0.209

dq=-12.3

E

6——7

1800

0.5

-171.4

0.0021

-3.79

0.022

7——10

1200

0.3

30.0

0.0011

1.32

0.044

10——11

1800

0.5

195.7

0.0027

4.84

0.025

6——11

1200

0.4

-30.0

0.0003

-0.33

0.011

2.37

0.091

dq=-13.1

F

5——6

1200

0.6

-300.8

0.0024

-2.88

0.010

6——11

1200

0.4

30

0.0003

0.33

0.011

11——12

1200

0.6

295.4

0.0023

2.78

0.009

5——12

1200

0.9

-751.2

0.0017

-2.06

0.003

0.23

0.030

dq=-3.8

续表5

第14次校正

q

i

h

sq

-144.4

0.0047

-5.63

0.039

-16.5

0.0004

-0.45

0.027

63.8

0.0043

5.22

0.082

3.6

0.0007

0.87

0.243

0.00

0.391

dq=0.0

-290.3

0.0022

-4.04

0.014

-62.5

0.0010

-1.21

0.019

194.6

0.0027

4.79

0.025

16.5

0.0004

0.45

0.027

0.00

0.085

dq=0.0

-316.7

0.0026

-3.17

0.010

-345.9

0.0014

-1.72

0.005

343.3

0.0031

3.68

0.011

62.5

0.0010

1.21

0.019

0.00

0.045

dq=0.0

-63.8

0.0043

-5.22

0.082

1.8

0.0000

0.02

0.013

96.5

0.0043

5.19

0.054

-25.1

0.0008

-0.96

0.038

0.00

0.149

dq=0.0

-194.6

0.0027

-4.79

0.025

25.1

0.0008

0.96

0.038

172.6

0.0021

3.84

0.022

-53.2

0.0008

-0.90

0.017

0.00

0.085

dq=0.0

-343.3

0.0031

-3.68

0.011

53.2

0.0008

0.90

0.017

295.5

0.0023

2.78

0.009

-751.1

0.0017

-2.06

0.003

0.00

0.037

dq=0.0

大环闭合差为0，符合条件。

校正结果如下图所示：

以甲工厂为控制点。

各干管水头损失分别为

干管1-2-3-4-5-12h16.6m

干管1-8-9-10-11-12h12.7m

干管1-8-7-6-5-12h16.6m

平均管头损失为15.3m

水泵到12点管段损失为1.0m

消防时，二级泵站水泵所需扬程Hp消=Zc+Hc+hs+hc+hn=16.3+2.5+10+hs+hc﹤11.6+2.5+28+hs+hc即Hp消﹤Hp

满足条件。

1.3事故流量校正

如果管网中有一处发生事故，如管段5——6发生事故，即管网形成5个小环，每个节点流量为原始流量的70%，则重新分配流量如下表6：

事故流量分配表6

初步分配流量

环号

管段

管长

管径

q

i

h

sq

A

1——2

1200

0.4

-77.1

0.0015

-1.77

0.023

2——7

1200

0.3

30.0

0.0011

1.32

0.044

7——8

1200

0.3

3.4

0.0000

0.03

0.009

1——8

1200

0.15

-5.0

0.0013

-1.57

0.314

-1.99

0.390

dq=2.6

B

2——3

1800

0.6

-220.7

0.0014

-2.43

0.011

3——6

1200

0.4

45.0

0.0006

0.67

0.015

6——7

1800

0.5

21.0

0.0000

0.09

0.004

2——7

1200

0.3

-30.0

0.0011

-1.32

0.044

-2.99

0.074

dq=20.2

D

7——8

1200

0.3

-3.4

0.0000

-0.03

0.009

8——9

1200

0.25

35.0

0.0036

4.28

0.122

9——10

1200

0.35

56.7

0.0016

1.95

0.034

7——10

1200

0.3

-50.0

0.0028

-3.33

0.067

2.88

0.232

dq=-6.2

E

6——7

1800

0.5

-21.0

0.0000

-0.09

0.004

7——10

1200

0.3

50.0

0.0028

3.33

0.067

10——11

1800

0.5

155.5

0.0018

3.16

0.020

6——11

1200

0.4

-73.6

0.0014

-1.62

0.022

4.78

0.