河南理工大学2011年数学建模竞赛论文答卷编号（竞赛组委会填写）：
题目编号：（ A、B、C、D、E之一）
论文题目：
水量计算问题
参赛队员信息(必填)：
封二
答卷编号（竞赛组委会填写）：
评阅情况（学校评阅专家填写）：评阅1.
评阅2.
评阅3.
摘要
本文通过设计构造辐射井的地下水降落曲线的数学公式，来建立辐射井水量的计算模型。 针对问题一：
根据辐射管在水平布置上的对称性，可将问题简化为对一扇形域的水流运动的研究。又结合题中相关数据，分析辐射管在含水层中对地下水降落曲线、地下水渗透范围的影响情况，得到辐射管汇集水量的大小与降落曲线高度近似呈正比例关系。分析实测的辐射井降落曲线资料得出地下水降落曲线高度x T 与距离x 之间近似呈自然对数的函数关系，构建地下水降落曲线的函数关系式，并将观测井取得的相关数据代入进行验证，证明了函数的可行性。 针对问题二：
结合题中相关数据，分析辐射管在含水层中对地下水降落曲线、地下水渗透范围的影响情况，将沿辐射井横剖面上的地下水降落曲线近似为高度的平均直线；可知集水井井壁、辐射管端点外侧流进水量占总水量的很小比例，可只计算沿垂直方向流入辐射管的水量。按照降落曲线的函数式，采用积分法得到沿辐射管全程的平均高度，再结合平均高度T 对应的水平距R 、剖面矩形宽度b 、局部
阻抗系数φ以及集水管的汇流强度公式
x
p
x
x T H
k
q φ-=，即可得到辐射井出水量。
针对问题三：
根据问题一二中建立的模型进行数据处理。在问题一种利用附件一中所给的数据,得出参数α、0T ，然后将其代入公式中，得出相应的结果，再与实际测量的数据进行比较，判断误差大小，进行评价；问题二中计算出相应的参数变量
T
b 、
T
d 、
T
?T ，然后通过计算公式得出?的值，再代入求出对应时间的n Q ，比较实际
测量数并分析。
关键字： 汇流强度 局部阻抗系数 降落曲线弯曲率 单管流量
1、问题重述
辐射井是由一口大口径的竖井和自竖井内周围含水层任意方向、高程打进一层数条水平辐射管组成，地下水沿水平辐射管汇集到竖井中。辐射井与常规井相比，具有出水量大、寿命长、管理费用低、维修方便、便于集中管理等优点。从20世纪60年代以来，辐射井技术已在我国推广应用。如辐射井在华北深基坑工程降水中，取得了较好的效果。随着北京东直门地铁站采用辐射井降水技术取得成功，目前辐射井技术在地铁施工又发挥着重要作用。
要求：
(1) 设计构造辐射井的地下水降落曲线（面）的数学公式。 (2) 建立辐射井水量计算模型。
(3) 利用所给数据1，2，3对建立公式、模型进行分析检验。
2、问题分析
此题研究的是辐射井水量计算的数学模型。首先要明确影响辐射井水量计算的可能存在因素：辐射管数量、长度和分布、水位下降时间、渗透系数、孔隙比、井水的种类、地下水的流态等等，其中辐射管数量、长度和分布、渗透系数、孔隙比、井水种类等因素题中已经给出了确切的数据和限定，使我们在构造辐射井地下水降落曲线（面）数学公式和计算水量的过程中可以直接应用。
2.1、设计构造辐射井的地下水降落曲线（面）的数学公式
辐射井的工作状况与普通筒井有很大不同。就地下水降落曲线看，一般筒井影响范围内,地下水降落曲线呈上凸的抛物线，近井处水力坡度很陡，远井逐渐变平缓，在井壁处往往有明显的水跃发生。而辐射井在水平辐射管延伸范围内，降落曲线与筒井刚好相反，近井处水力坡度平缓，远处陡峭，呈下凹曲线，井壁处几乎不发生水跃。在辐射管的端点处，水力坡度陡增，并出现凸凹拐点。在辐射管延伸范围以外，降落曲线改变成上凸的抛物线，水力坡度由陡变缓，与普通井一致。
由于黄土垂直方向的渗透系数比水平方向大若干倍，加上辐射管的水平位置的影响，黄土地含水层的地下水基本是沿着垂直方向进入辐射管。当地下水位由于抽水下降时，这一现象在水平集水管延伸范围内尤为明显。此时，大部分水量由辐射管截取后，通过管道汇入集水井，而通过集水井井壁和辐射管端点外侧流进的水量，则占很少比例。为方便计算，可以只考虑沿垂直方向流入辐射管的水量。辐射管汇集水量的大小与降落曲线高度, 基本上成正比例的关系。管中水流, 由于有压管流, 其水头沿程变化相对很小, 可视为相当于井水位的一个固定值。分析实测的辐射井降落曲线资料可以得出, 高度x T 与距离x 之间, 近似地呈自然对数的函数关系，并且随集水井中水面的高度p T 的变化而变化。根据资料得
到经验表达式)
(00
)(x R
p p x e
T T T T ---+=α代入表一所给出的数据，对该函数进行多
次检验，如果在误差允许范围内所得计算值与实测值相差不大，则表明该函数是
合理的且能够进行运用。经多次检验证明了运用此种方法所得的函数确实是可行的，即得到辐射井的地下水降落曲线（面）的数学公式。
（辐射井的平面布设图和表示其工作状况的剖面图，参看图1和图2）
图1 辐射井平面布设图
图2 辐射井工作状况（纵剖面）图
2.2、建立辐射井水量计算模型
辐射井能够充分利用黄土垂直方向渗透性强这一特点, 从黄土层中大量汇集地下水，其主要靠水平方向的辐射管加大出水量，辐射管的尺寸大小、长度、埋设部位以及地下水位的高度等, 与辐射管汇集地下水能力的大小有密切关系。因此我们以地下水的运动规律为依据建立合理的辐射井出水量的计算模型。
在每个辐射管中，对于任意部位x ，进入水平集水管的单长流量（或汇流强度）x q 可用公式x
p
x
x
p
x
x T H
k
T H
k
q φφ-≈-=计算。由于x q 是随着x 变化的一个变
量, 欲求每根辐射管的流量Q, 须将
x
q沿辐射管全程累计起来。比较简单的处理办法是, 按照地下水降落曲线的计算公式, 采用定积分法, 求出沿管全程的平均高度T，与T相应的水平距R，剖面矩形宽度b和局部阻抗系数φ,代入上面
公式可求出R
x=的平均汇流强度
φ
P T
T
k q -
=，然后乘以辐射管长度，即得单管
的流量Q，则辐射井的出水量
n
Q等于单管流量与辐射管根数n的乘积。则出水量的计算问题主要转移到平均高度T，剖面矩形宽度b和局部阻抗系数φ的求解问题上了，这样就使得我们对模型的求解变得更为清晰。
2.3、利用所给数据1，2，3对建立公式、模型进行分析检验
由于我们在问题一的求解中所运用的方法就是由设想到检验证明的过程，所以这个过程已经实现了对问题一中所引入的公式进行分析检验。需要指出的是，利用公式进行计算检验时, 由于辐射孔端点处无观测孔和水位资料, 而这些
在计算中又不可缺少,因此，我们采用了相邻两观测孔
2
N和3N实测到的水位平
均值, 来近似代替辐射孔端点的水位。在分析检验问题二中所建模型时，可进行多次降低井水位的抽水试验。试验过程中, 用电测水位计观测地下水位, 用量水堰测井的出水量，并把计算值与实际值相比较。
3、模型假设与符号说明
3.1、模型的假设
辐射井的出水量，是设计和布置辐射井工作中所需要解决的问题之一。试在下列假定条件下：
（1）潜水含水层均质，隔水底板水平，在平面上无限分布；不考虑水和介质骨架的压缩性。
（2）潜水完整井，无越流补给也无入渗或蒸发。
（3）垂直方向的渗透性远大于水平方向的渗透性。
（4）竖井的直径3.5米。水平辐射管的长度为120米，8根辐射管均匀的分布在距隔水底板1.2米平面上，辐射管的直径为0.12米。如图2（辐射井平面布设图）。
(5)该黄土含水层的渗透系数k在0.0554~0.1607(米/小时),孔隙比（含水层中空隙的体积与固体颗粒体积之比）为0.75%。
（6）实验知，辐射井的地下水降落曲线在水平集水管（辐射管）延伸范围内，呈凹形的抛物线，近井处水力坡度平缓，远处陡峭。在辐射管的端点，水力坡度陡峭曲线出现凹凸拐点。在辐射管延伸范围以外，降落曲线改变成凸形的抛物线，水力坡度由陡变缓。
3.2、符号说明
4、模型建立与解答
4.1、问题一的解答
在扇形区间"
'ox
x内，由于地下水下降而从黄土含水层中释放出来的地下水，全部进入水平集水管（辐射管）CD。其中'
ox为两根相邻辐射管之间的水流
ox及"
分界线。由于辐射管在水平布置上均匀对称的，因此，只需研究一个扇形域的水流运动，就可以概括其他；只需求出其中一根辐射管的汇集水量，就可以推算出整个辐射井的出水量。
沿ox轴线方向，距井中心点x部位，具有典型代表性的运动面，应为圆弧面，其长度为"
'A
A，就为
B，来代替圆弧面"
A。若采用长度相近的直线运动面"
'B
'A
寻求近似的理论解答创造了条件，使复杂的三维空间运动问题，转化为二维的剖面运动问题，于是，使用数学解析法求解，就变得简单易行了。
图1 辐射井平面布设图
B直线从A点穿过水平辐射管的中心线ox，并与ox相交成直角，直线的"
'B
两端分别与分界线'
ox的夹角为θ，ox为θ的分角
ox,"
ox和"
ox相交与'B和"B。'
线。直线典型运动剖面的形状近似矩形，其宽度为x b ，平均高度为x T （见图3）.在该剖面上，地下水降落曲线的弯曲度一般较小，故可采用平均直线来代替，即
2
x X
x b H
T +=
。
图3 距离井中心x 处的横剖面运动图
图4中，T ?为辐射管中心距井底隔水层的距离，d 为辐射管（或辐射孔）的直径。当x T 比T ?大很多倍时，也可以近似采用x H 或x h 的高度来代替平均高度x T 。
辐射管汇集水量的大小与降落曲线高度，基本上成正比例的关系。管中水流，由于有压管流，其水头沿程变化相对很小，可视为相对与井水位的一个固定值（见图4）。分析实测的辐射井降落曲线资料看出，高度x T 与距离x 之间，近似地呈自然对数的函数关系，其经验表达式如下： )
(00
)(x R
p p x e T T T T ---+=α （1）
图4 辐射井纵剖面和计算中各符号图标
α为表示降落曲线弯曲程度的一个经验数值，也可以利用抽水试验观测资料，代入下式求得：
p
p T T T T R R ---=
121
2ln 1α （2）
式中 2T 和1T -----距离集水井中心2R 和1R 两处的水位高度； 12R R ------两个观测点之间的水平距离。
在辐射管延伸范围内，对于同一条降落曲线，采用任意两个观测点的数据进 行计算所得出的α值，应当是相同的。对于同一地区，同样井型结构的辐射井，α值应当是接近的。例如黄土地区，α值变化范围通常在0.01～0.03之间。 将0R x =代入（1）式，得到：0T T x =， 将r x =代入（1）式，得到：
)
(00
)(r R p p r x e T T T T T ---+==α （3）
其中 r -----大口集水井的半径（米）； r T -----井壁处的水位高度（米）；
r R ------辐射管的长度（米）；其他符号同前。
由公式（3）可以看出，用经验公式（1）计算得到的井壁水位高度r T ，比井
中水面高度p T 要大一些。这个差值并非井壁水跃，而是由于经验曲线的局限性所造成。辐射管的长度r R p -越大，p r T T -差值越小，这个概念是符合实际情况的。
77.57878.57979.580
80.58181.5x
T x
通过模拟图可以看出,模拟的辐射井的地下水的水位高度与实测水位高度还是比较接近的，其中在x=50米时，误差为0.1912%，在x=121.75米时，误差为0.9452%。大致看来还是比较符合事实的，基本上能够反映实际的曲线。（相关数据及运算见附件二）
4.2、问题二的解答
对于任意部位x ,进入水平集水管的单长流量（或汇流强度）x q 用式计算（见参考文献[5]和[6]）：
x
p
x x
p
x
x T T k
T H
k
q φφ-≈-= （4）
其中：k ——黄土含水层的渗透系数，
),,(
x
x
x x x T T T d T b f ?=φ——相应于x 剖面的局部阻抗系数。
由于x q 是随着x 变化的一个变量，欲求辐射管的流量Q ，需将x q 沿辐射管全程累计起来。比较简单的处理办法是，按照降落曲线的计算公式，采用定积分法，求出沿管全程的平均高度T ，与T 相应的水平距R ，剖面举行宽度b 局部阻抗系数φ，代入公式（4），求出（R x =）的平均汇流强度φ
p
T T k q -=，然后乘
以辐射管长度，即得单管流量
φ
p
T T r R k Q --=)
(0 （5）
沿管全程平均水位高度?-=
1R r
x
x d T r
R T ，
根据公式（1）)
(00
)(r R
p p x e T T T T ---+=α，代入上式并积分，得：
)
(1)
(0)
(00r R e
T T T T r R p p ---+=--αα （6）
相应于高度T 的水平距离R ，由公式（1）决定，代入R x =，T T x =得到：
p
p T T T T R R ---
=00ln 1α
（7）
相应于T 和R 的矩形剖面宽度b ，用下式计算：
)ln
1
)(2tan(
2)2
tan(
200p
p T T T T R Q R Q b ---
==α
（8）
相应于T 和b 的局部阻抗系数，为含有参变量的函数
).,,(
T T
T d T b f ?=φ
根据参考文献[6]所做的理论分析，φ的表达式如下：
)21()
2
(2sin
2sin
1
ln
12
2
T
T T b
T T d T T
T
T ?-+
?-+-
?-?=
πππ
φ （9）
式中个符号同前。
辐射井的出水量n Q 等于单管流量Q 与辐射管根数n 的乘积
φ
p
T T r R nk Q --=)(0 （10）
其中 )
,,
(T
T T
d
T b f ?=φ， （即公式9）
)ln
1
)(2tan(
200p
p T T T T R Q b ---
=α
（即公式8）
)(1)
()
(00r R e
T T T T r R p p ---+=--αα (即公式6)
p
p T T T T R R ---=
121
2ln
1α （即公式2）
计算φ的理论公式（9）比较冗长，使用不便。为简化记忆，将公式（9）的
φ函数按参变量T
b ，T
d 和T
T ?计算出相应的函数值，列入表1-4中，以供查找使
用。（见附录三中图表1,2,3,4）
4.3、计算辐射井的出水量，并用实测数据验证。
首先用公式（1）和（2），计算出沿管全程平均高度T ，和相应的矩形剖面宽度b ，然后根据
T
b 、
T
d 和
T
T ?的比值，查函数表得出局部阻抗系数φ，然后计
算出辐射井的出水量。
这里还用4月19日21时的实测数据进行计算。已知p T =77.56米，0T =81.165
米，α=0.0224，0R =121.75米，r =1.75米，
r R -0=120米，n =8, 45=θ,d =0.12米，2.1=?T 米。
将上述数据代入公式（6），得：
78.8099120
0224.01)
56.77165.81(56.77120
0224.0=?--+=T ?-e
米，
将78.8047=T 米及其他数值代入公式（8），得：
83.0772
77.56-78.809956.77165.81ln 0224.0175.121)5.22(2=??
? ??
--?= tg b 米
各参量的比值分别为：
8242
.078.8099
64.9578==
T
b ，
001523
.08099
.7812.0==
T
d ，
01523
.08099
.782.1==
T
?T ，代入下面公式
??
?
???-+?-+
+
??
?
??
-?-?=
T T T b T T T
b d T T T
T 21822sin
2sin
1
ln
1
2
2
2
πππ
φ 得：77.2=φ
将以上得到的已知变量代入公式（10），在这里由于距离开始抽水的时间不
长,而水位较高,考虑到土壤稀松,故取1607.0=k 得出辐射井的出水量为：
62.6972
.156
.778099.78120
1607.08=-??=n Q h
m /3
这个时间抽水试验实测到的辐射井出水量为70.67h m /3。模拟结果与实际测得的数据比较接近，误差为1.487%。
接下来，再对其他时间点的出水量进行模拟，并与实际测量值进行比较：
比如4月21日17时，07.76=T p 米，22.800=T 米，α=0.0224，0R =121.75
米，r =1.75米，r R -0=120米，n =8, 45=θ,d =0.12米，2.1=?T 米。
将上述数据代入公式（6），得：
77.5089120
0224.01)
07.7622.80(07.76120
0224.0=?--+=T ?-e
米，
将5089.77=T 米及其他数值代入公式（8），得：
83.0786
76.07-77.508907.7622.80ln 0224.0175.121)5.22(2=??
? ??
--?= tg b 米
各参量的比值分别为：
07186
.177.5089
83.0786==
T
b ，
001548
.05089
.7712.0==
T
d ，
01548
.05089
.772.1==
T
?T ，代入下面的公式
??
?
???-+?-+
+
??
?
??
-?-?=
T T T b T T T
b d T T T
T 21822sin
2sin
1
ln
1
2
2
2
πππ
φ 得：72.2=φ
将以上得到的已知变量代入公式（10），得出辐射井的出水量为：
873.5472
.207
.765089.77120
10805.08=-??=n Q h
m /3
这个时间抽水试验实测到的辐射井出水量为50.52h m /3。模拟结果与实际测得的数据比较接近，误差为%52.4。
5、模型评价与改造
5.1、模型评价
优点：
（1）根据辐射管尺寸、管的数量分布等因素将模型简化为对一扇形域水量的，大大减少了数据处理的工作量。 （2）将公式（9）的φ函数按参变量
T
b ，
T
d 和
T
T ?计算出相应的函数值，列
入表1-4中，以供查找使用，方便了计算。
（3）按照降落曲线的计算公式，采用定积分法，求出沿管全程的平均高度T ，进而求出平均汇流强度和流量，避免了由于x q 是随着x 变化的一个变量，欲求辐射管的流量Q ，需将x q 沿辐射管全程累计起来的计算麻烦。
不足之处：
（1）简化模型时，忽略了集水井井壁、辐射管端点外侧流进水量，对所测算的总水量造成误差。
(2) 理论计算公式结构形式复杂，实际运用不变。
(3)本文中的很多数据是在EXCLE中进行，且文中没有给出具体的操作步骤，对于计算知识不熟悉的人，很难运用所得的结论和方法求解问题。
5.2、模型改进
类比本问题中的模型建立和数据处理方法，可根据不同地区的特点，探讨该地区辐射井作用下地下水运动的规律，得出计算降落曲线的试验公式和出水量计算公式。
6、参考文献
【1】车树成、张荣伟，煤矿地质学，徐州：中国矿业大学出版社，1996年【2】肖华勇，基于MATLAB和LINGO的数学实验，西安：西北工业大学出版社，2009年
【3】翟兴业，黄土地辐射井出水量计算方法初步探讨https://www.doczj.com/doc/538243649.html,/grid2008/index.htm，2011年7月23日
7、附录
附件一
图1（辐射井工作状况纵剖面图）
图2（辐射井平面布设图)
（注：图2中,
OA OB射线为两根相邻辐射管的角平分线，实质上也是两根相邻辐射管之间的水流分界线。）
数据1 ：抽水过程中主要观测孔（井）水位变换表
数据3：观测孔（井）的位置简易图
（注：观测孔N1 ,N2 ,N3，N5在同一条直线上，与X轴正向的夹角为180，观测井4与X轴正向的夹角为100）
附件二：
表2
表3
模拟所用程序：
a=[1.75 10.0 30.0 50.0 70.0 90.0 110.0 121.75];
Tx=[77.81 77.85 78.02 78.28 78.69 79.33 80.33 81.17];
b=[50.0,110] ;y=[78.43,80.41];
plot(a',Tx',b',y','*') xlabel(x);ylabel('Tx'); 附件三：
),,(
T
T T d T b f ?=φ函数表
05
.0=?
T 表1
10
.0=?T 表2
15
.0
=?T 表3
20
.0=?T 表4
本工程现场用水分为施工用水、施工机械用水、生活用水和消防用水三部分。 一、施工用水量 q1：以高峰期为最大日施工用水量，计算公式为： q1=K1∑Q1N1K2/8×3600 式中：K1未预计的施工用水系数，取1.15 K2用水不均衡系数，取1.5 Q1以砂浆搅拌机8小时内的生产量（每台以30m3计）、瓦工班8小时内的砌筑量（每班以20m3砖砌体计）、混凝土养护8小时内用水（自然养护， 以100m3计）。 N1每立方米砂浆搅拌耗水量取400L/m3计，每立方米砖砌体耗水量以 100L/m3计，每立方米混凝土养护耗水量以200 L/m3计。 q1=1.15×（5×30×400+4×20×100+100×200）×1.5/8×3600=5.27L/S 二、施工机械用水量计算 q2 =K1Q2∑N2K3/8×3600 式中：K1未预计的施工用水系数，取1.15 K3施工机械用水不均衡系数，取2.0 Q2以一台对焊机每天工作8小时计，一个木工房一个台班计，一台锅炉每天工作八小时计。N2每台对焊机耗水量300L/台.h，每个木工房耗水量20L/台班，每台锅炉耗水量1050L/t.h。q2=1.15×（300×8+20×1+1050×8）×1.5/8×3600 =0.65L 三、生活用水 q3：现场高峰人数以1500人计算，每人每天用水20L计算： q3=Q3N3K4/8×3600 =1500×20×1.5/8×3600=1.54L/S 四、消防用水量 q4：根据规定，现场面积在25公顷以内者同时发生火警2次，消防用水定额按10-15L/S 考虑。根据现场总占地面积，q4按10L/S考虑。 现场总用水量：根据规定，当q1+q2+ q3〈q4时，采用q4的原则，现场总用水 量为：q= q4=10L/S 供水管径，按下面公式计算： d=√4q/πV×1000=√4×10/3.14×2.0×1000=0.079m 计算结果，现场供水管径需不小于80mm方可满足现场施工需要。
全日供应热水的集中热水供应系统的设计小时耗热量 86400t -t C mq K Q r L r r h h ρ）（?= Qh-设计小时耗热量，W m-用水计算单位数，人数或床位数 qr-热水用水定额 C-水的比热=4.187mj/(kg ·℃) tr-热水温度，tr=60℃ tL-冷水计算温度 ρr-热水密度，kg/L Kh-热水小时变化系数 定时供应热水的集中热水供应系统的设计小时耗热量： 3600 bC N t t q Q 0r L r h h ρ）（-∑= qh-卫生器具热水的小时用水定额 N0-同类卫生器具数 b-卫生器具使用的百分数
设计小时热用水量计算 r L r h r t t Q Q ρ)(163.1-= 式中：Qr-设计小时热水量，L /h Qh-设计小时耗热量，W tr-设计热水温度， ℃ tL-设计冷水温度，℃ ρr-热水密度，kg/L 最高日用水量 Qd=Σmqd/1000 式中 Qd ：最高日用水量，L/d ； m ： 用水单位数，人或床位数； qd ： 最高日生活用水定额，L/人.d ， L/床.d ，或L/人.班 最大小时生活用水量 Qh=QdKh/T
式中Qh：最大小时用水量，L/h Qd：最高日用水量，L/d； T：24h； Kh：小时变化系数，按《规范》确定. （1）给水管道的沿程水头损失可按下式计算： 式中 i——管道单位长度水头损失(kPa/m)； dj——管道计算内径(m)； qj——给水设计流量(m3/s)； Ch——海澄-威廉系数。 各种塑料管、内衬（涂）塑管Ch=140；铜管、不锈钢管Ch=130；衬水泥、树脂的铸铁管Ch=130；普通钢管、铸铁管Ch=100
居民小区用水量的计算 3.6.1 居住小区的室外给水管道的设计流量应根据管段服务人数、用水定额及卫 生器具设置标准等因素确定，并应符合下列规定： 1 服务人数小于等于表3.6.1中数值的室外给水管段，其住宅应按本规范第 3.6.3、3.6.4条计算管段流量。居住小区内配套的文体、餐饮娱乐、商铺及市场等设施应按本规范第3.6.5条和第3.6.6条的规定计算节点流量； 表3.6.1 居住小区室外给水管道设计流量计算人数 注：1 当居住小区内含多种住宅类别及户内Ng不同时，可采用加权平均法计算； 2 表内数据可用内插法。 2 服务人数大于表3.6.1中数值的给水干管，住宅应按本规范第3.1.9条的规定计算最大时用水量为管段流量。居住小区内配套的文体、餐饮娱乐、商铺及市场等设施的生活给水设计流量，应按本规范第3.1.10条计算最大时用水量为节点流量； 3 居住小区内配套的文教、医疗保健、社区管理等设施，以及绿化和景观用水、道路及广场洒水、公共设施用水等，均以平均时用水量计算节点流量。 注：凡不属于小区配套的公共建筑均应另计。
3.6.1A 公共建筑区的给水管道应按本规范第3.6.5条计算管段流量和按第 3.6.6条计算管段节点流量。 3.6.1B 小区的给水引入管的设计流量，应符合下列要求： 1 小区给水引入管的设计流量应按本规范第3.6.1、3.6.1A条的规定计算，并应考虑未预计水量和管网漏失量；
2 不少于两条引入管的小区室外环状给水管网，当其中一条发生故障时，其余的引入管应能保证不小于70%的流量； 3 当小区室外给水管网为支状布置时，小区引入管的管径不应小于室外给水干管的管径； 4 小区环状管道宜管径相同。 3.6.3 建筑物的给水引入管的设计流量，应符合下列要求： 1 当建筑物内的生活用水全部由室外管网直接供水时，应取建筑物内的生活用水设计秒流量； 2 当建筑物内的生活用水全部自行加压供给时，引入管的设计流量应为贮水调节池的设计补水量。设计补水量不宜大于建筑物最高日最大时用水量，且不得小于建筑物最高日平均时用水量； 3 当建筑物内的生活用水既有室外管网直接供水、又有自行加压供水时，应按本条第1、2款计算设计流量后，将两者叠加作为引入管的设计流量。 3.6.4 住宅建筑的生活给水管道的设计秒流量，应按下列步骤和方法计算：(3.6.4-1)
管道水流量计算公式 A.已知管的内径12mm，外径14mm，公差直径13mm，求盘管的水流量。压力为城市供水的压力。 计算公式1：1/4∏×管径的平方（毫米单位换算成米单位）×经济流速（DN300以下管选1.2m/s、DN300以上管选1.5m/s） 计算公式2：一般取水的流速1--3米/秒，按1.5米/秒算时： DN=SQRT（4000q/u/3.14) 流量q，流速u，管径DN。开平方SQRT。 其实两个公式是一样的，只是表述不同而已。另外，水流量跟水压也有很大的关系，但是现在我们至少可以计算出大体的水流量来了。 备注：1.DN为Nomial Diameter 公称直径(nominal diameter)，又称平均外径(mean outside diameter)。 这是缘自金属管的管璧很薄，管外径与管内径相差无几，所以取管的外径与管的内径之平均值当作管径称呼。 因为单位有公制(mm)及英制(inch)的区分，所以有下列的称呼方法。 1. 以公制(mm)为基准，称 DN (metric unit) 2. 以英制(inch)为基准，称NB(inch unit) 3. DN (nominal diameter) NB (nominal bore) OD (outside diameter) 4. 【例】 镀锌钢管DN50，sch 20 镀锌钢管NB2”，sch 20 5. 外径与DN，NB的关系如下： ------DN(mm)--------NB(inch)-------OD(mm) 15-------------- 1/2--------------21.3 20--------------3/4 --------------26.7 25-------------- 1 ----------------33.4 32-------------- 1 1/4 -----------42.2 40-------------- 1 1/2 -----------48.3 50-------------- 2 -----------60.3 65-------------- 2 1/2 -----------73.0 80-------------- 3 -----------88.9 100-------------- 4 ------------114.3 125-------------- 5 ------------139.8 B.常用给水管材如下：
一、用水量计算 1．现场施工用水量，按下式计算： 式中q 1——施工用水量（L/s ）； K 1——未预计的施工用水系数（1.05~1.15）； Q 1——年（季）度工程量或日工程量（以实物计量单位表示）； N 1——施工用水定额； T 1——年（季）度有效作业日（d ）； t ——每天工作班数（班）； K 2——用水不均衡系数（现场施工用水取1.5）。 2．施工机械用水量，按下式计算： 式中q 2——机械用水量（L/s ）； K 1——未预计的施工用水系数（1.05~1.15）； Q 2——同一种机械台数（台）； N 2——施工机械台班用水定额； K 3——施工机械用水不均衡系数（施工机械、运输机械取2.00，动力设备取1.05~1.10）。 3．施工现场生活用水量，按下式计算： 式中q 3——施工现场生活用水量（L/s ）； P 1——施工现场高峰昼夜人数（人）； N 3——施工现场生活用水定额（一般为20~60L/人·班，主要视当地气候而定）； K 4——施工现场用水不均衡系数（施工现场生活用水取1.30~1.50）； t ——每天工作班数（班）。 4．生活区生活用水量，按下式计算： 式中q 4——生活区生活用水量（L/s ）； P 2——生活区居民人数（人）； N 4——生活区昼夜全部生活用水定额，每一居民每昼夜为100~120L ； K 5——生活区用水不均衡系数（生活区生活用水取2.00~2.50）； 5．消防用水量（q 5）。最小10 L/s ；施工现场在25ha 以内时，不大于15 L/s 。 6．总用水量（Q ）计算： （1）当（q 1+q 2+q 3+q 4）≤q 5时，则Q= q 5+2 1（q 1+q 2+q 3+q 4） （2）当（q 1+q 2+q 3+q 4）＞q 5时，则Q= q 1+q 2+q 3+q 4 （3）当工地面积小于5ha 而且q 1+q 2+q 3+q 4）＜q 5时，则Q= q 5最后计算出的总用水量，还应
施工临时用水量及管径计算方法 1、假定背景 某工程，建筑面积为18133㎡，占地面积为4600㎡。地下一层，地上9层。筏形基础，现浇混凝土框架剪力墙结构，填充墙空心砌块隔墙；生活区与现场一墙之隔，建筑面积750㎡，常住工人330名。水源从现场南侧引入，要求保证施工生产，生活及消防用水。
2、问题 ⑴ 当施工用水系数15.12=K ，年混凝土浇筑量 11743m 3,施工用水定额2400L/ m 3 ，年持续有效工作日为150d ，两班作业，用水不均衡系数5.12 =K 。要求计算现场施工用水？ S L K t T N Q K q /626.53600 85.1215024001174315.136008211111=?????=???=
⑵ 施工机械主要是混凝土搅拌机，共4台，包括混凝土输送泵的清洗用水、进出施工现场运输车辆冲洗等，用水定额平均台/3002L N =。未预计用水系数15.11=K ，施工不均衡系数0.23=K ，求施工机械用水量？ s L K N Q K q /0958.03600 80.2300415.136********=????=?=∑
⑶ 假定现场生活高峰人数，P 人3501 =施工现场生活用水定额，L N 班/403=施工现场生活用水不均衡系数，。K 514=每天用水2个班，要求计算施工现场生活用水量？ s L t K N P q /365.03600 825.140350360084313=????=????=
⑷ 假定生活区常住工人平均每人每天消耗水量为L N 1204=，生活区用水不均衡系数K 5按2.5计取；计算生活区生活用水量？ s L K N p q /15.13600245 .21203303600245 424=???=???=
水管网流量简单算法如下： 自来水供水压力为市政压力大概平均为0.28mpa。 如果计算流量大概可以按照以下公式进行推算，仅作为推算公式， 管径面积×经济流速（DN300以下管选1.2m/s、DN300以上管选1.5m/s）=流量如果需要准确数据应按照下文进行计算。 水力学教学辅导 第五章有压管道恒定流 【教学基本要求】 1、了解有压管流的基本特点，掌握管流分为长管流动和短管流动的条件。 2、掌握简单管道的水力计算和测压管水头线、总水头线的绘制，并能确定管道的压强分布。 3、了解复杂管道的特点和计算方法。 【容提要和学习指导】 前面几章我们讨论了液体运动的基本理论，从这一章开始将进入工程水力学部分，就是运用水力学的基本方程（恒定总流的连续性方程、能量方程和动量方程）和水头损失的计算公式，来解决实际工程中的水力学问题。本章理论部分容不多，主要掌握方程的简化和解题的方法，重点掌握简单管道的水力计算。 有压管流水力计算的主要任务是：确定管路过的流量Q；设计管道通过的流量Q所需的作用水头H和管径d；通过绘制沿管线的测压管水头线，确定压强p沿管线的分布。 5.1 有压管道流动的基本概念 （1）简单管道和复杂管道 根据管道的组成情况我们把它分为简单管道和复杂管道。直径单一没有分支而且糙率不变的管道称为简单管道；复杂管道是指由两根以上管道组成管道系统。复杂管道又可以分
为串联管道、并联管道、分叉管道、沿程泄流管和管网。 （2） 短管和长管 在有压管道水力计算中，为了简化计算，常将压力管道分为短管和长管： 短管是指管路中水流的流速水头和局部水头损失都不能忽略不计的管道； 长管是指流速水头与局部水头损失之和远小于沿程水头损失，在计算中可以忽略的管 道为，一般认为（ ）＜（5~10）h f %可以按长管计算。 需要注意的是：长管和长管不是完全按管道的长短来区分的。将有压管道按长管计算，可以简化计算过程。但在不能判断流速水头与局部水头损失之和远小于沿程水头损失之前，按短管计算不会产生较大的误差。 5.2简单管道短管的水力计算 （1）短管自由出流计算公式 （5—1） 式中：H 0是作用总水头，当行近流速较小时，可以近似取H 0 = H 。 μ称为短管自由出流的流量系数。 （5—2） （2）短管淹没出流计算公式 （5—3） 式中：z 为上下游水位差，μc 为短管淹没出流的流量系数 （5—4） 请特别注意：短管自由出流和淹没出流的计算关键在于正确计算流量系数。我们比较短管自由出流和淹没出流的流量系数（5—2）和（5—4）式，可以看到（5—2）式比（5—4）式在分母中多一项“1”，但是计算淹没出流的流量系数μc 时，局部水头损失系数中比自由出流多一项管道出口突然扩大的局部水头损失系数“1”，在计算中不要遗忘。 （3）简单管道短管水力计算的类型 简单管道短管水力计算主要有下列几种类型： 1）求输水能力Q:可以直接用公式（5—1）和（5—3）计算。 2）已知管道尺寸和管线布置，求保证输水流量Q 的作用水头H 。 这类问题实际是求通过流量Q 时管道的水头损失，可以用公式直接计算，但需要计算管流速，以判别管是否属于紊流阻力平方区，否则需要进行修正。 3）已知管线布置、输水流量Q 和作用水头H ，求输水管的直径 d 。 j h g v ∑+22 02gH A c Q μ=ζλμ∑++= d l 11 z g A c Q 2μ=ζλμ∑+=d l c 1
工业用水考核指标及计算方法 适用范围：本标准用于指导工业企业用水管理和水量计算的工作。 工业用水考核指标包括重复利用率、间接冷却水循环率、工艺水回用率、万元产值取水量、单位产品取水量、蒸气冷凝水回收率、职工人均日生活取水量。这些指标从不同角度、不同方面、不同范围对不同层次的工业用水水平，节约用水水平进行较全面的考核，是工业用水进行科学管理的必不可少的基础指标。 1考核指标中有关水量计算 重复利用水量（C） 企业日重复利用水量 根据重复利用水量定义见标准CJ19—87《工业用水分类及定义》，计算出企业日重复利用水量（直接利用河流或湖泊进行循环用水，不作重复利用水量汁算）。 企业年重复利用水量 由不同季节（或不同用水情况时）的日重复利用水量乘以实际用水天数得到不同季节（或不同用水情况）的重复利用水量，再相加得到全年重复利用水量。 工业部门年重复利用水量 由各企业年重复利用水量之和再加上企业间年互相重复利用的水量得到。 工业年重复利用水量 由各工业部门年重复利用水量之和再加上城市污水处理厂回用于各工业部门的水量得到。 取水量（Q） 企业日取水量 由企业水源进口水表或其他计量仪表计算得到。 企业年取水量 由企业日取水量相加得到。 工业部门年取水量
由各企业年取水量相加得到。 工业年取水量 由各工业部门的年取水量相加得到。 用水量（Y） 企业日用水量 由企业日重复利用水量和企业日取水量相加得到。 企业年用水量 由企业年重复利用水量和企业年取水量相加得到， 工业部门年用水量 由工业部门年重复利用水量和年取水量相加得到。 工业年用水量 由各工业部门年重复利用水量和年取水量相加得到。 ） 间接冷却水循环量（C 冷 企业日间接冷却水循环量 根据间接冷却水循环量定义（见标准CJ19—87），测量和计算出企业日间接冷却水循环量。 企业年间接冷却水循环量 由每日间接冷却水循环量累加得到或由不同季节（或不同用水情况）平均日间接冷却水循环量乘以实际用水天数得到不同季节（或不同用水情况）的循环量。然后相加求得全年的间接冷却水循环量。 工业部门年间接冷却水循环量 由各企业年间接冷却水循环量之和再加上企业之间作为间接冷却水回用的水量得到。 工业年间接冷却水循环量 由各工业部门的年间接冷却水循环量之和再加上城市污水处理厂回用于工业部门作为间接冷却水的年水量得到。
用水量计算 3.6.1 居住小区的室外给水管道的设计流量应根据管段服务人数、用水定额及卫生器具设置标准等因素确定，并应符合下列规定： 1 服务人数小于等于表3.6.1中数值的室外给水管段，其住宅应按本规范第3.6.3、3.6.4条计算管段流量。居住小区内配套的文体、餐饮娱乐、商铺及市场等设施应按本规范第3.6.5条和第3.6.6条的规定计算节点流量； 表3.6.1 居住小区室外给水管道设计流量计算人数每户 Ng 345678910 qokh 350102009600890082007600———400910087008100760071006650——4508200790075007100665062505900—50074007200690066006250590056005350 55067006700640062005900560053505100 60061006100600058005550530050504850 65056005700560054005250500048004650 70052005300520051004950480046004450
注：1 当居住小区内含多种住宅类别及户内Ng不同时，可采用加权平均法计算； 2 表内数据可用内插法。 2 服务人数大于表3.6.1中数值的给水干管，住宅应按本规范第3.1.9条的规定计算最大时用水量为管段流量。居住小区内配套的文体、餐饮娱乐、商铺及市场等设施的生活给水设计流量，应按本规范第3.1.10条计算最大时用水量为节点流量； 3 居住小区内配套的文教、医疗保健、社区管理等设施，以及绿化和景观用水、道路及广场洒水、公共设施用水等，均以平均时用水量计算节点流量。 注：凡不属于小区配套的公共建筑均应另计。 3.6.1原规范2003版设计流量计算存在下列问题： a. 3000人以上支状管道计算无依据； b. 3000人以下环状管道计算无依据； c. 在3000人前提下按设计秒流量式(3.6.4)计算和按最大小时平均流量计算得到两种结果； d. 居住小区给水支管按最大小时平均秒流量计算偏小，与住宅按概率法计算设计秒流量不能銜接；
冷却塔耗水量计算论证 在湿式冷却塔中，热水将热量传给空气，由空气带走，散到大气中去。水向空气散热有三种形式：①接触散热；②蒸发散热；③辐射散热。冷却塔主要靠前两种散热，辐射散热量很小，在此忽略不计。 两种不同温度的物质接触，热量从温度高的一方传向温度低的一方，称为接触散热。冷却塔中，当低温度空气通过高温度水面时，水面会通过接触散热，把热量传给空气。 蒸发散热通过物质交换完成，即通过水分子不断扩散到空气中来完成。水分子有着不同的能量，平均能量由水温决定。在水表面附近，一部分动能大的水分子，克服邻近水分子的吸引力，逃出水面而成为水蒸气。由于能量大的水分子逃离，水面附近的水体能量变小，因此水温降低，这就是蒸发散热。 如下为水的冷却过程： 在冷却塔中水的冷却过程由水温、空气的干球温度θ、湿球温度τ决定。单位面积，单位时间的接触散热量为αq ，蒸发散热量为 βq 。可分为下图所示的四种传热情况。 （1）水温大于气温。两种热量都由水面散向空气， βα+=q q q ,水温降低， 水量产生蒸发损失。 (2) θ=t ,水温和气温相等。接触散热停止，蒸发散热照常进行，β=q q ,水温 降低，水量产生蒸发损失。本项目中冷却水要求出水温度31℃，而哈尔滨地区的干球温度达到或接近31℃的时候必然存在，该计算即按照该条件下进行。
(3) θ<<τt 。由于水温低于空气干球温度，从空气向水中产生接触传热；水面蒸发散热照常进行，0>-=αβq q q ，水温降低。 (4) θ<=τt 。同(3)的传热情况，但βα=q q ,所以0=q ，即水温不再降低，但 蒸发仍在发生。这是水冷却的极限情况，如果水温继续下降，将产生αq > βq 水 温又会升高，所以t =τ是水冷却的极限。 综上分析，按照第2种情况下计算耗水量进行论证 该项目设计条件为： 管程循环水体积流量: h m q v 32450=, 进水温度：℃8.37=in t ，出水温度要求℃31 out ≤t 环境干球温度℃31 =d t ，湿球温度℃24=w t ，相对湿度%60=d h 总热负荷h kcal kw t q C Q m P 1526600017750 ==?= 耗水量计算： 水的蒸发潜热为2260千焦/千克（0.628kWh/kg ），因在此计算条件下绝大多数 热量都需要由水的蒸发来带走，故需要的蒸发水量为： )/(28264628.017750h kg =。 以上数据就是当外界环境温度达到或接近冷却水温的条件下的耗水量，不管采用什么形式的自然散热（包括加翅片），都必须要达到该数据，因为在此条件下的接触散热已经停止，只能靠水的蒸发散热来带走热量。如果外界温度高于冷却水温度，则改数据还要增加，以弥补接触散热部分的反向传热（在该项目条件下哈尔滨地区一般不存在这种情况）。 以上是对蒸发水量的计算，还有如下部分水的损失也不可忽略： 1、即喷淋的漂水量，即有一部分细小的水滴会在没有蒸发的情况下被风机抽走，该部分水损失很难确定多少，由不同的填料和收水器性能来决定。虽然好多厂家宣称自己产品达到零漂水，但是这肯定不可能实现的。根据以往经验，
摘要:消防设计用水量包括流量和水量。 建筑中自动灭火系统的设计流量应按其中设计流量最大的一种系统确定，多种消防系统的设计总流量应按其中消防总流量最大的一个防护对象和防护区确定，一个防护区的总流量应为其中的消火栓、自动灭火、水幕系统流量之和。把出现在不同防护区的消火栓系统最大流量、自动灭火系统最大流量和水幕系统最大流量之和作为消防系统的设计总流量不符合每次只有1个失火点的消防基本设定。确定系统的设计水量，方法类似。 关键词:消防工程设计流量水量自动灭火系统建筑水消防系统建筑消防用水量包括流量和水量两个参数。用水流量决定消防水泵的流量和消防管径，用水水量决定消防水池的容积。流量和水量的合理确定一方面影响着消防系统的灭火性能或消防灭火的成败，另一方面还通过管径、水泵流量、水池容积等影响着消防丁程的投资规模。因此，消防流量和水量是消防灭火供水丁程中一组非常重要的数据。 1目前水量计算存在的问题根据国家规范，消防系统用水量按需要同时开启的灭火系统的用水量之和计算。然而，由于下列原因，需要同时开启的灭火系统越来越难以判断和把握，以至于判断结果及用水量的计算值往往因人而异，并且差别明显。 (1)建筑水消防灭火系统的种类越来越多，消火栓系统有室内、室外系统；自动灭火系统有：湿式系统、干式系统、预作用系统、雨淋系统、水喷雾系统、水幕系统、自动喷水一泡沫联用系统、消防水炮系统等；水幕系统有防火分区水幕、防火隔离单元水幕，且其中又分冷却水幕和隔断水幕。一个消防供水系统中，往往同时含有上述的多种系统。 (2)建筑的功能和构造越来越复杂，一个消防灭火系统所防护的建筑物特别是综合建筑一般由多种不同功能的建筑空间组成，有的是多栋建筑其功能互不相同，有的是一栋建筑含有多个功能区间。消防用水量随建筑功能而变化，同一灭火系统的用水量也会依功能区和建筑构造的变化而出现多个值。需要同时开启的系统种类或数量决定着用水量之和，哪些系统需要同时开启是设计中首先要解决的问题。但目前，需要同时开启的系统并没有可操作的判定标准，设计人员都根据自己的经验确定。由于火灾学专业水平和经验的差异，致使同时
大口井的出水量计算 大口井出水量计算有理论公式和经验公式等方法。经验公式与管井计算时相似。以下仅介绍应用理论公式计算大口井出水量的方法。 因大口井有井壁进水，井底进水或井壁井底同时进水等方式，所以大口井出水量计算不仅随水文地质条件而异，还与其进水方式有关。 1．从井壁进水的大口井 可按完整式管井出水量计算公式（7－2）和式（7－3）式进行 计算。 2．井底进水的大口井 对无压含水层的大口井，当井底至含水层底板距离大于或等于井 的半径（T ≥r ）时，按巴布希金（Бабущкин.В.Д）公式计算（见图7－21） )4H R 185lg .11(T r 2r KS 2Q 0++=ππ （7－40） 式中Q ——井的出水量，m 3/d ； S 0——出水量为Q 时，井的水位降落值，m ； K ——渗透系数，m/d ； R ——影响半径，m ； H ——含水层厚度，m ； T ——含水层底板到井底的距离，m ； r ——井的半径，m 。 承压含水层的大口井也可应用上式计算，将公式中的T 、H 均替换成承压含水层厚度即可。 当含水层很厚（T ≥8r ）时，可用福尔希海默（F O rchheimer ，P.）公式计算： Q=AKS 0r （7－41） 式中A ——系数，当井底为平底时，A=4；当井底为球形对，A ＝2π；其余符号与上 式同相。 3．井壁井底同时进水的大口井 可用出水量叠加方法进行计算。对于无压含水层 （图7－22），井的出水量等于无压含水层井壁进水的大口井的出水量和承压含水层中的井底进水的大口井出水量的总和： ])4H R 185lg .11(T r 22r r R 3lg .2S 2h [KS Q 00+++-=ππ （7－42） 式中符号如图7－22所示，其余与前同。 r T S 0 H R r T S 0 H R h 图7－21 无压含水层中井底进水的大口井计算简图 图7－22 无压含水层中井底井壁进水大口井计算简
1 服务人数小于等于表3.6.1中数值的室外给水管段，其住宅应按本规范第、条计算管段流量。居住小区内配套的文体、餐饮娱乐、商铺及市场等设施应按本规范第条和第条的规定计算节点流量； 表3.6.1 居住小区室外给水管道设计流量计算人数 注：1 当居住小区内含多种住宅类别及户内Ng不同时，可采用加权平均法计算； 2 表内数据可用内插法。 2 服务人数大于表3.6.1中数值的给水干管，住宅应按本规范第条的规定计算最大时用水量为管段流量。居住小区内配套的文体、餐饮娱乐、商铺及市场等设施的生活给水设计流量，应按本规范第条计算最大时用水量为节点流量； 3 居住小区内配套的文教、医疗保健、社区管理等设施，以及绿化和景观用水、道路及广场洒水、公共设施用水等，均以平均时用水量计算节点流量。 注：凡不属于小区配套的公共建筑均应另计。
3.6.1A 公共建筑区的给水管道应按本规范第条计算管段流量和按第条计算管段节点流量。 3.6.1B 小区的给水引入管的设计流量，应符合下列要求： 1 小区给水引入管的设计流量应按本规范第3.6.1、3.6.1A条的规定计算，并应考虑未预计水量和管网漏失量； 2 不少于两条引入管的小区室外环状给水管网，当其中一条发生故障时，其余的引入管应能保证不小于70%的流量； 3 当小区室外给水管网为支状布置时，小区引入管的管径不应小于室外给水干管的管径； 4 小区环状管道宜管径相同。
3.6.3 建筑物的给水引入管的设计流量，应符合下列要求： 1 当建筑物内的生活用水全部由室外管网直接供水时，应取建筑物内的生活用水设计秒流量； 2 当建筑物内的生活用水全部自行加压供给时，引入管的设计流量应为贮水调节池的设计补水量。设计补水量不宜大于建筑物最高日最大时用水量，且不得小于建筑物最高日平均时用水量； 3 当建筑物内的生活用水既有室外管网直接供水、又有自行加压供水时，应按本条第1、2款计算设计流量后，将两者叠加作为引入管的设计流量。 3.6.4 住宅建筑的生活给水管道的设计秒流量，应按下列步骤和方法计算： (3.6.4-1) 1 根据住宅配置的卫生器具给水当量、使用人数、用水定额、使用时数及小时变化系数, 可按式（3.6.4-1）计算出最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率： 式中： uo——生活给水管道的最大用水时卫生器具给水当量平均出流概率(%)；qo——最高用水日的用水定额，按本规范表3.1.9取用；
锅炉房用水量计算 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
声明：以下算法仅代表个人观点，参考书目有《工业锅炉房设计手册》、《烟气脱硫脱硝技术手册》等。有兴趣的坛友可以自己下载看看。 （1）锅炉房用水的组成 通常来说，锅炉房用水主要分为生产用水、生活用水及煤加湿水三类，其中生产用水以循环水为主，主要为锅炉热力网循环系统补水、引风机轴承冷却补水、脱硫除尘用水、离子交换器树脂再生用水、定期排污冷却用水和冲渣用水等。 （2）生产用水的核算 ①锅炉热力网循环系统补水 锅炉分为蒸汽锅炉和热水锅炉两种。 蒸汽锅炉的热力网补水很好理解。如：1t/h的蒸汽锅炉，就是1t/h的水产生 1t/h的蒸汽，所以用水量很容易计算。环评中，我认为可以忽略“锅炉排污量并扣除凝结水量”这部分水量，直接用产汽量来估算。 这里主要说一下热水锅炉的循环系统补水计算方法。 要知道补水量，先要知道循环用水的量。热水锅炉循环水量计算公式采用《工业锅炉房设计手册》中的经验公式 循环水量=1000×0.86kcal/MW×吸热量（MW）/一次网温度差（℃） 热水锅炉补水率较低，通常为1%~2%，主要为热力网损失。根据循环水量和补水率，可以核算出补水量。 ②引风机轴承冷却补水 引风机轴承在运转过程中会发热，因此需要冷却水进行冷却。在有循环水箱时，引风机轴承冷却补水量可按0.5m3/h箱核算。 如果是抛煤机炉，抛煤机及炉排轴的冷却补水量也可按每台锅炉0.5m3/h计算。 ③脱硫除尘用水
④离子交换器树脂再生用水 锅炉用水采用全自动软水器进行水质软化处理，交换器内的离子树脂大约一周再生一次，再生方式为采用8%~10%NaCl溶液进行正洗和反洗。 对于常用的固定床钠离子交换器，用水量包括配制盐溶液用水、反洗离子交换器用水（如有反洗水箱，可不折算）、正洗离子交换器用水，此部分用水量可以类比《工业锅炉房设计手册》中的表13-33。 对于阳离子交换树脂冲洗耗水量，按每立方米每次（1~1.5h）用水5~8m3估算。 ⑤排污冷却用水
施工用水量计算方法 一、施工用水设计 根据本工程量、所需劳动人数、施工机械及招标文件等情况，对施工用水作如下设计：1、施工用水量计算 （1）施工用水 按每小时浇筑30m3砼计 其中：q1——施工用水量 Q1——每小时浇筑砼量 N1——施工用水额 K1——未预计的施工用水系数 K2——用水不均衡系数 （2）机械用水 q2=K1 =0.04L/S 其中：q2——机械用水量 Q2——同一种机械台数 N2——施工机械台班用水定额N2=300 K1——用水修正系数K1=1.1 K3——施工机械不均衡系数K3=2.0 （3）现场生活用水 q3= =0.8L/S 其中：q1——施工现场生活用水量 P1——施工现场高峰昼夜人数300人 N3——施工现场生活用水定额N3=60 K4——施工现场用水不均衡系数 K2——用水不均衡系数 b——每天工作班数 （4）消防用水量 Q消=10L/S （5）总用水量 Q=q1+q2+q3＝24.9+0.04+0.8＝25.74L/S>Q消，故Q总取25.74L/S （6）水源管径计算 D= =0.11 其中：d——配水管直径 Q总——总用水量 V——管内水流速度 2、现场临时给水管布置
从业主提供的水源中，接出一根DN100的水管作为施工现场临时供水主管，即可满足现场的施工及生活和消防用水。楼层给水从结构柱边往上设DN50水管，每层再接出DN25分水管。其余支管均为DN25。 现场临时消防栓设3个，具体位置详附后施工给、排水平面图布置图。 二、现场排污管布置设计 楼上的施工废水用Φ100PVC管从管道井内或从楼梯间有组织地排入地面水沟内，并每隔两层设一根与楼层上临时厕所等污水点相连的污水支管，所有施工废水都经两级沉淀后，才能经排水沟，排至场外的污水井内，地下水和雨水有组织的排入城市雨水井内。
水表流量计算方法水表的流速与水表两端的压力差有关，不能仅仅凭供水压力决定。相关的计算公式比较复杂，与压差、水 温( 水的粘稠度) ，管道内壁摩擦系数等因素相关，具体计算公式请参阅流体力学相关知识。 尽管GB/T778.1-2007 已经于2009年5月1日正式执行，但目前市面销售的表还是按照GB/T778.1-1996 的标准执行，对流量的相关规定如下： 4分(15mm)表有N0.6,N1,N1.5 三种流量，常见的是N1.5 常用流量为1.5 方/小时,最大流量为3方/小时 6分(20mm)表水表代号为N2.5常用流量为2.5方/小时,最大流量为5方/小时 1寸(25mm)表N3.5常用流量3.5,最大流量7 1.5寸(40mm) N10常用流量10最大流量20 2寸(50mm) N15 常用15最大30 对于短管道：(局部阻力和流速水头不能忽略不计) 流量Q=[( n /4)d A2 V(1+ 入L/d+ Z )] V(2gH)
式中：Q 流量，（m A3/s）; n ------------------------ 圆周率；d 管内径（m）, L 管道长度（m）; g 重力加 速度（m/sA2）; H 管道两端水头差（m）,;入 ------------ 管道的沿程阻力系数（无单位）；Z ---------------- 管道的局部阻力系数（无单位，有多个的要累加）。 使中部的截面积变为原来的一半，其他条件都不变，这就相当于增加了一个局部阻力系数Z '，流量变为：Q =［（n /4）dA2 V（1+入L/d+ Z +Z ' ）］V（2gH）。流量比原来小了。流量减小的程度要看增加的Z '与原来沿程阻力和局部阻力的相对大小。当管很长（L很大），管径很小，原来管道局部阻力很大时，流量变化 就小。相反当管很短（L很小），管径很大，原来管道局部阻力很小时，流量变化就大。定量变化必须通过定量计算确定。
丰台花乡羊坊村2016年雨洪利用工程 ——需水量预测与水量分配方案1.景观水系总体布置 结合公园景观水系设计方案，为了便于水量平衡分析，现将公园水系进行分区。 表1 羊坊村雨洪利用工程景观水系总体布置
项目用水主要为公园水系的蒸发渗漏，以及绿化带内绿化灌溉用水。 2.景观水系蒸发水量 项目区内无蒸发实测资料，本次采用多年平均蒸发量对项目蒸发量进行计算。 丰台区多年平均蒸发量为1127mm。蒸发量夏季大，冬季小，最大蒸发量发生在6月。6月总蒸发量为200mm，可计算得6月平均日蒸发量为6.6mm。 本次以年内最大月的日平均蒸发量估算河湖的水面蒸发量。结果见下表2。 表2 项目区水系蒸发量计算表
3. 渗漏 入渗补给量是一个较为复杂的变量，从总体看渗透分为垂直入渗和侧向入渗。 因地表覆盖厚度变化各异，覆盖层土质也各不相同，因此选用的入渗系数也不相同。 据地勘报告按粘质粉土，项目区地下为卵石层，下卧细中砂透水层，渗透性较好，为维持项目区景观水面，本项目景观水系设计底高程至正常蓄水位之间采取减渗措施，减渗材料采用膨润土防水毯，其渗透系数为5×10-11m/s ；正常蓄水位至最大蓄水位之间不设减渗，按地勘报告粘质粉土渗透系数0.3m/d 计算。 根据《节水灌溉工程实用手册》渗量计算采用下式计算： )m 1h 2(0116.0S 21++=γb K
其中：S—渠道每公里长渗透流量，m3/（s.km）； k—渗透系数，m/d； b、h—渠道底宽和水深，m； m—渠道边坡系数； —考虑渠坡侧向毛管渗吸的修正系数，其值为1.1~1.4，毛细管作用 1 强烈时取大值。 各分区渗漏损失计算成果详见下表。 表3 渗透量计算成果表
需水系数法计算作物需水量及灌溉制度 1、以水面蒸发为参数的需水系数法（简称“α值法”或蒸发皿法） 大量的灌溉试验资料表明，气象因素是影响作物需水量的主要因素，而当地的水面蒸发又是各种气象因素综合影响的结果。因腾发量与水面蒸发都是水汽扩散，因此可以用水面蒸发这一参数估算作物需水量，其计算公式为： 0E ET α= （式2-1） 或 b E ET +=0α （式2-2） 式中： ET ——某时段内的作物需水量，以水层深度计，mm ； 0E ——与ET 同时段的水面蒸发量，以水层深度计，mm ；0E 一般采用80cm 口径蒸发皿的蒸发值，若用20cm 口径蒸发皿，则20808.0E E =； α——各时段的需水系数，即同时期需水量与水面蒸发量之比值，一般由试验确定，水稻α=0.9~1.3，旱作物α=0.3~0.7； b ——经验常数。 由于“α值法”只需要水面蒸发量资料，所以该法在我国水稻地区曾被广泛采用。在水稻地区，气象条件对ET 及0E 的影响相同，故应用“α值法”较为接近实际，也较为稳定。对于水稻及土壤水分充足的旱作物，用此式计算，其误差一般小于20%~30%；对土壤含水率较低的旱作物和实施湿润灌溉的水稻，因其腾发量还与土壤水分有密切关系，所以此法不太适宜。 根据资料提供的20cm 口径逐日蒸发量，可求得80cm 口径逐日蒸发量，并求出生育期内蒸发量的总和，即：
利用需水系数值α根据（式2-1）可求得生育期的作物需水量总和，根据地区生育期各生育阶段的需水量分配比，可得各生育阶段的作物需水量。根据生育阶段天数的不同，将各生育阶段的作物需水量平均到每天，即逐日耗水量，则求得各生育阶段的逐日耗水量。 2、水量平衡方程 ET M K P W W W T t -+++=-00， 式中：W t 、W 0 ：时段初和任一时间t 时的土壤计划湿润层内的储水量。 W T ：由于计划湿润层增加而增加的水量。 P 0 ：降雨入渗量，即有效降雨量。本灌区的降雨入渗量可根据降雨量与次降雨有效利用系数求得。即以连续降雨日期中降雨最大的日期为降雨日期，降雨量为该阶段的降雨量之和P ，用该降雨阶段雨量之和乘以次降雨有效利用系数σ，即P 0 = σP ，σ选取原则如下：次降雨量P （mm ）< 5, σ=0 , P=5~50 , σ= 1.0, P=50~100 , σ= 0.9, P=100~150 ,σ= 0.75 , P>150，σ=0.70。 K ：时段t 内的地下水补给量，用所占玉米生育期需水量的百分数表示，这里忽略不计。 M ：时段t 内的灌溉水量。 ET ：时段t 内的作物田间需水量，已由第一步计算求得。 3、灌溉定额即允许储水深度上、下限的计算 式中：m —灌水定额，m 3/亩； H —时段内土壤计划湿润层的深度，m ； γ—计划湿润层内土壤的干容重，t/m 3； —时段内允许的土壤最大含水率和最小含水率，
用水的计算公式 q 拟建小区15层6幢（68558平方），18层5幢（58614平方），同时施工 1. 施工用水 按高峰期最大日施工用水量计算： Q1=k1∑q1N1k2/8*3600 其中：k1为未预计的施工用水量系数，取1.15 K2为用水不均衡系数，取 1.5 q1为单为数量设备、人员等的生产量 砂浆搅拌机每八小时生产量按30立方计/台班 瓦工班八小时砌筑量按20立方计/台班 混凝土养护八小时内用水（自然养护，按100立方计/台班） N1为单为数量设备、人员等单位时间内生产一定产品的用水量 每立方砂浆用水量取400L/立方 每立方砖砌体用水量取100L/立方 每立方混凝土养护用水量取200L/立方 Q1=1.15*(22*30*400+11*20*100+100*200)/8*3600 =18.3L/S (本工程按每幢楼两台砂浆搅拌机、一组瓦工班计算) 2. 机械用水量 Q2=k1∑q2N2k3/8*3600 其中K1、K3同上 Q2以一台对焊机8小时、一个木工房一个台班、一台锅炉8小时计算 N2 每台对焊机用水量取300L/台班小时 一个木工房一个台班用水量取20L/台班 一台锅炉8小时用水量取1000L/抬小时 Q2=1.15*(300*8*5+20*5+1000*8)*1.5/8*3600 =0.56L/S (本工程按五台对焊机同时使用、五个木工房同时工作计算) 3. 生活用水量 Q3= q3N3k4/8*3600 其中K4同上，取1.5 N3为每人一天用水量，取20L/人天 Q3为高峰期施工现场最多人数 Q3=1500*20*1.5/8*3600 =1.54L/S （本工程施工现场高峰期按15000人考虑） 4. 消防用水量Q4
摘要：论述了工业企业工程设计时，合理计算全厂平均小时用水量和最大小时用水量的重要性，并通过对工业用水过程中连续用水最大小时用水量同时发生的概率和各间断用水量同时发生的概率分析，提出全厂用水量的计算方法。 关键词：工业企业用水量 1水量计算的重要性 水量计量的单位为m3/h或m3/d。在工业企业中常用的水量为日用水量(以m3/d计)，平均小时用水量和最大小时用水量(以m3/h计)。工业企业前期设计(可行性研究和初步设计) 阶段中，给排水专业一个重要任务是进行全厂用水量计算。全厂的平均小时用水量和最大小时用水量是工业企业用水量的重要参数，因为它决定着工业企业内部管网的管径和从市政管网引入给水管的管径以及初次水增容费的多少。同时，如果该企业远离城市或城市供水量不能满足企业自身的用水量需求时，企业一般需要自建水厂，需要的话，还要自建污水处理场。如一些大型的化工厂或石油化工企业等。此时，上述两个用水量又决定着自建水厂和污水处理场的规模。换句话说，平均时用水量和最大时用水量影响着待建企业的给排水部分的投资。因此，此阶段的给排水专业的水量计算是十分重要的。合理计算全厂中各种用水量，正确绘制水平衡图，对设计中确定工厂自建取水厂、污水处理场规模，合理缴纳水增容费及控制水资源、节约用水等有非常重要的意义和积极的指导作用。 2工业企业用水量分类 根据《工业用水分类及定义》(CJ19-87)中的有关规定，工业企业用水量是指工业企业完成全部生产过程所需要的各种水量的总和。它包括间接冷却水量、工艺用水量、锅炉用水量和生活用水量。除此以外，工厂中还有消防用水量。 3工业企业用水量计算重点 在上述各用水量中，间接冷却水一个较稳定的用水量，补充水量计入工厂生产用新鲜水量中，一般是个相对稳定的数值。消防用水量是根据相关规范确定的，水量固定。因此企业用水量的计算重点和难点在于工业企业全厂新鲜水用量的平均时用水量和最大时用水量。 4工业企业新鲜用水量的计算 为讨论问题方便，下述用水量均指企业用新鲜水量。 从水量的单位可以看出，决定工业企业全厂用水量的因素有两个：一个是用水立方米数，另一个是用掉这些水的用水时间。但，要正确计算小时用水量，除对这两个因素进行必要的分析外，还需对各用水设备或用水点的最大用水量是否在同一时间段发生进行概率分析。 对于生活用水量，一般根据《建筑给水排水设计规范》中的用水定额和工艺专业向给排水专业提供的最大班人数，经计算确定，此用水量记为Q S1。此外还有工业企业中淋浴用水量，记为Q S2。职工生活用水最大用水量和淋浴用水量，通常不同时发生。也就是说，这两个水量同时发生的概率很小。这可以通过对职工上班、下班的生活规律的分析，得出这个结论。因此，在计算工业企业总的生活用水最大小时流量(记为Q S3)时，宜取淋浴小时用水量和职工生活用水平均时用水量之和。随着人们对生活环境要求的越来越高，工业企业的绿化用水量也不容忽视。它的计算可根据《建筑给水排水设计规范》中规定的绿化用水定额和企业中绿化面积进行计算。此部分一般归类为生活用水量范畴，记为Q S4。