一、用水量计算
1 最高日用水量
1．1最高日生活用水量
基本数据：
由原始资料知该城市位于二分区,在设计年限内人口数6.0万,查《室外给水设计规范》（GB 50013-2006）可知该城市为中小城市。
最高日综合活用水定额生：150～240 L/（cap?d）。根据资料显示人口数，选取q=240 L/（cap?d）。
城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的20%计算。
=∑qNf/1000
根据公式 Q
1
―—城市最高日生活用水，m3／d；
Q
1
q――城市最高综合生活用水量定额，取240 L/（cap?d）；
Ｎ――城市设计年限内计划用水人口数（cap）；
f――城市自来水普及率，采用f=100%
则该城市最高日生活用水量为：
=（240×6.0×104×100%）/1000=14400 m3/d=166.67 L/s
Q
1
1．2工业企业职工的生活用水和沐浴用水量
工业企业职工的生活用水量和淋浴用水量，可按《工业企业设计卫生标准》确定。选取如下数据：
职工生活用水量：冷车间按每人每班25升计，热车间按每人每班35升计；
职工淋浴用水量：均按每人每班50升计。
则企业甲职工的生活用水和沐浴用水量为：
=(25×3×1200+35×3×900)/1000+(50×600×3)/1000=274.50 m3/d Q
21
企业乙职工的生活用水和沐浴用水量为：
=(25×2×1000+35×2×800)/1000+(50×800×2)/1000=239.00 m3/d Q
22
所以工业企业职工的生活用水和沐浴用水量为：
=274.50+239.00=513.5 m3/d =5.94 L/s
Q
2
1．3浇洒道路大面积绿化所需的水量
洒道路用水量为每平方米路面每次1-1.5L，大面积绿化用水量可采用1.5-2.0L/(d·m2)。
设计时，选取如下数据：浇洒道路用水量为每平方米路面每次1.5L，大面积绿化用水量采用2.0L/(d·m2)；道路每天浇洒3次，绿地每天浇洒2次。
通过测量计算可知，道路面积74.92万平方米，街区面积305.16万平方米。而绿地面积按街区面积的20%考虑。所以绿化面积（20%×305.16）即61.03万平方米。
则浇洒道路和大面积绿化所需的水量为：
Q
3
=（1.5×3×74.92×104+2.0×2×61.03×104）/1000=5812.6 m3/d 1．4工业生产用水量
企业甲的生产用水为3000 t/d (即3000 m3/d)，企业乙生产用水为3200 t/d (即3200 m3/d)。
则工业生产用水量为：
Q
4
=3000+3200=6200 m3/d = 71.76 L/s
1．5 未预见水量和管网漏水量
城市未预见水量及管网漏失水量按最高日用水量的15%-25%计。
本次设计按最高日用水量的25%计算，而最高日的用水量包括居民的综合生活用水量、工业企业生活用水和沐浴用水量、浇洒道路和绿化用水量以及工业生产用水量。
则相应的未预见用水总量为：
Q
5=0.25×（Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
）
=0.25×（14400+513.5+5812.6+6200） =26926.1 m3/d
1．6 最高日用水量
设计年限内该城市最高日的用水量为：
Q
d =Q
1
+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
+ Q
5
=1.25×(Q
1+ Q
2
+ Q
3
+ Q
4
)
=1.25×（14400+513.5+5812.6+6200）
=33657.63 m 3/d 2 最高日最高时用水量
从最高日生活用水量可得到最高时设计用水量，由此次设计的原始资料可知：时变化系数 K h =1.35。 则 该城市最高日最高时用水量为： 525.9086.4
33657.63
1.354.863600241000h =?==??=d h d h Q K Q K Q L/s
3 消防用水量
城镇、居住区室外的消防用水量：
（查附表3，根据设计人口数，即设计规划年限内人数为6.0万人，由表可知）
同一时间内的火灾次数: 2 次 一 次 灭 火 用 水 量: 35 L/s 则 消防用水量为：
Q 消防=35×2=70 L/s
二、给水系统方案选择
1 净水厂位置选择
厂址选择应该在整个给水系统设计方案中全面规划，综合考虑，通过技术经济比较确定。在选择厂址时，一般应考虑一下几个问题：
（1）厂址应选择在工程地质条件较好的地方。一般应选在地下水位低、承载力较大、湿陷性等级不高、岩石较少的地层，以降低工程造价和便于施工。
（2）水厂应尽量放置在地形较高的位置，以降低供水管网压力和输水费用。 （3）水厂应尽可能选择在不受洪水威胁的地方。否则应考虑防洪措施。 （4）水厂应尽量设置在交通便利、靠近电源的地方，以利于施工管理和降低输电线路的造价。并考虑沉淀池排泥及滤池冲洗水排除方便。
（5）水厂应尽量放置在靠近大用水户处，及降低管网造价。 （6）水厂应考虑设计在距离取水点和用水区较近的地方。
通过对以上几个影响因素的综合考虑，显然将水厂设置在该城市西部河流上游位置最为合适。水厂地面标高105.8m ，水厂处不受洪水威胁。土壤为轻质压粘土，承载力较好，便于施工。水厂所处位置不占农田。水厂距离供水区较近，
交通便利，靠近电源，市政管网完善。这样可以最大程度的满足以上几个方面。
2 给水系统方案
该城市为小城市，因工业用水量在总供水量中所占比例较好，所以可以按水质和水压统一给水，即采用统一给水系统。
三、管网定线
1.1 管网布置形式
给水管网的布置的布置应满足一下要求：
（1）按照城市规划平面图布置管网，布置时应考虑给水系统与分期建设的可能，并留有充分的发展余地；
（2）管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最小；
（3）管网遍布在整个给水区，保证用户有足够的水量和水压；
（4）力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水费用。
综合以上各项因素，采用环状网布置，在环状网中，管线连接成环形，当其中任一管段损坏时，可以关闭附近阀门使和其余管线断开，然后进行检修，水还可以从另外的管线供应用户，断水的区可以缩小，从而供水可靠性增加，同时可以大大减小因水锤作用产生的危害。
1.2 城市管网定线原则
定线时，干管延伸方向应和从二级泵站输水到网内水塔(高位水池)、大用户的水流方向一致，循水流方向，以最短的距离布置一条或数条于管，干管位置应从用水量较大的街区通过。干管的间距，可根据街区情况，采用500-800m。从经济上来说，给水管网的布置采用一条干管接出许多支管，形成树状网，费用最省，但从供水可靠性考虑，以布置几条接近平行的干并形成环状网为宜。
在干管和干管之间宜设置垂向连接管使管网形成环状网。连接管的间距可根据街区的大小考虑在800-1000m左右。
干管一般平行于城市规划道路中线定线，但应尽量避免在高级路面或重要道路下通过。管线在道路下的平面位置和高程，应符合城市或厂区地下管线综合设计的要求。给水管线和建筑物、铁路以及其他管道的水平净距，均应符合国家标准《室外给水设计规范》(GB 50013-2005)和《城市工程管线综合规划规范》(GB
50289-98)的有关规定。
考虑了上述要求后，城市管网通常是树状网和若干环组成的环、枝状网相结合的形式，管线大致均匀地分布于整个给水区。
管网中还需安排其他一些管线和附属设备，例如在供水范围内的支路下需敷设分配管，以便把干管的水送到用户和小区内。考虑到消防和室外消火栓规格的要求，分配支管直径至少为100 mm，大城市采用150-200mm，目的是在通过消防流量时，分配支管中的水头损失不致过大，导致火灾地点水压过低。
1.3 管网布置原则
（1）输配水管渠应选择经济合理的线路，应尽量做到线路最短，起伏小，土石方工程量小，减少跨越障碍的次数。
（2）输配水管渠走向和位置应符合城市工业企业的规划要求，并尽可能沿现有道路或规划道路敷设，以利施工和维护。城市配水干管宜尽量避开城市交通干道。（3）输配水管渠应尽量避免穿越河谷、山脊、沼泽，重要铁路，并注意避开地震裂带，沉陷，滑坡，塌方以及易发生泥石流以发生的地区。
（4）生活饮用水输配水管道应尽量避免穿越河谷，山脊，沼泽，穿过毒物污染及腐蚀性等地区，必须穿过时采取防护措施。
（5）输水管线应充分利用水位高差，综合沿线条件优先考虑重力输水。如因地形或管线系统布置所限必须加压输水时，应根据设备和棺材选用情况，结合运行费用分析，通过技术经济比较，确定增后技术，方式和增压地点。
（6）在输配水管渠线路选择时，应尽量利用现有管道，减少工程投资，充分发挥现有设施作用。
1.4 输水管道布置要求
（1）重力输水管渠应根据具体情况设置检查井和排气设施。检查井间距：当直径为DN700以下时，不宜大于200m，当管径为DN700到DN1400时，不宜大于400m。（2）在输水管和配水管隆起点和平直管段的必要位置上，应装设排气阀，以便于及时排除管内空气。
（3）在输配水管道中，于倒虹管和桥段处均设置排气阀。排气阀一般设置于倒虹管上游和平管桥下降段上游的相近直管段上。
（4）输配水管渠的低凹处应设置泄水管和泄水阀。泄水阀应直接接至河沟和低洼处。当不能直流时，可设置集水井。
（5）在输配水管道布置中，应尽量采用小角度转折，并适当加大制作弯头的曲率半径，改善管道内水流状态，减少水头损失。
1.5 阀门、消火栓的布置原则
1.51 阀门
a.配水管网中的阀门布置，应能满足事故管段的切断需要。其位置可结合连接管以及需要供水支管的节点设置，干管上的阀门间距一般为500～1000m。
b.一般情况下干管上的阀门可设在连接管的下游，已使阀门关闭时，尽可能少影响支管的供水
c.支管与干管相接处，一般在支管上设置阀门，以便支管检修不影响干管供水，干管上的阀门应根据配水管网分段，分区检修的需要设置。
1.52 消火栓
a.消火栓的间距不应大于120m
b.消火栓的接管直径不小于DN100
c.消火栓尽可能设在交叉口和醒目处，消火栓按规定应根据建筑物不小于5m，距车行道也不大于2m，以便消防车上水，并不应妨碍交通，一般常设在人行道边。
根据以上所有要求，在该城市街区平面地形图上正确合理地进行管网定线。
四、绘制城市最高日用水量变化曲线
五、清水池容积计算
该城市给水系统设计面积较大，所以一般只设置清水池，而不设置水塔。
V
清=V
调
+V
消
+V
自
+V
安
1.1 清水池调节容积 V
调
的计算
在下表中进行清水池调节容积的计算：
清水池调节容积计算
时段用水量
(%)
二级泵站供水量
（%）
一级泵站供水量
（%）
清水池调节容积
（无水塔）（%）
(1) (2) (3) (4) (5)【（2）-（4）】
0—1 2.28 2.78 4.17 -1.89
1—2 2.28 2.78 4.17 -1.89
2—3 2.20 2.78 4.16 -1.97
3—4 2.27 2.78 4.17 -1.90 4—5 2.31 2.78 4.17 -1.86 5—6 3.39 2.78 4.16 -0.78
6—7 4.64 5.00 4.17 0.47
7—8 5.15 5.00 4.17 0.98
8—9 5.29 5.00 4.16 1.12
9—10 5.15 5.00 4.17 0.98 10—11 4.92 5.00 4.17 0.75 11—12 4.77 5.00 4.16 0.60 12—13 4.70 5.00 4.17 0.53 13—14 4.62 5.00 4.17 0.45 14—15 4.86 5.00 4.16 0.69 15—16 5.21 5.00 4.17 1.04 16—17 5.62 5.00 4.17 1.45 17—18 5.51 5.00 4.16 1.34 18—19 5.41 5.00 4.17 1.24 19—20 4.84 5.00 4.17 0.67 20—21 4.25 5.00 4.16 0.08 21—22 3.84 2.78 4.17 -0.33 22—23 3.51 2.78 4.17 -0.66 23—24 2.98 2.78 4.16 -1.19
累计100.00 100.00 100.00 12.47
故清水池的调节容积为：
V
调=12.47%×Q
d
=12.47%×33657.6=4197.10 m3
1.2 消防容积V
消
的计算
该开发区规划人口为6.0万人，查《给水排水设计手册》，确定同一时间内的火灾次数为两次，一次灭火用水量为35 L/s,消防贮水量按2小时火灾续时间内室外消防用水量计算。
则火灾延续时间内所需总水量为：
V
消
=2×35×3.6×2=504 m3
1.3 水厂自用水量容积V
自
的计算
水厂自用水量调节容积按最高日用水量的5%～10%计算，此处设计取10%。则水厂自用水量为：
V
自 =10%×Q
d
=0.1×33657.6=3365.76 m3
1.4 清水池的安全储备容积V
安
的计算
清水池的安全储备容积按最高日用水量的2.0%考虑。则安全储备容积为：
V
安=2.0%×Q
d
=0.02×33657.6=673.15 m3
综上所述，清水池的有效容积为：
V
清=V
调
+V
消
+V
自
+V
安
=4197.10+504+3365.76+673.15
=8740.01 m3
考虑到部分安全调节容积，取清水池的有效容积为9000 m3。
六、管段设计流量计算
方案一
管网布置的简图为：
1.1比流量计算
各管段长度见下表：
管段编号管长（m）管段编号管长（m）
0--1（无）100 9--13 722.5
1--2（单）205 13--14 755
2--3（单）255 10--14 722.5
3--4（单）152.5 14--15 460 4--5 520 15--16（单）100
1--9 990 16--17（单）155
5--9 452.5 11--17（单）585
5--6 810 12--18（单）415
9--10 775 18--19（单）740
6--10 447.5 13--19 425
6--7 405 19--20（单）735 7--8（单）110 14--20 430
8--11（单） 227.5 20--21（单） 330 10--11 680 21--22（单） 200 1--12（单） 740 15--22（单）
315 12--13
752.5
比流量的计算公式为： ∑∑=
l
q
Q s -q
其中 q ∑—大用户集中用水量总和
l ∑—配水干管总长度，不包括穿越广场，公园等无建筑物 地区的管线，对于单侧供水，管道长度按1/2计算。
大用户集中用水量综合 q ∑=5.94+71.76=77.70 L/s 有
上
表
计
算
可
得
，
干
管
总
长
度
为
：
l
∑=520+990+452.5+810+775+447.5+405+680+752.5+722.5+755+722.5+460+42
5+430+0.5*
（205+255+152.5+110+227.5+740+100+155+585+415+740+735+330+200+315）=11980 m
则 管线比流量为：
q s =（525.90-77.70）/11980 = 0.037412353 L/(m ·s) 1.2 节点流量计算
根据任一节点i 的节点流量q i 等于与该节点相连各管段的沿线流量q i 总和的一半。
即：i s 1
q q 2
L =??∑
各节点流量见下表：
节点流量计算（最高用水时)
节点 节 点 流 量（L/s ）
1 []27.369907402050.521
q 1=++??=
）（s q 2 [] 4.302552050.521
q 2=+??=）
（s q 3
[] 3.82152.52550.52
1
q 3=+??=）
（s q
4 []11.16520152.50.521
q 4=+??=
s q 5 []33.35452.581052021
q 5=++?=s q
6 []31.10447.540581021
q 6=++?=s q
7 []8.614051100.521
q 7=+??=s q
8 [] 3.15227.51100.521
q 8=+??=）
（s q 9 []55.00722.5775452.599021
q 9=+++?=s q
10 []49.11680722.5447.577521
q 01=+++?=s q
11 []20.41680585227.50.521
q 11=++??=）（s q
12 []24.88752.55147400.521
q 21=++??=）（s q
13 []49.66755425722.5752.521
q 31=+++?=s q
14 []44.28460430722.575521
q 41=+++?=s q
15 []12.494601003150.521
q 51=++??=）（s q
16 [] 2.391551000.521
q 61=+??=）
（s q 17 [] 6.925851550.521
q 71=+??=）
（s q 18 []10.807405140.521
q 81=+??=）
（s q 19 []21.754257357400.521
q 91=++??=）（s q
20 []18.004303307350.521
q 20=++??=）（s q
21 [] 4.952003300.521
q 12=+??=）
（s q 22
[] 4.813152000.52
1
q 22=+??=）
（s q
1.3 进行流量分配，初拟管径
根据用水情况，拟定各管段的流向，按照最短路线供水原则，并考虑可靠
性的要求进行流量分配。顺时针流量取正号，逆时针流量取负号。根据经济流速，拟定合适的管段管径。具体见下表数据：
环号管段
管长
（m）
管径
（mm）
初步分配流量
（L/s）
Ⅰ1-2 205 400 163.19 2-3 255 400 158.89 3-4 152.5 400 155.07 4-5 520 400 143.91 5-9 452.5 200 -4.00 9-1 990 400 -146.42
II
5-6 810 400 114.56 6-10 447.5 200 -4.00 10-9 775 350 -83.52 9-5 452.5 200 4.00
III
6-7 405 300 47.66 7-8 110 250 39.05 8-11 227.5 200 -2.00 11-10 680 200 -26.41 10-6 447.5 200 4.00
Ⅳ
1-9 990 400 146.42 9-13 722.5 200 4.00 13-12 752.5 400 -115.74 12-1 740 450 -188.93
Ⅴ
9-10 775 350 83.52 10-14 722.5 200 4.00 14-13 755 350 -66.08 13-9 722.5 200 -4.00
Ⅵ10-11 680 200 26.41 11-17 585 200 4.00 17-16 155 100 -2.92 16-15 100 200 -5.31 15-14 460 200 -21.80 14-10 722.5 200 -4.00
七、管网平差
节点
1
2
3
4 5 6 7 8 9 10 11
标高 105.6 105.2 104.4 104.2 102.3 99.6 97.9 96.7 102.7 100.1 97.1
节点 12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
标高 106.4 103.2 100.4 98.5 98.1 97.6 106.5 103.5 100.7 99.2 98.4
利用鸿业管网平差软件第一次平差后，经过消防时校核和事故时校核，水压均不能满足要求。通过查看其计算书，对部分损失大的管段放大管径，放大后各管段的管径如下表所示。
管段 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-11 1-9 9-10 10-11 管径 450 450 450 450 400 300 250 200 500 350 200
管段 5-9 6-10 1-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 11-17 9-13 10-14 管径
350 300 450 450 350 200 200 100 200 300 300 Ⅶ
12-13
752.5 400 115.74 13-19 425 200 4.00 19-18 740 250 -37.51 18-12 415 300 -48.31 Ⅷ
13-14 755 350 66.08 14-20 430 200 4.00 20-19 735
200 -19.76 19-13 425 200 -4.00 Ⅸ
14-15 460 200 21.80 15-22
315 200 4.00 22-21 200 200 -0.81 21-20 330 200 -5.76 20-14
430
200
-4.00
管段12-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-15 13-19 14-20
管径300 250 200 200 200 200 300 300
调整管径后再一次平差，消防校核时水压可以满足要求，而事故校核时水源计算压力138.29m大于137.55m，不满足要求。但其仅相差不足1.0m，而水泵高效工作时的扬程时在一定范围内波动的，所以在事故时也是可以满足供水要求的。（管网平差计算书见最后副本）
八、水泵扬程计算
1 确定最不利点
控制点可能为节点8、17、21，通过以下比较来确定控制点。
节点1到节点8
管段1-9 9-10 10-11 11-8 高程差总计水头损失 3.328 2.321 2.366 0.080 -8.9 -0.805
节点1到节点17
管段1-9 9-10 10-11 11-17 高程差总计水头损失 3.328 2.321 2.366 0.058 -8.0 0.073
节点1到节点21
管段1-12 12-18 18-19 19-20 20-21 高程差总计水头损失 2.560 0.486 0.891 1.965 0.723 -6.4 0.225
所以该给水系统的控制点为节点21。
2 确定二级泵站水泵扬程
最大日最高时II泵站水泵扬程
1)假设清水池的最低水位标高为104.0m,
则控制点21到清水池最低水位的几何高程差
c Z=99.2-104.0=-4.8m
2）六层房屋的供水最小服务水头
H=28m
c
3）由上表列出了各个管段的沿程水头损失，局部水头损失估为沿程水头损失的30%。
h=1.3×（2.560+0.486+0.891+1.965+0.723）=8.613m
n
4）设输水管水头损失hn=4m，吸水管和泵站内的水头损失hs=2m，二级泵站内富裕水头为2m。
则二级泵站的水泵扬程
+
=hc
Hc
H
hn
hs
+
2
p+
Zc
+
+
=-4.8+28+8.613+4+2+2=39.8m
最高时供水量为525.9L/s即1893.24m3/h，选用三台水泵供水，两用一备，则每台水泵的流量为 947m3/h。
经过比较，选用350S75B(14SH-9B)型号的水泵，其流量为1080m3/h，扬程为47m，转速为1450r/min。能够满足供水要求。
参考文献：
[1].严煦世，范瑾初主编.给水工程.第4版北京：中国建筑工业出版社，1999
[2].上海市政工程设计院主编.给水排水设计手册第3册（城市给水）.北京：中国建筑工业出版社，1986
[3].给排水教研室编.给水工程（二）课程设计任务、指导书
[4].张奎，张志刚等编著，给水排水管道系统.北京：机械工业出版社，2006
[5].张智，张勤等编著. 给水排水工程专业毕业设计指南.北京：中国水利水电出版，1999
给水管网水力计算基础 为了向更多的用户供水，在给水工程上往往将许多管路组成管网。管网按其形状可分为枝状[图1(a)]和环状[图1(b)]两种。 管网内各管段的管径是根据流量Q 和速度v 来决定的，由于v d Av Q )4/(2 π==所以管径v Q v Q d /13.1/4== π。但是，仅依靠这个公式还不能完全解决问题，因为在流 量Q 一定的条件下，管径还随着流速v 的变化而变化。如果所选择的流速大，则对应的管径就可以小，工程的造价可以降低；但是，由于管道内的流速大，会导致水头损失增大，使水塔高度以及水泵扬程增大，这就会引起经常性费用的增加。反之，若采用较大的管径，则会使流速减小，降低经常性费用，但反过来，却要求管材增加，使工程造价增大。 图 1管网的形状 (a)枝状管网；(b)环状管网 因此，在确定管径时，应该作综合评价。在选用某个流速时应使得给水工程的总成本(包括铺设水管的建筑费、泵站建筑费、水塔建筑费及经常抽水的运转费之总和)最小，那么，这个流速就称为经济流速。 应该说，影响经济流速的因素很多，而且在不同经济时期其经济流速也有变化。但综合实际的设计经验及技术经济资料，对于一般的中、小直径的管路，其经济流速大致为： ——当直径d ＝100~400mm ，经济流速v ＝0.6-1.0m/s ； ——当直径d>400mm ，经济流速v=1.0~1.4m/s 。 一、枝状管网 枝状管网是由多条管段而成的干管和与干管相连的多条支管所组成。它的特点是管网内任一点只能由一个方向供水。若在管网内某一点断流，则该点之后的各管段供水就有问题。因此供水可靠性差是其缺点，而节省管料，降低造价是其优点。 技状管网的水力计算．可分为新建给水系统的设计和扩建原有给水系统的设计两种情况。 1．新建给水系统的设计 对于已知管网沿线的地形资料、各管段长度、管材、各供水点的流量和要求的自由水头(备用水器具要求的最小工作压强水头)，要求确定各管段管径和水塔水面高度及水泵扬程的计算，属于新建给水系统的设计。 自由水头由用户提出需要，对于楼房建筑可参阅下表。 这一类的计算，首先应从各管段末端开始，向水塔方向求出各管段的流量，然后选用经
污水管网的设计说明及设计计算 1.设计城市概况 假设城市设计为江西某中小城市的排水管网设计，有明显的排水界限，分为河南区与河北区，坡度变化较大。河流为其城市的地面标高的最低点，由河流开始向南、向北地面标高均有不同程度的增加，且城市人口主要集中河北区，城区基本出去扩建状态中，发展空间巨大，需要结合城市的近远期规划进行管网布置。城市的布局还算合理，区域划分明显，交通发达，对于布管具有相当的简便性。 2.污水管道布管 (2).管道系统的布置形式 对比各种排水管道系统的布置形势，本设计的污水管铺设采用截留式，在地势向水体适当倾斜的地区，各排水区域的干管可以最短距离沿与水体垂直相较的方向布置，沿河堤低边在再敷设主干管，将各个干管的污水截留送至污水厂，截流式的管道布置系统简单经济，有利于污水和雨水的迅速排放，同时对减轻水体污染，改善和保护环境有重大作用，适用于分流制的排水系统，将生活污水、工业废水及初降废水经处理后排入水体。截流式管道系统布置示意图如下. (2).污水管道布管原则 a.按照城市总体规划，结合当地实际情况布置排水管道，并对多种方案进行技术经济比较； b.首先确定排水区界、排水流域和排水体制，然后布置排水管道，应按主干管、干管、支管 c.的顺序进行布置； 1—城镇边界 2—排水流域分界线 3—干管 4—主干管 5—污水厂 6—泵站 7—出水口
d.充分利用地形，尽量采用重力流排除污水，并力求使管线最短和埋深最小； e.协调好与其他地下管线和道路工程的关系，考虑好与企业内部管网的衔接； f.规划时要考虑使管渠的施工、运行和维护方便； g.规划布置时应该近远期结合，考虑分期建设的可能性，并留有充分的发展余地。 (3).污水管道布管内容 ①.确定排水区界、划分排水流域 本设计中有很明显的排水区界，一条河流自东向西流动，将整个城镇划分为河南区与河北区；同时降排水区域分为四个部分，分别有四条干管收集污水，同一进入位于河堤的主干管，送至污水处理厂。 ②.污水厂和出水口位置的选择 本设计中河流流向为自东向西，同时该城镇的夏季主导风向为南风，所以污水处理厂应该设置在城市的西北处河流下游，由于该城镇是中小型城市，所以一个污水处理厂足以实现污水的净化。 ③.污水管道的布置与定线 污水管道的平面布置，一般按照主干管、干管、支管的顺序进行。在总体规划中，只决定污水主干管、干管的走向和平面布置。 定线时，应该充分利用地形，使污水走向按照地面标高由高到低来进行，主干管敷设在地面标高较低的河堤处，管道敷设不宜设在交通繁忙的快车道和狭窄的道路下，一般设在两侧的人行道、绿化带或慢车带下。 支管的平面布置形式采用穿坊式，组成的一个污水排放系统可将该系统穿过其他街区并与所穿过的街区的污水管道相连接。管道的材料采用混凝土管。 ④.确定污水管道系统的控制点和泵站的设置地点 管道系统的控制点为两个工厂和每条管道的起点，这些点决定着管道的最小埋深，由于整个管道的敷设过程中，埋深一直满足最实用条件，且对于将来的发展留有空间，所以不需要提升泵站，全部依靠重力流排水。 ⑤．确定污水管道在街道下的具体位置 充分协调好与其他管段的关系，污水和雨水管道应该敷设在给水管道的下面，处理管道的原则为：未建让已建的，临时性管让永久性管，小管让大管，有压管让无压管，可弯管让不可弯管。 根据以上分析，对整个区域进行布管，干管尽量与等高线垂直，主干管沿河堤进行布置，基本上与等高线平行，整个城镇的管道系统呈现截流式布置，布管方式见附图。（污水管道系统的总体平面布置图）。 3. 管段设计计算：
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 一、用水量的计算 ： 1、最高日居民生活用水量Q 1 城区规划人口近期为9.7万，按居民生活用水定额属于中小城二区来计算，最高日用水量定额在100～160L/cap.d，选用Ｑ＝130L/cap.d，自来水普及率为1。 故一天的用水量为Q1＝qNf=130×9.7×104×1=12610m3／d 。 ： 2、企业用水量Q 2 企业内人员生活用水量和淋浴用水量可按：生活用水，冷车间采用每人每班25Ｌ，热车间采用每人每班35Ｌ；淋浴用水，冷车间采用每人每班40Ｌ，热车间采用每人每班60L。 企业甲： 冷车间生活用水量为：3000×25=75000L=75m3/d 冷车间淋浴用水量为：700×40×3=84000L=84m3/d 热车间生活用水量为：2700×35=94500L=94.5m3/d 热车间生活用水量为：900×60×3=162000L=162m3/d 则企业甲用水量为75+84+94.5+162=415.5m3/d 企业乙： 冷车间生活用水量为：1800×25=45000L=45m3/d 冷车间淋浴用水量为：800×40×2=64000L=64m3/d 热车间生活用水量为：1400×35=49000L=49m3/d 热车间生活用水量为：700×60×2=84000L=84m3/d 则乙车间用水量为：45+64+49+84=242m3/d 则企业用水量Q =415.5+242=657.5m3/d 2 ： 3、道路浇洒和绿化用水量Q 3 ⑴、道路浇洒用水量： 道路面积为678050m2 道路浇洒用水量定额为1～1.5L/(m2·次)，取1.2L/(m2·次)。每天浇洒2～3次，取3次 则道路浇洒用水量为687075×1.2×3=2473470L=2473.47m3/d ⑵绿化用数量 绿化面积为城市规划总面积的1.3％，城市规划区域总面积为3598300m2，
仲恺农业工程学院实践教学 给水排水管网工程综合设计 ——排水管网计算书 （2013—2014 学年第二学期） 班级给排1x1 姓名xxx 学号 设计时间~ 指导老师xxxxxxxxxxxxxxx 成绩 城市建设学院
目录
1 设计原始资料 城镇概况 A 城市位于我国华南地区，该城市是广东省辖县级市，自然资源丰富，交通便利。市区地势平坦，主要建在平原上，城市中间以铁路为界，分为两个生活区：Ⅰ区和Ⅱ区。均有给水排水设备，自来水普及率100%。 气候情况 ① 市内多年来的极端高温℃，每年6～8月份的气温最高。而到了冬季（12～2月）温度较低，多年来的极端低温为0℃。 ② 年平均相对湿度为65%，春季湿度大，约为65～90%； ③ 雨季集中在4～9月份，这段时间的降雨量占全年降雨量的80%以上，4～9月份为受热带气旋影响的主要时段，降雨量大，多出现暴雨，年平均降雨量为1930mm ，多集中在6-9月，占全年降雨量的70%。 排水情况 城市用水按19万人口设计，居民最高日用水量按210 (d cap L )。生活污水排水量按给水的90%计算。街坊污水排入区域排水管网，区域排水管网再将接入城市的排水管道系统，最后到污水处理厂进行处理。 2 排水管段设计流量计算 污水管道的布置 地形坡度 地势由西南方向东北方逐渐降低，但总体变化趋势不大。 河流流向 该城市沿市区南部有一条由北至南流向的河流，综合地势原因，污水厂设在地势较低处。
污水管道布置图 居民生活污水计算 查居民生活用水定额表，取居民平均日生活用水定额为210d L?，则居民生活污水量 cap 定额为d % 210 ?189 90 = cap L? 街坊面积总面积计算 根据城市人口为14万，根据草图对街坊区进行编号，得到各街坊面积和总面积，计算见下页表 街区编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 CAD面积 街区面积(ha) 街区编号15 16 17 18 19 20 21 22 23 CAD面积 街区面积(ha) 街区编号29 30 31 32 33 34 35 36 37 CAD面积 街区面积(ha) 街区编号43 44 45 46 47 48 49 50 51 CAD面积 街区面积(ha) 街区编号57 58 59 60 61 62 63 64 65 CAD面积 街区面积(ha) 街区编号71 72 73 74 75 76 77 78 79 CAD面积 街区面积(ha) 街区编号85 86 87 88 89 90 91 92 93 CAD面积 街区面积(ha) 街区编号99 100 101 102 103 104 105 106 107 CAD面积 街区面积(ha) 街区编号112 113 114 115 116 117 118 174 119 CAD面积 街区面积(ha) 街区编号125 126 127 128 129 130 131 132 133 CAD面积 街区面积(ha) 街区编号139 140 141 142 143 144 145 146 147
9）4.10 3.88 单定压节点树状管网水力分析 某城市树状给水管网系统如图所示,节点(1)处为水厂清水池,向整个管网供水,管段[1]上设有泵站,其水力特性为:s p1=311、1(流量单位:m 3/S,水头单位:m),h e1=42、6,n=1、852。根据清水池高程设计,节点(1)水头为H1=7、80m,各节点流量、各管段长度与直径如图中所示,各节点地面标高见表,试进行水力分析,计算各管段流量与流速、各节点水头与自由水压。 以定压节点(1)为树根,则从离树根较远的节点逆推到离树根较近的节点的顺序就是:(10),(9),(8),(7),(6),(5),(4),(3),(2);或(9),(8),(7),(10),(6),(5),(4),(3),(2);或(5),(4),(10),(9),(8),(7),(6),(3),(2)等,按此逆推顺序求解各管段流量的过程见下表。 ,即: q 1+Q 1=0,所以,Q 1=- q 1=-93、21(L/s) 根据管段流量计算结果,计算管段流速及压降见表。计算公式与算例如下: 采用海曾威廉-公式计算(粗糙系数按旧铸铁管取C w =100)
管道摩阻系数 管段水头损失 泵站扬程按水力特性公式计算: 管段编号［1］［2］［3］［4］［5］［6］［7］［8］［9］ 管段长度(m) 600 300 150 250 450 230 190 205 650 管段直径(mm) 400 400 150 100 300 200 150 100 150 管段流量(L/s) 93、21 87、84 11、04 3、88 60、69 18、69 11、17 4、1 11、26 管段流速(m/s) 0、74 0、70 0、63 0、49 0、86 0、60 0、63 0、52 0、64 管段摩阻系数109、72 54、86 3256、05 39093、49 334、04 1229、92 4124、33 32056、66 14109、56 水头损失(m) 1、35 0、61 0、77 1、34 1、86 0、77 1、00 1、22 3、48 泵站扬程(m) 38、76 0 0 0 0 0 0 0 0 管段压降(m) -37、41 0、61 0、77 1、34 1、86 0、77 1、00 1、22 3、48 以定压节点(1)为树根,则从离树根较近的管段顺推到离树根较远的节点的顺序就是:［1］,［2］,［3］,［4］,［5］,［6］,［7］,［8］,［9］; 或［1］,［2］,［3］,［4］,［5］,［9］,［6］,［7］,［8］; 或［1］,［2］,［5］,［6］,［7］,［8］,［9］,［3］,［4］等,按此顺推顺序求解各定流节点节点水头的过程见下表。 步骤树枝管段号管段能量方程节点水头求解节点水头(m) 1 ［1］H 1-H 2 =h 1 H 2 =H 1 -h 1 H 2 =45、21 2 ［2］H 2-H 3 =h 2 H 3 =H 2 -h 2 H 3 =44、60 3 ［3］H 3-H 4 =h 3 H 4 =H 3 -h 3 H 4 =43、83 4 ［4］H 4-H 5 =h 4 H 5 =H 4 -h 4 H 5 =42、49 5 ［5］H 3-H 6 =h 5 H 6 =H 3 -h 5 H 6 =40、63 6 ［6］H 6-H 7 =h 6 H 7 =H 6 -h 6 H 7 =39、86 7 ［7］H 7-H 8 =h 7 H 8 =H 7 -h 7 H 8 =38、86 8 ［8］H 8-H 9 =h 8 H 9 =H 8 -h 8 H 9 =37、64 9 ［9］H 6-H 10 =h 9 H 10 =H 6 -h 9 H 10 =34、16 节点编号i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 地面标高(m) 9、80 11、50 11、80 15、20 17、40 13、30 12、80 13、70 12、50 15、00 节点水头(m) 7、80 45、21 44、60 43、83 42、49 40、63 39、86 38、86 37、64 34、16 自由水头(m) —33、71 32、80 28、63 25、09 27、33 27、06 25、16 25、14 19、16
第1章建筑内部给水系统1.7给水管网的水力计算
1.7.1确定管径求得各管段的设计秒流量后，根据流量公式即可求定管径： 式中q j ——计算管段的设计秒流量，m 3/s ；d ——计算管段的管内径，m ； v ——管道中的水流速，m/s 。 建筑物内的给水管道中不同材质管径流速控制范围可按 不同材质管径流速控制范围表选取。但最大不超过2m/s 。v d q g 42π=v q d g π4=不同材质管径 流速控制范围表 点击查看
1.7.2给水管网和水表水头损失的计算１. 给水管道的沿程水头损失 式中h y——沿程水头损失，kPa； L ——管道计算长度，m； i——管道单位长度水头损失，kPa/m，按下式计算：
后退前进返回本章总目录返回本书总目录 式中i ——管道单位长度水头损失，kPa/m ； d j ——管道计算内径，m ； q g ——给水设计流量，m 3/s ； C h ——海澄-威廉系数： 塑料管、内衬（涂）塑管C h = 140； 铜管、不锈钢管C h = 130 ；衬水泥、树脂的铸铁管C h = 130； 普通钢管、铸铁管C h = 100。 i 1.７给水管网的水力计算 1.7.2给水管网和水表水头损失的计算
1.7.2给水管网和水表水头损失的计算 ２. 生活给水管道的局部水头损失 管段的局部水头损失计算公式式中h j ——管段局部水头损失之和，kPa ； ζ ——管段局部阻力系数； v ——沿水流方向局部管件下游的流速，m/s ； g ——重力加速度，m/s 2。 ∑=g v h j 22 ζ
1.7.2给水管网和水表水头损失的计算 根据管道的连接方式，采用管（配）件当量长度计算法 管（配）件当量长度： 螺纹接口的阀门及管件的摩阻损失当量长度，见阀门和螺 纹管件的摩阻损失的当量长度表。 管（配）件产生的局部水头损失大小同管径某一长度管道 产生的沿程水头损失 则：该长度即为该管（配）件的当量长度。 等于阀门和螺纹管件的摩阻损失的 当量长度表点击查看
《给水排水管网系统》课程设计 说明书 21万人城镇排水管网规划设计 学院：环境科学与工程学院 专业：给水排水工程 班级：给排水1001 学号： 学生姓名： 指导教师：杨春平教授 二○一三年一月
由于城市化进程加快，城市人口急剧膨胀，城市水环境、生活环境遭到严重的污染和危害。城市排水管道系统是现代化城市不可缺少的重要城市市政基础设施，是城市社会文明、经济发展和现代化水平的重要标志，也是城市水污染防治防洪的骨干工程。它的任务是及时收集和输送城市人们在生产和生活中排放的废水以及城市雨水、冰雪融水，避免污水直接排入江河污染水体，进而造成人们生产和生活的危害。在面临全球水资源缺乏及严重污染的今天，排水管道系统不仅仅起到截污、防洪、排涝的作用，还能有效地防治水污染、净化污水为城市提供第二水源。 在本设计中，将根据所提供的基础设计资料和图纸，完成某城镇排水管道系统，包括污水管道系统和雨水管道系统的定线，排水管道计算和图纸的绘制。其中，污水管道系统是由收集和输送城市污水的管道及其附属构筑物组成的。设计的主要内容和深度应按照基本建设程序及有关的设计规定、规程确定。通常污水管道系统的主要设计内容包括：设计基础数据；包括设计地区的面积、设计人口数、污水定额、防洪标准等的确定；污水管道系统的平面布置；污水管道系统设计流量计算和水力计算；绘制污水管道系统平面图和纵断面图等。雨水管渠系统是由雨水口、雨水管渠、检查井、出水口等构筑物所组成的一整套工程设施。雨水管渠系统的任务是及时的汇集并排除暴雨形成的地面径流，防止城市居住区与工业企业受淹，以保障城市人民的生命安全和生活生产的正常秩序。在雨水管渠系统设计中管渠是主要的主成部分。所以合理而又经济的进行雨水管渠的设计具有很重要的意义。雨水管渠设计的主要内容包括：确定当地暴雨强度公式，划分排水流域，进行雨水管渠的定线，根据当地气象与地理条件，工程要求等确定设计参数，计算设计流量和进行水力计算，确定每一设计管段的断面尺寸、坡度、管底标高及埋深，绘制管渠平面图和纵剖面图。
给水排水管道工程 课程设计指导书 环境科学与工程学院
第一部分城市给水管网水力计算程序及习题 一、程序 #define M 18 #define N 6 #define ep 0.01 #include
for(i=1;i<=N;i++) { f[i]=0;r[i]=0; dq[i]=0; for(k=0;k<=M-1;k++) { if(abs(io[k])!=i) goto map; f[i]=f[i]+h[k]; r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); map: if( abs(jo[k])!=i) continue; f[i]=f[i]+h[k]*sgn(jo[i]); r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); } dq[i]=-(f[i]/(r[i]*2)); } { if (fabs(f[N])<=ep) flag=1; } if (flag==1) goto like; for(k=0;k<=M-1;k++) { p=abs(io[k]);q=abs(jo[k]); Q[k]=Q[k]+dq[p]+(dq[q]*sgn(jo[k])); } ko=ko+1; if(flag==0) goto loop; like: printf("\n\n"); for(i=1;i<=N;i++) {printf("%f\n",f[i]);} printf("ep=%f\n",0.01); printf("n=%d,m=%d,ko=%d\n",N,M,ko); for(k=0;k<=M-1;k++) { printf("%d)",k+1);
排水雨水管网设计计算说明书精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
仲恺农业工程学院实践教学 给水排水管网工程综合设计 ——排水管网计算书 （2013—2014 学年第二学期） 班级给排1x1 姓名 xxx 学号 201210524125 设计时间 ~ 2014.7.3 指导老师 xxxxxxxxxxxxxxx 成绩 城市建设学院
目录 1 设计原始资料 (1) 1.1 城镇概况 (1) 1.2 气候情况 (1) 1.3 排水情况 (1) 2 排水管段设计流量计算 (1) 2.1 污水管道的布置 (1) 2.2 居民生活污水计算 (2) 2.3 街坊面积总面积计算 (2) 2.4集中用户污水计算 (4) 2.5面积比流量计算 (4) 2.6 污水干管设计流量 (5) 2.7污水管网主干管水力计算 (6) 3 管道总平面图及纵剖面计算成果图绘制 (8) 4 污水设计总结 (8)
5 雨水管段设计流量计算 (9) 5.1 主要设计参数 (9) 5.2 各设计管段的设计流量 (9) 5.3 计算步骤 (10) 5.4 雨水管网主干管水力计算 (10) 5.5 雨水设计总结 (11)
1 设计原始资料 1.1 城镇概况 A 城市位于我国华南地区，该城市是广东省辖县级市，自然资源丰富，交通便利。市区地势平坦，主要建在平原上，城市中间以铁路为界，分为两个生活区：Ⅰ区和Ⅱ区。均有给水排水设备，自来水普及率100%。 1.2 气候情况 ① 市内多年来的极端高温38.7℃，每年6～8月份的气温最高。而到了冬季（12～2月）温度较低，多年来的极端低温为0℃。 ② 年平均相对湿度为65%，春季湿度大，约为65～90%； ③ 雨季集中在4～9月份，这段时间的降雨量占全年降雨量的80%以上，4～9月份为受热带气旋影响的主要时段，降雨量大，多出现暴雨，年平均降雨量为1930mm ，多集中在6-9月，占全年降雨量的70%。 1.3 排水情况 城市用水按19万人口设计，居民最高日用水量按210 (d cap L )。生活污水排水量按给水的90%计算。街坊污水排入区域排水管网，区域排水管网再将接入城市的排水管道系统，最后到污水处理厂进行处理。
给水排水管道工程 课程设计指导书
环境科学与工程学院 第一部分城市给水管网水力计算程序及习题一、程序 #define M 18 #define N 6 #define ep 0.01 #include
{ Q[k]=Q[k]*sgn(io[k]); } ko=0; loop: for(k=0;k<=M-1;k++) { h[k]=10.67*pow(fabs(Q[k]),1.852)*l[k]; h[k]=h[k]/(pow(100,1.852)*pow(D[k],4.87))*sgn(Q[k]); } for(i=1;i<=N;i++) { f[i]=0;r[i]=0; dq[i]=0; for(k=0;k<=M-1;k++) { if(abs(io[k])!=i) goto map; f[i]=f[i]+h[k]; r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); map: if( abs(jo[k])!=i) continue; f[i]=f[i]+h[k]*sgn(jo[i]); r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); } dq[i]=-(f[i]/(r[i]*2)); } { if (fabs(f[N])<=ep) flag=1; } if (flag==1) goto like;
给水排水管道工程课程设计指导书
环境科学与工程学院 第一部分城市给水管网水力计算程序及习题一、程序 #define M 18 #define N 6 #define ep 0.01 #include
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第三章给水排水管道系统水力计算基础 本章内容： 1、水头损失计算 2、无压圆管的水力计算 3、水力等效简化 本章难点：无压圆管的水力计算 第一节基本概念 一、管道内水流特征 进行水力计算前首先要进行流态的判别。判别流态的标准采用临界雷诺数Re k，临界雷诺数大都稳定在2000左右，当计算出的雷诺数Re小于2000时，一般为层流，当Re大于4000时，一般为紊流，当Re介于2000到4000之间时，水流状态不稳定，属于过渡流态。 对给水排水管道进行水力计算时，管道内流体流态均按紊流考虑 紊流流态又分为三个阻力特征区：紊流光滑区、紊流过渡区及紊流粗糙管区。 二、有压流与无压流 水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面，这种流动称为有压流或压力流。水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，另一部分与空气接触，具有自由液面，这种流动称为无压流或重力流 给水管道基本上采用有压流输水方式，而排水管道大都采用无压流输水方式。 从水流断面形式看，在给水排水管道中采用圆管最多 三、恒定流与非恒定流 给水排水管道中水流的运动，由于用水量和排水量的经常性变化，均处于非恒定流状态，但是，非恒定流的水力计算特别复杂，在设计时，一般也只能按恒定流(又称稳定流)计算。 四、均匀流与非均匀流 液体质点流速的大小和方向沿流程不变的流动，称为均匀流；反之，液体质点流速的大小和方向沿流程变化的流动，称为非均匀流。从总体上看，给水排水管道中的水流不但多为非恒定流，且常为非均匀流，即水流参数往往随时间和空间变化。 对于满管流动，如果管道截面在一段距离内不变且不发生转弯，则管内流动为均匀流；而当管道在局部有交汇、转弯与变截面时，管内流动为非均匀流。均匀流的管道对水流的阻力沿程不变，水流的水头损失可以采用沿程水头损失公式进行计算；满管流的非均匀流动距离一般较短，采用局部水头损失公式进行计算。
管网水力计算 ?管网水力计算都是新建管网的水力计算。 ?对于改建和扩建的管网，因现有管线遍布在街道下，非但管线太多，而且不同管径交接，计算时比新设计的管网较为困难。其原因是由于生活和生产用水量不断增长，水管结垢或腐蚀等，使计算结果易于偏离实际，这时必须对现实情况进行调查研究，调查用水量、节点流量、不同材料管道的阻力系数和实际管径、管网水压分布等。
1§树状网计算 树状网特点 1)管段流量的唯一性 ?无论从二级泵站起顺水流方向推算或从控制点起向二级泵站方向推算，只能得出唯一的管段流量，或者可以说树状网只有唯一的流量分配。每一节点符合节点流量平衡条件q i+∑q ij＝0
2)干线与支线的区分 ?干线：从二级泵站到控制点的管线。一般是起点（泵站、水塔）到控制点的管线，终点水压已定，而起点水压待求。 ?支线：起点的水压标高已知，而支线终点的水压标高等于终点的地而标高与最小服务水头之和。 ?划分干线和支线的目的在于两者确定管径的方法不同： ?干线——根据经济流速 ?支线——水力坡度充分利用两点压差? ? ? ??=D v f i
【例】某城市供水区用水人口5万人，最高日用水量定额为150L／(人·d)，要求最小服务水头为16m。节点4接某工厂，工业用水量为400m3/d，两班制，均匀使用。城市地形平坦，地面标高为5.00m，管网布臵见图。 水泵水塔 01 2 3 48 5 67 450 300 600 205 650
总用水量 ?设计最高日生活用水量： 50000×0.15=7500m3/d=312.5m3/h=86.81L/s ?工业用水量： 两班制，均匀用水，则每天用水时间为16h 工业用水量（集中流量）=400/16=25m3/h=6.94L/s ?总水量： ∑Q=86.81+6.94=93.75L/s
市政给水管网水力计算问题研究 摘要：目前市场上出现的排水给水管材的规格和类别非常多，这给水力计算带来了很大的麻烦。以往管理给水管网时基本属于经验式管理，存在科学性差。随着测流点、测压点在市政给水管网中的设置，管网建模逐渐进入了实用化阶段。通过介绍给水管网模型，介绍管网水力计算方程的研究问题。 关键词：水力计算；市政给排水；建模 在市政给水管网的设计中，水力计算是管网设计的计算基础。根据管网形状和管材不同，采用的参数或公式就不同。随着管材市场的不断发展，目前市场上出现的给水排水水管的规格和类别越来越多，这给水力计算带来了很大的麻烦。虽然有设计给水排水管道的相关设计手册中规定了针对各种管材的水力计算公式，但是还是不能够满足日益增多的管材规格，另外在查算时也非常不方便。在目前的管网设计中，通常通过建立微观管网模型来获取动态水力信息，进而进行水力计算，但是由于技术限制，这种方法在使用过程中受到限制。因此探究市政给水管网水力计算研究问题具有非常重要的意义。 供水管网模型 就目前研究的供水管网模型类型来看，管网模型的类型包括了宏观和微观两种管网模型。建立管网宏观模型时运用回归计算的方法，运用此方法的前提是基于大量的运行数据以及模型服从管网流量“比例负荷”。通过这种计算方法，能够建立控制点压力分布以及在管网中各个水厂的供水压力的函数关系。由于建立宏观模型是建立在统计的回归模型上，它的计算速度非常快，所以这种建模方法通常用在给水系统模块调度中，而在扩建、改建或者新建给水管网模块中并不适合。根据实际的管网情况，管网中的管段、水泵以及阀门等全部的元素，不通过简化处理而建立的模型即为微观模型。通过解环方程、解节点方程以及解管段方程能够将管网中节点以及管段的信息。通过建立微观模型能够将给水管网中水力的全部运行状态准确表达出来，其重点表达的是水力实时状态和信息。由于受到技术限制，一些管道的基础参数和拓扑关系的完整性很难获取，尤其是受到设备的限制，不能准确地将管网节点流量的动态数据准确获取。所以不能直接建立微观模型，必须将管网通过简化处理，利用简化后的管网进行水利计算。 管网水力计算方程 在管网设计中，水力计算是基础，也是分析管网中动态工况以及模拟管网系统的基础。进行管网水力计算的基础任务是在已知管网管径以及水管流量的前提下，求出各个管段的流量，用qij表示，并计算出水压（H）、流量（Q），同时各个节点的水压也需要计算出来。计算管网的基础方程包括回路方程、压降方程以及节点方程等。
给水管网水力计算基础-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
给水管网水力计算基础 为了向更多的用户供水，在给水工程上往往将许多管路组成管网。管网按其形状可分为枝状[图1(a)]和环状[图1(b)]两种。 管网内各管段的管径是根据流量Q 和速度v 来决定的，由于 v d Av Q )4/(2π==所以管径v Q v Q d /13.1/4==π。但是，仅依靠这个公式还不能完全解决问题，因为在流量Q 一定的条件下，管径还随着流速v 的变化而变化。如果所选择的流速大，则对应的管径就可以小，工程的造价可以降低；但是，由于管道内的流速大，会导致水头损失增大，使水塔高度以及水泵扬程增大，这就会引起经常性费用的增加。反之，若采用较大的管径，则会使流速减小，降低经常性费用，但反过来，却要求管材增加，使工程造价增大。 图 1管网的形状 (a)枝状管网；(b)环状管网 因此，在确定管径时，应该作综合评价。在选用某个流速时应使得给水工程的总成本(包括铺设水管的建筑费、泵站建筑费、水塔建筑费及经常抽水的运转费之总和)最小，那么，这个流速就称为经济流速。 应该说，影响经济流速的因素很多，而且在不同经济时期其经济流速也有变化。但综合实际的设计经验及技术经济资料，对于一般的中、小直径的管路，其经济流速大致为： ——当直径d ＝100~400mm ，经济流速v ＝-1.0ms ； ——当直径d>400mm ，经济流速v=~1.4m/s 。 一、枝状管网 枝状管网是由多条管段而成的干管和与干管相连的多条支管所组成。它的特点是管网内任一点只能由一个方向供水。若在管网内某一点断流，则该点之后的各管段供水就有问题。因此供水可靠性差是其缺点，而节省管料，降低造价是其优点。 技状管网的水力计算．可分为新建给水系统的设计和扩建原有给水系统的设计两种情况。 1．新建给水系统的设计 对于已知管网沿线的地形资料、各管段长度、管材、各供水点的流量和要求的自由水头(备用水器具要求的最小工作压强水头)，要求确定各管段管径和水塔水面高度及水泵扬程的计算，属于新建给水系统的设计。 自由水头由用户提出需要，对于楼房建筑可参阅下表。 表 自由水头Hz 值
《给水管网课程设计》 计算说明书 2012年12月31日
目录 一、布置给水管网 (3) 二、设计用水量及流量计算 (5) 1、计算设计用水量 (5) 2、计算实际管长和有效管长 (5) 3、计算比流量、沿线流量、节点流量 (7) 三、管网平差计算 (9) 1、初步分配管段流量和设定水流方向 (9) 2、选择管径 (9) 3、初步分配各管段最高时流量以及管长、管径的选取 (9) 4、哈代-克罗斯法校核环状管网 (12) 5、确定水泵扬程H p并求出各节点水压和自由水头 (15) 四、管网核算 (17) 1、消防时的管网校核 (17) 2、确定消防校核后水泵扬程H p及各节点水压和自由水头··20 3、最不利管段发生故障时的管网校核 (21) 4、确定事故校核后水泵扬程H p及各节点水压和自由水头··24 五、成果图绘制 (26) 1、绘制给水管网平面布置图及节点详图和消火栓布置 (26) 2、绘制最高时给水管网平面布置图 (26) 3、绘制消防时给水管网平面布置图 (26) 4、绘制事故时管网平面布置图 (26) 六、总结 (27) 七、参考文献 (28)
一、布置给水管网 1、水源与取水点的选择 所选水源为D县南面的潇水河，取水点选在水质良好的河段即河流的上游，并且靠近用水区。 2、取水泵站和水厂厂址的选择： 取水泵站选在取水点附近，用以抽取原水。 水厂选在不受洪水威胁，卫生条件好的河段上游。由于取水点距离用水区较近，可以考虑水厂与取水泵站合建。 3、给水管网布置 （1）原则： 符合城市规划，考虑远期发展 保证供水安全、可靠 管网遍布整个供水区域 力求管线短捷 （2）布置形式： 该设计区域为D县中心城区，不允许间断供水，适宜布置成环状网，可靠性高，水锤危害小。 （3）选取控制点： 根据D县规划平面图，选择最高最远点最为控制点。 （4）定线： 干管：先布干管，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，线路最短，遍布供水区域，干管平行间距为500—800m左右，沿规划道路，靠近大用户。 连接管：干管与干管之间用连接管连接形成环状网，连接管平行间距为800—1000m左右。
第2章建筑内部给水系统 2.4给水管网的水力计算
在求得各管段的设计秒流量后，根据流量公式，即可求定管径： 给水管网水力计算的目的在于确定各管段管径、管网的水头损失和确定给水系统的所需压力。 υπ42d q g =πυg q d 4=式中 q g ——计算管段的设计秒流量，m 3/s ； d j ——计算管段的管内径，m ； υ——管道中的水流速，m/s 。 （2-12）
当计算管段的流量确定后，流速的大小将直接影响到管道系统技术、经济的合理性，流速过大易产生水锤，引起噪声，损坏管道或附件，并将增加管道的水头损失，使建筑内给水系统所需压力增大。而流速过小，又将造成管材的浪费。 考虑以上因素，建筑物内的给水管道流速一般可按表2-12选取。但最大不超过2m/s。
工程设计中也可采用下列数值： DN15~DN20，V =0.6~1.0m/s ；DN25~DN40，V =0.8~1.2m/s 。 生活给水管道的水流速度 表2-12
2.4.2 给水管网和水表水头损失的计算 2.4.2 给水管网和水表水头损失的计算 给水管网水头损失的计算包括沿程水头损失和局部水头损失两部分内容。 １. 给水管道的沿程水头损失 （2-13）——沿程水头损失，kPa； 式中 h y L——管道计算长度，m； i——管道单位长度水头损失，kPa/m，按下式计算：
2.4 给水管网的水力计算 2.4.2 给水管网和水表水头损失的计算 式中i——管道单位长度水头损失， kPa/m ； d j ——管道计算内径，m； q g——给水设计流量，m3/s； C h ——海澄-威廉系数： 塑料管、内衬（涂）塑管C h = 140； 铜管、不锈钢管C h = 130； 衬水泥、树脂的铸铁管C h = 130； 普通钢管、铸铁管C h = 100。 （2-14）
给水排水管道工程
课程设计指导书 环境科学与工程学院 第一部分城市给水管网水力计算程序及习题一、程序 #define M 18 #define N 6
#define ep 0.01 #include
for(i=1;i<=N;i++) { f[i]=0;r[i]=0; dq[i]=0; for(k=0;k<=M -1;k++) { if(abs(io[k])!=i) goto map; f[i]=f[i]+h[k]; r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); map: if( abs(jo[k])!=i) continue; f[i]=f[i]+h[k]*sgn(jo[i]); r[i]=r[i]+(h[k]/Q[k]); } dq[i]=-(f[i]/(r[i]*2)); } { if (fabs(f[N])<=ep) flag=1; } if (flag==1) goto like; for(k=0;k<=M -1;k++) { p=abs(io[k]);q=abs(jo[k]); Q[k]=Q[k]+dq[p]+(dq[q]*sgn(jo[k])); } ko=ko+1; if(flag==0) goto loop; like: printf("\n\n"); for(i=1;i<=N;i++) {printf("%f\n",f[i]);} printf("ep=%f\n",0.01); printf("n=%d,m=%d,ko=%d\n",N,M,ko); for(k=0;k<=M -1;k++) { printf("%d)",k+1); printf("k=%d, l=%f, h=%f, ",k+1,l[k],h[k]); printf("Q=%f, ",Q[k]*1000); printf("v=%f\n",4*Q[k]/(3.1416*pow(D[k],2))); } } int sgn(doublex) { if(x>0)return 1; elseif(x==0) return 0; elsereturn -1;