第5章给水管网水力分析和计算

给排水管网水力计算方法在给排水工程中，水力计算是非常重要的环节，特别是在设计给排水管网时。

给排水管网的水力计算涉及到流量、压力、速度等多个参数，需要综合考虑。

本文将介绍给排水管网水力计算的方法和步骤。

1. 给排水管网的定义给排水管网是建筑物内或城市管道系统中，传输水、废水的管道和相关附件的总称。

它由供水管网和排水管网组成。

供水管网主要是将清水输送给用户，而排水管网则主要负责排出污水和废水。

2. 给排水管网水力计算的目的在给排水管网水力计算中，主要是要计算出管道内的流量、速度和压力等参数。

这些参数可以帮助我们评估管道的输送能力，确定合适的管道规格和数量，保证给排水系统的正常运行。

3. 给排水管网水力计算的方法给排水管网水力计算一般采用以下两种方法：3.1 简化方法简化方法是指在管道的水力计算中，忽略管道的一些细节，按照一定的模型进行简化。

这种方法适用于一些简单的给排水管网，如单管计算、梯级计算等。

3.2 完整计算方法完整计算方法是指在管道的水力计算中，考虑管道的各种细节因素，包括流体的黏度、管道的弯头、三通、泵站等，以及管道长度、直径等因素。

这种方法适用于复杂的给排水管网，如城市供水、排水系统等。

4. 给排水管网水力计算步骤在进行给排水管网水力计算时，需要遵循以下步骤：4.1 确定管道参数管道参数包括管道长度、直径、材质、壁厚等。

这些参数将影响到管道的流量和阻力。

因此，在进行水力计算之前，需要准确地确定这些参数。

4.2 计算流量流量是指单位时间内通过管道横截面的液体体积。

在给排水管网水力计算中，通常是根据需求流量来计算，因此需要首先确定需求流量。

在确定需求流量后，可以根据流量公式计算出流量大小。

4.3 确定管道阻力管道阻力是指管道内液体流动时，流体与管道壁之间产生的阻力。

在给排水管网水力计算中，需要根据管道直径、材质和流量等参数来计算管道的阻力。

4.4 计算管道压力管道压力是指管道中液体的压强大小。

第5章给水树状管网计算Chapter 6 Calculation of Branch Pipe Network in Water Supply System5.1 管段流量计算一、求管段流量，为啥？二、求管段流量，咋求？一、求管段流量，为啥？管段流量管段流速管径管段流量：通过某管段设计断面的流量。

管段流量是确定管径的重要依据。

工厂分配管学校火车站居民住宅集中用水户：niq 集中流量(Central Flow)分散用水户：miq 沿线流量(Linear Flow )∑∑+=miq ni q h Q 二、求管段流量，咋求？q i ＝60L/s管段流量i jj+160L/s44L/s集中流量16L/si＋1q i ＋1＝44L/s管段流量q i ：变化不变j+2集中流量q n ：管段节点=j Q ∑mj q 沿线节点流量njq ∑+集中节点流量1.节点流量Nodal Flow∑∈jSi mi q j Q 21＝∑+njq)/(m s L ⋅长度比流量q l ：单位配水长度上分配的沿线流量。

☆注意：配水长度≠实际长度2.比流量Ratio Flow有长度比流量、面积比流量、人口比流量等。

∑∑=imil l q q 配水长度沿线流量长度比流量实当单侧配水时，l l mi 21=实当两侧配水时，l l mi =0=mi l 当无配水时，按比例确定当部分管长配水时，mi l长度比流量)/(m s L ⋅∑∑=imiA A q q 供水面积沿线流量)/(2m s L ⋅面积比流量人口比流量)/(人⋅s L ∑∑=imil l q q 配水长度沿线流量∑∑=imi NN q q 供水人口沿线流量sL /3.沿线流量q t管段流量q i沿线流量q mijj+1q m +q tLinear Flowmiminih mi l mi l l q Q l q q ∑∑−==iinih i A mi A A q Q A q q ∑∑−==对角线法角平分线法供水面积iinih i A mi N N q Q N q q ∑∑−==sL /4.集中流量Central Flow486.=di hi niQ K q 用水量时变化系数。

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＝02)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，管网布置见图。

水泵水塔012348567450300600205650❖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❖比流量✓管线总长度∑L：∑L =2425m (其中水塔到0节点的管段两侧无用户，不配水，因此未计入∑L )✓比流量q s：q s=(Q－∑q)/∑L其中，∑q（集中流量）=6.94L/s, ∑L =2425m则q=(Q－∑q)/∑L=(93.75-6.94)/2425=0.0358L/(m.s)s❖沿线流量✓沿线流量q1=q s L：管段管段长度（m）沿线流量（L/s）0～1 1～2 2～3 1～4 4～8 4～5 5～6 6～7300150250450650230190205300×0.0358＝10.74150×0.0358＝5.37250×0.0358＝8.95450×0.0358＝16.11650×0.0358＝23.27230×0.0358＝8.23190×0.0358＝6.80205×0.0358＝7.34合计242586.81❖节点流量✓节点流量q i =0.5∑q 1：注：节点4除包括流量23.80L/s 以外，还应包括工业用水集中流量6.94L/s 。

给水管网水力计算
1.确定给水管网各管段的管径
给水管道的流速控制范围：
1、对于生活或生产给水管道，一般采用1.0~1.5m/s，不宜大于2.0m/s，当有防噪声要求，且管径小于或等于25mm时，生活给水管道内的流速可采用0.8~1.0m/s；
2、消火栓给水管道的流速不宜大于2.5m/s；
3、其自动喷水灭火系统给水管道的流速不宜大于5m/s，其配水支管在特殊情况下不得大于10m/s。

2.给水系统水压的确定
H=H1+H2+H3+H4
H1——引入管起点至配水最不利点位置高度所要求的静水压；
H2——引入管起点至配水最不利点的给水管路即计算管路的沿程与局部阻力水头损失之和；
H3——水表的水头损失；
H4——配水最不利点所需的流出水头。

3.水力计算方法和步骤
1、根据综合因素初定给水方式;
2、根据建筑功能、空间布局及用水点分布情况，布置给水管道，并绘制出给水平面图和轴侧草图；
3、绘制水利计算表格；
4、根据轴侧图选择配水最不利点，确定计算管路；
5、以流量变化处为节点，从配水最不利点开始，进行节点编号，并标注两节点间的计算管段的长度；
6、按建筑的性质选择设计秒流量的计算公式，计算各管道的设计秒流量；
7、根据设计秒流量，考虑流速，查水利计算表进行管网的水利计算，确定管径，并求出给水系统所需压力；
8、校核（H0≥H；H0略＜H ；H0远＜H ）
9、确定非计算管路各管径。

给水排水管网系统（第三版）答案给水排水管网系统第一章给水排水管网系统概论1、给排水系统功能有哪些？请分类说明。

①水量保障向指定用水点及时可靠提供满足用户需求的用水量，将排出的废水与雨收集输送到指定地点；②水质保障向指定用水点提供符合质量要求的水及按有关水质标准将废水排入受纳水体；③水压保障为用户提供符合标准的用水压力，同时使排水系统具有足够的高程和压力，顺利排水；2、给水的用途有哪几类？分別列举各类用水实例。

有生活用水、工业生产用水和市政消防用水。

生活用水有：居民生活用水（如家里的饮用、洗涤用水）、公共设施用水（如学校、医院用水）、工业企业生活用水（如企业区工人饮用、洗涤用水）；工业生产用水有：产品用水（如制作酸奶饮料的用水）、工艺用水（如水作为溶剂）、辅助用水（如冷却锅炉用水）；市政消防用水有道路清洗、绿化浇灌、公共清洁卫生和消防用水。

3、废水有哪些类型？分别列举各类用水实例。

按所接纳废水的来源分：生活污水、工业废水和雨水。

生活污水：居民生活所造成的废水和工业企业中的生活污水，如洗菜水、冲厕产生的水；工业废水：如乳制废水；雨水：如下雪、下雨产生的水。

4、给水排水系统由哪些子系统组成？各子系统包含哪些设施。

①原水取水系统包括：水源地、取水设施、提升设备和输水管渠等；②给水处理系统包括：各种采用物理化学生物等方法的水质处理设备和构筑物；③给水官网系统包括：输水管渠、配水管网、水压调节设施及水量调节设施等；④排水管网系统包括：污废水收集与输送管渠、水量调节池、提升泵等；⑤废水处理系统包括：各种采用物理化学、生物等方法的水质净化设备和构筑物；⑥排放和重复利用系统包括：废水收纳体和最终处置设施如排放口等。

5、给水排水系统各部分流量是否相同？若不同，是如何调节的？因为用水量和排水量是随时间变化的，所以各子系统一时间内流量不相同，一般是由一些构筑物或设施来调节，比如清水池调节给水处理流量与管网中的用水量之差，调节池和均合池用于调节排水官网流量和排水处理流量之差。

给排⽔管⽹考点给⽔排⽔管⽹系统第1章给⽔排⽔管⽹系统概论1、给⽔的⽤途通常分为：⽣活⽤⽔、⼯业⽣产⽤⽔、市政消防⽤⽔三⼤类。

2、给⽔排⽔系统应具备以下三项主要功能：（1）⽔量保障，（2）⽔质保障，（3）⽔压保障。

3、给⽔排⽔系统可以划分以下⼦系统：（1）原⽔取⽔系统，（2）给⽔处理系统，（3）给⽔管⽹系统，（4）排⽔管⽹系统，（5）废⽔处理系统，（6）排放和重复利⽤系统。

4、城市⽤⽔量分类：（1）居民⽣活⽤⽔量，（2）公共实施⽤⽔量，（3）⼯业企业⽣产⽤⽔量和⼯作⼈员⽣活⽤⽔量，（4）消防⽤⽔量，（5）市政⽤⽔量，主要指道路和绿地浇洒⽤⽔量，（5）未预见⽤⽔量及给⽔管⽹漏失⽔量。

5、名词：（1）平均⽇⽤⽔量：即规划年限内，⽤⽔量最多的年总⽤⽔量除以⽤⽔天数。

该值⼀般作为⽔资源规划和确定城市设计污⽔量的依据。

（2）最⾼⽇⽤⽔量：即⽤⽔量最多的⼀年内，⽤⽔量最多的⼀天的总⽤⽔量。

该值⼀般作为取⽔⼯程和⽔处理⼯程规划和设计的依据。

（3）最⾼⽇平均时⽤⽔量：即最⾼⽇⽤⽔量除以24⼩时，得到的最⾼⽇⼩时平均⽤⽔量。

（4）最⾼⽇最⾼时⽤⽔量：⽤⽔量最⾼⽇的24⼩时中，⽤⽔量最⼤的⼀⼩时⽤⽔量。

该值⼀般作为给⽔管⽹⼯程规划与设计的依据。

6、⽤⽔量变化系数⽤⽔量的变化及变化系数⽤⽔量的变化—⽤⽔量在⼀年之中的不同季节、⽉份及⽇期，以及在⼀天24⼩时之间都可能发⽣波动，影响因素—如季节、天⽓、⼯作⽇、休息⽇的变化三个重要的参数，反应⽤⽔量的变化情况，即年变化系数，⽇变化系数和时变化系数。

◆年变化系数—在设计年限内设计⽤⽔量（即最⾼年⽤⽔量）与期限内平均年的⽤⽔量之⽐值。

◆⽇变化系数—在⼀年中，最⾼⽇的⽤⽔量与平均⽇的⽤⽔量之⽐值。

◆时变化系数—在最⾼⽇内，最⾼⼩时的⽤⽔量与平均时的⽤⽔量之⽐值。

7、⽤⽔量变化曲线图：（会作图）P78、清⽔池：⽤于调节给⽔处理⽔量和管⽹中的⽤⽔量之差。

P9清⽔池⽔质：消毒剂作⽤、贮存合格⽔、达“卫⽣标准”⽔量：调节作⽤，满⾜城市取⽔量的要求。

给水排水管网水力学基础引言给水排水管网是现代城市基础设施中不可或缺的一部分。

为了确保管网系统的正常运行和高效运行，水力学基础是必不可少的。

本文将介绍给水排水管网的水力学基础知识，包括流量计算、水均匀度、消防水力学等内容。

流量计算给水排水管网中的流量计算是非常重要的。

流量计算通常根据管网管段的尺寸、管材、水压等参数进行。

基本的流量计算公式如下：Q = A * v其中，Q表示流量，A表示流过截面的面积，v表示流速。

根据管段的几何形状，可以使用不同的公式计算截面的面积。

对于圆管，截面面积可以通过半径r计算：A = π * r^2对于矩形管，截面面积可以通过长a和宽b计算：A = a * b而流速v可以根据公式得出：v = Q / A根据各个管段的流量和流速计算，可以确定整个管网系统的流量分布和水压情况。

水均匀度水均匀度是指给水排水管网中水压的均匀程度。

在设计和运行管网系统时，保证水均匀度是非常重要的。

一般来说，水均匀度可以通过压力/流量曲线来评估。

曲线的陡峭程度和曲线的平缓程度可以反映管网系统的水均匀度。

压力/流量曲线示意图压力/流量曲线示意图通常情况下，湿式消防系统对于水均匀度有较高的要求，因为湿式消防系统需要可靠的水压来保证消防安全。

消防水力学消防水力学是给水排水管网水力学中的一个重要分支。

消防水力学研究给水排水管网中的消防水系统的水力学特性。

消防水系统一般由消防水泵、水箱、水管等部分组成。

在设计消防水系统时，需要考虑水泵的选型、水箱的容量、水管的尺寸等参数。

消防水力学可以通过模拟、计算等方法来优化消防水系统的设计。

另外，消防水力学还需要考虑消防水系统的故障情况。

例如，当给水压力不足时，消防水系统如何进行自动切换，保证消防水的供应。

结论给水排水管网的水力学基础是确保管网系统正常运行的重要基础。

流量计算、水均匀度、消防水力学等内容都是给水排水管网水力学基础的核心知识。

希望本文可以帮助读者更好地理解和应用给水排水管网水力学基础知识，提升管网系统的设计和运行效率。