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课程设计给水管网设计.doc 四川理工学院课程设计 C市给水管网设计 学 生: 学 号:11041040112 专 业:给水排水工程 班 级:2011.2 指导教师:万珊 四川理工学院建筑工程学院 二?一三 年 十二 月 四川理工学院课程设计 四 川 理 工 学 院 课 程 设 计 任 务 书 设计题目: 《C市给水管网设计》 学院: 建工学院 专业: 给排水 班级: 2011.2 学号: 11041040112 学生: 指导教师: 万 珊 接受任务时间2013 年 12 月 2 日 教研室主任 (签名)学院院长 (盖章) 1(课程设计的主要及基本要求 需完成课程设计提供的《C市给水管网设计》中涉及全部内容。可徒手绘图 或者采用计算机出图，并将结果编写完整的计算书。计算书的内容及要求详见课 程设计任务书与指导书。 2(指定查阅的主要参考文献及说明 (1)《给水排水设计手册》(第1册)常用资料. (2)《给水排水设计手册》(第3册)城镇给水. (3)《给水排水工程快速设计手册》(第1册)给水工程. (4)《建筑给水排水制图标准》GB/T50106—2010( (5)《给水排水国家标准图集》(S1、S2等)( (6)《室外给水设计规范》GB50013-2006( 3(进度安排 序号 设计()各阶段名称 起 止 日 期 接受及完成课程设计草图 2013.12.2,2013.12.3 1 2 完成课程设计图纸和计算说明书 2013.12.4,2013.12.7 3 上交设计图纸及计算说明书 2013.12.8 注:1、本表一式三份，学院、指导教师、学生各一份。 2、附图纸的电子文件。 第 1 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 摘 要 水在人们的生活和生产中占有重要地位，是人们不可或缺的东西。在现代工企业中，为了生产上的需要和改善劳动条件，水更是必不可少，缺水将会严重影响国民的经济发展。所以，给水系统成为城市发展的一项基础设施，必须保证足够的水量、合格的水质、充裕的水压供应人们生活和工企业的需求，给水系统由相互联系的一系列构筑物和输配水管网系统组成。他的任务是从水源取水，按照用户对水质要求进行处理，然后将水输送到用水区，并向用户配水。给水系统是保证用水对象获得所需水质、水压、和水量的一套构筑物、设备和管路系统的总和。包括水塔、水池、水泵等一系列设备。给水管道系统的给水方式可以按不同的分类方式而不同，如统一给水、分质给水、分压给水、串联给水、并联给水等等。选择给水方式时应当在保证供水安全的前提下，尽量力求造价便宜。 关键词; 基础设施、给水系统 第 2 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 目 录 1. 前言………………………………………………………………………………5 2. 设计说明及基本资料……………………………………………………………6 2.1设计题目……………………………………………………………………6 2.2设计任务……………………………………………………………………6 2.3设计资料目…………………………………………………………………7 2.4设计要求……………………………………………………………………8 3(用水量计算………………………………………………………………………9 3.1 城市居民生活用水量………………………………………………………9 3.1.1确定城市人口数及给水人口数………………………………9 3.1.2 确定用水量标准……………………………………………………9 3.2 工厂用水量…………………………………………………………………10 3.2.1 生产用水量…………………………………………………………10 3.2.2车间生活用水量及淋浴用水量……………………………………10 3.3 消防用水量…………………………………………………………………11 3.4 其他用水量…………………………………………………………………11 3.4.1 铁路车站用水量……………………………………………………11 3.4.2浇洒道路和大面积绿化所需的水量………………………………11 3.4.3未预见水量…………………………………………………………12 4. 二泵站供水方案设计及清水池，水塔容量计算………………………………13 4.1 二泵站供水方案设计………………………………………………………13 4.2 清水池容量计算……………………………………………………………13 4.2.1调节容积………………………………………………………14 W4.2.2 消防水量………………………………………………………152 4.2.3 水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水…………………………15 4.2.4清水池的安全储量…………………………………………………15 5. 管网定线………………………………………………………………………16 第 3 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 6(管网水力计算……………………………………………………………………17 6.1 根据情况确定水泵的供水量及每一管段的计算流量……………………17 6.1.1求比流量………………………………………………………18 q比 6.1.2求沿线流量q………………………………………………………18 沿 6.1.3求节点流量Q………………………………………………………19节 6.2 管网平差……………………………………………………………………20 6.2.1 最大用水时的管网平差……………………………………………21 6.2.2最大用水时的加消防时的管网校核………………………………24 6.2.3事故时的流量校核…………………………………………………28 7. 确定二泵站扬程及管网各节点的水压…………………………………………37 7.1 确定二泵站扬程……………………………………………………………37 7.1.1最大用水时二泵站扬程……………………………………………37 7.1.2最大用水加消防用水时的水泵扬程………………………………37 7.1.3事故时的的水泵扬程………………………………………………38 7.2 计算干管各节点上的实际自由水头………………………………………38 8. 结束语……………………………………………………………………………39 参考文献……………………………………………………………………………40 致谢词………………………………………………………………………………40 图纸目录……………………………………………………………………………40 第 4 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 1 前言 此课程设计是我们给水工程专业学习了主干课程《给水工程》后的第一个设计，做这个设计的目的主要是为了使同学们正确掌握给水管网设计的步骤和方法，学会应用所学的理论、公式、标准、规范等来解决工程实际问题，从而培养我们独立工作能力。同时让我们练习一下给水系统的设计，让我们加深对给水的方法和重要性的理解，给水方式对不同的城市来说根据当地实际情况来合理地选择相应的给水体制，在城市与工业企业给水工程中，给水管网在整个工程总投资中占有很大比重，一般约为50~80%，因为给水管网设计的正确与否，不仅关系到供水安全，也直接影响到给水工程的造价。 本设计除了利用题目给出的已知的一些数据外，我还参考了许多资料并运用了一些辅助工具，具体使用的参考资料已经列在了本书的后面，辅助工具如CAD、天正给排水软件，除此之外，还有许多表在设计过程中也发挥了很大作用，比如水力计算图等。通过这个课程设计不仅让我接触到了真是具体的工程设计，而且让我对给水工程的知识、软件的运用有了更深刻的理解。 由于初次做给水管网设计，书中有不妥之处，敬请老师斧正。 第 5 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 2设计原始资料和设计任务 2.1设计题目:《C市给水管网设计》 2.2设计任务: 运用所学的给水管网的相关专业知识，进行C市给水管道系统的基本设计。 2.3设计资料: 该城市位于四川省，B江的中下游。设计年限为2018年，2018年规划人口为6万人，给水普及率为100%。 1、设计区总平面图一张(比例为1:10000)，图上标有每隔1米的等高线;工业企业、公共建筑及街坊布置;水厂位置;水体分布与风向玫瑰图。 2、设计区主要服务对象为城区人民生活和工业生产用水，不考虑农业用水。居住区建筑为六层及六层以下的混合建筑，不考虑耐火级别。室内有给水排水设备和淋浴设备，但无集中热水供应。 3、靠城市水厂供水的主要工业企业资料 3序 号 厂 名 工人人数(人) 每日班次 生产用水(/d ) m备 注 1 纺织厂 1200 3 700 2 造纸厂 750 3 550 3 金属加工厂 1200 2 400 第 6 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 4 乐百氏厂 1500 3 600 合计 建筑物耐火等级: 一 级 生产类别: 丙类 3 最大建筑物体积: 4000,5000m 水质要求: 生活饮用水质标准GB5749-2006 水压要求: 28m 热车间人数占工人总人数的65 %，一般车间淋浴人数，按工人总人数的30%计，热车间淋浴人数，按100%计。 34、由城市管网供水的铁路车站用水量为550m/d。 25、公共绿地面积为: 3.20m/人 2 人均道路面积为: 2.20m/人 6、未预见水及管网漏失系数取K=1.2。 7、城市位于四川省，土壤为砂质粘土，无地下水，冰冻深不加考虑。 8、该城市二泵站用变频泵，故不用考虑水塔的设计。 9、用水量变化 1) 工业企业生产用水逐时变化情况 占总生产水占总生产水占总生产水占总生产水 时间 时间 时间 时间 量% 量% 量% 量% 0-1 1.5 3-4 1.5 6-7 4.2 9-10 6.8 1-2 1.5 4-5 1.2 7-8 6.8 10-11 6.0 2-3 1.5 5-6 1.2 8-9 6.8 11-12 6.0 12-13 5.0 15-16 5.8 18-19 5.0 21-22 4.5 13-14 5.0 16-17 5.8 19-20 4.6 22-23 3.5 14-15 5.0 17-18 5.0 20-21 4.6 23-24 1.2 2) 城区居民用水逐时变化情况 时间 占一天用水时间 占一天用水时间 占一天用水时间 占一天用 量% 量% 量% 水量% 第 7 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 0-1 1.92 3-4 2.44 6-7 4.10 9-10 5.46 1-2 1.70 4-5 2.86 7-8 4.80 10-11 5.38 2-3 1.77 5-6 3.94 8-9 5.90 11-12 5.64 12-13 5.06 15-16 5.22 18-19 5.26 21-22 3.64 13-14 4.80 16-17 5.55 19-20 5.12 22-23 2.82 14-15 4.91 17-18 5.61 20-21 4.10 23-24 2.00 2.4设计要求 1.设计计算 (1)计算各种用水量，编制城市逐时合并用水量图表。 (2)进行管网定线布置。 3)拟定水泵工作，确定计算管网的几种情况，进行管网计算。 ( (4)决定二泵站扬程。 5)计算管网各节点的自由水头。 ( 2、编写设计计算说明书一份 说明书内容包括: (1)目录、前言 (2)设计原始资料和设计任务 (3)用水量计算 (4)二泵站供水方案设计及清水池、水塔容积计算 (5)管网水力计算 (6)确定二泵站扬程及管网各节点水压 (7)管道铺设，说明管材、管道埋深、接口方法、实验压力 (8)收获体会 说明书要求计算正确，条理清晰，简明扼要，文字通顺，篇幅15页左右。 3、绘制下列设计图各一张 (1)城市给水管网平面布置图:包括管线(表明管径、管长、节点编号)，消火栓布置、排气阀、闸门、泄水阀位置、水源位置和编号，平差后各管段的流量和水头损失。 (2)节点大样图(画一个)，以上两个内容在一张图上。 第 8 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 (3)干管水力坡线图。 以上两张图纸，绘制完毕后附在说明书后，装订成册上交。 3用水量计算 3.1城市居民生活用水量 3.1.1确定城市计划人口数及给水人口数 因为该城市位于四川省，B江的中下游。设计年限为2018年，2018年规划人口为6万人，给水普及率为100% 所以该城市的计划人口数为6万人，给水人口数等于计划人口数乘以给水普及率，由此可得给水人口数也为6万人。 3.1.2 确定用水量标准 根据城市所在分区(包括了气候条件及生活习惯等因素)，室内给水设备情况，查《给水工程》(第四版)附表1，得出相应的最高日用水量标准为220-370L/cap.d，本设计采用每人每天230 L/cap.d的标准 按照城市给水人口数，用水量标准，时变化系数便可算出平均日流量，最大日流量以及最大日最大时流量和秒流量。 根据提供的城区居民用水逐时变化情况表可以找出最高日最高时和最高日平均时的供水百分比分别为5.90%和4.17%，所以可以求得时变化系数K h 5.90%,,1.41所以 kh4.17% 城市居住区的最高日生活用水量 第 9 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 ,qNf Q1 由原始资料可知该城市在四川，人口为6万是小城市，自来水普及率为100% 所以Q=230*600000*100%=13800(m?/d)。 1 3.2 工厂用水量 靠城市水厂供水的主要工业企业资料 3序 号 厂 名 工人人数(人) 每日班次 生产用水(/d ) m备 注 1 纺织厂 1200 3 700 2 造纸厂 750 3 550 3 金属加工厂 1200 2 400 4 乐百氏厂 1500 3 600 合计 生产和生活用水量的多少根据不同厂家的不同而不同，由题目给出的几家厂商的需水量如上表 3.2.1 生产用水量 3由上表可知四家工厂的生产需水量分别为700、550、400、600m/d. 所以可得工业生产用水量Q=700+550+400+600=2250(m?/d) 2 3.2.2车间生活用水量及淋浴用水量 工业企业中工人的生活用水及淋浴用水的用水量标准，可根据车间的性质，按照《给水工程》(第四版)附表2高温作业工作人员淋浴用水量标准取60L/(人.班)，一般车间工作人员淋浴用水量取40 L/(人.班)。职工生活用水量一般车间按每人每班25升计，高温车间按每人每班35升计。 热车间人数占工人总人数的65 %，一般车间淋浴人数，按工人总人数的30%计，热车间淋浴人数，按100%计 两班制的金属加工厂总人数1200人，热车间的工作人员数为780人，一般车间工作人员数量为420人。 ,(780*0.035，420*0.025),37.8金属加工厂的生活用水量(m?/d) Q31 ,(780*0.060，420*0.040*0.3),51.8金属加工厂的淋浴用水量(m?/d) Q32 第 10 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 纺织厂的的总人数1200人，热车间的工作人员数为780人，一般车间的工作人员数为420人。 ,(780*0.035，420*0.025),37.8纺织厂的生活用水量 (m?/d) Q33 ,(780*0.060，420*0.040*0.3),51.8纺织厂的淋浴用水量(m?/d) Q34 造纸厂的总人数750人，热车间的工作人员数为488人，一般车间的人数为262人。 ,(488*0.035，262*0.025),23.63造纸厂的生活用水量(m?/d) Q35 ,(488*0.06，262*0.04*0.3),32.4造纸厂的淋浴用水量(m?/d) Q36 乐百氏厂的总人数有1500人，热车间的人数有975人，一般车间的工作人员数为525人。 ,(975*0.035，525*0.025),47.25乐百氏厂的生活用水量(m?/d) Q37 ,(975*0.06，525*0.04*0.3),64.8乐百氏厂的淋浴用水量(m?/d) Q38 工厂员工用水量Q=Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q+Q=347.3 (m?/d) 33132333435363738 3.3消防用水量 按照《给水工程》(第四版)附表3、附表4可知该城市及工业企业消防用水量标准及同时发生火灾的次数为2次，并知道一次灭火用水量为35L/S，由此可以算出消防用水量。 (注:消防用水量主要用于清水池和水塔容量计算及管网平差的校核计算，在城市总用水量计算中可不统计在内) 城市消防用水量为:Q=2×35=70L/s f 3,0.07，2，3600,504消防用水量按照2小时用水， Qm3 3.4 其他用水量 3.4.1 铁路车站用水量 3由城市管网供水的铁路车站用水量为550m/d,火车站用水为24小时均分。 3.4.2浇洒道路和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 第 11 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 1.5-2.0L/(d?m?)设计，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?m?)，道路每天浇洒2，绿地每天浇洒2次,公共绿地面 22积为:3.20m/人，人均道路面积为:2.20m/人。 2公共绿地面积60000×3.20=192000 m 2 道路总面积60000×2.20=132000 m 浇洒道路和大面积绿化所需的水量以及铁路车站用水量Q 5 =1.5×132000×2+192000 ×2.0+550=1330(m?/d) Q5 3.4.3未预见水量 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。本设计未预见水及管网漏失系数取K=1.2，即未预见水及漏失量按最高日用水量的20%计算。 ，，，设计年限内城市最高日设计水量=(1+20%)×()QQQQ1235=21272.76(m?/d) 第 12 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 4 二泵站供水方案设计及清水池，水塔容量计算 4.1二泵站供水方案设计 该城市二泵站用变频泵，故不用考虑水塔的设计。二泵站供水线可在城市最高日用量变化曲线上进行设计，按逐时用水量计算表，绘制最高日用水量变化曲线，依次确定二级泵站的供水曲线。因为本设计不设置水塔，所以二级泵站的最大供水量要按最高日最高时的用水量计算。二级泵站的供水曲线图和全市的最高日用水量变化曲线一致。最高日用水量变化曲线如下: 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00占最高日用水量百分数(%) 1.00 0.00 123456789101112131415161718192021222324 时间(h) 4.2清水池容量计算 清水池是给水系统的调节构筑物，整个给水系统的调节水量实际由水塔和清水池来分担，但本设计不需要设计水塔。 清水池中除了贮存调节用水量以外，还应存放消防用水和水厂内冲洗滤池、排泥等用水，因此清水池有效容积等于: 第 13 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 W,W，W，W，W123池 3式中:W---------调节容积(米); 1 3W---------消防用水(米)，居住区和工厂可按2小时火灾延续时间的消2 防用水总量计算; 3W---------水厂生产用水量(米)，一般按最高日用水量的5%~10%考虑。 3 WW---------清水池的安全储量可按以上三部分容积和的0.05%计算。 4.2.1调节容积 清水池的调节容积的计算如下表4-1 表4-1清水池容积计算 时间 用水量(%) 二级泵站供水一级泵站供水清水池调节容 量(%) 量(%) 积(%) (1) (2) (3) (4) (5) 0-1 2.58 2.58 4.17 1.59 1-2 2.08 2.08 4.17 2.09 2-3 2.13 2.13 4.16 2.03 3-4 2.57 2.57 4.17 1.6 4-5 2.80 2.80 4.17 1.37 5-6 3.51 3.51 4.16 0.65 6-7 3.93 3.93 4.17 0.24 7-8 5.57 5.57 4.17 -1.4 8-9 6.54 6.54 4.16 -2.38 9-10 5.09 5.09 4.17 -0.92 4.96 4.96 4.17 -0.79 10-11 11-12 5.13 5.13 4.16 -0.97 12-13 4.64 4.64 4.17 -0.47 13-14 4.48 4.48 4.17 -0.31 14-15 4.55 4.55 4.16 -0.39 15-16 4.84 4.84 4.17 -0.67 16-17 6.30 6.30 4.17 -2.13 17-18 5.93 5.93 4.16 -1.77 18-19 4.77 4.77 4.17 -0.6 19-20 4.65 4.65 4.17 -0.48 20-21 3.98 3.98 4.16 0.18 21-22 3.67 3.67 4.17 0.5 22-23 3.03 3.03 4.17 1.14 23-24 2.27 2.27 4.16 1.89 累计 100.00 100.00 100.00 13.28 3,13.28%，21272.76,2825.02清水池的调节容积 Wm1 第 14 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 4.2.2 消防水量W2 城市人口数6万人，则确定同一时间内的火灾次数为2次，一次灭火用水量为35L/s。火灾延续时间按2h计，故火灾延续时间内所需的总水量为: =2×35×2×3600?1000=504m? W2 4.2.3 水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水 水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水按最高日用水量的8%计。 =8%=8%×21272.76=1701.82m? WQ3d 4.2.4清水池的安全储量 W清水池的安全储量可按以上三部分容积和的0.5%算。 3,(，，)，0.5%,25.15 wwwwm123 所以，清水池的有效容积: 3W,W，W，W，W,5055.96 池123m 清水池的有效水深为5m,清水池设为长方形，长度为41m，宽度为25m. 为保证消防用水不被动用，同时又能保证清水池水质不腐化，拟在位于消防储水水位与生活调节水位交界处的生活水泵吸水管开一个10mm小孔，水位降低至小孔，则进气停生活供水泵。 第 15 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 5管网定线 该城市的水厂位置已经确定，城市的居民区和工厂等用水户被河流隔开，给水管网有多种布置形式，但为了供水的安全性本设计采用环状网的布置形式，当管网意管段损坏时，可以关闭附近的阀门使其余管线隔开，缩短断水的区域，增加供水可靠性。干管之间的距离在500-800米，连接管的间隔在800-1000米之间。同时根据题目要求本设计不设水塔，本设计采用统一给水方式。现有的道路规划，尽可能减少穿过铁路和高级路面以及其他重要建筑物。允许有个别管段不符合上叙规则。其管网布置图如下。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。干管的布置如下图. 第 16 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 6管网水力计算 6.1 根据情况确定水泵的供水量及每一管段的计算流量 每一管段的计算流量的确定，可按下列方法进行: 管线1-2, 14-16，15-25为输水管，不参与供水，其有效长度为零。 管段有部分单侧供水，部分双侧供水，其有效长度为:单侧部分按实际距离 的一半计，双侧部分按实际距离算。双侧供水有效长度即实际长度算。 本设计采用统一供水制，管段的有效长度根据供水管的两侧的用户决定，管 段的有效长度计算如下表 表6-1 管段有效长度表 管段 备注 实际距离m 有效距离m 2-3 单侧 815 408 3-4 双侧 740 740 4-5 单侧 270 135 5-6 单侧 400 200 6-7 双侧 398 398 7-8 双侧 1000 1000 9-10 双侧 603 603 10-11 双侧 660 660 11-12 双侧 498 498 12-2 双侧 513 513 2-13 单侧 333 167 13-14 单侧 513 257 14-15 单侧 1158 579 15-10 双侧 333 333 12-26 双侧 515 515 26-4 双侧 380 380 11-5 双侧 815 815 10-7 双侧 513 513 16-17 双侧 558 558 17-18 双侧 515 515 18-19 单侧 666 333 19-20 单侧 515 258 20-21 单侧 558 279 21-22 单侧 768 384 22-23 单侧 676 334 第 17 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 续表6-1 23-24 双侧 666 666 24-25 双侧 286 286 25-27 双侧 390 390 27-16 双侧 768 768 15-28 单侧 603 302 20-17 双侧 666 666 21-16 双侧 666 666 22-27 双侧 666 666 16122 区域总和 19757 综上管道的有效长度和 L,16122m, 6.1.1求比流量 q比 将管网各管段按节点进行编号，根据计算管段的总长度和总流量计算比流量q即: 比 Q,q,q,(升/秒/米) 比L, 式中:Q---------城市最高日最高时总用水量(升/秒); q---------城市最高用水时各大用户集中用水量之和(升/秒); , L ---------管网的总计算长度(米)(不包括沿无建筑区域、公园和, 桥梁通过的干管以及房屋支管等的总长度) 最高时居民综合生活用水量q= 765.90m?/h=212.75L/s，最高时道路浇洒和1 绿化浇洒的用水量q=192m?/h=53.33L/s，未预见用水量q=147.73m?/h=41.04 23L/s，工业用水量q=211.82 m?/h=58.84 L/s，火车站的用水量q=22.92m?/h=6.37L/s 45最高用水时的用水总量Q=1340.37 m?/h=372.33 L/s Q,q372.33,6.37,58.84,q,,,0.0190(L/S/m)比流量 比L16122, 6.1.2求沿线流量q 沿 根据比流量q和各管段的计算长度，可算出各管段的沿线流量q比沿 q,q,L(升/秒) 沿比 式中:L---------各管段计算长度(米)。 管段沿线流量可列表计算，见表6-2 第 18 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 表6-2 管线沿线流量表 管段 管段实长(米) 管段计算长度(米) 管段沿线流量Q(升/沿 秒) 2~3 815 408 0.0190=7.75 ，3~4 740 740 14.06 4~5 270 135 2.57 5~6 400 200 3.8 6~7 398 398 7.56 7~8 1000 1000 19.00 15-28 603 302 5.74 9~10 603 603 11.46 10~11 660 660 12.54 11~12 498 498 9.46 12~2 513 513 9.75 2~13 333 167 3.17 13~14 513 257 4.88 14~15 1158 579 11.00 10~15 333 333 6.33 12~26 515 515 9.79 4~26 380 380 7.22 11~5 815 815 15.49 10~7 513 513 9.75 16~17 558 558 10.60 17~18 515 515 9.79 18~19 666 333 6.33 19~20 515 258 4.90 20~21 558 279 5.30 21~22 768 384 7.30 22~23 676 338 6.42 23~24 666 666 12.65 24~25 286 286 5.43 25~27 390 390 7.41 27~16 768 768 14.59 12~14 333 333 6.33 16~21 666 666 12.65 17~20 666 666 12.65 22~27 666 666 12.65 总和 19757 16122 306.32 6.1.3求节点流量Q节 节点流量等于连接在该节点上所有管段沿线流量之和的一半，即 第 19 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 Q,0.5Q,沿节 节点流量包括工厂的集中用水量，16-17点时各个工厂的集中用水量分别为: 纺织厂的用水量 Q,(40.6，1.32，17.27)/3600*1000,16.44L/S纺织厂 金属加工厂的用水量 Q,(23.2，1.32，25.9)/3600*1000,14L/S金属厂 造纸厂的用水量 Q,(31.9，0.91，10.8)/3600*1000,12..11L/S造纸厂 乐百氏厂 Q,(34.8，1.68，21.6)/3600*1000,16.13L/S乐百氏厂 节点流量等于工厂集中流量加上 Q,0.5Q,沿节 节点流量的计算过程和结果列表进行，见表6-3。 表6-3 节点流量 1节点编号 与节点连接的管段 ?Q(升/秒) 沿 Q,Q(升/秒) ,沿节22 2-3、2-12、2-13 20.67 0.5*?Q=10.34 沿3 2-3、3-4 21.81 0.5*?Q=10.91 沿4 3-4、26-4、4-5 23.85 0.5*?Q=11.93 沿5 4-5、11-5、5-6 21.86 0.5*?Q=10.93 沿6 5-6、6-7 11.36 0.5*?Q=5.68 沿7 6-7、7-8、10-7 36.31 0.5*?Q=18.16 沿8 7-8 19 16.44+0.5*19=25.94 9 9-10 11.46 14+12.11+0.5*11.46=31.41 10 9-10、10-7、10-11、10-15 40.08 0.5*?Q=20.04 沿11 10-11、11-12、11-5 37.49 0.5*?Q=18.75 沿12 11-12、12-2、12-26、12-14 35.33 0.5*?Q=17.67 沿13 2-13、13-14 8.05 0.5*?Q=4.03 沿14 13-14、14-15、12-14 22.21 0.5*?Q=11.11 沿15 14-15、10-15、15-28 23.07 0.5*?Q=11.54 沿16 16-17、16-21、16-27 37.84 0.5*?Q=18.92 沿17 16-17、17-18、17-20 33.04 0.5*?Q=16.52 沿18 17-18、18-19 16.12 0.5*?Q=8.06 沿19 19-20、18-19 11.23 0.5*?Q=5.62 沿20 19-20、20-21、20-17 22.85 0.5*?Q=11.43 沿21 20-21、16-21、21-22 25.25 0.5*?Q=12.63 沿22 21-22、22-23、22-27 26.37 0.5*?Q=13.19 沿23 22-23、23-24 19.07 0.5*?Q=9.54 沿24 23-24、24-25 18.08 16.13+0.5*?Q=25.17 沿25 24-25、27-25 12.84 0.5*?Q=6.42 沿26 12-26、26-4 17.01 0.5*?Q=8.51 沿27 25-27、27-22、27-16 34.65 0.5*?Q=17.33 沿28 15-28 5.74 0.5*?Q=2.87 沿 合计 365.00 第 20 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 6.2管网平差 管网平差的目的在于求出水源节点(二级泵站或水塔)的供水量、各管段中的流量和管径。管网的管径和水泵扬程，按设计年限内最高日最高时的用水量和水压要求决定。但是用水量也是经常变化的，为了核算所定的管径和水泵能否满足不同工作情况下的要求，就必须进行其他用水条件下的计算，已确保经济合理的供水。 该市的配水管网布置成环状，方案设置了10个环; 控制点为管网中供水的最不利点，通常认为在作平差时，满足控制点的水压，则整个管网的水压可以满足。本方案初选控制点为8点，因为该点所处地势较高(地面标高256m)，离水厂较远，服务水头为28m 流量分配的目的是用以初步确定管网各管段的流量，据此确定管径，进而进行管网平差。环状网流量分配的步骤如下: (1)按照管网的主要供水方向，初步拟定各管段的水流方向，并选定整个管网的控制点。控制点是管网正常工作时和事故时必须保证所需水压的点，一般选在给水区离二级泵站最远或地形较高处。 (2) 为了可靠供水，从二泵站到控制点之间的几条干管尽可能均匀分配流 量，并且满足节点流量的平衡条件。 (3) 和干管垂直的连接管，平时流量一般不大只有在干管损坏时才转输较 大的流量，因此连接管中可分配较少的流量。 根据初分的流量，查界限流量表确定经济管径。 6.2.1 最大用水时的管网平差 最大用水时的管线的初步分配流量如下表6-4 表6-4 初分流量 初步分配流量 环号 管段 管径(mm) 管长(mm) q (L/S) 6--7 250 398 44.1 7--10 200 513 10 1 10--11 400 660 96.45 11--5 150 815 12 5--6 250 400 39.78 11--5 150 815 12 4--5 250 270 38.71 2 26--4 150 380 10.64 12--26 200 515 19.15 第 21 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 续表6-4 11--12 400 498 127.2 2--12 600 513 264.02 12--26 200 515 19.15 3 26--4 150 380 10.64 2--3 300 815 50.91 3--4 250 740 40 14--15 200 1158 21 15--10 250 333 35 4 14--12 400 333 100 12--11 400 498 127.2 11--10 400 660 96.45 13--14 250 513 35 14--12 400 333 100 5 13--2 250 333 39.38 2--12 600 513 264.02 19--20 100 515 3.62 20--17 100 666 5 6 19--18 100 666 2 18--17 150 515 10.06 20-21 150 558 10.05 21-16 250 666 35.41 7 20-17 100 666 5 17-16 250 558 31.58 21-22 200 768 12.73 22-27 150 666 5 8 21-16 250 666 35.41 16-27 250 768 17.33 22-23 150 676 4.54 23-24 150 666 5 9 24-25 250 286 30.17 25-27 150 390 5 22-27 150 666 5 16--27 200 768 17.33 27-25 150 390 5 10 25-15 250 715 41.59 15-14 200 1158 21 14-16 400 715 103.24 7--8 250 1000 25.94 10--9 250 603 31.41 15--28 150 603 2.87 第 22 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 根据初分流量表的数据代入平差软件，利用海曾.威廉公式进行环状管网的平 差校核，本次最高用水时的管网平差进行了16次，平差结果列在下表。 管网的第十六次校核结果如下; 6-5 平差结果 第16次校正流量 管径管长环号 管段 (mm) (mm) q (L/S) 1000i h (m) |sq| 6--7 250 398 -32.46 2.64 -1.05 0.03 7--10 200 513 21.64 3.70 1.9 0.09 1 10--11 400 660 104.94 2.36 1.56 0.01 11--5 150 815 -7.27 1.99 -1.62 0.22 5--6 250 400 -28.14 2.03 -0.81 0.03 h=-0.0351 ,q=0.049 11--5 150 815 7.27 0.27 0.22 0.03 4--5 250 270 -31.81 2.56 -0.69 0.02 2 26--4 150 380 -9.76 3.45 -1.31 0.13 12--26 200 515 -18.27 2.70 -1.39 0.08 11--12 400 498 130.95 3.55 1.77 0.01 , h=0.0036 q=0.0042 2--12 600 513 277.49 1.99 1.02 0.00 12--26 200 515 18.27 2.70 1.39 0.08 3 26--4 150 380 9.76 3.45 1.31 0.13 2--3 300 815 -44.89 1.99 -1.62 0.04 3--4 250 740 -33.98 2.88 -2.13 0.06 , h=-0.0329 q=0.0568 14--15 200 1158 18.8 2.85 3.3 0.18 15--10 250 333 -31.85 2.55 -0.85 0.03 4 14--12 400 333 110.59 2.58 0.86 0.01 12--11 400 498 -130.95 3.55 -1.77 0.01 11--10 400 660 -104.94 2.36 -1.56 0.01 , h=-0.0049 q=0.0042 13--14 250 513 27.9 2.01 1.03 0.04 14--12 400 333 -110.59 2.58 -0.86 0.01 5 13--2 250 333 31.93 2.55 0.85 0.03 2--12 600 513 -277.49 1.99 -1.02 0.00 , h=-0.0002 q=-0.0016 19--20 100 515 -2.74 2.37 -1.22 0.45 20--17 100 666 -3.66 4.04 -2.69 0.73 6 19--18 100 666 2.88 2.58 1.72 0.60 18--17 150 515 10.94 4.25 2.19 0.20 , h=-0.0004 q=0.001 7 20-21 150 558 -10.51 3.94 -2.2 0.21 第 23 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 续表6-5 第16次校正流量 管径管长管段 (mm) (mm) q (L/S) 1000i h (m) |sq| q (L/S) 1000i h (m) |sq| 20-17 100 666 3.66 3.57 2.38 0.65 17-16 250 558 31.12 3.48 1.94 0.06 h=-0.0004 q=0.0001 , 21-22 150 768 10.21 3.74 2.87 0.28 22-27 150 666 -6.11 1.44 -0.96 0.16 8 21-16 250 666 33.35 2.78 1.85 0.06 16-27 200 768 -25.19 4.91 -3.77 0.15 h=-0.0038 q=0.0032 , 22-23 150 676 3.13 0.10 0.07 0.02 23-24 150 666 -6.41 0.39 -0.26 0.04 9 24-25 250 286 -31.58 2.52 -0.72 0.02 25-27 150 390 1.75 0.15 0.06 0.03 22-27 150 666 13.05 1.10 0.73 0.06 , h=-0.0023 q=0.0045 16--27 200 768 25.19 4.91 3.77 0.15 27-25 150 390 -1.75 0.15 -0.06 0.03 10 25-15 250 715 -36.25 3.24 -2.32 0.06 15-14 200 1158 -18.8 2.85 -3.3 0.18 14-16 400 715 108.58 2.50 1.79 0.02 , h=-0.0078 q=0.0096 7--8 250 1000 25.94 1.9 1.90 0.07 10--9 250 603 31.41 2.8 1.69 0.05 经过软件的16次迭代，各环的闭合差均小于电算的最小要求0.05m,平差结果符合要求，最大环的的闭合差等于管段2-3,3-4,4-5,5-6,6-7,7-11,11-15,25-24，24-23,23-22,22-21,21-20,20-19,19-18,18-17,17-16,16-14,14-13,13-2之和为0.036，也小于0.05m，满足条件。 由平差结果可看推算出，经过流量的校正，每个管段的管径都满足最小流速和经济流速。 6.2.2最大用水时的加消防时的管网校核 消防时的校核，是以最高时用水量确定的管径为基础，按最高时用水时加上消防时流量进行分配。 人口为6万人，同一时间发生两次火灾，一次灭火用水量为35L/s 第 24 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 从安全和经济角度来考虑，失火点一个放在控制点8，另一个放在离泵站较 远且地面标高较大处的节点22。消防时除节点8、22附加35L/s的消防流量外， 其余各节点的流量与最高时相同。消防时管网所需的总流量为365+70=435 L/s 消防校核的初分流量如下表; 6-6 消防初分流量 初步分配流量 环号 管段 管径(mm) 管长(mm) q (L/S) 6--7 250 398 64.1 7--10 200 513 15 1 10--11 400 660 101.45 11--5 150 815 15.71 5--6 250 400 69.78 11--5 150 815 15.71 4--5 250 270 65 2 26--4 150 380 11.93 12--26 200 515 20.44 11--12 400 498 135.91 2--12 600 513 294.37 12--26 200 515 20.44 3 26--4 150 380 11.93 2--3 300 815 75.91 3--4 250 740 65 14--15 200 1158 26 15--10 250 333 35 4 14--12 400 333 120.35 12--11 400 498 135.91 11--10 400 660 101.45 13--14 250 513 50 14--12 400 333 120.35 5 13--2 250 333 54.03 2--12 600 513 294.37 19--20 100 515 3.62 20--17 100 666 5 6 19--18 100 666 2 18--17 150 515 10.06 20-21 150 558 10.05 21-16 250 666 57.68 7 20-17 100 666 5 17-16 250 558 31.58 21-22 200 768 35 8 22-27 150 666 17.73 第 25 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 续表6-6 初步分配流量 管段 管径(mm) 管长(mm) q (L/S) 21-16 250 666 57.68 16-27 200 768 25.06 22-23 200 676 4.54 23-24 200 666 5 9 24-25 250 286 30.17 25-27 150 390 10 22-27 150 666 17.73 16--27 200 768 25.06 27-25 150 390 10 10 25-15 250 715 46.59 15-14 200 1158 26 14-16 400 715 132.24 7--8 250 1000 25.94 10--9 250 603 31.41 最大用水时加上消防用水时的管网流量，经过十六次消防校核后管网的情况 如下表。 表6-7 消防校核 第16次校正流量 管径管长环号 管段 (mm) (mm) q (L/S) 1000i h (m) |sq| 6--7 250 398 -41.46 4.17 -1.66 0.04 7--10 200 513 37.64 10.31 5.29 0.14 1 10--11 400 660 122.31 3.14 2.07 0.02 11--5 150 815 -11.22 4.45 -3.63 0.32 5--6 250 400 -47.14 5.28 -2.11 0.04 , h=-0.0391 q=0.00373 11--5 150 815 11.22 4.45 3.63 0.32 4--5 250 270 -47.14 7.81 -2.11 0.04 2 26--4 150 380 -13.91 6.63 -2.52 0.18 12--26 200 515 -22.42 3.94 -2.03 0.09 11--12 400 498 152.27 4.70 2.34 0.02 , h=-0.0041 q=0.0035 2--12 600 513 330.19 2.73 1.4 0.00 12--26 200 515 22.42 3.94 2.03 0.09 3 26--4 150 380 13.91 6.63 2.52 0.18 2--3 300 815 -55.79 2.97 -2.42 0.04 3--4 250 740 -44.88 4.82 -3.57 0.08 , h=-0.0325 q=0.044 14--15 200 1158 20.89 3.46 4.01 0.19 第 26 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 续表6-7 4 第16次校正流量 管径管长管段 (mm) (mm) q (L/S) 1000i h (m) |sq| 15--10 250 333 -34.3 4.50 -1.5 0.04 14--12 400 333 -137.83 3.90 -1.3 0.01 12--11 400 498 -152.27 4.70 -2.34 0.02 11--10 400 660 -122.31 3.14 -2.07 0.02 h=-0.0023 q=0.00171 , 13--14 250 513 34.3 2.92 1.5 0.04 14--12 400 333 -137.83 3.90 -1.3 0.01 5 13--2 250 333 38.33 3.60 1.2 0.03 2--12 600 513 -330.19 2.73 -1.4 0.00 h=-0.0003 ,q=0.0018 19--20 100 515 -1.88 0.16 -0.08 0.04 20--17 100 666 -10.93 4.23 -2.82 0.26 6 19--18 100 666 3.74 0.59 0.39 0.10 18--17 150 515 11.8 4.89 2.52 0.21 h=-0.0025 0.0022 20-21 150 558 -2.39 0.25 -0.14 0.06 21-16 250 666 -55.65 7.18 -4.78 0.09 7 20-17 100 666 10.93 4.23 2.82 0.26 17-16 250 558 39.24 3.76 2.1 0.05 , h=-0.0035 q=0.0042 21-22 150 768 40.64 4.01 3.08 0.08 22-27 150 666 -12.81 5.69 -3.79 0.30 8 21-16 250 666 55.65 7.18 4.78 0.09 16-27 200 768 -26.32 5.31 -4.08 0.16 , h=-0.0128 q=0.0113 22-23 150 676 5.26 1.09 0.74 0.14 23-24 150 666 -4.28 0.75 -0.5 0.12 9 24-25 250 286 -29.45 2.20 -0.63 0.02 25-27 150 390 16.17 8.77 3.42 0.21 22-27 150 666 12.81 5.69 3.79 0.30 , h=-0.0147 q=0.101 16--27 200 768 26.32 5.31 4.08 0.16 27-25 150 390 -16.17 8.77 -3.42 0.21 10 25-15 250 715 -39.7 3.85 -2.75 0.07 15-14 200 1158 -20.89 3.46 -4.01 0.19 14-16 400 715 140.73 4.06 2.9 0.02 , h=-0.0123 q=0.133 7--8 250 1000 25.94 1.9 1.90 0.07 10--9 250 603 31.41 2.8 1.69 0.05 发生消防事故时，在满足节点8和节点22消防用水的情况下，管网的水头 第 27 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 损失不是很大，也基本能满足要求，经过十六次的软件校核，每个环的水头损失都小于0.05m，最大环的水头损失为0.0145m，也满足电算时的最大环的计算要求。 6.2.3事故时的流量校核 设最不利管段14-16断开，70%的设计流量(304.5L/s)从15-25送向管网，管网各节点流量按最高时各节点流量的70%计算。重新分配流量进行平差得出各管段在事故时的水头损失和各个节点的自由水头。事故时的初分流量如下表所示: 表6-8 事故初分流量 初步分配流量 环号 管段 管径(mm) 管长(mm) q (L/S) 6--7 250 398 30.87 7--10 200 513 7.00 1 10--11 400 660 113.02 11--5 150 815 5.5 5--6 250 400 27.85 11--5 150 815 5.5 4--5 250 270 30 2 26--4 150 380 5.35 12--26 200 515 11.31 11--12 400 498 126.15 2--12 600 513 162.46 12--26 200 515 11.31 3 26--4 150 380 5.35 2--3 300 815 40.64 3--4 250 740 33.00 14--15 200 1158 31.38 15--10 250 333 70 4 14--12 400 333 25 12--11 400 498 126.15 11--10 400 660 113.02 13--14 250 513 14.16 14--12 400 333 25 5 13--2 250 333 16.98 2--12 600 513 162.46 19--20 100 515 1.93 20--17 100 666 4 6 19--18 100 666 2.00 18--17 150 515 7.64 第 28 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 续表6-8 初步分配流量 环号 管段 管径(mm) 管长(mm) q (L/S) 20-21 150 558 5.93 21-16 250 666 4 7 20-17 100 666 4.00 17-16 250 558 23.28 21-22 150 768 15.77 22-27 150 666 15 8 21-16 250 666 4 16-27 200 768 35.25 22-23 150 676 10 23-24 150 666 16.68 9 24-25 250 286 34.37 25-27 150 390 62.63 22-27 150 666 15 7--8 250 1000 18.16 10--9 250 603 21.99 15--28 150 603 2.01 管段14-16发生事故时，河流北面的的区域的供水全靠管段15-25管段。流 量重新分配，经过校核后的流量如下表。 表6-9 事故校核 管径管长第14次校正流量 环号 管段 (mm) (mm) q (L/S) 1000i h (m) |sq| 6--7 250 398 28.5 2.09 0.83 0.03 7--10 200 513 9.37 0.78 0.4 0.04 1 10--11 400 660 117.54 2.91 1.92 0.02 11--5 150 815 5.14 1.04 0.85 0.17 5--6 250 400 25.48 1.70 0.68 0.03 , h=-0.0353 q=0.0629 11--5 150 815 5.14 1.04 0.85 0.17 4--5 250 270 27.99 2.00 0.54 0.02 2 26--4 150 380 8.82 2.84 1.08 0.12 12--26 200 515 14.78 1.83 0.94 0.06 11--12 400 498 130.31 3.51 1.75 0.01 , h=0.0404 q=0.0566 2--12 600 513 169.45 0.80 0.41 0.00 12--26 200 515 14.78 1.83 0.94 0.06 26--4 150 380 8.82 2.84 1.08 0.12 3 2--3 300 815 35.16 1.26 1.03 0.03 第 29 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 续表6-9 第14次校正流量 管径管长管段 (mm) (mm) q (L/S) 1000i h (m) |sq| 3--4 250 740 27.52 1.95 1.44 0.05 h=-0.0401 q=0.0799 , 14--15 200 1158 29.24 6.46 7.48 0.26 15--10 250 333 72.14 11.62 3.87 0.05 4 14--12 400 333 24.37 0.15 0.05 0.00 12--11 400 498 130.31 3.51 1.75 0.01 11--10 400 660 117.54 2.91 1.92 0.02 h=-0.0012 q=0.0019 , 13--14 250 513 12.65 0.47 0.24 0.02 14--12 400 333 24.37 0.15 0.05 0.00 5 13--2 250 333 15.47 0.66 0.22 0.01 2--12 600 513 169.45 0.80 0.41 0.00 , h=0.0003 q=0.0042 19--20 150 515 2.25 1.65 0.85 0.38 20--17 150 666 1.94 2.38 0.82 0.42 6 19--18 150 666 1.68 0.95 0.63 0.38 18--17 150 515 7.32 2.02 1.04 0.14 , h=0 q=0 20-21 150 558 8.32 2.56 1.43 0.17 21-16 250 666 4.71 0.08 0.05 0.01 7 20-17 150 666 1.94 1.23 0.82 0.42 17-16 250 558 20.89 1.16 0.65 0.03 , h=0.0001 q=-0.0001 21-22 200 768 17.45 10.08 7.74 0.44 8 22-27 150 666 -7.24 -1.98 -1.32 0.18 21-16 250 666 4.71 0.08 0.05 0.01 16-27 200 768 33.47 8.31 6.38 0.19 , h=0 q=0 22-23 150 676 33.92 8.51 5.75 0.17 23-24 150 666 40.6 11.86 7.9 0.19 9 24-25 150 286 58.29 7.83 2.24 0.04 25-27 150 390 38.71 44.13 17.21 0.44 22-27 150 666 -7.24 -1.98 -1.32 0.18 , h=0 q=0 根据事故时的流量校核可知管段14-15改为250,21-22改为250,16-27改为 250,25-27改为250，主干管15-25改为350。 将管段改变后再一次对最不利管段发生故障时的事故用水量进行校核。 将管段改变后再一次对最不利管段发生故障时的事故用水量进行校核。校核结 第 30 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 果如下表。 表6-10 最不利管段事故时校核 管径管长第14次校正流量 环号 管段 (mm) (mm) q (L/S) 1000i h (m) |sq| 6--7 250 398 26.49 1.81 0.72 0.03 7--10 200 513 -11.38 1.13 -0.58 0.05 1 10--11 400 660 104.71 2.35 1.55 0.01 11--5 150 815 -5.17 1.06 -0.86 0.17 5--6 250 400 -23.47 1.45 -0.58 0.02 h=-0.0397 q=0.0754 ,11--5 150 815 5.17 1.06 0.86 0.17 4--5 250 270 -25.95 1.74 -0.47 0.02 2 26--4 150 380 -8.19 2.47 -0.94 0.11 12--26 200 515 -14.15 1.69 -0.87 0.06 11--12 400 498 117.51 2.91 1.45 0.01 , h=0.0269 q=0.0388 2--12 600 513 169.77 0.80 0.41 0.00 12--26 200 515 14.15 1.69 0.87 0.06 3 26--4 150 380 8.19 2.47 0.94 0.11 2--3 300 815 -33.75 1.17 -0.95 0.03 3--4 250 740 -26.11 1.77 -1.31 0.05 , h=-0.0425 q=0.0892 14--15 250 1158 44.07 4.66 5.4 0.12 15--10 250 333 -57.31 7.57 -2.52 0.04 4 14--12 400 333 38.11 0.36 0.12 0.00 12--11 400 498 -117.51 2.91 -1.45 0.01 11--10 400 660 -104.71 2.35 -1.55 0.01 , h=-0.002 q=0.0054 13--14 250 513 -13.74 0.55 -0.28 0.02 14--12 400 333 -38.11 0.36 -0.12 0.00 5 13--2 250 333 16.56 0.75 0.25 0.02 2--12 600 513 169.77 0.80 0.41 0.00 , h=0.0002 q=0.0023 19--20 150 515 -2.24 1.61 -0.83 0.37 20--17 150 666 -1.97 2.38 -0.85 0.43 6 19--18 150 666 1.69 0.96 0.64 0.38 18--17 150 515 7.33 2.02 1.04 0.14 , h=-0.0002 q=0.0001 20-21 150 558 -8.26 2.53 -1.41 0.17 21-16 250 666 -6.86 0.15 -0.1 0.01 7 20-17 150 666 1.97 1.28 0.85 0.43 17-16 250 558 20.95 1.18 0.66 0.03 , h=0.0003 q=-0.0002 第 31 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 续表6-10 第14次校正流量 管径管长环号 管段 (mm) (mm) q (L/S) 1000i h (m) |sq| 21-22 250 768 15.24 0.65 0.5 0.03 22-27 150 666 -9.12 3.03 -2.02 0.22 8 21-16 250 666 6.86 0.15 0.1 0.01 16-27 250 768 -35.68 3.15 -2.42 0.07 h=-0.0005 q=0.0008 , 22-23 200 676 -15.35 1.95 -1.32 0.09 23-24 150 666 -22.03 3.83 -2.55 0.12 9 24-25 250 286 -39.72 3.85 -1.1 0.03 25-27 250 390 57.28 7.56 2.95 0.05 22-27 150 666 9.12 3.03 2.02 0.22 h=0.0009 ,q=-0.001 10--9 250 603 21.99 1.57 0.99 0.05 15--28 150 603 2.87 4 2.41 0.84 7-8 250 1000 18.14 1.2 1.2 0.07 从校正结果看来，管径改变后的管网水头损失不是很大，各小环的水头损失 均小于0.05m，最大环闭合差为0.0164，也满足要求，所以管径改变的较为合适。 因为管径改变了，所以需要对管段管径改变后最大时用水量再次进行校核， 校核结果如下表。 6-11 管网校核表 管径管长第16次校正流量 环号 管段 (mm) (mm) q (L/S) 1000i h (m) |sq| 6--7 250 398 31.71 1.81 0.72 0.02 7--10 200 513 -22.39 1.13 -0.58 0.03 1 10--11 400 660 98.04 2.35 1.55 0.02 11--5 150 815 -7.34 1.06 -0.86 0.12 5--6 250 400 -27.39 1.45 -0.58 0.02 , - h= -0.0389 q=0.0539 11--5 150 815 7.34 1.06 0.86 0.12 4--5 250 270 -30.98 2.44 -0.66 0.02 2 26--4 150 380 -9.49 3.26 -1.24 0.13 12--26 200 515 -18 2.64 -1.36 0.08 11--12 400 498 124.13 3.21 1.6 0.01 , h=0.001 q=-0.0012 2--12 600 513 277.04 1.97 1.01 0.00 12--26 200 515 18 2.64 1.36 0.08 3 26--4 150 380 9.49 3.26 1.24 0.13 第 32 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 续表6-11 第16次校正流量 管径管长管段 (mm) (mm) q (L/S) 1000i h (m) |sq| 2--3 300 815 -44.33 1.94 -1.58 0.04 3--4 250 740 -33.42 2.80 -2.07 0.06 h=-0.0356 q=0.0626 ,14--15 250 1158 29.16 2.17 2.51 0.09 15--10 250 333 -24.2 1.53 -0.51 0.02 4 14--12 400 333 117.24 2.88 0.96 0.01 12--11 400 498 -124.13 3.21 -1.6 0.01 11--10 400 660 -98.04 2.08 -1.37 0.01 h=-0.0084 q=0.0317 ,13--14 250 513 28.56 2.09 1.07 0.04 14--12 400 333 -117.24 2.88 -0.96 0.01 5 13--2 250 333 32.94 2.73 0.91 0.03 2--12 600 513 -277.04 1.97 -1.01 0.00 , h=-0.0002 q=0.0014 19--20 150 515 -2.76 2.39 -1.23 0.45 20--17 150 666 -3.64 2.38 -2.66 0.73 6 19--18 150 666 2.86 2.55 1.7 0.59 18--17 150 515 10.92 4.23 2.18 0.20 , h=-0.0035 q=0.001 20-21 150 558 -10.54 3.96 -2.21 0.21 21-16 250 666 -32.94 1.37 -0.91 0.03 7 20-17 150 666 3.64 3.99 2.66 0.73 17-16 250 558 31.09 2.44 1.36 0.04 , h=0.0003 q=-0.0002 21-22 250 768 9.77 0.29 0.22 0.02 22-27 150 666 -6.14 1.46 -0.97 0.16 8 21-16 250 666 32.94 2.72 1.81 0.05 16-27 250 768 -22.92 1.39 -1.07 0.05 , h=-0.0088 q=0.0168 22-23 200 676 2.72 0.07 0.05 0.02 23-24 150 666 -6.82 0.44 -0.29 0.04 9 24-25 250 286 -31.99 2.59 -0.74 0.02 25-27 250 390 14.55 1.18 0.46 0.00 22-27 150 666 6.14 1.46 0.97 0.16 , h=-0.0002 q=0.0005 16--27 250 768 22.92 1.39 1.07 0.05 27-25 250 390 14.55 1.18 0.46 0.03 10 25-15 350 715 -52.96 0.38 -0.27 0.01 15-14 200 1158 -29.16 2.17 -2.51 0.09 14-16 400 715 105.87 2.39 1.71 0.02 第 33 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 续表6-11 第16次校正流量 管径管长环号 管段 (mm) (mm) q (L/S) 1000i h (m) |sq| h=-0.0025 q=0.0085 , 7--8 250 1000 25.94 1.9 1.90 0.07 10--9 250 603 31.41 2.8 1.69 0.05 管网校核后的数据如上表所示，最大环的闭合差为0.026，各小环的和最大环的 闭合差都小于0.05，符合电算要求。最大用水时的的计算草图如下。 管径改变后对最大用水时加上消防时再次进行校核，校核结果如下表。 表6-12 消防时的校核结果 管径管长第20次校正流量 环号 管段 (mm) (mm) q (L/S) 1000i h (m) |sq| 6--7 250 398 -41.18 4.12 -1.64 0.04 7--10 200 513 37.92 10.47 5.37 0.14 1 10--11 400 660 119.28 2.98 1.97 0.02 11--5 150 815 -11.26 4.48 -3.65 0.32 5--6 250 400 -46.86 5.23 -2.09 0.04 , h=-0.0375 q=0.0358 11--5 150 815 11.26 4.48 3.65 0.32 第 34 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 续表6-12 2 第20次校正流量 管径管长管段 (mm) (mm) q (L/S) 1000i h (m) |sq| 4--5 250 270 -46.54 7.74 -2.09 0.04 26--4 150 380 -13.81 6.55 -2.49 0.18 12--26 200 515 -22.32 3.92 -2.02 0.09 11--12 400 498 149.28 4.52 2.25 0.02 h=0.0079 q=-0.0067 ,2--12 600 513 330.05 2.73 1.4 0.00 12--26 200 515 22.32 3.92 2.02 0.09 3 26--4 150 380 13.81 6.55 2.49 0.18 2--3 300 815 -55.57 2.94 -2.4 0.04 3--4 250 740 -44.66 4.77 -3.53 0.08 h=-0.0314 ,q=0.00426 14--15 250 1158 35.55 3.13 3.63 0.10 15--10 250 333 -29.91 2.28 -0.76 0.03 4 14--12 400 333 140.78 4.05 1.35 0.01 12--11 400 498 -149.28 4.52 -2.25 0.02 11--10 400 660 -119.28 2.98 -1.97 0.02 , h=-0.0052 q=0.0165 13--14 250 513 34.67 2.98 1.53 0.04 14--12 400 333 -140.78 4.05 -1.35 0.01 5 13--2 250 333 38.7 3.66 1.22 0.03 2--12 600 513 -330.05 2.73 -1.4 0.00 , h=0 q=0.0001 19--20 150 515 -2.2 1.57 -0.81 0.37 20--17 150 666 -4.51 2.38 -3.95 0.88 6 19--18 150 666 3.42 3.56 2.37 0.69 18--17 150 515 11.48 4.64 2.39 0.21 , h=-0.0024 q=0.0006 20-21 150 558 -9.12 3.03 -1.69 0.19 21-16 250 666 -48.74 5.62 -3.74 0.08 7 20-17 150 666 4.51 5.93 3.95 0.88 17-16 250 558 32.51 2.65 1.48 0.05 , h=0.0019 q=-0.0009 21-22 250 768 26.99 1.88 1.44 0.05 22-27 150 666 -12.42 5.38 -3.58 0.29 8 21-16 250 666 48.74 5.62 3.74 0.08 16-27 250 768 -28.61 2.10 -1.61 0.06 , h=-0.0052 q=0.00065 22-23 200 676 -8.78 -0.70 -0.47 0.05 23-24 150 666 -18.32 2.72 -1.81 0.10 9 24-25 250 286 -43.49 4.55 -1.3 0.03 第 35 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 续表6-12 第20次校正流量 管径管长管段 (mm) (mm) q (L/S) 1000i h (m) |sq| 25-27 250 390 1.14 0.00 0 0.00 22-27 150 666 12.42 5.38 3.58 0.29 h=0.0021 q=-0.0024 , 16--27 250 768 28.61 2.10 1.61 0.06 27-25 250 390 11.14 2.38 0.93 0.08 10 25-15 350 715 61.05 0.62 0.44 0.01 15-14 200 1158 35.55 3.13 3.63 0.10 14-16 400 715 -128.78 3.44 -2.46 0.02 h=-0.0004 q=0.0012 , 7--8 250 1000 60.95 10.2 10.2 0.17 10--9 250 603 31.41 2.8 1.69 0.05 最大用水时加上消防时的最大环的闭合差为0.0496，满足条件，综上各表 的数据看来，每个小环和大环的闭合差都满足要求，所以可以确定了各个管段的 长度和管径，且确定的管径都符合要求。 第 36 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 7确定二泵站扬程及管网各节点的水压 7.1确定二泵站扬程 在定线时假设了节点8为控制点，该点的地面标高为256m,需满足的最小服务水头为28m,则该节点的水压标高为284m,然后进行水力计算，由平差算出来的各管段的水头损失(见平差结果)，可以确定用户所需的水压，进而确定水泵的扬程。以节点8作为控制点，那么最远的一条到节点8的干管线路为2-3-4-5-6-7-8 要满足节点8的服务水头不小于28米， 7.1.1最大用水时二泵站扬程 设计清水池的地面为253.5m，清水池采用地下式，最低水位高程为调节容积、水厂自用水及安全用水储量与消防用水储量交界线，则清水池的最低水位高程253.5-(5055.96-504)/(41*25)=249.06m，水泵中轴线为253.5m，从水厂向管网两条输水管长为264m，最高时每条管中流量为135L/s，依此每条输水管径 所以输水管的沿程水头损失为0.004×选为400mm,查得输水管最高时i为0.004, 264=1.06m,局部水头损失按沿程的10%计算，故输水管的水头损失为1.06×1.1=1.17m。本设计节点8为控制点，管线为1-2-3-4-5-6-7-8，根据最高用水时的官网平差表可以得出1点到8点的水头损失h 1 h=1.17+1.17+1.58+2.07+0.66+0.58+0.72+1.9=9.85m，节点8的地面标高为255.81 米，水泵轴线和8点的高度差为2.3m，吸水管、水泵、压力管等站内的水头损失取3m，服务水头为28m，所以二级泵站的最高时所需扬程为: H=9.85+28+3+4.44+2.3+2=49.59m 1 7.1.2最大用水加消防用水时的水泵扬程 根据规定，该城市有两处同时发生火灾，两个节点分别为8节点和22节点，两个节点的地面标高分别为255.8m和254.8m，水厂到节点22的管路为1-2-12-14-16-21-22，所以管路水头损失h=1.4+1.35+2.46+3.74+1.44=10.39m，输 同上最大用水时的清水池和水泵的轴线高度，管线1-2的水头损失也同上为 第 37 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 2.34m，水泵轴线和节点8和节点22,的高程差分别为2.3m和1.3m。清水池的最低水位到水泵中轴线的高度为4.44m，吸水管、水泵、压力管的水头损失为3m，发生火灾的地点需要的水压为10m，所以22节点发生火灾时的所需最大用水加消防用水时的水泵扬程。 H=10+10.39+4.44+3+1.3+2.34+2=32.17m 2 节点8发生火灾时管线1-8的沿程水头损失h3 h=2.4+3.53+2.09+2.09+1.64+10.2+2.34=22.65m 3 节点8的发生火灾时的所需扬程H10+22.65+2.3+3+4.44+2=44.39m 3= 节点8和节点22的所需水头损失都小于最高用水时的水泵扬程，所以消防校核满足条件。 7.1.3事故时的的水泵扬程 由平差结果的水头损失表，由控制点8和22节点按事故时所需压力确定所需水泵扬程。 当管段14-16发生故障时，节点22的供水线为 水厂到22节点管线为:1-2-12-11-10-10-15-25-27-22，所以沿程水头损失h， 4 h=2.34+0.41+1.45+1.55+2.52+3.43+2.95+2.02=16.67m 4 当管段14-16发生事故时节点22所需要的水头压力，确定水泵的扬程H。4 H=28+16.67+4.44+3+1.3+2=55.41m 4 节点22所需的水泵扬程53.41米，最高用水时的水泵扬程47.59米，超过最高用水时的扬程5.82米，基本满足事故时70%的供水要求。 当控制点8供水管线为1-2-3-4-5-6-7-8 水厂到节点8的沿程水头损失h=2.34+0.95+1.31+0.47+0.58+0.72+1.2=7.57m 5 从水厂到节点8的管线的所需水泵扬程H5 H=28+7.57+4.44+3+2.3+2=47.31m 5 水厂到节点8的水泵扬程小于最大用水量时的水泵扬程。所以水泵扬程满足最大用水时，最大用水时加上消防时以及最不利管段事故时的流量要求。 7.2计算干管各节点上的实际自由水头 在求出水泵扬程之后，便可根据水头损失计算干管上各节点的实际自由水头，以便校核各节点实际自由水压是否满足要求。计算时可参照下表进行，最后 第 38 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 绘制该干管的水力坡线图。 表7-1 水力坡线图 节点编号 各管段水头损标高(米) 自由水头 失(米) 水坡线 地面 (米) 1 0 295.65 253.5 42.65 2 2.34 293.81 254.7 39.11 3 1.58 292.43 254.8 37.43 4 2.07 290.16 254.16 36 5 0.66 289.5 252.8 36.7 6 0.58 288.92 252.8 36.12 7 0.72 288.2 251 37.2 8 1.9 285.8 255.8 30 8 结束语 通过本学期的学习，我掌握了一定的给水方面的知识，这将对下学期的学习打下了基础，这学期做了这个课程设计对我的理论知识是一个检验，同时它又鞭策我继续学习更多的东西。自从接受这个任务以来，我经常向同学请教，收获了不少知识，我相信通过下学期的学习，我的技术水平将会再次提高。在本次的课程设计中，我最大的体会就是在管网的校核中对软件的使用非常重要，使用的好会对课程设计有很大帮助，大大缩短计算时间。还有就是管网的布置的合理性也会对计算有很大的影响，同时也会对工程的造价产生影响。 第 39 页 共 40 页 四川理工学院课程设计 参考文献 [1] 《给水排水设计手册》(第3册)给水工程. [2] 《给水排水工程快速设计手册》(第1册)给水工程.中国建筑工业出版社，1995年7月第1版( [3] 《建筑给水排水制图标准》GB/T50106—2010( [4] 《给水排水国家标准图集》(S1、S2等)( [5] 《给水排水工程专业毕业设计指南》，张智等主编.中国水利水电出版社，2000年3月第一版( [6] 《室外给水设计规范》GB50013-2006( 致谢词 非常感谢万珊老师能够给我一个做课程设计的机会，让我能够对学过的知识能有一个应用，并且在百忙之中能够抽出时间来帮我检查，帮我找出其中的问题，这对我以后非常重要，同事我还要感谢我的室友和那些给与我帮助的同学。没有你们的指导的话，我做起来就有很多的错误。在此向你们表示感谢～ 图纸目录 平面布置图……………………………………………1号图 主干管水力坡线………………………………………2号图 第 40 页 共 40 页