某城镇给水管网课程设计.docx
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某城镇给水管网课程设计
目录…………………………………………1
给水管网课程设计任务书…………………2
设计题目……………………………………3
基本资料……………………………………3
设计任务……………………………………3
设计要求……………………………………4
给水管网设计计算书………………………………5
设计题目……………………………………5
基本资料……………………………………5
用水量计算…………………………………5
城市最高日用水量变化曲线………………8
管网平差………………………………12
消防时管网核算…………………………15
水塔转输工况核算………………………17
事故工况管网核算………………………18
参考文献……………………………………20
给水管网课程设计任务书
一、设计题目：
河北某城镇给水管网初步设计
二、设计原始资料：
1．图纸：
1：
5000城市平面图，
2．地形地貌：
地势较平坦，地形标高如图。
3．工程水文地质：
1）工程地质良好，适宜于工程建设；2）地下水位深度2-3m；3）土壤冰冻深度0.7m。
4．气象资料：
1）风向：
冬季主导风向为西北风，夏季主导风向为西南风；2）气温：
年平均气温12.70C；夏季平均气温260C，冬季平均气温-30C。
5．用水资料：
规划人口11万人，给水普及率100%；城市综合生活用水每小时用水量占最高日用水量百分比如表1所示。
其他用水：
绿化浇洒道路按80m3计，未预见水量按最高用水量的20%计。
基础数据见附表
表1城市最高日各小时用水量
小时
0－1
1－2
2－3
3－4
4－5
5－6
6－7
7－8
用水量百分比（﹪）
2.80
2.81
2.93
3.06
3.13
3.78
4.91
5.15
小时
8－9
9－10
10－11
11－12
12－13
13－14
14－15
15－16
用水量百分比（﹪）
5.13
4.79
4.66
4.52
4.49
4.43
4.45
4.55
小时
16－17
17－18
18－19
19－20
20－21
21－22
22－23
23－24
用水量百分比（﹪）
5.11
4.92
4.90
4.71
4.29
4.04
3.42
3.02
三．设计任务与步骤
根据所给原始资料，进行城市给水管网工程的规划及给水管网的扩大初步设计。
设计任务与步骤如下：
根据城市的特点，选定用水量标准，确定给水管网的设计流量，根据城市的地形特点，按照管网的布置原则确定方案；
根据布置的管线，确定供水区域的比流量、节点流量和管段流量，在此基础上进行流量分配；
进行管网平差计算，直至闭合差满足规定的精度要求，在此基础上确定控制点，计算从控制点到二级泵站的水头损失、确定二级泵站的水泵扬程；若设置水塔，确定水塔高度；
消防时、最不利管段发生事故时、最大转输时（无对峙水塔或高地则不作此工况）的校核，若不满足要求，应说明必须采取的措施；
根据平差结果确定各个节点的自由水头；
就设计中需要说明的主要问题和计算结果写出设计计算说明书。
设计成果包括设计说明书一份、管网平差、校核结果图和管网平面布置图。
四．课程设计成果的基本要求：
1）课程设计图纸应基本达到技术设计深度，较好地表达设计意图；图纸布局合理、正确清晰，符合制图标准及有关规定；
2）设计计算说明书应包括与设计有关的阐述说明和计算内容，应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献，正文宋体小四号字，1.5倍行距。
内容系统完整，计算正确，文理通畅，草图和表格不得徒手草绘，图中各符号应有文字说明，线条清晰，大小适宜，书写完整，装订整齐。
给水管网设计计算书
一、设计题目
河北某城镇给水管网设计
二、基本数据：
本工程为河北某城镇给水管网设计，人口数11万,查《室外排水设计规范》可知该城市位于一分区，为中小城市。
道路面积50万平米，绿地面积80万平米。
工业区I总人数3400人，其中高温车间人数1400人，工业区II总人数5100人，其中高温车间人数1800人。
从设计规范查出：
居民综合生活用水定额采用200L/cap.d；
工厂职工生活用水量：
一般车间每人每班35L，高温车间每人每班45L计算，
淋浴用水：
一般车间每人每班40L，高温车间每人每班60L计算；
浇洒道路用水量按每平方路面每次1.5L计算；
绿化用水量按2L/次.m2计算；
城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的25%计算；
一、用水量计算
最大日用水量计算
（1）城市最高日综合生活用水量
该城镇为河北中小城市，城市分区为二区，查《给水排水管网系统》第二版323页附录2，取最高日用水定额为200L/cap·d。
则最高日综合生活用水量为
22000
（2）工业企业职工生活用水和淋浴用水量计算
工业区Ⅰ6000
，工业区Ⅱ8200
Q2=6000+8200=14200
（3）工业企业生产用水量为
（4）浇洒道路和绿化用水量
浇洒道路用水定额采用1.5
，每天浇洒2次，绿化用水定额采用2.0
（5）未预见用水量和管网漏失水量
由给排水设计手册第三册《城镇给水》得未预见用水量和管网漏失水量取以上用水量之和的20%，
Q5=20%（Q1+Q2+Q3+Q4）
=0.2×（2200+14200+733.5+3100）=8006.7
（6）最大日设计用水量为
Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=48040.2
，取Qd=50000
。
最高时用水量为
=717.60L/s。
3、消防用水量计算
查《给水排水管网系统》第二版324页附表3，则消防用水定额为,45
，同时火灾次数为2次，消防历时取2小时则消防用水量为：
Q7=45×2×3600=324000L=324m3。
供水系统方案选择
（1）选定水源及位置和净水厂位置
水源选在河流上游，以保证水质、管网中水流流向整体与河流流向一致，净水厂选在水源附近，（见图）水塔暂定在地势高处，以利用地势高度。
（2）选定供水系统方案
单水源，不分区供水。
三、管网定线
各节点编号、管段编号标于图中，节点地面标高由图中读出，管段长度由图中读出。
（比例尺为1:
5000）
布置原则：
干管整体将城镇用水量各用水户包含，集中流量用水处应布置干管，把公园、工业区1和工业区2分别等效为为集中用水的节点，干管之间的其他用户用水以连接管连接。
四、城市最高日用水量变化曲线
1、由城市逐时用水量表，绘制用水量变化曲线如下1、各时段用水量
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
2.82
2.81
2.93
3.06
3.13
3.78
4.91
5.15
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
13-14
14-15
15-16
5.13
4.79
4.66
4.52
4.49
4.43
4.45
4.55
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
5.11
4.92
4.90
4.71
4.29
4.04
3.42
3.02
2、二级本站接两环设计，从前一日22点到清晨6点，6点到22点共两级，前一日22点到清晨6点：
Q1=（2.80+2.81+2.93+3.06+3.13+3.78+3.42+3.02）/8
=3.12%
清晨6点到22点：
Q2=（100%-3.12%*8）/16
=4.69%
最高时是上午7-8点，最高时用水量为全天用水量的5.15%，时变化系数
3、清水池容积、水塔容积计算
清水池与水塔调节容积计算表
小时
给水处理水量
供水泵站供水量（%）
清水池调节容积计算（%）
水塔调节容积计算（%）
设置水塔
不设水塔
设置水塔
不设水塔
1
2
3
4
2—3
∑
2—4
∑
3—4
∑
1
4.17
3.12
2.8
1.05
1.05
1.37
1.37
0.32
0.32
2
4.17
3.12
2.81
1.05
2.1
1.36
2.73
0.31
0.63
3
4.16
3.12
2.93
1.04
3.14
1.23
3.96
0.19
0.82
4
4.17
3.12
3.06
1.05
4.19
1.11
5.07
0.06
0.88
5
4.17
3.12
3.13
1.05
5.24
1.04
6.11
-0.01
0.87
6
4.16
3.12
3.78
1.04
6.28
0.38
6.49
-0.66
0.21
7
4.17
4.69
4.91
-0.52
5.76
-0.74
5.75
-0.22
-0.01
8
4.17
4.69
5.15
-0.52
5.24
-0.98
4.77
-0.46
-0.47
9
4.16
4.69
5.13
-0.53
4.71
-0.97
3.8
-0.44
-0.91
10
4.17
4.69
4.79
-0.52
4.19
-0.62
3.18
-0.1
-1.01
11
4.17
4.69
4.66
-0.52
3.67
-0.49
2.69
0.03
-0.98
12
4.16
4.69
4.52
-0.53
3.14
-0.36
2.33
0.17
-0.81
13
4.17
4.69
4.49
-0.52
2.62
-0.32
2.01
0.2
-0.61
14
4.17
4.69
4.43
-0.52
2.1
-0.26
1.75
0.26
-0.35
15
4.16
4.69
4.45
-0.53
1.57
-0.29
1.46
0.24
-0.11
16
4.17
4.69
4.55
-0.52
1.05
-0.38
1.08
0.14
0.03
17
4.17
4.69
5.11
-0.52
0.53
-0.94
0.14
-0.42
-0.39
18
4.16
4.69
4.92
-0.53
0
-0.76
-0.62
-0.23
-0.62
19
4.17
4.69
4.9
-0.52
-0.52
-0.73
-1.35
-0.21
-0.83
20
4.17
4.69
4.71
-0.52
-1.04
-0.54
-1.89
-0.02
-0.85
21
4.16
4.69
4.29
-0.53
-1.57
-0.13
-2.02
0.4
-0.45
22
4.17
4.69
4.04
-0.52
-2.09
0.13
-1.89
0.65
0.2
23
4.17
3.12
3.42
1.05
-1.04
0.75
-1.14
-0.3
-0.1
24
4.16
3.12
3.02
1.04
0
1.14
0
0.1
0
累计
100
100
100
调节容积=8.37
调节容积=8.51
调节容积=1.89
由表得水塔与清水池调节容积分别为最大日用水量的1.89%、8.51%。
水塔容积的计算
调节容积的计算
W1=55400×1.89%=1047.06m3
消防贮水量的计算（按10分钟计算）
W2=
=27m3
总容积计算的计算
W=W1+W2=1047.06+27=1074.06m3
清水池容积的计算
（1）调节容积的计算
W3=8.37%×55300=4636.98m3
（2）消防容积的计算
W4=324m3
（3）给水处理系统生产自用水量
W5=10%Qd=5540m3
安全储备量
W6=
（W3+W4+W5）=1767.16m3
总容积计算的计算
W=W3+W4+W5+W6=4639.98+423+5540+1767.16=12370.12m3
五、管段比流量设计计算
管网定线取决于城市平面布置，供水区地形，水源和调节水池位置，街区和大工业集中用水等。
考虑城市近，远期发展，管网布置成环状网。
该城市给水管网的主要供水方向拟定为自西向东供水。
为满足用户供水要求其定线满足：
干管的间距一般采用500-800m，两干管的连接间距为800-1000m。
允许有个别管段不符合上叙规则。
其管网布置图见附图一。
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。
二级泵站-1为输水管，不参与配水，其计算长度为零。
则：
各管段长度和配水长度
管段编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
管段长度（m）
202
860
1200
1540
1200
1540
860
1540
135
555
配水长度（m）
0
730
596
0
1075
595
730
537.5
1075
275
比流量计算
节点流量计算
按配水长度分配计算qmi=qlmi=（Qh-∑qni）/∑lmi*lmi
Qh=717.6L/s
集中用户
=70.36L/s
=95.72L/s
∑qni=69.73+98.71=168.44L/s
∑lmi=8689.8m
q1=（Qh-∑qni）/∑lmi=（677.75-168.44）/8689.8=0.0586L/（s·m）
泵站设计供水量：
qs1=
653.5L/s
水塔设计供水量：
qs14=717.6-653.5=64.1L/s
各管段眼线流量分配与各节点设计流量计算：
最高时段管段沿线流量分配与节点设计流量计算
配水长度（m）
沿线流量（L/s）
节点设计流量计算（L/s）
集中流量
沿线流量
供水流量
节点流量
1
0
0
0
653.5
-653.5
2
430
33.97
77.82
77.82
3
600
47.4
101.52
101.52
4
1540
121.66
95.72
84.53
180.25
5
600
47.4
95.47
95.47
6
1540
121.66
10.9
10.9
7
430
33.97
70.36
101.54
171.9
8
1540
121.66
77.82
77.82
9
0
0
0
64.1
-64.1
10
277
21.88
—
—
—
—
合计
6957
549.6
166.08
549.6
717.6
0
（3）流量分配初拟管径
管段编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
设计流量（L/s）
653.5
380.57
229.05
48.8
59.49
50
181.39
195.11
61.4
1.92
经济流速（m/s）
1
1
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
1
1
计算管径（mm）
912
696
604
279
308
282
537
557
280
49
设计管径（mm）
2*600
800
700
400
400
400
600
600
2*250
200
六、管网平差
哈代-克罗斯平差法计算
环号
管段编号
s
流量初分配
第一次平差
q
h
sq0.852
q
h
sq0.852
1
2
4.51
380.57
0.75
1.98
391.92
0.80
2.03
6
236.30
50.00
0.92
18.41
59.06
1.25
21.21
-7
18.32
-181.39
-0.78
4.28
-170.04
-0.69
4.05
-8
32.80
-195.11
-1.59
8.15
-183.76
-1.42
7.75
-0.69
32.82
-0.06
35.04
2
3
12.06
229.05
0.79
3.44
231.34
0.80
3.47
4
236.30
48.80
0.88
18.03
51.09
0.96
18.75
-5
184.13
-59.49
-0.99
16.63
-57.20
-0.92
16.09
-6
236.30
-50.00
-0.92
18.41
-59.06
-1.25
21.21
-0.24
56.51
-0.41
59.51
七、节点水压、标高、自由水压计算
某给水管网设计节点数据
节点编号
1
2
3
4
5
7
8
9
地面标高（m）
63.00
63.90
63.80
63.50
66.30
67.50
69.60
70.00
要求自由水压（m）
24.00
28.00
24.00
24.00
28.00
24.00
服务水头（m）
87.90
91.80
87.50
90.30
95.50
93.60
设计工况水力计算记过，假定（5）点为控制点，其节点水头等于服务水头即
90.3m
管段或节点编号
1
2
3
4
5
6
7
8
管段流量（L/s）
604.22
391.92
231.34
51.09
57.20
59.06
170.04
157.18
管内流速（L/s）
1.20
0.78
0.60
0.41
0.46
0.47
0.60
0.56
管段压降（m）
0.42
0.80
0.80
0.96
0.92
1.25
0.69
1.07
节点水头（m）
-
92.86
92.06
91.26
90.30
93.31
94.00
地面标高（m）
63.00
63.90
63.80
63.50
66.30
67.50
69.60
自由水压（m）
28.96
28.26
27.76
24.00
25.81
24.40
在水力分析是，假定（5）为控制点，单经过随礼分析后，比较节点水头与服务水头，（7）点不能满足水压要求，所以，说明（5）点不是控制点，得到供水差额最大为2.1，所有的节点水头加上此值，可使水压要求全部满足，，而管段压降没变，能量方程人满足，自由水压也应同时加上此值。
控制点确定与节点水头调整
节点编号
1
2
3
4
5
7
8
节点水头（m）
-
92.86
92.06
91.26
90.30
93.31
94.00
服务水头
87.90
91.80
87.50
90.30
95.50
93.6
供压差额
-4.96
-0.26
-3.76
0.00
2.19
-0.4
节点调整水头
63.00
95.05
94.25
93.45
92.49
95.50
96.19
自由水压（m）
31.15
30.45
29.95
26.19
28.00
26.59
泵站扬程设计
32.84m
为了选泵，估计泵站内部水头损失，一般水泵吸压水管道设计流速为1.2~2.0m/s，局部阻力系数可按5.0~8.0考虑，沿程水头素食较小，可以忽略不及，则泵站内部水头损失为：
则水泵的扬程应为：
32.84+1.63=34.47，取35m
按3态泵考虑，575/3=192L/s,取200L/s
查水泵样本，选取12SA-10型水泵4台，一台备用
九、水塔的高度设计
96.19-70=26.19m
校核
A、消防校核
考虑同时两处火灾，灭火用水量为45L/s
2=90L/s,消防流量加在控制点上（及最不利火灾点）和重要的工业企业附近的节点上。
本设计选在节点（5）和节点（7）上，每个节点加上消防流量45L/s，相应的清水池和水塔供水量均增加45L/s，其他各节点流量不变，沿线流量重分配。
加上消防流量，各管段流量重分配后平差如下。
环号
管段编号
s
流量初分配
q
h
sq0.852
1.00
2.00
4.51
429.51
0.94
2.20
6.00
236.30
68.34
1.64
24.02
-7.00
18.32
-222.45
-1.13
5.09
-8.00
32.80
-191.17
-1.53
8.01
-0.08
39.32
2.00
3.00
12.06
261.50
1.01
3.85
4.00
236.30
81.25
2.26
27.84
-5.00
184.13
-73.89
-1.48
20.01
-6.00
236.30
-68.34
-1.64
24.02
0.15
75.71
不需要平差
消防工况水力校核计算结果
管段或节点编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
管段流量（L/s）
620.68
428.21
261.50
81.25
73.89
68.34
222.45
191.17
109.10
管内流速（L/s）
1.24
0.85
0.68
0.65
0.59
0.54
0.79
0.68
1.5
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