给水排水管网系统.docx
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给水排水管网系统
2011给水排水工程专业
《给水排水管网系统》课程设计
给水管网
班级：
给排水科学与工程
姓名：
学号：
指导教师：
完成时间：
2016.12
1总论
1.1设计任务
本课题对华北地区某城镇给水管道初步设计与计算，并绘制该区的给水管道总平面图和纵剖面图。
（1）城镇给水管网规划；
（2）城镇输水管和给水管网初步设计（只设计水塔以后部分，包括确定水塔高程）；
1.2设计目的
（1）培养学生从事调查研究、资料收集、及整理加工的能力；
（2）培养学生运用所学理论知识分析解决实际问题，增强工程设计和实能力；
（3）培养学生计算机操作和CAD工程制图能力；
（4）培养学生阅读外文资料及英译汉的能力；
（5）学生熟悉并掌握给水排水工程有关方针政策、标准规范等内容。
2工程设计原始资料
2.1设计依据
（1）《给水排水设计手册》中国建筑工业出版
（2）《室外给水设计规范》GB50013-2006
（3）《城市给水工程规划规范》GB50282—98
（4）《给水排水制图标准》GB/T50106-2001
2.2设计要求
（1）设计计算说明书一份，A4纸
（2）图纸（A4纸）
总平面图包括管网布置及水力计算参数的标注。
等自由水头线图间距0.5mH2O。
管网节点详图要求每个管段均可独立关闭。
2.3设计原始资料
（1）该区总平面图（含地形标高，管道长度、面积根据比例尺测量）。
（2）居住区用水总人口为53600人。
（3）某工厂用水量1000m3/d，三班制，Kh=1.5
（4）最小服务水头230kPa。
（5）用水量变化情况见下表
表1
时间
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
用水量%
2.82
2.79
2.93
3.06
3.13
3.78
4.93
5.12
5.11
4.81
4.64
4.52
时间
12-13
13-14
14-15
15-16
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
用水量%
4.49
4.45
4.45
4.55
5.11
4.92
4.9
4.72
4.29
4.04
3.42
3.02
3工程设计计算
3.1用水量计算
3.1.1最高日综合生活用水量
综合用水量是指城市居民生活用水和公共建筑用水量，不包括道路浇洒、绿地浇洒和其它市政用水。
根据《给水工程》（第四版）附录，该城镇居住区区人口为5.72万人，平均日综合生活用水定额为110-180L/cap•d;最高日综合生活用水定额为150-240L/cap•d；在这里，取最高日综合生活用水定额为200L/cap•d；故该城镇的最高日综合生活用水量为：
=200×53600/1000=10720
=124.07L/s
——居民生活综合用水定额（含公建用水）：
350L/人·日（最高日）
——居住区人口数，cap
3.1.2工业生产用水量
3.1.3市政、绿化用水量
=（
）×5%=7.07
3.1.4管网漏失水量和未预见水量
=（
+
）×20%=（124.07+17.36+6.76）×20%=29.63
3.1.5最高日设计用水量计算
=
+
+
=124.07+17.36+7.07+29.63=178.13
=15390.43
3.2根据用水量变化确定水塔的容积
水塔调节容积计算
表2
时间
用水量（%）
二级泵站供水量（%）
水塔调节容积﹙％﹚
﹙1﹚
﹙2﹚
﹙3﹚
（4）
0‐1
2.82
4.17
-1.35
1‐2
2.79
4.17
-1.38
2‐3
2.93
4.16
-1.23
3‐4
3.06
4.17
-1.11
4‐5
3.13
4.17
-1.04
5‐6
3.78
4.16
-0.38
6‐7
4.93
4.17
0.76
7‐8
5.12
4.17
0.95
8‐9
5.11
4.16
0.95
9‐10
4.81
4.17
0.64
10‐11
4.64
4.17
0.47
11‐12
4.52
4.16
0.36
12‐13
4.49
4.17
0.32
13‐14
4.45
4.17
0.28
14‐15
4.45
4.16
0.29
15‐16
4.55
4.17
0.38
16‐17
5.11
4.17
0.94
17‐18
4.92
4.16
0.76
18‐19
4.90
4.17
0.73
19‐20
4.72
4.17
0.55
20‐21
4.29
4.16
0.13
21‐22
4.04
4.17
-0.13
22‐23
3.42
4.17
-0.75
23‐24
3.02
4.16
-1.14
累计
100
100
8.51
城镇居住区的室外消防用水量可查下表
表3
人数（万人）
同一时间内的火灾次数
一次性灭火用水量（L/s）
2.5
1
15
5.0
2
25
10.0
2
35
水塔设计有效容积为：
=1309.73+21=1330.73
式中
——水塔调节容积（
）;
=15390.43×8.51%=1309.73
；
——室内消防贮备水量（
），按10分钟室内消防用水量计算。
=35×600/1000=21
。
3.3供水方案的选择
3.3.1给水管网布置要求
（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式，断水范围应减到最小；
（3）管线遍布在整个给水区域内，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能量费用。
3.3.2给水管网布置形式选择
给水管网有两种基本形式：
树状网和环状网。
树状网一般适用于小城市和小型工矿企业，这类管网的供水可靠性较差，因为管网的任一段管线损坏时，在该管段以后的所有管线就会断水。
而且，在树状网的末端，因用水量已经很小，管中水流缓慢，因此水质易变坏。
环状网中，管线连成环状，这类管网当任一管线损坏时，可以关闭附近的阀门使与其余管线隔开，然后进行检修，水还可以从另外管线供应用户，断水地区可以缩小，从而增加了供水可靠性。
此外，环状网还可以有效的减轻水锤的危害。
但是环状网的造价明显高于树状网。
综合考虑安全供水和节约投资，拟定该城镇居住区采用环状网供水，工厂设一条给水管即可。
3.4管网布置及水力计算
3.4.1管网定线，确定节点和管段编号
根据给水管网布置原则，沿道路主干道布置给水主干管道，为保证管网的安全可靠供水并结合该城镇规划，居住区采用环状管网布置工厂设一根给水管，如图1：
图1
3.4.2管网水力计算
（1）比流量
总的用水量：
∑Q=169.33
集中用水量：
17.36
管线总长度：
∑L=20913m，其中水塔到节点1的管段两端没有用户。
比流量
（2）沿线流量
沿线流量计算如表4所示：
表4
管段
管段长度（m）
沿线流量（
）
1～2
1～5
5～6
2～6
2～3
6～7
3～4
3～9
9～10
4～10
7～8
7～9
8～10
1～11
11～12
2～12
12～13
1200
1530
1212
1670
1320
1476
1320
880
1470
1060
1608
940
960
1520
1240
1558
968
10.08
12.85
10.18
14.03
5.54
12.40
5.54
7.39
12.35
4.45
13.51
7.90
4.03
12.77
10.42
6.54
4.07
合计
21932
154.05
（3）节点流量
节点流量计算，如表5：
表5
节点
节点流量（
）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
0.5×（10.08+12.85+12.77）=17.85
0.5×（10.08+14.03+5.54×0.5+6.54×0.5）=15.075
0.5×（7.39+5.54×0.5+5.54×0.5）=6.465
0.5×（5.54×0.5+4.45×0.5）=2.498
0.5×（12.85+10.18）=11.515
0.5×（10.18+14.03+12.40）=18.305
0.5×（12.40+13.51+7.90）=16.905
0.5×（13.51+4.03×0.5）=7.763
0.5×（7.39+12.35+7.90）=13.83
0.5×（12.35+4.03×0.5+4.45×0.5）=8.295
0.5×（12.77+10.42）=11.595
0.5×（10.42+6.64×0.5+4.07×0.5）=7.888
0.5×（4.07×0.5）+17.36=18.378
合计
156.352
（4）管段初分流量分配
环状网计算（最高用水时）
表6
环
号
管段
管长（m）
管径（mm）
初步分配流量
第一次校正
q（L/S）
1000i
h（m）
|sq|
q（L/S）
1000i
h（m）
|sq|
Ⅰ
1~2
1220
300
-83.502
7.18
-8.76
0.105
-82.212
6.94
-5.08
0.07
1~5
1530
250
30
4.64
7.099
0.237
30.86
2.9
4.437
0.143
5~6
1212
200
18.485
3.5
4.242
0.229
19.345
3.73
4.521
0.233
2~6
1670
200
-15
2.41
-4.025
0.268
-14.56
2.24
-3.741
0.255
-1.444
0.839
0.137
0.701
ΔqⅠ=0.86
Ⅱ
2~3
1320
300
-40.566
1.9
-2.508
0.062
-40.056
1.85
-2.402
0.06
2~6
1670
200
15
2.41
4.025
0.268
14.65
2.24
3.741
0.255
6~7
1476
200
15.18
2.37
3.484
0.23
15.69
2.58
3.908
0.242
3~9
880
200
-24.101
5.6
-4.928
0.349
-23.591
5.35
-4.708
0.199
7~9
940
150
-5
1.35
-1.269
0.254
-4.37
1.06
-0.996
0.227
-1.196
1.163
0.457
0.983
ΔqⅡ=0.51
Ⅲ
9~10
1470
150
-5.281
1.5
-2.205
0.418
-4.252
1
-1.47
0..254
7~9
940
150
5
1.35
1.269
0.254
4.37
1.06
0.996
0.227
7~8
1608
125
3.275
1.5
2.412
0.736
3.155
1.45
1.331
0.321
8~10
960
150
-4.488
1.12
-1.075
0.24
-4.608
1.17
-1.123
0.143
0.401
1.648
0.226
0.945
ΔqⅢ=-0.12
Ⅳ
3~4
1320
200
-10
1.13
-1.492
0.001
-11.15
1.35
-1.788
0.136
3~9
880
200
24.101
5.6
4.928
0.349
23.591
5.35
4.708
0.194
9~10
1470
150
5.281
1.5
2.205
0.418
4.252
1
1.47
0.254
4~10
1060
150
-7.501
2.79
-2.957
0.394
-8.652
3.61
-3.896
0.402
2.684
1.162
0.49
0.991
ΔqⅣ=-1.15
Ⅴ
1~2
1220
300
83.502
7.18
8.76
0.105
82.212
6.94
5.08
0.07
1~11
1520
200
-25
5.98
-9.09
0.163
-25.43
6.21
-7.439
0.141
11~12
1240
150
-13.405
8.05
-9.982
0.244
-13.835
8.53
-8.577
0.204
2~12
1558
150
12.861
7.81
12.168
0.646
12.431
7
10.906
0.517
1.856
1.158
-0.03
0.992
ΔqⅤ=-043
注：
顺时针方向的流量为正，逆时针方向为负。
设该城市经济因素为0.8。
3.4.3确定水塔高程
从水塔到管网的输水管计两条。
输出流量为156.352L/s，选用管径DN400，水头损失为h=6.934m
由城镇总平面图选离水塔最远的节点8为控制点，该点地面标高为41.5m，水塔处地面标高为37.9m，所需服务水头为23m，从水塔到控制点的水头损失取1-5-6-7-8和1-11-12-2-3-4-10-8两条干线的平均值，则水塔高度为：
水头损失h=0.37m
水塔高度H’=41.5-37.9+0.37/2+23+6.934=33.719m
水塔高程H=37.9+33.719=71.619m
参考文献
1张自杰,顾夏声等.给水工程（第四版.中国建筑工业出版社
2杜茂安,韩洪军.水源工程与管道系统设计计算.中国建筑工业出版社
3GB500015—2003《建筑给水排水设计规范》
4GBJ13—86（1997年版）《室外给水设计规范》
5GB50289—98《城市工程管线综合规划规范》
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