X县给水管网初步设计Word下载.docx

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第二章流量设计计算3

2.1设计用水量计算3

2.2调节计算3

第三章输配水管网定线与布置5

3.1管网定线和长度5

3.2节点设计流量和分配计算5

3.4管段设计初分配和管段直径设计7

3.5泵站扬程设计11

第四章管网设计校核12

总结16

参考文献16

第一篇设计说明书

第一章设计资料

1.1设计任务

本设计为X县给水管网初步设计，依据设计任务书其主要工作内容和设计要求如下：

（1）根据基础资料并结合本项目的实际情况，按人均综合用水量法和城市发展规划估算法，定出用水量标准、设计总用水量，确定给水管网系统的供水量。

（2）确定输配水管网定线与布置。

（3）输配水管网设计：

设计输水管和配水管网，确定泵站流量、扬程和调蓄构筑物容积。

完成管网校核。

（4）绘制设计图纸（平面图），编制设计说明书、计算书。

1.2县城概况

X县城区现有人口6.97万，城区面积已达513.1公顷，是全县的政治文化中心。

城区现有工业企业、商业网点数百家，主要以纺织、化工，农机等轻纺工业为主。

1.3设计资料

地形资料：

县城地势比较平坦，区域地势为西南向东北微向黄海倾斜，南部废黄河一带地势较两侧稍高。

地质资料：

地表土多为粘土、亚粘土，地耐力6～10T/m2，地震列度为六度区。

气候资料：

X县属暖温带南缘，湿润季风气候区，常年东风、东南风，主导风向东北季风，年平均气温13.5～14.5℃，夏天最高气温可达38.7℃，冬季最低气温-17℃。

水文资料：

X县属淮河水系，沂沭河流域，境内河、渠交错成网，但多为人工开挖疏竣而成，均呈北东流向入黄海，主要河流为灌河、通榆河。

1.4给水工程供水规模预测基本数据

根据X县县城总体规划及有关部门提供的资料，县城人口2000年用水人口为6.4万人，2015年规划人口为9万人，2020年规划人口为12万人，现城区面积为513.1公顷，城区规划面积2015年为751.5公顷，2020年为1186.3公顷。

预测采用的基本数据如下：

（1）给水指标

根据规划：

人均最高日综合生活用水定额：

2015年200L/人·

日（包括居民生活用水和公共建筑用水）

2020年250L/人·

日

（2）生活用水普及率：

2015年98％

2020年100％

（3）工业用水指标：

根据2000年X县统计的资料，县城用水量1260万m3，其中工业用水820万m3，占总用水量的65％，生活用水440万m3，占总用水量的35％，据此推算，工业用水量预测按工业：

生活=13:

7计。

（4）工业自备水用水率：

近期25％，远期10％。

（5）市政及其它用水量取生活用水量、工业用水量之和的10％。

（6）城镇的未预见用水量及管网漏失水量

根据《室外给水设计规范》，结合当地的实际情况未预见用水量及管网漏失水量，按最高日用水量的15％合并计算。

（7）消防：

火灾持续时间通常为2~3小时

（8）在缺乏实际用水资料情况下，最高日城市综合用水的时变化系数宜采用1.2～1.6。

（9）集中流量点流量比值为：

①：

②：

③：

④：

⑤=1:

3:

7:

2（总集中流量为工业用水总量）

水压目标：

本区域为平地，地面高程均为2.6m；

本工程服务范围内的供水压力不小于0.16MPa。

注意：

使用铸铁管。

配水长度：

不包括穿越广场、公园等无建筑地区的管线；

只有一侧配水的管线，长度按一半计算。

枝状网管段，设计时其流速要满足经济流速，一般大于0.6m/s，末梢要求大于0.4m/s。

管径一般不小于100mm。

局部水头损失计为沿程水头损失的10%。

清水池最低水位与最不利点（控制点）地面高差为5m，设泵站内水头损失为3m。

输水管设平行的两条，取较大流速，并每隔300m设置连通管并安装阀门，其管径与输水管管径相同，以保证事故时仍能通过70%的水量。

（1）管线应该敷设成上下起伏的形式。

平均埋深1.5m。

覆土厚度大于0.7m。

（2）在给水管道的隆起点上，应设置自动进气和排气的阀门，用以排除管内积聚的空气，并在管道需要检修、放空时进入空气，保证排水畅通；

同时，在产生水锤时可使空气自动进入，避免产生负压。

（3）在管道的下凹处及阀门间管段的最低处，设置排水管和排水阀，以便排除管内沉积物或检修时放空管道。

排水管应与母管底部平接并应有一定的坡度。

排水井采用砖砌，并建集水井。

（4）干管上为安装消火栓预留支管，消火栓间距不大于120m。

（5）在干管上每隔500m设置控制流量的闸阀，其间不应隔开5个以上消火栓。

第二篇设计计算书

第二章流量设计计算

2.1设计用水量计算

1、城市综合用水量（包括公共设施生活用水量）：

Q1=

2、工业用水量：

Q2=

3、市政及其其他用水量：

Q3=

4、城镇的未预见用水量及管网漏失水量:

Q4=（Q1+Q2+Q3）

0.15=80.61L/S

5、消防用水量：

查表得消防用水定额为35L/S,同时火灾次数为2次，则消防用水量为：

最高日设计用水量为：

Qd=Q1+Q2+Q3+Q4=204.17+284.38+48.86+80.61=618.02L/S=53396.928m3/d

取：

Qd=55000m3/d

最高时用水量：

供水管网设计流量等于最高日最高时设计流量，即：

=954.86L/S

2.2调节计算

该城市用水变化量曲线：

图一用水变化量曲线

根据图6-1可以计算出清水池与水塔调节容积

清水池与水塔容积计算表表1

清水池中除了贮存调节用水量以外，还存放消防用水量和给水处理系统生产自用水量，因此，清水池设计有效容积为：

第3章输配水管网定线与布置

3.1管网定线和长度

根据X县2015年规划沿道路主干道布置给水管道，采用环状和树状管网联合布置，如下图：

图2管网布置图

测得各段长度如下表：

表2管段长度

3.2节点设计流量和分配计算

各管段的配水长度如下表：

表3管段配水长度

按管段配水长度进行沿线流量分配，先计算比流量[L/（s.m）]:

从图1所示泵站供水曲线，得泵站设计流量为：

水塔设计供水量：

最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算表4

节点设计流量计算结果见下图：

图3节点设计流量结果图

3.4管段设计初分配和管段直径设计

给水管网设计数据表表5

其中，选取经济流速和确定管径时，要考虑以下原则：

（1）大管径可选取较大的经济流速，小管径可选取较小的经济流速；

（2）管径设计流量占整个管网供水流量比例较小时选取较大的经济流速，反之取较小的经济流速；

（3）从供水泵站到控制点的管线上可选取较小的经济流速，其余各段可选取较大的经济流速；

（4）管段造价较高而电价相对较低时选取较大的经济流速，反之取较小的经济流速；

（5）重力供水时，各管段的经济管径或经济流速按充分利用地形高差来确定，即应使输水管和管网通过设计流量时的水头损失总和等于或略小于可以利用的表高差；

（6）根据经济流速计算出的管径如果不符合市售标准管径更佳；

（7）当管网有多个水源或设有水塔时，在各水源或水塔供水的分界区域，管径设计流量可能特别小，选择管径时要适当放大；

（8）重要的输水管，如从水厂区域的输水管，或向远离主管网大用户供水的输水管，在未连成环状网且输水末端没有保证供水可靠性的贮水设施时，应采用平行双管道，每条管道直径按设计流量的50%确定。

另外，对于较长距离的输水管，中间应设两处以上的连通管，并安装切换阀门，以便事故时能够实现局部隔离，保证达到规范要求的70%以上供水量要求。

管径（mm）

平均经济流速（m/s）

100-400

0.6-0.9

≥400

0.9-1.4

水力分析采用哈代-克罗斯法平差，允许闭合差0.5m，采用海曾-威廉公式计算水头损失，结果见下表。

哈代-克罗斯法平差计算表表6

假设节点（19）为控制点，其节点水头等于服务水头，即

m.

设计工况水力分析计算表表7

在水力分析时，假定节点（19）为控制点，经过水力分析后，比较节点水头与服务水头，或比较节点自由水压与要求自由水压，有节点（19）（20）不能满足压力要求，所以节点（19）不是真正的控制点。

比较按假定控制点确定的节点水头与服务水头，可以得到各节点供压差额，差额最大的节点就是用水压力最难满足的节点，这里差值最大为3.32.m，所有节点水头加上此值，可以使用水压力要求全部满足，而管段压降未变，能量方程满足，自由水压也应同时加上此值。

结果见下表。

控制点确定与节点水头调整表8

水塔高度：

21.72-2.60=19.12m

3.5泵站扬程设计

泵站扬程由两部分组成，一部分用于提升水头，另一部分用于克服管道水头损失，所以计算结果如下：

为了选泵，估泵站内部水头损失3m，安全水头2m。

则水泵的扬程应为：

取27m；

按两台泵并联工作考虑，单台水泵流量为：

。

查水泵样本，选用14sh-28型泵3台，2用一备。

第四章管网设计校核

给水管网按最高日最高时用水量进行设计，管段管径、水泵扬程和水塔高度等都是按此时的工况设计的，虽说它们一般都能满足供水要求，但有一些特殊情况，它们不一定能保证供水。

如管网出现事故造成部分管段损坏，管网提供消防灭火量，管网向水塔转输流量等情况，必须对它们相对应的工况进行水力分析，校核管网在这些工况下能否满足供水量与水压要求。

（1）消防工况校核

给水管网的设计流量未计入消防流量，当火灾发生在最高日最高时时，由于消防流量比较大，一般用户的用水量肯定不能满足。

但消防工况下，管网以保证灭火用水为主，其他用户用水可以不必考虑，但其他用户用水会影响消防用水。

所以，为了安全起见，要按最不利的情况———即最高时用水量加上消防流量的工况进行校核，但节点服务水头只要求满足火灾处节点的灭火服务水头，而不必满足正常用水量的服务水头。

当只考虑一处火灾时，消防水量一般加在控制点上，当考虑两处或两处以上同时火灾时，另外几处分别放在离供水泵站较远、靠近大用户、居民密集地或重要的工业企业附近的节点上。

对于未发生火灾的节点，其节点流量与最高时相同。

灭火节点服务水头按低压消防考虑，即10m的自由水压。

根据以下图4可以查9万人的城镇，同一时间内发生火灾的次数为2次，一次灭火用水量为35l/s。

选择最不利点[20]和集中用水量点且离供水泵站较远的节点[13]为消防校核点处。

节点[20]处节点流量：

节点[13]处节点流量：

给网管的总供水量为：

其他节点处的流量不变。

图4城镇、居民的室外消防用水量

消防校核平差计算结果表表9

经过校核后得到各个节点的自由水压计算结果如下表：

自由水压结果表10

此表是消防校核的最后结果，虽然着火点的自由水压都满足10m的消防水头，但是由于管段12的水头损失过大，所以两条管道的管径都增大了100mm。

（2）事故工况校核

管网主要管线损坏时必须及时检修，在检修和恢复供水前，该管段停止输水，整个管网的水力特性必然改变，供水能力降低。

国家有关规范规定，城市水管网在事故工况下，必须保证70%以上用水量，工业企业给水管网也应该有关规定确定事故时供水比例。

一般按最不利事故工况进行校核，即考虑靠近供水泵站的主干管在最高时损坏的情况。

节点压力仍按设计时的服务水头要求，当事故抢修时间短，且断水造成损失小时，节点压力要求可以适当降低。

节点流量工况各节点流量=事故工况供水比例

最高时工况各节点流量

删除管段17，重新算得节点流量，分配流量平差。

节点流量计算表表11

平差计算结果表表12

设计工况水力分析计算表表13

从表中分析，各节点的自由水压都不能满足要求自由水压。

采取措施：

加强当地给水部门的检修力量，缩短损坏的管道的修复时间；

重要的和不允许断水的用户，可以采取贮备用水的保障措施。

总结

我觉得最重要就是要细心谨慎、时刻保持清晰的头脑，因为课程设计中出现的一点差错会让你花大量的时间来纠正。

所以在做事情的时候还是要先端正态度。

本次的课程设计题目是“某城市给水管网初步设计”，经过对题目的理解、城市基本资料的采集、数据的推算和深度处理、数据的水力分析等一系列过程，得到了设计的初步方案，并对方案中的一些问题采取了相应的可执行的措施。

在整个课程设计的过程中，我对管网系统与设计有了更加深刻的理解，并且也掌握了对于类似工程的处理，对于以后从事本专业的工作有很大帮助。

此外，通过这次课程设计，我熟悉了选泵等软件的基本操作及其应用，巩固了CAD的操作，收获颇多。

参考文献

1．核工业部第二研究设计院主编《给水排水设计手册》第1，11册，中国建筑工业出版社，2001年；

2.颜煦世主编《给水排水管网系统》（第二版），中国建筑工业出版社；

3.《全国通用给水排水标准图集》，S1，S2，S3；