给水管网课程设计计算说明书.docx
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给水管网课程设计计算说明书
《给水管网课程设计》
计算说明书
题目
D县给水管网课程设计
学院
专业
##
班级学号
指导教师
设计时间
2012~2013学年第1学期16周
成绩
2012年12月31日
一、布置给水管网·······································3
二、设计用水量与流量计算······························5
1、计算设计用水量··································5
2、计算实际管长和有效管长··························5
3、计算比流量、沿线流量、节点流量··················7
三、管网平差计算·······································9
1、初步分配管段流量和设定水流方向··················9
2、选择管径········································9
3、初步分配各管段最高时流量以与管长、管径的选取····9
4、哈代-克罗斯法校核环状管网·······················12
5、确定水泵扬程Hp并求出各节点水压和自由水头········15
四、管网核算···········································17
1、消防时的管网校核································17
2、确定消防校核后水泵扬程Hp与各节点水压和自由水头··20
3、最不利管段发生故障时的管网校核··················21
4、确定事故校核后水泵扬程Hp与各节点水压和自由水头··24
五、成果图绘制········································26
1、绘制给水管网平面布置图与节点详图和消火栓布置·······26
2、绘制最高时给水管网平面布置图·······················26
3、绘制消防时给水管网平面布置图·······················26
4、绘制事故时管网平面布置图···························26
六、总结··············································27
七、参考文献··········································28
一、布置给水管网
1、水源与取水点的选择
所选水源为D县南面的潇水河，取水点选在水质良好的河段即河流的上游，并且靠近用水区。
2、取水泵站和水厂厂址的选择：
取水泵站选在取水点附近，用以抽取原水。
水厂选在不受洪水威胁，卫生条件好的河段上游。
由于取水点距离用水区较近，可以考虑水厂与取水泵站合建。
3、给水管网布置
〔1〕原那么：
符合城市规划，考虑远期开展
保证供水平安、可靠
管网遍布整个供水区域
力求管线短捷
〔2〕布置形式：
该设计区域为D县中心城区，不允许连续供水，适宜布置成环状网，可靠性高，水锤危害小。
〔3〕选取控制点：
根据D县规划平面图，选择最高最远点最为控制点。
〔4〕定线：
干管：
先布干管，延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户的水流方向一致，线路最短，遍布供水区域，干管平行间距为500—800m左右，沿规划道路，靠近大用户。
连接收：
干管与干管之间用连接收连接形成环状网，连接收平行间距为800—1000m左右。
4、在规划平面图上布置给水管网〔见下页，详图见图纸〕
二、设计用水量与流量计算
1、计算设计用水量
〔1〕综合生活用水量Q1：
根据《给水管网课程设计任务书》可知，D县近期规划人口为6万人，查表可得综合生活用水定额为300L/cap·d,中心城区用水普与率100%。
Q1=q·N·f=0.3·60000·100%=18000m3/d
〔2〕工业企业用水量Q2+Q3
工业企业用水量按综合用水量20%计算，即：
Q2+Q3=20%·Q1=3600m3/d
〔3〕浇洒道路与绿地用水量Q4
浇洒道路面积和浇洒绿地面积各按城区总面积的10%计算，根据《给水管网课程设计任务书》可知，D县城市建立用地面积为10Km2,浇洒道路用水定额为2-3L/m3,浇洒绿地用水定额为1-3L/m3，在此，均取用水定额为=2L/m3。
Q4=ΣA·qi=10·106·20%·0.002=4000m3/d
〔5〕管网渗漏用水量Q5
Q5=〔Q1+Q2+Q3+Q4〕·10%=2560m3/d
〔6〕未预见水量Q6
Q6=〔Q1+Q2+Q3+Q4+Q5〕·10%=2816m3/d
〔7〕设计用水量Qh
Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=30976m3/d
时变化系数Kh=1.2-1.6,又因为D县是小城市所以取上限1.6，即：
Qh=Kh·Qd/T=573.63L/s
2、计算实际管长和有效管长
〔1〕实际管长：
在规划平面图上布置给水管网后，量取各段管长：
管段编号
实际长度〔m〕
管段编号
实际长度〔m〕
1--2
778
13--19
867
1--5
547
14--15
358
2--3
785
14--21
563
3--4
569
14--27
542
3--8
1029
15--16
553
4--5
220
16--17
310
4--9
967
16--22
596
5--6
366
17--18
412
6--7
780
18--19
369
6--10
904
18--23
587
7--12
912
19--20
460
8--9
549
20--24
586
8--14
1025
21--22
810
9--10
458
21--25
437
9--15
967
22--23
736
10--11
345
23--24
831
11--12
417
25--26
495
11--17
906
26--27
898
12--13
370
Σl
23305
〔2〕有效管长：
只有一侧配水的管线，长度按一半计算：
管段编号
有效长度〔m〕
管段编号
有效长度〔m〕
1--2
389
13--19
867
1--5
547
14--15
358
2--3
785
14--21
563
3--4
569
14--27
542
3--8
1029
15--16
553
4--5
220
16--17
310
4--9
967
16--22
596
5--6
366
17--18
412
6--7
390
18--19
369
6--10
904
18--23
587
7--12
912
19--20
460
8--9
549
20--24
293
8--14
1025
21--22
810
9--10
458
21--25
437
9--15
967
22--23
736
10--11
345
23--24
831
11--12
417
25--26
247
11--17
906
26--27
449
12--13
185
Σl`
21351
3、计算比流量、沿线流量、节点流量
〔1〕比流量
假定用水量均匀分布在全部干管上，由此算出干管线单位长度的流量，该设
计区域没有大用户集中用水量，故比流量为管网总用水量与管道有效长度的比值qs=〔Q-Σq〕/Σl`=0.02687L/〔s·m〕
〔2〕沿线流量
q1=qs·l
管段编号
沿线流量〔L/s〕
管段编号
沿线流量〔L/s〕
1--2
10.45
13--19
23.29
1--5
14.69
14--15
9.62
2--3
21.10
14--21
15.12
3--4
15.29
14--27
14.55
3--8
27.66
15--16
14.86
4--5
5.91
16--17
8.32
4--9
25.98
16--22
16.02
5--6
9.83
17--18
11.06
6--7
10.48
18--19
9.92
6--10
24.29
18--23
15.77
7--12
24.51
19--20
12.35
8--9
14.74
20--24
7.88
8--14
27.55
21--22
21.75
9--10
12.32
21--25
11.75
9--15
25.98
22--23
19.77
10--11
9.28
23--24
22.31
11--12
11.21
25--26
6.65
11--17
24.34
26--27
12.07
12--13
4.98
Σq1
573.63
整个管网的沿线流量总和Σq1，等于qs·Σl`=Qh。
〔3〕节点流量
任一节点i的流量qi等于与该节点相连各管段的沿线流量qi总和的一半。
qi=0.5Σq1
节点
节点流量〔L/s〕
节点
节点流量〔L/s〕
1
12.57
15
25.23
2
15.78
16
19.60
3
32.02
17
21.86
4
23.59
18
18.37
5
15.21
19
22.78
6
22.30
20
10.12
7
17.49
21
24.31
8
34.97
22
28.77
9
39.51
23
28.93
10
22.94
24
15.10
11
22.41
25
9.20
12
20.35
26
9.36
13
14.13
27
13.31
14
33.42
Σqi
573.63
整个管网的节点流量总和Σqi=Qh。
三、管网平差计算
1、初步分配管段流量和设定水流方向
〔1〕选定水流方向:
先选定控制点〔最高点、最远点〕
水流向控制点
连接收流向任意定
〔2〕初步分配流量：
按节点流量平衡：
流入〔-〕=流出〔+〕
干管流量尽量取平均值
连接收少分流
2、选择管径
根据界限流量表选择适宜的管径。
〔1〕在选择连接收的管径时，考虑到干管事故时，连接收中可能通过较大的流量以与消防流量的需要，连接收管径应放大1、2级。
〔2〕从界限流量表得到管径为DN350时，从市场供给的规格考虑，本设计选用DN400的管径。
管径〔mm〕
界限流量〔L/s〕
管径〔mm〕
界限流量〔L/s〕
管径〔mm〕
界限流量〔L/s〕
100
<9
350
68-96
700
355-490
150
9-15
400
96-130
800
490-685
200
15-28.5
450
130-168
900
685-822
250
28.5-45
500
168-237
1000
822-1120
300
45-68
600
237-355
3、初步分配各管段最高时流量以与管长、管径的选取
最高时初步分配流量
环号
管段
管长（m）
管径（mm）
q（L/S）
1
1--2
778
450
138.68
2--3
785
400
122.9
3--4
569
250
-8.26
4--5
220
450
-148.02
5--1
547
700
-422.38
2
3--4
569
250
8.26
4--9
967
400
-116.17
9--8
549
200
-6.73
3--8
1029
400
99.14
3
5--4
220
450
148.02
4--9
967
400
116.17
9--10
458
200
-3.22
10--6
904
400
-117.03
6--5
366
600
-259.15
4
6--7
780
400
-119.82
7--12
912
400
-102.33
12--11
417
200
-5.9
11--10
345
400
90.87
10--6
904
400
117.03
5
8--9
549
200
6.73
9--15
967
400
-73.15
15--14
358
250
-10.16
14--8
1025
400
70.9
6
9--10
458
200
3.22
10--11
345
400
-90.87
11--17
906
400
-74.36
17--16
310
200
-6.67
16--15
553
250
37.76
15--9
967
400
73.15
7
11--12
417
200
5.9
12--13
370
400
-76.08
13--19
867
300
-61.95
19--18
369
200
-9.66
18--17
412
300
45.83
17--11
906
400
74.36
8
14--27
542
200
19.5
27--26
898
150
6.19
26--25
495
150
-3.17
25--21
437
150
-12.37
21--14
563
200
-28.14
9
14--15
358
250
10.16
15--16
553
250
-37.76
16--22
596
200
-24.83
22--21
810
150
-8.54
21--14
563
200
28.14
10
17--16
310
200
6.67
16--22
596
200
24.83
22--23
736
150
-12.48
23--18
587
250
-37.12
18--17
412
300
-45.83
11
19--18
369
200
9.66
18--23
587
250
37.12
23--24
831
150
-4.29
24--20
586
200
-19.39
20--19
460
250
-29.51
4、哈代-克罗斯法校核环状管网
利用哈代-克罗斯法，调整各环校正流量，忽略临环的影响。
Δqi=-Δhi/2Σ|sijqij|）sijqij=hij/qijh=i·L
运用海曾威廉公式计算i值：
i=10.67·q1.852/C1.852·D4.87
自制excel表格进展平差计算，要求精度基环的Δhi<0.5m，将最后校核后的结果列表如下，具体数据过程参阅附录《环状网计算（最高用水时）》。
环号
管段
管长（m）
管径（mm）
第八次校正
q（L/S）
1000i
h（m）
|sq|
1
1--2
778
450
116.71
1.93
1.5
0.013
2--3
785
400
100.93
2.62
2.05
0.02
3--4
569
250
-28.02
2.4
-1.37
0.049
4--5
220
450
-170.79
3.9
-0.86
0.005
5--1
547
700
-444.35
2.67
-1.46
0.003
-0.13
0.09
2
3--4
569
250
28.02
2.4
1.37
0.049
4--9
967
400
-119.18
3.56
-3.44
0.029
9--8
549
200
-8.29
0.75
-0.41
0.049
3--8
1029
400
96.93
2.43
2.5
0.026
0.02
0.153
3
5--4
220
450
170.79
3.9
0.86
0.005
4--9
967
400
119.18
3.56
3.44
0.029
9--10
458
200
-4.09
0.2
-0.09
0.023
10--6
904
400
-126.83
3.99
-3.61
0.028
6--5
366
600
-258.35
2.07
-0.76
0.003
-0.16
0.088
4
6--7
780
400
-109.23
3.03
-2.36
0.022
7--12
912
400
-91.74
2.19
-2
0.022
12--11
417
200
-6.3
0.45
-0.19
0.03
11--10
345
400
99.8
2.56
0.88
0.009
10--6
904
400
126.83
3.99
3.61
0.028
-0.05
0.11
5
8--9
549
200
8.29
0.75
0.41
0.049
9--15
967
400
-75.47
1.53
-1.48
0.02
15--14
358
250
-20.58
1.36
-0.49
0.024
14--8
1025
400
70.24
1.34
1.37
0.02
-0.18
0.112
6
9--10
458
200
4.09
0.2
0.09
0.023
10--11
345
400
-99.8
2.56
-0.88
0.009
11--17
906
400
-83.69
1.85
-1.68
0.02
17--16
310
200
-13.29
1.79
-0.55
0.042
16--15
553
250
29.66
2.67
1.48
0.05
15--9
967
400
75.47
1.53
1.48
0.02
-0.07
0.163
7
11--12
417
200
6.3
0.45
0.19
0.03
12--13
370
400
-65.08
1.16
-0.43
0.007
13--19
867
300
-50.95
2.99
-2.6
0.051
19--18
369
200
-3.73
0.17
-0.06
0.017
18--17
412
300
48.54
2.74
1.13
0.023
17--11
906
400
83.69
1.85
1.68
0.02
-0.1
0.147
8
14--27
542
200
23.6
5.19
2.81
0.119
27--26
898
150
10.29
4.52
4.07
0.395
26--25
495
150
0.93
0.05
0.03
0.028
25--21
437
150
-8.27
3.02
-1.32
0.16
21--14
563
200
-33.8
10.09
-5.68
0.168
-0.1
0.87
9
14--15
358
250
20.58
1.36
0.49
0.024
15--16
553
250
-29.66
2.67
-1.48
0.05
16--22
596
200
-23.35
5.08
-3.03
0.13
22--21
810
150
-7.06
2.25
-1.82
0.258
21--14
563
200
33.8
10.09
5.68
0.168
-0.17
0.629
10
17--16
310
200
13.29
1.79
0.55
0.042
16--22
596
200
23.35
5.08
3.03
0.13
22--23
736
150
-4.2
0.86
-0.63
0.151
23--18
587
250
-33.9
3.42
-2.01
0.059
18--17
412
300
-48.54
2.74
-1.13
0.023
-0.18
0.405
11
19--18
369
200
3.73
0.17
0.06
0.017
18--23
587
250
33.9
3.42
2.01
0.059
23--24
831
150
0.78
0.04
-0.03
-0.04
24--20
586
200
-14.32
2.06
-1.21
0.084
20--19
460
250
-24.44
1.87
-0.86
0.035
-0.02
0.155
5、确定水泵扬程Hp并求出各节点水压和自由水头
从规划设计图中可知，泵站处地面标高1节点处为173.8m,控制点处地面标高26节点处为185.8m,所需效劳水头为28m,从泵站到控制点的水头损失取1-2-3-8-14-27-26与1-5-6-7-12-13-19-20-24-23-22-21-25-26两条干线的平均值。
故水泵扬程为：
Hp=（Zp-Zc）+Hc+hn=〔185.8-173.8〕+28+15=56m
各节点水压和自由水头见下表：
最高时
节点
节点标高〔m）
自由水头（m）
节点水压〔m）
1
173.8
43
216.8
2
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