给水管网课程设计任务书.docx
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给水管网课程设计任务书
目录
1、设计任务……………………………………………………………1
2、设计资料……………………………………………………………1
3、设计要求……………………………………………………………2
4、设计说明……………………………………………………………2
5、设计成果……………………………………………………………3
6、设计计算过程………………………………………………………
6.1给水管网布置形式的确定……………………………………………
6.2管网定线……………………………………………………………
6.3管网流量计算…………………………………………………………
7、管网平差………………………………………………………………
8、选择控制点及计算节点水压和标高………………………………
9、确定二级泵站水泵养成和流量………………………………………
10、消防校核……………………………………………………………
11、设计参考资料…………………………………………………………
12、附表…………………………………………………………………
13、绘图…………………………………………………………………
1、设计任务：
根据所给原始资料，完成以下设计成果
（1）用水量分析和总用水量设计计算；
（2）给水管网的布置定线；
（3）拟定水泵工作制度，进行给水系统各组成部分的设计流量计算；
（4）设计沿线流量、节点流量；
（5）初步分配各管段流量，并根据界限流量和其他用水要求确定各管段管径；
（6）进行管网平差，计算各管段水头损失，并用计算程序校核；
（7）选择控制点，计算各节点自由水压和水压标高；
（8）确定二级泵站水泵的扬程和流量（按最高日最高时用水量计算）；
（9）进行消防校核（若按最高日最高时确定的水泵扬程和管径不能满足要求，需要说明应采取的技术措施）；
（10）绘制给水管网平面布置图、等水压线图；
（11）编写给水管网课程设计说明书。
2、设计资料
设计工程名称：
齐河县开发区给水排水管网规划设计
（1）基本资料：
1）齐河县开发区规划图一张（含地形标高）。
2）城市概况
齐河县位于山东省省会济南市市西，黄河北岸，与济南市隔河相望。
根据齐河县开发区总体规划，2015年人口密度达390人/10000m2。
3）气候条件
齐河县属暖温带半湿润大陆性季风气候，平均气温13.4℃，多年平均降水量622mm，雨热同期，四季分明，气候温和，热量充足，适宜多种农作物生长。
主导风向为西南风，次为西北风。
4）水文及地质
齐河县城除黄河外均属海河流域徒骇河水系，河网密布，境内流长326.24公里。
齐河县由于靠近黄河，水源充足，平时流量较大，枯水期有时断流。
本县内最长的河流是赵牛河，汇入徒骇河。
赵牛河50年一遇最高洪水位20.00米,常水位18.00m；最低水位16.50m，河床高程15.00m。
齐河县现成地质条件很好，地下土壤为砂质粘土，地下水水位深度在4～5m，最大冻土深度为0.50m。
（2）2015年西城区规划：
1）开发区2015年规划图（1：
5000）；
2）新区规划房屋最高楼层5层；
3）新区规划年工业产值10亿元。
主要工业企业用水一览表
序号
企业名称
流量（m3/d）
变化系数
1
坤华集团
1000
1.2
2
酒精厂
500
1.1
3
鲁抗
500
1.3
4
肉联厂
1000
1.1
5
县造纸厂
1500
1.2
6
晨明板纸厂
1500
1.1
7
齐河化工有限公司
1000
1.2
3、设计要求
（1）设计计算说明书：
包括以下内容
1）概况：
说明该地区的地理位置，气象条件，地形，供水现状等等。
2）用水量计算：
确定用水量定额和最高日用水量，以及管网的设计流量。
3）管网布置及水力计算：
根据用户分布，合理布置管网形状，确定集中流量，计算比流量（按服务面积计）、沿线流量和节点流量；画出计算草图；再初步分配流量和按经济流速确定各管段的管径；进行平差计算，确定控制点,并把计算结果标示在计算草图上。
求出泵站扬程，并选择水泵型号。
4）按消防时的流量和压力要求，进行管网校核计算，要求画出消防时计算草图。
（2）给水管网平面布置图：
包括以下六项内容
1）在各管段上注明计算结果；
2）布置消火栓和检修阀门：
在各路口和重要建筑物附近必设消火栓，另在“说明”中写明：
每120m距离设置消火栓一个；设置检修阀门的数量和位置，应能保证在管网任一处发生事故时能使该处停水检修，并使停水影响范围控制在500m管长以内。
3）各节点大样图；
4）管件材料一览表（含编号、名称、规格、单位、数量、备注等栏目）；
5）说明：
尺寸单位，高程单位；管道埋深；防腐做法；管道施工注意事项等等；
6）图例：
符合《给水排水制图标准》。
（3）本周任务
1）根据进度安排，完成好各阶段设计计算内容，按时交出课程设计成果。
2）说明书应做到条理清楚，语言通顺，计算正确，书写工整（或打印），并装订成册。
3）设计图做到比例恰当，内容完整，线条分明，图例规范。
4、设计说明
（1）开发区范围原无供水设施，故规划新建水厂一座，位于开发区西南角，水厂厂址选在赵牛河北岸。
水厂清水池最低水位标高比地面低4m。
高程系黄海高程系统。
（2）用水定额：
居民生活用水定额：
170L/人.日（平均日）；
②市政、绿化、公建用水占以上两项之和的40%；
③管网漏失水量和未预见水量按以上各项和的18%计算。
（3）用水时变化系数：
按整个系统考虑：
Kd=1.25；Kh=1.6；
（5）给水管材：
采用当地生产的承插式自应力钢筋混凝土给水管，最小管径d200，其余标准管径为：
d300，d400，d500，d600，d800，d1000，d1200（mm）。
（6）消防系统：
采用低压消防系统，最小水压要求10m，消防流量按规划人口查教材附录中的有关表格选取。
5、设计成果
（1）给水管网设计说明计算书。
方案论证充分、合理，文字应该简练扼要。
说明书份量各在15～20页之间，计算草图附说明书后面。
（2）设计图纸2张，包括：
1）2#给水管网平面布置图1张（1：
5000）；
2）最大用水时给水管网等水压线图1张；
绘图要求应符合“给水排水制图标准”的有关规定。
6、设计计算过程
6.1给水管网布置应满足的要求
（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，并留有充分发展的余地；
（2）管网布置必须保证供水安全可靠，当布局管网发生事故时，断水范围应减到最小；
（3）管线遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压；
（4）力求以最短的距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用。
6.2管网定线
6.3设计流量及水力计算
6.3.1城市总用水量及最高日最高时用水量Qh
（1）居民区最高日综合生活用水量Q1
Q1=qNKd=170L/（cap．d）×390cap/10000m2×1921925m2×1.25÷1000
=15927.953m3/d
q——为最高日生活用水量定额，m3/（cap.d）；
N——为设计年限内计划人口数;
（2）工业企业用水量
由工业企业用水量资料表可以求得
Q2=（1000+500+500+1000+1500+1500+1000）m3/d
=7000m3/d
（3）浇洒道路和绿化用水量
根据设计说明可知市政绿化公共建筑用水占以上两项之和的40%。
Q3=（Q1+Q2）×40%
=9171.18m3/d
（4）管网漏失水量和未预见水量
管网漏失水量和未预见水量按以上各项和的18%计算
Q4=（Q1+Q2+Q3）×18%
=5777.844m3/d
（5）最高日用水量
Qd=Q1+Q2+Q3+Q4=37876.977m3/d
（6）最高日最高时用水量
Qh=（Qd×Kh）/86.4
=701.426L/s
（7）消防用水量
消防流量按规划人口查教材附录中的城镇、居住区的室外消防用水量选取
Q7=q7×f7=35×2=70L/s
6.3.2求比流量
（1）求管线总长
由计算草图可以求得各个段管的距离如下表3-1
管段
编号
【1】
【2】
【3】
【4】
【5】
【6】
【7】
【8】
管长（m）
710
780
780
325
335
425
610
770
【9】
【10】
【11】
【12】
【13】
【14】
【15】
【16】
【17】
710
730
280
345
310
215
945
655
735
L=L1+L2+L3+L4+L5+L6+L7+L8+L9+L10+L11+L12+L13+L14+L15+L16+L17
=9660m
（2）求总的集中流量
由主要工业企业用水量一览表求得
Q集=7000×1.6/86.4
=129.930L/s
（3）求比流量
Qs=（Qh-Q集）/L
=（701.426-129.630）/9660
=0.0592L/s
（4）求沿线流量
管段
长度（m）
沿线流量（L/s）
1~2
710
42.026
2~3
780
46.170
3~4
780
46.170
1~5
325
19.237
2~6
335
19.830
3~7
425
25.157
4~8
610
36.107
5~6
770
45.578
6~7
710
42.026
7~8
730
43.210
5~9
280
16.574
6~10
345
20.421
7~11
310
18.350
8~12
215
12.726
9~10
945
55.936
10~11
655
38.771
11~12
735
43.506
合计
9660
571.795
（5）求节点流量
据公式Qi=1/2Qs×L求各个节点的流量。
4-1节点流量表
节点
节点流量（L/s）
集中流量（L/s）
节点总流量（L/s）
1
1/2×（q1~2+q1~5）
30.632
2
1/2×（q1~2+q2~5+q2~3）
54.013
3
1/2×（q2~3+q3~7+q3~4）
18.519
77.268
4
1/2×（q3~4+q4~8）
27.778
68.917
5
1/2×（q1~5+q5~9+q5~6）
9.259
49.954
6
1/2×（q5~6+q2~6+q6~7+q6~10）
63.928
7
1/2×（q6~7+q3~7+q7~8+q7~11）
64.372
8
1/2×（q7~8+q4~8+q8~12）
9.259
55.281
9
1/2×（q5~9+q9~10）
27.778
64.033
10
1/2×（q9~10+q10~11+q6~10）
18.519
76.083
11
1/2×（q10~11+q7~11+q11~12）
18.519
68.833
12
1/2×（q11~12+q8~12）
28.116
合计
571.799
129.631
701.430
6.3.3求管段计算流量
（1）一管段的计算流量实际包括该管段两侧的沿线流量和通过该管段输送到以后管段的转输流量。
为了初步确定管段计算流量，必须按最大时用水量进行流量分配，得出各个段管的流量后，才能根据流量确定管径和进行水力计算。
环状网的流量分配比较复杂。
因各管段的流量与以后各节点流量没有直接的联系，并且在一个节点上连接几条管段，因此任一节点的流量包括该节点流量和流向以及流离该节点的几条管段流量。
分配流量时，必须保证每一节点的水流连续性，即流向任一节点的流量必须等于流离该节点的流量，以满足节点流量平衡的条件
qi+∑qij=0
（2）分配流量：
根据用水情况，拟定各段管的流向如图。
按照最短路线供水原则，并考虑可靠性的要求进行流量分配。
此处，流向节点的流量取负号，流离节点的流量取证号，分配时每一节都满足qi+∑qij=0的条件。
布置三条平行干管，大致分配相近的流量，根据实际情况，可以做适当调节。
与干线垂直的连接管，因为平时流量较小，所以分配较小的流量，由此得出每一段的计算流量。
初分管段流量表
管段
长度（m）
分配流量（L/s）
1~2
710
254.902
2~3
780
170.756
3~4
780
79.465
1~5
325
415.892
2~6
335
30.133
3~7
425
14.023
4~8
610
10.548
5~6
770
146.375
6~7
710
101.322
7~8
730
40.778
5~9
280
219.563
6~10
345
11.258
7~11
310
10.195
12~8
215
3.955
9~10
945
155.530
10~11
655
90.705
11~12
735
32.067
（3）管径：
选用钢管根据界限流量和经济流量表确定管径。
平均经济流速
管径（mm）
平均经济流速（m/s）
管径（mm）
平均经济流速（m/s）
100~400
0.6~0.9
≥400
0.9~1.4
管径选定表
管段
管径（mm）
1~2
500
2~3
450
3~4
350
1~5
700
2~6
250
3~7
150
4~8
150
5~6
400
6~7
400
7~8
250
5~9
500
6~10
150
7~11
150
12~8
100
9~10
400
10~11
350
11~12
250
7、管网的平差
7.1管网平差手算Excle表格见附表1
7.2平差电算表格见下表
管网平差节点电算表
编号
地面标高
已知水压
已知流量
节点水压
自由水头
节点流量
1
24.5
-670.794
56.8635
32.3635
-670.794
2
23.05
54.013
53.8042
30.7542
54.013
3
21.86
77.268
51.4063
29.5463
77.268
4
21.15
68.917
49.2801
28.1301
68.917
5
24.65
49.954
56.2467
31.5967
49.954
6
23.34
63.928
52.5079
29.1679
63.928
7
22.7
64.372
50.5402
27.8402
64.372
8
22.3
55.281
46.8647
24.5647
55.281
9
25.12
64.033
55.3971
30.2771
64.033
10
24.75
76.083
50.7772
26.0272
76.083
11
23.65
68.883
48.6626
25.0126
68.883
12
23
47
47
24
28.062
管网平差管段电算表
编号
管径
长度
阻力系数
起始节点
终止节点
流量
流速
水力坡度
水头损失
1
0.5
710
0.013
1
2
255.8939
1.3033
4.3088
3.0593
2
0.45
780
0.013
2
3
163.3979
1.0274
3.0742
2.3979
3
0.35
780
0.013
3
4
78.9397
0.8205
2.7259
2.1262
4
0.7
325
0.013
1
5
414.8991
1.0781
1.8977
0.6168
5
0.25
335
0.013
2
6
38.4833
0.784
3.8696
1.2963
6
0.15
425
0.013
3
7
7.1905
0.4069
2.038
0.8661
7
0.15
610
0.013
4
8
10.0229
0.5672
3.9597
2.4154
8
0.4
770
0.013
5
6
150.2001
1.1953
4.8556
3.7388
9
0.4
710
0.013
6
7
113.4744
0.903
2.7714
1.9677
10
0.25
730
0.013
7
8
43.8971
0.8943
5.0349
3.6755
11
0.5
280
0.013
5
9
214.7445
1.0937
3.0345
0.8497
12
0.15
345
0.013
6
10
11.2812
0.6384
5.0164
1.7307
13
0.15
310
0.013
7
11
12.396
0.7015
6.0568
1.8776
14
0.1
215
0.013
12
8
1.3609
0.1733
0.6293
0.1353
15
0.4
945
0.013
9
10
150.7109
1.1993
4.8887
4.6198
16
0.35
655
0.013
10
11
85.9096
0.8929
3.2285
2.1147
17
0.25
735
0.013
11
12
29.4229
0.5994
2.262
1.6626
节点水压要满足最小服务水头（24m），经电算符合要求。
8、悬着控制点及计算节点水压和标高
控制点是指管网中控制水压的点，这一点往往位于离二级泵站最远或地形最高的点，从该县城的地形分析知12点为控制点，标高列表如下：
8-1节点标表
节点
标高（m）
1
24.50
2
23.05
3
21.86
4
21.15
5
24.65
6
23.34
7
22.7
8
22.3
9
25.12
10
24.75
11
23.65
12
23.00
节点水压列表如下：
8-2节点水压表
节点
水压（m）
1
56.809
2
53.656
3
51.165
4
51.112
5
56.136
6
52.351
7
50.381
8
46.791
9
55.530
10
50.896
11
48.780
12
47.000
9、确定二级泵站水泵扬程和流量（按最高日用水量计算）
9.1二级泵站水泵扬程可根据控制点的水压来计算
水泵扬程HP=H1+H2-（H3-Zc）+h1+h2+h3
=24+23.00-（24.5-4）+10.187+2+2
=40.687m
H1----12点的自由水压为24m
H2----12点的地面标高为23.00m
h1----从12点到泵房的沿程水头损失（取从泵房到控制点的两条管路计算求平均值）
h2----安全水头为2m
h3----泵房内的水头损失，2m
H3----1点的地面标高为24.50m
Zc----清水池低于地面高程为4m
流量是701.426L/s根据泵的相关参数选取S300-58B型水泵六台（四用两备）
泵的相关参数表
泵型号
流量（m3/s）
流量（L/s）
扬程（m）
转速（r/min）
轴功率（kw）
电动机型号
电动机功率（kw）
效率（%）
汽蚀余量（m）
S300-58B
504
140
47.2
1450
88.8
Y315M1-4
73
4.4
684
190
43
100
80
835
232
37
108
78
10、消防校核
10.1消防时的流量和水压要求：
消防时的管网核算，是以最高时用水量确定的管径为基础，然后按最高时另行增加消防时的流量（见消防流量计算表）进行流量分配，求出消防时的管段流量和水头损失。
计算时只是在控制点另外增加一个集中的消防流量，如按照消防要求同时有两处失火时，则可从经济和安全等方面考虑，将消防流量一处放在控制点，另一处放在离开二级泵站较远或靠近大用户和工业企业的节点处。
虽然消防时比最高时用水量所需的服务水头小的多，但因为消防时通过管网的流量增大，各管段的水头损失相应增加，按最高时确定的水泵扬程有可能不够消防时的需要，这是需要放大个别管段的直径，以减少水头损失。
个别情况下因最高时和消防时水泵的扬程相差很大需设专用的消防泵供消防时使用。
消防流量按规划人口查教材附录中的城镇、居住区的室外消防用水量选取
Q7=q7×f7=35×2=70L/s
同时有两次失火的情况假设分别发生在控制点和集中用水量最大的用户处，在流量初分配平差后的结果中相应的输水管道上分别加上35L/s，进行消防流量的初分配，再进行平差计算
10.2消防流量手算Excle计算表见附表2
10.3消防流量电算计算表见下表
消防流量节点电算表
编号
地面标高
已知水压
已知流量
节点水压
自由水头
节点流量
1
24.5
-670.794
53.3834
28.8834
-670.794
2
23.05
54.013
49.9919
26.9419
54.013
3
21.86
77.268
47.0166
25.1566
77.268
4
21.15
103.917
43.1745
22.0245
103.917
5
24.65
49.954
52.8062
28.1562
49.954
6
23.34
63.928
49.0153
25.6753
63.928
7
22.7
64.372
47.0481
24.3481
64.372
8
22.3
55.281
43.0582
20.7582
55.281
9
25.12
64.033
52.068
26.948
64.033
10
24.75
76.083
48.2985
23.5485
76.083
11
23.65
68.883
47.0003
23.3503
68.883
12
23
47
47
24
-6.9383
消防流量管段电算表
编号
管径
长度
阻力系数
起始
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