1、第1節 設計任務及設計資料一、設計任務 陜西關中地區A縣城區給水管網初步設計二、設計資料1. 本給水管網設計為陜西關中地區A縣城區的給水系統，主要服務對象為縣城鎮人口生活和工業生產用水；2. 城區建筑物按六層考慮。土壤冰凍深度在地面以下0.5m；3. 設計區2010年現狀人口95800人，人口機械增長率為5，設計水平年為2020年。供水普及率100；4. 城區工業企業生產.生活用水，見“工業企業用水量資料”（如下）。城區居民綜合生活用水逐時變化見“用水量逐時變化表”（如下）。工業企業生產生活用水資料廠名生 產 用 水職 工 生 活 用 水日用水量m3/d逐時變化情況班 制總人數熱車間人數每班淋

2、浴人數污染程度A廠3000均勻三班制（6點起）3000600600一般B廠2500均勻二班制（7 點起）1000200400一般C廠1500均勻三班制（7點起）9000200一般合計7000注：企業內職工生活用水按均勻考慮，淋浴時間在下班后一小時綜合生活用水逐時變化表時 間占全天用水量%時 間占全天用水量%時 間占全天用水量%010.36895.8716175.28120.369106.1017185.69230.3510115.7818197.05340.4411126.0419206.11452.1512135.6020212.45565.4213145.1221222.42677.111

3、4155.3422231.20787.8115165.3823240.57三、 設計內容1. 水量計算；2. 管網定線與平面布置；3. 水力計算；4. 制圖與設計說明；5. 水泵初步選型與調度方案設計。四、 參考資料1. 給水排水手冊設計第三冊城鎮給水2. 給水排水設計手冊第一冊常用資料3. 給水排水設計手冊第十冊器材與裝置4. 給水排水設計手冊第十一冊常用設備5. 室外給水設計規范GB50013-20066. 建筑設計防火規范GB50016-20067. 水源工程與管道系統設計計算8. 給水工程（第四版教材）第二節 給水管網布置及水廠選址該縣城的南面有一條自東向西流的水質充沛，水質良好的河流

4、，經勘測和檢驗，可以作為生活飲用水水源。該縣城地勢比較平坦沒有太大的起伏變化?？h城的街區分布比較均勻，縣城中各工業、企業等用戶對水質和水壓無特殊要求，因而采用同一給水系統。縣城給水管網的布置取決于縣城的平面布置、水源、調節構筑物的位置、大用戶的分布等?？紤]要點如下：干管延伸方向應和二級泵站到大用戶方向一致，干管間距采用500800m干管和干管之間有連接管形成環狀網，連接管的間距為8001000m左右干管按照規劃道路定線，盡量避免在高級路面或重要道路下通過干管盡量靠近大用戶，減少分配管的長度力求以最短距離鋪設管線，降低管網的造價和供水能量費用輸水管線走向符合城市和工業企業的規劃要求，沿現有道路鋪

5、設，有利于施工和維護。城市的輸水管和配水管采用球墨鑄鐵管。配水管網共設6個環。在河流上游距離河流約1000m處建一地表凈水廠，水廠處不受洪水威脅；水水廠所處位置不占良田，考慮到遠期發展，水廠的面積留有余地；水廠距離城區較近，交通便利，靠近電源，市政管網完善第三節 給水管網設計計算一、設計計算1.最大日用水量計算（1）綜合生活用水量計算：該縣為陜西中小城市，城市分區為二區，查給水工程（第四版教材）522頁附表1（b），取最高日用水定額為170L/cap·d城區居民設計年限內人口：N=95800×（1+5）10100700cap則最高日綜合生活用水量：Q1=qNf=170

6、15;100700×100%×10-3=11719（m3/d）式中：q最高日生活用水量定額，m³/（d·人） N設計年限內計劃人口數 f自來水普及率，%（1） 工業企業職工生活用水量計算：由給水排水手冊設計第三冊城鎮給水得，熱車間設計用水量取35 L/cap·d，一般車間設計用水量取25 L/cap·dA廠 熱車間：35×600= 21000（L/d）一般車間：25×2400= 60000（L/ d）共：21000+60000=81000（L/d）=81（m3/d）B廠 熱車間：35×200=7000（L

7、/d）一般車間：25×800=20000（L/ d）共: 7000+20000=27000（L/d）=27（m3/d）C廠 共:25×900=22500（L/ d）=22.5（m3/d）（2） 工業企業職工沐浴用水量計算：由給水排水手冊設計第三冊城鎮給水得，熱車間設計用水量取60 L/cap·班，一般車間設計用水量取40 L/cap·班A廠 熱車間：60×600= 36000（L/d）=36（m3/d） 一般車間：400×3×40=48000（L/d）=48（m3/d） 共：36+48=84（m3/d）B廠 熱車間：60&#

8、215;200=12000（L/d）=12（m3/d）一般車間：40×300×2=24000（L/ d）=24（m3/d）共: 12+24=36（m3/d）C廠 共:40×200×3=24000（L/ d）=24（m3/d）（3） 生產用水量計算：A廠：3000m3/d B廠：2500m3/d C廠：1500m3/d（4） 市政用水采用中水，在此不做計算（5） 未預見水量計算：由給水排水手冊設計第三冊城鎮給水得，未預見用水量取綜合生活用水量、工業企業職工用水量、工業企業職工沐浴用水量、生產用水量及市政用水量總和的15%-25%，此處取20，即：Q3=（1

9、7119+81+27+22.5+84+36+24+3000+2500+1500）×20=4878.7 （m3/d）（6） 最大日總用水量計算：最大日用水總量為綜合生活用水量、工業企業職工用水量、工業企業職工沐浴用水量、生產用水量、市政用水量及未預見用水量總和，即：Qd =17119+81+27+22.5+84+36+24+3000+2500+1500+4878.7=29272.2 （m3/d）2. 最大時用水量計算：（1） 根據資料計算出居民生活用水、工企業生活用水、生產用水及城市總用水的逐時用水量變化，列入“A縣城區最高日逐時用水量變化計算表（表1）”（見附件一）。由A城區最高日逐

10、時用水量變化計算表可得出A縣城最高日最高時用水量Qh=1898.02m³/h=527.23L/s時變化系數Kh=86400×Qh/ Qd=1.556（2） 根據“A縣用水量計算表”繪制最大日用水量變化曲線（見下圖）。一級泵站全天運轉，流量為最高日用水量的1/24×100%=4.17；二級泵站分兩級供水：從5時到20時，一組泵站運轉，流量為最高日用水量的5.1；其余時間的水泵流量為最高日用水量的2.61。一天泵站總供水量等于最高日供水量；即：2.61×9+5.1×15=1003. 消防用水量計算：室內消防用水量按兩處同時發生火災，各處有兩個消火栓

11、同時工作10min,每個水槍流量取5L/s即：5×2×2×10×60=12m³ 室外消防用水量按給水工程（第四版教材）523頁附表3，該縣城同一時間內的火災次為2次，一次滅火用水量45L/s，消防歷時取2小時； 共： 2×3600×45×2= 648000L=648m3二、調節構筑物容積、個數、尺寸的計算給水系統中水塔和清水池的作用之一在于調節泵站供水量和用水量之間的流量差值，清水池容積由一二級泵站供水量曲線確定；水塔容積由二級泵站供水量和用水量曲線確定當管網中設有水塔時：清水池每小時的調節水量為二級泵站供水量與一

12、泵站供水量之差，計算過程如下表當管網中不設水塔時：清水池小時調節容積水量為用戶小時用水量與一泵站小時供水量之差清水池和水塔調節容積計算表時間用水量二泵站供水量一泵站供水量清水池調節容積（%）水塔調節容積（%）（%）（%）無水塔時有水塔時（%）011.56 2.614.17 -2.61 -1.56 -1.05 121.56 2.614.17 -2.61 -1.56 -1.05 231.55 2.614.17 -2.62 -1.56 -1.06 341.61 2.614.17 -2.56 -1.56 -1.00 452.61 2.614.17 -1.56 -1.56 0.00 564.52 5.1

13、4.17 0.35 0.93 -0.58 675.60 5.14.17 1.43 0.93 0.50 786.48 5.14.17 2.31 0.93 1.38 895.32 5.14.17 1.15 0.93 0.22 9105.46 5.14.17 1.29 0.93 0.36 10115.27 5.14.17 1.10 0.93 0.17 11125.42 5.14.17 1.25 0.93 0.32 12135.16 5.14.17 0.99 0.93 0.06 13144.88 5.14.17 0.71 0.93 -0.22 14155.11 5.14.17 0.94 0.93 0.

14、01 15165.12 5.14.17 0.95 0.93 0.02 16174.98 5.14.17 0.81 0.93 -0.12 17185.22 5.14.17 1.05 0.93 0.12 18196.01 5.14.17 1.84 0.93 0.91 19205.46 5.14.17 1.29 0.93 0.36 20213.32 2.624.17 -0.85 -1.55 0.70 21223.30 2.614.17 -0.87 -1.56 0.69 22232.69 2.614.17 -1.48 -1.56 0.08 23241.77 2.614.17 -2.40 -1.56 -

15、0.84 累計100.00 100.00 100.00 17.51 14.00 5.90 由表得水塔與清水池調節容積分別為最大日用水量的5.90%和17.51%；1. 水塔容積和尺寸的計算： （1） 調節容積的計算： W1=29272.2×5.9%=1727.1m3 （2） 消防貯水量的計算（按10min計算）： 5×2×2×10×60=12m³ （3） 總容積計算： W= W1+ W2=1727.1+12=1739.1 m3 由于總容積過大,設水塔不經濟，故而不設水塔.2. 水池容積和尺寸的確定：（1）調節容積計算： W池1=17.

16、51%×29272.2=5125.56（m3）5126（m³）（2）消防容積的計算：消防貯水量按兩小時火災延續時間計算，根據該縣城人口規模確定同一時間內的火災次數為兩次，一次滅火用水量為45L/s 則 W池2=2×3600×45×2= 648000L=648m³（3）水廠自用水量的計算水廠自用水量等于最高日用水量的5%-10%，此處取5%W池3=29272.2×5%=1463.61m³，取1500m³（4）安全貯量(此處取2000m³)（5）清水池有效容積的計算：清水池有效容積等于調節容積、消防

17、貯水量、水廠自用水量和安全貯量之和 W1=W池1+W池1+W池3+W池4=5126+648+1500+2000=9274m³（6）清水池個數和尺寸的確定設置兩個容積相等的清水池，清水池設為圓柱形，池深取5.2m,其中有0.2m的超高 則水池橫截面積為： S池=9274÷2÷5=927.4（m3） 水池橫截面直徑為： D=（4S池÷）0.5=（4×927.4÷）0.5=34.36m 超高容積為： W2=0.2×927.4=185.5（m3） 每個清水池總容積為： W池=W 1+W2+W池3=9274÷2+185.5=

18、4822.5m3 則即設兩個水池，每個池子池深5.2m(超高為0.2m),每個池子的橫截面直徑為34.36m,橫截面積為927.4m³,每個池子的總容積為4822.5m³，有效容積為4637m³.三、管網設計1. 管網定線：1、定線時，干管延伸方向應和二級泵站輸水到水池，水塔，大用戶的水流方向一致。循水流方向，以最短的距離布置一條或數條干管，干管位置應從用水流較大的街區通過。干管的間距，可根據街區情況，采用500800m。干管和干管之間的連接管使管網形成了環狀網。連接管的作用在于局部管線損壞時，可以通過它重新分配流量，從而縮小斷水范圍，較可靠地供水。連接管的間距可

19、根據街區的大小考慮在8001000m左右。管網采用環狀網的方式，在平面圖上確定管線，測量出管段長度并進行節點編號（具體定線及編號見平面圖）2、 比流量,沿線流量和節點流量的計算：（1） 最高日最大時總用水量Q=1898.02（m3/h）=527.23（L/s）（2）最大時工企業集中用水量：q=125.00+3.375+156.25+1.6875+62.50+0.9375+8=357.75（m3/h）=99.375（L/s）（3）計算管段總長l=10612.5m（4）比流量：qs=（Qh-q）/ l =（527.23-99.375）/ 10612.5= 0.040316137（L/（s*m）（5

20、）管段沿線流量的確定：Qij=·Lij·qs配水系數Lij管段長度（6）管段沿線流量計算（見下表）； 最高日最高時管段沿線流量計表管段長度（M）配水系數計算管長(M)沿線流量(L/S)129300.546518.75 239100.545518.34 3411700.558523.58 487000.535014.11 8711701117047.17 76950195038.30 6510501105042.33 596300.531512.70 9109150.5457.518.44 10119450.5472.519.05 111212850.5642.525.90

21、517100.535514.31 62700170028.22 610710171028.62 73700170028.22 711790179031.85 8128900.544517.94 合計1515510612.5427.86（7）節點流量的計算：將與節點關聯的管段沿線流量乘以1/2分配到該節點，再加上該節點的集中流量得出該節點的總流量。節點流量計算表節點編號關聯管段沿線流量（L/s）沿線流量節點集中節點總管段1管段2管段3管段4折算流量流量118.75 14.31 0.000.0016.53 35.66 52.19 218.75 18.3428.220.0032.66 43.87 7

22、6.53 318.3423.5828.220.0035.08 0.0035.08 414.1123.58 0.000.0018.85 0.0018.85 512.7042.3314.310.0034.67 19.8454.51 638.3047.1728.2231.8572.77 0.0072.77 742.3338.3028.2228.6268.74 0.0068.74 814.1147.1717.940.0039.61 0.00 39.61 918.4412.700.000.0015.57 0.0015.57 1018.4419.0528.620.0033.06 0.0033.06 111

23、9.0525.9031.850.0038.40 0.0038.40 1225.9017.94 0.000.0021.92 0.0021.92 總計 427.84 99.37 527.232.管段流量初始分配及管徑的確定：（1） 流量初始分配時，按照最短管線供水原則，并考慮可靠性的要求進行流量分配，應用節點流量連續性方程qi+qij=0進行流量的初始分配，流量的初分結果見管網定線、編號管長及初分流量圖。（2） 根據管網初分流量，按界限流量表確定初始的經濟管徑。界限流量表管徑（mm）界限流量（L/S）管徑（mm）界限流量（L/S）管徑（mm）界限流量（L/S）100<935068967003

24、55490150915400961308004906852001528.545013016890068582225028.545500168237100082211203004568600237355注：本次設計中所選最小管徑為200mm,其主要是考慮到通過消防流量時，分配管中的水頭損失不至于過大，以免火災地區的水壓過低不滿足消防所需最低水壓的要求最高日最高時管段原始數據表起始節點號終止節點號管長/m管徑/mm初分流量本環號鄰環號2193030048.19-1032910400120.72-20431170500151.8-3051710200410627002004-12737002004-

25、2-384700500170.65-3065105030062.511476950500139.2525871170500220.0236596302004-4061071020044571179020045681289040096.956010991520011.5740111094530040.63501211128540075.0360138200600277.23-70138200600250703.管網平差根據初分流量及初選管徑進行管網平差（電算）：最大時管網的水力計算步驟：編制程序需要的輸入文件（zds.txt）電算根據電算結果文件（zdsr.txt）調整管徑重新計算至滿意為止修訂

26、原始數據表要求：調整結果使得流速達到經濟流速范圍，管徑盡量在經濟管徑的范圍內，考慮到市場上對于管徑的限制，若遇到50的管子時，將其管徑放大一號來處理最高日最高時管段原始數據表起始節點號終止節點號管長/m管徑/mm初分流量L/s本環號鄰環號2193030048.19-1032910400120.72-20431170500151.8-3051710200410627002004-12737002004-2384700500170.65-3065105030062.511476950500139.2525871170500220.0236596302004-40610710200445711790

27、20045681289040096.956010991520011.5740111094530040.63501211128540075.0360138200600277.23-7013820060025070將最大時管網平差結果輸出如下： Pipe=19 Loop=7 xs=1.0 OK=24- No_ from to L(m) D(mm) q(L/s) h(m) v(m/s) IO JO- 1. 2- 1 930 300 -49.45 -2.53 0.70 -1 0 2. 3- 2 910 400 -114.24 -2.76 0.91 -2 0 3. 4- 3 1170 500 -154.

28、41 -2.03 0.79 -3 0 4. 5- 1 710 200 2.74 0.08 0.09 1 0 5. 6- 2 700 200 -11.74 -1.06 0.38 -1 2 6. 7- 3 700 200 5.09 0.24 0.16 -2 3 7. 8- 4 700 500 -173.26 -1.50 0.88 -3 0 8. 6- 5 1050 300 55.30 3.51 0.78 1 4 9. 7- 6 950 500 144.32 1.46 0.74 2 5 10. 8- 7 1170 500 215.71 3.78 1.10 3 6 11. 5- 9 630 200 1

29、.95 0.04 0.06 -4 0 12. 6-10 710 200 8.54 0.61 0.27 4 5 13. 7-11 790 200 3.70 0.16 0.12 5 6 14. 8-12 890 400 98.65 2.06 0.79 6 0 15. 10- 9 915 200 17.52 2.86 0.56 4 0 16. 11-10 945 300 42.04 1.91 0.59 5 0 17. 12-11 1285 400 76.73 1.88 0.61 6 0 18. 13- 8 200 600 -263.62 -0.38 0.93 -7 0 19. 13- 8 200 6

30、00 263.62 0.38 0.93 7 0- Dh1=-0.0001m Dh2=-0.0001m Dh3=-0.0000m Dh4=-0.0001m Dh5=-0.0000m Dh6=-0.0000m Dh7=0.0000m 最大用水加消防時的校核該縣人口10.07萬人，則查表知同一時間發生火災次數為2次，一次滅火用水量為45L/s,進行消防核算時，假定火災一處發生在管網控制點2號節點，另一處發生在管網最遠點9號節點，在這兩個節點分別增加一個集中消防流量45L/s,這外加流量按最高時管網初分流量方向不變的基礎上疊加相同流向的消防集中流量 最高用水+消防時原始數據表起始節點號終止節點號管長/

31、m管徑/mm初分流量L/s本環號鄰環號2193030048.19-1032910400165.72-20431170500196.8-3051710200410627002004-12737002004-2384700500215.65-3065105030062.511476950500139.2525871170500220.0236596302004-40610710200445711790200456812890400141.956010991520056.5740111094530095.635012111285400120.0360138200600277.23-701382006

32、0025070將最大用水加消防時的電算平差結果輸出如下： Pipe=19 Loop=7 xs=1.0 OK=26- No_ from to L(m) D(mm) q(L/s) h(m) v(m/s) IO JO- 1. 2- 1 930 300 -57.22 -3.31 0.81 -1 0 2. 3- 2 910 400 -158.27 -5.09 1.26 -2 0 3. 4- 3 1170 500 -191.93 -3.04 0.98 -3 0 4. 5- 1 710 200 -5.03 -0.24 0.16 1 0 5. 6- 2 700 200 -20.48 -2.91 0.66 -1

33、 2 6. 7- 3 700 200 -1.42 -0.03 0.05 -2 3 7. 8- 4 700 500 -210.78 -2.16 1.07 -3 0 8. 6- 5 1050 300 76.83 6.45 1.09 1 4 9. 7- 6 950 500 180.82 2.21 0.92 2 5 10. 8- 7 1170 500 254.32 5.18 1.30 3 6 11. 5- 9 630 200 -27.35 -4.45 0.88 -4 0 12. 6-10 710 200 14.76 1.63 0.47 4 5 13. 7-11 790 200 -0.69 -0.01

34、0.02 5 6 14. 8-12 890 400 112.52 2.63 0.90 6 0 15. 10- 9 915 200 33.22 9.28 1.07 4 0 16. 11-10 945 300 61.51 3.84 0.87 5 0 17. 12-11 1285 400 90.60 2.54 0.72 6 0 18. 13- 8 200 600 -308.62 -0.50 1.09 -7 0 19. 13- 8 200 600 308.62 0.50 1.09 7 0- Dh1=0.0001m Dh2=0.0001m Dh3=0.0000m Dh4=0.0000m Dh5=0.00

35、00m Dh6=0.0000m Dh7=0.0000m 由電算結果可看出910管段DN200mm,最大用水加消防時流速為1.07m/s,遠超出其經濟流速，且910管段水頭損失為9.28m,可能造成消防水壓不能滿足，故將910管段管徑調為DN300mm.平均經濟流速管徑（mm）平均經濟流速（m/s）D=1004000.60.9D4000.91.4事故時管網的核算根據最高時流量的初步分配，確定最不利管段為87管段，假設最不利管段87管段斷開，此時其它管段流量按設計流量的70%計算，節點流量按最高時的70%折算(此時管網各管段管徑為經消防校核后調整的管徑)事故時原始數據表（管徑為消防校核調整后的管徑

36、）起始節點號終止節點號管長/m管徑/mm初分流量L/s本環號鄰環號2193030033.73 -103291040084.50 -20431170500106.26 -30517102002.80 10627002002.80 -12737002002.80 -2-384700500119.46 -3065105030043.76 147695050097.48 25871170500154.01 36596302002.80 -406107102002.80 457117902002.80 5681289040067.87 601099153008.10 40111094530028.44

37、501211128540052.52 60138200600194.06 -70138200600175.00 70事故時平差結果輸出如下： Pipe=19 Loop=7 xs=0.7 OK=21984- No_ from to L(m) D(mm) q(L/s) h(m) v(m/s) c C- 1# 2- 1 930 300 -41.48 -1.84 0.59 -1 02# 3- 2 910 400 -107.67 -2.47 0.86 -2 0 3# 4- 3 1170 500 -199.74 -3.27 1.02 -3 0* 4# 1- 5 710 200 -4.95 -0.23 0.

38、16 -1* 0 RD* 5# 2- 6 700 200 12.61 1.21 0.41 1* 2 RD* 6# 3- 7 700 300 67.51 3.38 0.96 2* 3 RD 7# 8- 4 700 500 -212.93 -2.21 1.08 -3 0 8# 6- 5 1050 300 25.52 0.86 0.36 1 4 9# 7- 6 950 500 59.98 0.30 0.31 2 5 10# 8- 7 1170 20 0.05 8.86 0.17 3 6*11# 9- 5 630 200 7.69 0.45 0.25 4* 0 RD*12# 10- 6 710 200

39、 -1.04 -0.02 0.03 -4* 5 RD*13# 11- 7 790 300 -43.36 -1.69 0.61 -5* 6 RD 14# 8-12 890 400 128.36 3.35 1.02 6 0 15# 10- 9 915 300 18.59 0.43 0.26 4 0 16# 11-10 945 300 42.77 1.97 0.61 5 0 17# 12-11 1285 400 113.01 3.82 0.90 6 0 18# 13- 8 200 600 -184.53 -0.19 0.65 -7 0 19# 13- 8 200 600 184.53 0.19 0.

40、65 7 0- dh1=0.0000m dh2=0.0000m dh3= 0.001m dh4=0.0000m dh5=0.0000m dh6= 0.001m dh7=-0.0000m 最終管徑的確定根據最高時、最高時+消防、事故時的電算結果調整后的管徑，確定最終管徑，重新計算同時滿足三個工況的計算結果，完成各工況水力計算結果圖（2）最終調整管徑下各工況的管網平差最高時管網平差數據及結果最高日最高時管網原始數據（管徑為最終選擇管徑）起始節點號終止節點號管長/m管徑/mm初分流量本環號鄰環號2193030048.19-1032910400120.72-20431170500151.8-30517

41、10200410627002004-12737002004-2-384700500170.65-3065105030062.511476950500139.2525871170500220.0236596302004-4061071020044571179020045681289040096.956010991530011.5740111094530040.63501211128540075.0360138200600277.23-7013820060025070平差結果：- No_ from to L(m) D(mm) q(L/s) h(m) v(m/s) IO JO- 1. 2- 1 930 300 -46.32 -2.24 0.66 -1 0 2. 3- 2 910 400 -111.86 -2.65 0.89 -2 0 3. 4- 3 1170 500 -152.65 -1.99 0.78 -3