1、土木與交通工程學(xué)院題目名稱 城市水工程管道系統(tǒng)設(shè)計大作業(yè) 專 業(yè) 給水排水工程 年級班別 2012級2班 學(xué) 號 3112003469 學(xué)生姓名 趙 輝 指導(dǎo)教師 劉 立 凡 2015 年 11 月 13 日城市水工程管道系統(tǒng)設(shè)計課程大作業(yè)任務(wù)書 課程大作業(yè)：請將城市水網(wǎng)管道系統(tǒng)課程設(shè)計的給水管網(wǎng)中最大時的流量分別用哈代-克羅斯法、最大閉合差的環(huán)校正法進行平差，（大環(huán)精度要求為0.5，小環(huán)要求0.1）并打印平差過程，比較兩種方法的結(jié)果，分析兩種方法的特點和效果，如有其它更好的方法請加以驗證并討論。 要求： 獨立完成，如發(fā)現(xiàn)有雷同，成績定為不及格 大作業(yè)中請附上管網(wǎng)定線草圖。 附上管網(wǎng)平差計算圖

2、，圖上標(biāo)明初步分配流量，管徑等參數(shù)，并有兩種方法計算的管徑、流量、水頭損失等結(jié)果。 作業(yè)中要有整個詳細平差過程及計算表格。獨立完成、嚴(yán)禁抄襲。 統(tǒng)一封面目錄第一章哈代克羅斯法11.1設(shè)計總流量11.2比流量及沿線的計算11.3節(jié)點流量的計算21.4流量的初步分配21.5水頭損失公式及計算說明31.6管網(wǎng)平差31.7平差結(jié)果7第二章最大閉合差的環(huán)校正法72.1流量的初步分配72.2平差72.3第1次校正102.4第2次校正122.5第3次校正142.6第4次校正162.7第5次校正182.8第6次校正202.9第7次校正222.10比較與分析24第一章 哈代克羅斯法1.1 設(shè)計總流量由南方某小城

3、鎮(zhèn)給排水管網(wǎng)課程設(shè)計可知，本次設(shè)計的總流量為1014.24L/s。1.2 比流量及沿線的計算沿線流量的計算見表： 管段編號管段長度/m配水系數(shù)計算長度m比流量沿線流量L/s1-21131 1113163.16 2-3956 195653.39 3-41008 1100856.29 1-5484 148427.03 2-7567 156731.66 3-9692 169238.64 4-10811 181145.29 5-6624 162434.85 6-7368 136820.55 7-8419 141923.40 8-9443 144324.74 9-10877 187748.97 5-11

4、491 149127.42 6-12491 149127.42 8-14491 149127.42 11-12624 162434.85 12-13357 135719.94 13-14430 143024.01 14-15128 11287.15 15-16152 11528.49 16-17855 185547.75 11-18739 173941.27 13-19555 155530.99 16-20382 138221.33 18-19774 177443.22 19-20855 185547.75 20-21805 180544.95 17-21215 121512.01 合計167

5、241.3 節(jié)點流量的計算將上述沿線流量轉(zhuǎn)化為節(jié)點流量（管段兩端點各負擔(dān)一半），并與該節(jié)點的集中流量合并計算如下，節(jié)點流量計算表：節(jié)點與節(jié)點相連的管段各管段沿線流量節(jié)點流量L/s大用戶集中流量L/s節(jié)點總流量L/s11-5,1-227.0363.1645.0916.5761.6621-2,2-7,2-363.1631.6653.3974.10074.1032-3,3-4,3-953.3956.2938.6474.16074.1643-4,4-1056.2945.2945.2973.43073.4351-5,5-6,5-1127.0334.8527.4244.65044.6565-6,6-7,6

6、-1234.8520.5527.4241.41041.4176-7,7-8,2-720.5523.4031.6637.81037.8187-8,8-9,8-1423.4024.7427.4237.78037.7898-9,9-10,3-924.7448.9738.6456.183.0159.19109-10,4-1048.9745.2947.13047.13115-11,11-12,11-1827.4234.8541.2751.77051.771211-12,6-12,12-1334.8527.4219.9441.1012.1653.261312-13,13-14,13-1919.9424.0

7、130.9937.47037.471413-14,14-15,8-1424.017.1527.4229.294.2833.571514-15,15-167.158.497.8207.821615-16,16-17,16-208.4947.7521.3338.78038.781716-17,17-2147.7512.0129.88029.881811-18,18-1941.2743.2242.24042.241918-19,13-19,19-2043.2230.9947.7560.98060.982019-20,16-20,20-2147.7521.3344.9557.0221.6578.672

8、120-21,17-2144.9512.0128.48028.48合計1014.241.4 流量的初步分配根據(jù)用水情況，擬定各管段的水流方向如圖1所示。按照最短路線供水原則，并考慮可靠性的要求進行流量分配，流向節(jié)點的流量取負號，離開節(jié)點的流量取正號，分配時每一節(jié)點都要滿足連續(xù)性方程，幾條平行的干線，大致分配相近流量。并選定整個管網(wǎng)的控制點。與干管垂直的連接管，因平時流量較小，所以可分配較少的流量。管徑按界限流量確定，各項參數(shù)見圖1。圖1 管網(wǎng)定線草圖1.5 水頭損失公式及計算說明u 平差計算表中水頭損失h值的計算，使用海曾威廉公式， Ch取130，采用的管道為新鑄鐵管。u 平差計算表中的， u

9、 管段27的管徑為400mm，沒有嚴(yán)格按照界限流量值選取。是因為考慮到事故時管段15斷掉后，必然會增加管段27的流量，會大大增加系統(tǒng)水頭損失。1.6 管網(wǎng)平差環(huán)狀網(wǎng)在初步分配流量之后，已經(jīng)符合連續(xù)性方程qi + qij = 0的要求。但在選定管徑和求得各管段水頭損失以后，每環(huán)往往不能滿足hij=0或sijqijn=0的要求。因此必須在初步分配流量時確定管徑的基礎(chǔ)上，重新分配各管段的流量，反復(fù)計算，直到同時滿足連續(xù)性方程和能量方程組為止。借助Excel進行管網(wǎng)平差。假定各環(huán)內(nèi)水流順時針方向時，流量為正；水流逆時針時，流量為負。初分配流量管網(wǎng)平差結(jié)果如下：1.7 平差結(jié)果借助excel經(jīng)5次平差后

10、，各個基環(huán)的閉合差hi均小于設(shè)計要求的0.1m，大環(huán)的閉合差絕對值為0.342m小于設(shè)計要求0.5m，因此平差結(jié)果滿足要求。平差結(jié)果圖如圖2所示：圖2 平差后效果圖第二章 最大閉合差的環(huán)校正法2.1 流量的初步分配設(shè)計總流量與哈代克羅斯法計算時的流量相同，且初步分配流量也相同，管網(wǎng)定線草圖如圖1所示。2.2 平差按照初步分配的流量對所有基環(huán)進行平差，并求得各個基環(huán)的閉合差。平差結(jié)果如下：初分配流量管網(wǎng)平差結(jié)果如下：初次分配流量平差結(jié)果圖：從圖中不難看出閉合差較大且方向相同的基環(huán)和可以將其合并成一個新的大環(huán)，基環(huán)和可以合并成另一個大環(huán)。然后將構(gòu)成大環(huán)的管段如2-3，3-4，4-10，8-9，7-

11、8，2-7進行平差，而3-9管段則保持流量不變。平差后可以得到一個校正流量q，將大環(huán)上所對應(yīng)的管段進行流量校正，并計算受影響的基環(huán)的閉合差是否滿足要求。此過程即為大環(huán)的第一次校正。大環(huán)和平差計算：大環(huán)和平差計算：2.3 第1次校正得到大環(huán)管段的校正流量后將其帶入基環(huán)，計算其閉合差。通過以上計算就能得到第一次校正結(jié)果，計算結(jié)果見下表：第一次平差結(jié)果圖如下：由上圖可知，顯然閉合差不滿足要求，需進行第2次平差。第2次平差選擇環(huán)，構(gòu)成的大環(huán)進行平差。計算結(jié)果如下：2.4 第2次校正第2次平差結(jié)果圖如下：由上圖可知，閉合差不滿足要求，需進行第3次平差。第3次平差選擇閉合差較大的單環(huán)和單環(huán)進行平差。計算結(jié)

12、果如下：單環(huán)：單環(huán):2.5 第3次校正第3次平差結(jié)果圖如下：由上圖可知，閉合差不滿足要求，需進行第4次平差。第4次平差選擇環(huán)，構(gòu)成的大環(huán)進行平差。計算結(jié)果如下：2.6 第4次校正第4次平差結(jié)果圖如下：由上圖可知，閉合差不滿足要求，需進行第5次平差。第5次平差選擇環(huán)，構(gòu)成的大環(huán)進行平差。計算結(jié)果如下：2.7 第5次校正第5次平差結(jié)果圖如下：由上圖可知，閉合差不滿足要求，需進行第6次平差。第6次平差選擇環(huán)，構(gòu)成的大環(huán)進行平差。計算結(jié)果如下：2.8 第6次校正第6次平差結(jié)果圖如下：由上圖可知，閉合差不滿足要求，需進行第7次平差。第7次平差選擇環(huán)，構(gòu)成的大環(huán)，單環(huán)，單環(huán)進行平差。計算結(jié)果如下：2.9 第7次校正第7次平差結(jié)果圖如下：由上圖可知，各個基環(huán)的閉合差hi均小于設(shè)計要求的0.1m，大環(huán)的閉合差絕對值