1、第第6章章 給水管網工程設計給水管網工程設計 6.1 設計用水量計算設計用水量計算 6.2 設計流量分配與管徑設計設計流量分配與管徑設計 6.3 泵站揚程與水塔高度設計泵站揚程與水塔高度設計 6.4 管網設計校核管網設計校核 6.5 給水給水管網分區設計管網分區設計第6章 給水管網工程設計 設計內容和程序：（1 1）管網工程設計范圍：）管網工程設計范圍： 城市總體管網：總體規劃、干管設計；城市總體管網：總體規劃、干管設計； 區域供水管網：城市區域、功能區域（工廠、居住、區域供水管網：城市區域、功能區域（工廠、居住、學校、學校、）；）； 單項管道工程；引水工程、輸水工程、改擴建工單項管道工程；引

2、水工程、輸水工程、改擴建工程、程、；（2 2）設計用水量：滿足最不利供水條件下用水需求；）設計用水量：滿足最不利供水條件下用水需求； 工程覆蓋區域用水量需求和分布；工程覆蓋區域用水量需求和分布； 用戶用水量和區域用水量計算；用戶用水量和區域用水量計算； 節點用水量分布；節點用水量分布；（3 3）調節供水量與調節設施：）調節供水量與調節設施： 清水池、水塔、調節水池、泵站、加清水池、水塔、調節水池、泵站、加壓泵站；壓泵站；（4 4）管段設計）管段設計確定管段直徑；確定管段直徑；（5 5）設計方案水力分析和校核；）設計方案水力分析和校核；（6 6）不同工況水力水質校核；）不同工況水力水質校核；（7

3、 7）確定初步設計方案：管徑、管材、流量、壓力、泵）確定初步設計方案：管徑、管材、流量、壓力、泵站揚程、造價匡算、能量、成本、校核；站揚程、造價匡算、能量、成本、校核；（8 8）編制初步設計說明書：說明書、計算書；）編制初步設計說明書：說明書、計算書；（9 9）施工圖設計：詳細設計管道定位、埋深、施工方）施工圖設計：詳細設計管道定位、埋深、施工方法、費用概預算；法、費用概預算；（1010）工程施工：工程招投標（工程施工、設備采購、材）工程施工：工程招投標（工程施工、設備采購、材料采購）、工程監理、設備監理。料采購）、工程監理、設備監理。（1 1）管網定線）管網定線（2 2）計算干管的總長度）計

4、算干管的總長度（3 3）計算干管的比流量）計算干管的比流量（4 4）計算干管的沿線流量）計算干管的沿線流量（5 5）計算干管的節點流量）計算干管的節點流量lqQqslqqslltqq5 . 0（6）定出各管段的計算流量）定出各管段的計算流量 樹狀網：管段流量等于其后管段各節點流量和樹狀網：管段流量等于其后管段各節點流量和 環狀網：根據一定原則先人為擬定環狀網：根據一定原則先人為擬定（7）根據計算流量和經濟流速，選取各管段的管徑）根據計算流量和經濟流速，選取各管段的管徑（8）根據流量和管徑計算各管段壓降）根據流量和管徑計算各管段壓降（9）確定控制點，根據管道壓降求出各節點水頭和自由水壓。）確定控

5、制點，根據管道壓降求出各節點水頭和自由水壓。樹狀網：根據流量直徑計算壓降。樹狀網：根據流量直徑計算壓降。環狀網：若各環內水頭損失代數和（閉合差）超過規定值，進行水力平差，環狀網：若各環內水頭損失代數和（閉合差）超過規定值，進行水力平差，對流量進行調整，使各個環的閉合差達到規定的允許范圍內。對流量進行調整，使各個環的閉合差達到規定的允許范圍內。（6）（9）列水力分析計算表）列水力分析計算表（10）確定水泵揚程和水塔高度）確定水泵揚程和水塔高度 設計用水量設計用水量居住區綜合生活用水居住區綜合生活用水工業企業生產用工業企業生產用 水和職工生活用水水和職工生活用水 澆灑道路和綠化用水澆灑道路和綠化用

6、水 未預見水量未預見水量管網漏失水量管網漏失水量 設計規范：設計規范： 室外給水設計規范室外給水設計規范 工業企業設計衛生標準工業企業設計衛生標準 建筑設計防火規范建筑設計防火規范 高層民用建筑設計防火規范高層民用建筑設計防火規范 * 建設部（建設部（1995）科研項目：）科研項目：“城市生活用水定額研究城市生活用水定額研究”成果；成果；* 數據來源：全國用水人口數據來源：全國用水人口35%，全國市政供水量，全國市政供水量40%，約約10萬個數據；萬個數據；* 室外給水設計規范室外給水設計規范GB50013-2006；*城市供水統計年鑒城市供水統計年鑒(19902001年年)：555個城市用個

7、城市用水資料水資料 ；* 用水定額劃分為三個區；用水定額劃分為三個區；* 城市規劃法規定：城市規劃法規定： 特大城市人口在特大城市人口在100萬以上；萬以上； 大城市人口在大城市人口在100萬以下，萬以下，50萬以上；萬以上； 中小城市人口在中小城市人口在50萬以下。萬以下。 用水量預測用水量預測工業用水指標：單位產品用水量 用途：冷卻、空調、制造、加工、凈化、洗滌；用途：冷卻、空調、制造、加工、凈化、洗滌；行業用水量指標規定：發電、冶金、化工、紡織、電行業用水量指標規定：發電、冶金、化工、紡織、電子、機械、子、機械、. .；工業企業內工作人員生活用水量一般車間采用每人每班一般車間采用每人每班

8、25L25L，高溫車間采用每人每班，高溫車間采用每人每班35L35L。K Kh h=2.5-3.0=2.5-3.0工業企業工作人員淋浴用水量接觸污染工種：接觸污染工種：60L/cap.60L/cap.班；一般工種：班；一般工種：40L/cap.40L/cap.班；班；淋浴用水時間：每次下班后淋浴用水時間：每次下班后1 1小時內用水。小時內用水。節約用水：改進生產工藝、循環、重復利用。改進生產工藝、循環、重復利用。管網消防栓設計：管網消防栓設計：“室外室外消防給水管道的最小直消防給水管道的最小直徑不應小于徑不應小于100mm100mm”和和“室室外消火栓的間距不應超外消火栓的間距不應超過過120

9、m120m” ； 消防用水量計算：消防用水量計算： 建 筑 設 計 防 火 規 范 建 筑 設 計 防 火 規 范 (GB50016-2006)(GB50016-2006)、高層民用建高層民用建筑設計防火規范筑設計防火規范(GB50045-95)2005(GB50045-95)2005版。版。 澆灑道路用水：澆灑道路用水：2.0-3.0L/(m2.0-3.0L/(m2 2d)d)計算；澆灑綠化計算；澆灑綠化1.0-3.0L/(m1.0-3.0L/(m2 2d)d)。最高日用水量的最高日用水量的10%-12%10%-12%計算。計算。最高日用水量的最高日用水量的8%8%- -12%12%。【注：

10、【注：( (5 5）6 6）15152525】 （舊）（舊）日變化系數宜采用日變化系數宜采用K Kd d= =1.1-1.51.1-1.5；時變化系數宜采用時變化系數宜采用K Kh h= =1.3-1.61.3-1.6 。（2）最高日設計用水量計算）最高日設計用水量計算o最高日設計用水量應包括設計年限內所供應最高日設計用水量應包括設計年限內所供應的全部用水：的全部用水：居住區綜合生活用水，工業企居住區綜合生活用水，工業企業生產用水和職工生活用水，消防用水，澆業生產用水和職工生活用水，消防用水，澆灑道路和綠地用水以及未預見水量和管網漏灑道路和綠地用水以及未預見水量和管網漏失水量，但不包括工業失水

11、量，但不包括工業自備水源自備水源所供應的水所供應的水量。量。o設計用水量應先分項計算，最后進行匯總。設計用水量應先分項計算，最后進行匯總。 由于消防用水量是偶然發生的，由于消防用水量是偶然發生的，不累計不累計到設到設計總用水量中，僅作為計總用水量中，僅作為設計校核設計校核使使用。用。1）城市最高日綜合用水量）城市最高日綜合用水量q1i -城市各用水分區的最高日綜合生活用水量定額，城市各用水分區的最高日綜合生活用水量定額，L/（cap.d)N1i -設計年限內城市各用水分區的計劃用水人口數，設計年限內城市各用水分區的計劃用水人口數，cap。)/(10003111dmNqQii2）工業企業生產用水

12、量）工業企業生產用水量q2i 各工業企業最高日生產用水量定額，各工業企業最高日生產用水量定額， m3/萬元、萬元、 m3/產量單位或產量單位或m3/ （生產設備單（生產設備單位位.d）；N2i 各工業企業產值，各工業企業產值， 萬元萬元/d，或產量，產，或產量，產品單位品單位/d，或生產設備數量，生產設備單位，或生產設備數量，生產設備單位 ；fi 各工業企業生產用水重復利用率。各工業企業生產用水重復利用率。)/)(1 (3222dmfNqQiii3)工企業職工生活用水量工企業職工生活用水量Q3 Q3=1/1000n3i(N3i q3i + N3i ”q3i ”) (m3 /d) 式中：式中：n

13、3i 某車間或工廠每日班別；某車間或工廠每日班別； N3i 、N3i ” 分別為相應車間或工廠一般及高溫車間分別為相應車間或工廠一般及高溫車間 崗位崗位最大最大班班的職工人數，人；的職工人數，人； q3i 、q3i ” 分別為相應崗位職工的生活用水定額，分別為相應崗位職工的生活用水定額， L /人人.班班;4）工企業職工淋浴用水量工企業職工淋浴用水量Q4 Q4=1/1000n4i(N4i q4i + N4i ”q4i ”) (m3 /d) 式中：式中：n4i 某車間或工廠每日班別；某車間或工廠每日班別； N4i 、N4i ” 分別為相應車間或工廠一般及高溫分別為相應車間或工廠一般及高溫 車間崗

14、位每班的職工淋浴人數，人；車間崗位每班的職工淋浴人數，人； q4i 、q4i ” 分別為相應崗位職工的淋浴用水定額，分別為相應崗位職工的淋浴用水定額， L / 人人.班。班。 工企業工企業用水總量為用水總量為Q2+Q3+Q45）澆灑道路和大面積綠化用水量）澆灑道路和大面積綠化用水量q5a 城市澆灑道路用水量定額，城市澆灑道路用水量定額，L/(m2.d.次次)；q5b城市大面積綠化用水量定額，城市大面積綠化用水量定額，L/(m2.d)；N5a城市最高日澆灑道路面積，城市最高日澆灑道路面積，m2；f5 城市最高日澆灑道路次數城市最高日澆灑道路次數N5b城市最高日大面積綠化用水面積，城市最高日大面積

15、綠化用水面積，m2。)/(10003555555dmNqfNqQbbaa 6）管網漏失水量管網漏失水量Q6=（0.100.12）（）（Q1+ Q2 + Q3 + Q4+ Q5）據調查，城市供水管網漏失率為據調查，城市供水管網漏失率為21.4左左右，一些北方地區城市供水管網漏失率甚右，一些北方地區城市供水管網漏失率甚至達到至達到40（平頂山），已遠遠超過（平頂山），已遠遠超過12的國家控制標準。的國家控制標準。 （北京17%）（國（國外外7%）7）未）未預見水量預見水量Q7=（0.080.12）（）（Q1+ Q2 + Q3 + Q4+ Q5）（）（m3/d)指在給水設計中對難以遇見的因素（如規劃

16、的變化及流動人口用水等）指在給水設計中對難以遇見的因素（如規劃的變化及流動人口用水等）而預留的水量。而預留的水量。8）消防用水量）消防用水量Q8=q8f8 (L/s)q8 消防用水量定額，消防用水量定額，L/s；f8 同時火災次數。同時火災次數。 Qd=Q1+ Q2 + Q3 + Q4+ Q5 + Q6+ Q7（m3/d) 例6.1o例3-1 我國華北某地一工業區，規劃居住人口10萬人，用水普及率預計為100%，其中老市區人口8.2萬，新市區人口1.8萬；老市區房屋衛生設備較差，最高日生活用水量定額采用190L/（cap.d），新市區房屋衛生設備比較先進和齊全，最高日綜合生活用水量定額采用20

17、5L/（cap.d），該工業區內設有職工醫院、飯店、招待所、學校、娛樂商業等公共建筑。居住區（包括公共建筑）生活用水量變化規律與現在某市實際統計資料相似，見表3-1第（2）項所示，工業區有兩個企業：甲企業有職工9000人，分三班工作（0、8、16時），每班3000人，無一般車間，每班下班后需淋浴；乙企業有7000人，分兩班制（8、16時），每班3500人，無高溫車間，每班有2400人淋浴，車間生產輕度污染身體。生產用水量：甲企業每日24000m3，均勻使用，乙企業每日6000m3，集中在上班后前4小時內均勻內使用。城市澆灑道路面積為4.5hm2，用水定額采用1.5L/（m2.次）每天澆灑1次，

18、大面積綠化面積6.0hm2，用水定額采用2.0L/（m2.d），試計算該工業區一下各項用水量：o（1）最高日設計用水量及逐時用水量；o（2）最高日平均時和最高時設計用水量；o（3）消防時所需總用水量。解：一、工業區最高日設計用水量及逐時用水量計算解：一、工業區最高日設計用水量及逐時用水量計算（一）生活用水量計算（一）生活用水量計算1.居住區綜合生活用水量計算：居住區綜合生活用水量計算：根據表根據表3-13-1第（第（2 2）項）項逐時變化系數計算居逐時變化系數計算居住區（包括公共建）住區（包括公共建）的各小時用水量列于的各小時用水量列于表表3-13-1第（第（3 3）項）項內。內。2.工業企業

19、職工生活用水量工業企業職工生活用水量 職工生活用水量標準采用：高溫車間為職工生活用水量標準采用：高溫車間為35L/（人（人.班）；班）；一般車間為一般車間為25L/ （人（人.班）。班）。 則甲、乙企業職工生活用水量按式（則甲、乙企業職工生活用水量按式（3-6） 計算：計算：將圖中的變化系數，按班制分配于表3-1中的（4）（8）項，甲企業高溫車間生活用水量按（4）項變化系數計算，各小時用水量列于表3-1第（5）項；乙企業一般車間生活用水量按第（8）項變化系數計算，各小時用水量列于表3-1第（9）項。3.工業企業職工淋浴用水量工業企業職工淋浴用水量 職工淋浴用水量標準，高溫污染車間為職工淋浴用水

20、量標準，高溫污染車間為60L/（人（人.班），班），一般車間為一般車間為40L/（人（人.班），則甲、乙企業職工淋浴用水量按班），則甲、乙企業職工淋浴用水量按式（式（3-7）計算：）計算：淋浴時間在下班淋浴時間在下班后一小時內使用，后一小時內使用，甲、乙企業分別甲、乙企業分別列于表列于表3-13-1中第中第（6 6）（）（1010）項）項（二）工業企業生產用水量計（二）工業企業生產用水量計算算甲企業甲企業小時均勻使用，小時均勻使用，則則平均每小時用水量平均每小時用水量為為1000m1000m3 3；乙企業乙企業在在上班后上班后4 4小時內小時內使用，使用，按兩班制計算，按兩班制計算，平均平均每

21、小時用水量為每小時用水量為750m750m3 3；分別列于表；分別列于表3-13-1的第（的第（7 7）（）（1111）項。項。（三）市政用水量計算（三）市政用水量計算考慮到供水的安考慮到供水的安全可靠性，在設全可靠性，在設計時計時市政用水量市政用水量一般放在用水高一般放在用水高峰時段峰時段，市政用，市政用水量列于表水量列于表3-13-1中中第（第（1212）項）項（四）未預見水量及管網漏失水量計算（四）未預見水量及管網漏失水量計算 未預見水量及管網漏失水量計算按上述各項用水量總和的未預見水量及管網漏失水量計算按上述各項用水量總和的20%計入，則：計入，則：（按新規范分別計算）（按新規范分別計

22、算）取取發生在發生在每小時的未每小時的未預見水量預見水量基本上隨基本上隨用水量的增加而增用水量的增加而增加。權衡考慮諸因加。權衡考慮諸因素，素，未預見及管網未預見及管網漏失水量漏失水量24h24h均勻均勻分配分配，較為經濟合，較為經濟合理，見表理，見表3-13-1第第（1313）項）項因此，該工業區最高日設計用水量可按式二、最高日平均時和最高時設計用水量計算二、最高日平均時和最高時設計用水量計算（一）（一）最高日平均時設計用水量最高日平均時設計用水量，按式（，按式（3-11）計算：）計算：（二）（二）最高日最高時設計用水量最高日最高時設計用水量，由表，由表3-13-1第（第（1414）項查）項

23、查出：最高用水時發生在出：最高用水時發生在8989時，時， 占最高日占最高日設計用水量的百分數為設計用水量的百分數為 ，則：，則：三、工業區所需消防用水量三、工業區所需消防用水量 該工業區在規劃年限內的人口為該工業區在規劃年限內的人口為10萬人，參照國家現行萬人，參照國家現行建筑設計防火規范建筑設計防火規范，確定消防用水量為，確定消防用水量為35L/s，同時發生，同時發生火災次數為火災次數為2次。則該工業區所需消防總流量，按式（次。則該工業區所需消防總流量，按式（3-13）計算：計算： 設計該工業區給水系統時作為消防校核計算的依據。設計該工業區給水系統時作為消防校核計算的依據。（1 1）設計用

24、水量變化規律的確定）設計用水量變化規律的確定1）室外給水設計規范規定，城市供水中，時變）室外給水設計規范規定，城市供水中，時變化系數、日變化系數應根據城市性質、城市規模、化系數、日變化系數應根據城市性質、城市規模、國民經濟與社會發展和成熟供水系統并結合現狀國民經濟與社會發展和成熟供水系統并結合現狀供水曲線和日用水變化分析確定；在缺乏實際用供水曲線和日用水變化分析確定；在缺乏實際用水資料的情況下，最高日城市綜合用水的時變化水資料的情況下，最高日城市綜合用水的時變化系數宜采用系數宜采用1.31.6，日變化系數宜采用，日變化系數宜采用1.11.5，個別小城鎮可適當加大。，個別小城鎮可適當加大。 最高

25、日用水量的時變化曲線：最高日用水量的時變化曲線：最高日各小時用水量曲線圖。最高日各小時用水量曲線圖。圖圖6.1某城市最高日用水量變化曲線某城市最高日用水量變化曲線 24dhhQKQ(6.8) （m3/h） 圖圖6.1 中，最高時用水量為全天用水量中，最高時用水量為全天用水量的的5.92%，時變化系數為，時變化系數為1.42。若最高。若最高日用水量日用水量Qd=45000m3/d，則最高時用水，則最高時用水量為：量為： 2663244500042. 124dhhQKQ（m3/h） 工業企業職工生活用水量時變化曲線工業企業職工生活用水量時變化曲線平均時百分比平均時百分比=1/8=0.1252）工業

26、企業內工作人員的生活用水時變化系數為）工業企業內工作人員的生活用水時變化系數為2.53.0，淋浴用水量按每班延續，淋浴用水量按每班延續用水用水1小時確定變化系數；小時確定變化系數；3）工業生產用水量一般變化不大，可以在最高日個小時均勻分配。）工業生產用水量一般變化不大，可以在最高日個小時均勻分配。o供水設計的原則：供水設計的原則：1）供水管網設計流量等于最高日最高時設計用水量；）供水管網設計流量等于最高日最高時設計用水量；2）單水源給水系統，可以考慮不設水塔（或高位水池）或者）單水源給水系統，可以考慮不設水塔（或高位水池）或者設置水塔（或高位水池）兩種方案。設置水塔（或高位水池）兩種方案。3）

27、多水源給水系統，一般不需要在管網中設置水塔或高位水）多水源給水系統，一般不需要在管網中設置水塔或高位水池進行水量調節；池進行水量調節；單水源給水系統單水源給水系統不設水塔或高位水池，供水泵站設計供水流量為最不設水塔或高位水池，供水泵站設計供水流量為最高時用水量；高時用水量；設置水塔或高位水池，設置水塔或高位水池，應設計泵站供水曲線應設計泵站供水曲線。 具體要求：具體要求：泵站供水量一般分兩級；泵站供水量一般分兩級；泵站各級供水線盡量接近用水線，各級供水量取相泵站各級供水線盡量接近用水線，各級供水量取相應時段用水量的平均值；應時段用水量的平均值；應注意每級能否選到合適水泵，以及水泵機組的合應注意

28、每級能否選到合適水泵，以及水泵機組的合理搭配；理搭配；必須使泵站必須使泵站24小時供水量之和與最高日用水量相等。小時供水量之和與最高日用水量相等。l二級供水二級供水第一級：從第一級：從22點到點到5點，供水量點，供水量2.22%；第二級：從第二級：從5點到點到22點，供水量點，供水量4.97%；總供水量：總供水量：2.22%*7+4.97%*17=100%l供水泵站、水塔或高位水池設計流量供水泵站、水塔或高位水池設計流量若最高日用水量為若最高日用水量為45000m3/do不設水塔或高位水池，供水泵站設計供水流量為：不設水塔或高位水池，供水泵站設計供水流量為：450005.92%1000/360

29、0=740(L/s)o設置水塔或高位水池，供水泵站設計供水流量：設置水塔或高位水池，供水泵站設計供水流量：450004.97%1000/3600=620(L/s)o水塔或高位水池的設計供水流量：水塔或高位水池的設計供水流量：45000（5.92%-4.97%）1000/3600=120(L/s)o水塔或高位水池的最大進水流量（水塔或高位水池的最大進水流量（21-22點）：點）：45000（4.97%-3.65%）1000/3600=165(L/s)清水池和水塔清水池和水塔o作用作用清水池：調節流量（調節水廠產水量和二泵供水清水池：調節流量（調節水廠產水量和二泵供水量），貯存水量和量），貯存水量

30、和 保證氯消毒接觸時間；保證氯消毒接觸時間；水塔：調節流量（二泵供水量和用戶用水量），貯水塔：調節流量（二泵供水量和用戶用水量），貯存水量和保證管網水壓。存水量和保證管網水壓。)()(2121QQMinQQMaxW二級泵站供水線越接近用水線，則水塔容積越小，清水池容積越大些。二級泵站供水線越接近用水線，則水塔容積越小，清水池容積越大些。例例6.2P126 用水量曲線（用水量曲線（2）和）和二級二級泵泵站供水曲線（站供水曲線（3）表達水塔或）表達水塔或水池的流量調節作用，供水水池的流量調節作用，供水量高于用水量時，多余的水量高于用水量時，多余的水進入水塔或水池內貯存，相進入水塔或水池內貯存，相反

31、，當供水量低于用水量時，反，當供水量低于用水量時，則從水塔或高位水池流出以則從水塔或高位水池流出以補泵站供水量的不足。補泵站供水量的不足。 圖圖6.1中兩條虛線之間的差即為需要調節的流量差，中兩條虛線之間的差即為需要調節的流量差，列于表列于表6.4中的（中的（2）、（）、（3）兩項。）兩項。o當給水管網中設有水塔或高位水池時，則要調節當給水管網中設有水塔或高位水池時，則要調節供水泵站供水流量與用水流量之差，如圖供水泵站供水流量與用水流量之差，如圖6.1中泵中泵站供水線（虛線）與用水線之間的差值，列于圖站供水線（虛線）與用水線之間的差值，列于圖6.4中的中的（3）、（）、（4）兩項。）兩項。o調

32、節構筑物的功能是調節供水量與用水量之間的調節構筑物的功能是調節供水量與用水量之間的差差值值。 （3）調節容積計算）調節容積計算當管網中設置水塔時，當管網中設置水塔時，第（第（2）列數據為）列數據為Q2，第（，第（3）列數據為）列數據為Q3，第，第5列為調節流量列為調節流量Q2-Q3，第，第6列為調節流量累計值列為調節流量累計值（Q2-Q3），其最大值），其最大值為為9.74，最小值為，最小值為-3.89，調節容積為：，調節容積為：9.74-(-3.89)=13.63（%）。）。當管網中不設水塔時，當管網中不設水塔時，第（第（4）列數據為）列數據為Q4，第，第7列為調節流量列為調節流量Q2-Q4

33、，第第8列為調節流量累計值列為調節流量累計值（Q2-Q4），其最大值為），其最大值為10.40，最小值為，最小值為-4.06，清水池調節容積為：，清水池調節容積為：10.40-(-4.06)=14.46（%）。）。水塔調節容積計算見表水塔調節容積計算見表6.4中第中第9、10列，列，其中，第其中，第9列為調節流量列為調節流量Q3-Q4，第，第10列為調節流量累計值列為調節流量累計值（Q3-Q4），其最大值為），其最大值為2.43，最小值，最小值為為-1.78，水塔調節容積為：，水塔調節容積為：2.43-(-1.78)=4.21（%）。）。Q1、Q2表示表示要調節的兩個流要調節的兩個流量，量，m

34、3/h。清水池或水塔調節容積計算：累計累計 100.00 100.00 100.00 調節容積調節容積=13.63 調節容積調節容積=14.46 調節容積調節容積=4.21 清水池和水塔的關系清水池和水塔的關系 若二泵供水曲線越接近用水曲線，必然遠離水廠若二泵供水曲線越接近用水曲線，必然遠離水廠產水曲線，則產水曲線，則V塔塔減小減小，但，但V清清增加，極限下，增加，極限下， V塔塔=0， V清清最大。故清水池和水塔共同承擔調節水量。最大。故清水池和水塔共同承擔調節水量。1、因水塔單位造價大于清水池，調節容量盡量集中、因水塔單位造價大于清水池，調節容量盡量集中在清水池中，以節省造價；在清水池中，

35、以節省造價；2、V調調為為Qd的百分數，的百分數，Qd 越大，越大， V調調越大；故大中越大；故大中城市，水量大，不經濟，常不設水塔，但中小城市和城市，水量大，不經濟，常不設水塔，但中小城市和工企業常設水塔，既可貯水，又可提高供水安全可靠工企業常設水塔，既可貯水，又可提高供水安全可靠性。性。 清水池設計有效容積調節用水量消防用水量水廠生產自用水量清水池設計有效容積調節用水量消防用水量水廠生產自用水量安全儲備水量：安全儲備水量： 式中 W1 調節容積，m3； W2 消防貯水量，m3； W3 水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產用水，m3； W4 安全貯量，m3。4321WWWWWc水池容積水池容積 1

36、23“設計規范”第7.5.1條 凈水廠清水池的有效容積，應根據產水曲線、送水曲線、自用水量及消防儲備水量等確定，并滿足消毒接觸時間的要求。當管網無調節構筑物時，在缺乏資料情況下，可按水廠最高日設計水量的 1020確定。“圖集說明”第3.1.2條有關內容：水深不宜過淺，一般可為3.54.5m。“設計規范”第7.5.3條清水池的池數或分格數不得少于2個，并能單獨工作和分別泄空；在有特殊措施能保證供水要求時，亦可修建1個（應設超越清水池的管道）。清水池設計參數清水池設計參數-關于水池容積、水深及尺寸關于水池容積、水深及尺寸24“圖集說明”第3.1.2條有關內容：水池平面尺寸應根據所處場地條件及結構經

37、濟合理確定，應盡量減少占地面積。 W2 =QxT（ m3 ） W2消防貯量，消防貯量， ，其中，其中，Qx為室外消防總流量，為室外消防總流量， m3/h，按現，按現行建筑設計防火規范確定；行建筑設計防火規范確定；T為消防歷時，一般為為消防歷時，一般為2h； W4安全貯量，安全貯量， m3 ，為避免清水池抽空，威脅供水安全，清，為避免清水池抽空，威脅供水安全，清水池可保留一定水深（水池可保留一定水深（0.5m）的容量作為安全貯量，若清水池有）的容量作為安全貯量，若清水池有效水深為效水深為3.55.0m時，時， 則則W4 =（1/61/7）（）（w1 +w2+w3）（）（ m3 ）清水池最低水位清

38、水池最低水位=地面標高地面標高-有效水深有效水深 注：清水池內水面標高注：清水池內水面標高=地面標高，池頂高出地面，池頂加地面標高，池頂高出地面，池頂加0.5-1.0米覆土（抗浮和保溫）米覆土（抗浮和保溫） 清水池的消防貯量和安全貯量之和，清水池的消防貯量和安全貯量之和，一般均能滿足氯消毒接觸時間不小于一般均能滿足氯消毒接觸時間不小于30s的要求。的要求。 在資料、不能進行水量調節計算的情況下，在資料、不能進行水量調節計算的情況下，一般清水池容積可按最高日用水量的一般清水池容積可按最高日用水量的10%20%設計。工業用水可按生產上的設計。工業用水可按生產上的要求確定清水池容積。要求確定清水池容

39、積。 清水池應設計成相等容積的兩只，如僅有清水池應設計成相等容積的兩只，如僅有一只，則應分格或采取適當措施，以便清一只，則應分格或采取適當措施，以便清洗或檢修時不間斷供水。洗或檢修時不間斷供水。 水塔設計有效容積水塔調節水量室內消防用水量：水塔設計有效容積水塔調節水量室內消防用水量： 清水池的構造清水池的構造o給水工程中，常用鋼筋混凝土水池、預應力鋼筋給水工程中，常用鋼筋混凝土水池、預應力鋼筋混凝土水池和磚石水池等。一般做成圓形或矩形。混凝土水池和磚石水池等。一般做成圓形或矩形。o鋼筋混凝土水池使用最廣。當水池容積小于鋼筋混凝土水池使用最廣。當水池容積小于2500m3時，圓形經濟，大于時，圓形

40、經濟，大于2500m3時矩形時矩形經濟。經濟。o水池應有單獨的進水管和出水管，安裝地點應保水池應有單獨的進水管和出水管，安裝地點應保證池水的經常循環，一般從池一側上部進水，從證池水的經常循環，一般從池一側上部進水，從另一側下部出水。此外，還應有溢水管、放空管、另一側下部出水。此外，還應有溢水管、放空管、檢修孔、導流墻、通風孔等。池頂覆土檢修孔、導流墻、通風孔等。池頂覆土0.30.7m，以利于保溫和抗浮。，以利于保溫和抗浮。形形式式對對比比圓形清水池圓形清水池- -在一定容量范圍內，圓形水池具有耗材少，投資省等優點- -但模板消耗較高，且平面布置中占地面積較大。 矩形清水池- -矩形水池施工方便

41、，模板周轉效率高，且布置緊湊。- -矩形水池又分正方形和長方形兩種，從等面積而論，正方形周邊最短，用材少， 當容量大于2000m3時，往往采用矩形水池 清水池構造圖清水池構造圖在同時貯存消防用水的水池，為避免平時取用消防用水，可采取在同時貯存消防用水的水池，為避免平時取用消防用水，可采取圖所示的各種措施（防止取用消防蓄水的措施）圖所示的各種措施（防止取用消防蓄水的措施）水塔的構造水塔的構造o塔體塔體:用于支撐水柜，常用鋼筋混凝土、磚石或鋼材用于支撐水柜，常用鋼筋混凝土、磚石或鋼材建造或采用裝配式和預應力鋼筋混凝土結構。裝配建造或采用裝配式和預應力鋼筋混凝土結構。裝配式水塔可以節約模板用量。塔體

42、形狀有圓筒形和支式水塔可以節約模板用量。塔體形狀有圓筒形和支柱式。柱式。o水塔的進水管和出水管可以合用，也可以分別單獨水塔的進水管和出水管可以合用，也可以分別單獨設置。設置。o基礎基礎 :可采用單獨基礎、條形基礎和整體基礎。常用可采用單獨基礎、條形基礎和整體基礎。常用的材料有磚石、混凝土、鋼筋混凝土等。的材料有磚石、混凝土、鋼筋混凝土等。 還設有一些附屬設施，如為防雷電的避雷針、還設有一些附屬設施，如為防雷電的避雷針、扶梯、平臺、欄桿和照明設施等。扶梯、平臺、欄桿和照明設施等。給水給水管網計算步驟管網計算步驟1、求沿線流量和節點流量；、求沿線流量和節點流量；2、求管段計算流量；、求管段計算流量

43、；3、確定各管段的管徑和水頭損失；、確定各管段的管徑和水頭損失；4、進行管網水力計算和技術經濟計算；、進行管網水力計算和技術經濟計算；5、確定水泵揚程和水塔高度。、確定水泵揚程和水塔高度。(1)(1)用水流量分配用水流量分配o為進行給水管網的細部設計，必為進行給水管網的細部設計，必須將總流量分配到系統中去，也須將總流量分配到系統中去，也就是將最高日用水流量分配到每就是將最高日用水流量分配到每條管段和各個節點上去。條管段和各個節點上去。集中流量集中流量：從一個點取得用水，用水量較大的用戶。：從一個點取得用水，用水量較大的用戶。其用水流量稱其用水流量稱為集中流量，如工業企業、事業單位、大型公共建筑

44、等用水均可以為集中流量，如工業企業、事業單位、大型公共建筑等用水均可以作為集中流量；作為集中流量；分散流量分散流量：從管段沿線取得用水，且流量較小的用戶，其用水流量從管段沿線取得用水，且流量較小的用戶，其用水流量稱為沿線流量，如居民生活用水、澆路或綠化用水等稱為沿線流量，如居民生活用水、澆路或綠化用水等，情況復雜情況復雜。配水支管配水干管Q2Q1Q3Q4q1q2qqqqq34576圖 14-1 干管配水情況集中流量：集中流量：qni 各集中用水戶的集中流量，各集中用水戶的集中流量，L/s；Qdi各集中用水戶最高日用水量，各集中用水戶最高日用水量，m3/d；Khi時變化系數。時變化系數。)/(4

45、 .86sLQKqdihinio 根據實際管網流量變化情況設計管網非常復雜，加以簡化。提出比流量比流量，沿線流量沿線流量，節點流量節點流量的概念。比流量比流量：為簡化計算而將除去大用戶集中流為簡化計算而將除去大用戶集中流量以外的用水量均勻地分配在全部量以外的用水量均勻地分配在全部有效干管長度有效干管長度上，由此計算出的單位長度干管承擔的供水量。上，由此計算出的單位長度干管承擔的供水量。長度比流量：長度比流量：面積比流量：面積比流量： lqQqsAqQqs沿線流量：沿線流量：干管有效長度與比流量的乘積。干管有效長度與比流量的乘積。 lqqsl管段配水長度，不一定等于實際管長。無配水的管段配水長度

46、，不一定等于實際管長。無配水的輸水管，配水長度為零；單側配水，為實際管長輸水管，配水長度為零；單側配水，為實際管長的一半。的一半。公園公園街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊(6.13) 式中式中qmi各管段沿線流量，各管段沿線流量，L/s； Ai各管段供水面積，各管段供水面積，m2； qA按管段供水面積分配沿按管段供水面積分配沿線流量的比流量，線流量的比流量，L/（sm2）。）。iinihiAmiAAqQAqq圖圖6.2管段供水面積計算示意圖管段供水面積計算示意圖 注意事項注意事項o比較比較 面積比流量因考慮了管線供水面積（人數）多面積比流量因考慮了管線供水面積（

47、人數）多少對管線配水流量的影響，故計算結果更接近實少對管線配水流量的影響，故計算結果更接近實際配水情況，但計算復雜。際配水情況，但計算復雜。 當供水區域的干管分布比較均勻，管距大致相當供水區域的干管分布比較均勻，管距大致相同時，兩者計算結果相差很小。采用同時，兩者計算結果相差很小。采用長度比流量長度比流量簡便。簡便。o當供水區域內各區衛生設備情況或人口密度差異當供水區域內各區衛生設備情況或人口密度差異較大時，各區比流量應分別計算，且分區越多，較大時，各區比流量應分別計算，且分區越多，計算結果越準確。計算結果越準確。o同一管網，比流量大小隨用水流量變化而變化。同一管網，比流量大小隨用水流量變化而

48、變化。故管網在故管網在不同供水條件下的比流量需分別計算。不同供水條件下的比流量需分別計算。所有集中流量和沿線流量計算完后，應核算流量平衡，即：所有集中流量和沿線流量計算完后，應核算流量平衡，即：(6.14) 如果存在誤差，則應檢查計算過程中的誤差，如果存在誤差，則應檢查計算過程中的誤差，可以直接調整某些項，使流量達到平衡。可以直接調整某些項，使流量達到平衡。minihqqQ節點流量：節點流量：從沿線流量計算得出的并且假設從沿線流量計算得出的并且假設是在節點集中流出的流量。是在節點集中流出的流量。按照水力等效的原則，按照水力等效的原則，將沿線流量一分為二，將沿線流量一分為二，分別加在管段兩端的節

49、點上分別加在管段兩端的節點上；集中流量可以直接加在所處的節點上；集中流量可以直接加在所處的節點上；供水泵站或水塔的供水流量也應從節點處進入供水泵站或水塔的供水流量也應從節點處進入管網系統管網系統0.5ilqq例：所示管網，給水區的范圍如虛線所示，比流例：所示管網，給水區的范圍如虛線所示，比流量為量為qs，求各節點的流量。，求各節點的流量。因管段8-9單側供水，求節點流量時，將管段配水長度按一半計算。解解: 以節點以節點3、5、8、9為例，節點流量如下：為例，節點流量如下：例例： 某城鎮給水環狀網布置如圖所示，全城最高日某城鎮給水環狀網布置如圖所示，全城最高日最高時總用水量最高時總用水量315m

50、3/h，其中包括工廠用水量，其中包括工廠用水量50m3/h，管段，管段68和和89均只在單側有用戶。計算均只在單側有用戶。計算最高日最高時單位管長比流量、沿線流量和節點流最高日最高時單位管長比流量、沿線流量和節點流量。量。14295水廠7863工廠880640710540520620520560580920890解：解： 工廠的集中流量作為在其附近的節點工廠的集中流量作為在其附近的節點4配出。管段配出。管段68和和89均只在單側有用戶。各管段配水長度如表均只在單側有用戶。各管段配水長度如表所示。所示。 全部配水干管總計算長度為全部配水干管總計算長度為6690m，該管網最高日最，該管網最高日最高

51、時的總用水量為：高時的總用水量為： Q-q=(315-50) 1000/3600=73.6(L/s) 管長比流量管長比流量qs為：為： Qs=73.6/6690=0.011(L/s.m)某城鎮管網各管段最高日最高時沿線流量某城鎮管網最高日最高時各節點流量1427.5495水廠7863工廠 （13.89）10.7210.517.989.6311.227.421.54880640710540520620520560580920890 解解 從整個城鎮管網分布情況來看，干管的分布比較均勻，故按長度比流量法從整個城鎮管網分布情況來看，干管的分布比較均勻，故按長度比流量法計算。計算。1配水干管計算長度：

52、因二泵站配水干管計算長度：因二泵站-4為輸水管，不參與配水，其計算長度為零，為輸水管，不參與配水，其計算長度為零，4-3、1- 2、2-3管段為單側配水，其計算長度按實際長度的一半計入，其余均為管段為單側配水，其計算長度按實際長度的一半計入，其余均為雙側配水管段，均按實際長度計入，則：雙側配水管段，均按實際長度計入，則： 2配水干管比流量配水干管比流量 3沿線流量：沿線流量： 管段管段1-2的沿線流量為：的沿線流量為：各管段的沿線流量計算見表。各管段的沿線流量計算見表。 mL4600250382075637565 . 0)./(0208. 046002 .1897 .284_msLqcbsLL

53、qqcb/9 . 7756. 05 . 00208. 02121管段編號管段編號管段長度管段長度（m）管段計算長度管段計算長度(m)比流量比流量（L/(s.m)）沿線流量沿線流量(L/s)127560.5756378 0.02087.923756057563787.9148208201725820820173682082017457560.57563787.85675675615.7672502505.2合計合計 460095.5各各 管管 段段 的的 沿沿 線線 流流 量量 計計 算算 4. 節點流量計算：節點流量計算：如節點如節點5的節點流量為：的節點流量為： 各節點的節點流量計算各節點的

54、節點流量計算sLqqqqql/3 .20)177 .15708(5 . 0)(5 . 05 . 02565545節點節點連接管段連接管段節點流量節點流量(L/s)集中流集中流量量(L/s)節點總流節點總流量量(L/s)11-4、1-20.5(17+7.9)24.9189.2214.121-2、2-5、2-30.5（7.9177.9）16.4 16.432-3、3-60.5（7.917）12.5 12.541-4、4-50.5（177.8）12.4 12.454-5、2-5、5-60.5（7.817+15.7）=20.3 20363-6、5-6、6-70.5（1715.75.2）18.9 18.

55、976- 2.6合計合計 95.5189.2284.7式中：qnj_最高時位于j節點的集中流量（L/s)；qsj_位于j節點的泵站或水塔的供水設計流量（L/s)；qmi_最高時管段i節點的沿線流量（L/s)；例6.3 p130121,2,3,NjnjsjmiQqqqj，(2) (2) 節點設計流量計算節點設計流量計算o目的目的 確定管網中每一管段的計算流量確定管網中每一管段的計算流量，確定管確定管段直徑段直徑。 依據依據 節點流量平衡條件：節點流量平衡條件： 流入任一節點的流量必須等于流離該節點流入任一節點的流量必須等于流離該節點的流量。的流量。 符號規定：流入節點的流量為

56、負，流出符號規定：流入節點的流量為負，流出為正。為正。 公式公式 qi + qi j=0式中式中 qi 節點節點i的節點流量，的節點流量，L/s； qi j 連接在節點連接在節點i上的各管段流量上的各管段流量，L/s。 注意注意：求得節點流量后，根據節求得節點流量后，根據節點流量連續性方程點流量連續性方程，進行管網的流量分配，分配到各管段的流量已經包括進行管網的流量分配，分配到各管段的流量已經包括了沿線流量和轉輸流量。了沿線流量和轉輸流量。 1 1、 單水源樹狀網單水源樹狀網o特點特點 單水源枝狀管網，從配水源供水到單水源枝狀管網，從配水源供水到任一節點僅一條線路（只有一個水流方任一節點僅一條

57、線路（只有一個水流方向），故每一管段只有一個唯一確定的流向），故每一管段只有一個唯一確定的流量分配值。量分配值。o流量分配流量分配 單水源枝狀管網，任何一個管段的單水源枝狀管網，任何一個管段的計算流量等于該管段以后所有節點的節點計算流量等于該管段以后所有節點的節點流量流量和大用戶集中用水量之和。和大用戶集中用水量之和。q4-7 =q7 q4-5=q5 q1-4=q4+q4-5+q4-6+q4-7=q4+q5+q6+q7 示例示例 泵站泵站56385646273545286142733341217726234775 2、環環 狀狀 管管 網網n特點特點 ( (1 1）各管段的流量與以后的節點流量

58、無直接各管段的流量與以后的節點流量無直接關系；關系； （2 2）從配水源流向任一節點的流量可從不同）從配水源流向任一節點的流量可從不同方向供給。方向供給。 故每一管段無唯一的流量分配值，而有多故每一管段無唯一的流量分配值，而有多種組合。種組合。n流量預分配的原則：經濟性和可靠性。流量預分配的原則：經濟性和可靠性。 流入流入1 1節點的流量節點的流量q q0-1 0-1 = Q = Q （泵站供水量），流離（泵站供水量），流離1 1節點節點的流量有的流量有q q1 1 、 q q1-2 1-2 、 q q1-51-5和和q q1-7 1-7 ， 由公式得：由公式得：-Q+q-Q+q1 1+q+q

59、1-21-2+q+q1-51-5+q+q1-71-7= 0= 0 或或 Q-q Q-q1 1= q= q1-21-2+q+q1-51-5+q+q1-71-7 Q-q Q-q1 1已知，已知， q q1-2 1-2 、 q q1-51-5和和q q1-71-7有有多種組合多種組合。需人為假。需人為假定各管段的流量分配值（流量預分配）。定各管段的流量分配值（流量預分配）。流量分配遵循原則：流量分配遵循原則：(1)(1)從水源或多個水源出發進行管段設計流量計算，按水從水源或多個水源出發進行管段設計流量計算，按水流流沿最短線路流向節點沿最短線路流向節點的原則擬定水流方向；的原則擬定水流方向；（目的性）

60、（目的性） (2)(2)當向兩個或兩個以上方向分配設計流量時，要向當向兩個或兩個以上方向分配設計流量時，要向主要主要供水方向或大用戶用水分配較大的流量供水方向或大用戶用水分配較大的流量，向次要用戶分，向次要用戶分配較少的流量；配較少的流量；不能出現逆向流（經濟性）；不能出現逆向流（經濟性）；(3)(3)順主要供水方向延伸的幾條順主要供水方向延伸的幾條平行干管所分配的計算流平行干管所分配的計算流量應大致接近量應大致接近；當主要供水方向上管段損壞時，流量可當主要供水方向上管段損壞時，流量可通過其他管段供給（可靠性）。通過其他管段供給（可靠性）。(4)(4)每一節點滿足進、出流量平衡。每一節點滿足進