1、第六章 給水管網(wǎng)的設計計算6.1 管網(wǎng)計算的課題 內(nèi) 容：在最高時用水情況下，求出一切管道的直徑、水頭損失、水泵揚程和水塔高度。并對事故時、消防時、最大轉(zhuǎn)輸時的水泵揚程進展較核。 重要性：管道工程的建立投資占整個給水系統(tǒng)總投資的 6080%，輸配水所需的動力費用占給水系統(tǒng)運轉(zhuǎn)總費用的4070%。 .設計計算步驟： 繪制計算草圖，對節(jié)點和管段順序編號，標明管段長度和節(jié)點地形標高不要求； 按最高日最高時計算比流量、沿線流量和節(jié)點流量； 對各管段擬定水流方向，進展流量分配； 初步確定各管段的管徑和水頭損失； 進展管網(wǎng)水力計算和技術(shù)經(jīng)濟計算不要求； 確定水塔高度和水泵揚程； 根據(jù)管網(wǎng)各節(jié)點的壓力和地形

2、標高，繪制等水壓線和自在水壓線圖不要求。.6.2 管網(wǎng)圖形及簡化管網(wǎng)計算中，城市管網(wǎng)現(xiàn)狀核算、現(xiàn)有管網(wǎng)擴建計算最為常見。除新設計管網(wǎng)，定線和計算僅限于干管，對改建和擴建管網(wǎng)往往適當簡化，保管主要干管，略去次要、水力條件影響較小的管線。管網(wǎng)圖形簡化是在保證計算結(jié)果接近實踐情況的前提下對管線進展的簡化，這樣能減輕計算任務量。.管段基環(huán)節(jié)點管線大環(huán)節(jié)點：有集中流量進出、管道合并或分叉以及邊境條件發(fā)生變化的地點大環(huán)：包含兩個或兩個以上基環(huán)的環(huán)管段：兩個相鄰節(jié)點之間的管道管線：順序相連的假設干管段基環(huán)：不包含其它環(huán)的環(huán)環(huán)：起點與終點重合的管線. 管網(wǎng)圖形中每個節(jié)點經(jīng)過一條或多條管段和其他節(jié)點相銜接。假設

3、舍去后，會破壞“圖的延續(xù)性的管段，稱為聯(lián)絡管段；會破壞“圖的延續(xù)性的節(jié)點，稱為鉸點。鉸點聯(lián)絡管段. 多水源管網(wǎng)，為計算方便，有時將兩個或多個水壓已定的水源節(jié)點泵站、水塔等用虛線和虛節(jié)點0銜接起來，也構(gòu)成環(huán)，因?qū)嵺`上并不存在，所以叫做虛環(huán)。.節(jié)點合并管段合并分解忽略管段合并：長度近似相等、彼此幾乎平行且相距很近的兩條管段計算時可合并。節(jié)點合并：間隔很近的兩個節(jié)點計算時可視為一個節(jié)點。分解：只需一條管段銜接的兩個管網(wǎng)可分解成兩個管網(wǎng)；管網(wǎng)末端水流方向確定的部分可分開計算；環(huán)狀網(wǎng)上接出的樹狀網(wǎng)分開計算。忽略：管網(wǎng)中主要起聯(lián)絡作用的管段，由于正常運轉(zhuǎn)時流量很小，對水力條件影響很小，計算時可忽略。在保證

4、計算結(jié)果接近實踐情況的前提下，為方便計算可對管線進展適度簡化。.管網(wǎng)圖形及簡化經(jīng)分解、合并和省略等，管網(wǎng)由原來42個環(huán)減少到21環(huán)。.6.3 管段設計流量計算 管網(wǎng)計算時并不包括全部管線，而只計算經(jīng)過簡化后的干管網(wǎng)。 干管網(wǎng)的節(jié)點包括： 水源節(jié)點，如泵站、水塔或高位水池； 不同管徑或不同材質(zhì)的管線交接點； 兩管段交點或集中向大用戶 供水的點。 兩節(jié)點之間的管線稱為管段。 管段順序銜接構(gòu)成管線。.6.3.1 沿線流量 是指沿線分配給用戶的流量。工業(yè)企業(yè)給水管網(wǎng)，大量用水集中在少數(shù)車間，配水情況比較簡單。城市給水管網(wǎng)，沿管線配水，情況比較復雜。比流量法假定小用水戶的流量沿線均勻分布。 1長度比流量

5、：為簡化計算而將除去大用戶集中流量以外的用水量均勻分配在全部有效干管長度上，由此計算的單位長度干管承當?shù)墓┧俊?城鎮(zhèn)中用水量規(guī)范不同的區(qū)域應分別計算比流量。.沿線流量ql ：干管有效長度與比流量的乘積。.2面積比流量 假定沿線流量均勻分布在整個供水面積上。管線單位面積上的配水流量，稱為面積比流量，記作qm。 那么沿線流量為：. 每一管段所負擔的供水面積可按分角線法和對角線法劃分。 街區(qū)長邊上管段，其兩側(cè)供水面積均為梯形。街區(qū)短邊上管段，其兩側(cè)供水面積均為三角形。分角線法對角線法.留意：1面積比流量思索了沿線供水人數(shù)和用水量對管線配水的影響，計算結(jié)果更接近實踐配水情況，但計算較費事。當供水區(qū)域

6、干管分布較均勻時，二者相差很小。這時，用長度比流量較好。2當供水區(qū)域內(nèi)各區(qū)衛(wèi)生設備或人口密度相差較大時，各區(qū)的比流量應分別計算。3同一管網(wǎng)，比流量的大小隨用水量變化而變化。各種工況下需分別計算。. 沿線流量沿管線分配，管段流量變化，難以確定管徑、水頭損失。沿線流量只需概念上的意義，在水力計算時必需將其轉(zhuǎn)化為從節(jié)點流出的流量，成為節(jié)點流量。這樣，沿管線不再有流量流出，管段流量不再變化。 管網(wǎng)中除最末端管段外，其他任一管段流量都由兩部分組成，一部分是本管段沿程配水產(chǎn)生的流量，即沿線流量，另一部分是經(jīng)過該管段保送到下游管段的流量，稱為轉(zhuǎn)輸流量。 6.3.2 節(jié)點流量.沿線流量轉(zhuǎn)換成節(jié)點流量的原那么：

7、管段水頭損失一樣。轉(zhuǎn)移到末端的沿線流量其他流量轉(zhuǎn)移到起端流量折算系數(shù).流量折算系數(shù)只與 有關管道沿線流量一份為二到兩個端點上，誤差工程上是允許的。.例6-1 比流量、沿線流量和節(jié)點流量計算教材P95.6.3.3 管段計算流量 管段計算流量包括沿線流量和轉(zhuǎn)輸流量。 必需按最高時用水量進展流量分配，得出各管段流量后，才干據(jù)此流量確定管徑和進展水力計算。 求出節(jié)點流量后，就可以進展管網(wǎng)的流量分配，分配到各管段的流量曾經(jīng)包括了沿線流量和轉(zhuǎn)輸流量。.單水源樹狀管網(wǎng)的管段流量具有獨一性。任一管段的流量等于該管段以后順水流方向一切節(jié)點流量的總和。泵站56385646273545286142733341217

8、726234775. 環(huán)狀網(wǎng)滿足延續(xù)性條件流向任一節(jié)點的流量為負必需等于流離該節(jié)點的流量為正 的流量分配方案可以有無數(shù)多種。每一方案所得的管徑也有差別，管網(wǎng)總造價也不相等。1510131218161714197612527148581912335913460249511135730102498. 假設管段q1-2分配流量很大，q1-4很小，雖滿足：q1-2+q1-4=Q q1，敷管費用較經(jīng)濟，但供程度安性差。因當管段12損壞時，全部流量必需在管段l4中經(jīng)過，使該管段水頭損失過大，從而影響整個管網(wǎng)供水量或水壓。環(huán)狀網(wǎng)流量分配q1q2q3Q.使環(huán)狀網(wǎng)某些管段流量為零，即將環(huán)狀網(wǎng)改成樹狀網(wǎng)，才干得到

9、最經(jīng)濟的流量分配，但樹狀網(wǎng)并不能保證可靠供水。環(huán)狀網(wǎng)流量分配時，應同時照顧經(jīng)濟性和可靠性。經(jīng)濟性是指流量分配后得到的管徑，應使一定年限內(nèi)的管網(wǎng)建造費用和管理費用為最小。可靠性是指能向用戶不延續(xù)供水，并且保證應有的水量、水壓和水質(zhì)。經(jīng)濟性和可靠性之間往往難以兼顧，普通只能在滿足可靠性的要求下，力求管網(wǎng)最為經(jīng)濟。.環(huán)狀網(wǎng)流量分配的方法和步驟：參照主導流向擬定各管段水流方向，并選定整個管網(wǎng)的控制點。為可靠供水，盡量使平行的主要干管分配相近的流量防止某些管段負荷過重，銜接納要少分配流量，滿足沿線配水為限主要作用是干管損壞時轉(zhuǎn)輸流量。此分配值是預分配，用來選擇管徑，真正值由平差結(jié)果定。.管道直徑、管段計

10、算流量和水流速度之間滿足以下關系：在確定的計算流量下，管道直徑是流速的函數(shù)： 從技術(shù)上思索，水流的最大速度應不超越2.53.0米/秒防止水錘，最小速度不得小于0.6米/秒防止堆積。 從經(jīng)濟上思索，較大的水流速度可減小管道直徑，降低工程造價；但水流速度大導致水頭損失添加，從而加大運轉(zhuǎn)動力費用。合理的流速應該使在一定年限投資歸還期內(nèi)管網(wǎng)造價與運轉(zhuǎn)費用之和最小。6.4 管徑計算. 設Wt為總費用；C為管網(wǎng)造價，M1為年運轉(zhuǎn)電費，M2為年折舊費用與管網(wǎng)造價有關，可按其百分數(shù)表示，即p%C；t為投資歸還年限。那么有：投資歸還期內(nèi)的年度總費用為：.DeM1VeWM1WVW0DW0年折算費用與管徑、流速的關

11、系 一定年限t投資歸還期內(nèi)，管網(wǎng)造價和運營管理費用之和為最小的流速，稱為經(jīng)濟流速，以此確定的管徑，稱為經(jīng)濟管徑。年運轉(zhuǎn)電費造價和年折舊費用. 各城市的經(jīng)濟流速值應按當?shù)貤l件如水管資料和價錢、施工條件、電費等來確定，不能直接套用其他城市數(shù)據(jù)。另外，管網(wǎng)中各管段的經(jīng)濟流速也不一樣，因計算復雜，有時簡便運用“界限流量表確定經(jīng)濟管徑，見界限流量表 。管徑/mm界限流量/Ls 1管徑/mm界限流量/Ls 110094501301681509155001682372001528.560023735525028.545700355490300456880049068535068969006858224009

12、613010008221120表6-3 界 限 流 量 表 .管徑 （mm）平均經(jīng)濟流速 （m/s）D=100400D4000.60.90.91.4 由于實踐管網(wǎng)的復雜性，加上情況不斷變化如流量不斷添加，水管價錢、電費等也隨時變化，要從實際上計算管網(wǎng)造價和年管理費用相當復雜且有一定難度。 條件不具備時，也可采用由各地統(tǒng)計資料計算出的平均經(jīng)濟流速來確定近似經(jīng)濟管徑。表6-4 平均經(jīng)濟流速. 在運用各地域提供的經(jīng)濟流速或按平均經(jīng)濟流速確定管網(wǎng)管徑時，需思索以下原那么：1普通大管徑可取較大的經(jīng)濟流速，小管徑可取較小的經(jīng)濟流速；2首先定出管網(wǎng)所采用的最小管徑由消防流量確定，按e確定的管徑小于最小管徑時

13、，一概采用最小管徑；3銜接納屬管網(wǎng)構(gòu)造管，應注重平安可靠性，其管徑應由管網(wǎng)構(gòu)造來確定，即按與它銜接的次要干管管徑相當或小一號確定；4由管徑和管道比阻關系可知，當管徑較小時，管徑減少或放大一號，水頭損失會大幅增減，而所需管材變化不多；相反，當管徑較大時，管徑減少或放大一號，水頭損失增減不很明顯，而所需管材變化較大。. 因此，對于管網(wǎng)起端的大口徑管道可按略高于平均經(jīng)濟流速來確定管徑，對于管網(wǎng)末端較小口徑的管道，可按略低于平均經(jīng)濟流速確定管徑，特別是對確定水泵揚程影響較大的管段，適當降低流速，使管徑放大一號，比較經(jīng)濟；5管線造價含管材價錢、施工費用等較高而電價相對較低時，取較大的經(jīng)濟流速，反之取較小

14、的經(jīng)濟流速。 重力供水時，水源水位高于給水區(qū)所需水壓，兩者標高差H可使水在管內(nèi)重力流動。各管段經(jīng)濟管徑應按輸水管和管網(wǎng)經(jīng)過設計流量時，供水起點至控制點的水頭損失總和等于或略小于可利用的水頭來確定。.6.5 樹狀管網(wǎng)水力計算計算步驟： 確定各管段流量； 根據(jù)經(jīng)濟流速選取規(guī)范管徑； 計算各管段水頭損失； 確定控制點； 計算控制線路的總水頭損失，確定水泵揚程或水塔高度； 確定各支管可利用的剩余水頭； 計算各支管的平均水力坡度，選定管徑。例6-2 樹狀管網(wǎng)設計計算教材P103.6.6.1 管網(wǎng)計算根底方程 目的：確定各水源節(jié)點供水量、各管段流量和管徑、全部節(jié)點的水壓。 多水源環(huán)狀管網(wǎng)的管段數(shù)、節(jié)點數(shù)、

15、基環(huán)數(shù)和水源數(shù)滿足列關系： +- 單水源環(huán)狀管網(wǎng)： +-1 樹狀管網(wǎng)：-1 6.6 環(huán)狀管網(wǎng)水力計算. 管網(wǎng)水力計算時，節(jié)點流量、管段長度為知，需求確定管道的直徑和流量，有2P管段數(shù)個未知數(shù)，利用經(jīng)濟流速確定流量與直徑的關系，實踐上只需求解個未知數(shù)。 管網(wǎng)中水流必需符合：質(zhì)量守恒和能量守恒原理，即滿足延續(xù)方程和能量方程。獨立的延續(xù)性方程數(shù)為J-S個，獨立的能量方程數(shù)為個，合計個。.J-S個節(jié)點延續(xù)性方程： qi 為節(jié)點流量，qij 為管段流量，分開節(jié)點為正，流向節(jié)點為負。個基環(huán)能量方程： hij 為管段水頭損失，順時針方向為正，逆時針方向為負。.6.6.2 管網(wǎng)計算方法分類 在管網(wǎng)水力計算時，

16、根據(jù)求解的未知數(shù)是管段流量還是水頭損失或節(jié)點水壓 ，可以分為解環(huán)方程組、解節(jié)點方程組和解管段方程組三類。 1、解環(huán)方程組：管網(wǎng)經(jīng)流量分配后，各節(jié)點已滿足延續(xù)性方程，可是由該流量求出的管段水頭損失， 并不同時滿足 L個環(huán) 的能量方程，為此必需多次將各管段的流量反復調(diào)整，直到滿足能量方程，從而得出各管段的流量和水頭損失。環(huán)方程組解法原理：在初步分配流量的根底上，逐漸伐整管段流量以滿足能量方程。. 管網(wǎng)各節(jié)點流量初分配延續(xù)性方程滿足)，根據(jù)經(jīng)濟流速初擬管徑，但環(huán)內(nèi)正反兩個方向水頭損失不相等，其差值稱作閉合差。調(diào)整管段流量，減少閉合差到一定精度范圍的過程叫管網(wǎng)平差。 平差就是求解J1個線性延續(xù)性方程組

17、，和L個非線性能量方程組。以得出P個管段的流量。 手工計算時，每環(huán)閉合差要求小于0.5m，大環(huán)閉合差小于1.0m。電算時，閉合差的大小可以到達任何要求的精度，但可思索采用0.010.05m。. 普通情況下，不能用直接法求解非線性能量方程組，而須用逐漸近似法求解。解環(huán)方程有多種方法，如今最常用的解法是哈代克羅斯法。環(huán)方程組解法特點 ： 方程數(shù)目少； 要求輸入的參數(shù)多； 適宜于手工平差。.求解步驟：根據(jù)知節(jié)點控制點和泵站水壓，初步確定其它各節(jié)點水壓；根據(jù)流量與水頭損失的關系求出各管段流量； 2、解節(jié)點方程組：在假定每一節(jié)點水壓條件下，運用延續(xù)性方程及管段壓降方程，計算每一節(jié)點水壓。可從任一管段兩端

18、節(jié)點的水壓差得出該管段的水頭損失，進一步從流量和水頭損失關系算出管段流量。 在J個節(jié)點中，必有一個節(jié)點的水壓是知的如控制點或水源點。.求解步驟： 假定流向節(jié)點的流量為負，分開節(jié)點的流量為正，驗算每一節(jié)點流量能否滿足延續(xù)性方程，如不等于零，那么按下式求出校正水壓Hi值； 除水壓已定節(jié)點外，按Hi校正每一節(jié)點水壓，反復上列步驟計算，直到一切節(jié)點進出流量代數(shù)和節(jié)點流量閉合差到達預定精度為止。節(jié)點方程組方法的特點：方程數(shù)目較多；要求輸入的參數(shù)較少；適宜計算機進展平差。.3、解管段方程：運用延續(xù)性方程和能量方程，求各管段流量和水頭損失，再根據(jù)知節(jié)點水壓求其他各節(jié)點水壓。直接聯(lián)立求解 J-S 個延續(xù)性方程

19、和 L 個能量方程，求出 PL+J-S 個管段流量 。略講 解管段方程同解環(huán)方程的區(qū)別在于：解環(huán)方程，初分流量已滿足延續(xù)性方程，然后解能量方程，調(diào)整初分流量，得最終管段流量和水頭損失。 而解管段方程，那么是經(jīng)過一定手段的簡化，直接同時解延續(xù)性方程不初分流量和能量方程，因此任務量大，需電算，但所得結(jié)果直接就是滿足要求的管段最終流量和水頭損失。.詳細步驟：對能量方程進展線性化處置；給定流量初值并計算線性系數(shù)；解線性方程求出管段流量；根據(jù)所得流量計算線性系數(shù)并重新求解管段流量直到誤差符合要求。解管段方程組法特點： 未知數(shù)多；要求初分流量；實踐中運用少。.對能量方程進展線性化處置；.6.6.3 環(huán)狀網(wǎng)

20、平差方法1.哈代-克羅斯法或洛巴切夫法 提出了各環(huán)的管段流量用校正流量調(diào)整的迭代方法。Q1Q2Q3Q4Q5Q6456321.Q1Q2Q3Q4Q5Q6456321.忽略相鄰環(huán)校正流量和二階微量的影響：校正流量的符號與水頭損失閉合差的符號相反。6-21.步驟： 根據(jù)延續(xù)性條件初步分配管段流量； 計算各管段的水頭損失； 以順時針方向為正，逆時針方向為負，計算各環(huán)的水頭損失閉合差； 計算各管段的 Sijqij 和每一環(huán)的Sijqij； 計算各環(huán)的校正流量； 將管段流量加上校正流量重新計算水頭損失，直到最大閉合差小于允許誤差為止。.2. 最大閉合差的環(huán)校正法 管網(wǎng)平差過程中，任一環(huán)的校正流量都會對相鄰環(huán)

21、產(chǎn)生影響。普通說來，閉合差越大校正流量越大，對鄰環(huán)的影響也就越大。 管網(wǎng)計算過程中，在每次迭代時，可對管網(wǎng)中的各環(huán)同時進展校正流量，但也可以只對管網(wǎng)中閉合差最大的一部分環(huán)進展校正，稱為最大閉合差的環(huán)校正法。采用此法可以減少平差任務量。. 最大閉合差的環(huán)校正法步驟：首先求得各環(huán)閉合差大小和方向；然后選擇閉合差大的一個環(huán)或?qū)㈤]合差較大且方向一樣的相鄰基環(huán)連成大環(huán)。平差時只須計算在大環(huán)上的各管段。對大環(huán)進展平差，經(jīng)過平差后，和大環(huán)異號的各鄰環(huán)，閉合差會同時相應減小。大環(huán)選擇的本卷須知決不能將閉合差方向不同的幾個基環(huán)連成大環(huán)，否那么計算過程中會出現(xiàn)和大環(huán)閉合差相反的基環(huán)其閉合差反而增大，致使計算不能收

22、斂。.大環(huán)閉合差等于構(gòu)成該大環(huán)各基環(huán)閉合差h的代數(shù)和。.如圖，環(huán)和環(huán)的閉合差方向一樣： 為降低、的閉合差，分別對環(huán)和環(huán)引入校正流量 和 ，使環(huán)和環(huán)的閉合差減小 。 但公共管段25由于相互抵消作用，使環(huán)和環(huán)的閉合差降低幅度減小，平差效率較低。 假設思索對、構(gòu)成的大環(huán)校正，那么多環(huán)受害，平差效果好 。. 如環(huán)和環(huán)的閉合差方向相反。 假設采用大環(huán)平差，那么與大環(huán)閉合差同號的環(huán)閉合差隨之降低，與大環(huán)異號的環(huán)閉合差絕對值反而增大。因此，相鄰基環(huán)閉合差別號時，不宜做大環(huán)平差。. 假設只對環(huán)進展平差，那么環(huán)閉合差絕對值也減少。因此，相鄰各基環(huán)閉合差別號時，宜選擇其中閉合差較大的環(huán)進展平差，不僅該環(huán)本身閉合差

23、減小，與其異號且相鄰的基環(huán)閉合差也隨之降低，從而一環(huán)平差，多環(huán)受害，計算任務量較逐環(huán)平差方法為少。如第一次校正并不能使各環(huán)的閉合差到達要求，可按第一次計算后的閉合差重新選擇閉合差較大的一個環(huán)或幾個環(huán)連成的大環(huán)繼續(xù)計算，直到滿足要求為止。假設分別對環(huán)、環(huán)進展平差，可加速兩環(huán)閉合差的絕對值減小，平差效果較好。.6.6.4 管網(wǎng)核算 管網(wǎng)管徑和水泵揚程是按設計年限內(nèi)最高日最高時用水量不包括消防流量和正常水壓要求設計的。這樣的管徑和水泵能否滿足其他特殊情況消防時、最大轉(zhuǎn)輸、事故時下的要求，需進展其它用水量條件下的核算管網(wǎng)校核。 1.消防時 發(fā)生火災時，所需自在水頭較小，但由于水頭損失增大，水泵揚程不一

24、定符合要求。. 消防校核方法： 1首先根據(jù)城鎮(zhèn)和各類建筑的規(guī)模和現(xiàn)行的確定同一時間發(fā)生火災的次數(shù)以及一次滅火用水量消防流量。 2把消防流量作為集中流量加在相應節(jié)點中；如按消防要求同時一處失火，那么放在控制點，有兩處或兩處以上失火，一處放在控制點，其它設在離二級泵站較遠或接近大用戶的節(jié)點處，其他節(jié)點仍按最高用水時的節(jié)點流量。 3以最高日最高時用水量確定的管徑為根底，按最高時用水量另加消防流量進展流量分配； 4進展管網(wǎng)平差，求消防管段流量和水頭損失； 5計算消防時所需水泵揚程。自在水壓不低于10mH2O.消防校核結(jié)果 雖然消防時比最高時所需效力水頭小得多，但因經(jīng)過管網(wǎng)流量增大，各管段水頭損失相應添

25、加，按最高時確定的水泵揚程有能夠不滿足消防需求。假設： 消防時需求的水泵揚程 小于 最高時水泵揚程，那么設計不需調(diào)整； 消防時需求的水泵揚程 略大于 最高時確定的水泵揚程，可放大管網(wǎng)末端個別管徑； 消防時需求的水泵揚程 遠大于 最高時確定的水泵揚程，專設消防泵。.2. 事故時 管網(wǎng)主要管段發(fā)生損壞時，必需及時檢修，在檢修時間內(nèi)供水量允許減少，但設計水壓普通不應降低。事故時管網(wǎng)供水流量與最高時設計流量之比，稱為事故流量降落比，用R表示。城鎮(zhèn)的事故流量降落比R普通不低于70%，即管網(wǎng)中任一管段在檢修過程中，系統(tǒng)的供水量都不應小于最高用水時的70%。事故校核的方法 校核時，水力計算過程與最高時一樣，

26、只是管網(wǎng)各節(jié)點流量應按事故時用戶對供水的要求確定。事故時節(jié)點流量等于70最大小時節(jié)點流量。. 事故校核的結(jié)果 經(jīng)校核后不符合要求時，可以添加平行主干管或埋設雙管，或放大某些連通管管徑，或重新選擇水泵。 也可從技術(shù)上采取措施，如加強當?shù)亟o水管理部門的檢修力量，縮短損壞管段修復時間；重要的和不允許斷水的用戶，可以采用貯備用水的保證措施。.3.最大轉(zhuǎn)輸時 設對置水塔的管網(wǎng)，在最高用水時由泵站和水塔同時向管網(wǎng)供水，但在一天內(nèi)泵站送水量大于用水量的時段內(nèi)，多余的水經(jīng)過管網(wǎng)送入水塔儲存，水泵揚程必需能供水到水塔水柜中最高水位。 核算時節(jié)點流量須按最大轉(zhuǎn)輸時的用水量求出。 最大轉(zhuǎn)輸時節(jié)點流量=最大轉(zhuǎn)輸時用水

27、量最高用水時該節(jié)點的流量/最高時用水量 校核不滿足要求時，應適當放大從泵站到水塔最短供水道路上管段的管徑。.二泵站供水曲線用水曲線0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24最高用水時最大轉(zhuǎn)輸時.等水壓線圖繪制6.6.5 管網(wǎng)計算結(jié)果的整理1. 管網(wǎng)各節(jié)點水壓標高和自在水壓計算 起點水壓未知的管網(wǎng)，應先由控制點所要求的水壓標高依次推出各節(jié)點的水壓標高和自在水壓，計算方法同樹狀管網(wǎng)。由于存在閉合差，即h0，利用不同管線水頭損失所求得的同一節(jié)點的水壓值常不同，但差別較小，不影響選泵，可不用調(diào)整。 起點水壓已定的管網(wǎng)，無論何種情況，均從起點開場，按該點現(xiàn)有水壓值推算到各節(jié)點，并

28、核算各節(jié)點的自在水壓能否滿足要求。 經(jīng)上述計算得出的各節(jié)點水壓標高、自在水壓及該節(jié)點處的地形標高，按一定格式p118寫在相應管網(wǎng)平面圖的節(jié)點旁。. 2. 繪制管網(wǎng)水壓線圖 管網(wǎng)水壓線圖分等水壓線圖和等自在水壓線圖兩種，其繪制方法與繪制地形等高線圖類似。 各節(jié)點水壓確定后，即可在管網(wǎng)平面圖上用插值法按比例繪出等水壓線。也可從節(jié)點水壓減去地面標高得出各節(jié)點的自在水壓，在管網(wǎng)平面圖上繪出等自在水壓線。管網(wǎng)等水壓線圖. 整個管網(wǎng)的水壓線最好均勻分布。如某一地域水壓線過密，表示該處管網(wǎng)負荷過大，所選管徑偏小。水壓線密集程度可作為今后放大管徑或增敷管線的根據(jù)。 管網(wǎng)等自在水壓線圖可直觀反映整個供水區(qū)內(nèi)高、

29、低壓區(qū)的分布情況和效力水壓偏低的程度。因此，管網(wǎng)水壓線圖對供水企業(yè)的管理和管網(wǎng)改造有很好的參考價值。 管網(wǎng)等水壓線圖.6.6.6 多水源管網(wǎng)平差 許多大中城市，由于用水量增長，逐漸開展為多水源(泵站、水塔、高地水池等)給水系統(tǒng)。 多水源管網(wǎng)計算原理雖和單水源一樣，但有其特點。 因這時每一水源的供水量，隨著供水區(qū)用水量、水源的水壓以及管網(wǎng)中的水頭損失而變化如對置水塔系統(tǒng)中的水塔，其供水區(qū)用水量越大，水源水壓越小，管網(wǎng)水頭損失越大，其供水范圍就越小，從而存在各水源之間的流量分配問題。 運用虛環(huán)概念，可將多水源管網(wǎng)轉(zhuǎn)化為單水源管網(wǎng)。 虛環(huán)用虛線將各水源與虛節(jié)點銜接成環(huán)。 然后運用解環(huán)方程組的方法進展

30、求解。.泵站水塔0Qth=水塔水位高度Qph=水泵揚程虛節(jié)點虛管段. 如圖，虛環(huán)由虛節(jié)點0、該點到泵站和水塔的虛管段、以及泵站到水塔之間的實管段(例如泵站1234567水塔的管段)組成。 虛管段中沒有流量，不思索摩阻。只表示按某一基準面算起的水泵揚程或水塔水壓。 兩水源時可構(gòu)成一個虛環(huán)，同理，三水源時可構(gòu)成兩個虛環(huán)，因此虛環(huán)數(shù)等于水源數(shù)(包括泵站、水塔等) 減一。. 對置水塔最高用水時：管網(wǎng)由泵站和水塔同時供應。兩者有各自的供水區(qū)，在供水區(qū)分界限上水壓最低，如圖，從管網(wǎng)計算結(jié)果可得出，兩水源的供水分界限經(jīng)過8、12、5等節(jié)點，如虛線所示。 虛節(jié)點0位置可恣意選定，其水壓可假設為零。從虛節(jié)點流向

31、泵站的流量Qp為泵站供水量。在最高用水時，QT為水塔供水量。 最高用水時虛節(jié)點0流量平衡條件： Qp+QT=QQp最高用水時泵站供水量，L/s；QT最高用水時水塔供水量，L/s；Q最高用水時管網(wǎng)用水量，L/s。.最高用水時虛環(huán)水頭損失平衡 水壓H的符號規(guī)定：流向虛節(jié)點的管段，水壓為正因虛節(jié)點水壓為0，所以h水源0 = H水源H0=H水源，流離虛節(jié)點的管段，水壓為負因虛節(jié)點水壓為0，所以h0水源=H0H水源=H水源， 因此最高用水時由泵站供水的虛管段， h0泵站=H0Hp=Hp，水壓H的符號常為負；最高用水時，由水塔供水的虛管段， h0水塔=H0Ht=Ht，水壓H的符號也常為負。水頭損失仍是順時

32、針為正，逆時針為負。.最高用水時虛環(huán)水頭損失平衡條件為： Hp+hpht(Ht)=0 或：Hphp+htHt=0 Hp 最高用水時泵站水壓，m；hp 從泵站到分界限上控制點的任一條管線的總水頭損失，m；ht 從水塔到分界限上控制點的任一條管線的總水頭損失，m；Ht 水塔的水位標高， m。.最大轉(zhuǎn)輸時虛節(jié)點的流量平衡： Qp= Qt+Q Qp最大轉(zhuǎn)輸時泵站供水量，L/s； Qt最大轉(zhuǎn)輸時進入水塔的流量，L/s； Q最大轉(zhuǎn)輸時管網(wǎng)用水量，L/s。Qp.最大轉(zhuǎn)輸時虛環(huán)水頭損失平衡 水壓H的符號規(guī)定：流向虛節(jié)點的管段，水壓為正因虛節(jié)點水壓為0，所以h水源0=H水源H0=H水源，流離虛節(jié)點的管段，水壓為

33、負因虛節(jié)點水壓為0，所以h0水源=H0H水源=H水源， 因此最大轉(zhuǎn)輸水時由泵站供水的虛管段， h0泵站=H0Hp=Hp，水壓H的符號常為負；由水塔供水的虛管段， h水塔0=HtH0 =Ht，水壓H的符號為正。 在運用能量方程式，水頭損失仍是順時針為正，逆時針為負。Qp. 多水源環(huán)狀網(wǎng)計算包括J+S1個節(jié)點延續(xù)性方程，L個實環(huán)和S1個虛環(huán)能量方程，S為水源數(shù)。 管網(wǎng)計算時，虛環(huán)和實環(huán)看作一個整體，即不分虛環(huán)和實環(huán)同時計算。 閉合差和校正流量的計算方法和單水源管網(wǎng)一樣。Qp最大轉(zhuǎn)輸時虛環(huán)水頭損失平衡條件： Hp + h + Ht = 0 HphHt = 0 Hp最大轉(zhuǎn)輸時泵站水壓，m； h最大轉(zhuǎn)輸

34、時從泵站到水塔的水頭損失，m； Ht最大轉(zhuǎn)輸時水塔的水位標高，m。.例6-3 環(huán)狀管網(wǎng)設計計算教材P122多水源管網(wǎng)計算結(jié)果應滿足以下條件：進出每一節(jié)點的流量(包括虛流量)總和等于零，即滿足延續(xù)性方程qi+qij0；每環(huán)(包括虛環(huán))各管段的水頭損失代數(shù)和為零，即滿足能量方程sijqijn0 ；各水源供水至分界限處的水壓應一樣Hphp= Htht，即從各水源到分界限上控制點的沿線水頭損失之差 hpht 應等于水源的水壓差 HpHt ，hpht = HpHt.原水輸水管渠清水輸水管 6.7 輸水管渠計算主要內(nèi)容：1、輸水方案； 2、輸水管方式； 3、輸水管尺寸； 4、銜接納數(shù)量輸水管渠計算的義務：

35、確定管徑和水頭損失。. 1、輸水方案 輸水管必需保證不延續(xù)輸水 平行敷設兩條； 敷設一條輸水管，另外設置一定容量的蓄水池； 對允許延續(xù)供水或多水源管網(wǎng)，可只設一條輸水管。 2、輸水管方式1壓力輸水管渠通常用得最多，輸水量大時可采用輸水 渠。常用于高地水源或水泵供水。2無壓輸水管渠非滿流水管或暗渠 單位長度造價較壓力管渠低，但定線時，為利用與水力坡度相接近的地形，不得不延伸道路，因此，建造費用相應添加。 3加壓與重力相結(jié)合地形復雜地域常用。4明渠人工開挖的河槽，普通用于遠間隔保送大量水。. 3、輸水管尺寸 重力輸水管由可利用水頭來確定管徑； 壓力輸水管按照經(jīng)濟流速或經(jīng)濟管徑選取。 4、銜接納數(shù)量

36、 以重力供水時的壓力輸水管為例 水源在高地如取用蓄水庫水時，假設水源水位和水廠內(nèi)處置構(gòu)筑物水位高差足夠，可用重力向水廠輸水。. 設計時，水源輸水量 Q 和終端要求的水壓Zm+ H0知，可資用水頭為 H=Z(Zm+ H0(用以抑制輸水管的水頭損失。據(jù)此選定管渠資料、大小和平行任務的管線數(shù)。水源水位標高. 假設在輸水管上等間隔設置m條銜接納，輸水管被分成m+1段，那么正常任務情況下水頭損失為： 式中： s 每一管段的摩阻； s0 輸水系統(tǒng)的總摩阻。 假設輸水系統(tǒng)總流量為Q，平行管線管徑、管長和管材均一樣數(shù)為n，那么每條輸水管流量為Q/n，如圖： . 現(xiàn)假設任一管段損壞時如圖，流量降低為Qa，假設忽略銜接納水頭損失因其長度和輸水管相比很短，那么此時輸水管系統(tǒng)的水頭損失為： 可得事故時和正常任務時的流量比 R：.取不同m、n值時的R值 n當m為下列值時的R值0123420.50.630.710.760.7930.670.780.840.870.8940.750.850.890.910.93設計時可以根據(jù)供水可靠度要求選擇不同的n和m值。要保證70%的設計流量，需求平行布置4條輸水管。. 管網(wǎng)計算時的水泵特性方