給水管網系統任課教師：梁建軍重慶大學城環學院2007年3月1給水管網系統任課教師：梁建軍10緒論0.1給水系統組成及任務0.2管網系統在給水系統的地位0.3管網系統主要內容0.4本課程的目的20緒論0.1給水系統組成及任務20.1給水系統組成及任務系統組成主要設施取水取水泵房、取水頭部等凈水水廠輸水輸水管道配水管網系統任務：向用戶（公共、個人）供應充足的水量和安全的水質，包括居民家庭生活和衛生用水、工礦企業生產和生活用水、公用（機關、學校等）建筑用水、部分市政用水、消防用水。同時要滿足水量、水質、水壓的要求。30.1給水系統組成及任務系統組成主要設施取水取水泵房、取水取水輸水從江河湖泊取水配水到用戶凈水處理原水達到使用標準要求0.2管網在給水系統中的地位配水渾水輸水清水輸水地位：1.聯系工程與對象之間的通道和紐帶2.投資大：管網投資一般占系統總投資的70％因此，管網的優化設計和建設歷來受到建設、管理和運營部門的高度重視。4取水輸水從江河湖泊取水配水到用戶凈水處理原水達到使用標準要求0.3管網系統主要內容工程規劃水力學基礎管網模型水力分析工程設計系統概論優化設計運行調度和水質控制管道材料和附件管理和維護功能與組成系統工作原理系統類型與體制原則與工作程序技術經濟分析用水量預測規劃布置水流特征管渠水損計算水力等效簡化泵及泵站水力特性模型化模型拓撲特性模型水力特性模型矩陣表示水力分析基礎樹狀網水力分析環方程水力分析節點方程水力分析設計用水量及調節計算流量分配與管徑設計泵站揚程與水塔高度設計管網設計校核優化設計數學模型環狀網管段流量分配定流量管網優化輸水管優化調度任務及系統組成SCADA系統優化調度數學方法水質控制及評價管道材料管網附件附屬構筑物檔案管理監測與檢漏防腐與修復50.3管網系統主要內容管網水力工程系統優化運行調度管道材料0.4本課程目的掌握給水管網的基礎理論和設計應用，具備獨立進行管網規劃和設計的能力。同時使同學們了解本領域的最新技術及發展方法、新技術的需求和研究方向。60.4本課程目的掌握給水管網的基礎理論和設計應用，具備獨立第1章給水管網系統概論1.1給水系統的組成及功能1.2給水系統工作原理1.3給水管網系統的功能及組成1.4給水管網類型7第1章給水管網系統概論1.1給水系統的組成及功能71.1給水系統組成及功能給水系統:定義：為人們的生活、生產及消防提供用水的系統的總稱。功能：為不同類別的用戶提供滿足水質、水量及水壓需要的用水。組成：給水用途分類：生活用水：各類生活活動中直接使用的水。包括居民生活用水、公共設施用水、工業企業生活用水工業生產用水：工業生產過程中滿足生產工藝和產品質量要求的用水。可分為產品用水、工藝用水、輔助用水。市政和消防用水:城鎮或工業企業內道路澆灑、綠化、公共清潔和消防用水81.1給水系統組成及功能給水系統:81.2給水系統工作原理給水系統各部分之間流量關系基本概念系統自用水（R1）、漏失水量（R2）、調節水量一城市Qd＝2.0萬噸/日，試確定取、凈、輸、配各設施流量大小如何確定？1取水2凈水3渾水輸水管4清水輸水管5管網清水池、水塔給水系統水質關系水質標準原水、給水水質變化：給水處理、用戶用水給水系統的水壓關系壓力水頭：位能與壓能之和壓力方式：全重力、一級加壓、二級加壓、多級加壓91.2給水系統工作原理給水系統各部分之間流量關系91.3給水管網系統的功能及組成功能水量輸送水量調節水壓調節特點分散性、連通性、傳輸性、擴展性、隱蔽性系統構成參見教材輸水管渠配水管網水壓調節設施（泵站、減壓閥）水量調節設施（清水池、水塔、高位水池）101.3給水管網系統的功能及組成功能101.4給水管網系統類型按水源數目分類

單水源、多水源按構成方式分類統一給水管網、分區給水管網（串聯、并聯）按輸水方式分類重力輸水、壓力輸水111.4給水管網系統類型按水源數目分類11第2章給水管網工程規劃2.1規劃內容與層次2.2規劃原則及工作程序2.3技術經濟分析方法2.4用水量預測計算2.5規劃布置12第2章給水管網工程規劃2.1規劃內容與層次122.1規劃內容與層次規劃內容確定服務范圍與建設規模確定水資源綜合利用與保護措施確定主要構筑物位置確定工藝流程及水質保證措施管網規劃和干管布置與定線其它規劃層次總體規劃以城市總體規劃為依據，從本工程系統提出對城市發展目標和總體布局的調整意見和建議，制定本系統主要的技術政策、規定和實施措施分區規劃提出調整意見和建議基礎上，布置本系統在本分區內的主體設施和工程管網，制定針對本分區的技術規定和實施措施詳細規劃提出調整意見和建議基礎上，具體布置本詳規范圍所有的室外工程設施和工程管線，提出相應的工程建設技術要求和實施措施132.1規劃內容與層次規劃內容規劃層次132.2規劃原則及工作程序規劃原則貫徹國家和地方相關政策與法規城鎮或工業企業規劃要兼顧給排水工程給排水規劃要服從城鎮發展規劃合理確定近遠期規劃與建設范圍合理利用水資源及保護環境規劃方案盡可能經濟和高效工作程序明確任務，確定規劃編制依據收集資料，現場踏勘合理確定用水定額制定規劃方案提出分期實施步驟和措施編制規劃文件142.2規劃原則及工作程序規劃原則工作程序142.3技術經濟分析方法技術經濟分析目的和方法目的：找到技術和經濟最佳結合點方法：數學模型法和方案比較法靜態年計算費用法優點：計算簡便缺點：未反映資金的時間價值，不符合經濟規律計算公式動態年費用計算法針對不同時間經濟因素的變化，對項目一定時期發生的投資、運行成本折算成當前現值進行比較的方法152.3技術經濟分析方法技術經濟分析目的和方法152.3技術經濟分析方法優點：能反映項目經濟效益的真實性缺點：計算比較復雜計算公式：預備公式：推導公式：現值為P，利率為i％，n年內平均分攤資金現金A第一年第二年第三年則為保證現值P回收：162.3技術經濟分析方法優點：能反映項目經濟效益的真實性162.4用水量預測計算組成規劃期內由城市給水工程統一供給的居民生活用水、工業用水、公共設施用水及其它用水規劃期內由城市給水工程統一供給外的所有用水量總和。用水量及其變化用水量組成：綜合生活用水量、工業企業生產用水量和工作人員生活用水量、消防用水量、市政用水量、未預見水量及管網漏失水量用水量表示平均日用水量、最高日用水量、最高日平均時用水量、最高日最大時用水量用水量變化系數及變化曲線日變化系數Kd

時變化系數Kh172.4用水量預測計算組成172.4用水量預測計算預測方法分類估算法單位面積法人均綜合指標法年遞增率法線性回歸法生長曲線法用水量變化系數182.4用水量預測計算預測方法182.5規劃布置布置原則與形式布置原則參見教材布置形式樹狀、環狀輸水管渠定線給水管網定線192.5規劃布置布置原則與形式19給水管網定線城市管網內容：在地形平面圖上確定管線的走向和位置。一般僅限于干管及聯絡管，不包括分配管和進戶管。影響因素：城市平面布置、供水區地形、水源和調節水池位置、街區和用戶分布、河流鐵路橋梁等位置布置要點:(1)干管延伸方向;(2)干管間距500-800m（3）連接管作用、間距800-1000；（4）定線，避免高級路面，注意管線綜合（5）保證均勻的分布于街區；（6）附屬設備消火栓及管徑重要建筑兩條進水管。20給水管網定線城市管網20給水管網定線工業企業管網特點：用水集中、水質差別大、用水變化系數小布置要點（1）生產、生活用水合并與分建問題；（2）不同車間或工藝生產用水合并與分建問題；（3）消防管網通常合建（與生產或生活）（4）管網形式選擇（環狀、枝狀與雙管）21給水管網定線工業企業管網21第3章給水管網的水力學基礎3.1水流特征3.2水頭損失計算3.3管道的水力等效簡化3.4泵與泵站水力特性22第3章給水管網的水力學基礎3.1水流特征223.1水流特征流態特征層流、紊流、過渡流判別Re2000－4000給水管道Re一般在33000-2800000之間紊流阻力特征區：阻力平方區（1.75次方）、過渡區（1.75－2次方之間）、光滑區（1.75次方）流速與阻力特征區關系：0.6-1.5m/s為阻力平方區與過渡區之間界限，0.1m/s以下為過渡區與光滑區的流速界限。給排水管道通常流速為0.5-2.5m/s之間，大家可以自己判別一下。恒定流與非恒定流均勻流與非均勻流233.1水流特征流態特征233.2水頭損失計算沿程水頭損失計算謝才公式達西公式（僅用于圓管滿流）舍維列夫公式（舊鑄鐵管和舊鋼管滿流）海曾－威廉公式公式（較光滑的圓管滿流）柯爾勃洛克－懷特公式（各種紊流，適用性和精度較高）巴普羅夫斯基公式（明渠和非滿流排水管道）曼寧公式（巴普羅夫斯基特例，明渠或較粗糙管道）沿程水頭損失計算公式的比較與選用243.2水頭損失計算沿程水頭損失計算243.2水頭損失計算局部水頭損失計算水頭損失公式的指數形式沿程局部水頭損失之和253.2水頭損失計算局部水頭損失計算253.3管道的水力等效簡化引言:水力等效原則串聯或并聯管道的簡化沿線均勻出流的簡化局部水頭損失計算的簡化263.3管道的水力等效簡化引言:水力等效原則26串聯或并聯管道的簡化串聯管道簡化并聯管道簡化27串聯或并聯管道的簡化串聯管道簡化27沿途均勻出流簡化目的：便于計算管徑和水頭損失原理：水力等效折算系數α任意斷面流量沿程水頭損失折算后水力等效簡化

令

28沿途均勻出流簡化目的：便于計算管徑和水頭損失28局部水頭損失的簡化原理：水力等效簡化29局部水頭損失的簡化原理：水力等效簡化29第4章給水管網模型4.1管網的模型化4.2沿線流量和節點流量4.3管段計算流量4.4管徑計算4.5管網計算基礎方程30第4章給水管網模型4.1管網的模型化30管網簡化管網模型化概念：簡化與抽象，便于用圖形和數據分析表達管網簡化簡化原則：宏觀等效原則小誤差原則管網簡化方法：（1）刪除次要管線（2）管線交叉點較近時可合并（3）全開閥門去除，全閉閥門處切斷（4）管線包含不同的管材和規格，應水力等效為單一管材和規格（5）并聯的管線可以間化為單管線（6）大系統拆分為小系統，分別計算附屬設施簡化方法：（1）刪除不影響全局的附屬設施（2）同一處的多個相同設施合并。管網簡化管網模型化給水管網模型31管網簡化管網模型化概念：簡化與抽象，便于用圖形和數據分析表達管網的抽象目的：表達為僅由管段和節點組成的管網模型管段：（1）特征：輸送水量而不改變水量，可以改變水的能量。（2）屬性：長度、直徑、粗糙系數（構造屬性）；管段方向、起點、終點（拓撲屬性）；流量、流速、揚程、摩阻、壓降（水力屬性）節點：（1）特征：管線交叉點、端點或大流量出入點；傳遞能量，不能改變水的能量，有流量的輸入與輸出。（2）屬性：高程、位置（構造屬性）；與節點相關的管段及其方向、節點的度（拓撲屬性）；流量、水頭、自由水頭（水力屬性）管網抽象管網模型化給水管網模型32管網的抽象目的：表達為僅由管段和節點組成的管網模型管網抽象管管網模型標識目的：便于分析與計算內容：節點與管段的命名或編號，管段方向與節點流量設定。節點和管段編號管段方向設定節點流量正負設定管網模型標識管網模型化給水管網模型33管網模型標識管網模型標識管網模型化給水管網模型334.2沿線流量和節點流量管網計算步驟基環、虛環概念沿線流量節點流量例題主要內容沿線及節點流量給水管網模型344.2沿線流量和節點流量管網計算步驟主要內容沿線及節點流量管網計算步驟計算沿線流量和節點流量計算管段流量確定管段的管徑和水頭損失進行管網水力計算或技術經濟計算確定水塔高度和水泵揚程管網計算步驟沿線及節點流量給水管網模型35管網計算步驟計算沿線流量和節點流量管網計算步驟沿線及節點流量基環、虛環概念例圖基環簡化后管網不含其它環的環，幾個基環可以合成大環虛環多水源管網，為計算方便，將兩個或多個水壓一定的水源節點（如泵站、水塔等）用虛線和虛節點連接而成的環。實際上并不存在。基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型36基環、虛環概念例圖基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型36沿線流量沿線流量概念供給該管段兩側用戶所需流量比流量采用目的（繪例圖）：沿線用戶較多，用水量經常變化，按實際計算十分復雜也沒有必要，因此假定用水量均勻分布于干管，引入比流量概念。比流量概念：干管單位長度的流量比流量計算：沿線流量計算按面積計算比流量沿線流量沿線及節點流量給水管網模型37沿線流量沿線流量概念供給該管段兩側用戶所需流量沿線流量節點流量概念：從沿線流量折算出并且假設在節點集中流出的流量。管網流量組成：沿線流量和轉輸流量沿線流量轉化為節點流量目的：流量不斷變化的管段，難以確定管徑和水頭損失，所以要將沿線流量轉化為節點流量，管段中流量不在沿線變化，可以根據流量確定管徑。轉化方法：折算系數a計算公式節點流量沿線及節點流量給水管網模型38節點流量概念：從沿線流量折算出并且假設在節點集中流出的流量。例題參考《給水工程》（第四版）P34例題沿線及節點流量給水管網模型39例題參考《給水工程》（第四版）P34例題沿線及節點流量給水管4.3管段計算流量管段計算流量內容管段兩側沿線流量和輸送到后面管段的轉輸流量計算流量內容管段計算流量給水管網模型404.3管段計算流量管段計算流量內容計算流量內容管段計算流量給流量分配目的根據分配的流量確定管徑，進行水力計算枝狀網任一管段流量等于該管段以后（順水流方向）所有節點流量之和。（例圖）環狀網任一節點流量平衡。環狀網流量分配步驟按照管網主要供水方向，初步擬定各管段水流方向，并選定管網控制點。為可靠供水，從二級泵站到控制點之間選定幾條主要平行干管線，這些平行干管中盡可能均勻分配流量，并滿足節點流量平衡條件。連接管分配較少的流量流量分配管段計算流量給水管網模型41流量分配目的根據分配的流量確定管徑，進行水力計算流量分4.4管徑計算計算方法流速范圍選擇最大流速：2.5-3.0m/s最小流速：0.6m/s計算方法管徑計算給水管網模型424.4管徑計算計算方法計算方法管徑計算給水管網模型42平均經濟流速流速對投資和經常運行費用的影響流速增大管徑小，投資低水頭損失增加，經常運行費用高流速減小管徑大，投資高水頭損失減小，經常運行費用低平均經濟流速推算平均經濟流速管徑計算給水管網模型管徑平均經濟流速（m/s）D=100-4000.6~0.9D≥4000.9~1.443平均經濟流速流速對投資和經常運行費用的影響平均經濟流速管徑計4.5管網計算基礎方程水力計算條件計算原理連續性方程能量方程主要內容管網計算基礎方程給水管網模型444.5管網計算基礎方程水力計算條件主要內容管網計算基礎方程管網計算水力條件計算目的

各水源點供水量、管段流量及管徑、全部節點水壓水力條件

對于任何管網，管段數P、節點數J（包括泵站、水源、水塔）和環數L之間存在下列關系：P＝J+L-1計算條件已知條件：節點流量、管段長度、管徑、阻力系數求解:各管段的流量或水壓，P個管段就有P個未知數管網計算水力條件管網計算基礎方程給水管網模型45管網計算水力條件計算目的各水源點供水量、管段流量及管徑環方程原理：質量守恒（連續性方程）與能量守恒（能量方程）連續性方程能量方程壓降方程環方程管網計算基礎方程給水管網模型46環方程原理：質量守恒（連續性方程）與能量守恒（能量方程）基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型47基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型47基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型48基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型48基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型49基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型49基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型50基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型50基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型51基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型51基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型52基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型52基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型53基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型53基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型54基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型54基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型55基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型55基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型56基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型56基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型57基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型57基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型58基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型58基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型59基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型59給水管網系統任課教師：梁建軍重慶大學城環學院2007年3月60給水管網系統任課教師：梁建軍10緒論0.1給水系統組成及任務0.2管網系統在給水系統的地位0.3管網系統主要內容0.4本課程的目的610緒論0.1給水系統組成及任務20.1給水系統組成及任務系統組成主要設施取水取水泵房、取水頭部等凈水水廠輸水輸水管道配水管網系統任務：向用戶（公共、個人）供應充足的水量和安全的水質，包括居民家庭生活和衛生用水、工礦企業生產和生活用水、公用（機關、學校等）建筑用水、部分市政用水、消防用水。同時要滿足水量、水質、水壓的要求。620.1給水系統組成及任務系統組成主要設施取水取水泵房、取水取水輸水從江河湖泊取水配水到用戶凈水處理原水達到使用標準要求0.2管網在給水系統中的地位配水渾水輸水清水輸水地位：1.聯系工程與對象之間的通道和紐帶2.投資大：管網投資一般占系統總投資的70％因此，管網的優化設計和建設歷來受到建設、管理和運營部門的高度重視。63取水輸水從江河湖泊取水配水到用戶凈水處理原水達到使用標準要求0.3管網系統主要內容工程規劃水力學基礎管網模型水力分析工程設計系統概論優化設計運行調度和水質控制管道材料和附件管理和維護功能與組成系統工作原理系統類型與體制原則與工作程序技術經濟分析用水量預測規劃布置水流特征管渠水損計算水力等效簡化泵及泵站水力特性模型化模型拓撲特性模型水力特性模型矩陣表示水力分析基礎樹狀網水力分析環方程水力分析節點方程水力分析設計用水量及調節計算流量分配與管徑設計泵站揚程與水塔高度設計管網設計校核優化設計數學模型環狀網管段流量分配定流量管網優化輸水管優化調度任務及系統組成SCADA系統優化調度數學方法水質控制及評價管道材料管網附件附屬構筑物檔案管理監測與檢漏防腐與修復640.3管網系統主要內容管網水力工程系統優化運行調度管道材料0.4本課程目的掌握給水管網的基礎理論和設計應用，具備獨立進行管網規劃和設計的能力。同時使同學們了解本領域的最新技術及發展方法、新技術的需求和研究方向。650.4本課程目的掌握給水管網的基礎理論和設計應用，具備獨立第1章給水管網系統概論1.1給水系統的組成及功能1.2給水系統工作原理1.3給水管網系統的功能及組成1.4給水管網類型66第1章給水管網系統概論1.1給水系統的組成及功能71.1給水系統組成及功能給水系統:定義：為人們的生活、生產及消防提供用水的系統的總稱。功能：為不同類別的用戶提供滿足水質、水量及水壓需要的用水。組成：給水用途分類：生活用水：各類生活活動中直接使用的水。包括居民生活用水、公共設施用水、工業企業生活用水工業生產用水：工業生產過程中滿足生產工藝和產品質量要求的用水。可分為產品用水、工藝用水、輔助用水。市政和消防用水:城鎮或工業企業內道路澆灑、綠化、公共清潔和消防用水671.1給水系統組成及功能給水系統:81.2給水系統工作原理給水系統各部分之間流量關系基本概念系統自用水（R1）、漏失水量（R2）、調節水量一城市Qd＝2.0萬噸/日，試確定取、凈、輸、配各設施流量大小如何確定？1取水2凈水3渾水輸水管4清水輸水管5管網清水池、水塔給水系統水質關系水質標準原水、給水水質變化：給水處理、用戶用水給水系統的水壓關系壓力水頭：位能與壓能之和壓力方式：全重力、一級加壓、二級加壓、多級加壓681.2給水系統工作原理給水系統各部分之間流量關系91.3給水管網系統的功能及組成功能水量輸送水量調節水壓調節特點分散性、連通性、傳輸性、擴展性、隱蔽性系統構成參見教材輸水管渠配水管網水壓調節設施（泵站、減壓閥）水量調節設施（清水池、水塔、高位水池）691.3給水管網系統的功能及組成功能101.4給水管網系統類型按水源數目分類

單水源、多水源按構成方式分類統一給水管網、分區給水管網（串聯、并聯）按輸水方式分類重力輸水、壓力輸水701.4給水管網系統類型按水源數目分類11第2章給水管網工程規劃2.1規劃內容與層次2.2規劃原則及工作程序2.3技術經濟分析方法2.4用水量預測計算2.5規劃布置71第2章給水管網工程規劃2.1規劃內容與層次122.1規劃內容與層次規劃內容確定服務范圍與建設規模確定水資源綜合利用與保護措施確定主要構筑物位置確定工藝流程及水質保證措施管網規劃和干管布置與定線其它規劃層次總體規劃以城市總體規劃為依據，從本工程系統提出對城市發展目標和總體布局的調整意見和建議，制定本系統主要的技術政策、規定和實施措施分區規劃提出調整意見和建議基礎上，布置本系統在本分區內的主體設施和工程管網，制定針對本分區的技術規定和實施措施詳細規劃提出調整意見和建議基礎上，具體布置本詳規范圍所有的室外工程設施和工程管線，提出相應的工程建設技術要求和實施措施722.1規劃內容與層次規劃內容規劃層次132.2規劃原則及工作程序規劃原則貫徹國家和地方相關政策與法規城鎮或工業企業規劃要兼顧給排水工程給排水規劃要服從城鎮發展規劃合理確定近遠期規劃與建設范圍合理利用水資源及保護環境規劃方案盡可能經濟和高效工作程序明確任務，確定規劃編制依據收集資料，現場踏勘合理確定用水定額制定規劃方案提出分期實施步驟和措施編制規劃文件732.2規劃原則及工作程序規劃原則工作程序142.3技術經濟分析方法技術經濟分析目的和方法目的：找到技術和經濟最佳結合點方法：數學模型法和方案比較法靜態年計算費用法優點：計算簡便缺點：未反映資金的時間價值，不符合經濟規律計算公式動態年費用計算法針對不同時間經濟因素的變化，對項目一定時期發生的投資、運行成本折算成當前現值進行比較的方法742.3技術經濟分析方法技術經濟分析目的和方法152.3技術經濟分析方法優點：能反映項目經濟效益的真實性缺點：計算比較復雜計算公式：預備公式：推導公式：現值為P，利率為i％，n年內平均分攤資金現金A第一年第二年第三年則為保證現值P回收：752.3技術經濟分析方法優點：能反映項目經濟效益的真實性162.4用水量預測計算組成規劃期內由城市給水工程統一供給的居民生活用水、工業用水、公共設施用水及其它用水規劃期內由城市給水工程統一供給外的所有用水量總和。用水量及其變化用水量組成：綜合生活用水量、工業企業生產用水量和工作人員生活用水量、消防用水量、市政用水量、未預見水量及管網漏失水量用水量表示平均日用水量、最高日用水量、最高日平均時用水量、最高日最大時用水量用水量變化系數及變化曲線日變化系數Kd

時變化系數Kh762.4用水量預測計算組成172.4用水量預測計算預測方法分類估算法單位面積法人均綜合指標法年遞增率法線性回歸法生長曲線法用水量變化系數772.4用水量預測計算預測方法182.5規劃布置布置原則與形式布置原則參見教材布置形式樹狀、環狀輸水管渠定線給水管網定線782.5規劃布置布置原則與形式19給水管網定線城市管網內容：在地形平面圖上確定管線的走向和位置。一般僅限于干管及聯絡管，不包括分配管和進戶管。影響因素：城市平面布置、供水區地形、水源和調節水池位置、街區和用戶分布、河流鐵路橋梁等位置布置要點:(1)干管延伸方向;(2)干管間距500-800m（3）連接管作用、間距800-1000；（4）定線，避免高級路面，注意管線綜合（5）保證均勻的分布于街區；（6）附屬設備消火栓及管徑重要建筑兩條進水管。79給水管網定線城市管網20給水管網定線工業企業管網特點：用水集中、水質差別大、用水變化系數小布置要點（1）生產、生活用水合并與分建問題；（2）不同車間或工藝生產用水合并與分建問題；（3）消防管網通常合建（與生產或生活）（4）管網形式選擇（環狀、枝狀與雙管）80給水管網定線工業企業管網21第3章給水管網的水力學基礎3.1水流特征3.2水頭損失計算3.3管道的水力等效簡化3.4泵與泵站水力特性81第3章給水管網的水力學基礎3.1水流特征223.1水流特征流態特征層流、紊流、過渡流判別Re2000－4000給水管道Re一般在33000-2800000之間紊流阻力特征區：阻力平方區（1.75次方）、過渡區（1.75－2次方之間）、光滑區（1.75次方）流速與阻力特征區關系：0.6-1.5m/s為阻力平方區與過渡區之間界限，0.1m/s以下為過渡區與光滑區的流速界限。給排水管道通常流速為0.5-2.5m/s之間，大家可以自己判別一下。恒定流與非恒定流均勻流與非均勻流823.1水流特征流態特征233.2水頭損失計算沿程水頭損失計算謝才公式達西公式（僅用于圓管滿流）舍維列夫公式（舊鑄鐵管和舊鋼管滿流）海曾－威廉公式公式（較光滑的圓管滿流）柯爾勃洛克－懷特公式（各種紊流，適用性和精度較高）巴普羅夫斯基公式（明渠和非滿流排水管道）曼寧公式（巴普羅夫斯基特例，明渠或較粗糙管道）沿程水頭損失計算公式的比較與選用833.2水頭損失計算沿程水頭損失計算243.2水頭損失計算局部水頭損失計算水頭損失公式的指數形式沿程局部水頭損失之和843.2水頭損失計算局部水頭損失計算253.3管道的水力等效簡化引言:水力等效原則串聯或并聯管道的簡化沿線均勻出流的簡化局部水頭損失計算的簡化853.3管道的水力等效簡化引言:水力等效原則26串聯或并聯管道的簡化串聯管道簡化并聯管道簡化86串聯或并聯管道的簡化串聯管道簡化27沿途均勻出流簡化目的：便于計算管徑和水頭損失原理：水力等效折算系數α任意斷面流量沿程水頭損失折算后水力等效簡化

令

87沿途均勻出流簡化目的：便于計算管徑和水頭損失28局部水頭損失的簡化原理：水力等效簡化88局部水頭損失的簡化原理：水力等效簡化29第4章給水管網模型4.1管網的模型化4.2沿線流量和節點流量4.3管段計算流量4.4管徑計算4.5管網計算基礎方程89第4章給水管網模型4.1管網的模型化30管網簡化管網模型化概念：簡化與抽象，便于用圖形和數據分析表達管網簡化簡化原則：宏觀等效原則小誤差原則管網簡化方法：（1）刪除次要管線（2）管線交叉點較近時可合并（3）全開閥門去除，全閉閥門處切斷（4）管線包含不同的管材和規格，應水力等效為單一管材和規格（5）并聯的管線可以間化為單管線（6）大系統拆分為小系統，分別計算附屬設施簡化方法：（1）刪除不影響全局的附屬設施（2）同一處的多個相同設施合并。管網簡化管網模型化給水管網模型90管網簡化管網模型化概念：簡化與抽象，便于用圖形和數據分析表達管網的抽象目的：表達為僅由管段和節點組成的管網模型管段：（1）特征：輸送水量而不改變水量，可以改變水的能量。（2）屬性：長度、直徑、粗糙系數（構造屬性）；管段方向、起點、終點（拓撲屬性）；流量、流速、揚程、摩阻、壓降（水力屬性）節點：（1）特征：管線交叉點、端點或大流量出入點；傳遞能量，不能改變水的能量，有流量的輸入與輸出。（2）屬性：高程、位置（構造屬性）；與節點相關的管段及其方向、節點的度（拓撲屬性）；流量、水頭、自由水頭（水力屬性）管網抽象管網模型化給水管網模型91管網的抽象目的：表達為僅由管段和節點組成的管網模型管網抽象管管網模型標識目的：便于分析與計算內容：節點與管段的命名或編號，管段方向與節點流量設定。節點和管段編號管段方向設定節點流量正負設定管網模型標識管網模型化給水管網模型92管網模型標識管網模型標識管網模型化給水管網模型334.2沿線流量和節點流量管網計算步驟基環、虛環概念沿線流量節點流量例題主要內容沿線及節點流量給水管網模型934.2沿線流量和節點流量管網計算步驟主要內容沿線及節點流量管網計算步驟計算沿線流量和節點流量計算管段流量確定管段的管徑和水頭損失進行管網水力計算或技術經濟計算確定水塔高度和水泵揚程管網計算步驟沿線及節點流量給水管網模型94管網計算步驟計算沿線流量和節點流量管網計算步驟沿線及節點流量基環、虛環概念例圖基環簡化后管網不含其它環的環，幾個基環可以合成大環虛環多水源管網，為計算方便，將兩個或多個水壓一定的水源節點（如泵站、水塔等）用虛線和虛節點連接而成的環。實際上并不存在。基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型95基環、虛環概念例圖基環虛環概念沿線及節點流量給水管網模型36沿線流量沿線流量概念供給該管段兩側用戶所需流量比流量采用目的（繪例圖）：沿線用戶較多，用水量經常變化，按實際計算十分復雜也沒有必要，因此假定用水量均勻分布于干管，引入比流量概念。比流量概念：干管單位長度的流量比流量計算：沿線流量計算按面積計算比流量沿線流量沿線及節點流量給水管網模型96沿線流量沿線流量概念供給該管段兩側用戶所需流量沿線流量節點流量概念：從沿線流量折算出并且假設在節點集中流出的流量。管網流量組成：沿線流量和轉輸流量沿線流量轉化為節點流量目的：流量不斷變化的管段，難以確定管徑和水頭損失，所以要將沿線流量轉化為節點流量，管段中流量不在沿線變化，可以根據流量確定管徑。轉化方法：折算系數a計算公式節點流量沿線及節點流量給水管網模型97節點流量概念：從沿線流量折算出并且假設在節點集中流出的流量。例題參考《給水工程》（第四版）P34例題沿線及節點流量給水管網模型98例題參考《給水工程》（第四版）P34例題沿線及節點流量給水管4.3管段計算流量管段計算流量內容管段兩側沿線流量和輸送到后面管段的轉輸流量計算流量內容管段計算流量給水管網模型994.3管段計算流量管段計算流量內容計算流量內容管段計算流量給流量分配目的根據分配的流量確定管徑，進行水力計