第6章給水管網的設計計算節點、管段比流量、沿線流量、節點流量、管段流量管段最大流速、最小流速、經濟流速水頭損失水力計算表基本概念節點：

泵站、水塔；不同管徑或不同材質的交接點；管段的交匯點；集中大用水戶點；

管段：兩個相鄰節點之間的管道。比流量qcb長度比流量：假定小用水戶q1、q2、…的總和沿管網長度均勻流出，則每單位管段計算長度上應流出的水量。面積比流量：假定小用水戶q1、q2、…的總和沿面積均勻流出，則每單位計算面積上應流出的水量。管段的計算長度：兩側均無供水的管道，計算長度為0，單側供水的管道，計算長度為實際長度的一半，兩側均供水的管道計算長度為管段實際長度。管段的供水面積：干管承擔的供水面積可按分角線法或對角線法劃分。注意：當供水區域內各區衛生設備情況或人口密度差異較大時，各區的比流量應分別計算；同一管網，比流量的大小隨水量而變化，在不同的供水條件下，比流量是不同的。沿線流量qy假定小用水戶q1、q2、…的總和沿管網長度（面積）均勻流出，則一定管段長度（一定面積）上流出的水量。ABqz+qyqz節點總流量：集中流量和節點流量的和。集中流量：較大的集中流量處可直接設為節點。節點流量：等于沿線流量的一半。

0.5qy0.5qyqz+qyBAqzqj1qj2管段流量：流入節點的全部流量之和等于流出這一節點的流量之和。假定：流入節點的流量為負值，流出節點的流量為正值。比流量沿線流量節點流量管段流量最高日最高時用水量集中流量

管段流速最高流速：2.5－3.0m/s；最小流速：0.6m/s；經濟流速：管網造價和經營費用之和最小時。

費用流速Ve運行費建設費總費用D=100－400mm,

Ve=0.6-0.9m/s。D>400mm,Ve=0.9-1.4m/s。水力計算表Q、D、v、i知兩項可求另兩項水頭損失各參數下標匯總（水壓）Hp：二泵房揚程，m；Ht：水塔設置高度，m；HC

：用戶自由水壓，m；H0：水塔內水深，m；Zp：二泵房最低水位標高揚程，m；Zt：水塔建設位置地形標高，m；ZC：用戶點地形標高，m；hs：泵房吸水管路水頭損失，m；hc：輸水管的水頭損失，m；hn：配水管網的水頭損失，m；各參數下標匯總（流量）Qd：最高日流量，m3/d；Qh：最高日最高時流量，m3/h；Qx：消防流量，L/s；qy：沿線流量，L/s；qz：轉輸流量，L/s；qb或qs：比流量，L/s；qy或qi-j：沿線流量，L/s；qi：節點流量，L/s；qi-j：管段流量，L/s；《室外給水設計規范》管網部分參數匯總hz：總水頭損失，h；hy：沿程水頭損失，h；hj：局部水頭損失，h；l：管段長度，m；

D

：管道內徑，mm；

R：水利半徑；λ：沿程阻力系數；

C：謝才系數。1、設計工況水力計算：最高日最高時2、非設計工況水力校核：最高日最高時消防最不利管段故障時對置水塔最大轉輸時設計內容1、設計工況水力計算（最高日最高時）Q、D、v、1000i比流量沿線流量節點流量管段流量最高日最高時用水量集中流量

管段設計流量計算比流量管徑計算沿線流量節點流量管段流量最高日最高時用水量管段直徑

經濟流速

集中流量

經濟流速

水頭損失二泵房揚程水塔高度

管段直徑流量二泵房揚程與水塔設置高度的計算2、非設計工況水力校核最高日最高時發生火災時最不利管段發生故障時設對置水塔時最高日最高時發生火災設計流量：Qh+Qx?最不利管段發生故障設計流量：70%Qh?最高日最高時設對置水塔時最大轉輸時設計流量：Qz3.132.552.63.13.344.54.75.15.464.954.84.64.64.554.34.44.34.654.44.64.93.93.4123456123456789101112131415161718192021222324時間/h占最高日用水量的百分數/%?

最不利工作情況：①最高日最高時Qh②最高日最高時發生火災Qh+Qx③最不利管段發生故障70％Qh

④對置水塔最大轉輸時Qz

最不利點（控制點）：①地形最高點②要求自由水壓最高點③距離供水起點最遠點

關鍵參數：Q、D、v、iQ→D、v→i→h→H→Ht、Hp枝狀管網水力計算特點：對單水源網，水流路線唯一，流量唯一，管徑變化時，起點水壓變化，而各管流量不變。原則：3、兩大類典型的給水管網水力計算

步驟：①確定Qh、L、標高、自由水頭；②確定干線和最不利管線；③計算比流量、沿線流量和節點流量；④干管水力計算

由節點流量計算各管段流量；由流量、經濟流速求直徑、水頭損失；由最不利點起計算二泵房揚程、流量；⑤支管水力計算計算平均允許水力坡度；根據q，確定D、1000i，計算實際h；計算節點的水壓標高，自由水壓；⑥確定水塔的容積和高度；⑦確定二泵站的揚程；⑧校核。環狀管網水力計算特點：供水路線不唯一，管段設計流量不唯一，當管徑變化時，壓力、流量均發生變化。原則：流體連續性方程，流出為正，流入為負，流入某節點的流量等于流離該節點的流量；能量守恒方程，順時針為正，逆時針為負，環狀網任一閉合環內，水流為順時針方向的各管段的水頭損失之和等于水流逆時針方向的各段水頭損失之和。h1-2-4=h1-3-4h1-2-4=h1-2+h2-4h1-3-4=h1-3+h3-4h1-2+h2-4=h1-3+h3-4h1-2+h2-4－h1-3－h3-4=0h1-2-4=H1－H4h1-3-4=H1－H41234環狀網任一閉合環內，水流為順時針方向的各管段的水頭損失之和等于水流逆時針方向的各段水頭損失之和。

步驟：①確定管網Q總、環數、計算長度、標高、自由水頭；②計算各節點流量；③假定管段流向，分配流量；④確定管徑和水頭損失；⑤管網平差根據初分流量q、D、i、L計算h；計算每一個閉合環的閉合差△h；若△h＝0，則q、D、h均為設計值；△h≠0，則需對初分流量進行修正；重新計算每個管段的修正后的流量；重復，直至；手工計算時一般取△h＝0.1～0.5m，計算機計算時一般取△h＝0.01～0.1m。⑥計算水塔高度及水泵揚程；⑦校核計算。環路閉合差△h管網平差供水分界線確定的條件過節點；水壓最低；水塔的流量等于供水范圍內節點流量加分界線上由水塔供給的節點流量之各和；供水分界線隨水塔水位移動。

最不利點（控制點）：①地形最高點；②要求自由水壓最高點；③距離供水起點最遠點；④供水分界線上的點。設計計算：按照最高日最高時流量求出各節點流量，進行流量分配，計算管段流量，確定管段直徑及水頭損失，再推算出給水管網的水壓關系。校核計算：管段直徑已知，按不同工況下的流量分別計算節點流量，確定管段流量和水頭損失，再推算出水壓，以此校核按最高日最高時用水確定的二泵房揚程。？混合式給水管網中如何處理枝狀管網與環狀管網的關系。①管道的埋設深度覆土厚度：管道外壁頂部到地面的距離。埋設深度：管道內壁底部到地面的距離。覆土厚度埋設深度海平面地面4、給水管道的敷設最小覆度厚度：①防止冰凍損壞管道②防止受地面負荷破壞防止受地面負荷破壞：

金屬管0.7m，非金屬管1.0~1.2m防止冰凍損壞管道冰凍區：管底在冰凍線以下的最小距離

D＜300mm，為D＋200mmD=300mm~600mm，為0.75DmmD>600mm，為0.5Dmm地面凍土層非凍土層冰凍線<300mm300~600mm>600mm例：冰凍線1.2m，給水管徑200mm，最小覆土厚度為多少？冰凍區：管底在冰凍線以下的最小距離

D＜300mm，為D＋200mm；地面凍土層非凍土層冰凍線1200mm200mm200mm最小覆土厚度1：1200＋200＝1400mm防止受地面負荷破壞：最小覆土厚度為非金屬管1.0~1.2m最小覆土厚度2：1.0~1.2m最小覆土厚度：1.4m②管道的基礎防止管底只支在幾個點上，引起下沉。自然基礎砂基礎混凝土基礎當土壤耐壓力較高且地下水位較低時。在巖石或半巖石地基處。在土壤松軟的地基處。第6章小結1、基本概念；2、工程設計內容；3、兩大類型的給水管網水力計算；4、給水管道的敷設。第7章給水管道材料與附件1、給水排水管道材料

良好的耐壓性能；良好的封閉性；耐腐蝕；內壁不結垢、光滑；管路暢通。給水管材的要求常見給水管材管材優點缺點適用金屬管鋼管強度高，耐振動，質量輕，長度大，加工方便內壁光滑度不及塑料管，鍍鋅鋼管耐腐蝕性不高，價格高高壓管段球墨鑄鐵管強度大，韌性大，抗腐蝕，安裝方便抗壓力差，不適于高壓管質脆、重量大、單管長度小城市輸配水系統銅管很強的抗銹蝕能力，強度高，可塑性強，堅固耐用，能抵受較高的外力負荷價格高熱水塑料管UPVC質量輕，防腐蝕性好，內壁光滑，便于安裝，抗彎抗壓縮度較高抗沖擊強度相對較低室外埋地給水管，工業廠房生產供水PE室內冷熱水PPR室內冷熱水復合管玻璃鋼管質量輕，內壁光滑，耐壓耐腐蝕價格高鋁塑復合管建議:①長距離大水量，若壓力低選用預應力鋼混管，壓力高采用預應力鋼筒混管和玻璃復合管；②城市輸配水系統采用球墨鑄鐵管或玻璃纖維管；③室內或小區采用塑料管；④穿越障礙物或特殊地段，采用鋼管。2、給水管網附件

閥門止回閥排氣閥泄水閥消火栓給水管網附件管道的連接

承插連接法蘭連接焊接螺紋連接第7章小結1、給水管道材料的要求和常用管材；2、給水管道附件與附屬構筑物。第8章污水管道系統的設計計算

《室外給水設計規范》《室外排水設計規范》《建筑給水排水設計規劃》《住宅設計規范》《建筑設計防火規范》生活污水定額居民生活污水定額綜合生活污水定額污水定額1、污水設計流量的計算居民生活污水定額和綜合生活污水定額應根據當地采用的用水定額，結合建筑物內部給排水設施水平和排水系統普及程度確定。可按當地用水量的80%～90%采用。工業區內工業廢水量和變化系數的確定，應根據工藝特點，并于國家現行的工業用水量有關規定協調。《室外排水設計規范》（GB50014-2006）生產污水定額單噸產品污水排放量 萬元產值污水排放量 單位面積污水排放量

日變化系數

污水量變化系數時變化系數

總變化系數

《室外排水設計規范》（GB50014-2006）Qd（L/s）5154070kz2.321.81.7Qd（L/s）1002005001000kz1.61.51.41.3

最高日污水量最高日最高時污水量污水量計算居民生活污水設計流量生活污水量居民生活污水量定額，L/（人·d）設計人口數，人生活污水量總變化系數綜合生活污水設計流量綜合生活污水量定額，L/（人·d）設計人口數，人生活污水量總變化系數工業廢水量總變化系數生產污水量定額產品的平均日產量每日的生產時數，h城鎮污水設計總流量：Q＝Q2＋Q4?污水設計流量與給水設計流量計算方法的差異。

計算用水量時采用最高日用水量定額和相應的時變化系數，計算污水量時則采用平均日用水量定額的80％～90％和相應的總變化系數。

計算給水管網用水量時采用綜合流量法，計算污水管網污水量時則采用簡單累加法。

表2-1居民生活用水定額（L/cap·d）計算用水量時采用最高日用水量定額和相應的時變化系數，計算污水量時則采用平均日用水量定額的80％～90％和相應的總變化系數。

城市規模特大城市大城市中、小城市

用水情況分區最高日平均日最高日平均日最高日平均日一180－270140－210160－250120－190140－230100－170二140－200110－160120－18090－140100－16070－120三140－180110－150120－16090－130100－14070－110表2-2綜合生活用水定額（L/cap·d）計算用水量時采用最高日用水量定額和相應的時變化系數，計算污水量時則采用平均日用水量定額的80％～90％和相應的總變化系數。

城市規模特大城市大城市中、小城市

用水情況分區最高日平均日最高日平均日最高日平均日一260-410210-340240-390190-310220-370170-280二190-280150-240170-260130-210150-240110-180三170-270140-230150-250120-200130-230100-170綜合流量法時間綜合生活用水量（m3）生產用水量（m3）市政用水量（m3）不可預見量（m3）總計（m3）0~1447.7212515.52249.69837.93…

…1168.512515.52249.691558.717~81461.24228.8915.52249.691955.348~91416.96269.8915.52249.691952.069~101340.7269.8915.52249.691875.8…

…1308.72269.8915.52249.691843.8223~241399.74269.8915.52249.691934.84計算給水管網用水量時采用綜合流量法，計算污水管網污水量時則采用簡單累加流量法。簡單累加流量法時間綜合生活污水量（m3）生產污水量（m3）總計（m3）1461.241731.13269.89比流量：單位面積單位時間內的生活污水量。面積比流量，L/s.hm2生活污水定額，L/cap.d人口密度，cap/hm22、污水管段設計流量的計算基本概念本段流量q1：從本管段沿線街坊流量的污水量。面積比流量，L/s.hm2面積，hm2本段流量，L/s周邊式低邊式低邊式總變化系數轉輸流量q2

：從上游和旁側管段流來的污水量。包括從上游和旁側管段流來的生活污水量與生產污水量。集中流量q3

：從工業企業或其他大型公共設施流來的污水量。本段流量轉輸流量生活污水流量生產廢水流量均化小流量集中流量管段的設計流量：

qij=q1+q2+q3q2q3q1本段流量（兩側街坊流入）集中流量（工企，大型建筑流入）轉輸流量（上游，側管流入）AB設計充滿度α：污水管中深h與直徑D的比值。hD

調節污水量變化；通風排氣；管道疏通和維護管理。α＝1滿流，α＜1不滿流。3、污水管道的水力計算基本概念最大設計充滿度：管徑或渠道高度（mm）最大設計充滿度200－3000.55350－4500.65500－9000.70≥10000.75最小設計充滿度：最小設計充滿度建議0.25一般0.5設計流速：最小設計流速：污水0.6m/s、明渠0.4m/s

雨污合流0.75m/s。最大設計流速：金屬管10m/s、非金屬管

5m/s、明渠查表。壓力管流速：建議0.7－2.0m/s。最小管徑：管道類別最小管徑污水管街坊和廠區內200mm污水管街道300mm最小設計坡度：管道類別最小管徑（mm）相應最小設計坡度污水管2000.004污水管3000.003埋深：地面到管道內壁底的距離。最小覆土厚度：防凍—一般埋設在冰凍線以下；防負載—車行道下最小覆土0.7m；人行道下0.6m；銜接—建筑物出戶管最小埋深0.5－0.6m；街坊污水支管起點最小埋深0.6－0.7m。覆土厚度：地面到管道外壁頂的距離。最大埋深：干燥土壤7－8m，其余5m。

管段銜接水面平銜接上、下游管段的水面等高，即上、下游管段在指定的設計充滿度下水面相平。管頂平銜接上、下游管管頂相平，一般用于不同口徑。設跌水井對標高差大（>1m）的傍側管接入時。水面平接管頂平接跌水井污水管網總設計流量;各管段設計流量計算；計算管段直徑、流速、充滿度、坡度；確定埋深，進行銜接設計與設計坡度；確定管道在道路橫斷面上的具體位置。設計內容面積比流量本段流量管段流量最高日最高時污水量管段直徑

地面坡度

集中流量轉輸流量

管段直徑的計算水力計算參數非滿流管網（污水管網）①Q②D③v④h⑤α

水力計算公式①②水力計算步驟管網定線，確定長度、標高；計算各設計管段的流量；確定管材；確定控制點；計算各管段的地面坡度；根據設計流量、地面坡度、估算D，然后查水力計算圖，求v、α，看是否符合規定；按管長和坡度計算管道兩端的降落量；根據D、α，計算管中的水深；由設定起始點埋深的情況下，計算設計管段上下游管底標高和埋設深度；由水深和管底標高計算管段的水面標高。第8章小結1、基本概念；比流量本段流量管段流量轉輸流量設計充滿度最大充滿度設計流速最大流速自凈流速最小管徑最小設計坡度埋設深度第8章小結2、工程設計內容；污水管網總設計流量及各管段設計流量計算；確定管段直徑、埋深、銜接設計與水力計算。第9章（1）雨水管渠的設計計算雨水流行的特點：歷時短；流量大；含泥沙。降雨量降雨歷時降雨強度降雨面積暴雨強度降雨頻率重現期徑流系數匯水面積管段流量最大流速最小流速最小管徑最小坡度最大埋深最小覆土厚度水力計算圖基本概念降雨量：降雨的多少。

m3，m3/h，m3/m2，mm/h，mm。年平均降雨量，mm/年月平均降雨量，mm/月日降雨量，mm/日最大日降雨量，mm/日中國氣象局規定：24小時的降雨量10mm小雨10－24.9mm中雨25－49.9mm大雨50－99.9mm暴雨100－250mm大暴雨超過250mm特大暴雨暴雨，一般指每小時降雨量16毫米以上，或連續12小時降雨量30毫米以上，或連續24小時降雨量50毫米以上的降水。降雨歷時：連續降雨的時段。

h，min。降雨面積：降雨的范圍。

ha，km2。匯水面積：雨水管渠匯集雨水的面積。

ha，km2

。降雨強度：某一連續降雨時段內的平均降雨量。

mm/min，mm/h。暴雨強度：單位時間單位面積上的降雨體積。

L/min·ha,L/min·ha。

《室外排水設計規范》(GB50014-2006)

雨水管渠設計重現期，應根據匯水地區性質（廣場、干道、廠區、居住區）、地形特點和氣象特點等因素確定。在同一排水系統中可采用同一重現期或不同重現期。重現期一般選用0.5～3a，重要干道、重要地區或短期積水即能引起較嚴重后果的地區，一般選用3～5a，并與道路設計協調。降雨頻率：等于或大于某降雨強度發生的可能性，%。重現期：等于或大于某暴雨強度發生一次的時間間隔的平均值，a。

徑流系數：《室外排水設計規范》(GB50014-2006）徑流系數可按照表3.2.2-1采用，匯水面積的平均徑流系數按地面種類加權平均計算；區域的綜合徑流系數可按表3.2.2-2采用。地面種類徑流系數各種屋面、混凝土和瀝青路面0.85～0.95大塊石鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面0.55～0.65級配碎石路面0.40～0.50干砌磚石和碎石路面0.35～0.40非鋪砌土地面0.25～0.35公園或綠地0.10～0.20區域情況徑流系數城市建筑密集區0.60～0.85城市建筑較密集區0.45～0.60城市建筑稀疏區0.20～0.45表1徑流系數值表2城市綜合徑流系數雨水管段設計流量：雨水設計流量，L/s徑流系數匯水面積，ha設計暴雨強度，

L/s·ha暴雨強度公式：

q＝設計暴雨強度，A1＝參數，c＝參數，P＝重現期，t＝降雨歷時，b、n＝參數。《室外排水設計規范》(GB50014-2006）一般地區的重現期為0.5年—3年一遇；重要地區3年—5年一遇，并應與道路設計協調。城市重現期（a）城市重現期（a）北京1～2；特別重要地區3～10揚州0.5～1上海1～3；特別重要地區5宜昌1～5天津1南寧1～2烏蘭浩特0.5～1柳州0.5～1南京0.5～1深圳一般地區1；低洼地區2～3；重要地區3～5杭州1;重要地區2～3;特別重要地區3～5長沙

0.5~1表3國內部分城市采用重現期的值表4不同重現期P與相關參數關系序號P(a)q(L/S·hm2)Q(L/s)D(mm)造價T（%）10.381.81171814007520.599.272085150010031.0122.962582160013841.5136.822873170017552146.653080170017563160.513371180018374170.343577180018385177.963737190019098194.0340751900190101001.65423520002051115215.51452620002051220225.34473220002051330239.2050232100215注：工程造價系按P=0.5a時造價為100%基準。設計充滿度：h／D=1。最小設計流速：管道0.75m/s、明渠0.4m/s。最大設計流速：金屬管10m/s、非金屬5m/s，明渠見表。最小管徑：雨水管道300mm、雨水口連接管200mm。最小設計坡度：雨水管道0.003、雨水口連接管0.01。最小覆土厚度：

防凍：一般在冰凍線以上；防負載：車行道下最小覆土0.7m

銜接：建筑物出戶管0.5－0.6m。最大埋深：考慮經濟條件，施工作業。干燥7－8m，其余5m。各管段雨水設計流量計算；確定管段直徑；埋深、銜接設計。設計內容1、雨水設計流量單位面積的徑流量：單位面積徑流量徑流系數設計暴雨強度雨水管段設計流量：雨水設計流量徑流系數匯水面積設計暴雨強度暴雨強度公式：

《室外排水設計規范》(GB50014-2006）一般地區的重現期為0.5年—3年一遇；重要地區3年—5年一遇，并應與道路設計協調。q＝設計暴雨強度，A1＝參數，c＝參數，P＝重現期，t＝降雨歷時，b、n＝參數。降雨歷時公式：

等于或大于匯水面積上最遠點的雨水流達設計斷面的集水時間t，t=t1+mt2。t=t1+mt2t1=地面集水時間，5－15min；t2=管渠內雨水流行時間；m=折減系數（暗管2，明渠1.2）；單位面積徑流量2、管段直徑計算管段設計雨水流量暴雨強度公式管段直徑

地面坡度

徑流系數管內流行時間

匯水面積

管段直徑的計算管段銜接管頂平銜接上、下游管管頂相平，一般用于不同口徑。管頂平接3、管段埋深、銜接設計水力計算參數滿流管網（雨水管網）①Q②D③v④h水力計算公式①②定線，劃分排水流域，確定計算管段長度、標高、匯水面積；計算各設計管段的流量；水力計算步驟確定管材；確定控制點；計算各管段的地面坡度；根據設計流量、地面坡度，查水力計算圖，求V、Q、i、D，看是否符合規定；按管長和坡度計算管道兩端的降落量；由設定起始點埋深的情況下，計算設計管段上下游管底標高和埋設深度。（管頂平銜接）第9章（1）小結1、基本概念；2、工程設計內容；各管段雨水設計流量計算；確定管段直徑；埋深、銜接設計。第9章（2）合流管網的設計計算1、合流制排水系統①直流合流制②截流式合流制③完全合流制2、分流制排水系統①完全分流制②不完全分流制③半分流制排水體制分為合流制、分流制兩大類。①直流合流制②截流式合流制③完全合流制③半分流制②不完全分流制①完全分流制截流式合流制流量變化情況晴天時：截流管以非滿流污水、工業廢水送污水廠；雨天