6章-給水管網(wǎng)工程設計1課件

第6章設計用水量2022/12/91Freetemplatefrom第6章設計用水量2022/12/91Freetempl6.1設計用水量變化6.2設計流量分配與管徑設計6.3泵站揚程與水塔高度設計6.4設計流量分配與管徑設計6.5給水管網(wǎng)分區(qū)設計6.1設計用水量變化居民區(qū)綜合生活用水；工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和職工生活用水；澆灑道路和綠地用水：管網(wǎng)漏損量；未預見水量；消防用水。但不包括工業(yè)企業(yè)自備水源所供應的水量。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(fā)生的，不累計到設計總用水量，僅作為設計校核使用。6.1.1最高日設計用水量居民區(qū)綜合生活用水；6.1.1最高日設計用水量1．最高日設計用水量定額（1）居民生活用水居民生活用水定額和綜合生活用水定額（包括公共設施生活用水量）見《室外給水設計規(guī)范》（2）工業(yè)企業(yè)

1）1．最高日設計用水量定額2)（3）消防用水：按《建筑設計防火規(guī)范》執(zhí)行（4）其他用水

1）澆灑道路：1～2L/m2·次，每日2～32）綠化：1.5～4L/m2·d2)（3）消防用水：按《建筑設計防火規(guī)范》執(zhí)行2．最高日設計用水量計算Qd（1）城市最高日綜合生活用水量（包括公共設施生活用水量）（2）工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量2．最高日設計用水量計算Qd（1）城市最高日綜合生活用水量（（3）工業(yè)企業(yè)職工生活用水和淋浴用水量（3）工業(yè)企業(yè)職工生活用水和淋浴用水量（4）澆灑道路和綠化用水量（4）澆灑道路和綠化用水量6章-給水管網(wǎng)工程設計1課件（5）管網(wǎng)漏損量0.08~0.12（6）未預見水量Q6=0.08~0.12(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)（7）消防用水量（校核時使用）（5）管網(wǎng)漏損量0.08~0.12（6）未預見水量Q6=0.8）最高日設計用水量

Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+

Q5+Q6(m3/s)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(fā)生的，不累計到設計總用水量，僅作為設計校核使用。6章-給水管網(wǎng)工程設計1課件6.1.2設計用水量變化及調節(jié)計算1．設計用水量變化規(guī)律的確定可用變化系數(shù)（粗略）或變化曲線（比較精確）。無詳細資料時，可供參考。（1）最高日城市綜合用水的時變化系數(shù)Kh宜采用

1.3～1.6，日變化系數(shù)Kd1.1～1.5；（2）工業(yè)企業(yè)職工生活用水時變化系數(shù)為2.5～3.0。（3）工業(yè)生產(chǎn)用水可均勻分配。6.1.2設計用水量變化及調節(jié)計算1．設計用水量變化規(guī)律的2泵站供水流量設計（1）取水構筑物和水處理構筑物的設計流量主要取決于一級泵站和水廠的工作情況，通常是連續(xù)均勻地工作.原因是：

1)流量穩(wěn)定，有利于水處理構筑物運行和管理，保證出水水質，使水廠運行管理簡單；

2)從造價方面，構筑物尺寸、設備容量降低，降低工程造價。2泵站供水流量設計（1）取水構筑物和水處理構筑物的設計式中α——水廠自用水系數(shù)，一般α=1.05~1.1；

T——每天工作小時數(shù)。

Qd——最高日設計用水量。（2）二級泵站的設計流量二級泵站的工作情況（與管網(wǎng)中是否設置流量調節(jié)設施有關）1）管網(wǎng)中無流量調節(jié)設施●任何時刻供水量等于用水量；●為使水泵高效工作使用大小搭配的多臺水泵來適應用水量的變化；

式中α——水廠自用水系數(shù)，一般α=1.05~1.1；（●泵站管理，可根據(jù)管網(wǎng)的壓力來切換水泵

Q二泵=Qh2）管網(wǎng)有流量調節(jié)設施●每小時供水量可以不等于用水量，但24h總供水量等于總用水量用水量；●二級泵站的工作是按照設計供水曲線進行，設計供水曲線是根據(jù)用水量變化曲線擬定的，擬定時注意：●泵站管理，可根據(jù)管網(wǎng)的壓力來切換水泵2）管網(wǎng)有流量調節(jié)設施供水曲線盡量接近于用水曲線，且分級數(shù)不宜超過三級；有利于選泵及水泵的合理搭配，適當留有發(fā)展余地。Q二泵=QⅡmax供水曲線盡量接近于用水曲線，且分級數(shù)不宜超過三級；有利于選泵供水設計的原則是：1）設計供水總流量必須等于設計用水量，即：

Qs=Qh=(khQd)/86.4(L/S)(6.9)式中Qs—設計供水總流量，L/S。2）對于多水源給水系統(tǒng)，供水調節(jié)能力較強，一般不設水塔和高位水池，設計時直接使各水源供水泵站的設計流量之和等于最高時用水量。3）對于單水源給水系統(tǒng)，可以考慮管網(wǎng)中不設水塔（或高位水池）或者設置水塔（或位水池兩個方案

ⅰ)當給水管網(wǎng)內不設水塔或高位水池時，供水泵站設計供水量為最高時用水流量；

ⅱ)當給水管網(wǎng)內設置水塔或高位水池時，應先設計泵站供水曲線供水設計的原則是：具體要求：a）泵站供水量一般分成高峰供水和低峰供水兩級，最多可分三級；b)泵站各級供水線盡可能接近用水曲線，以減小水塔或高位水池的調節(jié)容積；C)應注意每級能夠選到合適水泵，以及水泵機組合理搭配；d)必須使泵站立24小時供水量之和與最高日用水量相等。通過供水設計，可確定各供水設施的設計流量。具體要求：如對圖6.1所示例題，當最高日設計用水量為45000m3/d時，若管網(wǎng)中不設水塔或高位水池時，供水泵站設計供水流量為：45000×5.92%×1000÷3600=740L/s:若管網(wǎng)中設水塔或高位水池時，供水泵站設計供水流量為：45000×4.97%×1000÷3600=620L/s;水塔或高位水池的設計供水流量為：45000×(5.92-4.97)%×1000÷3600=120L/s:如對圖6.1所示例題，當最高日設計用水量為45000m3/d

65

43

2

1

0時間（h）

024681012141618202224

圖6.1某市最高日用水量變化曲線4.97%4.17%

3.65%5.92%2.22%4.97%最高轉輸塔供供水泵站供水曲線取水泵站供水曲線Kh=24×5.92/100=1.42用水曲線64.97%4.17%3.65%5.水塔或高位水池的最大進水流量（21~22點，稱為最高轉輸時）為：

45000×(4.97-3.65)%×1000÷3600=165(L/s)（3）調節(jié)容積的計算取水和給水處理系統(tǒng)按日平均流量設計（即每小時流量為日流量的4.17%），供水泵站按用水流量工作（無水塔和高位水池時）或按接近用水流量的確2~3級供水（有水塔和高位水池時），這使給水處理系統(tǒng)與給水管網(wǎng)之間存在流量差。圖6.1中兩條虛線之間的差即為要調節(jié)的流量之差水塔或高位水池的最大進水流量（21~22點，稱為最高轉輸時）當給水管網(wǎng)中設有水塔和高位水池時，則要調節(jié)供水泵站供水流量與用水流量之差，其調節(jié)容積為：W=Max∑（Q1-Q2）-Min∑(Q1-Q2)(m)(6.10)[例6.2]清水池和水塔調節(jié)容積計算，請自閱當給水管網(wǎng)中設有水塔和高位水池時，則要調節(jié)供水泵站供水流量與4.清水池和水塔容積計算（1）清水池和水塔的調節(jié)作用1）水塔的流量調節(jié)二級泵站供水流量和用戶用水流量不相等時，其差額可由水塔來調節(jié)。2）清水池的流量調節(jié)調節(jié)一、二級泵站供水量的差額。4.清水池和水塔容積計算（1）清水池和水塔的調節(jié)作用1）（2)水塔與清水池的容積計算清水池和水塔的調節(jié)容積的計算，通常采用兩種方法：一種是根據(jù)24h供水量和用水量變化曲線推算，一種是憑經(jīng)驗估算。清水池調節(jié)容積按最高日用水量的10%～20%估算水塔的調節(jié)容積按最高日用水量的2.5%～6%估算（2)水塔與清水池的容積計算清水池和水塔的調節(jié)容積的計算，當有城市24小時的用水量變化的詳細資料時，清水池和水塔的調節(jié)容積可按連續(xù)相加法等方法進行計算清水池中除了貯存調節(jié)用水以外，還存放消防用水和水廠生產(chǎn)用水，因此，清水池有效容積等于：式中w1一清水池調節(jié)容積,m3；

w2－消防貯水量，m3，按2h火災延續(xù)時間計算；

w3－水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產(chǎn)用水，等于最高日用水量的5％～10％；

w4－安全貯水量。當有城市24小時的用水量變化的詳細資料時，清水水塔除了貯存調節(jié)用水量以外，還需貯存室內消防用水量。因此，水塔設計有效容積為:式中w1－調節(jié)容積

w2－消防貯水量，按10min室內消防用水量計算。水塔除了貯存調節(jié)用水量以外，還需貯存室內消防用水量。因此，水水塔和清水池的構造清水池形狀：圓形和矩形管道：進水管、出水管、溢流管、放空管注意：一般設兩個以上選用時盡可能往標準圖集上靠水塔和清水池的構造清水池清水池構造圖清水池構造圖給水系統(tǒng)的水壓關系城市給水管網(wǎng)需保持最小的自由水壓為：1層10m，2層12m，2層以上每層增加4m。1.二級泵站水泵揚程和水塔高度的確定二級泵站水泵揚程和水塔的高度與管網(wǎng)中是否設置水塔及水塔在管網(wǎng)中的位置有關。(1)無水塔管網(wǎng)給水系統(tǒng)的水壓關系城市給水管網(wǎng)需保持最小的自由水控制點是指整個給水系統(tǒng)中水壓最不容易滿足的地點（又稱最不利點），用以控制整個供水系統(tǒng)的水壓，一般情況下，控制點通常在系統(tǒng)的下列地點：（1）地形最高點；（2）距離供水起點最遠點；（3）要求自由水壓最高點。式中Zc－管網(wǎng)控制點c的地面標高和清水池最低水位的高程差，m；

Hc－控制點所需的最小服務水頭，m；

hs－吸水管中的水頭損失，m；

hc、hn－輸水管和管網(wǎng)中水頭損失，m。

控制點是指整個給水系統(tǒng)中水壓最不容易滿足的地點（又稱最不利點2.網(wǎng)前（前置）水塔管網(wǎng)

3.網(wǎng)后（對置）水塔管網(wǎng)可能有兩種工作情況：2.網(wǎng)前（前置）水塔管網(wǎng)3.網(wǎng)后（對置）水塔管網(wǎng)可能有兩種（1）在最高用水量時，管網(wǎng)用水由泵站和水塔同時供給，兩者各有自己的給水區(qū)，在給水區(qū)分界線上，水壓最低。水泵揚程可按無水塔管網(wǎng)的計算公式進行計算，水塔高度的計算公式可按網(wǎng)前水塔的計算公式進行計算。（2）最大轉輸流量時最大轉輸時水泵揚程的計算公式為：（1）在最高用水量時，管網(wǎng)用水由泵站和水塔同時供給，兩者各有6.2設計流量分配與管徑計算6.2設計流量分配與管徑計算管網(wǎng)計算會遇到兩類課題：1．管網(wǎng)設計計算（最高時）——第一類課題2．管網(wǎng)復核計算（消防時、事故時及最大轉輸時等）——第二類課題第一類課題第二類課題已知條件管網(wǎng)定線圖、設計流量管網(wǎng)定線圖、設計流量、管徑擬定內容節(jié)點流量Qi、管段流量qij節(jié)點流量Qi、管段流量qij計算內容Dij、hij、∑hijhij、∑hij最終目的Dij、Ht、Hp復核最高時確定的水泵能否滿足其他工況時Q、H的要求管網(wǎng)計算會遇到兩類課題：第一類課題第二類課題已知條件管網(wǎng)定線6.2.2節(jié)點設計流量分配計算1．沿線流量是指沿線分配給用戶的流量。管網(wǎng)配水情況比較復雜，高峰流量各異。計算時加以簡化。比流量法，假定小用水戶的流量沿線均勻分布。（1）長度比流量假定水量沿管網(wǎng)長度均勻流出。管線單位長度上的配水流量，稱為長度比流量，記作qcb。6.2.2節(jié)點設計流量分配計算1．沿線流量（1）長度比流量則每一計算管段沿線流量記作qy為：則每一計算管段沿線流量記作qy為：（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qmb。

則每一計算管段沿線流量記作qy為：（2）面積比流量則每一計算管段沿線流量記作qy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。每一管段所負擔的供水面積可按分角線法和對角線法劃注意：1）面積比流量考慮了沿線供水面積（人數(shù)）多少對管線配水的影響，計算結果更接近實際配水情況，但計算較麻煩。當供水區(qū)域的干管分布比較均勻時，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。注意：2、節(jié)點流量（1）沿線流量為什么要轉化為節(jié)點流量2、節(jié)點流量（1）沿線流量為什么要轉化為節(jié)點流量但是，實際的管段并沒有喇叭口形狀的，管徑也是不連續(xù)的，所以，仔細去計算每一個沿線流出去的流量已經(jīng)沒有實際意義了。沿線流量只有當其累積到一定量，足以引起管徑變化的時候計算起來才有實際意義。這樣，就可以不考慮實際沿線配水的情況，而把一定長度管段上的沿線流量用一個等效的流量來代替，即節(jié)點流量。但是，實際的管段并沒有喇叭口形狀的，管徑也是（2）沿線流量如何轉換成節(jié)點流量沿線流量劃成節(jié)點流量公式（3）沿線流量轉換成節(jié)點流量的依據(jù)（2）沿線流量如何轉換成節(jié)點流量沿線流量劃成節(jié)點流量公式（3假設沿線出流是均勻的，則管道的任一斷面上的流量沿程水頭損失假設沿線出流是均勻的，則管道的任一斷面上的流量沿程水頭損失沿程水頭損失將移至兩端點，分別為管道內流量為沿程水頭損失將移至兩端點，分別為管道內流量為根據(jù)水力等效原則根據(jù)水力等效原則（2）節(jié)點流量計算公式節(jié)點流量包括兩部分：由沿線流量劃成節(jié)點流量和該節(jié)點的集中流量（2）節(jié)點流量計算公式【例題】某城市最高時總用水量為260L/s，其中集中供應的工業(yè)用水量120L/s（分別在節(jié)點2、3、4集中出流40L/s）。各管段長度（單位為m）和節(jié)點編號見圖。管段1-5、2-3、3-4為一側供水，其余為雙側供水。試求：（1）比流量；（2）各管段的沿線流量；（3）各節(jié)點流量【例題】某城市最高時總用水量為260L/s，其中集中供應的工解：1．配水干管計算總長度2．配水干管比流量解：1．配水干管計算總長度2．配水干管比流量

3．沿線流量：

管段編號管段計算總長度（m）比流量

(L/s.m)沿線流量

(L/s)

1-22-33-41-53-54-65-66-7

8000.5×600=300

0.5×600=3000.5×600=300800800600500

0.03182

25.459.559.559.5525.4525.4519.0915.91合計

4400

140.00各管段沿線流量計算3．沿線流量：管段編號管段計算總長度比流量4．節(jié)點流量計算：

各管段節(jié)點流量計算

節(jié)點節(jié)點連的管段節(jié)點流量(L/s)集中流量(L/s)節(jié)點總流量(L/s)12345671-2,1-51-2,2-32-3,3-4,3-53-4,4-61-5,3-5,5-64-6,5-6,7-66-70.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.500.5(9.55+9.55+25.45)=22.280.5(25.45+9.55)=17.500.5(9.55+25.45+19.09)=27.050.5(25.45+19.09+15.91)=30.220.5(15.91)=7.95

404040

17.5057.5062.2857.5027.0530.227.95合計140.00120.00260.004．節(jié)點流量計算：各管段節(jié)點流量計算節(jié)點6.2初擬管徑1、管段設計流量分配目的：確定各管段中的流量，進而確定管段直徑。流量分配要保持水流的連續(xù)性，每一節(jié)點必須滿足節(jié)點流量的平衡條件：流入任一節(jié)點的流量等于流離該節(jié)點的流量，若以流入為“一”，流離為“+”，則∑Q=0。a.枝狀網(wǎng)水流方向唯一，流量分配唯一，任一管段的流量等于以后所有節(jié)點流量總和。6.2初擬管徑1、管段設計流量分配a.枝狀網(wǎng)6章-給水管網(wǎng)工程設計1課件b.環(huán)狀網(wǎng)

流量分配有多種組合方案基本原則：滿足供水可靠性前提下，兼顧經(jīng)濟性。b.環(huán)狀網(wǎng)流量分配有多種組合方案1）體現(xiàn)供水的目的性，從水源或多個水源出發(fā)進行管段流量分配，使供水流量沿較短的距離擴散到整個管網(wǎng)的所有節(jié)點上去；2）體現(xiàn)供水的經(jīng)濟性，向主要供水方向（如通向密集用水區(qū)或用水大戶）分配較多的流量，向次要供水方向分配較少的流量，特別注意不能逆向流3）體現(xiàn)供水的可靠性，應確定兩條或兩條以上平行的主要供水方向，并且應在各平行供水方向分配相接近的較大流量，垂直主要供水方向的管段上也要分配一定的流量1）體現(xiàn)供水的目的性，從水源或多個水源出發(fā)進行管段流量分配，方法和步驟：確定控制點位置，管網(wǎng)主導流向；參照主導流向擬定各管段水流方向，以最短距離供水到大用戶或邊遠地區(qū)；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），連接管要少分配流量，滿足沿線配水為限（主要作用是干管損壞時轉輸流量）各干管通過的流量沿主要流向逐漸減少，不要忽多忽少；可以起端開始或從末端，滿足節(jié)點流量的平衡條件。此分配值是預分配，用來選擇管徑，真正值由平差結果定。方法和步驟：2、初擬管徑確定管網(wǎng)中每一管段的直徑是輸水和配水系統(tǒng)設計計算的主要課題之一。管段的直徑應按分配后的流量確定。在設計中，各管段的管徑按下式計算：式中q為管段流量，m3/s；V為管內流速，m/s。由上式可知，管徑不但和管段流量有關，而且還與流速有關。因此，確定管徑時必須先選定流速。2、初擬管徑確定管網(wǎng)中每一管段的直徑是輸水和配水ⅰ)為防水錘現(xiàn)象出現(xiàn)事故，最大設計流≤2.5～3m/s；ⅱ)在輸送渾濁的原水時，為避免原水中懸浮物沉淀，最低設計流速≥0.6m/sⅰ)如果V取小，則D大，管網(wǎng)造價增加，但hf減少，水泵Hp可降低，節(jié)約電費；ⅱ)如果V取大，則D小，管網(wǎng)造價減少，但hf增加，水泵Hp需增大，多用電費。因此需要用優(yōu)化法求得V或D最優(yōu)解，在數(shù)學上歸納為求一定年限下內管網(wǎng)造價和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ⅰ)為防水錘現(xiàn)象出現(xiàn)事故，最大設計流≤2.5～3m/s；各城市的經(jīng)濟流速值應按當?shù)貤l件，如水管材料和價格、施工條件、電費等來確定，不能直接套用其他城市的數(shù)據(jù)。另外，管網(wǎng)中各管段的經(jīng)濟流速也不一樣，須隨管網(wǎng)圖形、該管段在管網(wǎng)中的位置、該管段流量和管網(wǎng)總流量的比例等決定。因為計算復雜，有時簡便地應用“界限流量表”確定經(jīng)濟管徑，見界限流量表

。由于實際管網(wǎng)的復雜性，加上情況在不斷的變化，例如流量在不斷增加，管網(wǎng)逐步擴展，諸多經(jīng)濟指標如水管價格、電費等也隨時變化，要從理論上計算管網(wǎng)造價和年管理費用相當復雜且有一定難度。在條件不具備時，設計中也可采用由各地統(tǒng)計資料計算出的平均經(jīng)濟流速來確定管徑，得出的是近似經(jīng)濟管徑，見平均經(jīng)濟流速表各城市的經(jīng)濟流速值應按當?shù)貤l件，如水管材料和價管徑/mm界限流量/L·s

－1管徑/mm界限流量/L·s

－1100＜9450130~1681509~15500168~23720015~28.5600237~35525028.5~45700355~49030045~68800490~68535068~96900685~82240096~1301000822~1120界限流量表管徑界限流量管徑界限流量100＜9450130~168150平均經(jīng)濟流速表管徑/mm平均經(jīng)濟流速υe/L·s

－1D=100～4000.6～0.9D≥4000.9～1.4平均經(jīng)濟流速表管徑/mm平均經(jīng)濟流速υe/L·s8）重要的輸水管，及未設貯水池的樹狀網(wǎng)應采用平行雙線管道，每管直徑按Q設的50%確定，較長時應設置兩處以上的連通管，并配切閥門，保證事故段能夠隔離，達70%以上。如圖：

平行雙線管道Q設70%8）重要的輸水管，及未設貯水池的樹狀網(wǎng)應采用平行雙線管道，每

6.3泵站揚程與水塔高度設計由Qjqi分Diqi計hiHp6.3.1設計工況水力分析給水管網(wǎng)的設計工況：即最高日最高時用水工況，對此工況進行水力分析所得到的管段流量和節(jié)點水頭一般都是最大值，用它們確定泵站揚程和水塔高度通常是最安全的。但在泵站揚程和水塔高度未確定前，對設計工況下的水力分析有兩個前提不滿足連續(xù)V經(jīng)連、能已經(jīng)解決如何進行？6.3泵站揚程與水塔高度設計連泵站所在管段的水力特性未知，管網(wǎng)中沒有定壓節(jié)點，因此，需要進行預處理。（1）刪除泵站所在管段泵站尚未設計，其揚程Hp和內阻Sp尚屬未知所以其管段水力特性未知，為了進行管網(wǎng)水力分析，必須暫時將該管段從管網(wǎng)中刪除但是，此管段的流量（即泵站的設計流量）已知，必須將該管段流量合并到與之相關聯(lián)的節(jié)點上，以保持管網(wǎng)的水力等效。見下例：泵站所在管段的水力特性未知，管網(wǎng)中沒有定壓節(jié)點，因此，需要進如圖6.8以圖6.9與其等效Q7Q7+q1Q1-q1q1Q1[1](1)(7)(7)圖6.8圖6.9（1）泵站水塔水塔如圖6.8以圖6.9與其等效Q7Q7+q1Q1-q1q1（2）假設一個控制點由于泵站所在管段的暫時刪除，水塔的高度還未確定，所以管網(wǎng)中沒有已知節(jié)點水頭的節(jié)點，即無定時定壓節(jié)點，暫無法用恒定流基本方程組確定各節(jié)點水頭值各節(jié)點的水頭相對值是可以確定的，為便于分析，可以任意假定某個節(jié)點為控制點，令其節(jié)點水頭H等于服務水頭，如圖

H=Z地+p/γ0.00Z地HP/γ（2）假設一個控制點0.00Z地HP/γ把假設的控制點作為定壓節(jié)點。就可以進行水力分析，根據(jù)分析結果，找出用水壓力最難得到滿足的節(jié)點—真正的控制點，并根據(jù)真正的控制點的服務水頭調整所有節(jié)點水頭。[例6.5]圖6.10管網(wǎng)設計工況水力分析，

表已知管網(wǎng)節(jié)點數(shù)據(jù)節(jié)點號2345678地面高m13.618.819.122.032.218.317.317.5自由水壓m——24.028.024.0——28.028.024.0服務水頭m42.847.146.0——46.345.341.5把假設的控制點作為定壓節(jié)點。就可以進行水力分析，根據(jù)分析結果（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）[1][2][3][4][5][6][7][8][9]H1=12m清水池水塔-194.35-37.1514.5551.1720.7735.0382.3327.65圖6.10管網(wǎng)設計工況水力分析管號123456789qi194.3589.906.2737.1589.9032.4622.6354.875.00V經(jīng)1.001.000.200.801.001.000.700.900.60D計352338—設300×2300200200×2300200200300100表6.11（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）[1][2]設計工況水力設計結果真控制點水壓不足：43.71-47.10=-3.39m各節(jié)點水壓均加3.39m,使真控制點（3）自由水壓滿足28.00m的要求。管段/節(jié)點號23456789管段流量l/s81.088.7737.1598.7221.1425.1363.692.50管速m/s1.150.280.591.400.670.800.900.32管段壓降m3.860.380.752.821.241.762.240.97節(jié)點水頭47.5750.6943.7147.1043.2646.6544.0147.4044.7148.1042.4745.8641.5044.89——地面標高18.8019.1022.0032.2018.3017.3017.50——自由水壓28.7732.1624.6128.0021.1624.65————26.4129.8025.1728.5624.0027.39————設計工況水力設計結果管段/節(jié)點號23456789管段流量l/

6.3.2泵站揚程設計完成了設計工況水力設計后，泵站揚程可以根據(jù)其所在館段的水力特性確定：如圖：hpi=(HTi-HFi)+(hfi

+

hmi)(6.24)0。00HFiHTihpihfi2hfi1HTi-HFi6.3.2泵站揚程設計0。00H估算泵站內部的水頭損失并選泵一般水泵吸水管設計流速為1.2~2.0m/s,局部阻力系數(shù)可按5~8考慮，沿程阻力忽略。hpm1=ζV2

/2g=8×2.02/(2×9.8)=1.63m∴水泵揚程Hp=hp1+hpm1=41.35+1.63=42.98m≈43m按兩臺泵并聯(lián)工作考慮，單臺水泵流量為Qp=194.35÷2=97.32(L/s)=349.8(t/h)≈350(t/h)查水泵樣本，選取250S39型水泵3臺，2用1備估算泵站內部的水頭損失并選泵6.3.3水塔高度設計設計工況水力分析已得水塔所在節(jié)點水頭為Hj,，地面標高為Zj，則水塔高度為

HTj=Hj-Zj(m)(6.26)為安全起見，此式所確定的水塔高度應作為水塔水柜的最低水位離地面的高程。在考慮水塔轉輸（進水）時，水塔高度還應加上水柜設計有效水深。例6。5所給數(shù)據(jù)和計算結果，水塔高度HTS=H5-Z5=47.40-32.20=15.20m在進行轉輸計算時取水塔的水頭為Zj+HTj+H6.3.3水塔高度設計6.4管網(wǎng)校核1、管網(wǎng)校核的定義從前面的設計過程可知，管網(wǎng)的管徑和水泵揚程，是按設計年限內最高日最高時的用水量和正常水壓要求來設計的。這樣的管徑和水泵能否滿足其他特殊情況(消防時、最大轉輸、事故時)下的要求，就需進行其它用水量條件下的核算。核算按最高日最高時流量設計的管徑和水泵能否滿足其他特殊情況下的要求的過程就叫作管網(wǎng)校核。6.4管網(wǎng)校核1、管網(wǎng)校核的定義2、管網(wǎng)校核的內容消防校核：發(fā)生火災的情況下；事故校核：管網(wǎng)前端主要干管發(fā)生事故的情況下；最大轉輸校核：設有對置水塔的管網(wǎng)最大轉輸?shù)那闆r下；2、管網(wǎng)校核的內容消防校核1.消防校核的實質管網(wǎng)是按最高日最高時流量來設計的，這個流量并沒有包括消防流量。（城市火災不是經(jīng)常發(fā)生的，且火災持續(xù)時間不長，滅火期間短時間的斷水或者流量減少居民能夠接受）

消防校核的實質是以最高日最高時流量另加消防流量作為設計流量，按10m的服務水頭計算，校核按最高時流量確定的管徑和水泵能否滿足消防時候的要求。消防校核1.消防校核的實質2.消防校核的方法：

1）首先根據(jù)城市規(guī)模和現(xiàn)行的《建筑設計防火規(guī)范》確定同時發(fā)生的火災次數(shù)和消防用水量；

2）把消防流量作為集中流量加在相應節(jié)點的節(jié)點流量中；如:按消防要求同時一處失火，則放在控制點，有兩處或兩處以上失火，一處放在控制點，其他設定在離二級泵站較遠或靠近大用戶的節(jié)點處，其余節(jié)點仍按最高用水時的節(jié)點流量。2.消防校核的方法：

3）以最高日最高時用水量確定的管徑為基礎，將最高時用水量與消防流量相加后進行流量分配；

4）進行管網(wǎng)平差，求出消防時的管段流量和水頭損失

5）計算消防時所需要的水泵揚程。（自由水壓不低于10mH2O）6章-給水管網(wǎng)工程設計1課件3.消防校核結果

雖然消防時比最高時所需的服務水頭要小得多,但因消防時通過管網(wǎng)流量增大，各管段的水頭損失相應增加，按最高時確定的水泵揚程有可能不滿足消防時的需要。若：消防時需要的水泵揚程小于最高時確定的水泵揚程,則設計不需要調整；消防時需要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；消防時需要的水泵揚程遠大于最高時確定的水泵揚程，專設消防泵。3.消防校核結果1.事故校核的實質管網(wǎng)主要管段發(fā)生損壞時，必須及時檢修，在檢修時間內供水量允許減少，但設計水壓一般不應降低。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。R的取值根據(jù)供水要求確定，城鎮(zhèn)的事故流量降落比R一般不低于70%。

事故校核事故校核的實質是管網(wǎng)前端主要管段發(fā)生損壞時，原設計的管徑和水泵能否供應不小于最高時設計流量70%的流量。1.事故校核的實質2.事故校核的方法校核時，水力計算過程跟最高時計算過程相同，只是管網(wǎng)各節(jié)點的流量應按事故時用戶對供水的要求確定。（可按事故流量降落比統(tǒng)一折算，即事故時管網(wǎng)的節(jié)點流量等于最高時各節(jié)點的節(jié)點流量乘上事故降落比R）2.事故校核的方法3.事故校核的結果經(jīng)過校核后不符合要求時，可以增加平行主干管或埋設雙管，或放大某些連通管的管徑，或重新選擇水泵。也可以從技術上采取措施，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障措施。3.事故校核的結果最大轉輸校核1.最大轉輸校核的實質設對置水塔的管網(wǎng)，在最高用水時由泵站和水塔同時向管網(wǎng)供水，但在一天內泵站送水量大于用水量的時段內，多余的水經(jīng)過管網(wǎng)送入水塔貯存。

最大轉輸校核的實質是校核設對置水塔的管網(wǎng)在發(fā)生最大轉輸流量時水泵能否將水送到水塔水柜中最高水位。最高時轉輸時最大轉輸校核1.最大轉輸校核的實質設對置水塔的2.最大轉輸校核的方法校核時，水力計算過程跟最高時計算過程相同，只是管網(wǎng)各節(jié)點的流量需按最大轉輸時管網(wǎng)各節(jié)點的實際用水量求出。因節(jié)點流量隨用水量的變化成比例地增減，所以最大轉輸時各節(jié)點流量可按下式計算：---最高用水時的節(jié)點流量，L/s---最大轉輸時節(jié)點流量折減系數(shù)，其值可按下式計算2.最大轉輸校核的方法---最高用水時的節(jié)點流量，L/s式中Qzy、Qh分別為最大轉輸時和最高用水時管網(wǎng)總用水量，L/s；

Qzi、Qi分別為最大轉輸時已確定（常為集中流量）的節(jié)點流量和與之相對應的最高用水時的節(jié)點流量，L/s。節(jié)點流量確定后，按最大轉輸時的流量進行分配和管網(wǎng)平差，求出各管段的流量、水頭損失和所需要的水泵揚程。式中Qzy、Qh分別為最大轉輸時和最高3.最大轉輸校核的結果校核不滿足要求時，應適當放大從泵站到水塔最短供水路線上管段的管徑。3.最大轉輸校核的結果設計成果整理1、設計說明書把整個設計計算的過程表述清楚。課程設計：要有單獨的設計說明書，而且格式要符合規(guī)定實際工程設計：小工程可以沒有單獨的設計說明書，但必須有設計施工說明；較大的工程有設計說明書。設計成果整理1、設計說明書2、設計圖紙設計成果主要是用設計圖紙來體現(xiàn)的。課程設計：給水管網(wǎng)平面圖、等水壓線圖。給水管網(wǎng)平面圖上要標明管長、管徑。實際工程設計：給水管網(wǎng)總平面圖、帶狀圖、等水壓線圖、管道縱剖面圖、節(jié)點詳圖。給水管網(wǎng)總平面圖反映出管網(wǎng)的整體布置及其相互連接關系，帶狀圖具體體現(xiàn)管道在街道下面的具體位置。較小的工程給水管網(wǎng)總平面圖和帶狀圖可以合并。2、設計圖紙等水壓線圖繪制1）管網(wǎng)各節(jié)點水壓標高和自由水壓計算起點水壓未知的管網(wǎng)進行水壓計算時，應首先選擇管網(wǎng)的控制點，由控制點所要求的水壓標高依次推出各節(jié)點的水壓標高和自由水壓，計算方法同枝狀管網(wǎng)。由于存在閉合差，即⊿h≠0，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，但差異較小，不影響選泵，可不必調整。等水壓線圖繪制1）等水壓線圖繪制對于起點水壓已定的管網(wǎng)進行水壓計算時，無論何種情況，均從起點開始，按該點現(xiàn)有的水壓值推算到各節(jié)點，并核算各節(jié)點的自由水壓是否滿足要求。經(jīng)上述計算得出的各節(jié)點水壓標高、自由水壓及該節(jié)點處的地形標高，按一定格式寫在相應管網(wǎng)平面圖的節(jié)點旁。等水壓線圖繪制6章-給水管網(wǎng)工程設計1課件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由水壓線圖兩種，其繪制方法與繪制地形等高線圖相似。兩節(jié)點間管徑無變化時，水壓標高將沿管線的水流方向均勻降低，據(jù)此從已知水壓點開始，按0.5~1.0m的等高距（水壓標高差）推算出各管段上的標高點。在管網(wǎng)平面圖，用插值法按比例用細實線連接相同的水壓標高點即可繪出等水壓線圖。2）繪制管網(wǎng)水壓線圖水壓線的疏密可反映出管線的負荷大小，整個管網(wǎng)的水壓線最好均勻分布。如某一地區(qū)的水壓線過密，表示該處管網(wǎng)的負荷過大，所選用的管徑偏小。水壓線的密集程度可作為今后放大管徑或增敷管線的依據(jù)。6章-給水管網(wǎng)工程設計1課件

由等水壓線圖標高減去各點地面標高得自由水壓，用細實線連接相同的自由水壓即可繪出等自由水壓線圖。管網(wǎng)等自由水壓線圖可直觀反映整個供水區(qū)域內高、低壓區(qū)的分布情況和服務水壓偏低的程度。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。6章-給水管網(wǎng)工程設計1課件6章-給水管網(wǎng)工程設計1課件6.5給水管網(wǎng)分區(qū)設計1、目的1）技術上：管線壓力不至于過高，損壞管道和附件以免；2）經(jīng)濟上：可以降低供水動力費用2、適合情況：給水區(qū)域大、地形高差大3、分區(qū)的基本形式，并聯(lián)分區(qū)和串聯(lián)分區(qū)6.5.1分區(qū)給水系統(tǒng)6.5給水管網(wǎng)分區(qū)設計1、目的6.5.1分區(qū)給水系并聯(lián)分區(qū)A、定義：由同一泵站內的低壓和高壓水泵分別供給低區(qū)和高區(qū)用水的供水形式B、特點：比較安全可靠，各區(qū)水泵集中在一個泵站內，管理方便；但增加了輸水管道長度和造價串聯(lián)分區(qū)A、定義：高、低區(qū)兩區(qū)均有低區(qū)泵站供給，高區(qū)用水再由高區(qū)泵站增壓的供水形式B、特點：輸水管道長度和造價較低，但設有多個泵站管理不方便并聯(lián)分區(qū)泵站供水能量E由以下三部分組成1）保證最小服務水頭所需的能量2）克服水管摩阻所需的能量3）未利用的能量6.5.2分區(qū)給水的能量分析泵站供水能量E由以下三部分組成6.5.2分區(qū)給水的能量分給水分區(qū)設計，城市地形是決定分區(qū)形式的重要影響因素1）當城市狹長時，采用并聯(lián)分區(qū)較宜2）城市垂直于等高線方向延伸時，串連分區(qū)更為適宜給水分區(qū)設計，城市地形是決定分區(qū)形式的水廠的位置往往影響到分區(qū)的形式1）水廠靠近高區(qū)時，宜采用并聯(lián)的形式2）水廠遠離高區(qū)時，采用串連分區(qū)較好，避免高區(qū)的輸水管線過長水廠的位置往往影響到分區(qū)的形式題：在給水區(qū)面積很大、地形高差顯著或遠距離輸水時，可考慮分區(qū)供水。分區(qū)供水可分為并聯(lián)分區(qū)和串聯(lián)分區(qū)兩種基本形式，下列說法正確的是（）。

A.并聯(lián)分區(qū)：供水安全，可靠，且水泵集中，管理方便

B.并聯(lián)分區(qū)：供水安全、可靠，且管網(wǎng)造價較低

C.串聯(lián)分區(qū)：供水安全、可靠，且管網(wǎng)造價較低

D.串聯(lián)分區(qū)：供水安全，可靠，且水泵集中，管理方便

題：在給水區(qū)面積很大、地形高差顯著或遠距離輸水時，可考慮分區(qū)習題5(3)列表計算Q4L/S管段號[i]管徑Di（mm)管長Li(m)摩阻siHFim第一次平差H4mhimqiL/sCi×10450[1]10020031274.7925.5020(設)5.509.3889.21657[2]1501503256.0523.703.7025.7137.5197[3]10030046912.1928.308.309.1486.12688∑44.51652.86315習題5(3)列表計算Q4管段號管徑管長Li摩阻續(xù)表第二次平差H4mHimqiL/sCi×10418.966.5410.3088.510514.7429.38933.347859.3410.0385.80309∑49.73547.66145H1=25.50H4=?Q4=50.00l/S(1)(1)(3)(2)H2=23.70H3=28.30[1][2][3]200,100150,150300,100[管段號]管長m,管徑mm續(xù)表第二次平差H4HiqiCi×10418.966.54106.6輸水管設計

主要內容:1、輸水方案2、輸水管的形式3、輸水管尺寸4、連接管數(shù)量6.6輸水管設計主要內容:一、輸水管只起水的輸送作用，不向兩邊配水的管道原水輸水管（渠）清水輸水管

一、輸水管原水輸水管（渠）二、輸水方案輸水管必須保證不間斷輸水平行敷設兩條，敷設一條輸水管，另外設置有一定容量的蓄水池。對于允許間斷供水或多水源供水的管網(wǎng)，可以只設一條輸水管。二、輸水方案三、輸水管的形式壓力輸水管渠此種形式通常用得最多，當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）無壓輸水管渠的單位長度造價較壓力管渠低，但在定線時，為利用與水力坡度相接近的地形，不得不延長路線，因此，建造費用相應增加。重力無壓輸水管渠可節(jié)約水泵輸水所耗電費。3．加壓與重力相結合的輸水系統(tǒng)在地形復雜的地區(qū)常用加壓與重力結合的輸水方式。4．明渠明渠是人工開挖的河槽，一般用于遠距離輸送大量水三、輸水管的形式四、輸水管尺寸重力輸水管由可以利用的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。四、輸水管尺寸五、連接管數(shù)量以重力供水時的壓力輸水管為例水源在高地時（如取用蓄水庫水時），若水源水位和水廠內第一個水處理構筑物之間有足夠的水位高差克服兩者管道的水頭損失時，可利用水源水位向水廠重力輸水。如圖所示五、連接管數(shù)量以重力供水時的壓力輸水管為例假設輸水系統(tǒng)的總流量為Q，平行管線（管徑、管長和管材均相同）數(shù)為n，則每條輸水管的流量為Q/n，如圖若在輸水管上等距離地設置m條連接管，輸水管被分成m+1段，則正常工作情況下的水頭損失為：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)的總流量為Q，平行管線（管徑、管長和管現(xiàn)假設任一管段損壞時（如圖），流量降低為Qa，若忽略連接管的水頭損失（因其長度和輸水管相比很短），則此時輸水管系統(tǒng)的水頭損失為：現(xiàn)假設任一管段損壞時（如圖），流量降低為Qa，可得出事故時和正常工作時的流量比R可得出事故時和正常工作時的流量比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)供水可靠度的要求選擇不同的n和m值取不同m、n值時的R值n當m為下列值時的R值0123420第6章設計用水量2022/12/9112Freetemplatefrom第6章設計用水量2022/12/91Freetempl6.1設計用水量變化6.2設計流量分配與管徑設計6.3泵站揚程與水塔高度設計6.4設計流量分配與管徑設計6.5給水管網(wǎng)分區(qū)設計6.1設計用水量變化居民區(qū)綜合生活用水；工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水和職工生活用水；澆灑道路和綠地用水：管網(wǎng)漏損量；未預見水量；消防用水。但不包括工業(yè)企業(yè)自備水源所供應的水量。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(fā)生的，不累計到設計總用水量，僅作為設計校核使用。6.1.1最高日設計用水量居民區(qū)綜合生活用水；6.1.1最高日設計用水量1．最高日設計用水量定額（1）居民生活用水居民生活用水定額和綜合生活用水定額（包括公共設施生活用水量）見《室外給水設計規(guī)范》（2）工業(yè)企業(yè)

1）1．最高日設計用水量定額2)（3）消防用水：按《建筑設計防火規(guī)范》執(zhí)行（4）其他用水

1）澆灑道路：1～2L/m2·次，每日2～32）綠化：1.5～4L/m2·d2)（3）消防用水：按《建筑設計防火規(guī)范》執(zhí)行2．最高日設計用水量計算Qd（1）城市最高日綜合生活用水量（包括公共設施生活用水量）（2）工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量2．最高日設計用水量計算Qd（1）城市最高日綜合生活用水量（（3）工業(yè)企業(yè)職工生活用水和淋浴用水量（3）工業(yè)企業(yè)職工生活用水和淋浴用水量（4）澆灑道路和綠化用水量（4）澆灑道路和綠化用水量6章-給水管網(wǎng)工程設計1課件（5）管網(wǎng)漏損量0.08~0.12（6）未預見水量Q6=0.08~0.12(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)（7）消防用水量（校核時使用）（5）管網(wǎng)漏損量0.08~0.12（6）未預見水量Q6=0.8）最高日設計用水量

Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+

Q5+Q6(m3/s)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(fā)生的，不累計到設計總用水量，僅作為設計校核使用。6章-給水管網(wǎng)工程設計1課件6.1.2設計用水量變化及調節(jié)計算1．設計用水量變化規(guī)律的確定可用變化系數(shù)（粗略）或變化曲線（比較精確）。無詳細資料時，可供參考。（1）最高日城市綜合用水的時變化系數(shù)Kh宜采用

1.3～1.6，日變化系數(shù)Kd1.1～1.5；（2）工業(yè)企業(yè)職工生活用水時變化系數(shù)為2.5～3.0。（3）工業(yè)生產(chǎn)用水可均勻分配。6.1.2設計用水量變化及調節(jié)計算1．設計用水量變化規(guī)律的2泵站供水流量設計（1）取水構筑物和水處理構筑物的設計流量主要取決于一級泵站和水廠的工作情況，通常是連續(xù)均勻地工作.原因是：

1)流量穩(wěn)定，有利于水處理構筑物運行和管理，保證出水水質，使水廠運行管理簡單；

2)從造價方面，構筑物尺寸、設備容量降低，降低工程造價。2泵站供水流量設計（1）取水構筑物和水處理構筑物的設計式中α——水廠自用水系數(shù)，一般α=1.05~1.1；

T——每天工作小時數(shù)。

Qd——最高日設計用水量。（2）二級泵站的設計流量二級泵站的工作情況（與管網(wǎng)中是否設置流量調節(jié)設施有關）1）管網(wǎng)中無流量調節(jié)設施●任何時刻供水量等于用水量；●為使水泵高效工作使用大小搭配的多臺水泵來適應用水量的變化；

式中α——水廠自用水系數(shù)，一般α=1.05~1.1；（●泵站管理，可根據(jù)管網(wǎng)的壓力來切換水泵

Q二泵=Qh2）管網(wǎng)有流量調節(jié)設施●每小時供水量可以不等于用水量，但24h總供水量等于總用水量用水量；●二級泵站的工作是按照設計供水曲線進行，設計供水曲線是根據(jù)用水量變化曲線擬定的，擬定時注意：●泵站管理，可根據(jù)管網(wǎng)的壓力來切換水泵2）管網(wǎng)有流量調節(jié)設施供水曲線盡量接近于用水曲線，且分級數(shù)不宜超過三級；有利于選泵及水泵的合理搭配，適當留有發(fā)展余地。Q二泵=QⅡmax供水曲線盡量接近于用水曲線，且分級數(shù)不宜超過三級；有利于選泵供水設計的原則是：1）設計供水總流量必須等于設計用水量，即：

Qs=Qh=(khQd)/86.4(L/S)(6.9)式中Qs—設計供水總流量，L/S。2）對于多水源給水系統(tǒng)，供水調節(jié)能力較強，一般不設水塔和高位水池，設計時直接使各水源供水泵站的設計流量之和等于最高時用水量。3）對于單水源給水系統(tǒng)，可以考慮管網(wǎng)中不設水塔（或高位水池）或者設置水塔（或位水池兩個方案

ⅰ)當給水管網(wǎng)內不設水塔或高位水池時，供水泵站設計供水量為最高時用水流量；

ⅱ)當給水管網(wǎng)內設置水塔或高位水池時，應先設計泵站供水曲線供水設計的原則是：具體要求：a）泵站供水量一般分成高峰供水和低峰供水兩級，最多可分三級；b)泵站各級供水線盡可能接近用水曲線，以減小水塔或高位水池的調節(jié)容積；C)應注意每級能夠選到合適水泵，以及水泵機組合理搭配；d)必須使泵站立24小時供水量之和與最高日用水量相等。通過供水設計，可確定各供水設施的設計流量。具體要求：如對圖6.1所示例題，當最高日設計用水量為45000m3/d時，若管網(wǎng)中不設水塔或高位水池時，供水泵站設計供水流量為：45000×5.92%×1000÷3600=740L/s:若管網(wǎng)中設水塔或高位水池時，供水泵站設計供水流量為：45000×4.97%×1000÷3600=620L/s;水塔或高位水池的設計供水流量為：45000×(5.92-4.97)%×1000÷3600=120L/s:如對圖6.1所示例題，當最高日設計用水量為45000m3/d

65

43

2

1

0時間（h）

024681012141618202224

圖6.1某市最高日用水量變化曲線4.97%4.17%

3.65%5.92%2.22%4.97%最高轉輸塔供供水泵站供水曲線取水泵站供水曲線Kh=24×5.92/100=1.42用水曲線64.97%4.17%3.65%5.水塔或高位水池的最大進水流量（21~22點，稱為最高轉輸時）為：

45000×(4.97-3.65)%×1000÷3600=165(L/s)（3）調節(jié)容積的計算取水和給水處理系統(tǒng)按日平均流量設計（即每小時流量為日流量的4.17%），供水泵站按用水流量工作（無水塔和高位水池時）或按接近用水流量的確2~3級供水（有水塔和高位水池時），這使給水處理系統(tǒng)與給水管網(wǎng)之間存在流量差。圖6.1中兩條虛線之間的差即為要調節(jié)的流量之差水塔或高位水池的最大進水流量（21~22點，稱為最高轉輸時）當給水管網(wǎng)中設有水塔和高位水池時，則要調節(jié)供水泵站供水流量與用水流量之差，其調節(jié)容積為：W=Max∑（Q1-Q2）-Min∑(Q1-Q2)(m)(6.10)[例6.2]清水池和水塔調節(jié)容積計算，請自閱當給水管網(wǎng)中設有水塔和高位水池時，則要調節(jié)供水泵站供水流量與4.清水池和水塔容積計算（1）清水池和水塔的調節(jié)作用1）水塔的流量調節(jié)二級泵站供水流量和用戶用水流量不相等時，其差額可由水塔來調節(jié)。2）清水池的流量調節(jié)調節(jié)一、二級泵站供水量的差額。4.清水池和水塔容積計算（1）清水池和水塔的調節(jié)作用1）（2)水塔與清水池的容積計算清水池和水塔的調節(jié)容積的計算，通常采用兩種方法：一種是根據(jù)24h供水量和用水量變化曲線推算，一種是憑經(jīng)驗估算。清水池調節(jié)容積按最高日用水量的10%～20%估算水塔的調節(jié)容積按最高日用水量的2.5%～6%估算（2)水塔與清水池的容積計算清水池和水塔的調節(jié)容積的計算，當有城市24小時的用水量變化的詳細資料時，清水池和水塔的調節(jié)容積可按連續(xù)相加法等方法進行計算清水池中除了貯存調節(jié)用水以外，還存放消防用水和水廠生產(chǎn)用水，因此，清水池有效容積等于：式中w1一清水池調節(jié)容積,m3；

w2－消防貯水量，m3，按2h火災延續(xù)時間計算；

w3－水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產(chǎn)用水，等于最高日用水量的5％～10％；

w4－安全貯水量。當有城市24小時的用水量變化的詳細資料時，清水水塔除了貯存調節(jié)用水量以外，還需貯存室內消防用水量。因此，水塔設計有效容積為:式中w1－調節(jié)容積

w2－消防貯水量，按10min室內消防用水量計算。水塔除了貯存調節(jié)用水量以外，還需貯存室內消防用水量。因此，水水塔和清水池的構造清水池形狀：圓形和矩形管道：進水管、出水管、溢流管、放空管注意：一般設兩個以上選用時盡可能往標準圖集上靠水塔和清水池的構造清水池清水池構造圖清水池構造圖給水系統(tǒng)的水壓關系城市給水管網(wǎng)需保持最小的自由水壓為：1層10m，2層12m，2層以上每層增加4m。1.二級泵站水泵揚程和水塔高度的確定二級泵站水泵揚程和水塔的高度與管網(wǎng)中是否設置水塔及水塔在管網(wǎng)中的位置有關。(1)無水塔管網(wǎng)給水系統(tǒng)的水壓關系城市給水管網(wǎng)需保持最小的自由水控制點是指整個給水系統(tǒng)中水壓最不容易滿足的地點（又稱最不利點），用以控制整個供水系統(tǒng)的水壓，一般情況下，控制點通常在系統(tǒng)的下列地點：（1）地形最高點；（2）距離供水起點最遠點；（3）要求自由水壓最高點。式中Zc－管網(wǎng)控制點c的地面標高和清水池最低水位的高程差，m；

Hc－控制點所需的最小服務水頭，m；

hs－吸水管中的水頭損失，m；

hc、hn－輸水管和管網(wǎng)中水頭損失，m。

控制點是指整個給水系統(tǒng)中水壓最不容易滿足的地點（又稱最不利點2.網(wǎng)前（前置）水塔管網(wǎng)

3.網(wǎng)后（對置）水塔管網(wǎng)可能有兩種工作情況：2.網(wǎng)前（前置）水塔管網(wǎng)3.網(wǎng)后（對置）水塔管網(wǎng)可能有兩種（1）在最高用水量時，管網(wǎng)用水由泵站和水塔同時供給，兩者各有自己的給水區(qū)，在給水區(qū)分界線上，水壓最低。水泵揚程可按無水塔管網(wǎng)的計算公式進行計算，水塔高度的計算公式可按網(wǎng)前水塔的計算公式進行計算。（2）最大轉輸流量時最大轉輸時水泵揚程的計算公式為：（1）在最高用水量時，管網(wǎng)用水由泵站和水塔同時供給，兩者各有6.2設計流量分配與管徑計算6.2設計流量分配與管徑計算管網(wǎng)計算會遇到兩類課題：1．管網(wǎng)設計計算（最高時）——第一類課題2．管網(wǎng)復核計算（消防時、事故時及最大轉輸時等）——第二類課題第一類課題第二類課題已知條件管網(wǎng)定線圖、設計流量管網(wǎng)定線圖、設計流量、管徑擬定內容節(jié)點流量Qi、管段流量qij節(jié)點流量Qi、管段流量qij計算內容Dij、hij、∑hijhij、∑hij最終目的Dij、Ht、Hp復核最高時確定的水泵能否滿足其他工況時Q、H的要求管網(wǎng)計算會遇到兩類課題：第一類課題第二類課題已知條件管網(wǎng)定線6.2.2節(jié)點設計流量分配計算1．沿線流量是指沿線分配給用戶的流量。管網(wǎng)配水情況比較復雜，高峰流量各異。計算時加以簡化。比流量法，假定小用水戶的流量沿線均勻分布。（1）長度比流量假定水量沿管網(wǎng)長度均勻流出。管線單位長度上的配水流量，稱為長度比流量，記作qcb。6.2.2節(jié)點設計流量分配計算1．沿線流量（1）長度比流量則每一計算管段沿線流量記作qy為：則每一計算管段沿線流量記作qy為：（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qmb。

則每一計算管段沿線流量記作qy為：（2）面積比流量則每一計算管段沿線流量記作qy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。每一管段所負擔的供水面積可按分角線法和對角線法劃注意：1）面積比流量考慮了沿線供水面積（人數(shù)）多少對管線配水的影響，計算結果更接近實際配水情況，但計算較麻煩。當供水區(qū)域的干管分布比較均勻時，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。注意：2、節(jié)點流量（1）沿線流量為什么要轉化為節(jié)點流量2、節(jié)點流量（1）沿線流量為什么要轉化為節(jié)點流量但是，實際的管段并沒有喇叭口形狀的，管徑也是不連續(xù)的，所以，仔細去計算每一個沿線流出去的流量已經(jīng)沒有實際意義了。沿線流量只有當其累積到一定量，足以引起管徑變化的時候計算起來才有實際意義。這樣，就可以不考慮實際沿線配水的情況，而把一定長度管段上的沿線流量用一個等效的流量來代替，即節(jié)點流量。但是，實際的管段并沒有喇叭口形狀的，管徑也是（2）沿線流量如何轉換成節(jié)點流量沿線流量劃成節(jié)點流量公式（3）沿線流量轉換成節(jié)點流量的依據(jù)（2）沿線流量如何轉換成節(jié)點流量沿線流量劃成節(jié)點流量公式（3假設沿線出流是均勻的，則管道的任一斷面上的流量沿程水頭損失假設沿線出流是均勻的，則管道的任一斷面上的流量沿程水頭損失沿程水頭損失將移至兩端點，分別為管道內流量為沿程水頭損失將移至兩端點，分別為管道內流量為根據(jù)水力等效原則根據(jù)水力等效原則（2）節(jié)點流量計算公式節(jié)點流量包括兩部分：由沿線流量劃成節(jié)點流量和該節(jié)點的集中流量（2）節(jié)點流量計算公式【例題】某城市最高時總用水量為260L/s，其中集中供應的工業(yè)用水量120L/s（分別在節(jié)點2、3、4集中出流40L/s）。各管段長度（單位為m）和節(jié)點編號見圖。管段1-5、2-3、3-4為一側供水，其余為雙側供水。試求：（1）比流量；（2）各管段的沿線流量；（3）各節(jié)點流量【例題】某城市最高時總用水量為260L/s，其中集中供應的工解：1．配水干管計算總長度2．配水干管比流量解：1．配水干管計算總長度2．配水干管比流量

3．沿線流量：

管段編號管段計算總長度（m）比流量

(L/s.m)沿線流量

(L/s)

1-22-33-41-53-54-65-66-7

8000.5×600=300

0.5×600=3000.5×600=300800800600500

0.03182

25.459.559.559.5525.4525.4519.0915.91合計

4400

140.00各管段沿線流量計算3．沿線流量：管段編號管段計算總長度比流量4．節(jié)點流量計算：

各管段節(jié)點流量計算

節(jié)點節(jié)點連的管段節(jié)點流量(L/s)集中流量(L/s)節(jié)點總流量(L/s)12345671-2,1-51-2,2-32-3,3-4,3-53-4,4-61-5,3-5,5-64-6,5-6,7-66-70.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.500.5(9.55+9.55+25.45)=22.280.5(25.45+9.55)=17.500.5(9.55+25.45+19.09)=27.050.5(25.45+19.09+15.91)=30.220.5(15.91)=7.95

404040

17.5057