第6章給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)及計(jì)算

第六章給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算第6章給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算§

6.1設(shè)計(jì)用水量計(jì)算§6.2設(shè)計(jì)流量分配與管徑設(shè)計(jì)§

6.3泵站揚(yáng)程與水塔高度設(shè)計(jì)§

6.4管網(wǎng)設(shè)計(jì)校核§

6.5給水管網(wǎng)分區(qū)設(shè)計(jì)6.1設(shè)計(jì)用水量計(jì)算生活用水生產(chǎn)用水市政消防用水居民生活用水公共設(shè)施用水工業(yè)企業(yè)生活用水城市用水的分類城市規(guī)模特大城市大城市中小城市分區(qū)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2-1居民生活用水定額單位：L/人.d（室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范GB50016--2006）注：一區(qū)包括：貴州、四川、湖北、湖南、江西、浙江、福建、廣東、廣西、海南、上海、云南、江蘇、安徽、重慶；二區(qū)包括：黑龍江、吉林、遼寧、北京、天津、河北、山西、河南、山東、寧夏、陜西、內(nèi)蒙古河套以東和甘肅黃河以東的地區(qū)；三區(qū)包括：新疆、青海、西藏、內(nèi)蒙古河套以西和甘肅黃河以西的地區(qū)。1）居民生活用水量標(biāo)準(zhǔn)表2－2《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》所制定的住宅生活用水定額。住宅類別衛(wèi)生器具設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)單位生活用水定額（最高日）（L）小時(shí)變化系數(shù)普通住宅有大便器、洗滌盆、無(wú)沐浴設(shè)備每人每日85～1503.0～2.5有大便器、洗滌盆和沐浴設(shè)備130～2202.8～2.3有大便器、洗滌器、沐浴設(shè)備和熱水供應(yīng)170～3002.5～2.0高級(jí)住宅和別墅有大便器、洗滌器、沐浴設(shè)備和熱水供應(yīng)300～4002.3～1.8表2-2住宅生活用水定額單位：L/人.d2）工業(yè)企業(yè)用水量標(biāo)準(zhǔn)用水種類車間性質(zhì)用水量(L/人.d)時(shí)變化系數(shù)Kh生活用水一般車間熱車間25353.02.5淋浴用水不太臟污身體的車間非常臟污身體的車間4060每班淋浴時(shí)間以45min計(jì)算，時(shí)變化系數(shù)為1生活用水量和淋浴用水量《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定》－管網(wǎng)消防栓設(shè)計(jì)：“室外消防給水管道的最小直徑不應(yīng)小于100mm”和“室外消火栓的間距不應(yīng)超過(guò)120m”

；

－消防用水量計(jì)算：《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50016-2006)、《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50045-95)2005版。3）消防用水量4）其他用水量市政用水：街道灑水量1-2升/m2次，2-3次/天，綠化1.5-4升/m2.d未預(yù)見水量：按最高日用水量的15-25％計(jì)算最高日設(shè)計(jì)用水量計(jì)算1）城市最高日綜合生活用水量q1i----城市各用水分區(qū)的最高日綜合生活用水量定額，L/（cap.d)N1i----設(shè)計(jì)年限內(nèi)城市各用水分區(qū)的計(jì)劃用水人口數(shù)，cap。通過(guò)查《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》2）工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量q2i——各工業(yè)企業(yè)最高日生產(chǎn)用水量定額，m3/萬(wàn)元、m3/產(chǎn)量單位或m3/（生產(chǎn)設(shè)備單位.d；N2i——各工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值，萬(wàn)元/d，或產(chǎn)量，產(chǎn)品單位/d，或生產(chǎn)設(shè)備數(shù)量，生產(chǎn)設(shè)備單位；fi——各工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水重復(fù)利用率。3）工業(yè)企業(yè)職工的生活用水和淋浴用水q3ai——職工生活用水量定額，L/(cap.班）；q3bi——職工淋浴用水量定額，L/(cap.班）；N3ai——職工生活用水總?cè)藬?shù)，cap；N3bi——職工淋浴用水總?cè)藬?shù)，cap。4）澆灑道路和大面積綠化用水量q4a——城市澆灑道路用水量定額，L/(m2/d);q4b——城市大面積綠化用水量定額，L/(m2.d)；N4a——城市最高日澆灑道路面積，m2；f4——城市最高日澆灑道路次數(shù)N4b——城市最高日大面積綠化用水面積，m2。5）未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失水量

Q5=（0.15~0.25）（Q1+Q2+Q3+Q4）（m3/d)6）消防用水量Q6=q6f6(L/s)q6——消防用水量定額，L/s；f6——同時(shí)火災(zāi)次數(shù)。7）最高日設(shè)計(jì)用水量

Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6

（m3/d)書中例6.1p1166.1.2設(shè)計(jì)用水量變化及其調(diào)節(jié)計(jì)算一、設(shè)計(jì)用水量變化規(guī)律的確定1）《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，城市供水中，時(shí)變化系數(shù)、日變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)城市性質(zhì)、城市規(guī)模、國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展和成熟供水系統(tǒng)并結(jié)合現(xiàn)狀供水曲線和日用水變化分析確定；在缺乏實(shí)際用水資料的情況下，最高日城市綜合用水的時(shí)變化系數(shù)宜采用1.3~1.6，日變化系數(shù)宜采用1.1~1.5，個(gè)別小城鎮(zhèn)可適當(dāng)加大2）工業(yè)企業(yè)內(nèi)工作人員的生活用水時(shí)變化系數(shù)為2.5~3.0，淋浴用水量按每班延續(xù)用水1小時(shí)確定變化系數(shù)；3）工業(yè)生產(chǎn)用水量一般變化不大，可以在最高日的工作時(shí)段內(nèi)均勻分配。一泵站供水曲線用水曲線024681012141618202224最大用水小時(shí)最大轉(zhuǎn)輸小時(shí)用水量變化曲線二泵站供水曲線日平均供水量二、泵站供水流量設(shè)計(jì)供水設(shè)計(jì)的原則1）供水管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量等于最高日最高時(shí)設(shè)計(jì)用水量；2）多水源給水系統(tǒng)，一般不需要在管網(wǎng)中設(shè)置水塔或高位水池進(jìn)行水量調(diào)節(jié)；3）單水源給水系統(tǒng)不設(shè)水塔（或高位水池）設(shè)置水塔（或高位水池）單水源給水系統(tǒng)不設(shè)水塔或高位水池，供水泵站設(shè)計(jì)供水流量為最高時(shí)用水量；設(shè)置水塔或高位水池，應(yīng)設(shè)計(jì)泵站供水曲線。具體要求：泵站供水量一般分兩級(jí)或三級(jí)；泵站各級(jí)供水量盡量接近用水量；應(yīng)注意每級(jí)能否選到合適水泵，以及水泵機(jī)組的合理搭配；使泵站24小時(shí)供水量之和與最高日用水量相等。例：二級(jí)供水第一級(jí)：從20點(diǎn)到5點(diǎn)，小時(shí)供水量2.78%；第二級(jí)：從5點(diǎn)到20點(diǎn)，小時(shí)供水量5%；總供水量：2.78%*9+5%*15=100%供水泵站、水塔或高位水池設(shè)計(jì)流量若最高日用水量為45000m3/d不設(shè)水塔或高位水池，供水泵站設(shè)計(jì)供水流量為：45000×6%×1000/3600=750(L/s)設(shè)置水塔或高位水池，供水泵站設(shè)計(jì)供水流量：45000×5%×1000/3600=625(L/s)水塔或高位水池的設(shè)計(jì)供水流量：45000×（6%-5%）×1000/3600=125(L/s)水塔或高位水池的最大進(jìn)水流量（2-4點(diǎn)）45000×（2.78%-1.5%）×1000/3600=160(L/s)三、調(diào)節(jié)容積計(jì)算四、清水池和水塔容積設(shè)計(jì)W1——清水池調(diào)節(jié)容積，m3;W2

——消防儲(chǔ)備水量，m3;W3

——給水處理系統(tǒng)自用水量，m3;W4

——安全儲(chǔ)備水量，m3。Q1——泵站供水量，m3/h;Q2

——管網(wǎng)用水量，m3/h;清水池容積計(jì)算公式：水塔容積：W1——調(diào)節(jié)容積，可按最高日用水量的3～6%估算W2——消防貯水量，一般按十分鐘消防用水量計(jì)算調(diào)節(jié)容積計(jì)算Q1——泵站供水量，m3/h;Q2

——管網(wǎng)用水量，m3/h;MAXMIN6.2設(shè)計(jì)流量分配與管徑設(shè)計(jì)1）用戶分類：集中用水戶：大用戶用水流量稱為集中流量，如工業(yè)企業(yè)、事業(yè)單位、大型公共建筑，單獨(dú)設(shè)置節(jié)點(diǎn)。分散用水戶：管段沿線分散用水，稱為沿線流量，如居民生活用水、澆路或綠化用水等，用水量折算到交叉節(jié)點(diǎn)。6.2.1節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量分配計(jì)算2）集中流量計(jì)算方法：一般根據(jù)集中用水戶在最高日的用水量及其時(shí)變化系數(shù)計(jì)算，應(yīng)逐項(xiàng)計(jì)算3）沿線流量計(jì)算方法：按管段配水長(zhǎng)度分配計(jì)算，或按供水面積分配計(jì)算集中用戶流量注意：一側(cè)供水為實(shí)際管長(zhǎng)的一半比流量：為簡(jiǎn)化計(jì)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有效干管長(zhǎng)度上，由此計(jì)算出的單位長(zhǎng)度干管承擔(dān)的供水量。長(zhǎng)度比流量：面積比流量：3）節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量＝沿線流量＋集中流量＋(泵站或水塔）供水設(shè)計(jì)流量注意：1、面積比流量考慮了沿線供水面積（人數(shù)）多少對(duì)管線配水的影響，計(jì)算結(jié)果更接近實(shí)際配水情況，但計(jì)算較麻煩。當(dāng)供水區(qū)域的干管分布比較均勻時(shí)，二者相差很小。這時(shí)，用長(zhǎng)度比流量較好。2、當(dāng)供水區(qū)域內(nèi)各區(qū)衛(wèi)生設(shè)備或人口密度相差較大時(shí)，各區(qū)的比流量應(yīng)分別計(jì)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(jì)算6.2.2管段設(shè)計(jì)流量分配計(jì)算管段設(shè)計(jì)流量是確定管段直徑的主要依據(jù)。流量分配要保持水流的連續(xù)性，每一節(jié)點(diǎn)必須滿足節(jié)點(diǎn)流量的平衡條件：流入任一節(jié)點(diǎn)的流量等于流離該節(jié)點(diǎn)的流量，若以流入為“-”，流離為“+”，則∑Q=0。求得節(jié)點(diǎn)流量后，就可以根據(jù)節(jié)點(diǎn)流量連續(xù)性方程，進(jìn)行管網(wǎng)的流量分配，分配到各管段的流量已經(jīng)包括了沿線流量和轉(zhuǎn)輸流量。1、樹狀網(wǎng)樹狀管網(wǎng)的管段流量具有唯一性，每一管段的計(jì)算流量等于該管段后面各節(jié)點(diǎn)流量之和。泵站56385646273545286142733341217726234775

環(huán)狀管網(wǎng)滿足連續(xù)性條件的流量分配方案可以有無(wú)數(shù)多種。15101312181617141976125271485819123359134602495111357301024982、環(huán)狀網(wǎng)流量分配遵循原則：(1)從水源或多個(gè)水源出發(fā)進(jìn)行管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算，按水流沿最短線路流向節(jié)點(diǎn)的原則擬定水流方向；(2)當(dāng)向兩個(gè)或兩個(gè)以上方向分配設(shè)計(jì)流量時(shí)，要向主要供水方向或大用戶用水分配較大的流量，向次要用戶分配較少的流量；(3)順主要供水方向延伸的幾條平行干管所分配的計(jì)算流量應(yīng)大致接近；(4)每一節(jié)點(diǎn)滿足進(jìn)、出流量平衡。6.2.3管段直徑設(shè)計(jì)管道直徑、管段計(jì)算流量和水流速度之間滿足以下關(guān)系：在確定的計(jì)算流量下，管道直徑是流速的公式：技術(shù)上考慮最大速度：不超過(guò)2.5～3.0米/秒最小速度：不小于0.6米/秒經(jīng)濟(jì)上考慮較大的水流速度可減小管道直徑，降低工程造價(jià)；但由于水流速度大而會(huì)導(dǎo)致水頭損失增加，從而加大運(yùn)行的動(dòng)力費(fèi)用合理的流速應(yīng)該使得在一定年限（投資償還期）內(nèi)管網(wǎng)造價(jià)與運(yùn)行費(fèi)用之和最小。稱為經(jīng)濟(jì)流速。防止水錘防止沉積例:設(shè)Wt為總費(fèi)用，C為管網(wǎng)造價(jià)，M1為年度運(yùn)行電費(fèi)，M2為年折舊費(fèi)用，t為投資償還年限。則有：投資償還期內(nèi)的年度總費(fèi)用為：管網(wǎng)年折舊和大修費(fèi)率DeM1VeWM1WVW0DW0管徑（mm）平均經(jīng)濟(jì)流速（m/s）D=100～400D≥4000.6～0.90.9～1.4年運(yùn)行費(fèi)用設(shè)計(jì)流量→經(jīng)濟(jì)流速→管徑確定→壓降確定→控制點(diǎn)確定→泵站揚(yáng)程和水塔高度確定樹狀管網(wǎng)：設(shè)計(jì)流量不會(huì)因管徑選擇不同而改變；環(huán)狀網(wǎng)中：管徑根據(jù)初次流量分配確定，管網(wǎng)流量按管網(wǎng)水力特性進(jìn)行分配。6.3泵站揚(yáng)程和水塔高度的設(shè)計(jì)6.3.1設(shè)計(jì)工況水力分析設(shè)計(jì)工況：即最高日最高時(shí)用水工況。管段流量和節(jié)點(diǎn)水頭最大，用于確定泵站揚(yáng)程和水塔高度。水力分析：確定設(shè)計(jì)工況時(shí)管道流量、管內(nèi)流速、管道壓降、節(jié)點(diǎn)水頭和自由水壓。水力分析前需進(jìn)行預(yù)處理:1）泵站所在的管段暫時(shí)刪除∵水力分析前提：水力特性必須已知?！啾谜舅μ匦晕粗?，泵站設(shè)計(jì)流量合并到與之相關(guān)聯(lián)的節(jié)點(diǎn)中。（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）[1][9][8][7][6][5][4][3][2]Q7Q3Q2Q1Q4Q5Q6Q8q1,h1q6,h6q5,h5q2,h2q3,h3q7,h7q8,h8q9,h9q4,h4節(jié)點(diǎn)（7）為清水池，管段[1]上設(shè)有泵站，將管段[1]刪除，其流量合并到節(jié)點(diǎn)（7）和（1）：（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）[9][8][7][6][5][4][3][2]Q7+q1Q3Q2Q1-q1Q4Q5Q6Q8q6,h6q5,h5q2,h2q3,h3q7,h7q8,h8q9,h9q4,h42）假設(shè)控制點(diǎn)水力分析前提，管網(wǎng)中必須有一個(gè)定壓節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)服務(wù)水頭：節(jié)點(diǎn)地面高程加上節(jié)點(diǎn)所連接用戶的

最低供水壓力。(P133)

【規(guī)定最低供水壓力標(biāo)準(zhǔn)：一層樓10m，二層樓12m，以后每增一層，壓力增加4m。H=120+40(n-2)kPa，其中n≥2】控制點(diǎn)：給水管網(wǎng)中壓力最難滿足的節(jié)點(diǎn)，其節(jié)點(diǎn)水頭可作為定壓節(jié)點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)的選擇一般離泵站最遠(yuǎn)、地勢(shì)最高的節(jié)點(diǎn)假定為控制點(diǎn)。假定控制點(diǎn)，其節(jié)點(diǎn)水頭等于服務(wù)水頭，則該節(jié)點(diǎn)成為定壓節(jié)點(diǎn)?？上入S意假定，水力分析完成后，通過(guò)節(jié)點(diǎn)水頭與服務(wù)水頭兩者供壓差額比較，找到真正的控制點(diǎn)。例6.5某給水管網(wǎng)如圖所示，水源、泵站和水塔位置標(biāo)于圖中，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量、管段長(zhǎng)度、管段設(shè)計(jì)流量等數(shù)據(jù)也標(biāo)注于圖中，節(jié)點(diǎn)地面標(biāo)高及自由水壓要求見表。

1）設(shè)計(jì)管段直徑；

2）進(jìn)行設(shè)計(jì)工況水力分析；

3）確定控制點(diǎn)。（2）（3）（4）（6）（7）（8）H1=12.00（1）清水池水塔（5）[1]320[9]490[8]590[7]360[6]350[5]330[4]270[3]550[2]650-194.3520.7751.1714.5535.0382.3327.65-37.15-194.3532.4689.989.96.2722.6354.875.0037.15泵站管網(wǎng)設(shè)計(jì)工況水力分析節(jié)點(diǎn)編號(hào)12345678地面標(biāo)高(m)13.618.819.12232.218.317.317.5要求自由水壓(m)/24.02824/282824服務(wù)水頭(m)/42.847.146/46.345.341.5給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)[解]1）管段直徑設(shè)計(jì)（如下表）經(jīng)濟(jì)流速選擇考慮管段編號(hào)123456789設(shè)計(jì)流量(L/s)194.3589.96.2737.1589.932.4622.6354.875.00經(jīng)濟(jì)流速(m/s)1.001.000.200.801.001.000.700.900.60計(jì)算管徑(mm)352338計(jì)管徑(mm)300*2300200200*2300200200300100給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)兩根管并聯(lián)2）設(shè)計(jì)工況水力分析將管段[1]暫時(shí)刪除，管段流量并到節(jié)點(diǎn)（2）上的Q2=-194.35+14.55=-179.8（L/s）假定節(jié)點(diǎn)（8）為控制點(diǎn)水頭損失采用海曾-威廉公式CW=110管段或節(jié)點(diǎn)編號(hào)23456789管段流量(L/s)81.088.7737.1598.7221.1425.1363.692.50管內(nèi)流速(m/s)1.150.280.591.400.670.800.900.32管段壓降(m)3.860.380.752.821.241.762.240.97節(jié)點(diǎn)水頭(m)47.5743.7143.2644.0444.7142.4741.50/地面標(biāo)高（m）18.8019.1022.0032.2018.3017.3017.50/自由水壓（m）28.7724.6121.26/24.6125.1724/設(shè)計(jì)工況水力分析計(jì)算結(jié)果3）確定控制點(diǎn)節(jié)點(diǎn)編號(hào)12345678節(jié)點(diǎn)水頭(m)/47.5743.7143.2644.0444.7142.4741.50服務(wù)水頭(m)/42.8047.1046.00/46.345.3041.50供壓差額（m）/-4.773.392.74/1.592.830.00節(jié)點(diǎn)水頭調(diào)整(m)1250.9647.1046.6547.448.1045.8644.89地面標(biāo)高（m）18.8019.1022.0032.2018.3017.3017.50自由水壓(m)/32.1628.0024.65/29.8028.5627.39節(jié)點(diǎn)（3）、（4）、（6）、（7）壓力無(wú)法滿足服務(wù)水頭要求，節(jié)點(diǎn)（3）和要求自由水壓差值最大，所以真正控制點(diǎn)為節(jié)點(diǎn)（3），應(yīng)根據(jù)節(jié)點(diǎn)（3）自由水壓重新進(jìn)行水力分析?？刂泣c(diǎn)確定與節(jié)點(diǎn)水頭調(diào)整6.3.2泵站揚(yáng)程設(shè)計(jì)

完成設(shè)計(jì)工況水力分析后，泵站揚(yáng)程可以根據(jù)所在管段的水力特性確定。泵站揚(yáng)程計(jì)算公式：Hfi——泵站所在管段起端節(jié)點(diǎn)水頭Hti——終端節(jié)點(diǎn)水頭hfi——沿程水頭損失hmi——局部水頭損失局部損失可忽略不計(jì)，上式也可寫為：（2）（3）（4）（6）（7）（8）H1=12.00（1）清水池水塔（5）[1]320[9]490[8]590[7]360[6][5][4]270[3]550[2]650-194.3520.7751.1714.5535.0382.3327.65-37.15-194.3532.4689.989.96.2722.6354.875.0037.15泵站管網(wǎng)設(shè)計(jì)工況水力分析泵站揚(yáng)程計(jì)算[例6.6]采用例6.5數(shù)據(jù)，節(jié)點(diǎn)（1）處為清水池，最低設(shè)計(jì)水位標(biāo)高為12m，試根據(jù)設(shè)計(jì)工況水力分析的結(jié)果，借[1]上泵站的設(shè)計(jì)揚(yáng)程并選泵。[解]水泵揚(yáng)程為（忽略局部水頭損失）：考慮局部水頭損失：水泵吸壓水管道設(shè)計(jì)流速一般為1.2~2.0m/s，局部阻力系數(shù)可按5.0~8.0考慮，沿程水頭損失忽略不計(jì)，泵站內(nèi)部水頭損失為：則水泵揚(yáng)程應(yīng)為：Hp=41.61+1.63，取44m；按2臺(tái)水泵并聯(lián)工作，單臺(tái)水泵流量為：Qp=194.35/2=97.2(L/s)=349.8（t/h)，取350t/h。查水泵樣本，選型。6.3.3水塔高度設(shè)計(jì)

完成設(shè)計(jì)工況水力分析后，

水塔高度=水塔節(jié)點(diǎn)水頭-地面高程：（1）管網(wǎng)定線（2）計(jì)算干管的總長(zhǎng)度（3）計(jì)算干管的比流量（4）計(jì)算干管的沿線流量（5）計(jì)算干管的節(jié)點(diǎn)流量（6）定出各管段的計(jì)算流量

樹狀網(wǎng)：管段流量等于其后管段各節(jié)點(diǎn)流量和環(huán)狀網(wǎng)：根據(jù)一定原則先人為擬定總結(jié)：給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)和計(jì)算的步驟（7）根據(jù)計(jì)算流量和經(jīng)濟(jì)流速，選取各管段的管徑（8）根據(jù)流量和管徑計(jì)算各管段壓降（9）確定控制點(diǎn)，根據(jù)管道壓降求出各節(jié)點(diǎn)水頭和自由水壓。樹狀網(wǎng)：根據(jù)流量直徑計(jì)算壓降。環(huán)狀網(wǎng)：若各環(huán)內(nèi)水頭損失代數(shù)和（閉合差）超過(guò)規(guī)定值，進(jìn)行水力平差，對(duì)流量進(jìn)行調(diào)整，使各個(gè)環(huán)的閉合差達(dá)到規(guī)定的允許范圍內(nèi)。（6）~（9）列水力分析計(jì)算表（10）確定水泵揚(yáng)程和水塔高度

某城市供水區(qū)用水人口5萬(wàn)人，最高日用水量定額為150Ｌ/(人·ｄ)，要求最小服務(wù)水頭為16ｍ。節(jié)點(diǎn)４接某工廠，工業(yè)用水量為400ｍ3/ｄ，兩班制，均勻使用。城市地形平坦，地面標(biāo)高為5.OOｍ。水泵水塔012348567250450300600230190205650150[練習(xí)1]樹枝網(wǎng)水力計(jì)算1．總用水量設(shè)計(jì)最高日生活用水量：

50000×0.15＝7500m3/d＝86.81L/s工業(yè)用水量：

400÷16＝25m3/h＝6.94L/s總水量為：

ΣQ＝86.81＋6.94＝93.75L/s2．管線總長(zhǎng)度：ΣL＝2425m，其中水塔到節(jié)點(diǎn)0的管段兩側(cè)無(wú)用戶不計(jì)入。3．比流量：

(93.75－6.94)÷2425＝0.0358L/s4．沿線流量：管段管段長(zhǎng)度（m）沿線流量（L/s）0～11～22～31～44～84～55～66～7300150250450650230190205300×0.0358＝10.74150×0.0358＝5.37250×0.0358＝8.95450×0.0358＝16.11650×0.0358＝23.27230×0.0358＝8.23190×0.0358＝6.80205×0.0358＝7.34合計(jì)242586.815．節(jié)點(diǎn)流量：節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)流量（L/s）0123456780.5×10.74＝5.370.5×(10.74+5.37+16.11)＝16.110.5×(5.37+8.95)＝7.160.5×8.95＝4.480.5×(16.11+23.27+8.23)＝23.800.5×(8.23+6.80)＝7.520.5×(6.80+7.34)＝7.070.5×7.34＝3.670.5×23.27＝11.63合計(jì)86.8193.7588.3860.6311.634.4811.643.6710.7418.26水泵水塔0123485672504503006002301902056501503.6711.634.487.1623.80+6.947.077.5216.115.376．干管水力計(jì)算：管段流量（L/s）流速（m/s）管徑（mm）水頭損失（m）水塔～00～11～44～893.7588.3860.6311.630.750.700.860.664004003001001.270.561.753.95Σh＝7.53

選定節(jié)點(diǎn)8為控制點(diǎn)，按經(jīng)濟(jì)流速確定管徑（可以先確定管徑，核算流速是否在經(jīng)濟(jì)流速范圍內(nèi)）。7．支管水力計(jì)算：管段起端水位（m）終端水位（m）允許水頭損失（m）管長(zhǎng)（m）平均水力坡度1～34～726.7024.9521.0021.005.703.954006250.014250.00632管段流量(L/s)管徑(mm)水力坡度水頭損失(m)1～22～34～55～66～711.644.4818.2610.743.67150(100)100200(150)1501000.006170.008290.003370.006310.005811.85(16.8)2.070.64(3.46)1.451.198．確定水塔高度水泵揚(yáng)程：需要根據(jù)水塔的水深、吸水井最低水位標(biāo)高、水泵吸水管路和壓水管水頭損失計(jì)算確定。水泵水塔0123485672504503006002301902056501506.4管網(wǎng)設(shè)計(jì)校核

從前面的設(shè)計(jì)過(guò)程可知，管網(wǎng)的管徑和水泵揚(yáng)程，是按設(shè)計(jì)年限內(nèi)最高日最高時(shí)的用水量和正常水壓要求來(lái)設(shè)計(jì)的。這樣的管徑和水泵能否滿足其他特殊情況(消防時(shí)、最大轉(zhuǎn)輸、事故時(shí)）下的要求，就需進(jìn)行其它用水量條件下的核算。核算按最高日最高時(shí)流量設(shè)計(jì)的管徑和水泵能否滿足其他特殊情況下的要求的過(guò)程就叫作管網(wǎng)校核。兩種校核方法：水頭校核法，流量校核法。

校核工況包括：

1）消防工況校核

2）水塔轉(zhuǎn)輸工況校核

3）事故工況校核消防工況校核、事故工況校核水塔轉(zhuǎn)輸工況校核1消防校核1.1消防校核的實(shí)質(zhì)管網(wǎng)是按最高日最高時(shí)流量來(lái)設(shè)計(jì)的，這個(gè)流量并沒(méi)有包括消防流量。（原因：城市火災(zāi)不是經(jīng)常發(fā)生的，且火災(zāi)持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)，滅火期間短時(shí)間的斷水或者流量減少居民能夠接受）消防校核的實(shí)質(zhì)是以最高日最高時(shí)流量另加消防流量作為設(shè)計(jì)流量，按10m的服務(wù)水頭計(jì)算，校核按最高時(shí)流量確定的管徑和水泵能否滿足消防時(shí)候的要求。1.2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(shè)計(jì)防火規(guī)范》確定同時(shí)發(fā)生的火災(zāi)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(yīng)節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)流量中；（如按消防要求同時(shí)一處失火，則放在控制點(diǎn)，有兩處或兩處以上失火，一處放在控制點(diǎn)，其他設(shè)定在離二級(jí)泵站較遠(yuǎn)或靠近大用戶的節(jié)點(diǎn)處，其余節(jié)點(diǎn)仍按最高用水時(shí)的節(jié)點(diǎn)流量。）（3）以最高日最高時(shí)用水量確定的管徑為基礎(chǔ)，將最高時(shí)用水量與消防流量相加后進(jìn)行流量分配；（4）進(jìn)行管網(wǎng)平差，求出消防時(shí)的管段流量和水頭損失；（5）計(jì)算消防時(shí)所需要的水泵揚(yáng)程。（自由水壓不低于10mH2O）1.3消防校核結(jié)果

雖然消防時(shí)比最高時(shí)所需的服務(wù)水頭要小得多,但因消防時(shí)通過(guò)管網(wǎng)流量增大，各管段的水頭損失相應(yīng)增加，按最高時(shí)確定的水泵揚(yáng)程有可能不滿足消防時(shí)的需要。若：消防時(shí)需要的水泵揚(yáng)程小于最高時(shí)確定的水泵揚(yáng)程,則設(shè)計(jì)不需要調(diào)整；消防時(shí)需要的水泵揚(yáng)程略大于最高時(shí)確定的水泵揚(yáng)程，可放大管網(wǎng)末端個(gè)別管徑；消防時(shí)需要的水泵揚(yáng)程遠(yuǎn)大于最高時(shí)確定的水泵揚(yáng)程，專設(shè)消防泵。2最大轉(zhuǎn)輸校核2.1最大轉(zhuǎn)輸校核的實(shí)質(zhì)

設(shè)對(duì)置水塔的管網(wǎng)，在最高用水時(shí)由泵站和水塔同時(shí)向管網(wǎng)供水，但在一天內(nèi)泵站送水量大于用水量的時(shí)段內(nèi)，多余的水經(jīng)過(guò)管網(wǎng)送入水塔貯存。

最大轉(zhuǎn)輸校核的實(shí)質(zhì)是校核設(shè)對(duì)置水塔的管網(wǎng)在發(fā)生最大轉(zhuǎn)輸流量時(shí)水泵能否將水送到水塔水柜中最高水位。最高時(shí)轉(zhuǎn)輸時(shí)2.2最大轉(zhuǎn)輸校核的方法

1、校核時(shí)，水力計(jì)算過(guò)程跟最高時(shí)計(jì)算過(guò)程相同，只是管網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的流量需按最大轉(zhuǎn)輸時(shí)管網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的實(shí)際用水量求出。因節(jié)點(diǎn)流量隨用水量的變化成比例地增減，所以最大轉(zhuǎn)輸時(shí)各節(jié)點(diǎn)流量可按下式計(jì)算：

2、最大轉(zhuǎn)輸時(shí)節(jié)點(diǎn)流量等于最大轉(zhuǎn)輸小時(shí)用水量與最大小時(shí)用水量之比乘以最大小時(shí)節(jié)點(diǎn)流量；水泵揚(yáng)程滿足水塔最高水位；

3、節(jié)點(diǎn)流量確定后，按最大轉(zhuǎn)輸時(shí)的流量進(jìn)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(yáng)程。2.3最大轉(zhuǎn)輸校核的結(jié)果