管網(wǎng)水力計(jì)算

目錄TOC\o"1-3"\h\u第一章設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)資料 21．設(shè)計(jì)任務(wù) 22．原始資料 2第二章用水量設(shè)計(jì)計(jì)算書 32.1．居民生活用水量 32.2企業(yè)生活、生產(chǎn)的用水量 52.3綠化、澆灑道路用水量 82.4管網(wǎng)漏失水量 82.5未預(yù)見用水量 82.6最高日設(shè)計(jì)用水量 82.7最高日各小時(shí)用水量計(jì)算 82.8用水量變化曲線 9第三章調(diào)節(jié)構(gòu)筑物體積計(jì)算 103.1最高時(shí)用水量 103.2供水泵站設(shè)計(jì)供水量 103.3清水池與水塔容積的確定 10第四章管網(wǎng)平差計(jì)算 124.1方案布置圖 124.3取其中一個(gè)環(huán)進(jìn)行各個(gè)數(shù)值標(biāo)定 134.3節(jié)點(diǎn)流量的計(jì)算 144.4流量分配與管徑的初步確定 154.5管網(wǎng)平差計(jì)算 164.5.1最大時(shí)給水管網(wǎng)平差 164.6校核 184.6.1消防校核 184.6.2事故校核 19第五章泵的選擇及費(fèi)用計(jì)算 225.1水泵選擇 225.2方案直接費(fèi)用計(jì)算 23參考文獻(xiàn)： 24第一章設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)資料1．設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)給定原始資料，進(jìn)行瀏陽市開發(fā)區(qū)給水工程規(guī)劃及給水管網(wǎng)的擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)。2．原始資料1.比例尺1：1000的平面圖一張：圖上標(biāo)有一定間隔的等高線，具體區(qū)域劃分如圖所示。2.人口密度及居民生活用水定額人口密度（人/104m2）400最高日生活用水定額（L/cap.d）250自來水普及率f=100%經(jīng)調(diào)查，居住區(qū)日用水量變化如下：時(shí)間用水量（%）時(shí)間用水量（%）時(shí)間用水量（%）0~11.908~96.0016~175.751~21.579~105.8417~185.832~31.5310~115.0718~195.623~41.5311~125.6519~205.004~52.5612~135.4520~213.195~64.3513~145.3521~222.696~75.1414~154.7722~232.587~85.6415~165.0223~241.97開發(fā)區(qū)內(nèi)建筑層數(shù)最高為五層。該區(qū)以地表水為水源，自來水廠建在上游向整個(gè)開發(fā)區(qū)供水。綠地面積占城區(qū)面積的18%，每日下午14:00~15:00澆灑一次。道路總面積占城區(qū)面積的10%，每日上午6:00~7:00澆灑一小時(shí)。（綠化面積用水定額用1.0L/(d.m2)，澆灑道路用水定額用2.0L/(d.m2)）。3.企業(yè)生活、生產(chǎn)的用水情況（1）企業(yè)生活用水情況生活淋浴企業(yè)名稱班數(shù)每班時(shí)數(shù)（h）職工人數(shù)使用淋浴職工人數(shù)日（人）日（人）企業(yè)128一般車間220150高溫車間11050企業(yè)238一般車間400190高溫車間250100企業(yè)338一般車間20080高溫車間230120企業(yè)428一般車間20060高溫車間10040（2）企業(yè)生產(chǎn)用水（生產(chǎn)用水重復(fù)利用率為60%）企業(yè)名稱平均用水量（L/S）總變化系數(shù)企業(yè)1123.5企業(yè)2601.5企業(yè)3202.7企業(yè)4351.74.氣象、水文、地質(zhì)資料該地區(qū)年平均溫度11.5℃,極端最高溫度40.1℃,極端最低溫度-11℃；該地區(qū)土壤屬紅土類；夏季平均氣壓932毫巴;全年日照60%,冬季63%；夏季室外平均風(fēng)速2.6m/s,冬季室外平均風(fēng)速1.7m/s；主風(fēng)向是西南風(fēng)。第二章用水量設(shè)計(jì)計(jì)算書2.1．居民生活用水量本地居民均勻的分散在該地區(qū)的住宅區(qū)內(nèi)，且人口密度為400人/104m2，人均用水量為250L/cap.d，經(jīng)測量計(jì)算區(qū)域面積得到個(gè)區(qū)域的人口和用水量分布如下：

經(jīng)計(jì)算得到小區(qū)的總的住宅區(qū)面積約158.39公頃，所以得到總的人口為63357人。所以居民綜合生活用水量 Q1Q1= qNfm3/d=250*63357*100%=4399.80L/sq――居民綜合生活用水量定額，250L/（cap.d）；N――該城區(qū)總的人口數(shù)目，cap； f――自來水普及率，%所以，各個(gè)時(shí)段的用水量變化如下：時(shí)段0~11~22~33~44~55~66~77~8用水百分?jǐn)?shù)(%)1.901.571.531.532.564.355.145.64用水量L/s時(shí)段8~99~1010~1111~1212~1313~1414~1515~16用水百分?jǐn)?shù)(%)6.005.845.075.655.455.354.775.02用水量L/s209.87時(shí)段16~1717~1818~1919~2020~2121~2222~2323~24用水百分?jǐn)?shù)(%)5.755.835.625.003.192.692.581.97用水量L/s2.2企業(yè)生活、生產(chǎn)的用水量由于企業(yè)實(shí)行分班制兩班或三班，先規(guī)定如下：分班時(shí)間為：0~8、8~1616~24，所以，洗浴時(shí)間分別為：8~9點(diǎn)、16~17點(diǎn)、0~1點(diǎn)。所以得到各個(gè)企業(yè)各個(gè)時(shí)間段的用水量變化如下：14~150.3216.800.0017.120.6536.000.0036.65企業(yè)總用水量14~150.4521.600.0022.050.3023.800.0024.1099.92經(jīng)過計(jì)算得到企業(yè)總的用水量為： Q2=2096.08L/s。2.3綠化、澆灑道路用水量通過量取得到整個(gè)瀏陽市開發(fā)區(qū)的總的面積為：311公頃。所以，可以計(jì)算得到綠化和澆灑道路的用水量分別為：綠化的用水量Q1:Q1=0.6*3110000*18%*1.0/3600=93.30L/s澆灑道路用水量Q2:Q2=0.6*3110000*10%*2.0/3600=103.67L/sQ3=Q1+Q2=93.30L/s+103.67L/s=196.965L/s其中的0.6為在綠化和澆灑道路時(shí)不可能全部路面都澆灑，所以乘以系數(shù)0.6，來調(diào)節(jié)其中的用水量。2.4管網(wǎng)漏失水量城市管網(wǎng)漏失水量按最高日用水量的10%計(jì)算Q4=10%*(4399.80+2096.08+196.965)=699.28L/s2.5未預(yù)見用水量城市未預(yù)見用水量按最高日用水量的10%計(jì)算Q5=10%*(4399.80+2096.08+196.965+699.28)=736.21L/s2.6最高日設(shè)計(jì)用水量 Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=8098.34L/s2.7最高日各小時(shí)用水量計(jì)算2.8用水量變化曲線最高時(shí)為14~15點(diǎn)，時(shí)變化系數(shù)：Kh=24×6.02%/100=1.44<1.6第三章調(diào)節(jié)構(gòu)筑物體積計(jì)算3.1最高時(shí)用水量Qh=8098.34*3.2供水泵站設(shè)計(jì)供水量二級泵站分兩級供水，第一級為從20點(diǎn)到次日5點(diǎn)，供水量為2.92%，第二級為從5點(diǎn)到20點(diǎn)，供水量為5.05%，最高日泵站總供水量為：2.92%×10+5.40%×14=100%.3.3清水池與水塔容積的確定清水池與水塔調(diào)節(jié)容積計(jì)算如下表：100.00100.00100.0014.5812.362.22水塔調(diào)節(jié)容積按最高日用水量的2.22%計(jì)算水塔除了貯存調(diào)節(jié)用水量以外，還需貯存室內(nèi)消防用水量，因此水塔設(shè)計(jì)有效容積為：W=W1+W2=30000×2.22%+252=918m3由于水塔容積過大，所以不宜設(shè)水塔。因此，清水池調(diào)節(jié)容積按最高日用水量的14.58%計(jì)算清水池中除了儲存調(diào)節(jié)用水外還存放消防用水,則清水池有效容積W為W=W1+W2+W3+W4W－－清水池總?cè)莘em3；W1－－調(diào)節(jié)容積m3。W1=30000*14.58%=4374m3W2－－消防儲水量m3，該城市規(guī)劃人口數(shù)為63357人，查規(guī)范確定同一時(shí)間內(nèi)的火災(zāi)次數(shù)為兩次，一次滅火用水量為35L/s?；馂?zāi)延續(xù)時(shí)間按2.0h計(jì)。W2=35*3600*2*2/1000=504m3W3－-水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產(chǎn)用水，取最高日用水量的8%計(jì)算。W3=30000*8%=2400m3W4－安全貯量可按W1+W2+W3的1/6計(jì)算。故：清水池總?cè)莘eW：W=W1+W2+W3=7/6*(4374+504+2400)=8491m3為了保證清水池的功能和安全，現(xiàn)取其有效容積為8600m3。為了在以后的使用過程中方便維修現(xiàn)在清水池應(yīng)設(shè)計(jì)成體積相同的兩個(gè)，如僅有一個(gè)，則應(yīng)分格或采取適當(dāng)措施，以便清洗或檢修時(shí)不間斷供水。因此清水池每個(gè)體積為4300m3。假設(shè)水池深度為3.8m，則其半徑為18.98m取19米，其中消防儲備深度為0.223米。第四章管網(wǎng)平差計(jì)算通過對瀏陽市街區(qū)和企業(yè)等分布情況制定下面的給水管道布置：4.1方案布置圖4.2節(jié)點(diǎn)、管段編號和節(jié)點(diǎn)流量圖4.3取其中一個(gè)環(huán)進(jìn)行各個(gè)數(shù)值標(biāo)定4.3節(jié)點(diǎn)流量的計(jì)算 以最高時(shí)14:00~15:00時(shí)段的用水量來計(jì)算，此時(shí)比流量：各沿線流量計(jì)算如下表：各節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算如下表：4.4流量分配與管徑的初步確定根據(jù)管網(wǎng)布置和用水情況，假定各管段的流向，按環(huán)狀管網(wǎng)流量分配原則和方法進(jìn)行流量預(yù)分配。本設(shè)計(jì)選用的環(huán)狀管網(wǎng)流量分配的計(jì)算，環(huán)狀管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量分配比較復(fù)雜，有很大的自由度，具體應(yīng)該遵循下列原則： ①從一個(gè)或多個(gè)水源出發(fā)進(jìn)行管段設(shè)計(jì)流量分配，使供水流量沿較短的距離輸送到整個(gè)管網(wǎng)的所有節(jié)點(diǎn)上，這一原則體現(xiàn)了供水的目的性；②在遇到要向兩個(gè)或兩個(gè)以上方向分配設(shè)計(jì)流量時(shí)，要想主要供水方向分配較多的流量，向次要供水方向分配較少的流量，特別注意不能出現(xiàn)逆流向。③應(yīng)該確定兩條或兩條以上平行的主要供水方向，如從供水泵站至主要用水區(qū)域，并且應(yīng)在平行供水方向上分配相近的較大流量，垂直與主要供水方向的管段也要分配一定的流量，使得主要供水方向上的管段損壞時(shí)，流量可通過這些管段繞道通過，這一原則體現(xiàn)供水的可靠性。根據(jù)管網(wǎng)布置情況、用水情況和分配原則，假定各管段流向，進(jìn)行分配，然后查界限流量表選取管徑。分配結(jié)果及所選管徑見下表：4.5管網(wǎng)平差計(jì)算根據(jù)初分配流量與管徑，官網(wǎng)流量進(jìn)行平差,通過更改管徑的方法不斷平差，直到滿足要求為止。4.5.1最大時(shí)給水管網(wǎng)平差最大時(shí)節(jié)點(diǎn)參數(shù)最大時(shí)管段參數(shù)由水壓計(jì)算結(jié)果可知，在管網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)1的總水頭最大為181.41m，清水池的地面標(biāo)高為151m,假設(shè)水池中的最低水位為150m,從清水池到節(jié)點(diǎn)1假設(shè)水泵的吸水管、壓水管和輸水管的總水頭損失為3m,所以水泵的總揚(yáng)程為：H=181.41-150+3=34.41m取35m。4.6校核4.6.1消防校核該城同一時(shí)間火災(zāi)次數(shù)為2次，一次滅火用水量為35L/s。從安全考慮，失火點(diǎn)分別設(shè)在控制點(diǎn)連接點(diǎn)14點(diǎn)與最大節(jié)點(diǎn)流量點(diǎn)連接點(diǎn)6處。消防時(shí)管網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的流量，除連接點(diǎn)14和連接點(diǎn)6各附加35L/s的消防流量之外，其余各節(jié)點(diǎn)的流量與最高時(shí)相同。消防時(shí)，需向管網(wǎng)供應(yīng)的總流量487.74+35*2=550.74L/s。消防校核平差結(jié)果如下：管段的校核平差結(jié)果匯總節(jié)點(diǎn)的校核平差結(jié)果匯總注意：此表是消防校核最后的結(jié)果，雖然各節(jié)點(diǎn)的自由水頭都滿足10m的自由水頭。但是，在平差的過程中有些管段水頭損失過大，因此適當(dāng)調(diào)大管徑，將管段10的直徑從200調(diào)到250，將18管段的直徑從150調(diào)節(jié)到250。此時(shí)管網(wǎng)中的最大總水頭點(diǎn)為1點(diǎn)，現(xiàn)在泵需要的揚(yáng)程為：H=177.92-150+3=30.92m<35m。所以泵滿足消防時(shí)的供水壓力。4.6.2事故校核從最大時(shí)的管段流量分配來看，管段2的流量最大為181.66L/s,因此，在事故校核的時(shí)候?qū)⒋斯芏侮P(guān)閉維修設(shè)，并按事故時(shí)流量降落比R=70%及設(shè)計(jì)水壓進(jìn)行核算，事故時(shí)管網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)可按最高時(shí)各節(jié)點(diǎn)流量的70%計(jì)算。在進(jìn)行管網(wǎng)平差計(jì)算的時(shí)候?qū)⒐?jié)點(diǎn)3的節(jié)點(diǎn)流量22.22L/s加到節(jié)點(diǎn)六處，此時(shí)節(jié)點(diǎn)6的節(jié)點(diǎn)流量變?yōu)?7.87L/s，然后進(jìn)行管網(wǎng)校核。消防校核平差結(jié)果如下：管段的校核平差結(jié)果匯總節(jié)點(diǎn)的校核平差結(jié)果匯總注;經(jīng)過消防校核之后各個(gè)管段的水頭損失都可以維持在一定的范圍之內(nèi)，達(dá)到事故校核的要求，因此各個(gè)管段的直徑在事故校核之中是滿足要求的。此時(shí)管網(wǎng)中的最大總水頭點(diǎn)為1點(diǎn)，現(xiàn)在泵需要的揚(yáng)程為：H=183.00-150+3=36.00>35m。在事故時(shí)，水泵需要的揚(yáng)程大于35m，但是由于水泵的供水有一個(gè)高校段，36m處于這個(gè)范圍之內(nèi)，并且出現(xiàn)事故的次數(shù)較少，并不影響泵的高效工作，所以水泵滿足要求。經(jīng)過最大時(shí)、消防時(shí)和事故時(shí)的校核之后對各個(gè)管徑進(jìn)行重新調(diào)整，得到最后的各個(gè)管段和節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)如下：各個(gè)管段的最終結(jié)果匯總：各個(gè)節(jié)點(diǎn)的最終結(jié)果匯總：第五章泵的選擇及費(fèi)用計(jì)算5.1水泵選擇水泵的選擇有以下原則：1）首先要滿足最高時(shí)供水工況的流量揚(yáng)程要求，并盡量使水泵處在高效工作區(qū)內(nèi)。2）盡可能選用同型號水泵。3）一般應(yīng)盡量減少水泵臺數(shù)。設(shè)計(jì)采用共五臺泵。二大（包括一臺備用泵）三小。具體為：大泵型號：14SH-13A型泵（流量240-370L/s，揚(yáng)程32-50m）兩臺。小泵型號：、型泵（流量55-90L/s，揚(yáng)程32-48m）三臺。供水分級設(shè)計(jì)供水參數(shù)流量（L/s)揚(yáng)程m水泵選擇型號臺數(shù)備用臺數(shù)供水量最高日的5.05%487.743514SH-13A18SH-13A114SH-13A18SH-13A1供水量最高日的2.93%247.273514SH-13A114SH-13A1消防時(shí)550.743114SH-13A18SH-13A214SH-13A18SH-13A1事故時(shí)341.4183614SH-13A114SH-13A1通過對上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析可以知道前面的選泵是合理的，共五臺