第6章-给水管网工程设计

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第6章,给,给,水,水管网,工,工程设,计,计,6.1,设,设计用,水,水量计,算,算, 6.2,设,设,计,计流量,分,分配与,管,管径设,计,计,6.3,泵,泵站扬,程,程与水,塔,塔高度,设,设计,6.4,管,管网,设,设计,校,校核,6.5,给,给水管网,分,分区,设,设计,第6,章,章,给,给,水,水管,网,网工,程,程设,计,计,设计,内,内容,和,和程,序,序,：,（1,）,）管,网,网工,程,程设,计,计范,围,围：,城市,总,总体,管,管网,：,：总,体,体规,划,划、,干,干管,设,设计,；,；,区域,供,供水,管,管网,：,：城,市,市区,域,域、,功,功能,区,区域,（,（工,厂,厂、,居,居住,、,、学,校,校、,）,；,；,单项,管,管道,工,工程,；,；引,水,水工,程,程、,输,输水,工,工程,、,、改,扩,扩建,工,工程,、,、,；,；,（2,）,）设,计,计用,水,水量,：,：满,足,足最,不,不利,供,供水,条,条件,下,下用,水,水需,求,求；,工程,覆,覆盖,区,区域,用,用水,量,量需,求,求和,分,分布,；,；,用户,用,用水,量,量和,区,区域,用,用水,量,量计,算,算；,节点,用,用水,量,量分,布,布；,设计,内,内容,和,和程,序,序（,续,续）,：,：,（3,）,）调,节,节供,水,水量,与,与调,节,节设,施,施：,清水,池,池、,水,水塔,、,、调,节,节水,池,池、,泵,泵站,、,、加,压,压泵,站,站；,（4,）,）管,段,段设,计,计,确,定,定管,段,段直,径,径；,（5,）,）设,计,计方,案,案水,力,力分,析,析和,校,校核,；,；,（6,）,）不,同,同工,况,况水,力,力水,质,质校,核,核；,（7,）,）确,定,定初,步,步设,计,计方,案,案：,管,管径,、,、管,材,材、,流,流量,、,、压,力,力、,泵,泵站,扬,扬程,、,、造,价,价匡,算,算、,能,能量,、,、成,本,本、,校,校核,；,；,（8,）,）编,制,制初,步,步设,计,计说,明,明书,：,：说,明,明书,、,、计,算,算书,；,；,（9,）,）施,工,工图,设,设计,：,：详,细,细设,计,计,管,管道,定,定位,、,、埋,深,深、,施,施工,方,方法,、,、费,用,用概,预,预算,；,；,（10）,工,工程,施,施工,：,：工,程,程招,投,投标,（,（工,程,程施,工,工、,设,设备,采,采购,、,、材,料,料采,购,购）,、,、工,程,程监,理,理、,设,设备,监,监理,。,。,（1,）,）管,网,网定,线,线,（2,）,）计,算,算干,管,管的,总,总长,度,度,（3,）,）计,算,算干,管,管的,比,比流,量,量,（4,）,）计,算,算干,管,管的,沿,沿线,流,流量,（5,）,）计,算,算干,管,管的,节,节点,流,流量,给水,管,管网,设,设计,和,和计,算,算的,步,步骤,（6,）,）定,出,出各,管,管段,的,的计,算,算流,量,量,树状,网,网：,管,管段,流,流量,等,等于,其,其后,管,管段,各,各节,点,点流,量,量和,环状,网,网：,根,根据,一,一定,原,原则,先,先人,为,为拟,定,定,（7,）,）根,据,据计,算,算流,量,量和,经,经济,流,流速,，,，选,取,取各,管,管段,的,的管,径,径,（8,）,）根,据,据流,量,量和,管,管径,计,计算,各,各管,段,段压,降,降,（9,）,）确,定,定控,制,制点,，,，根,据,据管,道,道压,降,降求,出,出各,节,节点,水,水头,和,和自,由,由水,压,压。,树状,网,网：,根,根据,流,流量,直,直径,计,计算,压,压降,。,。,环状,网,网：,若,若各,环,环内,水,水头,损,损失,代,代数,和,和（,闭,闭合,差,差）,超,超过,规,规定,值,值，,进,进行,水,水力,平,平差,，,，对,流,流量,进,进行,调,调整,，,，使,各,各个,环,环的,闭,闭合,差,差达,到,到规,定,定的,允,允许,范,范围,内,内。,（6,）,）,（,（9,）,）列,水,水力,分,分析,计,计算,表,表,（10）,确,确定,水,水泵,扬,扬程,和,和水,塔,塔高,度,度,6.1,设,设计,用,用水,量,量计,算,算,6.1.1,最,最高,日,日设,计,计用,水,水量,设计,用,用水,量,量居,住,住区,综,综合,生,生活,用,用水工业,企,企业,生,生产,用,用,水和,职,职工,生,生活,用,用水浇洒,道,道路,和,和绿,化,化用,水,水,未预,见,见水,量,量和,管,管网,漏,漏失,水,水量,设计,规,规范,：,：,室,外,外给,水,水设,计,计规,范,范,工,业,业企,业,业设,计,计卫,生,生标,准,准,建,筑,筑设,计,计防,火,火规,范,范,高,层,层民,用,用建,筑,筑设,计,计防,火,火规,范,范,（1,）,）最,高,高日,设,设计用水,量,量定额,*,建,建设,部,部（1995,）,）科,研,研项,目,目：,“,“城,市,市生,活,活用,水,水定,额,额研,究,究”,成,成果,；,；,*,数,数据,来,来源,：,：全,国,国用,水,水人,口,口,35%,，全,国,国市,政,政供,水,水量,40%,，约,10,万个,数,数据,；,；,*室,外,外给,水,水设,计,计规,范,范GB50013-2006,；,；,*,城,市,市供,水,水统,计,计年,鉴,鉴,(1990,2001,年,)：555,个城,市,市用,水,水资,料,料,；,*,用,用水,定,定额,划,划分,为,为三,个,个区,；,；,*,城,城市,规,规划,法,法规,定,定：,特大,城,城市,人,口,口在,100,万以,上,上；,大城,市,市,人,人口,在,在,100,万以,下,下，,50,万以上；,中小城市,人口在,50,万以下。,用水量预,测,测,1,）居民生,活,活用水,生活用,水,水量规范,定,定额,2）工业,企,企业生产,用,用水和生,活,活用水,工业用水,指,指标,：,单位产品,用,用水量,用途：冷,却,却、空调,、,、制造、,加,加工、净,化,化、洗涤,；,；,行业用水,量,量指标规,定,定：发电,、,、冶金、,化,化工、,纺,纺织、电,子,子、机械,、,、.；,工业企业内,工,工作人员生,活,活用水量,一般车间采,用,用每人每班25L，高,温,温车间采用,每,每人每班35L。K,h,=2.5-3.0,工业企业工,作,作人员淋浴,用,用水量,接触污染工,种,种：60L/cap.,班,班；一般工,种,种：40L/cap.,班,班；,淋浴用水时,间,间：每次下,班,班后1小时,内,内用水。,节约用水,：,改进生产工,艺,艺、循环、,重,重复利用。,3）消防用,水,水：,管网消防,栓,栓设计：“室外消防,给,给水管道的,最,最小直径不,应,应小于100mm”和,“,“室外消火,栓,栓的间距不,应,应超过120m” ；,消防用水,量,量计算：,建筑设计,防,防火规范,(GB50016-2006)、,高层民用,建,建,筑设计防火,规,规范,(,GB50045-95)2005,版,版。,4）市政用,水,水：,浇洒道路用,水,水：,2.0-3.0L/(m,2,d),计算；浇洒,绿,绿化,1.0-3.0L/(m,2,d),。,5）管网漏,水,水：,最高日用水,量,量的,10%-12%,计算。,6）未预见,水,水量：,最高日用水,量,量的,8%12%,。,【注：5）,6）1525,】,】,用水量变化,系,系数：,日变化系数,宜,宜采用K,d,=,1.1-1.5；,时变化系数,宜,宜采用K,h,=,1.3-1.6,。,1）城市最,高,高日综合用,水,水量,q,1i,-城,市,市各用水分,区,区的最高日,综,综合生活用,水,水量定额，L/（cap.d),N,1i,-设,计,计年限内城,市,市各用水分,区,区的计划用,水,水人口数，cap。,（2）最高,日,日设计用水,量,量计算,2）工业企,业,业生产用水,量,量,q,2i,各工业企业,最,最高日生产,用,用水量定额,，,， m,3,/万元、m,3,/产量单位,或,或m,3,/ （生产,设,设备单位.d）；,N,2i,各工业企业,产,产值，,万,万元/d，,或,或产量，产,品,品单位/d,，,，或生产设,备,备数量，生,产,产设备单位；,f,i,各工业企业,生,生产用水重,复,复利用率。,3）工业企,业,业职工的生,活,活用水和淋,浴,浴用水,q,3ai,职工生活用,水,水量定额，L/(cap.班）；,q,3bi,职工淋浴用,水,水量定额，L/(cap.班）,；,；,N,3ai,职工生活用,水,水总人数，cap；,N,3bi,职工淋浴用,水,水总人数，cap。,4）浇洒道,路,路和大面积,绿,绿化用水量,q,4a,城市浇洒道,路,路用水量定,额,额，L/(m,2,/d);,q,4b,城市大面积,绿,绿化用水量,定,定额，L/(m,2,.d)；,N,4a,城市最高日,浇,浇洒道路面,积,积，m,2,；,f,4,城市最高日,浇,浇洒道路次,数,数,N,4b,城市最高日,大,大面积绿化,用,用水面积，m,2,。,5）未,预见水量和,管,管网漏失水,量,量,Q,5,=（0.150.25）（Q,1,+ Q,2,+ Q,3,+ Q,4,）（m,3,/d),6）消防用,水,水量,Q,6,=q,6,f,6,(L/s),q,6,消防用水量,定,定额，L/s；,f,6,同时火灾次,数,数。,7）最高日,设,设计用水量,Q,d,=Q,1,+ Q,2,+ Q,3,+ Q,4,+ Q,5,（m,3,/d),例6.1p116,6.1.2,设,设计用水,量,量变化及其,调,调节计算,（1）设计,用,用水量变化,规,规律的确定,1）室外,给,给水设计规,范,范规定，,城,城市供水中,，,，时变化系,数,数、日变化,系,系数应根据,城,城市性质、,城,城市规模、,国,国民经济与,社,社会发展和,成,成熟供水系,统,统并结合现,状,状供水曲线,和,和日用水变,化,化分析确定,；,；在缺乏实,际,际用水资料,的,的情况下，,最,最高日城市,综,综合用水的,时,时变化系数,宜,宜采用1.31.6,，,，日变化系,数,数宜采用1.11.5，个别小,城,城镇可适当,加,加大。,2）工业企,业,业内工作人,员,员的生活用,水,水时变化系,数,数为2.53.0，,淋,淋浴用水量,按,按每班延续,用,用水1小时,确,确定变化系,数,数；,3）工业生,产,产用水量一,般,般变化不大,，,，可以在最,高,高日个小时,均,均匀分配。,6.1.2,设,设计用水,量,量变化及其,调,调节计算,用水量变化,曲,曲线 Kh,Q,hmax,/ Q,hav,5.92/4.17=1.42,（1）设计,用,用水量变化,规,规律的确定,6.1.2,设,设计用水,量,量变化及其,调,调节计算,（2）泵站,供,供水流量设,计,计,供水设计的,原,原则：,1）供水管,网,网设计流量,等,等于最高日,最,最高时设计,用,用水量；,2）多水源,给,给水系统，,一,一般不需要,在,在管网中设,置,置水塔或高,位,位水池进行,水,水量调节；,3）单水源,给,给水系统，,可,可以考虑不,设,设水塔（或,高,高位水池）,或,或者设置水,塔,塔（或高位,水,水池）两种,方,方案。,单水源给水,系,系统,不设水塔或,高,高位水池，,供,供水泵站设,计,计供水流量,为,为最高时用,水,水量；,设置水塔或,高,高位水池，应设计泵站,供,供水曲线。,具体要求：,泵站供水量,一,一般分两级,；,；,泵站各级供,水,水线尽量接,近,近用水线，,各,各级供水量,取,取相应时段,用,用水量的平,均,均值；,应注意每级,能,能否选到合,适,适水泵，以,及,及水泵机组,的,的合理搭配,；,；,必须使泵站24小时供,水,水量之和与,最,最高日用水,量,量相等。,例,：,：,二,级,级,供,供,水,水,第,一,一,级,级,：,：,从,从22,点,点,到,到5,点,点,，,，,供,供,水,水,量,量2.22%,；,；,第,二,二,级,级,：,：,从,从5,点,点,到,到22,点,点,，,，,供,供,水,水,量,量4.97%,；,；,总,供,供,水,水,量,量,：,：2.22%*7+4.97%*17=100%,用,水,水,量,量,变,变,化,化,曲,曲,线,线,二,级,级,泵,泵,站,站,设,设,计,计,供,供,水,水,线,线,一,级,级,泵,泵,站,站,供,供,水,水,线,线,供,水,水,泵,泵,站,站,、,、,水,水,塔,塔,或,或,高,高,位,位,水,水,池,池,设,设,计,计,流,流,量,量,若,最,最,高,高,日,日,用,用,水,水,量,量,为,为45000m,3,/d,不,设,设,水,水,塔,塔,或,或,高,高,位,位,水,水,池,池,，,，,供,供,水,水,泵,泵,站,站,设,设,计,计,供,供,水,水,流,流,量,量,为,为,：,：,45000,5.92%,1000/3600=740(L/s),设,置,置,水,水,塔,塔,或,或,高,高,位,位,水,水,池,池,，,，,供,供,水,水,泵,泵,站,站,设,设,计,计,供,供,水,水,流,流,量,量,：,：,45000,4.97%,1000/3600=620(L/s),水,塔,塔,或,或,高,高,位,位,水,水,池,池,的,的,设,设,计,计,供,供,水,水,流,流,量,量,：,：,45000,（,（5.92%-4.97%,）,）,1000/3600=120(L/s),水,塔,塔,或,或,高,高,位,位,水,水,池,池,的,的,最,最,大,大,进,进,水,水,流,流,量,量,（,（21-22,点,点,）,）,：,：,45000,（,（4.97%-3.65%,）,）,1000/3600=165(L/s),（,三,三,）,）,调,调,节,节,容,容,积,积,计,计,算,算,用,水,水,量,量,变,变,化,化,曲,曲,线,线,二,级,级,泵,泵,站,站,设,设,计,计,供,供,水,水,线,线,一,级,级,泵,泵,站,站,供,供,水,水,线,线,二,级,级,泵,泵,站,站,供,供,水,水,线,线,越,越,接,接,近,近,用,用,水,水,线,线,，,，,则,则,水,水,塔,塔,容,容,积,积,越,越,小,小,，,，,清,清,水,水,池,池,容,容,积,积,越,越,大,大,些,些,。,。,例6.2,P121,Q,1,、,Q,2,表,表,示,示,要,调,调,节,节,的,的,两,两,个,个,流,流,量,，,，,m,3,/h,。,清,水,水,池,池,或,或,水,水,塔,塔,调,调,节,节,容,容,积,积,计,计,算,算,：,：,累,计,计,100.00100.00100.00,调,调,节,节,容,容,积,积=13.63,调,调,节,节,容,容,积,积=14.46,调,调,节,节,容,容,积,积=4.21,（4）,清,清水池,和,和水塔,容,容积设,计,计,清水池,设,设计有,效,效容积,调节,用,用水量,消防,用,用水量,水厂,生,生产自,用,用水量,安全,储,储备水,量,量：,水塔设,计,计有效,容,容积,水,水塔调,节,节水量,室内,消,消防用,水,水量：,清水池,构,构造图,管网计,算,算步骤,1、求,沿,沿线流,量,量和节,点,点流量,；,；,2、求,管,管段计,算,算流量,；,；,3、确,定,定各管,段,段的管,径,径和水,头,头损失,；,；,4、进,行,行管网,水,水力计,算,算和技,术,术经济,计,计算；,5、确,定,定水泵,扬,扬程和,水,水塔高,度,度。,6.2,设,设计,流,流量分,配,配与管,径,径设计,(1),用,用水流,量,量分配,为进行,给,给水管,网,网的细,部,部设计,，,，必须,将,将总流,量,量分配,到,到系统,中,中去，,也,也就是,将,将最高,日,日用水,流,流量分,配,配到每,条,条管段,和,和各个,节,节点上,去,去。,6.2.1,节,节点设,计,计流量,分,分配计,算,算,集中流,量,量,：从一,个,个点取,得,得用水,，,，用水,量,量较大,的,的用户,。,。,分散流,量,量,：沿线,众,众多小,用,用户用,水,水，情,况,况复杂,。,。,6.2.1,节,节点设,计,计流量,分,分配计,算,算,集中流,量,量：,q,ni,各集中,用,用水户,的,的集中,流,流量，L/s,；,；,Q,di,各集中,用,用水户,最,最高日,用,用水量,，,，m,3,/d；,K,hi,时变化,系,系数。,根据实,际,际管网,流,流量变,化,化情况,设,设计管,网,网非常,复,复杂，,加,加以简,化,化。提,出,出,比流量,，,沿线流,量,量,，,节点流,量,量,的概念,。,。,比流量,：,为简化,计,计算而,将,将除去,大,大用户,集,集中流,量,量以外,的,的用水,量,量均匀,地,地分配,在,在全部有效干,管,管长度上，由,此,此计算,出,出的单,位,位长度,干,干管承,担,担的供,水,水量。,长度比,流,流量：,面积比,流,流量：,沿线流,量,量：,干管有,效,效长度,与,与比流,量,量的乘,积,积。,l:管,段,段配水,长,长度，,不,不一定,等,等于实,际,际管长,。,。无配,水,水的输,水,水管，,配,配水长,度,度为零,；,；单侧,配,配水，,为,为实际,管,管长的,一,一半。,公园,街坊,街坊,街坊,街坊,街坊,街坊,街坊,街坊,节点流,量,量：,从沿线,流,流量计,算,算得出,的,的并且,假,假设是,在,在节点,集,集中流,出,出的流,量,量。,按照水,力,力等效,的,的原则,，,，将沿线,流,流量一,分,分为二,，,，分别,加,加在管,段,段两端,的,的节点,上,上；,集中流,量,量可以,直,直接加,在,在所处,的,的节点,上,上；,供水泵,站,站或水,塔,塔的供,水,水流量,也,也应从,节,节点处,进,进入管,网,网系统,例：所,示,示管网,，,，给水,区,区的范,围,围如虚,线,线所示,，,，比流,量,量为q,s,，求各,节,节点的,流,流量。,因管段8-9,单,单侧供,水,水，求,节,节点流,量,量时，,将,将管段,配,配水长,度,度按一,半,半计算,。,。,解:,以,以节点3、5,、,、8、9为例,，,，节点,流,流量如,下,下：,例：,某城镇,给,给水环,状,状网布,置,置如图,所,所示，,全,全城最,高,高日最,高,高时总,用,用水量315m,3,/h，,其,其中包,括,括工厂,用,用水量50m,3,/h，,管,管段6,8和89,均,均只在,单,单侧有,用,用户。,计,计算最,高,高日最,高,高时单,位,位管长,比,比流量,、,、沿线,流,流量和,节,节点流,量,量。,1,4,2,9,5,水厂,7,8,6,3,工厂,880,640,710,540,520,620,520,560,580,920,890,解：,工,工,厂,厂的,集,集中,流,流量,作,作为,在,在其,附,附近,的,的节,点,点4,配,配出,。,。管,段,段6,8,和,和8,9,均,均只,在,在单,侧,侧有,用,用户,。,。各,管,管段,配,配水,长,长度,如,如表,所,所示,。,。,全部,配,配水,干,干管,总,总计,算,算长,度,度为6690m，,该,该管,网,网最,高,高日,最,最高,时,时的,总,总用,水,水量,为,为：,Q-,q=(315-50),1000/3600=73.6(L/s),管长,比,比流,量,量q,s,为：,Qs=73.6/6690=0.011(L/s.m),某城,镇,镇管,网,网各,管,管段,最,最高,日,日最,高,高时,沿,沿线,流,流量,管段编号,管段长度(m),管段计算长度(m),沿线流量(L/s),水厂3,620,1-2,490,490,5.39,1-4,880,880,9.68,2-5,890,890,9.79,4-5,520,520,5.72,2-3,530,530,5.83,3-6,920,920,10.13,5-6,540,540,5.94,4-7,640,640,7.04,6-8,580,5800.5,3.19,7-8,710,710,7.81,8-9,560,5600.5,3.08,合计,6690,73.60,节点编号,连接管段编号,连接管段沿线流量之和(L/s),节点流量（L/s),1,1-2,1-4,5.39+9.68=15.07,7.54,2,1-2,2-3,2-5,5.39+5.83+9.79=21.01,10.51,3,2-3,3-6,水厂-3,5.83+10.13+0=15.96,7.98,4,1-4,4-5,4-7,9.68+5.72+7.04=22.44,11.2213.89,某城,镇,镇管,网,网最,高,高日,最,最高,时,时各,节,节点,流,流量,1,4,2,7.54,9,5,水厂,7,8,6,3,工厂,（13.89,）,）,10.72,10.51,7.98,9.63,11.22,7.42,1.54,880,640,710,540,520,620,520,560,580,920,890,例6.3p125,(2),节,节点,设,设计,流,流量,计,计算,6.2.2,管,管段,设,设计,流,流量,分,分配,计,计算,管段,设,设计,流,流量,是,是确,定,定管,段,段直,径,径的,主,主要,依,依据,。,。,求得,节,节点,流,流量,后,后，,就,就可,以,以根,据,据节点流,量,量连,续,续性,方,方程，进,行,行管,网,网的,流,流量,分,分配,，,，分,配,配到,各,各管,段,段的,流,流量,已,已经,包,包括,了,了沿,线,线流,量,量和,转,转输,流,流量,。,。,1、,单,单,水,水源,树,树状,网,网,树状,管,管网,的,的管,段,段流,量,量具,有,有唯,一,一性,，,，,每一,管,管段,的,的计,算,算流,量,量等,于,于该,管,管段,后,后面,各,各节,点,点流,量,量和,大,大用,户,户集,中,中用,水,水量,之,之和,。,。,泵站,5,6,3,8,5,6,4,6,2,7,3,5,4,5,2,8,6,14,27,33,3,4,12,17,7,26,2,34,77,5,环状,管,管网满足,连,连续,性,性条,件,件的流,量,量分,配,配方,案,案可,以,以有,无,无数,多,多种,。,。,15,10,13,12,18,16,17,14,19,7,6,12,5,27,14,8,58,19,12,33,59,134,60,24,9,5,11,13,57,30,10,24,9,8,2、,环,环状,网,网,流量,分,分配,遵,遵循,原,原则,：,：,(1)从,水,水源,或,或多,个,个水,源,源出,发,发进,行,行管,段,段设,计,计流,量,量计,算,算，,按,按水,流,流沿最,短,短线,路,路流,向,向节,点,点的原,则,则拟,定,定水,流,流方,向,向；,(2)当,向,向两,个,个或,两,两个,以,以上,方,方向,分,分配,设,设计,流,流量,时,时，,要,要向主要,供,供水,方,方向,或,或大,用,用户,用,用水,分,分配,较,较大,的,的流,量,量，向,次,次要,用,用户,分,分配,较,较少,的,的流,量,量；,(3)顺,主,主要,供,供水,方,方向,延,延伸,的,的几,条,条平行,干,干管,所,所分,配,配的,计,计算,流,流量,应,应大,致,致接,近,近；,(4)每,一,一节,点,点满,足,足进,、,、出,流,流量,平,平衡,。,。,例6.4p128,已知,某,某城,镇,镇给,水,水管,网,网最,高,高用,水,水时,流,流量Qh=200L/s。,各,各节,点,点流,量,量（l/s）,、,、各,管,管段,长,长度,（,（m,）,）见,附,附图,。,。试,列,列表,计,计算,各,各管,段,段的,流,流量,。,。,(2),(4),50l/s,(3),(5),200l/s,60l/s,30l/s,60l/s,练,习,习,环,环状,管,管网,水,水力,计,计算,800,850,400,700,600,(1),1,2,3,6,4,5,6.2.3,管,管段,直,直径,设,设计,管径,和,和设,计,计流,量,量的,关,关系,：,：,D,管,管段,直,直径,，,，m,；,；,q,管,段,段流,量,量，m,3,/s；,v,流,速,速，m/s；,A,水,管,管断,面,面积,，,，m,3,。,确定,管,管径,必,必须,先,先选,定,定设,计,计流,速,速。,设计,流,流速,的,的确,定,定,技术,上,上：为防,止,止水,锤,锤现,象,象，V,max,0.6m/s。,经济,上,上：设计,流,流速,小,小，,管,管径,大,大，,管,管网,造,造价,增,增加,；,；,水头,损,损失,减,减小,，,，水,泵,泵扬,程,程降,低,低，,电,电费,降,降低,。,。,一般,设,设计,流,流速,采,采用,优,优化,方,方法,求,求得,。,。,合,合理,的,的流,速,速应,该,该使,得,得在,一,一定,年,年限,（,（投,资,资偿,还,还期,）,）内,管,管网,造,造价,与,与运,行,行费,用,用之,和,和最,小,小。,投资,偿,偿还,期,期内,的,的年,度,度总,费,费用,为,为：,D,e,Y,2,V,e,W,Y,2,W,V,W,0,D,W,0,管径,（,mm,）,平均经济流速,（,m/s,）,D=100,400,D,400,0.6,0.9,0.9,1.4,一定,年,年限T年,内,内管,网,网造,价,价和,管,管理,费,费用,（,（主,要,要是,电,电费,）,）之,和,和为,最,最小,的,的流,速,速，,称,称为经济,流,流速。,经济,流,流速,和,和经,济,济管,径,径和,当,当地,的,的管,材,材价,格,格、,管,管线,施,施工,费,费用,、,、电,价,价等,有,有关,。,。,条件,不,不具,备,备时,，,，可,参,参考,：,：,或参,考,考P182输,水,水管,经,经济,流,流速,。,。,选取,经,经济,流,流速,时,时考,虑,虑的,原,原则,：,：p130,例6.5,某,某,给,给水,管,管网,如,如图,所,所示,，,，节,点,点设,计,计流,量,量、,管,管段,长,长度,、,、管,段,段设,计,计流,量,量等,数,数据,也,也标,注,注于,图,图中,。,。求：,设,设计,管,管段,直,直径,；,；,（2）,（3）,（4）,（6）,（7）,（8）,H,1,=12.00,（1）清水池,水塔（5）,1320,9490,8590,7360,6,5,4270,3550,2650,-194.35,20.77,51.17,14.55,35.03,82.33,27.65,-37.15,-194.35,32.46,89.9,89.9,6.27,22.63,54.87,5.00,37.15,泵站,管段编号,1,2,3,4,5,6,7,8,9,设计流量(L/s),194.35,89.9,6.27,37.15,89.9,32.46,22.63,54.87,5.00,经济流速(m/s),1.00,1.00,0.20,0.80,1.00,1.00,0.70,0.90,0.60,计算管径(mm),352,338,/,172,338,203,203,279,103,设计管径(mm),300*2,300,200,200*2,300,200,200,300,100,已知,某,某城,镇,镇给,水,水管,网,网最,高,高用,水,水时,流,流量Qh=200L/s。,各,各节,点,点流,量,量（l/s）,、,、各,管,管段,长,长度,（,（m,）,）见,附,附图,。,。经,济,济管,径,径可,参,参考,表,表1,选,选取,。,。试,列,列表,计,计算,各,各管,段,段的,管,管径,。,。,界限,流,流量,表,表,管径（mm),100,150,200,250,300,350,计算流量（l/s),5.8,5.817.5,17.531,3148.5,48.571,71111,练习,环,环状,管,管网水力,计,计算,(2),(4),50l/s,(3),(5),200l/s,60l/s,30l/s,60l/s,800,850,400,700,600,(1),1,2,3,6,4,5,6.3,泵,泵站扬程,与,与水塔高,度,度设计,设计流量,经济流,速,速管径,确,确定压,降,降确定,控,控制点确,定,定泵站,扬,扬程和水,塔,塔高度确,定,定,树枝状管,网,网设计流,量,量不会因,管,管径选择,不,不同而改,变,变；,环状网中,，,，管径根,据,据初次流,量,量分配确,定,定，管网,流,流量按,管网水力,特,特性,进行分配,。,。,6.3.1 设计,工,工况水力,分,分析,设计工况,：,：,即最高日,最,最高时用,水,水工况。,管,管段流量,和,和节点,水头最大,，,，用于确,定,定泵站扬,程,程和水塔,高,高度。,水力分析,：,：,确定设计,工,工况时管,道,道流量、,管,管内流速,、,、管,道压降、,节,节点水头,和,和自由水,压,压。,水力分析,前,前需进行,预,预处理:,1）泵站,所,所在的管,段,段暂时删,除,除,水力分,析,析前提：,水,水力特性,必,必须已知,。,。,泵站水,力,力特性未,知,知，泵站,设,设计流量,合,合并到与,之,之相关联,的,的节点中,。,。,（1）,（2）,（3）,（4）,（5）,（6）,（7）,（8）,1,9,8,7,6,5,4,3,2,Q,7,Q,3,Q,2,Q,1,Q,4,Q,5,Q,6,Q,8,q,1,h,1,q,6,h,6,q,5,h,5,q,2,h,2,q,3,h,3,q,7,h,7,q,8,h,8,q,9,h,9,q,4,h,4,节点（7,）,）为清水,池,池，管段1上,设,设有泵站,，,，将管段1删,除,除，其流,量,量合并到,节,节点（7,）,）和（1,）,）：,（1）,（2）,（3）,（4）,（5）,（6）,（7）,（8）,9,8,7,6,5,4,3,2,Q,7,+q,1,Q,3,Q,2,Q,1,-q,1,Q,4,Q,5,Q,6,Q,8,q,6,h,6,q,5,h,5,q,2,h,2,q,3,h,3,q,7,h,7,q,8,h,8,q,9,h,9,q,4,h,4,2）假设,控,控制点,水力分析,前,前提，管,网,网中必须,有,有一个定,压,压节点。,节点服务,水,水头：,节点地面,高,高程加上,节,节点所连,接,接用户的,最低供水,压,压力。,【规定最,低,低供水压,力,力标准：,一,一层楼10m，二,层,层楼12m，以后,每,每增一层,，,，压力增,加,加4m。,H=120+40(n-2)kPa,，,， 其中n,2】,控制点：,给水管网,中,中压力最,难,难满足的,节,节点，其,节,节点水,头可作为,定,定压节点,。,。,控制点的,选,选择,一般离泵,站,站最远，,地,地势最高,的,的节点假,定,定为控制,点,点。,假定控制,点,点，其节点水,头,头等于服,务,务水头，则该节点,成,成为定压,节,节点。,可先随意,假,假定，水,力,力分析完,成,成后，通,过,过节点水,头,头与服务,水,水头两者,供,供压差额,比,比较，找,到,到真正的,控,控制点。,例6.5,某,某给水,管,管网如图,所,所示，水,源,源、泵站,和,和水塔位,置,置标于图,中,中，节点,设,设计流量,、,、管段长,度,度、管段,设,设计流量,等,等数据也,标,标注于图,中,中，节点,地,地面标高,及,及自由水,压,压要求见,表,表。1）设计,管,管段直径,；,；2）,进,进行设计,工,工况水力,分,分析；3）确定,控,控制点。,（2）,（3）,（4）,（6）,（7）,（8）,H,1,=12.00,（1）清水,池,池,水塔（5）,1320,9490,8590,7,360,6,350,5,330,4270,3550,2650,-194.35,20.77,51.17,14.55,35.03,82.33,27.65,-37.15,-194.35,32.46,89.9,89.9,6.27,22.63,54.87,5.00,37.15,泵站,管网设计工,况,况水力分析,节点编号,1,2,3,4,5,6,7,8,地面标高(m),13.6,18.8,19.1,22,32.2,18.3,17.3,17.5,要求自由水压(m),/,24.0,28,24,/,28,28,24,服务水头(m),/,42.8,47.1,46,/,46.3,45.3,41.5,给水管网设,计,计节点数据,解1）管段直,径,径设计,（如下表）,经,经济流速选,择,择考虑,管段编号,1,2,3,4,5,6,7,8,9,设计流量(L/s),194.35,89.9,6.27,37.15,89.9,32.46,22.63,54.87,5.00,经济流速(m/s),1.00,1.00,0.20,0.80,1.00,1.00,0.70,0.90,0.60,计算管径(mm),352,338,/,172,338,203,203,279,103,设计管径(mm),300*2,300,200,200*2,300,200,200,300,100,给水管网设,计,计数据,2）设计工,况,况水力分析,将管段1暂时删除,，,，管段流量,并,并到节点（2）上的Q,2,=-194.35+14.55=-179.8（L/s,）,）,假定节点（8）为控制,点,点,水头损失采,用,用海曾-威,廉,廉公式C,W,=110,管段或节点编号,2,3,4,5,6,7,8,9,管段流量(L/s),81.08,8.77,37.15,98.72,21.14,25.13,63.69,2.50,管内流速(m/s),1.15,0.28,0.59,1.40,0.67,0.80,0.90,0.32,管段压降(m),3.86,0.38,0.75,2.82,1.24,1.76,2.24,0.97,节点水头(m),47.57,43.71,43.26,44.04,44.71,42.47,41.50,/,地面标高（m）,18.80,19.10,22.00,32.20,18.30,17.30,17.50,/,自由水压（m）,28.77,24.61,21.26,/,24.61,25.17,24,/,设计工况水,力,力分析计算,结,结果,3）确定控,制,制点,节点编号,1,2,3,4,5,6,7,8,节点水头(m),/,47.57,43.71,43.26,44.04,44.71,42.47,41.50,服务水头(m),/,42.80,47.10,46.00,/,46.3,45.30,41.50,供压差额（m）,/,-4.77,3.39,2.74,/,1.59,2.83,0.00,节点水头调整(m),12,50.96,47.10,46.65,47.4,48.10,45.86,44.89,地面标高（m）,18.80,19.10,22.00,32.20,18.30,17.30,17.50,自由水压(m),/,32.16,28.00,24.65,/,29.80,28.56,27.39,节点（3）,、,、（4）、,（,（6）、（7）压力无,法,法满足服务,水,水头要求，,节,节点（3）,和,和要求自由,水,水压差值最,大,大，所以真,正,正控制点为,节,节点（3）,，,，应根据节,点,点（3）自,由,由水压重新,进,进行水力分,析,析。,控制点确定,与,与节点水头,调,调整,6.3.2,泵,泵站扬程,设,设计,完成设计工,况,况水力分析,后,后，泵站扬,程,程可以根据,所,所在管段的,水,水力特性确,定,定。泵站扬,程,程计算公式,：,：,H,fi,泵站所,在,在管段起端,节,节点水头,H,ti,终端节,点,点水头,h,fi,沿程水,头,头损失,h,mi,局部水,头,头损失,局部损失可,忽,忽略不计，,上,上式也可写,为,为：,（2）,（3）,（4）,（6）,（7）,（8）,H,1,=12.00,（1）清水,池,池,水塔（5）,1320,9490,8590,7360,6,5,4270,3550,2650,-194.35,20.77,51.17,14.55,35.03,82.33,27.65,-37.15,-194.35,32.46,89.9,89.9,6.27,22.63,54.87,5.00,37.15,泵站,管网设计工,况,况水力分析,泵站扬程计,算,算,例6.6 采用例6.5数据,，,，节点（1,）,）处为清水,池,池，最低设,计,计水位标高,为,为12m，,试,试根据设计,工,工况水力分,析,析的结果，,借,借1上,泵,泵站的设计,扬,扬程并选泵,。,。,解水泵,扬,扬程为（忽略局部水,头,头损失）：,考虑局部水,头,头损失：,水泵吸压水,管,管道设计流,速,速一般为1.22.0m/s，,局,局部阻,力系数可按5.08.0考虑，,沿,沿程水头损,失,失忽略不计,，,，泵站内部,水,水头损失为,：,：,则水泵扬程,应,应为：,Hp=41.61+1.63,，,，取44m,；,；,按2台水泵,并,并联工作，,单,单台水泵流,量,量为：,Qp=194.35/2=97.2(L/s)=349.8（t/h)，取350t/h,。,。,查水泵样本,，,，选型。,6.3.3,水,水塔高度,设,设计,完成设计工,况,况水力分析,后,后，,水塔高度=,水,水塔节点水,头,头-地面高,程,程：,或,（1）管网,定,定线,（2）计算,干,干管的总长,度,度,（3）计算,干,干管的比流,量,量,（4）计算,干,干管的沿线,流,流量,（5）计算,干,干管的节点,流,流量,（6）定出,各,各管段的计,算,算流量,树状网：管,段,段流量等于,其,其后管段各,节,节点流量和,环状网：根,据,据一定原则,先,先人为拟定,总结：给水,管,管网设计和,计,计算的步骤,（7）根据,计,计算流量和,经,经济流速，,选,选取各管段,的,的管径,（8）根据,流,流量和管径,计,计算各管段,压,压降,（9）确定,控,控制点，根,据,据管道压降,求,求出各节点,水,水头和自由,水,水压。,树状,网,网：,根,根据,流,流量,直,直径,计,计算,压,压降,。,。,环状,网,网：,若,若各,环,环内,水,水头,损,损失,代,代数,和,和（,闭,闭合,差,差）,超,超过,规,规定,值,值，,进,进行,水,水力,平,平差,，,，对,流,流量,进,进行,调,调整,，,，使,各,各个,环,环的,闭,闭合,差,差达,到,到规,定,定的,允,允许,范,范围,内,内。,（,6）（9）,列,列水,力,力分,析,析计,算,算表,（10）,确,确定,水,水泵,扬,扬程,和,和水,塔,塔高,度,度,某城,市,市供,水,水区,用,用水,人,人口5万,人,人，,最,最高,日,日用,水量,定,定额,为,为150,/(人,)，,要,要求,最,最小,服,服务,水,水头,为,为16,。,。节,点,点,接,接某,工,工厂,，,，工,业,业用,水,水量,为,为400,3,/,，,，两,班,班制,，,，均,匀,匀使,用,用。,城,城市,地,地,形平,坦,坦，,地,地面,标,标高,为,为5.OO,。,。,水泵,水塔,0,1,2,3,4,8,5,6,7,250,450,300,600,230,190,205,650,150,练,习,习1,树,树,枝,枝网,水,水力,计,计算,1,总,总用,水,水量,设计,最,最高,日,日生,活,活用,水,水量,：,：,500000.15,7500m,3,/d,86.81L/s,工业,用,用水,量,量：,40016,25m,3,/h,6.94L/s,总水,量,量为,：,：,Q,86.81,6.9493.75L/s,2,管,管线,总,总长,度,度：,L,2425m,，,，其,中,中水,塔,塔,到节,点,点0,的,的管,段,段两,侧,侧无,用,用户,不,不计,入,入。,3,比,比流,量,量：,(93.75,6.94),24250.0358L/s,4,沿,线,线流,量,量：,管段,管段长度（,m,）,沿线流量（,L/s,）,0,1,1,2,2,3,1,4,4,8,4,5,5,6,6,7,300,150,250,450,650,230,190,205,300,0.0358,10.74,150,0.0358,5.37,250,0.0358,8.95,450,0.0358,16.11,650,0.0358,23.27,230,0.0358,8.23,190,0.0358,6.80,205,0.0358,7.34,合计,2425,86.81,5,节,点,点流,量,量：,节点,节点流量（,L/s,）,0,1,2,3,4,5,6,7,8,0.5,10.74,5.37,0.5,(10.74+5.37+16.11),16.11,0.5,(5.37+8.95),7.16,0.5,8.95,4.48,0.5,(16.11+23.27+8.23),23.80,0.5,(8.23+6.80),7.52,0.5,(6.80+7.34),7.07,0.5,7.34,3.67,0.5,23.27,11.63,合计,86.81,93.75,88.38,60.63,11.63,4.48,11.64,3.67,10.74,18.26,水泵,水塔,0,1,2,3,4,8,5,6,7,250,450,300,600,230,190,205,650,150,3.67,11.63,4.48,7.16,23.80+6.94,7.07,7.52,16.11,5.37,6,干,管,管水,力,力计,算,算：,管段,流量（,L/s,）,流速（,m/s,）,管径（,mm,）,水头损失（,m,）,水塔,0,0,1,1,4,4,8,93.75,88.38,60.63,11.63,0.75,0.70,0.86,0.66,400,400,300,100,1.27,0.56,1.75,3.95,h,7.53,选定,节,节点,8,为控,制,制点,，,，按,经,经济,流,流速,确,确定,管,管径（可,以,以先,确,确定,管,管径,，,，核,算,算流,速,速是,否,否在,经,经济,流,流速,范,范围,内,内）,。,。,7,支,管,管水,力,力计,算,算：,管段,起端水位（,m,）,终端水位（,m,）,允许水头损失（,m,）,管长（,m,）,平均水力,坡度,1,3,4,7,26.70,24.95,21.00,21.00,5.70,3.95,400,625,0.01425,0.00632,管段,流量,(L/s),管径,(mm),水力坡度,水头损失,(m),1,2,2,3,4,5,5,6,6,7,11.64,4.48,18.26,10.74,3.67,150,(100),100,200,(150),150,100,0.00617,0.00829,0.00337,0.00631,0.00581,1.85,(16.8),2.07,0.64,(3.46),1.45,1.19,8,确,定,定水,塔,塔高,度,度,水泵,扬,扬程,：,：需,要,要根,据,据水,塔,塔的,水,水深,、,、吸,水,水井,最,最低,水,水位,标,标高,、,、水,泵,泵吸,水,水管,路,路和,压,压水,管,管水,头,头损,失,失计,算,算确,定,定。,水泵,水塔,0,1,2,3,4,8,5,6,7,250,450,300,600,230,190,205,650,150,练,习,习2,树,树,枝,枝网,水,水力,计,计算,已知,树,树状,网,网各,管,管段,长,长度,，,，各,节,节点,流,流量,和,和高,程,程，,设,设水,厂,厂供,水,水水,压,压按,满,满足3层,楼,楼用,水,水考,虑,虑，,应,应满,足,足自,由,由水,头,头He16m。,水,水厂,二,二级,泵,泵站,泵,泵轴,高,高程Zp,为,为42.08m，,水,水泵,吸,吸程,（,（吸,水,水高,度,度Hs,吸,吸水,管,管水,头,头损,失,失hs）,为,为4.0m，,求,求二,级,级水,泵,泵扬,程,程。,1,7,6,5,4,3,2,5.6,680,5.4,16.6,6.2,15.8,5.3,11.1,600,710,620,580,640,520,水,厂,厂,某,树,树,枝,枝,网,网,节,节,点,点,流,流,量,量,、,、,管,管,段,段,长,长,度,度,节点编号,地面高程(m),节点编号,地面高程(m),1,42.95,5,43.24,2,43.81,6,43.94,3,43.88,7,44.17,4,44.69,表5-6,某,某,树,树,枝,枝,网,网,各,各,节,节,点,点,地,地,表,表,高,高,程,程,解,解,（,（1,）,）,管,管,网,网,定,定,线,线,（,（,已,已,知,知,）,）,（2,）,）,计,计,算,算,干,干,管,管,的,的,总,总,长,长,度,度,（,（,略,略,）,）,（3,）,）,计,计,算,算,干,干,管,管,的,的,比,比,流,流,量,量,（,略,略,）,）,（4,）,）,计,计,算,算,干,干,管,管,的,的,沿,沿,线,线,流,流,量,量,（,略,略,）,）,（5,）,）,计,计,算,算,干,干,管,管,的,的,节,节,点,点,流,流,量,量,（,已,已,知,知,）,）,（6,）,）,定,定,出,出,各,各,管,管,段,段,的,的,计,计,算,算,流,流,量,量,（7,）,）,根,根,据,据,计,计,算,算,流,流,量,量,和,和,经,经,济,济,流,流,速,速,，,，,选,选,取,取,各,各,管,管,段,段,的,的,管,管,径,径,（8,）,）,根,根,据,据,流,流,量,量,和,和,管,管,径,径,计,计,算,算,各,各,管,管,段,段,压,压,降,降,（9,）,）,确,确,定,定4,为,为,控,控,制,制,