给水排水管网设计

管网定线的基本原则是： 干管应通过两侧负荷较大的用水区，并以最短距离向用户送水。 靠近道路、公路，以便于施工及维修。 利于发展，并考虑分期修建的可能性。 干管尽量沿高地布置，使管道内压力较小，而配水管压力则更高些。 注意与其他管线交叉时平面与立面相隔间距的规定与要求。
按照布管原则进行：干管的延伸和二泵房输水到水塔、大用水户的水流方向 一致，以水流方向为基准平行布置干管，以最短的距离到达用水户；干管间距 500-800 米，联络管间距 800-1000 米；枝状和环状相结合；单管和双管相结合；
计算比流量、节点流量、集中流量，初分流量； 确定管径、水头损失、流速； 管网平差(编程)； 计算各节点水压、自由水头； 输水管水力计算； 确定控制点； 计算水压标高、自由水压；
二、给水系统的布置
2.1 给水系统的给水布置 给水系统有统一给水系统，分系统给水系统（包括分质给水系统、分区给水
系统及分压给水系统），多水源给水系统和分地区给水系统。本设计城市规模较 小，地形较为平坦，其工业用水在总供水量所占比例较小，且城市内工厂位置分 散，用水量少，故可采用同一系统供应生活、生产和消防等各种用水，即使其供 水有统一的水质和水压。鉴于城市规模小，且管道铺设所需距离较长，本设计选 择单水源给水系统。从设计施工费用等方面考虑，单水源统一给水系统的投资也 相对较小，较为经济。综上所诉，本设计采用单水源统一给水系统。
时间 0～1 1～2 2～3 3～4 4～5 5～6 6～7 7～8 8～9 9～10 10～11 11～12 用水量 1.10 0.70 0.90 1.10 1.30 3.91 6.61 5.84 7.04 6.69 7.17 7.31
时间 12～13 13～14 14～15 15～16 16～17 17～18 18～19 19～20 20～21 21～22 22～23 23～24 用水量 6.62 5.23 3.59 4.76 4.24 5.99 6.97 5.66 3.05 2.01 1.42 0.79
10–11 4.17 5.67 7.17 -1.50 6.02 -1.50 -2.54
11–12 4.16 5.67 7.31 -1.51 4.51 -1.64 -4.18
12–13 4.17 5.67 6.62 -1.50 3.01 -0.95 -5.13
13-14 4.17 5.67 5.23 -1.50 1.51 0.44 -4.69
4.2 最高日用水量变化情况 城市生活用水量变化情况如下表：
10～ 11～ 时间 0～1 1～2 2～3 3～4 4～5 5～6 6～7 7～8 8～9 9～10
11 12
用水量 1.10 0.70 0.90 1.10 1.30 3.91 6.61 5.84 7.04 6.69 7.17 7.31
12～ 13～ 14～ 15～ 16～ 17～ 18～ 19～ 20～ 21～ 22～ 23～ 时间
4.4 计算二泵房、水塔、管网设计流量 由最高日设计用水量为 33000m3/d，且管网中设置有水塔，则:
二泵房的设计供水流量为：33000×5.67%×1000/3600=519.75L/s。水塔的设计 供水流量为：33000×（7.31%-5.67%）×1000/3600=150.3L/s。
4.5 计算清水池设计容积和水塔设计容积 由用水量变化曲线与分级供水线求得清水池与水塔的调剂容积，如下表： 清水池与水塔调节容积计算
14-15 4.16 5.67 3.59 -1.51 0.00 2.08 -2.61
15-16 4.17 5.67 4.76 -1.50 -1.50 0.91 -1.70
2.3 二级泵房供水方式 综合考虑居民用水情况以及具体地形情况，拟在管网末端设置对置水塔，由
于水塔可调节水泵供水和用水之间的流量差，二泵站的供水量可以与用水量不 相等，即水泵可以采用分级供水的办法，分级供水的原则是：（1）泵站各级供 水线尽量接近用水线，以减小水塔的调节容积，分级输一般不多于三级：（2） 分级供水时，应注意每级能否选到合适的水泵，以及水泵机组的合理搭配，尽 可能满足今后和一段时间内用水量增长的需要。依据以上原则，本设计采用二 泵房分二级供水。
给水排水管网系统 课程设计
某 市 城 北 给 水 管 道 设 计
姓名
王东升
学号
3061212111
专 业 给水排水科学工程
班级
16-1
学 院 水利与建筑工程学院
一.任务书及原始资料
1.1 设计名称 某市城北区给水管道的设计。
1.2 设计任务 根据该市设计资料和平面图进行给水管网工程设计，包括：1、给水管道系
（3）工业企业基本情况 甲企业（含工业企业职工生活用水和生产用水）和乙企业用水量分别为
3000m3/d 和 2500m3/d，均匀使用，工业用水要求水压不小于 24m，水质同生活 饮用水：工厂房屋最大体积为 5000 m3(厂房)，房屋耐火等级为三，生产品危险 等级为乙。 （4）其他
平面图见附图（按照 A4 版幅打印，比例尺为 1：20000）。
给水管网定线草图如图所示：（附图）
四、设计用水量
4.1 最高日设计用水量：城市最高日用水两包括综合用水、工业生产用水及职
工生活用水及淋浴用水、浇洒道路和绿化用水、未预见用水和管网漏失水量。
①综合生活用水量：城北区近期规划人口 8 万人，用水普及率预计 100％，综合
用水量标准采用 300L/cap·d 则最高日综合生活用水量： Q1=300×80000×100%=24000000L/d=24000(m3/d) ②工业企业用水量：由资料知，甲企业用水量（含工业企业职工生活用水和生产 用水）为 3000m3/d，则 Q2+Q3=3000m3/d=34.72L/s ③浇洒道路和绿化用水量：由资料知：Q4=0。 ④未预见水量和管网漏失水量： Q5=（15%--25%）×（Q1+Q2+Q3+Q4）， 这里取 20%，则 Q5=20%×（24000+3000） m3/d=5400m3/d。 ⑤消防用水量：根据《建筑设计防火规范》该城市消防用水量定额为 35L/s，同 时火灾次数为 2 次。故城市消防用水量为： Q6=35×2=70L/s 所以：最高日设计用水量为： Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=24000+3000+0+5400=32400m3/d。 取 Qd=33000 m3/d
时间
给水 二级（供水）泵站
处理
供水量（%）
供水 设 置 水 不 设 水
量（%） 塔
塔
清水池调节容积计 算设置水塔（%）
水塔调节容积计算 (%)
（1）
0-1 1–2 2–3 3–4 4–5 5–6 6–7
（2）
4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 4.17
（3）
1.16 1.16 1.16 1.16 1.16 5.67 5.67
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
用水量 6.62 5.23 3.59 4.76 4.24 5.99 6.97 5.66 3.05 2.01 1.42 0.79
根据“用水量计算表”绘制最大日用水量变化曲线（见下图）
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4.3 最高日最高时设计用水量
一级泵站全天运转，流量为最高日用水量的 4.17﹪；二级泵站分两级供水： 第一级从 21 时到 5 时，供水量为 1.16%，第二级从 5 时到 21 时，供水量为 5.67%， 最高日泵站总的供水量为：1.16%×8+5.67%×16=100%，从表中可以得知，城市 最高日用水有两个高峰：一是早上 8:00--12:00，一是下午 17：00--20:00，最 高 时 用 水 量 是 在 上 午 11:00--12:00 ， 为 全 天 的 7.31% 。 则 时 变 化 系 数 为 Kh=7.31%/4.17%=1.75. 故，最高日最高时用水量为： Qh＝Kh ×Ｑd/86.4=1.75×33000/86.4=668.4L/s。
确定给水系统的给水方式，如统一给水、分系统给水，地表水给水、地下水 给水，说明原因；
确定给水管网的布置形式，如有水塔给水管网、无水塔给水管网，枝状给水 管网、环状给水管网，说明原因；
确定调节构筑物位置； 确定一泵房、二泵房供水方式，如一级供水、二级供水，说明原因。 （2）给水管网布线 包括干管及干管之间的联络管； 根据平面布置图确定管线布置方向； 按照布管原则进行：干管的延伸和二泵房输水到水塔、大用水户的水流方向 一致，以水流方向为基准平行布置干管，以最短的距离到达用水户；干管间距 500-800 米，联络管间距 800-1000 米；枝状和环状相结合；单管和双管相结合； 绘制给水管网定线草图（管线、节点、管长）。 （3）设计用水量 计算城市最高日设计用水量； 计算最高日用水量变化情况； 计算最高日最高时设计用水量； 计算二泵房、水塔、管网设计流量； 计算清水池容积。 （4）管材选择 （5）管网水力计算
统设计；2、调节构筑物设计。
1.3 设计原始资料 （1）城市总体规划概况：
某市近期规划人口为 12 万，其中城北区近期规划人口 8 万人，用水普及率 预计 100％，综合用水量标准采用 300L/cap·d，城区大部分建筑在 6 层，屋内有 给排水卫生设备和淋浴设备，区内有工业企业甲。 （2）城市用水情况：城市生活用水量变化情况如下表：
三、给水管网定线
城市管网定线取决于城市的平面布置，供水区的地形，水源和水塔的的位置， 街区和用户特别是大用户的分布，河流，铁路，桥梁等的位置，管线一般敷设在 街道下，以满足供水要求为前提，尽可能缩短管线长度；形状随城市总平面布置 图而定；宜树状网和环状网相结合的形式，且使管线均匀地分布于整个给水区。
（4）
1.10 0.70 0.90 1.10 1.30 3.91 6.61
（2）-（3） ∑
3.01 3.01 3.00 3.01 3.01 -1.51 -1.50
3.01 6.02 9.02 12.03 15.04 13.53 12.03
（3）-（4） ∑
0.06 0.46 0.26 0.06 -0.14 1.76 -0.94
在定线前需熟悉地形图，明确水源、水厂、水塔设计位置以及各大用户的位 置，由于管网定线不仅关系着供水安全，也影响着管网造价，因此定线时需要慎 重考虑。水塔应尽量置于城市较高地区。以减少水塔高度；此外应尽可能靠近大 用水户，以便在最大转输时减少水塔至该处的连接管中的水头损失，从而减少水 塔高度，水塔在管网中有重要作用，它的目标又很明显，故选择水塔位置时，需 考虑防空、整个城市规划及美观等问题。
2.2 给水管网布置形式 城市给水官网的基本布置形式主要有环状与树枝状两种。树状网的供水安全
性较差，当管中某一段管线损坏时，在该管段以后的所有管线就会断水。而且， 由于枝状网的末端，因用水量已经很小，管中的水流缓慢，因此水质容易变坏， 环状网是管线连接成环状，某一管段损坏时，可以关闭附近的阀门是和其余管线 隔开，以进行检修，其余管线仍能够正常工作，断水的地区可以缩小，从而保证 供水的安全可靠性。另外，还可以大大减小因水锤作用产生的危害，在树状网中， 则往往一次而是管线损坏。但是其造价明显比树状网为高。一般大中城市采用环 状管网，而供水安全性要求较低的小城镇则可以猜用树状管网。但是，为了提高 城镇供水的安全可靠性以及保证远期经济的发展，本实例仍然采用环状网，并且 是有水塔的环状网给水管网。
0.06 0.52 0.78 0.84 0.70 2.46 1.52
7–8 4.17 5.67 5.84 -1.50 10.53 -0.17 1.35
8–9 4.16 5.67 7.04 -1.51 9.02 -1.37 -0.02
9–10 4.17 5.67 6.69 -1.50 7.52 -1.02 -1.04
1.4 设计内容 （1）进行给水管网的布线，确定给水系统布置形式、给水管网布置形式、调节
构筑物位置； （2）选择管材； （3）计算最高日用水量，二泵站、管网、输水管设计流量； （4）确定水塔的容积、设置高度： （5）计算管网各管道的管径； （6）计算管网各节点的水压标高、自由水头；
1.5 设计步骤 （1）给水系统布置