某城镇给水管网课程设计.docx
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某城镇给水管网课程设计
目录…………………………………………1
给水管网课程设计任务书…………………2
设计题目……………………………………3
基本资料……………………………………3
设计任务……………………………………3
设计要求……………………………………4
给水管网设计计算书………………………………5
设计题目……………………………………5
基本资料……………………………………5
用水量计算…………………………………5
城市最高日用水量变化曲线………………8
管网平差………………………………12
消防时管网核算…………………………15
水塔转输工况核算………………………17
事故工况管网核算………………………18
参考文献……………………………………20
给水管网课程设计任务书
一、设计题目:
河北某城镇给水管网初步设计
二、设计原始资料:
1.图纸:
1:
5000城市平面图,
2.地形地貌:
地势较平坦,地形标高如图。
3.工程水文地质:
1)工程地质良好,适宜于工程建设;2)地下水位深度2-3m;3)土壤冰冻深度。
4.气象资料:
1)风向:
冬季主导风向为西北风,夏季主导风向为西南风;2)气温:
年平均气温;夏季平均气温260C,冬季平均气温-30C。
5.用水资料:
规划人口11万人,给水普及率100%;城市综合生活用水每小时用水量占最高日用水量百分比如表1所示。
其他用水:
绿化浇洒道路按80m3计,未预见水量按最高用水量的20%计。
基础数据见附表
表1城市最高日各小时用水量
小时
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
用水量百分比(﹪)
小时
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
13-14
14-15
15-16
用水量百分比(﹪)
小时
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
用水量百分比(﹪)
三.设计任务与步骤
根据所给原始资料,进行城市给水管网工程的规划及给水管网的扩大初步设计。
设计任务与步骤如下:
根据城市的特点,选定用水量标准,确定给水管网的设计流量,根据城市的地形特点,按照管网的布置原则确定方案;
根据布置的管线,确定供水区域的比流量、节点流量和管段流量,在此基础上进行流量分配;
进行管网平差计算,直至闭合差满足规定的精度要求,在此基础上确定控制点,计算从控制点到二级泵站的水头损失、确定二级泵站的水泵扬程;若设置水塔,确定水塔高度;
消防时、最不利管段发生事故时、最大转输时(无对峙水塔或高地则不作此工况)的校核,若不满足要求,应说明必须采取的措施;
根据平差结果确定各个节点的自由水头;
就设计中需要说明的主要问题和计算结果写出设计计算说明书。
设计成果包括设计说明书一份、管网平差、校核结果图和管网平面布置图。
四.课程设计成果的基本要求:
1)课程设计图纸应基本达到技术设计深度,较好地表达设计意图;图纸布局合理、正确清晰,符合制图标准及有关规定;
2)设计计算说明书应包括与设计有关的阐述说明和计算内容,应有封面、目录、前言、正文、小结及参考文献,正文宋体小四号字,倍行距。
内容系统完整,计算正确,文理通畅,草图和表格不得徒手草绘,图中各符号应有文字说明,线条清晰,大小适宜,书写完整,装订整齐。
给水管网设计计算书
一、设计题目
河北某城镇给水管网设计
二、基本数据:
本工程为河北某城镇给水管网设计,人口数11万,查《室外排水设计规范》可知该城市位于一分区,为中小城市。
道路面积50万平米,绿地面积80万平米。
工业区I总人数3400人,其中高温车间人数1400人,工业区II总人数5100人,其中高温车间人数1800人。
从设计规范查出:
居民综合生活用水定额采用200L/;
工厂职工生活用水量:
一般车间每人每班35L,高温车间每人每班45L计算,
淋浴用水:
一般车间每人每班40L,高温车间每人每班60L计算;
浇洒道路用水量按每平方路面每次计算;
绿化用水量按2L/次.m2计算;
城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的25%计算;
一、用水量计算
最大日用水量计算
(1)城市最高日综合生活用水量
该城镇为河北中小城市,城市分区为二区,查《给水排水管网系统》第二版323页附录2,取最高日用水定额为200L/cap·d。
则最高日综合生活用水量为
22000
(2)工业企业职工生活用水和淋浴用水量计算
工业区Ⅰ6000
,工业区Ⅱ8200
Q2=6000+8200=14200
(3)工业企业生产用水量为
(4)浇洒道路和绿化用水量
浇洒道路用水定额采用
,每天浇洒2次,绿化用水定额采用
(5)未预见用水量和管网漏失水量
由给排水设计手册第三册《城镇给水》得未预见用水量和管网漏失水量取以上用水量之和的20%,
Q5=20%(Q1+Q2+Q3+Q4)
=×(2200+14200++3100)=
(6)最大日设计用水量为
Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=
,取Qd=50000
。
最高时用水量为
=s。
3、消防用水量计算
查《给水排水管网系统》第二版324页附表3,则消防用水定额为,45
,同时火灾次数为2次,消防历时取2小时则消防用水量为:
Q7=45×2×3600=L=324m3。
供水系统方案选择
(1)选定水源及位置和净水厂位置
水源选在河流上游,以保证水质、管网中水流流向整体与河流流向一致,净水厂选在水源附近,(见图)水塔暂定在地势高处,以利用地势高度。
(2)选定供水系统方案
单水源,不分区供水。
三、管网定线
各节点编号、管段编号标于图中,节点地面标高由图中读出,管段长度由图中读出。
(比例尺为1:
5000)
布置原则:
干管整体将城镇用水量各用水户包含,集中流量用水处应布置干管,把公园、工业区1和工业区2分别等效为为集中用水的节点,干管之间的其他用户用水以连接管连接。
四、城市最高日用水量变化曲线
1、由城市逐时用水量表,绘制用水量变化曲线如下1、各时段用水量
0-1
1-2
2-3
3-4
4-5
5-6
6-7
7-8
8-9
9-10
10-11
11-12
12-13
13-14
14-15
15-16
16-17
17-18
18-19
19-20
20-21
21-22
22-23
23-24
2、二级本站接两环设计,从前一日22点到清晨6点,6点到22点共两级,前一日22点到清晨6点:
Q1=(+++++++)/8
=%
清晨6点到22点:
Q2=(100%%*8)/16
=%
最高时是上午7-8点,最高时用水量为全天用水量的%,时变化系数
3、清水池容积、水塔容积计算
清水池与水塔调节容积计算表
小时
给水处理水量
供水泵站供水量(%)
清水池调节容积计算(%)
水塔调节容积计算(%)
设置水塔
不设水塔
设置水塔
不设水塔
1
2
3
4
2—3
∑
2—4
∑
3—4
∑
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
0
19
20
21
22
23
24
0
0
0
累计
100
100
100
调节容积=
调节容积=
调节容积=
由表得水塔与清水池调节容积分别为最大日用水量的%、%。
水塔容积的计算
调节容积的计算
W1=55400×%=
消防贮水量的计算(按10分钟计算)
W2=
=27m3
总容积计算的计算
W=W1+W2=+27=
清水池容积的计算
(1)调节容积的计算
W3=%×55300=
(2)消防容积的计算
W4=324m3
(3)给水处理系统生产自用水量
W5=10%Qd=5540m3
安全储备量
W6=
(W3+W4+W5)=
总容积计算的计算
W=W3+W4+W5+W6=+423+5540+=
五、管段比流量设计计算
管网定线取决于城市平面布置,供水区地形,水源和调节水池位置,街区和大工业集中用水等。
考虑城市近,远期发展,管网布置成环状网。
该城市给水管网的主要供水方向拟定为自西向东供水。
为满足用户供水要求其定线满足:
干管的间距一般采用500-800m,两干管的连接间距为800-1000m。
允许有个别管段不符合上叙规则。
其管网布置图见附图一。
干管均匀分配,故按长度流量法来计算沿线流量和节点流量。
二级泵站-1为输水管,不参与配水,其计算长度为零。
则:
各管段长度和配水长度
管段编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
管段长度(m)
202
860
1200
1540
1200
1540
860
1540
135
555
配水长度(m)
0
730
596
0
1075
595
730
1075
275
比流量计算
节点流量计算
按配水长度分配计算qmi=qlmi=(Qh-∑qni)/∑lmi*lmi
Qh=s
集中用户
=s
=s
∑qni=+=s
∑lmi=
q1=(Qh-∑qni)/∑lmi=泵站设计供水量:
qs1=
s
水塔设计供水量:
qs14=各管段眼线流量分配与各节点设计流量计算:
最高时段管段沿线流量分配与节点设计流量计算
配水长度(m)
沿线流量(L/s)
节点设计流量计算(L/s)
集中流量
沿线流量
供水流量
节点流量
1
0
0
0
2
430
3
600
4
1540
5
600
6
1540
7
430
8
1540
9
0
0
0
10
277
—
—
—
—
合计
6957
0
(3)流量分配初拟管径
管段编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
设计流量(L/s)
50
经济流速(m/s)
1
1
1
1
计算管径(mm)
912
696
604
279
308
282
537
557
280
49
设计管径(mm)
2*600
800
700
400
400
400
600
600
2*250
200
六、管网平差
哈代-克罗斯平差法计算
环号
管段编号
s
流量初分配
第一次平差
q
h
q
h
1
2
6
-7
-8
2
3
4
-5
-6
七、节点水压、标高、自由水压计算
某给水管网设计节点数据
节点编号
1
2
3
4
5
7
8
9
地面标高(m)
要求自由水压(m)
服务水头(m)
设计工况水力计算记过,假定(5)点为控制点,其节点水头等于服务水头即
管段或节点编号
1
2
3
4
5
6
7
8
管段流量(L/s)
管内流速(L/s)
管段压降(m)
节点水头(m)
-
地面标高(m)
自由水压(m)
在水力分析是,假定(5)为控制点,单经过随礼分析后,比较节点水头与服务水头,(7)点不能满足水压要求,所以,说明(5)点不是控制点,得到供水差额最大为,所有的节点水头加上此值,可使水压要求全部满足,,而管段压降没变,能量方程人满足,自由水压也应同时加上此值。
控制点确定与节点水头调整
节点编号
1
2
3
4
5
7
8
节点水头(m)
-
服务水头
供压差额
节点调整水头
自由水压(m)
泵站扬程设计
为了选泵,估计泵站内部水头损失,一般水泵吸压水管道设计流速为~s,局部阻力系数可按~考虑,沿程水头素食较小,可以忽略不及,则泵站内部水头损失为:
则水泵的扬程应为:
+=,取35m
按3态泵考虑,575/3=192L/s,取200L/s
查水泵样本,选取12SA-10型水泵4台,一台备用
九、水塔的高度设计
=
校核
A、消防校核
考虑同时两处火灾,灭火用水量为45L/s
2=90L/s,消防流量加在控制点上(及最不利火灾点)和重要的工业企业附近的节点上。
本设计选在节点(5)和节点(7)上,每个节点加上消防流量45L/s,相应的清水池和水塔供水量均增加45L/s,其他各节点流量不变,沿线流量重分配。
加上消防流量,各管段流量重分配后平差如下。
环号
管段编号
s
流量初分配
q
h
不需要平差
消防工况水力校核计算结果
管段或节点编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
管段流量(L/s)
管内流速(L/s)
管段压降(m)
节点水头(m)
地面标高(m)
自由水压(m)
B、水塔转输工况校核
最大转输发生在21~22点,此时用水量为最高日用水量的%,水塔进水量为最高日用水量的%%)=%,即
.65%=s.最大转输工况点各节点流量=
最高是工矿各节点流量
=
s
转输工况水力校核计算结果
环号
管段编号
s
流量初分配
第n次平差
q
h
q
h
1
2
6
-7
-107
-8
2
3
4
-5
-6
管段或节点编号
管段压降(m)
节点水头(m)
地面标高(m)
自由水压(m)
(c)、事故工况校核
①设[2]损坏,在事故工况下,保证70%以上用水量
事故工况各节点流量=事故工况供水比例*最高时工况各节点流量
计算:
Q2=
其余各点节点流量见下图
②流量分配图
环号
管段编号
s
流量初分配
第一次平差
q
h
q
h
1
3
-4
-5
6
管段或节点编号
3
4
5
6
7
管段压降(m)
-
节点水头(m)
地面标高(m)
自由水压(m)
参考文献
1、给水排水管道系统.北京:
中国建筑工业出版社,2010
2、给水排水设计手册,第1、3、4、5、10、11册.北京:
中国建筑工业出版社,2000
3、《给排水快速设计手册》第1册
4、室外给水设计规范(GBJ50013-2006),中国计划出版社,2006
5、中华人民共和国建设部主编.给水排水制图标准(GB/T50106-2001)
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