1、管網設計計算說明書（給水）1 設計原始資料1.1 城鎮概況該小鎮位于廣東省中部，屬熱帶和亞熱帶季風氣候。市區地勢平坦，除中部有一座較高的山（主峰海拔310m）外，市區主要建在臺地和平原上。居住人口約15萬，分為兩個生活區:新城區和舊城區。1.2 城市用水情況城市用水按15萬人口設計，居民最高日用水量按210，給水普及率：100%。市區以46層的多層建筑為主。2. 城市給水工程用水量計算2.1居民區用水量計算該地區地處我國廣東省中部，設計人口15萬，為小城市，居民生活用水最高日用量根據給排水規范大全 ，采用210 L/cap.d。則居住區最高日用水量為：Q1=qNf=210×15

2、15;10×100%×10=3.15×10Q1城市最高日綜合用水，m³/d；q城市最高日綜合用水量定額，L/(cap.d)；N城市設計年限內計劃用水人口數；f城市自來水普及率，采用f=100%2.2. 公共建筑用水量計算2.2.1 醫院日用水量根據給排水設計規范（GB50015-2003, 3.1）查得，醫院病人用水量為400 L/cap.d，根據設計任務書中的設計原始資料表2 ：公共建筑用水量一覽表得知，每個醫院用水人數為800床。（共兩個醫院）則醫院日用水量：Q醫院= (m3/d)2.2.2 中學日用水量2.2.2.1 第一中學日用水量根據給排水設計

3、規范（GB50015-2003, 3.1）查得，中、小學生用水量為40 L/cap.d根據設計任務書中的設計原始資料表2 ：公共建筑用水量一覽表得知，第一中學用水人數2000人。于是，Q中學1= (m3/d)2.2.2.2第二中學日用水量由于人數一樣，類似于上面計算過程，則可得：Q中學2= Q中學1=(m3/d)所以，中學最高日用水量為：Q中學=Q中學1+ Q中學2=80+80=160(m3/d)2.2.3 小學日用水量2.2.3.1 第一小學用水量根據給排水設計規范（GB50015-2003, 3.1）查得，中、小學生用水量為 40 L/cap.d，根據設計任務書中的設計原始資料表 2 公共

4、建筑用水量一覽表得知，第一小學用水人數1500人。于是，第一小學最高日用水量為：Q小學 1= (m3/d)2.2.3.2第二小學用水量由于第二小學與第一小學的人數相同，所以同樣可求得，第二小學最高日用水量為：Q小學2= (m3/d)所以，小學的最高日用水量為：Q小學= Q小學1+Q小學2=(m3/d)2.2.4 幼兒園日用水量根據給排水設計規范（ GB50015-2003, 3.1 ）查得，幼兒園用水量為 50 L/cap.d，根據設計任務書中的設計原始資料表 2 公共建筑用水量一覽表得知，每所幼兒園500人（共有兩個幼兒園）。則幼兒園最高日用水量：Q幼兒園 =(m3/d)2.2.5火車站日用

5、水量根據設計任務書中的設計原始資料，可知火車站用水量為：Q火車站=300(m3/d)所以，公共建筑最高日用水總量為：Q公共= (m3/d)2.3 市政用水量計算通過觀察原始資料圖知，可測出圖的總面積為7892207（m2），根據設計任務書的設計原始資料得知，城區的主要道路面積占總面積的10%，日灑水2次；城區綠地面積占城區總面積的25%，綠化澆灑需要每天澆水的面積占總面積的5% 。根據規范，取道路灑水量為1.5 L/（m2·次） ，綠化用水量為2.0 L/（m2·d） 。因而，可計算道路灑水量為：Q道路=（m3/d）綠化用水量：Q綠化=（m3/d）于是，最高日市政用水總量：

6、Q市政=（m3/d）2.4 未預見水量計算根據給排水設計規范得知，未預見用水量按總用水量的15%25%考慮，本設計中取20 % 。則未預見用水量為：Q未預見=（m3/d）2.5 城鎮最高日用水量計算該城區的最高日用水量為居民區用水量、公共建筑用水量、市政用水量和未預見水量之和。則最高日用水量 Qd =（m3/d）2.6 消防用水量計算根據設計任務書的設計原始資料，此城鎮近期設計人口數為15萬，建筑物的耐火等級為3級，生產類別為丙類，建筑物最大體積4000m3。根據建筑消防規范規定，建筑物室內消防自救用水時間為10分鐘，根據室外給水設計規范規定，室外消防用水時間延續時間為2小時。根據給水工程P5

7、23附表3，查城鎮、居住區室外的消防用水量：工廠、倉庫和民用建筑同時發生火災次數和建筑物的室外消火栓用水量分別為：居民區同一時間內的火災次數為2次，一次滅火用水量為45（L/s）。又根據給排水設計規范（GB20140-2005）查得室內消防用水量：同時發生火災次數和建筑物的室內消火栓用水量分別為：民用建筑內同一時間內的火災次數為1 次，一次滅火用水量為30（L/s）。Q室外消防 = （m3）Q室內消防 = （m3）則城市消防總用水量：Q消防= Q室外消防 + Q室內 = （m3）根據設計任務書中給出的城市用水量變化百分數，繪制城市最高日用水統計表見后面的附表1。3 二泵站工況的擬定、清水池和水

8、塔（高位水池）容積的確定3.1 二級泵站的工況擬定城市最高日用水統計表的最終結果得知，全天各個時間段的用水量變化百分比，根據這些百分比繪制城市用水量變化曲線圖，再根據該圖確定二級泵站的分級供水曲線。把該城市的用水時間為2個階段，分別為521時（連續16個小時，1=16），21次日5時（連續8個小時，2=8），即把二級泵站供水分為2級。按照公式：A1×1+A2×2=100%式中：A二泵站分級各級用水量占日用水量百分數，該城市泵站供水百分數分別擬定為第一級3.28%，第二級4.61%（原則是盡量接近用水曲線）。相應供水級數對應的供水小時數）根據以上計算，可繪制出城市最高日用水量

9、變化曲線圖，見圖1。3.2清水池和水塔（高地水池）容積的確定根據城市最高日用水統計表中各時間段的用水量百分比和上圖中一級泵站供水量百分比、二級泵站各級供水量百分比，由公式：清水池調節容積百分數 = 二級泵站各級供水量百分數 取水泵站供水量百分數水塔調節容積百分數 = 時間段的用水量百分數 二級泵站各級供水量百分數 ，得清水池調節容積和水塔調節容積計算表，見下表。表1 清水池調節容積和水塔調節容積計算表時間用水量二級泵站一級泵站清水池調水塔調節(%)供水量(%)供水量(%)節容積(%)容積(%)012.213.284.17-0.89-1.07122.123.284.17-0.89-1.16232

10、.103.284.16-0.88-1.18343.543.284.17-0.890.26453.553.284.17-0.890.27564.654.614.160.450.04673.894.614.170.44-0.72784.494.614.170.44-0.12895.314.614.160.450.709104.984.614.170.440.3710114.924.614.170.440.3111125.044.614.160.450.4312134.614.614.170.440.0013144.414.614.170.44-0.2014154.494.614.160.45-0.

11、1215164.814.614.170.440.2016175.054.614.170.440.4417185.024.614.160.450.4118195.694.614.170.441.0819205.584.614.170.440.9720214.824.614.160.450.2121223.553.284.17-0.890.2722232.893.284.17-0.89-0.3923242.283.284.16-0.88-1.00累計100.00100.00100.007.105.963.2.1 清水池容積清水池面積=(W+W+W)/h =（7.1%×353352

12、5;0.045×2×360035335×8%）3.8 （）=1574.63（）所以 W=清水池面積×h=1574.63×4.2=6613.45 m³3.2.2 水塔容積容積計算公式： Wt= W調+ W室內消防（m3）式中： W調 水塔調節容積（m3）W調 = Qd ×水塔調節容積%，W室內消防 室內消防用水（m3）則W調 = Qd ×水塔調節容積%=（m3）而W室內消防=18（m3），所以，水塔容積為：Wt= W調+ W室內消防=2527.16+18=2545.16（m3）4 管網布置及方案選擇根據經驗及城市地面

13、情況，初步確定給水管網，示意圖如下：管道布置簡圖5 管段設計流量的確定根據設計規范，管網設計根據城區最高日最高時的用水量來進行計算。5.1最高時總用水量根據城市最高日用水統計表和城市最高日用水量變化曲線可知城區用水量最高時時段為1819時，且容易得出:最高時用水總流量Q=2412.18m³/h=670.05L/s5.2 水泵、水塔最高時供水量根據城市最高日用水量變化曲線得知水泵最高時供水量為：Q水泵max =（L/s）。根據泵站供水量級最高時用水量得知最高時水塔的供水量為： L/s5.3 供水主干管長度計算在計算機上通過使用AutoCAD2010中的線段的特性命令，可在圖上得到各干管

14、的長度，再按圖紙比例換算成管段的實際長度，并且根據管段單、雙側配水的實際情況求得管段的計算長度，可見下頁表3中二、三列。根據表中各管段的計算管長，可求得其總長度為： =15418m5.4比流量計算q=(26.688+10+3.125+7.5+12.5 )/3.6 L/s=16.6175L=15418 mq= (Q-q)/L=0.0423811 L/(m.s)沿線流量：q= qLL有效長度q比流量5.5初分流量根據管網中各干管的管段長度、沿線流量、節點流量和各管段初分流量，列表計算，見下表：表2 流量計算表管段編號實際長度(M)有效長度(M)比流量沿線流量(L/S）節點編號節點流量管段流量127

15、61.87620.042381132.29132.44+1.39150.0015768.87690.042381132.58235.06+1.04359.0427391.23910.042381116.57333.53+0.4320.0056380.13800.042381116.11421.5334.6976391.13910.042381116.58524.35100.0023501.75020.042381121.26629.1993.9038365.23650.042381115.48728.77+3.7111.0978575.35750.042381124.38831.8887.52

16、34715.37150.042381130.32917.4948.85410299.22990.042381112.681011.87+3.4827.3589564.25640.042381123.911136.67+1.395.49910521.02610.042381111.061252.6912.00611605.66060.042381125.681341.29+3.71205.501112666.46660.042381128.241444.91+1.04164.621116458.04580.042381119.411521.23130.001617183.0920.0423811

17、3.901611.65118.351718967.99680.042381141.021722.4595.901218753.97540.042381131.951851.6420.00812528.800.04238110.001938.3361.2412131066.310660.042381145.192047.33+0.43153.171819715.27150.042381130.312119.1764.261319518.75190.042381121.9820.001314363.93640.042381115.4288.171420753.97540.042381131.952

18、1.001920574.85750.042381124.3645.9314151001.710020.042381142.4521.222021904.79050.042381138.3419.17合計15418653.446 管徑的確定、管網水力計算及平差6.1環狀網管徑的確定、管網水力計算及平差環狀管網流量分配計算根據節點流量進行管段的流量分配分配步驟：按照管網的主要供水方向，初步擬定個管段的水流方向，并選定整個管網的控制點。為了可靠供水，從二級泵站到控制點之間選定幾條主要的平行干管線，這些平行干管中盡可能均勻的分配流量，并且符合水流連續性方程即滿足節點流量平衡的條件。與干管垂直的連接管，

19、其作用是主要溝通平行干管之間的流量，有時起一些輸水的作用，有時只是就近供水到用戶，平時流量一般不大，只有在干管損壞是才轉輸較大的流量，因此連接管中可以分配較少的流量。管徑的確定管徑與設計流量的關系：q=Av=Dv/4公式中 D管段管徑，mq管段計算流量，m³/sv設計流速，m/s設計中按經濟流速來確定管徑進行平差，確定實際管徑。平均經濟流速管徑/mm平均經濟流速/(m/s)D=100400D4000.60.90.91.46.2最大時流量初步分配：表3 最大時流量分配管段管長管徑流量127624501502127391200202一15769600-359.042156380600-3

20、34.692176391400-100212350240093.921二3836515011.09327391200-20178575350-87.52213471530048.8521三41029925027.352138365150-11.09289564100-5.492191026115012211112666450164.6221四12187542002051116458400-13021161792400-118.35211718968400-95.92112131066450153.1721五13195192002061218754200-2041819715350-64.262

21、1131436435088.1721六142075420021211319519200-2051920575300-45.9321平差結果見附表26.3最大時加消防流量初步分配：表4 最大時加消防流量初步分配管段管長管徑流量127624501952127391200202一15769600-414.042156380600-379.692176391400-100212350240093.921二3836515011.09327391200-20178575350-87.52213471530048.8521三41029925027.352138365150-11.09289564100-5.

22、492191026115012211112666450189.6221四12187542002051116458400-15021161792400-138.35211718968400-115.92112131066450178.1721五13195192002061218754200-2041819715350-84.26211314364350113.1721六142075420046211319519200-2051920575300-65.9321平差結果見附表36.4節點水壓標高（環狀網）的確定根據環狀網水力計算表的水頭損失，推算各節點的水壓標高、自由水壓。公式如下：節點水壓標高=

23、前一個節點水壓標高±連接管段水頭損失規定：順著水流方向為負，逆著水流方向為正，則：節點的水壓標高=地面標高+該節點服務水頭先從控制點開始，應為其節點服務水頭為已知，則：該節點的水壓標高=控制點地面標高+該節點服務水頭再由控制點水壓標高逆水流向推出前面各節點的水壓標高。結合管網平面圖和前面的的計算結果，可以節點自由水壓和節點水壓標高，可列表如下：表5 各節點的水壓標高、自由水壓節點水壓標高地面標高自由水頭21255.20227.228.0020255.86226.029.8619257.47224.532.9718259.21222.137.1117261.64220.041.6416

24、261.97220.041.9715255.32223.831.5214257.94224.033.9413259.15223.136.0512262.00222.839.2011264.03220.343.736265.26223.941.367264.43224.839.638262.52224.538.029259.97224.035.9710262.22224.138.124263.00225.837.203265.06225.939.162266.20226.240.001268.47226.442.075266.34223.842.546.5水塔高度的確定由水塔標高 與水塔高度 可

25、推出如下公式：式中： 控制點C要求的最小服務水頭按最高時用水量計算的從水塔到控制點的管網水頭損失設置水塔處的地面標高控制點的地面標高由于布置在山上，而山可能足夠高，滿足做成高地水池的要求，則可以令水塔高=0，同時，可求得=8.72m，而=28m, =227.2m根據上面公式求得：Z=+=263.92 m則可求得 =263.92m<=310m(山高),即山高滿足要求，所以能做成半山水池的形式，取=264m，則水池距離山腳的高度為：H=264-225=39m.6.6.管網平差校核最大時水泵揚程：根據控制點到水廠的累積水頭損失（單線）h+控制點自由水壓H+水廠清水池最低水位標高與控制點地面標高

26、差Z求得，即：H= H+h+Z+h=28+15.5+3.2+2 m=48.7 mh=2.34+2.131.081.231.950.332.431.741.610.66=15.5（水廠-1-5-6-11-16-17-18-19-20-21）最高時，h按2m考慮；清水池最低水位標高比水廠地面標高低4.2m.最高時加消防校核：H= 10+h+Z+h=10+28.51+3.2+3=44.71 mh=3.112.891.21.772.210.453.493.084.16.21=28.51（水廠-1-5-6-11-16-17-18-19-20-217 、水泵的選擇與校核根據以上數據，H H，所以不需要另加

27、消防泵。選擇3臺500RJC1000-29×2，2用1備。8、給水管網設計總結8.1設計中遇到的問題總結 本次設計中遇到了不少問題，管道定線、初分流量、確定管徑、水頭損失計算和平差等過程中都出現了不少問題。在設計過程中很多都依賴老師的指點，同時發現自己有些數據不會處理。在繪制城市用水量曲線的時候，因為不熟悉excel辦公軟件的用法，導致我最初只能用CAD畫，后面才從別人那學會了用excel去處理。在計算沿線流量過程中，最初可能是因為比流量保留有效數字的位數關系，使得各管段流量加起來總和與最高時用水量相差零點幾，算是誤差有點大，后面經過多次調整才使得總和一樣。8.2設計感受本次設計更好

28、的鞏固了我所學的知識，同時，我也學到了一些以前不懂的知識。剛開始時，發現很多知識不知道怎么去用，在老師一步一步的帶領下，我的設計也慢慢的趨于完成。做設計是一個很需要耐心和細心的工作，自己在做設計過程中的某些環節也是錯了又改，改了又發現一點點錯，就再繼續改。可能是因為第一次這樣做設計，在設計過程中比較容易忘記考慮一些因素，導致容易出錯。總之，這次設計讓自己學到了很多，比如以前不懂的excel中處理一些數據和表格的方式;在制圖過程中，也讓自己對CAD制圖軟件的應用更加熟練，也學會了一些快捷的繪圖方法。這次設計給我的感觸比較深，雖然剛開始的時候遇到某些問題會讓你很煩，感覺很困惑不知道怎么去解決遇到的

29、問題，但在做完這個設計，圖紙也打印出來，說明書也打印出來的時候，心里還是挺高興的，畢竟是第一次做完一個自己專業上的設計，有一點小小的成就感，也對設計的每一個過程記憶深刻。最后，得感謝老師的辛勤指導。附錄附表1 城市最高日用水統計表時間居民區生活用水公用建筑用水量未預見水量每小時用水量占一用水量的百分數（%）(m3)醫院中學幼兒園小學火車站道路灑水量綠化用水量（m3)（m3)（m3)（m3)（m3)（m3)（m3)（m3)（m3)（%）011.92604.8026.68812.51294.46938.462.21121.80567.0026.68812.51294.46900.662.12231

30、.77557.5526.62412.48294.46891.112.10342.45771.7526.68812.51394.70294.461500.113.54452.47778.0526.68812.51394.45294.461506.163.55563.951244.2526.62412.48394.45294.451972.254.65674.111294.6526.688103.1257.5012.51294.461648.933.89784.811515.1526.688103.1257.5012.5132.89294.461902.324.49895.921864.8026.

31、624103.1257.5012.4832.87294.462251.865.319105.471723.0526.688103.1257.5012.5132.89294.462110.224.9810115.401701.0026.688103.1257.5012.5132.89294.462088.174.9211125.661782.9026.624103.1257.5012.48294.452137.085.0412135.081600.2026.688103.1257.5012.51294.461954.484.6113144.811515.1526.688103.1257.5012

32、.51294.461869.434.4114154.921549.8026.624103.1257.5012.48294.461903.994.4915165.241650.6026.688103.1257.5012.5132.89294.462037.774.8116175.571754.5526.688103.1257.5012.5132.87294.462141.705.0517185.631773.4526.624103.1257.5012.48294.452127.635.0218195.281663.2026.688103.1257.5012.51394.70294.462412.

33、185.6919205.141619.1026.688103.1257.5012.51394.70294.462368.085.5820214.111294.6526.624103.1257.5012.48394.70294.462043.544.8221223.651149.7526.688103.1257.5012.51294.461504.033.5522232.83891.4526.68812.51294.461225.112.8923242.01633.1526.62412.48294.45966.702.28合計10031500640160501203002367.70197.30

34、7067.0042402100附表2 最高時平差結果迭代次數=11環號= 1 閉合差= -.002 管段號 管長 管徑 流速 流量 1000I 水頭損失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) 1 762 450 .98 155.51 2.98 2.27 .0146 2 391 200 .69 21.78 4.53 1.77 .0813 3 769 600 1.25 -353.53 2.77 -2.13 .0060 4 380 600 1.16 -329.18 2.84 -1.08 .0033 5 391 400 .75 -94.49 2.13 -.83 .0088 sqtot

35、al= .160 dq= -.01環號= 2 閉合差= -.004 管段號 管長 管徑 流速 流量 1000I 水頭損失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) 1 502 400 .78 97.63 2.27 1.14 .0117 2 365 150 .72 12.64 6.97 2.54 .2012 3 391 200 .69 -21.78 4.53 -1.77 .0813 4 575 350 .87 -83.79 3.33 -1.91 .0229 sqtotal= .128 dq= -.02環號= 3 閉合差= -.006 管段號 管長 管徑 流速 流量 1000I 水頭

36、損失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) 1 715 300 .72 51.03 2.88 2.06 .0403 2 299 250 .60 29.53 2.61 .78 .0265 3 261 150 .80 14.18 8.61 2.25 .1585 4 365 150 .72 -12.64 6.97 -2.54 .2012 5 564 100 .42 -3.31 4.52 -2.55 .7699 sqtotal= .160 dq= -.02環號= 4 閉合差= .033 管段號 管長 管徑 流速 流量 1000I 水頭損失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒

37、) (米) 1 666 450 .99 157.39 3.04 2.03 .0129 2 754 200 .61 19.22 3.60 2.72 .1413 3 458 400 1.09 -137.23 4.26 -1.95 .0142 4 92 400 1.00 -125.58 3.61 -.33 .0026 5 968 400 .82 -103.13 2.51 -2.43 .0235 sqtotal= .160 dq= .10環號= 5 閉合差= .043 管段號 管長 管徑 流速 流量 1000I 水頭損失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) 1 1066 450 .

38、92 146.72 2.67 2.85 .0194 2 519 200 .57 17.96 3.18 1.65 .0920 3 754 200 .61 -19.22 3.60 -2.72 .1413 4 715 350 .73 -70.71 2.43 -1.74 .0246 sqtotal= .128 dq= .17環號= 6 閉合差= .021 管段號 管長 管徑 流速 流量 1000I 水頭損失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) 1 364 350 .87 83.76 3.33 1.21 .0145 2 754 200 .53 16.59 2.76 2.08 .125

39、3 3 519 200 .57 -17.96 3.18 -1.65 .0920 4 575 300 .71 -50.34 2.81 -1.61 .0321 sqtotal= .128 dq= .08附表3 消防時平差結果迭代次數=13環號= 1 閉合差= .000 管段號 管長 管徑 流速 流量 1000I 水頭損失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) 1 762 450 1.24 197.04 3.95 3.01 .0153 2 391 200 .74 23.11 5.05 1.97 .0854 3 769 600 1.46 -412.00 3.76 -2.89 .0070 4 380 600 1.34 -377.65 3.16 -1.20 .0032 5 391 400 .78 -97.96 2.28 -.89 .0091 sqto