给水管网课程设计任务书.doc

目录
1、设计任务……………………………………………………………1
2、设计资料……………………………………………………………1
3、设计规定……………………………………………………………2
4、设计说明……………………………………………………………2
5、设计成果……………………………………………………………3
6、设计计算过程………………………………………………………
7、管网平差……………………………………………………………
8、拟定二级泵站水泵扬程和流量……………………………………
9、干管水力计算以及最高日最大时校核……………………………
10、消防校核……………………………………………………………
11、设计参考资料………………………………………………………
12、心得…………………………………………………………………

1、设计任务：根据所给原始资料，完毕以下设计成果
（1）用水量分析和总用水量设计计算；
（2）给水管网的布置定线；
（3）拟定水泵工作制度，进行给水系统各组成部分的设计流量计算；
（4）设计沿线流量、节点流量；
（5）初步分派各管段流量，并根据界线流量和其他用水规定拟定各管段管径；
（6）进行管网平差，计算各管段水头损失，并用计算程序校核；
（7）选择控制点，计算各节点自由水压和水压标高；
（8）拟定二级泵站水泵的扬程和流量（按最高日最高时用水量计算）；
（9）进行消防校核（若按最高日最高时拟定的水泵扬程和管径不能满足规定，需要说明应采用的技术措施）；
（10）绘制给水管网平面布置图、等水压线图；
（11）编写给水管网课程设计说明书。
2、设计资料
1、 城市总平面图，比例1:6000。
2、 城市居住面积如总平面图。近期规划人口密度520人/公顷。给谁人口普及率100%。
3、 居住区建筑为一、二、三、四、五层混合建筑。
4、 居住区卫生设备情况：室内有给排水设备和淋浴设备。
5、 由城市给水管网供水的工厂为造纸厂，生产能力为3T/d，（每T纸用水量为250m3），该厂按三班制工作每班人数300人，每班淋浴人数25%，该厂建筑物耐火等级为三级。厂房火灾等级为丙级，最大建筑物体积为4000m³。
6、 由城市管网供水的铁路车站用水量为600 m³/d。
7、 医院有200个病床，有盥洗室和浴室。
8、 浇洒道路及绿地用水量考虑150/d。
9、 未预见用水及管漏水系数k=1.2。
10、城市位于四川省内，土壤为沙质粘土，无地下水，冰冻不考虑。

3、设计规定
（1）设计计算说明书：涉及以下内容
1）用水量计算：拟定用水量定额和最高日用水量，以及管网的设计流量。
2）管网布置及水力计算：根据用户分布，合理布置管网形状，拟定集中流量，计算比流量(按服务面积计)、沿线流量和节点流量；画出计算草图；再初步分派流量和按经济流速拟定各管段的管径；进行平差计算，拟定控制点,并把计算结果标示在计算草图上。求出泵站扬程，并选择水泵型号。
3）按消防时的流量和压力规定，进行管网校核计算，规定画出消防时计算草图。
（2）给水管网平面布置图：涉及以下六项内容
1）在各管段上注明计算结果；
2）布置消火栓和检修阀门：在各路口和重要建筑物附近必设消火栓，另在“说明”中写明：每120m距离设立消火栓一个；设立检修阀门的数量和位置，应能保证在管网任一处发生事故时能使该处停水检修，并使停水影响范围控制在500m管长以内。
3）各节点大样图；
4）管件材料一览表（含编号、名称、规格、单位、数量、备注等栏目）；
5）说明：尺寸单位，高程单位，管道施工注意事项等等；
4、设计说明
（1）城市范围原无供水设施，故规划新建水厂一座，位于城市西南角，水厂厂址选在主河流南岸。
（2）用水定额：①居民生活用水定额：180L/人.日（平均日）；
②由于缺少实际数据，公司职工生活用水量与公共建筑用水量变化曲线与居民用水量变化曲线一致。
③管网漏失水量和未预见水量按以上各项和的20%计算。
（3）给水管材：采用涂水泥的铸铁给水管，最小管径 d100，其余标准管径为： d150，d200，d250，d300，d400，d500（mm）。
（4）消防系统：采用低压消防系统，最小水压规定10m，消防流量按规划人口查设计书附录中的有关表格选取。
5、设计成果
（1）给水管网设计说明计算书。方案论证充足、合理，文字应当简练扼要。说明书份量各在20-25页之间，计算草图附说明书后面。
（2）设计图纸2张，涉及：
1)给水管网平面布置图1张（1：6000）；
2)最大用水时给水管网水力坡线图图1张；
绘图规定应符合“给水排水制图标准”的有关规定。
6、设计计算过程
一、各项用水量计算
1、城市居民生活用水量Q1：该城市居住区的面积约为295公顷，近期规划人口密度为520人/公顷，计划人口数N=295*520=153400；根据表2.0选取该城市的最高日居民生活用水量定额q=180（l/cap.d）；该城市的计划给水普及率为f=100%；所以该城市的最高日生活用水量为Q1=qNf=180*153400*100%=27612（m3/d）。参照教材图2-1取时变化曲线。
2、工厂区域总用水量Q2：（1）工业生产用水量：q21=3T/d*250m3/T=750m3/d。根据附录2，取时变化系数Kh2=1.35,q11=750*1000/24/3600*1.35=11.8 l/s（2）公司职工生活用水量q2:根据表2.0取该城市的公司职工生活用水量定额为30升/人/班，q22=30*300*3=27m3/d，由于缺少实际数据，假设其变化曲线与居民用水量变化曲线一致。
（3）公司职工淋浴用水量q23：根据表2.0选择该公司工作人员淋浴用水定额为50升/人/天，q3=50*300*3*25%=11.25m3/d 。工厂最大日用水量Q2=q21+q22+q23=788.25m3/d。
3、公共建筑用水量Q3：设计中共有两个医院，取医院用水定额为150 l/床.日，医院最大日用水量为q31=150*200*2/1000=60m3/d。本设计中有两个浴室取最大日用水量为q32=80m3/d。此外有一个电影院和一个旅馆，考虑最大日总用水量为q33=40m3/d{由于缺少数据，q31、q32、q33用水量变化均根据居民生活用水拟定}。有城市管网供水的铁路车站用水量为q34=600m3/d，24小时均匀供水。公用建筑最大日用水量Q3=q31+q32+q33+q34=780m3/d
4、浇洒道路及绿化用水量为Q4=150m3/d,假定早晚各集中一次
5、未预见用水量和管网漏失水量Q5=（Q1+Q2+Q3+Q4）20%=5866.08m3/d，平均每小时为Q51=5866.05/24=244.42m3/h。

时间
居民生活用水
造纸厂用水量m3
公共建筑用水量
浇洒道路及绿化用水量m3
未预见及漏失水量m3
每小时总用水量
生产用水量
职工生活用水量m3
职工淋浴用水量m3
医院用水量m3
浴室用水量m3
电影院和旅馆用水量m3
铁路车站用水量m3

m3
占一天总用水量%
占一天总用水量%
m3
%
m3
0-1
1.70
469.40
0.0
0
0.46
3.75
1.02
1.36
0.68
25.00

244.42
746.09
2.12
1~2
1.67
461.12
5.2
39
0.45

1.00
1.34
0.67
25.00

244.42
773.00
2.20
2~3
1.63
450.08
5.2
39
0.44

0.98
1.30
0.65
25.00

244.42
761.87
2.16
3~4
1.63
450.08
4.8
36
0.44

0.98
1.30
0.65
25.00

244.42
758.87
2.16
4~5
2.56
706.87
5.4
40.5
0.69

1.54
2.05
1.02
25.00

244.42
1022.09
2.90
5~6
4.35
1201.12
4.6
34.5
1.17

2.61
3.48
1.74
25.00

244.42
1514.05
4.30
6~7
5.14
1419.26
4.6
34.5
1.39

3.08
4.11
2.06
25.00
75
244.42
1808.82
5.14
7~8
5.64
1557.32
4.2
31.5
1.52

3.38
4.51
2.26
25.00

244.42
1869.91
5.31
8~9
6.00
1656.72
0.0
0
1.62
3.75
3.60
4.80
2.40
25.00

244.42
1942.31
5.52
9~10
5.84
1612.54
0.0
0
1.58

3.50
4.67
2.34
25.00

244.42
1894.05
5.38
10~11
5.07
1399.93
4.4
33
1.37

3.04
4.06
2.03
25.00

244.42
1712.84
4.87
11~12
5.15
1422.02
5.4
40.5
1.39

3.09
4.12
2.06
25.00

244.42
1742.60
4.95
12~13
5.15
1422.02
4.4
33
1.39

3.09
4.12
2.06
25.00

244.42
1735.10
4.93
13~14
5.15
1422.02
5.0
37.5
1.39

3.09
4.12
2.06
25.00

244.42
1739.60
4.94
14-15
5.27
1455.15
5.0
37.5
1.42

3.16
4.22
2.11
25.00

244.42
1772.98
5.04
15-16
5.52
1524.18
5.4
40.5
1.49

3.31
4.42
2.21
25.00

244.42
1845.53
5.24
16-17
5.75
1587.69
5.4
40.5
1.55

3.45
4.60
2.30
25.00

244.42
1909.51
5.43
17-18
5.83
1609.78
3.8
28.5
1.57
3.75
3.50
4.66
2.33
25.00

244.42
1923.52
5.47
18-19
5.62
1551.79
4.6
34.5
1.52

3.37
4.50
2.25
25.00
75
244.42
1942.35
5.52
19-20
5.00
1380.60
4.6
34.5
1.35

3.00
4.00
2.00
25.00

244.42
1694.87
4.82
20-21
3.19
880.82
3.6
27
0.86

1.91
2.55
1.28
25.00

244.42
1183.85
3.36
21-22
2.69
742.76
4.0
30
0.73

1.61
2.15
1.08
25.00

244.42
1047.75
2.98
22-23
2.58
712.39
5.2
39
0.70

1.55
2.06
1.03
25.00

244.42
1026.15
2.92
23-24
1.87
516.34
5.2
39
0.50

1.12
1.50
0.75
25.00

244.42
828.64
2.35
合计
100
27612
100
750
27
11.25
60
80
40
600
150
5866.08
35196.33
100
最高日用水量Q=35196.33m3/d ,最高日最大时流量Qh=1942.35m3/d
二、二泵站供水方案设计及清水池、水塔容积计算
1、本设计采用网前水塔供水方式，二泵站采用二级供水方式向水塔供水，一级供水为3.00%，二级供水为5.00%，拟定选用三台泵，两用一备。
2、清水池、水塔容积的计算

时间
用水量%
二级泵站供水量%
一级泵站供水量%
清水池调节容积%
水塔调节容积%
无水塔时
有水塔时
1
2
3
4
5
6
7
0-1
2.12
3.00
4.17
-2.05
-1.17
-0.88
1~2
2.20
3.00
4.17
-1.97
-1.17
-0.8
2~3
2.16
3.00
4.16
-2
-1.16
-0.84
3~4
2.16
3.00
4.17
-2.01
-1.17
-0.84
4~5
2.90
3.00
4.17
-1.27
-1.17
-0.1
5~6
4.30
3.00
4.16
0.14
-1.16
1.3
6~7
5.14
5.00
4.17
0.97
0.83
0.14
7~8
5.31
5.00
4.17
1.14
0.83
0.31
8~9
5.52
5.00
4.16
1.36
0.84
0.52
9~10
5.38
5.00
4.17
1.21
0.83
0.38
10~11
4.87
5.00
4.17
0.7
0.83
-0.13
11~12
4.95
5.00
4.16
0.79
0.84
-0.05
12~13
4.93
5.00
4.17
0.76
0.83
-0.07
13~14
4.94
5.00
4.17
0.77
0.83
-0.06
14-15
5.04
5.00
4.16
0.88
0.84
0.04
15-16
5.24
5.00
4.17
1.07
0.83
0.24
16-17
5.43
5.00
4.17
1.26
0.83
0.43
17-18
5.47
5.00
4.16
1.31
0.84
0.47
18-19
5.52
5.00
4.17
1.35
0.83
0.52
19-20
4.82
5.00
4.17
0.65
0.83
-0.18
20-21
3.36
3.00
4.16
-0.8
-1.16
0.36
21-22
2.97
3.00
4.17
-1.2
-1.17
-0.03
22-23
2.92
3.00
4.17
-1.25
-1.17
-0.08
23-24
2.35
3.00
4.16
-1.81
-1.16
-0.65
累计
100
100
100
14.66
11.66
4.04

（1）清水池容积的计算:a.如上表所示，清水池的调节容积W1=14.66%*Q=5159.79m3，一次灭火用水量为45 l/s,活在延续时间为两个小时，W2=2*45*3600*2/1000=648m3。c.净水构筑物冲洗用水及其它厂用水的调节水量，本设计取W3=300m3。d.安全贮水容积W4=0.1W1=410.39m3。 所以清水池的容积W=W1+W2+W3+W4=6518.18m3。
（2）水塔容积的计：a.如上表所示，水塔的调节容积W21=4.04%*Q= 1421.93m3。b..消防贮水容积，贮存10分钟的室内消防水量，本设计室内消防用水量取15l/s.W22=15*60*10/1000=9m3。所以水塔的调节容积W=W21+W22=1430.93m3。由于所算出的水塔容积过大，造价太高，因此本设计取消水塔的设定。
三、管网定线
1.水源类型的选择：（1）要有充沛的水量，能满足城市近期及远期发展的需要，要综合考虑工农、生活用水的总量及分派。
（2）要有较好的水质，解决过程可简化，即可减少成本。
（3）水源地的选择要结合城市总体规划的布局，与城区的距离要适当，既防止远距离供水，也要便于水源地防护。
（4）可以用一个水源，也可以多个水源，城市布局分散，可多个水源，重要考虑后期的发展以及对供水安全性的规定。 若选取地下水作为水源，可获得较好的稳定的原水水质，这样可以简化水解决工艺，减少生产成本。但从远期来说，地下水的过量开采会导致地面下沉，对地表生态环境导致一定的破坏性，从现在国内的发展趋势来看，水源的选择也逐渐从地下水向地表水过渡。选择地表水作为城市供水水源，受降水和外界环境影响较大，应拟定枯水流量的保证率不得低于90%。假如在地表水和地下水都满足供水规定期，选择地表水作为给水水源，若地表水不符合给水规定，则选择地下水作为给水水源。由于缺少具体资料，本设计拟定采用地表水作为给水水源。
2、水源地的选择：为了使输水管的长度尽量小，减少成本，因此在保证取水口的水质的情况下，选择了取水口距离城市上游排污口200米左右处。同时为了使得配水管长度尽量小，减少工程造价，应使水解决厂尽量离城市更近。
方案一：取水口选在主河流的北岸
方案二：取水口选在主河流的南岸

取水口
输水管长度m
技术比较
方案一
河流北岸
450
全程为平原，穿过一条河流
方案二
河流南岸
330
全程为平原，无河流
通过比较，取水口定在主河流的南岸比较经济。
3.给水系统及方式的选择：由于设计对象是分布比较集中、用户供水水压差别不大和水质规定相近的小城乡，因此采用统一给水系统给水。采用多水源给水系统虽然能提高供水安全性，增长供水保证率，但工程造价势必增长，假如在经济允许的情况下也可以考虑。由于城市面积小，地形起伏不大，分区给水会增长成本，因此不考虑。供水方式可分为重力供水和压力供水两种类型，该区域地形比较平缓，没有明显可运用的高差，选择重力输配水也许满足不了用户对水压甚至是水量的规定，或者所需要的高位水池或水塔的设计高度过高，成本太大，因此，本设计采用压力给水方式进行输配水，泵的扬程也不会很高，相对比较合理。
4、输水干管和配水管网的布置：a.输水管网定线时，应尽量缩短管线长度，节约成本，少穿越障碍物和地址不稳定地段。供水不许间断时，设两条输水管，或考虑适当的附属构筑物，尽量保障供水的安全可靠性。且管网的敷设应尽量沿着道路方向，以便进行施工和检修。尽量避免穿过铁路等高级路面，减少拆迁，以不占或尽量少占良田为原则。管线在道路下的平面位置和标高，应符合城市或厂区地下管线综合设计的规定，给水管线和建筑物、铁路以及其他管道的水平净距，均参照有关规定。b.配水管网布置，干管方向与给水流向一致，通过两侧负荷较大的用水区，根据街区的情况，取干管间距为500~800m，连接管间距采用800~1000m。干管按小城乡规划道路定线，负责消防给水任务的管道最小管径不应小于100mm，室外消火栓的间距不大于120m。
四、管网水力计算
1、总用水量：最高日最大时流量Qh=1942.35m³/d，即539.34 l/s。工业用水量为（34.5+1.52）*1000/3600=10.01 l/s，分别将图中的几个集中流量（生产用水量34.5m³/h，职工生活用水1.52m3/h，医院用水3.37m³/h，浴室用水4.5m³/h，电影院和旅馆用水2.25m³/h，铁路车站用水25m³/h）简化到节点8和13， 8节点集中流量q*8=1.38 l/s，13节点集中流量q*13=8.38 l/s，5节点集中流量q*5=10.01 l/s
2.总管线长度：∑L=8907m，其中0~1、8~9、7~10管段两侧无用户,9~10、10~11、2~3、3~4管段为单侧供水。
3.比流量：qs=(539.54-19.77)/8907=0.058355 L/(m*s)
4.沿线流量

管段
图上长度（cm）
管段实际长度（m）
设计管长（m）
沿线流量（l/s）
1~2
8.6
516
258
15.05
2~3
14.8
888
444
25.91
3~4
12.4
744
372
21.71
4~5
11.1
666
666
38.86
5~6
9.2
552
552
32.21
6~7
7.3
438
438
25.56
7~8
12.5
750
750
43.77
9~10
10.6
636
318
18.56
10~11
1.7
102
51
2.98
11~12
8.1
486
486
28.36
12~13
12.2
732
732
42.72
13~14
10.4
624
624
36.41
14-15
8.4
504
504
29.41
1~8
14.7
882
882
51.47
3~8
8.6
516
516
30.11
4~7
8.5
510
510
29.76
9~15
10.6
636
318
18.56
9~13
8.1
486
486
28.36
合计
177.8
10668
8907
519.77

5.节点流量

节点
节点流量（l/s）
集中流量（l/s）
节点总流量（l/s）

0

1
0.5*（51.47+15.05）=33.260

33.26

2
0.5*(25.91+15.05)=20.480

20.48

3
0.5*（25.91+21.71+30.11)=38.865

38.865

4
0.5*（21.71+38.86+29.76)=45.165

45.165

5
0.5*（38.86+32.21)=35.535
10.01
45.545

6
0.5*（32.21+25.56)=28.885

28.885

7
0.5*（29.76+25.56+43.77)=49.545

49.545

8
0.5*（51.47+30.11+43.77)=62.675
1.38
64.055

9
0.5*（18.56+28.36+18.56)=32.740

32.74

10
0.5*（18.56+2.98)=10.770

10.77

11
0.5*（2.98+28.36)=15.670

15.67

12
0.5*（28.36+42.72)=35.540

35.54

13
0.5*（42.72+36.41+28.36)=53.745
8.38
62.125

14
0.5*（36.41+29.41)=32.910

32.91

15
0.5*（29.41+18.56)=23.985

23.985
∑

519.77
19.77
539.54

7、管网平差

环号
管段
管长l（m）
管径D(mm)
出不分派流量
第一次校正
第二次校正
第三次校正
q(l/s)
1000i
h(m)
IsqI
q(l/s)
1000i
h(m)
IsqI
q(l/s)
1000i
h(m)
IsqI
q(l/s)
1000i
h(m)
IsqI
1
1~2
516
400
-161.873
3.859
-1.991
0.012
-161.761
3.854
-1.989
0.012
-161.740
3.853
-1.988
0.012
-161.708
3.852
-1.988

1~8
882
500
344.407
5.270
4.648
0.013
344.519
5.273
4.651
0.013
344.540
5.274
4.652
0.014
344.572
5.275
4.652

2~3
888
400
-141.393
3.004
-2.668
0.019
-141.281
3.000
-2.664
0.019
-141.260
2.999
-2.663
0.019
-141.228
2.998
-2.662

3~8
516
100
0.011
0.000
0.000
0.003
-0.069
0.002
-0.001
0.014
-0.169
0.010
-0.005
0.030
-0.233
0.018
-0.009

-0.011
0.048

-0.002
0.059

-0.005
0.075

-0.006

0.113
0.021
0.032

2
3~4
744
350
-102.540
3.175
-2.362
0.023
-102.347
3.164
-2.354
0.023
-102.227
3.157
-2.349
0.023
-102.129
3.151
-2.344

3~8
516
100
-0.011
0.000
0.000
0.003
0.069
0.002
0.001
0.014
0.169
0.010
0.005
0.030
0.233
0.018
0.009

4~7
510
100
1.777
0.776
0.396
0.223
1.848
0.834
0.425
0.230
1.875
0.856
0.437
0.233
1.911
0.887
0.452

7~8
750
400
127.678
2.487
1.865
0.015
127.480
2.480
1.860
0.015
127.057
2.464
1.848
0.015
126.836
2.456
1.842

-0.101
0.263

-0.068
0.282

-0.059
0.301

-0.040

0.192
0.121
0.097

3
4~5
666
300
-59.152
2.428
-1.617
0.027
-59.030
2.419
-1.611
0.027
-58.936
2.412
-1.606
0.027
-58.875
2.407
-1.603

4~7
510
100
-1.777
0.776
-0.396
0.223
-1.848
0.834
-0.425
0.230
-1.875
0.856
-0.437
0.233
-1.911
0.887
-0.452

5~6
552
200
-13.607
1.150
-0.635
0.047
-13.485
1.131
-0.625
0.046
-13.391
1.117
-0.617
0.046
-13.330
1.107
-0.611

6~7
438
150
15.278
5.787
2.535
0.166
15.400
5.873
2.572
0.167
15.494
5.939
2.601
0.168
15.555
5.983
2.620

-0.113
0.463

-0.088
0.471

-0.058
0.474

-0.046

0.122

0.094
0.061

4
7~8
750
400
-127.678
2.487
-1.865
0.015
-127.480
2.480
-1.860
0.015
-127.057
2.464
-1.848
0.015
-126.836
2.456
-1.842

7~10
816
300
-61.078
2.576
-2.102
0.034
-60.687
2.546
-2.078
0.034
-60.143
2.504
-2.043
0.034
-59.825
2.479
-2.023

8~9
792
400
152.662
3.462
2.742
0.018
153.053
3.479
2.755
0.018
153.597
3.502
2.773
0.018
153.915
3.515
2.784

9~10
636
100
2.442
1.397
0.889
0.364
2.219
1.170
0.744
0.335
2.383
1.335
0.849
0.356
2.273
1.223
0.778

-0.337
0.431

-0.438
0.402

-0.269
0.423

-0.303

0.391
0.544
0.318

5
9~10
636
100
-2.442
1.397
-0.889
0.364
-2.219
1.170
-0.744
0.335
-2.383
1.335
-0.849
0.356
-2.273
1.223
-0.778

9~13
486
300
74.105
3.686
1.791
0.024
74.684
3.739
1.817
0.024
75.025
3.771
1.833
0.024
75.427
3.808
1.851

10~11
102
300
-53.230
1.997
-0.204
0.004
-52.616
1.955
-0.199
0.004
-52.235
1.929
-0.197
0.004
-51.808
1.899
-0.194

11~12
486
250
-37.080
2.484
-1.207
0.033
-36.467
2.409
-1.171
0.032
-36.086
2.362
-1.148
0.032
-35.658
2.311
-1.123

12~13
732
150
-1.540
0.083
-0.060
0.039
-0.927
0.032
-0.024
0.025
-0.546
0.012
-0.009
0.016
-0.118
0.001
-0.001

-0.569
0.464

-0.321
0.421

-0.370
0.433

-0.245

0.614
0.381
0.428

6
9~13
486
300
-74.105
3.686
-1.791
0.024
-74.684
3.739
-1.817
0.024
-75.025
3.771
-1.833
0.024
-75.427
3.808
-1.851

9~15
1062
250
43.375
3.322
3.528
0.081
43.410
3.326
3.533
0.081
43.449
3.332
3.539
0.081
43.475
3.336
3.543

13~14
624
150
-13.520
4.614
-2.879
0.213
-13.485
4.593
-2.866
0.213
-13.446
4.568
-2.851
0.212
-13.420
4.552
-2.840

14~15
504
200
19.390
2.217
1.117
0.058
19.425
2.224
1.121
0.058
19.464
2.232
1.125
0.058
19.490
2.238
1.128

-0.026
0.376

-0.029
0.376

-0.019
0.376

-0.021

0.034
0.039
0.026

通过四次平差校正后，满足各小环闭合差均小于0.5. 大环闭合差∑h小于1，满足规定。
8、拟定二级泵站水泵扬程和流量
由上表可知，