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给水设计计算说明书学院：环境科学与工程学院专业：给水排水工程专业级别: 200 级指导教师： 姓 名： 学 号： 时 间：200 年6月10日目录. 给水管道工程课程设计任务书2 一.基本资料2二.给水管网设计任务 3. 给水管道设计计算说明5一.设计用水量及其调节计算5（1）设计用水量计算5（2）设计用水量变化规律的确定6（3）计算清水池、水塔调节容积7二.设计流量分配与管径设计9（1）管网布置定线9（2）平差前管网设计数据9三.水泵扬程与水塔高度设计11（1）最不利点的确定11（2）水泵的选用14（3）水塔高度设计16四.管网设计校核16 （1）消防工况校核16 （2）最大转输工况校核18（3）事故工况校核20五.成果图绘制21. 给水设计小结21给水管道工程课程设计任务书一 基本资料（一）自然条件1 ZQ镇规划面积平面图1张。2 地理位置及地形特点： ZQ镇位于浙江省宁波市境内，规划杭州湾高速公路的东侧，329国道贯穿南北。规划用地面积2.16 km2。全镇地势北高南低，西高东低，海拔在4.56.5 m之间。3 规划中该镇由329国道分为南北两区，南面为居民生活区，北面为工业区。居民区人口密度为200人/hm2，建筑多为23层，最高为6层；规划工业区主要为电器、精密机械制造业，在计算用水量时，可折合人口密度为100人/hm2，按照居民区的计算方式进行，最低服务水头要求为20 m。3 气温：ZQ镇位于北亚热带南缘，属季风型气候。冬夏稍长，春秋略短。温暖湿润，气温变幅小。年平均气温16.1，1月平均气温最低，历年平均4.0，7月平均气温最高，历年平均28.2，极端最低气温-9.3，极端最高气温39.1。冰冻线深度0.6 m。4 降雨：年平均降水量(含雨、雪、冰雹)1259.6mm，年降水量少于1000mm的少水年占15%，大于1500mm的丰水年占17.6%。平均10年中有大旱、大涝各一年。降水量年内分配不均匀，春雨、梅雨、秋雨与伏旱、秋冬旱交替，降水最高峰在9月，平均172.4mm，占全年的14%，最高曾达468.3mm。梅雨期间多连阴雨。5 风：冬季盛行西北到北风，夏季盛行东到东南风，春季转夏季稍早，秋季转冬季较迟。全年以东风为主。年平均风速3m/s，各月差异不大。年有较明显影响台风12次。6 湿度：本区年相对湿度是7883%，属比较湿润。夏季因受副高压影响，气温较高，虽有充沛水汽，但相对湿度不是很大，一般情况最大相对湿度在6月，达84%，冬季相对湿度最低，春季介于冬夏之间。7 河流由西南流至东北方向，常水位4.00 m；地下水位埋深平均为2.0 m；土壤为沙质黏土；主要马路均为沥青铺设；地震烈度7度。（二）给水规划资料1 ZQ镇供水来自师桥水厂，接管点在环镇西路的西南角，来水水压为10 m水头，接管处管道按照全天均匀供水考虑。2 该镇生活用水量最高日时变化系数见表1；工厂生产用水变化系数Kd =1, Kh = 1.10。表1 居民生活用水逐时变化系数时段0112233445566778用水量系数(%)1.100.700.901.101.303.916.615.84时段89910101111121213131414151516用水量系数(%)7.046.697.177.316.625.233.594.76时段16171718181919202021212222232324用水量系数(%)4.245.996.975.663.052.011.420.79表2 工业用水逐时变化系数时间段0-11-22-33-44-55-66-77-8用水量系数(%)3.443.443.443.654.084.324.324.42时间段8-99-1010-1111-1212-1313-1414-1515-16用水量系数(%)4.344.364.364.594.54.454.434.43时间段16-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24用水量系数(%)4.454.364.344.344.354.293.653.653 生活区和工业区占地面积分配见表2。表2 占地面积分配情况区域建筑用地道路和车场绿地居民区25%25%50%工业区28%25%47%二 给水管网设计任务（一）设计计算1 计算最高日用水量，并分别计算各种用水量，编制城镇24 h逐时用水量图表。2 进行管网定线布置，确定调节构筑物形式及位置。3 进行管网水力计算，确定各管段管径。4 确定水塔高度和二级泵站扬程，拟定水泵工作制度。5 计算管网个节点的自由水头及最高时供水水压线。（二）编制计算说明书一份 1 设计任务 2 基本资料、设计依据及参考资料 3 设计说明 （1）管网定线说明及简图 （2）Qd考虑了哪些用水量；设计工况和校核工况，每一工况设计流量；24 h变化曲线，根据该曲线，你可以得出哪些设计信息。 （3）管网水力计算成果。 环网平差依据及成果，最不利点选择。 设计工况（Qhamx）及校核工况（消防、最大转输）成果图。 （4）泵型选择（主要参数）及运行方式（二级）。 所选泵型扬程是否满足校核工况要求。 （5）管网上附属构筑物说明：清水池、水塔容积计算成果及其尺寸、水位、保证消防水量不被动用的措施等。 4 设计小结（三）绘制图纸 1 在所绘的城镇地形图上绘制给水管网平面布置图。 2 最高时流量工况及给水管网等水压线图。 3 最不利管线水力坡度线图。 4 绘制一个环路的节点详图及其材料表。给水管道设计计算说明一、设计用水量及其调节计算（1）设计用水量计算城市最高日用水量包括综合生活用水量、工业企业生产用水、浇洒道路和大面积绿化用水、未预见水量和管网漏失水量。消防用水不累计到设计总用水量，仅作为设计校核使用。ZQ镇规划用地面积2.16 km2，其中居民区面积1.38 km2，工业区0.78 km2。该镇居民区人口为27600人，工业区人口为7800人，总人口为35400人。参考室外给水设计规范，浙江省分区处于一区，ZQ镇为人口小于50万的中小城市。查规范得该镇综合生活用水定额为220370 L/（capd），由于规划工业区主要为电器、精密仪器制造业等用水量较大的产业，所以本设计取用水定额为300 L/（capd）。1、 城市最高日综合生活用水量最高日综合生活用水量：2、工业用水量（用居民区的方法计算）3、浇洒道路和大面积绿化用水量区域面积km2道路和车场面积km2绿地面积km2居民区1.3825%0.34550%0.69工业区0.7825%0.19547%0.37总2.160.541.06由表可知，该镇浇洒道路面积为0.54 km2，用水量定额采用2.5（m2d），每天浇洒一次，大面积绿化面积1.06 km2，用水量定额采用2.0（m2d）。 4、未预见水量和管网漏失水量取上述三类用水量总和的20%计算。5、最高日设计用水量取：（2）设计用水量变化规律的确定城镇24h逐时用水变化系数时段Kh（生活）生活区总用水Kh（工业）工业区总用水每小时总用水占最高日用水量百分数Kh（总）%m3h%m3hm3h%011.10138.903.44147.27286.161.690.41120.7088.393.44147.27235.661.390.33230.90113.643.44147.27260.911.540.37341.10138.903.65156.26295.151.750.42451.30164.154.08174.66338.822.000.48563.91493.724.32184.94678.654.010.96676.61834.644.32184.941019.586.031.45785.84737.424.42189.22926.645.481.32897.04888.944.34185.801074.746.361.539106.69844.754.36186.651031.406.101.4610117.17905.364.36186.651092.016.461.5511127.31923.034.59196.501119.536.621.5912136.62835.914.5192.651028.556.081.4613145.23660.394.45190.50850.905.031.2114153.59453.314.43189.65642.963.800.9115164.76601.054.43189.65790.694.681.1216174.24535.384.45190.50725.894.291.0317185.99756.364.36186.65943.015.581.3418196.97880.104.34185.801065.906.301.5119205.66714.694.34185.80900.485.331.2820213.05385.124.35186.22571.353.380.8121222.01253.804.29183.65437.462.590.6222231.42179.303.65156.26335.561.980.4823240.7999.753.65156.26256.011.510.36总100100100总用水量m3d12627428116908Kh246.62/1001.595.35%1.80%4.17%由上图，最高时是上午1112时，最高时用水量百分数为6.62%，时变化系数为1.59，最高日用水量为。则最高时用水量为：（3）计算清水池、水塔调节容积。 泵站供水曲线，分为两级，第一级为6点到21点，供水量为5.35%，第二级为从22点到5点，供水量为1.80%，最高日泵站总供水量为：5.35%161.80%8100%清水池与水塔调节容积计算见下表：小时给水处理供水量（%）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(1)(2)(3)(4)（2）-（3）（3）-（4）014.171.81.692.372.370.110.11124.171.81.392.374.740.410.52234.161.81.542.367.100.260.77344.171.81.752.379.470.050.83454.171.82.002.3711.84-0.200.62564.165.354.01-1.1910.651.341.96674.175.356.03-1.189.47-0.681.28784.175.355.48-1.188.29-0.131.15894.165.356.36-1.197.10-1.010.149104.175.356.10-1.185.92-0.75-0.6110114.175.356.46-1.184.74-1.11-1.7211124.165.356.62-1.193.55-1.27-2.9912134.175.356.08-1.182.37-0.73-3.7213144.175.355.03-1.181.190.32-3.4014154.165.353.80-1.190.001.55-1.8615164.175.354.68-1.18-1.180.67-1.1816174.175.354.29-1.18-2.361.06-0.1317184.165.355.58-1.19-3.55-0.23-0.3518194.175.356.30-1.18-4.73-0.95-1.3119204.175.355.33-1.18-5.910.02-1.2820214.165.353.38-1.19-7.101.970.6921224.171.82.592.37-4.73-0.79-0.1022234.171.81.982.37-2.36-0.18-0.2823244.161.81.512.360.000.290.00累计100100.00100.00调节容积=18.94调节容积=5.68清水池调节容积为：11.84（7.10）18.94（%）水塔调节容积为：1.96（3.72）5.68（%）1、 清水池设计有效容积；W1清水池调节容积，m3；W2消防贮备水量，m3，按2h室外消防用水量计算；W3给水处理系统生产自用水量，m3，一般取最高日用水量的5%10%，本计算不考虑；W4安全贮备水量，m3。2、水塔设计有效容积；W1水塔调节容积，m3；W2室内消防贮备水量，m3，按最高日用水量的2%3%计算。最高日设计用水量为：17000（m3d），管网中设置水塔供水泵站设计供水流量为：170005.35%10003600253（Ls）；水塔的设计供水流量为：17000（6.62%5.35%）1000360060（Ls）；水塔的最大进水流量（2021点，称为最高转输时）为：17000（5.35%3.38%）1000360094（Ls）。二、设计流量分配与管径设计（1）管网布置定线管网布置如设计图所示。 （2）平差前管网设计数据先进行流量分配，得出计算管径；把计算管径标准化之后，略作调整，得到下表数据：管段或者节点编号管长m管段配水长度m管段沿线流量 Ls节点设计流量计算 Ls供水流量节点流量123600.00252.83-252.83269834912.4422.3834292157.6414.64440140114.2910.97516400.0010.4461851856.5960.02-60.0271241244.425.5181831836.525.47964064022.8119.261054254219.3132.301142042014.9723.291237637613.4014.181342542515.1414.271457157120.3523.89152582589.1915.451633633611.978.641734534512.2914.151829529510.5123.71192322328.2715.89202532539.0217.092154154119.2821.332253753719.142335535512.652460460421.522534034012.12262532539.02合计97438780312.85312.850.00注明：1、按管段配水长度分配沿线流量的比流量计算：，2、管段流量初分配时，节点（2）处将水塔和泵站提供的总水量平均分配；管段【18】为提供工业区用水量的输水管，采用单管且流量平均分配；对于垂直于主要供水方向的管段【2】、【9】、【10】和【14】处于安全考虑，其上仍承担一些水量；对于供水方向和供水重要性基本相同的管段，分配相近水量。3、为了平差的需要，粗略确定管径时经济流速为0.9m/s；4、水厂出水输水管【1】为两条DN500mm管道并行铺设；5、水塔最大进水流量为，故水塔输水管【5】和27】为管径为两条DN400mm管道并行铺设。三、水泵扬程与水塔高度设计（1）最不利点的确定首先考虑不设泵站的情况，对管网进行平差，以确定最不利点。以管网起点【1】作为定压节点进行平差，其水头为4.9528.0032.95m。结果如下：1.1 节点数据编号地面标高已知水压节点流量节点水压自由水头mmLPSmm14.9532.95-252.8132.952825.1722.3832.6927.523614.6432.626.646.6110.9732.6626.0556.5510.4432.7726.2266.78-60.0532.8126.0376.35.5132.3826.0886.275.4732.3626.0996.0219.2632.3626.34105.1332.332.1827.0511523.2932.0427.04125.6514.1831.5125.86135.6514.2732.0726.4214523.8932.227.2155.1715.4531.926.73165.678.6431.6926.02175.6614.1531.5825.92184.523.7131.3926.89195.5615.8930.825.24205.617.0930.8925.29214.521.3331.5271.2 管段数据编号长度管径流量流速单位水头损失mmmLPSm/sm/km1236500126.40.641.12269840021.720.170.13342940022.670.180.14440140033.640.270.295164400-30.030.240.23618520015.970.512.11712430010.460.150.1381833004.990.070.03964030015.480.220.2810542300-14.980.210.261142020012.050.381.25123761002.130.271.481342530016.40.230.311457140060.650.480.851525830029.750.420.9316336500148.050.751.51734530020.370.290.4618295500116.260.590.961923230028.830.410.872025330020.190.290.45215412006.040.190.35225371001.810.231.092335530014.080.20.232460430031.170.441.012534040071.980.571.172625330019.480.280.422716440030.030.240.2328236500126.40.641.12由此可以看出，最不利点为节点（19），考虑最不利的情况，即六层楼在此点上的情况，则节点（19）的自由水头至少为28.00m。选此点为定压节点进行平差，确定水泵所需扬程：1.3 节点数据编号地面标高已知水压节点流量节点水压自由水头mmLPSmm14.95-252.8135.7130.7625.1722.3835.4530.283614.6435.3629.3646.6110.9735.4228.8156.5510.4435.5328.9866.78-60.0535.5728.7976.35.5135.1428.8486.275.4735.1228.8596.0219.2635.1229.1105.1332.334.9429.8111523.2934.829.8125.6514.1834.2728.62135.6514.2734.8329.1814523.8934.9629.96155.1715.4534.6629.49165.678.6434.4528.78175.6614.1534.3428.68184.523.7134.1529.65195.5628.0015.8933.5628205.617.0933.6528.05214.521.3334.2629.761.4 管段数据：编号长度管径流量流速单位水头损失mmmLPSm/sm/km1236500126.40.641.12269840021.720.170.13342940022.670.180.14440140033.640.270.295164400-30.030.240.23618520015.970.512.11712430010.460.150.1381833004.990.070.03964030015.480.220.2810542300-14.980.210.261142020012.050.381.25123761002.130.271.481342530016.40.230.311457140060.650.480.851525830029.750.420.9316336500148.050.751.51734530020.370.290.4618295500116.260.590.961923230028.830.410.872025330020.190.290.45215412006.040.190.35225371001.810.231.092335530014.080.20.232460430031.170.441.012534040071.980.571.172625330019.480.280.422716440030.030.240.2328236500126.40.641.12（2）水泵的选用根据上面的平差结果可得，水泵所在【1】节点自由水头需要30.76m，考虑水塔转输以及局部水头损失的影响，所选水泵的扬程也应适当增大，这里取其设计扬程为32.00m。参考给水排水设计手册第11册常用设备，则选则三台250S39A型水泵，两用一备。水泵参数如下： 型号：250S39A主要性能参数：流量Q（m3/h）扬程H（m）效率n()转速（r/min）32435.574145046830.5795762577 泵站设计完毕后，再次平差，则实际管网平差结果为：2.1 节点数据编号地面标高已知水压节点流量节点水压自由水头mmLPSmm14.95-252.814.95025.1722.3835.6330.463614.6435.5529.5546.6110.9735.628.9956.5510.4435.7229.1766.78-60.0535.7628.9876.35.5135.3329.0386.275.4735.3129.0496.0219.2635.3129.29105.1332.335.133011523.2934.9929.99125.6514.1834.4628.81135.6514.2735.0229.3714523.8935.1530.15155.1715.4534.8529.68165.678.6434.6428.97175.6614.1534.5328.87184.523.7134.3429.84195.5615.8933.7528.19205.617.0933.8428.24214.521.3334.4529.95 2.2 管段数据 编号长度管径流量流速单位水头损失mmmLPSm/sm/km1236500126.40.641.12269840021.720.170.13342940022.670.180.14440140033.640.270.295164400-30.030.240.23618520015.970.512.11712430010.460.150.1381833004.990.070.03964030015.480.220.2810542300-14.980.210.261142020012.050.381.25123761002.130.271.481342530016.40.230.311457140060.650.480.851525830029.750.420.9316336500148.050.751.51734530020.370.290.4618295500116.260.590.961923230028.830.410.872025330020.190.290.45215412006.040.190.35225371001.810.231.092335530014.080.20.232460430031.170.441.012534040071.980.571.172625330019.480.280.422716440030.030.240.2328236500126.40.641.12 由上表结果可以看出，节点（19）的自由水头为28.19m，其他各点自由水头自然满足要求。（3）水塔高度设计加入泵站平差后，水塔所在节点（6）节点水压为35.76m，高程为6.78m，水塔水柜设计有效水深取为2.5