管网设计计算书.doc

第二章 给水管网设计计算书
一. 【水源的选择】：
因为该城市中间有一条河，在河的的南面为主要的供水区域，所以取水构筑物建在河的南岸并建在河流的上游。水厂距离取水构筑物48m左右，水厂建在主要供水区160m左右。采用统一给水系统。
二．【总用水量计算】
1.城市最高日综合生活用水量
① 城市面积的确定
河流的北面的面积：用area命定在图上量得为202170.57m2，
河流的南面的面积：同样量得为682173.86 m2，
所以总面积为：884344.43 m2。
考虑到城市的扩建以及流动人口等诸多因素，将面积取1000000 m2。
②城市人口计算
城市人口密度：100人/104m2，
总人口数N=100×100=10000人。
③城市最高日综合用水量
城市最高日综合生活用水量公式为Q1=qNf，其中f=100%
其中最高日生活用水量定额q=350 L/cap.d。
所以Q1=350×10000×100%÷1000=3500m3
2.企业生产用水量
它适应的公式为： Q2=q.B（1-n），其中n为工业用水重复利用率。

企业名称
最高日用水（L/S）
重复利用率（%）
生产用水量（m3/d）
企业1
19.35
60
668.736
企业2
73.83
60
2551.5648
企业3
101.575
60
3510.432
企业4
105.975
60
3662.496
总用水量

10393.2288
由此得Q2=10393.23 m3
3.企业职工的生活用水量：
企业生活用水情况
工业企业职工的生活用水和淋浴用水量
企业名称
生产班制
每班职工人数
每班淋浴人数
职工与淋浴用水量
一般车间
高温车间
一般车间
高温车间
生活用水
淋浴用水
合计
企业1
0-8 8-16 16-24
268
142
142
46
11.67
8.44
20.11
企业2
0-8 8-16 16-24
346
246
169
106
17.26
13.12
30.38
企业3
0-8 8-16 16-24
194
242
90
132
13.32
11.52
24.84
企业4
0-8 8-16 16-24
148
168
98
86
9.58
9.08
18.66
合 计
93.99
（备注：职工生活用水定额：一般车间为25 L/cap.班，高温车间为35 L/cap.班；职工淋浴用水定额：一般车间为40 L/cap.班，高温车间为60 L/cap.班。）
4. 城市绿化和浇洒道路用水
城市绿化面积：3728.96+9427.50+5716.22+8035.65=26908.33 m2，道路总面积：292396.54 m2。
道路和绿地按每天洒水一次计算，城市绿化用水采用2L/m2.d，浇洒道路用水量一般按每平方米路面每次取1.5L计算。
注明：从7-10点为全市绿化浇水时间，每小时用水量：26908.33×2/1000/3=17.94 m3
每天12-16点为全市道路洒水时间，每小时用水量：292396.54×1.5/4/1000=109.65 m3
由此可得：Q4=17.94×3+109.65×4=492.42 m3
5. 未预见水量和管网漏失水量，按25%取
Q5=（Q1+Q2+Q3+Q4）×25%=（3500+10393.23+93.99+492.42）×25%=3619.91 m3，取3620 m3
6. 消防用水量
因为本市人口为1万人，所以查附表得消防用水量定额为10L/s，同一时间火灾次数为1次，消防用水量为10L/s。
水量计算表：
时间段
居民生活用水
生产用水
企业生活淋浴用水
绿化和道路用水
漏水量
合计
总用水百分数

时用水百分数
用水量
0-1
1.7
59.5
354.6
12.25

150.833
577.18
3.28
1-2
1.67
58.45
354.6
1.77

150.833
565.65
3.21
2-3
1.63
57.05
354.6
1.77

150.833
564.25
3.20
3-4
1.63
57.05
354.6
1.77

150.833
564.25
3.20
4-5
2.56
89.6
354.6
1.77

150.833
596.80
3.39
5-6
4.35
152.25
354.6
1.77

150.833
659.45
3.75
6-7
5.14
179.9
354.6
1.77

150.833
687.10
3.90
7-8
5.64
197.4
354.6
1.77
17.94
150.833
704.60
4.00
8-9
6.00
210
590
13.42
17.94
150.833
964.25
5.48
9-10
5.84
204.4
590
2.95
17.94
150.833
948.18
5.38
10-11
5.07
177.45
590
2.95

150.833
921.23
5.23
11-12
5.15
180.25
590
2.95

150.833
924.03
5.25
12-13
5.15
180.25
590
2.95
109.65
150.833
924.03
5.25
13-14
5.15
180.25
590
2.95
109.65
150.833
924.03
5.25
14-15
5.27
184.45
590
2.95
109.65
150.833
928.23
5.27
15-16
5.52
193.2
590
2.95
109.65
150.833
936.98
5.32
16-17
5.75
201.25
354.6
23.81

150.833
730.49
4.15
17-18
5.83
204.05
354.6
1.77

150.833
711.25
4.04
18-19
5.62
196.7
354.6
1.77

150.833
703.90
4.00
19-20
5.00
175
354.6
1.77

150.833
682.20
3.87
20-21
3.19
111.65
354.6
1.77

150.833
618.85
3.51
21-22
2.69
94.15
354.6
1.77

150.833
601.35
3.42
22-23
2.58
90.3
354.6
1.77

150.833
597.50
3.39
23-24
1.87
65.45
354.6
1.77

150.833
572.65
3.25
合计

3620
17608.5
100

由规范查得Kh取1.5。
根据用水量计算表：
最高日最高时用水量：Qh=17608.5/24×1.5=1100.531m3/h=305.7L/s
三．【管网布置】
根据小区平面图沿道路铺设管线，往主要大的供水方向铺设干管，布置成环状网，如图（1）所示，共个12个节点，16根管段，分别编号。
最高日最高时用水量：Qh=17608.5/24×1.5=1100.531m3/h=305.7L/s
工业企业生产生活用水作为管段的集中流量：
企业一：Qh1=（668.736+20.11）÷（24×3.6）=7.97L/s
企业二：Qh2=（2551.5648+30.38）÷（24×3.6）=29.88L/s
企业三：Qh3=（3510.432+24.84）÷（24×3.6）=40.92L/s
企业四：Qh4=（3662.496+18.66）÷（24×3.6）=42.61L/s
所以 Qh′=305.7-（7.97+29.88+40.92+42.61）=184.32 L/s
四．【管网平差和选泵】
管径可由界限流量表确定，然后再平差。进行平差时，保证最不利点的服务水头为28m。
由图中数据可知，1点定为控制点，平差见图（2）
经过管网平差后，各小环的逆时针水头损失与顺时针水头损失都小于0.01m，符合要求，大环的闭合差为：∑H=H3-10+H10-9+H9-11+H11-1-(H3-2+H2-8+H8-7+H7-6+H6-0+H0-1)=1.11+2.15+0.97+1.38-(1.06+0.4+0.9+1.26+0.64+1.34)=0.01 符合
要求。
水泵扬程由距离泵站最远的控制点1点确定，该点的地面标高为208.2m，泵站吸水井的标高为209.4m，需要的服务水头为28m，泵站到控制点的水头损失取3-4-1-11和3-10-9-11的水头损失平均值，清水池水深取4m。
所以泵站扬程：hp=209.4-208.2+28+0.48+1/2（2.77+2.83+1.38+1.11+2.15+0.97）=35.29m。
估计水泵内的损失，一般水泵吸水管设计流速为1.2～2m/s，局部阻力系数按照5.0～8.0考虑，沿程水头损失很小，可以忽略不计。泵内水头损失为：hpm1=8.0×2.02/2/9.81=1.63m
所以水泵扬程为：Hp=35.29+1.63=36.92
选用两用一备：流量Qp=152.85L/s。
泵的选型为：12sh-13A三台，两用一备。（水泵选型由水泵与水泵站教材附录的各水泵特性曲线选得。）
五．【管网平差和选泵】
1.消防校核
根据该城市人口数，确定了该市在用水最高日最高时同时发生火灾次数为1次，每次流量为10L/s。对最不利点1点进行消防校核。
消防校核采用水头校核法，所有节点都满足服务水头10m。见图（3）
注：画图时室外消火栓布置原则：室外消火栓的间距不应大于120m，为保证环状管网供水的可靠性，规定管网上应设消防分隔阀门。阀门应设在管道的三通、四通分水处，阀门的数量按n—1原则确定(三通n为3，四通n为4)。当两阀门之间消火栓的数量超过5个时，在管网上应增设阀门。环状管道应采用阀门分成若干独立段，每段内室外消火栓的数量不宜超过5个。
2.事故校核
对主干管进行事故工况校核，找出输水量最大的一条管道，当它停止输水时，整个管网要保证70%的水量。
得校核图4
六．【清水池容积计算】
时间
用水量（%）
一级泵站供水量（%）
清水池调节容积（%）
0-1
2.68
4.17
-1.49
1-2
2.63
4.17
-1.54
2-3
2.62
4.16
-1.54
3-4
2.62
4.17
-1.55
4-5
3.02
4.17
-1.15
5-6
3.81
4.16
-0.35
6-7
4.15
4.17
-0.02
7-8
4.44
4.17
0.27
8-9
5.48
4.16
1.32
9-10
5.37
4.17
1.2
10-11
4.97
4.17
0.8
11-12
5.01
4.16
0.85
12-13
5.53
4.17
1.36
13-14
5.53
4.17
1.36
14-15
5.58
4.16
1.42
15-16
5.69
4.17
1.52
16-17
4.5
4.17
0.33
17-18
4.46
4.16
0.3
18-19
5.68
4.17
1.51
19-20
4.09
4.17
-0.08
20-21
3.3
4.16
-0.86
21-22
3.08
4.17
-1.09
22-23
3.03
4.17
-1.14
23-24
2.72
4.16
-1.44

100
100
调节池容积=12.25
由此可得，清水池调节容积：W1=17608.5×12.25%=2157.0 m3
清水池消防储备水量：W2=30×60×60×2÷1000=216 m3（由建筑防火规范得）
生产自用水量，取最高日用水量的5%，得W3=17608.5×5%=880.4m3
清水池总容积为：W=W1+W2+W3=2157.0+216+880.4=3253.4 m3

第三章 排水管网设计计算书
一.【污水处理厂的位置选择】：
由于该河分南北两岸，为了节省管线投资，以及提升泵站的投资，所以在该市的下游南北岸分别建立污水泵站。
二.【污水处理厂的位置选择】：
确定排水区间，根据地形地势，将本城市划分为66个区块，共设置7根干管，2根主干管。按照主干管，干管，支管的顺序分别定线。见图（6）
三.【设计流量计算】：
1. 污水量的变化
（1）居民生活污水量的变化系数
Kz=2.7/Qd0.11=2.7/2300.11=1.484
（2）工业废水变化系数
企业名称
平均用水量（L/s）
总变化系数
企业1
6.45
3
企业2
32.1
2.3
企业3
59.75
1.7
企业4
39.25
2.7
（3）工业企业生活污水和淋浴污水变化系数
一般车间为：3.0
高温车间为：2.5

2. 污水设计流量
（1）居民生活污水设计流量
Qd=qN/24/3600=230×10000/24/3600=26.62L/s
Q1= Kz×qN/24/3600=39.5 L/s
（2）工业废水设计流量
q1=K2×q1×（1-f）=3×6.45×0.4=7.74L/s
q2=K2×q2×（1-f）=2.3×32.1×0.4=29.53L/s
q3=K2×q3×（1-f）=1.7×59.75×0.4=40.63L/s
q4=K2×q4×（1-f）=2.7×39.25×0.4=42.39L/s
Q2=∑K2×qi×（1-f）=120.29L/s
（3）工业企业生活污水量和淋浴污水设计流量
设计流量按公式：Q=(A1B1K1+A2B2K2)/3600T+C1D1+C2D2/3600
q1=（114×25×3+74×35×2.5）/（3600×8）+（88×40+29×60）/3600=1.98L/s
q2=（168×25×3+108×35×2.5）/（3600×8）+（96×40+48×60）/3600=2.63L/s
q3=（84×25×3+102×35×2.5）/（3600×8）+（48×40+65×60）/3600=2.15L/s
q1=（69×25×3+78×35×2.5）/（3600×8）+（46×40+40×60）/3600=1.59L/s
Q3=q1+q2+q3+q4=1.98+2.63+2.15+1.59=8.35L/s
因而，污水总量为：Q污=Q1+Q2+Q3=39.5+120.29+8.35=168.24L/s
3. 设计管段设计流量确定
比流量q=100×230/24×3600=0.2662L/(S.ha)
企业一：Q1=7.74+1.98=9.72L/s 企业二：Q2=29.53+2.63=32.16L/s
企业三：Q3=40.63+2.15=42.78L/s 企业四：Q4=42.39+1.59=43.98L/s
由于街区太多，这里没有把所以面积列出来，只是稍作说明：例如：10-11管段转输的流量Q平均=F×q0=2.14×0.2662=0.57L/s。其它同理。举例说明：管段42-43，Q=企业排水+生活污水=9.72+43.98+1.98=55.68 L/s。
污水干管设计流量计算表：
管段编号

居民区生活污水量Q1
集中流量
设计流量（L/s）
本段流量
转输流量
q2（L/s）
合计平均流量（L/s）
总变化系数Kz
生活污水设计流量
本段
（L/s）
转输（L/s）
街区编号
街区面积(ha)
比流量q0（L/（s.ha）
流量q1（L/s）
1-2
55
0.5
0.2662
0.13
＿
0.13
2.3
0.30
＿
＿
0.30
9-10
＿
＿
＿
＿
0.27
0.27
2.3
0.62
＿
＿
0.62
10-11
＿
＿
＿
＿
0.57
0.57
2.3
1.31
＿
＿
1.31
11-12
＿
＿
＿
＿
0.89
0.89
2.3
2.05
＿
＿
2.05
12-13
＿
＿
＿
＿
1.19
1.19
2.3
2.74
＿
＿
2.74
13-14
＿
＿
＿
＿
1.48
1.48
2.3
3.40
＿
＿
3.40
14-2
＿
＿
＿
＿
1.61
1.61
2.3
3.70
＿
＿
3.70
2-3
53 ，54
1.13
0.2662
0.30
1.75
2.05
2.3
4.72
＿
＿
4.72
15-16
＿
＿
＿
＿
0.36
0.36
2.3
0.83
＿
＿
0.83
16-17
＿
＿
＿
＿
0.61
0.61
2.3
1.40
＿
＿
1.40
17-18
＿
＿
＿
＿
0.92
0.92
2.3
2.12
＿
＿
2.12
18-19
＿
＿
＿
＿
1.20
1.20
2.3
2.76
＿
＿
2.76
19-20
＿
＿
＿
＿
1.38
1.38
2.3
3.17
＿
＿
3.17
20-3
＿
＿
＿
＿
1.62
1.62
2.3
3.73
＿
＿
3.73
3-4
51,52
0.89
0.2662
0.24
3.67
3.91
2.3
8.99
＿
＿
8.99
21-22
＿
＿
＿
＿
0.14
0.14
2.3
0.32
＿
＿
0.32
22-23
＿
＿
＿
＿
0.31
0.31
2.3
0.71
＿
＿
0.71
23-24
＿
＿
＿
＿
0.50
0.50
2.3
1.15
＿
＿
1.15
24-25
＿
＿
＿
＿
0.72
0.72
2.3
1.66
＿
＿
1.66
25-26
＿
＿
＿
＿
0.86
0.86
2.3
1.98
＿
＿
1.98
26-4
＿
＿
＿
＿
1.09
1.09
2.3
2.51
＿
＿
2.51
4-5
49，50
0.79
0.2662
0.21
4.76
4.97
2.3
11.43
＿
＿
11.43
27-28
＿
＿
＿
＿
0.75
0.75
2.3
1.73
＿
＿
1.73
28-29
＿
＿
＿
＿
1.10
1.10
2.3
2.53
＿
＿
2.53
29-30
＿
＿
＿
＿
1.48
1.48
2.3
3.40
＿
＿
3.40
30-31
＿
＿
＿
＿
1.94
1.94
2.3
4.46
＿
＿
4.46
31-32
＿
＿
＿
＿
2.20
2.20
2.3
5.06
＿
＿
5.06
32-5
＿
＿
＿
＿
2.55
2.55
2.3
5.87
＿
＿
5.87
5-6
47，48
1.08
0.2662
0.29
12.14
12.43
2.05
25.48
＿
＿
25.48
33-34
＿
＿
＿
＿
0.41
0.41
2.3
0.94
＿
＿
0.94
34-35
＿
＿
＿
＿
0.70
0.70
2.3
1.61
＿
＿
1.61
35-36
＿
＿
＿
＿
0.98
0.98
2.3
2.25
＿
＿
2.25
36-37
＿
＿
＿
＿
1.27
1.27
2.3
2.92
＿
＿
2.92
37-38
＿
＿
＿
＿
1.47
1.47
2.3
3.38
＿
＿
3.38
38-6
＿
＿
＿
＿
1.76
1.76
2.3
4.05
＿
＿
4.05
6-7
45，46
1.09
0.2662
0.29
14.19
14.48
2.01
29.10
＿
＿
29.10
39-40
＿
＿
＿
＿
0.06
0.06
2.3
0.14
＿
9.72
9.86
40-41
＿
＿
＿
＿
0.37
0.37
2.3
0.85
＿
9.72
10.57
41-42
＿
＿
＿
＿
0.69
0.69
2.3
1.59
＿
9.72
11.31
42-43
＿
＿
＿
＿
0.86
0.86
2.3
1.98
＿
53.7
55.68
43-44
＿
＿
＿
＿
1.08
1.08
2.3
2.48
＿
53.7
56.18
44-7
＿
＿
＿
＿
1.25
1.25
2.3
2.88
＿
85.86
88.74
7-8
43，44
1.19
0.2662
0.32
15.44
15.76
1.99
31.36
＿
85.86
117.22
45-46
9，10，11
0.89
0.2662
0.24
＿
0.24
2.3
0.55
＿
＿
0.55
54-55
＿
＿
＿
＿
0.13
0.13
2.3
0.30
＿
＿
0.30
55-56
＿
＿
＿
＿
0.34
0.34
2.3
0.78
＿
＿
0.78
56-46
＿
＿
＿
＿
0.57
0.57
2.3
1.31
＿
＿
1.31
46-47
7，8
0.88
0.2662
0.23
1.08
1.31
2.3
3.01
＿
＿
3.01
57-58
＿
＿
＿
＿
0.24
0.24
2.3
0.55
＿
＿
0.55
58-59
＿
＿
＿
＿
0.47
0.47
2.3
1.08
＿
＿
1.08
59-47
＿
＿
＿
＿
0.71
0.71
2.3
1.63
＿
＿
1.63
47-48
4，5，6
1.05
0.2662
0.28
2.02
2.30
2.3
5.29
＿
＿
5.29
60-61
＿
＿
＿
＿
0.28
0.28
2.3
0.64
＿
＿
0.64
61-62
＿
＿
＿
＿
0.56
0.56
2.3
1.29
＿
＿
1.29
62-48
＿
＿
＿
＿
0.84
0.84
2.3
1.93
＿
＿
1.93
48-49
1，2，3
0.89
0.2662
0.24
3.14
3.38
2.3
7.77
＿
＿
7.77
49-50
＿
＿
＿
＿
3.10
3.10
2.3
7.13
＿
＿
7.13
50-51
＿
＿
＿
＿
3.32
3.32
2.3
7.64
＿
＿
7.64
51-52
＿
＿
＿
＿
3.53
3.53
2.3
8.12
＿
＿
8.12
52-53
＿
＿
＿
＿
3.60
3.60
2.3
8.28
＿
42.78
51.06
四.【污水干管水力计算】：
污水管采用管顶平接，水力计算表附后。

第四章 雨水管线设计
一.【确定排水区界，管道定线和平面布置】：
由于该小区地势起伏，所以按照等高线，将本小区划分为7个排水区域，该小区中间有一条河，所以采用重力流，将雨水排入河流。详见图（7）
二.【确定排水区域的径流系数及其其它系数】：
该小区的平均径流系数为：Ψav=0.7
该地面的集水时间为：t1=10min
设计重现期：P=0.8a
折减系数：m=2
三.【单位面积的径流量】：
(L/(s.ha)
t=t1+2t2=10+2t2
(L/(s.ha)
单位面积的径流量：
qA=qφ= (L/(s.ha)
四.【雨水管道水力计算】：
雨水管渠水力计算见后面图表。