【正文】 6～ 7 7～ 8 8～ 9 9～ 10 10～ 11 11～ 12 12～ 13 13～ 14 14～ 15 15～ 16 16～ 17 17～ 18 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 18～ 19 19～ 20 20～ 21 21～ 22 22～ 23 23～ 24 累計(jì) 100 100 調(diào)節(jié)容積 = 由表 21可知： 調(diào)節(jié)容積： 31 [ 9. 14 ( 5. 44 ) ] 10 0% 55 31 .7dW Q m? ? ? ? ? ? 2．確定清水池的總?cè)莘e 在用水量的計(jì)算中，已算出消防流量為 sL/140 ，清水池的消防儲(chǔ)備水量按照 2小時(shí)室外消防用水量計(jì)算。 32 504Wm? ； 給水處理系統(tǒng)生產(chǎn) 自用水量，取該市最高日用水量的 5%，所以，系統(tǒng)自用水量：33 mW ??? ； 安全儲(chǔ)備水量： 33214 1 1 9 0)1 8 9 5 3 1()%(15 mWWWW ???????? ； 所以，清水池總?cè)莘e： 34321 1 2 2 mWWWWW ????? 。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 第三章 管網(wǎng)定線和水力計(jì)算 管網(wǎng)布置的基本原則與形式 管網(wǎng)布置的基本原則 1．管線應(yīng)均勻地分布在整個(gè)給水區(qū)域內(nèi)，滿足用戶對(duì)水量和水壓方面的要求，并保持輸送的水質(zhì)不受污染。 2．供水安全可靠，當(dāng)局部管線發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)保證不中斷供水 或盡可能縮小斷水的范圍。 3．供水布置應(yīng)力求線路最短，并盡量減少穿越障礙物等，以減少特殊工程，降低管網(wǎng)造價(jià)和經(jīng)營(yíng)管理費(fèi)用。 4．應(yīng)從現(xiàn)狀入手，符合給水區(qū)域總體規(guī)劃的要求，并為管網(wǎng)分期建設(shè)留有充分的發(fā)展余地。 給水管網(wǎng)布置基本形式 給水管網(wǎng)布置的基本形式有樹(shù)狀網(wǎng)和環(huán)狀網(wǎng)。 樹(shù)狀網(wǎng)一般適用于小城市和小型工礦企業(yè)，樹(shù)狀網(wǎng)的供水可靠性較差。環(huán)狀網(wǎng)管線連接成環(huán)，當(dāng)任一管線損壞時(shí)水可以從另外管線供應(yīng)用戶，所以供水比較安全。 在本設(shè)計(jì)中，為考慮供水安全，在城市中心采用環(huán)狀網(wǎng)布置形式，在郊區(qū)則以樹(shù)狀管網(wǎng)向周邊延 伸。這樣既考慮到供水安全，同時(shí)也可以降低管網(wǎng)造價(jià)。 輸水管渠定線原則 輸水管渠定線時(shí)，必須與城市建設(shè)規(guī)劃相結(jié)合，盡量縮短線路長(zhǎng)度，減少拆遷，少占農(nóng)田；應(yīng)選擇最佳的地形和地質(zhì)條件，盡量沿現(xiàn)有道路定線；減少與鐵路、公路和河流的交叉；管線避免穿越滑坡、巖層、沼澤、高地下水位，以降低造價(jià)和便于管理。 該城市的地形比較平坦，所以地形對(duì)于輸水管渠的定線影響較小?？紤]到供水安全，避免輸水管渠局部損壞時(shí)輸水量降低過(guò)多，所以泵站到管網(wǎng)的輸水管選擇兩條。 給水管網(wǎng)定線 定線時(shí)可按下列步驟和要求進(jìn)行： 1．根據(jù)水 源（二級(jí)泵站）、大用戶或水塔等調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的位置確定供水區(qū)域的主要供水流向，即水源與大用戶、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的連線方向，以此控制干管的基本走向。 2．按主要流向確定接近平行布置得干管條數(shù)和大致位置，干管之間距一般為500~ 800m 左右。有時(shí)為了保證供水可靠，還應(yīng)在干管和干管之間的適當(dāng)位置設(shè)置連接管，（連通管）以形成環(huán)狀管網(wǎng)，連接管的作用在于局部干管發(fā)生故障關(guān)閉時(shí)，干內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 管與干管、連接管與連接管之間距的大小，主要取決于供水區(qū)域大小和供水的要求，一般在保證要求的前提下，干 管和連接管的數(shù)量盡量減少，以節(jié)約投資。 3．按下列要求校核對(duì)干管（或連接管）的具體位置： （ 1）按規(guī)劃道路定線，盡量避免在高級(jí)路面或重要道路下敷設(shè)，以利于施工和維護(hù)管理； （ 2）干管應(yīng)從兩側(cè)用水量較大的街區(qū)通過(guò)，其延伸方向應(yīng)與主要流向保持一致，并以最短距離到達(dá)主要用水區(qū)、大用戶和調(diào)節(jié)構(gòu)筑物（水塔或高地水池等），以提高干管的配水效率，降低工程造價(jià)和動(dòng)力費(fèi)用。 （ 3）干管應(yīng)盡可能布置在較高位置，以降低干管內(nèi)的水壓，增加管道的供水安全性。 （ 4）管線在道路下的平面和高程應(yīng)符合城鎮(zhèn)或廠區(qū)管道綜合設(shè)計(jì)的要求。 4．干 管定線時(shí)，應(yīng)該位將來(lái)發(fā)展和分期建設(shè)留有余地。 考慮上述布置要求與本設(shè)計(jì)中城市的各種實(shí)際相結(jié)合，設(shè)計(jì)中共設(shè)了八個(gè)環(huán)，其它的以支狀管網(wǎng)向四周延伸?？紤]到增加環(huán)的數(shù)量會(huì)增加管網(wǎng)投資，所以個(gè)別支管段距離超過(guò)了 1000m 。 管網(wǎng)布置簡(jiǎn)圖如圖 31所示： 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 圖 31 管網(wǎng)布置簡(jiǎn)圖 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 給水管網(wǎng)布置定線后，各管段長(zhǎng)度和配水長(zhǎng)度如表 31所示： 表 31 各管段長(zhǎng)度與配水長(zhǎng)度表 編號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 實(shí)長(zhǎng)（ m） 1012 1620 1249 1066 1193 1387 1033 966 有效長(zhǎng)度（ m） 0 506 810 1066 1193 1033 966 編號(hào) 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 實(shí)長(zhǎng)（ m） 545 1000 665 668 557 914 1352 1219 660 1297 有效長(zhǎng)度（ m） 545 500 665 668 557 457 1352 660 編號(hào) 21 22 23 24 25 26 27 28 總 計(jì) 實(shí)長(zhǎng)（ m） 1321 1200 1396 1160 1567 有效長(zhǎng)度（ m） 600 1396 580 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 15 節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算 設(shè)計(jì)采用統(tǒng)一供水方案。 管網(wǎng)圖形由許多管段組成。沿線流量是指供給該管段兩側(cè)用戶所需流量。節(jié)點(diǎn)流量是從沿線流量得出的并且假設(shè)是在節(jié)點(diǎn)集中流出的流量。在管網(wǎng)水力計(jì)算過(guò)程中，首先需求出沿線流量和節(jié)點(diǎn)流量。 1．比流量計(jì)算 （ 1）干管線單位長(zhǎng)度的流量，叫做比流量： hs Qqq L?? ?? 式中： sq —— 為比流量（ /( )L s m? ）； Q —— 為管網(wǎng)總用水量（ /Ls）； q? —— 為大用戶集中用水量總和（ /Ls）； L? —— 為干管總長(zhǎng)度（ m ），不包括穿公共建筑物地區(qū)的管線；只有一側(cè)配水的管線，長(zhǎng)度按一半計(jì)算。 （ 2）統(tǒng)一供水系統(tǒng)比流量計(jì)算 最高時(shí)設(shè)計(jì)水量： sLhm / 5 7/ 3 6 7 3 ? 最高時(shí)集中用水量有三個(gè)工廠： 在城市給水管網(wǎng)系統(tǒng)中有 A、 F、 G三個(gè)工廠為集中用戶： sLhmhmhmhm /???? 管的有效長(zhǎng)度： ? ? mL ∴ 干管比流 量為： ???cbq )/( sLLqq icbi ?? 2．節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算 按比流量法對(duì)管網(wǎng)實(shí)際不均勻的配水情況進(jìn)行簡(jiǎn)化后，管網(wǎng)中各管段小用戶的配水情況均可作為沿程均勻泄流管路看待，即管網(wǎng)中任一管段內(nèi)的流量，由兩部分組成，一部分是沿本管段均勻泄出供給各用戶的沿線流量 yq ，沿線呈直線減少；另一部分是通過(guò)本管段流到下游管段去的流量，沿線不發(fā)生變化，稱為轉(zhuǎn)輸流量 zsq 。取 二者之和，所以管段起端到末端的流量沿線變化，這種變化的流量，不便于用來(lái)確定管徑和水頭損失，因此需要對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化。簡(jiǎn)化方法是以變化的沿線流量折算為管段兩端內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 節(jié)點(diǎn)流出的流量，即節(jié)點(diǎn)流量。 管網(wǎng)中任一節(jié)點(diǎn)上，往往連接幾條管段，因每一條管段都有一半沿線流量分到該節(jié)點(diǎn)，所以管網(wǎng)中任一節(jié)點(diǎn)流量 iq ，應(yīng)等于連接于該節(jié)點(diǎn)上個(gè)管段的沿線流量總和的一半，可按下式計(jì)算： ? ? 如果整個(gè)給水區(qū)域內(nèi)管網(wǎng)的比流量相同時(shí)，節(jié)點(diǎn)流量還可以作如 下表達(dá)： ? ? 各節(jié)點(diǎn)的流量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表 32。 表 32 節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算表 管段 編號(hào) 管段配水長(zhǎng)度 （ m） 管段沿線流量（ L/s） 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量計(jì)算（ L/s） 節(jié)點(diǎn)號(hào) 管段號(hào) 集中流量 沿線流量 供水流量 節(jié)點(diǎn)流量 12 0 1 1 23 506 2 2 24 810 3 3 25 4 5 45 1193 5 7 56 1066 6 6 36 7 4 68 8 8 57 1033 9 9 78 966 10 10 79 500 11 12 910 457 12 16 813 545 13 11 1011 1352 14 17 1112 557 15 15 1213 668 16 14 1314 665 17 13 1415 18 18 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 1516 19 21 1116 660 20 19 1617 21 24 1018 20 1718 1396 25 1819 580 27 1920 28 2021 600 23 2115 22 1720 26 合計(jì) 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 18 流量分配及管徑水頭損失計(jì)算 1．流量分配 求出節(jié)點(diǎn)流量后就可以進(jìn)行管網(wǎng)的流量分配，其目的在于確 定管網(wǎng)中每一管段的計(jì)算流量，在管網(wǎng)計(jì)算中，它是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。 管網(wǎng)流量分配時(shí)，為保持水流的連續(xù)性，每一節(jié)點(diǎn)必須滿足節(jié)點(diǎn)流量平衡條件：即流入人一節(jié)點(diǎn)的流量必須等于流離該節(jié)點(diǎn)的流量。若規(guī)定流入節(jié)點(diǎn)的流量為負(fù)，流離節(jié)點(diǎn)的流量為正，則上述平衡條件可表示為： ? ?? 0iji qq 式中： iq —— 為節(jié)點(diǎn) i 的節(jié)點(diǎn)流量， /Ls； ijq —— 為連接在節(jié)點(diǎn) i 上的各管段流量， /Ls。 環(huán)狀管網(wǎng)流量分配的方法和步驟： （ 1）首先在管網(wǎng)圖上確定出控制點(diǎn)的位置，并根據(jù)配水源、控制點(diǎn)、大用戶及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的位置確定管網(wǎng)的主要流向。 （ 2）參照管網(wǎng)主要流向擬定各管段的水流方向，使水流沿最近的路線輸水到大用戶和邊遠(yuǎn)地區(qū)。 （ 3）從配水源到控制點(diǎn)、大用戶、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物之間選定主要的平行供水路線（主要干管），主要干管條數(shù)視管網(wǎng)的布置情況而定。 （ 4）根據(jù)管網(wǎng)中各管線的地位和功能來(lái)分配流量。 按以上步驟和要求分配到各管段的流量，即為環(huán)狀管網(wǎng)各管段的計(jì)算流量。這里應(yīng)該指出，此流量為預(yù)分配值，可用來(lái)選定管徑，其真正的流量數(shù)值，必須由管網(wǎng)平差結(jié)果給定。 2．確定管徑和坡度 管徑與流量關(guān)系為： )/(4 32 smVDAVq ??? ? 式中： D —— 管段直徑（ m ）； q —— 管段設(shè)計(jì)流量（ sm/3 ）； A —— 管段過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（ 2m ）； V —— 設(shè)計(jì)流速（ /ms）； 為防止因水錘現(xiàn)象出現(xiàn)事故，最大設(shè)計(jì)流速不應(yīng)超過(guò) ~3 /ms，又為避免管段內(nèi)發(fā)生沉積，最小設(shè)計(jì)流速通常不小于 /ms，因此，要從造 價(jià)和經(jīng)營(yíng)管理兩方面內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 19 考慮經(jīng)濟(jì)流速。 選取經(jīng)濟(jì)流速和確定管徑時(shí)，可考慮以下原則： （ 1）大管徑可取大的經(jīng)濟(jì)流速，小管徑可取小的經(jīng)濟(jì)流速； （ 2）管段設(shè)計(jì)流量占整個(gè)管網(wǎng)供水流量比例較小時(shí)取較大的經(jīng)濟(jì)流速，反之取較小的經(jīng)濟(jì)流速； （ 3）管徑（ mm ）在 100~ 400mm 時(shí)，平均經(jīng)濟(jì)流速為 ~ /ms，管徑在 400mm以上時(shí)，平均經(jīng)濟(jì)流速為 ~ /ms。 根據(jù)初分的流量和經(jīng)濟(jì)管徑的范圍，查《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得各管段的管徑和坡度。 連接管平常不起承擔(dān)主要流量的作用，但是在發(fā)生事故時(shí)，它將承擔(dān)較大流量，因此連接管一般和干管型號(hào)相同或相差一個(gè)型號(hào)，在主干管上隨流量的減少，管徑也會(huì)隨之減少，但不能超過(guò) 2~ 3個(gè)型號(hào)。 根據(jù)初分的流量和經(jīng)濟(jì)管徑的范圍，查《給水排水 設(shè)計(jì)手冊(cè)》可得各管段的管徑和坡度。 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 管網(wǎng)平差 環(huán)狀管網(wǎng)在初分流量時(shí)，已經(jīng)符合連續(xù)性方程 ? ?? 0iji qq 的要求，但是在選定管徑和求得各管段水頭損失以后，每環(huán)往往能滿足 ? ?0ijh 和 0?? nijijqS 的要求，所以要在確定管徑的基礎(chǔ)上重新分配流量，直到同時(shí)滿足連續(xù)性方程和能量方程為止。 1. 最高時(shí)平差結(jié)果見(jiàn)表 33。 表 33 最高時(shí)平差結(jié)果 T I T L E : 最高時(shí) NO. OF PIPES : 27