【正文】 90510280320生活用水量（m3/d）7淋浴用水量標(biāo)準(zhǔn)[L/(d人)]406040604060人數(shù) (人)25075070510110320淋浴用水量（m3/d）1045總用水量（m3/d）合計Q2（m3/d） Q3企業(yè)生產(chǎn)用水 企業(yè)生產(chǎn)用水量見表2－3所示。 表23 企業(yè)生產(chǎn)用水量A廠B廠C廠火車站總計用水量Q3（m3/d）3000005003500冷卻水用水量Q5 (m3/d)1200060004000022000 Q4澆灑綠地及道路用水 澆灑綠地及道路用水量見表2－4所示。 表24 澆灑綠地及道路用水量道路綠化用水量標(biāo)準(zhǔn) [L/(m2d)]面積(m2)9450026260用水量（m3/d）合計Q4（m3/d） Q5未預(yù)見水量及漏水量 Q5取前四項水量之和的20%。 Q最大日用水量 最大日用水量計算見下式：Q=(Q1+Q2+Q3+Q4) =(50800++3500+) =(m3/d)=(m3/h)=(L/s) 全市最高日逐時用水量全市最高日逐時用水量見附表1，其中工廠淋浴及澆灑道路用水避開用水最高峰，車站用水及未預(yù)見水量平均分配。，發(fā)生在12~13小時。由圖2－1看出，%。 清水池容積計算清水池有效容積：W=W1+W2+W3+W4式中 W1——調(diào)節(jié)容積（%）(m3) ，計算見附表2；W2——消防儲水量 (m3)，按2h火災(zāi)延續(xù)時間計算；W3——水廠自用水，取5% (m3)；W4——安全儲量 (m3)， m3；W1 =%=(m3)W2 =55223600/1000=(m3)W3 =5%=(m3)W=+++=(m3/d)有關(guān)清水池的詳細(xì)設(shè)計見凈水廠部分設(shè)計。第3章 輸水工程和配水工程 管網(wǎng)定線 管網(wǎng)布置技術(shù)要求 管網(wǎng)布置技術(shù)要求需滿足以下幾點：（1）管網(wǎng)管線布置在整個給水區(qū)內(nèi)，保證用戶有足夠的水量和水壓。（2）必須力求安全可靠，局部事故時，斷水范圍最小。（3）力求以最短距離敷設(shè)管線，以降低管網(wǎng)造價和經(jīng)濟管理費用。（4）按照城市規(guī)劃，考慮給水系統(tǒng)分期建設(shè)的可能，留有充足發(fā)展余地。（5）盡量靠近大用戶點。（6）干管在規(guī)劃道路定線，避免在高級路面或重要道路下穿過。（7）為減少造價，應(yīng)盡量減少穿越鐵路和河流。（8）盡量減少單側(cè)供水。干管延伸方向應(yīng)與二泵站到大用戶最不利點的水流方向一致，且循水流方向布置干管力求最短，服務(wù)面積最大，干管間距應(yīng)根據(jù)街區(qū)具體情況而定一般在500~800m左右，為保證供水的安全性，干管應(yīng)設(shè)置連接管，間距800~1000m左右，形成環(huán)狀管網(wǎng)。本設(shè)計定線時，考慮了兩種方案——統(tǒng)一供水和分質(zhì)供水。通過對城市用水資料的收集，發(fā)現(xiàn)該城市工業(yè)用水量較大，約占城市總用水量的1/3，若采用采用統(tǒng)一供水系統(tǒng)管網(wǎng)造價過高，因此可采用分質(zhì)供水系統(tǒng)，單獨從水廠沉淀池處引出冷卻水輸水管線至工業(yè)區(qū)。同時，因為工業(yè)用水量約90%的水量用于冷卻水，水質(zhì)要求不高，可考慮從水源下游取水，經(jīng)簡單處理后用于冷卻水。但兩種供水系統(tǒng)需經(jīng)過經(jīng)濟技術(shù)比較，選取管網(wǎng)造價及運行管理費用較低的給水方式進行供水。 管網(wǎng)水力計算 分配流量在整個給水工程投資中，給水管網(wǎng)費用約占給水工程總投資的50%~80%，因此必須進行計算和對比，以便確定最佳方案，這部分計算包括：求出最高日用水時的沿線流量、比流量、節(jié)點流量，進行流量分配，確定管徑和水頭損失，確定二泵站揚程，從而選出合適的水泵。 比流量計算 比流量計算見下式：qs=（Q－∑q）/∑L式中 qs——比流量 (L/sm)；Q——管網(wǎng)總用水量 (L/s)；∑q——大用戶集中用水量總和 (L/s)；∑L——干管總長度 (m)，不計穿越鐵路、廣場、公園等建筑地區(qū)的管線，沿河埋設(shè)的只有一側(cè)配水的管線，長度按一半計。由于各區(qū)用水量標(biāo)準(zhǔn)不同，應(yīng)分別計算。（1）統(tǒng)一供水方案 統(tǒng)一供水方案比流量計算如下所示：I區(qū)管長：L1=12550mQ1w=QwL1/L=12550/29430= (m3/h)I區(qū)比流量：qsI=[L/(s?m)]II區(qū)管長：L2=8630mQ 2w=QwL2/L=8630/29430= (m3/h)II區(qū)比流量： qSII=[L/(s?m)]Ⅲ區(qū)管長：L3=8250mQ3w=QwL3/L=8250/29430= (m3/h)Ⅲ區(qū)比流量： qSII=[L/(s?m)]（2）分質(zhì)供水方案 分質(zhì)供水方案比流量計算如下所示：I區(qū)管長：L1=12550mQ1w=QwL1/L=12550/29430= (m3/h)I區(qū)比流量：qsI=[L/(s?m)]II區(qū)管長：L2=8630mQ 2w=QwL2/L=8630/29430= (m3/h)II區(qū)比流量： qSII=[L/(s?m)]Ⅲ區(qū)管長：L3= 8250mQ3w=QwL3/L=8250/29430= (m3/h)Ⅲ區(qū)比流量： qSII=[L/(s?m)] 節(jié)點流量計算 按照用水量在全部干管上均勻分配的假定，以求出沿線流量，只是一種簡化的方法。但是每一管短的沿線流量還是沿線變化的，不便于確定管徑和水頭損失，需將沿線流量化成節(jié)點流量，計算公式： 節(jié)點流量=∑qi管網(wǎng)中任意管段的流量由兩部分組成，一部分是該管段分配的沿線流量，另一部分是通過該管段輸水到以后管段的轉(zhuǎn)輸流量。任一節(jié)點流量等于該節(jié)點相連管段沿線流量總和的一半。集中流量加在離大用水戶較近的節(jié)點上。（1）統(tǒng)一供水時節(jié)點流量表 統(tǒng)一供水時節(jié)點流量表見表31。表31 統(tǒng)一供水時節(jié)點流量表節(jié)點號節(jié)點流量（L/s）節(jié)點號節(jié)點流量（L/s）節(jié)點號節(jié)點流量（L/s）11019211203122141322514236152471625817918（2）分質(zhì)供水節(jié)點流量表 分質(zhì)供水節(jié)點流量表見32。表32 分質(zhì)供水節(jié)點流量表節(jié)點號節(jié)點流量（L/s）節(jié)點號節(jié)點流量（L/s）節(jié)點號節(jié)點流量（L/s）11019211203122141322514236152471625817918 流量分配 流量分配的目的是初步確定各管段的流量，據(jù)以選定管徑。在管網(wǎng)計算中它是一個重要環(huán)節(jié)，在環(huán)狀管網(wǎng)中，流量分配比較復(fù)雜，分配流量時，流向任意節(jié)點的流量必須等于流離該節(jié)點的流量，以保持水流的平衡，用公式表示為 Qi=∑qij=0式中 Qi——節(jié)點i的節(jié)點流量 (m3/h)； qij——節(jié)點i到j(luò)的管段流量 (m3/h)。上式中，假定離開節(jié)點的流量為正，流向節(jié)點的流量為負(fù)。分配流量時，應(yīng)事先按照管網(wǎng)的主要流向，擬定每一管段的水流方向，并選定保證整個管網(wǎng)自由水壓的控制點。一般選擇離二泵站最遠，地形又較高的地方作為控制點。為了安全供水，從泵站到控制點的幾條主要干管中，應(yīng)大體均勻分配流向，并盡可能采用相近的管徑，這樣，當(dāng)其中一條干管損環(huán)時，不會引起其他干管的負(fù)荷過大，管網(wǎng)流量也不至減少過多。至于與干管相垂直的連接管，主要通過聯(lián)通平行干管之間的流量，平時流量一般不大，僅供水到管網(wǎng)兩側(cè)的用戶，只有在干管損壞時，才轉(zhuǎn)輸較大流量?？傊诹髁糠峙鋾r，不僅要考慮到經(jīng)濟問題，而且要保證安全供水，即考慮可靠性問題，從而選出技術(shù)經(jīng)濟最優(yōu)方案。流量分配見流量分配圖，分質(zhì)供水分配圖見附圖附圖附圖3。 初擬管徑 確定管線的直徑是輸水和配水系統(tǒng)設(shè)計計算的課題之一。給水管網(wǎng)各管段的直徑，應(yīng)按分配的流量確定。流量分配后，各管段的管徑按下式計算： D=式中 D——管段直徑 (m)；q——管段流量 (m3/h)；v——流速 (m/h)。因此，管徑不但和管段流量有關(guān)，而且和流速有關(guān)，所以必須選定流速。為了防止管網(wǎng)因水錘現(xiàn)象出現(xiàn)事故，~3m/s的范圍內(nèi)，在輸送源水時，為避免水中雜質(zhì)在水管中沉淀，可見技術(shù)上允許的流速幅度較大。此外，還應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟條件，考慮管網(wǎng)的造價和經(jīng)營管理費用，選定合適流速。從上式中可以看出，流量已定時，管徑和流速的平方根成反比，流速減少時，管徑增大，相應(yīng)的管網(wǎng)造價增加，但管網(wǎng)中的水頭損失減小，水泵所需揚程降低，經(jīng)營電費可以節(jié)約。相反，如果流速用的大些，管徑雖然減小，管網(wǎng)造價有所下降，但水頭損失增大，經(jīng)營電費增加。因此，一般采用優(yōu)化法求得最優(yōu)解，具體表現(xiàn)為，按一定年限內(nèi)（稱為投資償還期）管網(wǎng)造價和管理費用（主要是電費）之和為最小時的流速（經(jīng)濟流速）來確定管徑。在實際工程中，可簡便的應(yīng)用“界限流量法”確定管徑，其結(jié)果見附表附表附表5。 管網(wǎng)平差 管網(wǎng)平差的目的 管網(wǎng)平差的目的在于求出水源，供水量，管段的流量和管徑以及節(jié)點的水壓。管網(wǎng)平差是在已定管徑的基礎(chǔ)上，重新分配各管段的流量，直至符合連續(xù)性方程和能量方程。環(huán)狀網(wǎng)計算時，必須符合以下水力條件：（1）節(jié)點流量必須平衡，應(yīng)滿足連續(xù)性方程：Qi=∑qij=0（2）閉合環(huán)內(nèi)水頭損失必須平衡，應(yīng)滿足能量方程：∑Sigqig=0 電算平差 利用上述原則和理論，借助計算機進行管網(wǎng)平差。設(shè)計程序編制平差的目的在于根據(jù)初分流量和初擬管徑，上機進行平差，算出最大用水時管路水頭損失，確定二泵站揚程。 平差電算調(diào)試 上述平差所采用的管徑是據(jù)界限流量表選定的，流量的分配有不合理之處，并沒有涉及消防及事故情況，必須進行調(diào)整，以使整個管網(wǎng)流量分配更合理。平差結(jié)果見附表附表附表5。 輸水管水力計算 統(tǒng)一供水 統(tǒng)一供水輸水管水利情況見表3－3所示。表33 統(tǒng)一供水輸水管水力表材質(zhì)管徑（mm）管長(m)流量（L/s）條數(shù)水廠到用戶鑄鐵管8008302水廠到工業(yè)區(qū)鑄鐵管40031902穿鐵路管（1）鋼管700201穿鐵路管（2）鋼管300201穿鐵路管（3）鋼管250201 分質(zhì)供水 分質(zhì)供水輸水管水利情況見表3－4所示。表34 分質(zhì)供水輸水管水力表材質(zhì)管徑（mm）管長(m)流量（L/s）條數(shù)水廠到用戶鑄鐵管8008302水廠到工業(yè)區(qū)鑄鐵管4002402穿鐵路管（1）鋼管700201穿鐵路管（2）鋼管300201穿鐵路管（3）鋼管250201 管網(wǎng)消防和事故校核對于分質(zhì)及統(tǒng)一供水供水方案進行消防和事故校核。 消防校核 分質(zhì)供水消防校核 選擇控制點，反算校核消防時水泵揚程是否符合要求。（1）水泵揚程Hp 其中節(jié)點25作為控制點，水泵揚程計算公式如下：Hp1=Zc+Hc+ hc+hn+hs式中 Zc——管網(wǎng)控制點的地面標(biāo)高與清水池最低水位的高程差 (m)；Hc——控制點所需最小服務(wù)水頭 (m)；hc——輸水管道中的水頭損失 (m)；hn——管網(wǎng)中的水頭損失 (m)；hs——水泵吸水管路的水頭損失 (m)。，清水池處地面標(biāo)高，，則Zc=()=(m)節(jié)點25位于Ⅰ區(qū)，Hc=；輸水管長830m，管徑800mm，流量（2）L/s，查表知1000i=，則hc=830選擇兩條管網(wǎng)主干管計算路線，一條為12581112131825，另一條為1437171620232425，則hn1=+++++++=(m)hn2=++++++++=(m)hn=(+)=(m)所以Hp=++++=(m)（2）消防時水泵揚程H180。p 消防時水泵揚程的確定包括消防流量與消防水壓。① 消防流量 消防時的管網(wǎng)核算，按最高時用水量另行增加消防時的流量（同一時間的火災(zāi)次數(shù)為2次，一次滅火用水量55L/s），重新進行流量分配，見附表。② 消防水壓 消防水壓計算公式如下所示：H180。p=Zc+H180。c+h180。c+h180。n+h180。s式中 H180。c——消防時控制點自由水壓 (m)，；h180。c——輸水管道中的水頭損失 (m)；h180。n——管網(wǎng)中的水頭損失 (m)；h180。s——水泵吸水管路的水頭損失 (m)。輸水管長830m，管徑800mm，流量(+)2L/s，查表知1000i=，則h180。c=830(m)選擇最不利管段計算1437171620232425，因此，h180。n=++++++++=(m)所以H180。p=++++=(m)﹥(m) 不滿足要求，需對個別管段進行放大。將24～25管段管徑適當(dāng)放大至200mm，此時h180。n=++++++++=(m)H180。p=++++=(m)﹤(m) 選擇控制點，反算校核消防時水泵揚程是否符合要求。（1）水泵揚程Hp 其中節(jié)點25作為控制點，則水泵揚程計算公式如下：Hp1=Zc+Hc+ hc+hn+hs式中 Zc——管網(wǎng)控制點的地面標(biāo)高與清水池最低水位的高程差 (m)Hc——控制點所需最小服務(wù)水頭 (m)；