【正文】 《凈水廠設(shè)計(jì)》鐘淳昌主編，中國建筑工業(yè)出版社， 《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》 GB57492020 河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院市政工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) PA 縣給水工程初步設(shè)計(jì) 第 2 章 水量計(jì)算 用水量計(jì)算 根據(jù) PA 縣縣城總體規(guī)劃及有關(guān)部門提供的資料，縣城人口 2020 年用水人口為 萬人， 2020 年規(guī)劃人口為 9 萬人， 2020 年規(guī)劃人口為 12 萬人，現(xiàn)城區(qū)面積為 公頃，城區(qū)規(guī)劃面積 2020 年為 公頃， 2020 年為 公頃。 一、預(yù)測采用的基本數(shù)據(jù) （ 1）給水指標(biāo) 根據(jù)規(guī)劃： 人均最高日綜合生活用水定額： 2020 年 200 1/人日（包括居民生活用水和公共建筑用水） 2020 年 250 1/人日 （ 2）生活用水普及率 2020 年 98％ 2020 年 100％ （ 3）工業(yè)用水指標(biāo) 根據(jù) 2020 年 PA縣統(tǒng)計(jì)的資料，縣城用水量 1260 萬 m3，其中工業(yè)用水 820萬 m3，占總用水量的 65％，生活用水 440 萬 m3，占總用水量的 35％，據(jù)此推算，工業(yè)用水量預(yù)測按工業(yè)：生活 =13:7 計(jì)。 （ 4）工業(yè)自備水用水率：近期 25％，遠(yuǎn)期 10％。 （ 5）市政及其它用水量取生活用水量，生產(chǎn)用水量之和的 10％。 （ 6）城鎮(zhèn)的未預(yù)見用水量及管網(wǎng)漏失水量 根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況未預(yù)見用水量及管網(wǎng)漏失水量，按最高日用水量的 15％合并計(jì)算。 考慮到本次設(shè)計(jì)所供資料的特殊性，采用綜合用水量法。 綜合用水量法 根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB 500132020） 、 設(shè)計(jì)水量由綜合生活用水 (包括居民生活用水和公共建筑用水 )、工業(yè)企業(yè)用水、澆灑道路和綠地用水、 管網(wǎng)漏損水量、未預(yù)見用水組成： Q1 由 設(shè)計(jì)資料提供規(guī)劃人均最高日綜合生活用水定額： 2020 年 200 /( d)L ?人（包括居民生活用水和公共建筑用水） ， 2020 年 250 /( d)L ?人 ，則綜合生活用水河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院市政工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) PA 縣給水工程初步設(shè)計(jì) 量為： 11 q Nf1000Q ?? 式中 Q1—綜合生活用水量，（ 3/md）； 1q —綜合生活用水定額，（ /( d)L ?人 ）； N—人口，（人）； f —給水普及率， 2020 年 98%， 2020 年 100%. Q1=200*90000*98%/1000=17640 3/md(近期 ) Q10=250*120200*100%/1000=30000 3/md(遠(yuǎn)期 ) Q2 根據(jù) 2020 年 PA 縣統(tǒng)計(jì)的資料，縣城用水量 1260 萬 m3，其中工業(yè)用水 820萬 m3，占總用水量的 65％，生活用水 440 萬 m3，占總用水量的 35％，據(jù)此推算，工業(yè)用水量預(yù)測按工業(yè)：生活 =13:7 計(jì)。 Q2=Q1*13/7=32760 3/md(近期 ) Q20=Q10*13/7=55700 3/md（遠(yuǎn)期） Q3 工業(yè)自備水用水率：近期 25%，遠(yuǎn)期 10%。 Q3=32760*25%=8190 3/md（近期） Q30=55700*10%=5570 3/md（遠(yuǎn)期） Q4 根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500132020） 澆灑道路和綠地用水量應(yīng)根據(jù)路面、綠化、氣候和土壤等條件確定。 而本次設(shè)計(jì)中所供資料直接取值為：市政及其他用水量去生活用水量，生產(chǎn)用水量之和的 10%。 Q4=（ Q1+Q2Q3） *10%=4221 3/md（近期） Q40=（ Q10+Q20Q30） *10%=8013 3/md（遠(yuǎn)期） 根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500132020） ，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況未預(yù)見用水量及管網(wǎng)漏失水量，按最高日用水量的 15%合并計(jì)算 。 即： Q5=（ Q1+Q2Q3+Q4） *15% 河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院市政工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) PA 縣給水工程初步設(shè)計(jì) 式中 Q5—管網(wǎng)漏失水量 及未預(yù)見用水量 ，（ 3 /md）； Q5=（ 17640+327608190+4221） *15%=6965 3/md（近期） Q50=（ 30000+557005570+8013） *15%=13222 3/md（遠(yuǎn)期） 則 城鎮(zhèn)管網(wǎng)規(guī)模： Q 管 =Q1+Q2Q3+Q4+Q5=53396 3/md 根據(jù)《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB500132020 水處理構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)水量，應(yīng)按最高日供水量加水廠子用水量確定。 水廠自用水率應(yīng)根據(jù)原水水質(zhì)，所采用的處理工藝和構(gòu)筑物類型等因素通過計(jì)算確定。一般可采用設(shè)計(jì)水量的 5%—— 10%。當(dāng)濾池反沖洗水采取回用時(shí)，自用水率可適當(dāng)減小。本次設(shè)計(jì)采用自用水系數(shù) 5%。 Q6=Q 管 *5%=2667 3/md 則 水廠 運(yùn)行 規(guī)模為： Q 設(shè) =Q1+Q2Q3+Q4+Q5+Q6=56065 3/md（近期） Q 設(shè) 0=（ Q10+Q20Q30+Q40+Q50） *（ 1+5%） =106434 3/md（遠(yuǎn)期） 本次設(shè)計(jì)中水廠設(shè)計(jì)規(guī)模取 60000 3/md（近期），遠(yuǎn)期水廠設(shè)計(jì)規(guī)模120200 3/md。 說明如下表 水廠規(guī)模（ 3/md） 近期 遠(yuǎn)期 運(yùn)行規(guī)模 56065 106434 設(shè)計(jì)規(guī)模 60000 120200 河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院市政工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) PA 縣給水工程初步設(shè)計(jì) 第 3 章 管網(wǎng)水力計(jì)算 管網(wǎng)定線 給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)，要充分利用所在地區(qū)的有利條件，避開不利的自然條件，在現(xiàn)有的環(huán)境條件下，運(yùn)用合理的技術(shù)，使工程投資和運(yùn)行費(fèi)用最低，而且安全、可靠，滿足用戶對水質(zhì)、水量、水壓的近遠(yuǎn)期要求。 干管定線時(shí)可按下列步驟和要求進(jìn)行： 1．根據(jù)水源（二級泵站）、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 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，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)該位將來反戰(zhàn)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，對該城市管網(wǎng)進(jìn)行了布置，組成了環(huán)狀管網(wǎng)，共計(jì) 4 個(gè)環(huán)。具體布置情況見《城市管網(wǎng)總平面圖》 河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院市政工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) PA 縣給水工程初步設(shè)計(jì) 圖 31 管網(wǎng)布置圖 管網(wǎng)水力計(jì)算 最高日最高時(shí)流量 根據(jù) GB500132020， ，在缺乏實(shí)際用水資料情況下，最高日城市綜合用水的時(shí)變化系數(shù)宜采用 ，考慮到本次設(shè)計(jì)中對象為小城區(qū)， 本設(shè)計(jì)取。 最高日最高時(shí)流量： h p hQ Q K??=53396*集中流量（工業(yè)用水量）： q=（ Q2Q3） * =（ 327608190） * 干管計(jì)算總長度 l? =6778（ m） 干管比流量 Qs=（ Q?q ） /?L =（ ） *1000/6778= / （ sm） 式中： Qs— 為比流量， L / （ sm）； Q — 為管網(wǎng)總用水量， L / s； 河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院市政工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) PA 縣給水工程初步設(shè)計(jì) ?q — 為大用戶集中用水量總和， L / s； ?L — 為干管總長度， 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，長度按一半計(jì)算。 沿線流量 沿線流量計(jì)算見下表： 表 324 管網(wǎng)沿線流量 （ l/s） 管段編號 管長 配水長度 沿線流量 01 129 0 0 12 392 196 23 365 183 34 292 146 45 390 390 56 280 280 67 381 381 78 347 347 18 369 185 27 377 377 36 384 384 816 339 170 1518 311 311 1617 337 169 1516 465 233 511 187 187 1110 289 289 109 360 360 79 230 230 1014 71 71 1413 287 143 1213 114 57 1320 196 196 1419 280 280 321 274 274 2122 297 297 2123 388 388 2124 143 143 525 111 111 河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院市政工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) PA 縣給水工程初步設(shè)計(jì) 節(jié)點(diǎn)流量 節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算見下表： 表 325 節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算 （ l/s） 節(jié)點(diǎn)編號 節(jié)點(diǎn)流量 集中流量 節(jié)點(diǎn)總流量 1 15 0 15 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 10 55 11 0 12 130 13 0 14 0 15 0 16 0 17 0 18 0 19 0 20 0 21 0 22 140 23 0 24 0 25 130 總和 455 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)的流量河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院市政工程系畢業(yè)設(shè)計(jì) PA 縣給水工程初步設(shè)計(jì) 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： 0qq iji ??? 式中 iq —為節(jié)點(diǎn) i 的節(jié)點(diǎn)流量， L / s； ijq —為連接在節(jié)點(diǎn) i 上的各管段流量， L / s。 環(huán)狀管網(wǎng)流量分配： 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。 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)。 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。 根據(jù)管網(wǎng)中各管線的地位和功能來分配流量。分配流量時(shí)，無論是從管網(wǎng)的起端開始，還是從管網(wǎng)的末端開始，都應(yīng)滿足下列條件： 1）盡量使平行的主要干管分配相近的流量，以免個(gè)別主要干管段損壞時(shí)，其余管線負(fù)荷過量，使管網(wǎng)流量減少過多；主要干管與次要干管相匯合時(shí)，主要干管應(yīng)適當(dāng)多分些流量；干管與干管之間的連接管，主要作用是干管損壞時(shí)，將水從一條干管轉(zhuǎn)輸至另一條，因此不應(yīng)分配過大的流量，要有意識地少轉(zhuǎn)輸流量。 2）各干管所通過的流量應(yīng)沿管網(wǎng)主要流向逐漸減少，不要忽多忽少，更不要發(fā)生倒流。 3）流 量分配時(shí)，應(yīng)滿足節(jié)點(diǎn)流量平衡條件，即每一節(jié)點(diǎn)都應(yīng)按 0qq iji ???的條件核對。 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。 管網(wǎng)平差 在初分流量的基礎(chǔ)上進(jìn)行管網(wǎng)平差