【文章內(nèi)容簡介】 長度，管段配水長度確定原則為：兩側無用水的輸水管，配水長度為零；單側用水管段的配水長度取其實際長度的50%，只有部分管長配水的管段按實際比例確定配水長度；兩側全部配水的管段配水長度等于實際長度。（2）在確定了節(jié)點設計流量之后，利用質(zhì)量守恒定律來進行流量的分配。按照節(jié)點流量平衡條件、依據(jù)供水經(jīng)濟性和安全可靠性初步分配各管段設計流量：①從水源或多個水源（指供水泵站或水塔等在最高時供水的節(jié)點）出發(fā)進行管段設計流量分配，使供水流量沿較短的距離擴散到整個管網(wǎng)的所有節(jié)點上去，這一原則體現(xiàn)了供水的目的性。②在遇到要向兩個或兩個以上方向分配設計流量時，向主要供水方向（如通向密集用水區(qū)或大用戶的管段）分配較多的流量，向次要供水方向分配較少的流量，這一原則體現(xiàn)了供水的經(jīng)濟性。③確定兩條或兩條以上平行的主要供水方向，并且在平行供水方向上分配相接近的較大流量，垂直主要供水方向的管段上也要分配一定的流量，使得主要供水方向上管段損壞時，流量可通過這些管段繞道通過，這一原則體現(xiàn)了供水的可靠性。管段設計流量確定后，結合技術上允許的經(jīng)濟流速和當?shù)氐慕?jīng)濟條件來確定經(jīng)濟管徑。主要原則是：（1）大管徑可取較大的經(jīng)濟流速，小管徑可取較小的經(jīng)濟流速。 （2）管段設計流量占整個管網(wǎng)供水流量比例較小時取較大的經(jīng)濟流速，反之取較小的經(jīng)濟流速。 （3）從供水泵站到控制點的管線上的管段可取較小的經(jīng)濟流速，其余管段可取較大的經(jīng)濟流速。 （4）管線造價較高而電價相對較低時取較大的經(jīng)濟流速，反之取較小的經(jīng)濟流速。 （5）管段設有對置水塔時，在水塔供水的分界區(qū)域，管段設計流量可能特別小，選擇管徑是要適當放大，因為當水塔轉輸時，這些管段可能需要輸送較大的流量。（6） 重要的輸水管，或向遠離主管網(wǎng)大用戶供水的輸水管，在未連成環(huán)狀網(wǎng)且輸水末端沒有保證供水可靠性的儲水設施時，應采用平行雙條管道。（7）根據(jù)流速確定管徑的條件如下表 表31 流速與管徑之間的關系表條 件流 速 值最高和最低允許流速，~，為避免管內(nèi)淤積，經(jīng)濟流速、電費、用水規(guī)律都有不同，所以各城市的經(jīng)濟流速不可能一致，也就不能互相任意套用。一般大管徑的經(jīng)濟流速大于小管徑的經(jīng)濟流速。目前還缺乏各城市經(jīng)濟流速的資料，并因求管網(wǎng)各管段經(jīng)濟流速的方法比較復雜，設計中很少應用界限流速（流量），從經(jīng)濟流速求得的管徑不一定是標準管徑，必須選用相近的標準管徑。這就是說，每種標準管徑不只對應于一個經(jīng)濟流量（流速），而是有一經(jīng)濟流量界限，在界限流量范圍內(nèi)，這一管徑都是經(jīng)濟的。管段流量在界限流量時，選擇較大或較小管徑的管徑同樣經(jīng)濟.平均經(jīng)濟流速，可以平均經(jīng)濟流速為依據(jù)，根據(jù)管段流量從水力計算表找出合適的管徑：中小管徑d=100~~，~ ①因為經(jīng)濟流速計算復雜，有時簡便地采用界限流量表確定經(jīng)濟管徑。②在計算條件不具備時，設計中也長采用平均經(jīng)濟流速來確定管徑，得出的是近似經(jīng)濟管徑。③在設計中也常采用空水力坡度4‰6‰的方法來控制水頭損失，得到相應的經(jīng)濟流速。輸水管道及配水管網(wǎng)是給水工程中的重要組成部分，在投資比重上占有工程總金額的很大比例，而管材又是構成管網(wǎng)的主要內(nèi)容，選擇管材的基本原則是：能承受要求的內(nèi)壓和外荷載，使用性能可靠，維修工作量少，施工方便，使用年限長，內(nèi)壁光滑，輸水能力基本保持不變，造價低。據(jù)有關資料介紹，目前用于給排水輸水工程的管渠主要有明渠、暗渠，有現(xiàn)澆鋼筋混凝土管、混凝土管，鋼筋混凝土管、丹麥管（蕊模振動成型工藝的鋼筋混凝土管），石棉水泥管，自應力鋼筋混凝土鑄鐵管，普壓灰口鑄鐵管，焊接鋼管（無縫鋼管），硬聚氯乙烯管（UPVC管），玻璃纖維纏繞成型復合管和離心澆鑄成型玻璃纖維增強復合管（HOBAS管）等。（1）用自流渠道輸送大水量源水，有就地取材的優(yōu)點，但往往受地形所限，選擇線路困難，增加渠道長度。而開敞的明渠有易污染，滲漏及發(fā)生用水爭端等弊端，不宜廣泛采用。（2）現(xiàn)澆鋼筋混凝土渠道由于現(xiàn)場制作可節(jié)省管材運輸費用，一般比相似口徑鋼管減少投資約40%。但低壓渠道受內(nèi)壓所限，長距離輸送。要增加中途泵站，當需增加輸水量時不能升壓。且因密閉性較差，不宜用作輸送出廠水。（3）預應力鋼筋混凝土管，價格較低，能承受一定壓力。但因配件不全，接口尺寸欠精確造成滲漏及不能承受較高壓力等原因，不宜繼續(xù)用于輸配水管網(wǎng)，并應將質(zhì)量較差的管道逐步更新。管口有三種做法：承插、企口和平口。為克服預應力鋼筋混凝土管存在的缺陷，近年引進鋼套筒預應力鋼筋混凝土管（PCCP管）生產(chǎn)技術。由于管身中央有1～2mm厚的鋼板，可保證其不透水性，其接口采用鋼環(huán)承插口，橡膠圈止水可防滲漏，在國外已使用50年，事故率低。其價格比預應力鋼筋砼管略高，但比鋼管節(jié)省鋼材70～80%，且不易腐蝕，是大水量輸水管較為理想的材料。（4）灰口鑄鐵管是以往應用廣泛的管材，但因質(zhì)脆，易爆管，接口麻煩及內(nèi)壁結垢等原因，國外已逐步被球墨鑄鐵管（可延性鑄鐵管）替代。球墨鑄鐵管是以鎂或烯土鎂合金球化劑在澆注前加入鐵水中，使管材具有較高的強度和延伸率。同口徑管道壁厚為灰口鑄鐵管的1/2?？菇訌姸冉咏附愉摴埽淇垢g性比鋼管高3～4倍，采用橡膠圈接口，施工方便。按國內(nèi)生產(chǎn)的球墨鑄鐵管價格，與灰口鑄鐵管比較基本相當，但比鋼管要低，目前球墨鑄鐵管最大口徑為1000mm，宜用作輸配水管道。接口方式有承叉式剛性接口（麻填塞、石棉水泥接口、膨脹水泥砂漿接口、鉛接口、橡膠圈填塞）和承叉式柔性接口（楔形橡膠圈接口，角唇形、圓形、螺栓壓蓋型和中缺型膠圈接口）（5）鋼管有限的機械強度，可承受較高的外壓和內(nèi)壓，但按其性能，極易腐蝕。鋼管需做內(nèi)外防腐及電化學保護，不但費工費錢，且不宜做好。因此，除特殊情況外，盡可能減少鋼管的使用，以延長整個管網(wǎng)系統(tǒng)的耐久性。鋼管主要采用焊接口，還有法蘭接口及各種柔性接口。（6）硬聚氯乙烯管（UPVC管）優(yōu)點是加工安裝方便，不結垢，無毒、輕質(zhì)及表面光滑。但部份管材質(zhì)脆，不耐外壓及沖擊，膨脹系數(shù)較大是其弱點。經(jīng)改良后，質(zhì)量有所提高，UPVC管施工費比鋼管、鑄鐵管、鋼筋混凝土管施工費用減少10～20%。接口方式有：焊接，法蘭連接，承插粘接，膠圈連接。（7）聚乙烯管(PE管)有良好的衛(wèi)生性能，材質(zhì)無毒，管材不結垢，不滋生細菌?？垢g性高，杜絕了飲用水的二次污染，且內(nèi)壁光滑，摩擦系數(shù)低，介質(zhì)通過能力高，耐磨性能好。PE管韌性好，耐沖擊強度高，耐強震扭曲，管材質(zhì)輕，僅為鑄鐵管或鋼管的1/7～1/8，熔接工藝簡單，施工方便，工程綜合造價低。PE管有長久的使用壽命。在額定溫度、壓力狀況下，PE管道可安全使用50年以上。接口形式有：絲口連接法，焊接法，承插粘接法，熱熔壓緊法及鋼管插入搭接法。按目前所掌握的資料，管材的選用要因地制宜，著眼未來，根據(jù)XX縣經(jīng)濟現(xiàn)狀及XX縣給水管網(wǎng)設計規(guī)模，本設計輸配水系統(tǒng)管道采用球墨鑄鐵管。，且為了滿足以下三個因素的要求：；；。給水管網(wǎng)的主要附件有調(diào)節(jié)流量或水壓用的閥門、供應消防用水的消火栓、檢測管網(wǎng)流量的流量計、控制水流方向的單項閥、安裝在管線高處的排氣閥和安全閥、安裝在管線最低點的泄水閥等。管網(wǎng)中的這些附件一般安裝在閥門井內(nèi)，閥門井一般用磚砌或用石砌或鋼筋混凝土建造，閥門井應有抗浮穩(wěn)定性。承插式接口的管線，在彎管處、三通處、水管盡端的蓋板上以及所管處，都會產(chǎn)生拉力，接口出現(xiàn)松動脫節(jié)而使管線漏水。 設計用水量管網(wǎng)設計用水量采用最高日最高時用水量，即Q==。 最高時管網(wǎng)平差計算（1）比流量計算 =（）/式中 ——按管段配水長度分配沿線流量的比流量（） ——各管段沿線配水長度之和（m）, ——各集中用戶的集中流量（）代入具體數(shù)據(jù)得 （2）沿線流量計算 ==（）/式中——各管段沿線流量——各管段配水長度（m）（3）節(jié)點流量計算 =—+ J=1,2,3,……，N式中N ——管網(wǎng)圖的節(jié)點總數(shù)——節(jié)點J的節(jié)點設計流量（）——最高位時位于節(jié)點J的集中流量（）——位于節(jié)點J的（泵站或水塔）供水設計流量（） —— 最高時管段I的沿線流量（）SJ ——節(jié)點J的關聯(lián)集，即與節(jié)點J關聯(lián)的所有管段編號的集合（4）最高時管網(wǎng)沿線流量分配與平差計算 采用哈代克羅斯算法平差方法，進行管網(wǎng)水力計算。本次平差采用計算機Excel進行平差，水頭損失采用海曾威廉公式計算。哈代克羅斯法可用下列步驟： ① 根據(jù)設計流量，擬定各管段的水流方向，按照每一節(jié)點滿足的條件，并考慮供水可靠性，進行流量分配；②根據(jù)管段流量qij、平均經(jīng)濟流速（D=100400mm，v=；D=400mm，v=））、界限流速確定管徑；③計算各環(huán)每一管段的最初水頭損失，求出閉合差△h，假定環(huán)內(nèi)水流順時針方向的流量水頭損失為正，水流逆時針方向管段中的流量水頭損失為負；④計算△h—各環(huán)水頭損失代數(shù)和，△h0，說明順時針方向管段中，分配的流量多了些，反之，則流量分配的少了些；⑤求各環(huán)的△q；⑥進行管段流量的初次調(diào)整。設管網(wǎng)布置圖上的校正流量以順時針方向為正，逆時針方向為負，凡是流向和校正流量△q方向相同的管段，加上校正流量，否則減去校正流量；⑦在以初次調(diào)整后的管段流量為基礎，再求各環(huán)的△h，直到小環(huán)＜，大環(huán)＜。對電算精度可任取，~。 最高日最高時給水管網(wǎng)平差計算 平差基本數(shù)據(jù)： （1）平差類型：最高日最高時平差。 （2）計算公式：海曾威廉公式 式中：l — 管段長度，m； D — 管徑，m； q — 流量，； C — 系數(shù)，130。（3）計算溫度：13 ，運動粘度ν= （4）局部損失系數(shù)： （5）給水管網(wǎng)各節(jié)點參數(shù)如表32所示： （6） 給水管網(wǎng)各管道參數(shù)表 （7）管網(wǎng)平差結果特征參數(shù) 水源點 1: 節(jié)點流量(L/s): 節(jié)點壓力(m): 最大管徑(mm): 最小管徑(mm): 最大流速(m/s): 最小流速(m/s): 水壓最低點 6, 壓力(m): 自由水頭最低 4, 自由水頭(m): （8）最高時管網(wǎng)平差平面圖（見附圖一） 給水管網(wǎng)是按最高日最高時用水流量進行設計的，管道直徑、水泵揚程和高位水池高度等都是按此時的工況設計的，雖然都已經(jīng)滿足，但在一些特殊情況下不一定能保證用戶對水量水壓的要求，如城鎮(zhèn)發(fā)生火災需管網(wǎng)提供消防滅火流量、管網(wǎng)發(fā)生事故某些管段損壞時。所以對管網(wǎng)在這些情況下進行校核，看是否滿足供水流量與水壓的要求。由于供水流量和壓力是緊密聯(lián)系的，所以校核指標同時包括供水流量和壓力要求兩個方面。采用水頭校核法：即假定供水流量要求可以滿足，通過水力分析求出供水壓力，校核其是否可以滿足要求。給水管網(wǎng)的設計流量未計入消防流量，當火災發(fā)生在最高日最高時時，消防流量比較大，管網(wǎng)以保證滅火用水為主。為了安全起見，按最高時用水量加上消防流量的工況進行消防校核。 （1），查城鎮(zhèn)、居民區(qū)室外消防用水量表知同一時間火災次數(shù)為2次，一次滅火用水量為55L/s。 （2）火災流量全部由二級泵站供給， （3）本次校核采用計算機Excel進行校核，水頭損失采用海曾威廉公式計算。 （4）： 管網(wǎng)消防校核各節(jié)點參數(shù)表（5）：（6）管網(wǎng)平差結果特征參數(shù) 水源點 1: 節(jié)點流量(L/s): 節(jié)點壓力(m): 最大管徑(mm): 最小管徑(mm): 最大流速(m/s): 最小流速(m/s): 水壓最低點 6, 壓力(m): 自由水頭最低 4, 自由水頭(m): （7）消防校核平面圖（見附圖二）管網(wǎng)主要管線損壞時必須及時檢修，在檢修和恢復供水前，該管段停止輸水，整個管網(wǎng)的水力特性改變，供水能力降低。根據(jù)國家有關規(guī)定，城市給水管網(wǎng)在事故工況下，必須保證70%以上用水量。（1）一般按最不利事故工況進行校核，即考慮靠近供水泵站主干管[7]在最高時損壞的情況；節(jié)點壓力仍按設計時的服務水頭要求；（2）管網(wǎng)用水量按最高時用水量的70%計算；（3）二級泵站供水量按最高時供水量的50%計算，（4）采用水頭校核法，各節(jié)點壓力滿足設計最高時服務水頭。經(jīng)過校核，均可符合要求。 （5）本次校核采用計算機Excel進行校核，水頭損失采用海曾威廉公式計算。 （6）管網(wǎng)事故校核各節(jié)點參數(shù)如表36所示：表36管網(wǎng)消防校核各節(jié)點參數(shù)表（7）管網(wǎng)事故校核各管道參數(shù)如表37所示：表37管網(wǎng)事故校核各管道參數(shù)表 （8）管網(wǎng)平差結果特征參數(shù) 水源點 1: 節(jié)點流量(L/s): 節(jié)點壓力(m): 最大管徑(mm): 最小管徑(mm): 最大流速(m/s): 最小流速(m/s):