【正文】 2021年給水排水工程畢業(yè)設(shè)計 11 3 城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)設(shè)計 給水管網(wǎng)的基本設(shè)計計算 各項(xiàng)用水量計算 某城市總用水量的計算，應(yīng)包括設(shè)計年限內(nèi)該給水系統(tǒng)所供應(yīng)的全部用水：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；消防用水（水廠設(shè)計時，可不考慮此項(xiàng)）。 處理過的水必須滿足《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（ GB57492021）的規(guī)定。 最高日綜合生活用水量 1Q Nqf? 式中： q — 表示綜合生活用水定額：根據(jù)《室外給水設(shè)計規(guī)范》（ GB500132021）規(guī)定中小城市 供水標(biāo)準(zhǔn) 150 升 /人 日； N — 表示設(shè)計年限內(nèi) 計劃人口數(shù)：規(guī)劃人口 萬人； f — 表示 自來水普及率 ： 供水普及率 100%； 則： 31 1 5 0 2 1 .9 6 1 0 0 % 3 2 9 4 0Q fqN m d? ? ? ? ? 工業(yè)企業(yè)用水量 由工程概況可知，工業(yè)用水量為各大用戶用水量之和； XX 塑料廠 10L/s 縣石油化工助劑廠 10L/s 縣物資公司塑料廠 10L/s 全元素化肥廠 15L/s 油化長 15L/s 天河油罐廠 15L/s 2 1 0 1 0 1 5 1 0 1 5 1 5 7 5Q L s? ? ? ? ? ? ? 2021年給水排水工程畢業(yè)設(shè)計 12 澆灑道路和綠地用水量 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。 由 《室外設(shè)計給水規(guī)范》 （ GB500132021） 規(guī)定澆灑道路用水可按 最高日綜合生活用水和工業(yè)企業(yè)用水量的 30%— 50%，本設(shè)計取 30%。 則： ? ? 33 32 94 0 64 80 30 % 11 82 6Q m d? ? ? ? 管網(wǎng)漏損水量 城鎮(zhèn)配水管網(wǎng)的漏損水量宜按最高日綜合生活用水量 Q工業(yè)企業(yè)用水量Q澆灑道路和綠地用水量 Q3之和的 10%～ 12%計算，本設(shè)計取 10%。 則： ? ? 34 3 2 9 4 0 6 4 8 0 1 1 8 2 6 1 0 % 5 1 2 4 .6Q m d? ? ? ? ? 未預(yù)見用水量 未預(yù)見用水量應(yīng)根據(jù)水量預(yù)測時難以預(yù)見因素的程度確定，宜采用 Q1～ Q4 水量之和的 8%～ 12%，本設(shè)計取 8%。 則： 35 ( 3 2 9 4 0 6 4 8 0 1 1 8 2 6 5 1 2 4 .6 ) 8 % 4 5 0 9 .6Q m d? ? ? ? ? ? 給水廠的設(shè)計水量 最高日用水量為： 31 2 3 4 51 .1 ( ) 6 6 9 6 8 .2 2Q Q Q Q Q Q m d? ? ? ? ? ? ?總 本設(shè)計中水量約 7 萬立方米，屬于中等規(guī)模的給水工程。故最高日用水量不計入消防用水量。 消防用水量 根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》 （ GB500162021）該城市消防用水量定額為55L/S，同時火災(zāi)次數(shù)為 2 次。故城市消防用水量為： 6Q =55 2=110 SL/ 2021年給水排水工程畢業(yè)設(shè)計 13 一般最高日用水量中不計入消防用水量，這是由于消防用水時偶然發(fā)生的，其數(shù)量占總用水量比例較小，但是對于較小規(guī)模的給水工程，消防用水量占總用水量比例較大時，應(yīng)該將消防用水量計入最高日用水量。本設(shè)計中水量約 7 萬立方米每天，屬于中等規(guī)模的給水工程，故最高日用水量不計入消防用水量。 最高時用水量的計算 由 《室外給水設(shè)計規(guī)范》 （ GB500132021） 規(guī)定，城市供水中，時變化系數(shù)、日變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)城市性質(zhì)、城市 規(guī)模、國民經(jīng)濟(jì)與社會發(fā)展和城市供水系統(tǒng)并結(jié)合現(xiàn)狀供水曲線和日用水變化分析確定；在缺乏實(shí)際用水資料的情況下，最高日城市綜合用水的時變化系數(shù)宜采用 ～ ，日變化系數(shù)宜采用 ～ ，個別小城鎮(zhèn)可適當(dāng)加大。本設(shè)計時變化系數(shù)采用 。 Qh = 24dhQk = 24 226696851 .. ? =(m3 /h)≈(l/s) 式中 hK —— 最高日城市綜合用水時變化系數(shù)，采用 ～ ，本設(shè)計取 ； dQ —— 最高日用水量。 給水管網(wǎng)的布置 給水工程 給水管道系統(tǒng)的輸 水方式可采用重力式、加壓式或兩種并用方式，應(yīng)通過經(jīng)濟(jì)比較后選定。因?yàn)楸驹O(shè)計項(xiàng)目地區(qū)水廠位于海拔較高地區(qū)，與供水區(qū)域高差較大，所以選取用加壓方重力式輸水。 輸水管道系統(tǒng)宜選用管道或暗渠，為保證供水安全，清水輸水管應(yīng)選用管道。本設(shè)計中采用管道輸水。 輸水管道系統(tǒng)運(yùn)行中，應(yīng)保證在各種工況下，管道不出現(xiàn)負(fù)壓。 輸配水管道材質(zhì)的選擇，應(yīng)根據(jù)管徑、內(nèi)壓、外部荷載管道敷設(shè)區(qū)的地形、地質(zhì)、管材的供應(yīng)，按照運(yùn)行安全、耐久、減少漏損、施工和維護(hù)方便、經(jīng)濟(jì)合理以及清水管道防止二次污染的原則，進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、安全等綜合分析確定。管 材應(yīng)選用防暴、防裂和防腐蝕性能強(qiáng)，使用壽命長，運(yùn)輸安裝方便，價格合理，接口柔性。鑄鐵管經(jīng)久耐用，應(yīng)用較廣。在城市給水中，普遍用于輸配水的管道上，宜采用柔性接口。本設(shè)計采用球墨鑄鐵管。 輸水管線路的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求確定： （ 1） 盡量縮短管線的長度，盡量避開不良地質(zhì)構(gòu)造（地質(zhì)斷層、滑坡等） 2021年給水排水工程畢業(yè)設(shè)計 14 處，盡量沿現(xiàn)有道路或規(guī)劃道路敷設(shè)； （ 2） 減少拆遷，少占良田，少毀植被，保護(hù)環(huán)境； （ 3） 施工、維護(hù)方便，節(jié)省造價，運(yùn)行安全可靠。 輸配水工程 （ 1） 輸配水管渠布置的一般要求： ① 長距離輸水，在隆起點(diǎn)設(shè)置排氣閥，在低凹 點(diǎn)設(shè)置泄水閥； ② 配水管網(wǎng)應(yīng)根據(jù)用水要求，遍布整個給水區(qū)，供水到戶，保證用戶有足夠的水量與水壓； ③ 管道埋深要求：管徑 mmDN 300? 時，管底距凍土線距離為 mmDN 200? ，管徑 mm＜D N 500300 ? 時，管底距凍土距離為 ； ④ 管道法蘭接口應(yīng)設(shè)置于檢查井或地溝內(nèi)，特殊情況 需埋土里時，需加保護(hù)措施。 （ 2） 輸水管設(shè)計流量 從水源到水廠的輸水管設(shè)計流量等于城鎮(zhèn)最高日平均時供水量再加水廠自用水量，自用水量為供水量的 5%~10%，當(dāng)長距離輸水時，可增加水管的漏失水量。 從水廠到管網(wǎng)的輸水管的設(shè)計流量，在無調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時，按最高日最高時流量確定；有調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時，按最高時由水廠供應(yīng)得流量確定。 需供應(yīng)消防用水時，消防時設(shè)計流量應(yīng)根據(jù)有無調(diào)節(jié)構(gòu)筑物，分別加上清水池的消防補(bǔ)充水量或消防流量。 配水管網(wǎng)應(yīng)按最高日最高時供水量及設(shè)計水壓進(jìn)行水力平差計算，并應(yīng)分別按下列 3 種工況和要求進(jìn)行校核： ① 發(fā)生消防時的流量和消防水壓的要求； ② 最不利管段發(fā)生故障時的事故用水量和設(shè)計水壓要求。 輸水管線定線要求 按照《室外給水設(shè)計規(guī)范》（ GB50013— 2021）規(guī)定， （ 1）盡量縮短線路長度； （ 2）減少拆遷，少占農(nóng)田； （ 3）管渠的施工、運(yùn)行和維護(hù)方便。 （ 4）從水源至城鎮(zhèn)水廠或工業(yè)企業(yè)自備水廠的輸水管渠的設(shè)計流量，應(yīng)按最高日平均時供水量加自用水量確定。當(dāng)長距離輸水時，輸水管渠的設(shè)計流量應(yīng)計入管渠漏失水量。向管網(wǎng)輸水的管道設(shè)計流量，當(dāng)管網(wǎng)內(nèi)有調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時，應(yīng)按最高日最高時用水條件下，由水廠所負(fù)擔(dān)供 應(yīng)的水量確定；當(dāng)無調(diào)節(jié)構(gòu)筑物時，應(yīng)按最高日最高時供水量確定。 2021年給水排水工程畢業(yè)設(shè)計 15 注：上述輸水管渠，當(dāng)負(fù)有消防給水任務(wù)時，應(yīng)分別包括消防補(bǔ)充流量或消 防流量。 （ 5）水干管一般不宜少于兩條，當(dāng)有安全貯水池或其他安全供水措施時，也可修建一條輸水干管。輸水干管和連通管管徑及連通管根數(shù)，應(yīng)按輸水干管任何一段發(fā)生保障時仍能通過事故用水量計算確定。城鎮(zhèn)的事故水量為設(shè)計水量的70%，工業(yè)企業(yè)的事故水量按有關(guān)工藝要求確定。當(dāng)負(fù)有消防給水任務(wù)時，還應(yīng)包括消防水量。 （ 6）工業(yè)企業(yè)配水管網(wǎng)的形狀，應(yīng)根據(jù)廠區(qū)總圖布置和供水安全要求等因素確定。 配水管網(wǎng)定線原則 （ 1）配水系統(tǒng)管網(wǎng)的布置應(yīng)滿足以下要求： ① 按照城市規(guī)劃，考慮給水系統(tǒng)分期建設(shè)的可能，留有充分的發(fā)展余地； ② 必須安全可靠，當(dāng)局部管網(wǎng)發(fā)生故障時， 斷 水范圍應(yīng)該最小； ③ 管網(wǎng)均勻遍布整個給水區(qū)內(nèi)，保證用戶有足夠的水量和水壓； ④ 力求以最短距離敷設(shè)管線，以降低管網(wǎng)造價和經(jīng)營管理費(fèi)用。 城市給水管網(wǎng)的定線一般只限于管網(wǎng)中的干管以及干管之間的連接管，不包括從干管取水而分配到用戶的進(jìn)水管。干管延伸方向應(yīng)和二級泵站輸水到大用戶的水流方向一致，順?biāo)鞣较?，以最短的距離布置數(shù)條干管，干管從用水量 較大的街區(qū)通過。干管間距可根據(jù)街區(qū)情況，采用 500～ 800m。干管之間設(shè)有連接管，從而形成了環(huán)狀網(wǎng)。連接管作用在于局部管線損害時，可通過連接管重新分配流量，保證供水可靠。連接管間距一般在 800～ 1000m 之間。干管一般規(guī)劃道路定線，盡量避免在主要路面或高級路面下布線。管線在路面下的平面位置及標(biāo)高應(yīng)符合城市地下管線綜合設(shè)計要求，為減少造價，應(yīng)盡量減少穿越河流和鐵路。 考慮以上要求，對該市進(jìn)行管網(wǎng)定線，為供水安全，采用環(huán)狀網(wǎng)。 （ 1）管網(wǎng)用水戶分為兩類，一類稱為集中用水戶 ，另一類稱為分散用水戶。集中用水戶直接從節(jié)點(diǎn)上取水；分散用水戶從管段沿線取得用水，為了提高計算精度和合理性，配水長度不一定是實(shí)際長度，管段配水長度確定原則為：兩側(cè)無用水的輸水管，配水長度為零；單側(cè)用水管段的配水長度取其實(shí)際長度的 50%，只有部分管長配水的管段按實(shí)際比例確定配水長度；兩側(cè)全部配水的管段配水長度等于實(shí)際長度。 2021年給水排水工程畢業(yè)設(shè)計 16 （ 2）在確定了節(jié)點(diǎn)設(shè)計流量之后，利用質(zhì)量守恒定律來進(jìn)行流量的分配。按照節(jié)點(diǎn)流量平衡條件、依據(jù)供水經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性初步分配各管段設(shè)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(diǎn)）出發(fā)進(jìn)行管段設(shè)計流量分配，使供水流量沿較短的距離擴(kuò)散到整個管網(wǎng)的所有節(jié)點(diǎn)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(shè)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(jì)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(shè)計流量確定后，結(jié)合技術(shù)上允許的經(jīng)濟(jì)流速和當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)條件來確定經(jīng)濟(jì)管徑。主要原則是： （ 1）大管徑可取較大的經(jīng)濟(jì)流速，小管徑可取較小的經(jīng)濟(jì)流速。 （ 2）管段設(shè)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(jì)流速，反之取較小的經(jīng)濟(jì)流