【正文】 ?新建和擴建的城市管網(wǎng)按最高時用水量 Qh計算，據(jù)此求出所有管段的直徑、水頭損失、水泵揚程和水塔高度 (當設(shè)置水塔時 )。 ?管網(wǎng)計算步驟 ? 求沿線流量和節(jié)點流量； ? 求管段計算流量； ? 確定各管段的管徑和水頭損失； ? 進行管網(wǎng)水力計算或技術(shù)經(jīng)濟計算； ? 確定水塔高度和水泵揚程。 ?除了新設(shè)計的管網(wǎng)，因定線和計算僅限于干管而不是全部管線的情況外，對改建和擴建的管網(wǎng)往往將實際的管網(wǎng)適當加以簡化，保留主要的干管，略去一些次要的、水力條件影響較小的管線。 ?管網(wǎng)圖形簡化是在保證計算結(jié)果接近實際情況的前提下，對管線進行的簡化。由兩條管線連接的分支管網(wǎng)，如它位于管網(wǎng)的末端且連接管線的流向和流量可以確定，也可進行分解，管網(wǎng)經(jīng)分解后即可分別計算。 ? 省略： 管線省略時，首先是略去水力條件影響較小的管線，也就是省略管網(wǎng)中管徑相對較小的管線，管線省略后的計算結(jié)果是偏于安全的。 ?干管網(wǎng)的節(jié)點包括： ? 水源節(jié)點，如泵站、水塔或高位水池； ? 不同管徑或不同材質(zhì)的管線交接點； ? 兩管段交點或集中向大用戶供水的點。 ?管段順序連接形成 管線 。 ? 環(huán)中不含其它環(huán)，稱為 基環(huán) 。 ? 多水源的管網(wǎng)，為了計算方便，有時將兩個或多個水壓已定的水源節(jié)點（泵站、水塔等）用虛線和虛節(jié)點0連接起來，也形成環(huán)，因?qū)嶋H上并不存在，所以叫做 虛環(huán) 。 ?節(jié)點流量： 是從沿線流量折算得出的并且假設(shè)是在節(jié)點集中流出的流量。 ?城市給水管線 ，沿管線配水，情況比較 復雜。 ?比流量：干管線單位長度的流量。有一側(cè)配水的管線，長（不配水）的管線；只園等無建筑物地區(qū)，不包括穿越廣場、公—干管總長度，—；和，—大用戶集中用水量總—；—管網(wǎng)總用水量，—；—比流量，—ms/Ls/LQ)ms/(L???????lqqlqQqss?沿線最高用水時和最大轉(zhuǎn)輸時的比流量不同，所以在管網(wǎng)計算時須分別計算。 ?沿線流量的計算： 。因為它忽視了沿線供水人數(shù)和用水量的差別，所以與各管段的實際配水量并不一致。 。邊上的管段，其兩側(cè)供積為梯形，在在街區(qū)短的管段，其兩側(cè)供水面長邊上法來劃分街區(qū)。 ? 管段起端的流量等于轉(zhuǎn)輸流量 qt加沿線流量 q1，到末端只有轉(zhuǎn)輸流量 qt ，因此從管段起點到終點的流量是變化的。這樣，沿管線不再有流量流出，即管段中的流量不再沿管線變化，就可根據(jù)該流量確定管徑。 ?q=qt+αq 1 ?折算系數(shù) α ：是把沿線變化的流量折算成在管段兩端節(jié)點流出的流量，即節(jié)點流量的系數(shù)。 ?城市管網(wǎng)中， 工業(yè)企業(yè)等大用戶 所需流量，可直接作為接入大用戶節(jié)點的節(jié)點流量。 ?沿線任一管段的 計算流量實際上包括 該管段兩側(cè)的 沿線流量 和通過該管段輸送到以后管段的 轉(zhuǎn)輸流量 。 ?求出節(jié)點流量后，就可以進行管網(wǎng)的流量分配，分配到各管段的流量已經(jīng)包括了沿線流量和轉(zhuǎn)輸流量 。 如 q34=q4+q5+q8+q9+q10 ?樹狀網(wǎng)的流量分配比較簡單，各管段的流量易于確定，并且 每一管段只有唯一的流量值。 任一節(jié)點的流量包括該節(jié)點流量和流向以及流離該節(jié)點的幾條管段流量。 ? 分配流量時，必須保持每一節(jié)點的水流連續(xù)性，也就是 流向任一節(jié)點的流量必須等于流離該節(jié)點的流量， 以滿足節(jié)點流量平衡的條件。的管段流量，到節(jié)點—從節(jié)點—；的節(jié)點流量，—節(jié)點—s/Ljiqs/Li0ijiijiqqq ? ??假定離開節(jié)點的流量為正， 流向節(jié)點的流量為負。 ? 如果在分配流量時，對其中的一條，例如管段 1— 2分配很大的流量 q12，而另一管段 1— 4分配很小的流量q14，因 q12+q14仍等于 Q － q1 ，即保持水流的連續(xù)性，這時敷管費用雖然比較經(jīng)濟，但明顯和安全供水產(chǎn)生矛盾。 ? 環(huán)狀網(wǎng)可以有許多不同的流量分配方案，每一方案所得的管徑也有差異，管網(wǎng)總造價也不相等。 ? 環(huán)狀網(wǎng)流量分配時，應同時照顧經(jīng)濟性和可靠性。 ? 可靠性 是指能向用戶不間斷地供水，并且保證應有的水量、水壓和水質(zhì)。 ? 環(huán)狀網(wǎng)流量分配的步驟 ? 按照管網(wǎng)的主要供水方向，初步 擬定各管段的水流方向 并 選定整個管網(wǎng)的控制點 。 ? 為了可靠供水， 從二級泵站到控制點之間選定幾條主要的平行干管線，這些平行干管中盡可能均勻地分配流量 ，并且符合水流連續(xù)性即滿足節(jié)點流量平衡的條件。 ? 和干管線垂直的連接管 ，其作用主要是溝通平行干管之間的流量，有時起一些輸水作用，有時只是就近供水到用戶，平時流量一般不大，只有在干管損壞時才轉(zhuǎn)輸較大的流量，因此連接管中 可分配較少的流量 。 ? 位于分界線上各節(jié)點的流量，往往由幾個水源同時供給。 ?各管段的管徑按下式計算 。 為了防止管網(wǎng)因水錘現(xiàn)象出現(xiàn)事故，最大設(shè)計流速不應超過 ~3m/s； 為了避免水中懸浮物質(zhì)在水管內(nèi)沉積，最低流速通常不得小于 ； 因此，須在上述流速范圍內(nèi)，根據(jù)當?shù)氐慕?jīng)濟條件，考慮管網(wǎng)的造價和經(jīng)營管理費用，來選定合適的流速。 流量相同時，如果流速取得小些，管徑相應增大， 此時 管網(wǎng)造價增加 ，可是管段中的水頭損失卻相應減小，因此水泵所需揚程可以降低， 經(jīng)常的輸水電費可以節(jié)約 。 ? 因此。 ? 在數(shù)學上表現(xiàn)為求 一定年限 t（稱為投資償還期）內(nèi)管網(wǎng)造價和管理費用（主要是電費）之和為最小的流速，稱為 經(jīng)濟流速 ，以此來確定管徑?！魉?，—；—管段流量，—；—管段直徑，—s/mvs/mqm43DvqD???投資償還期 t年內(nèi)的總費用及年折算費用 計。當流量已知時，則造價和管理費用與流速 v有關(guān)，因此 年折算費用既可以用流速 v的函數(shù)也可以用管徑 D的函數(shù)表示 。 ?年折算費用 W值隨管徑和流速的改變而變化，是一條 下凹的曲線 ，相應于曲線 最小縱坐標值的管徑和流速，就是最經(jīng)濟的。 ?由于水管有標準管徑，如 200mm， 250mm…等，分檔不多，按經(jīng)濟管徑方法算出的不一定就是標準管徑，這時可選用 相近的標準管徑 。 ?一般大管徑可取較大的平均經(jīng)濟流速，小管徑可取較小的平均經(jīng)濟流速。 ?流量和水頭損失的關(guān)系 ? 給水管網(wǎng)任一管段兩端節(jié)點的水壓和該管段水頭損失之間有下列關(guān)系： hij=Hi－ Hj Hi、 Hj——從某一基準面算起的管段起端 i和終端 j的水壓， m； hij——管段 ij的水頭損失， m。至于局部水頭損失，因和沿程水頭損失相比很小，通常忽略不計。—；—阻力系數(shù)，——水管內(nèi)徑；—或水力坡度；—單位長度水頭損失，—；，圓管滿流時，—水利半徑，——謝才系數(shù)；——管內(nèi)平均流速；—g8Di4DDD4RXARRC22822222222222CgvgvDgvDCggvRCgRCviRiCv?????????????????—流量?！芏伍L度；—；—指數(shù)，通常為—alsl2nsqa lqlaqh nnn??????? li?給水管的三種水流流態(tài) ? 阻力平方區(qū) ，此時比阻 a值僅和管徑及水管內(nèi)壁粗糙度有關(guān)，而和 Re數(shù)（雷諾數(shù)）無關(guān)，例如舊鑄鐵管和舊鋼管在流速 v≥／ s時或金屬管內(nèi)壁無特殊防腐措施時，就屬于這種情況； ? 過渡區(qū) ，此時，比阻 a值和管徑、水管內(nèi)壁粗糙度以及 Re數(shù)有關(guān)，例如舊鑄鐵管和舊鋼管在流速 v／ s時，以及石棉水泥管在各種流速時的情況； ? 水力光滑區(qū) ，此時比阻 a值和管徑及 Re數(shù)有關(guān)，但和水管內(nèi)壁祖糙度無關(guān)，例如應用塑料管和玻璃管時。 ?舍維列夫公式 ? 當水流在過渡區(qū)（ v），應在表 5—2的 a值上乘以修正系數(shù) K， K值見表 5—3。 ? ??！Π霃?，—；般采用土管和鋼筋混凝土管一—管壁粗燥系數(shù)，混凝——指數(shù)，—）（謝才系數(shù)巴甫洛夫斯基公式中，22222522261612/1yD0 0 2 0 2 aqD0 0 2 0 2 aqi0 1 D0 0 1 7 4 aqD0 0 1 7 4 aqi0 1 ,qDC64aqi4Dn1Rn1C61mR0 1 ~0 1 s/mRn1C?????????????????????????????巴甫洛夫斯基公式 ? 巴甫洛夫斯基公式中的比阻 a值 ?海曾 —威廉公式 頭損失。度的水頭損失水力坡度也就是單位長中，就可以得到帶入式；將已知，即可確定出已知，；；據(jù)上式確定出已知，確定出后即可根已知、值；管材確定后即可取定出。 ? 環(huán)狀網(wǎng) 管段數(shù) P、節(jié)點數(shù) J（包括泵站、水塔等水源節(jié)點）和環(huán)數(shù) L之間的關(guān)系： P=J+L－ 1 ? 樹狀網(wǎng) 環(huán)數(shù) L=0，所以 P=J－ 1 ?管網(wǎng)計算時，節(jié)點流量 qi= ∑q1 、管段長度l、管徑 D和阻力系數(shù) λ 等為已知，需要求解的是管網(wǎng)各管段的流量 qij（此處求解的是最終滿足要求的管段流量而并非是初分流量）或水壓 Hi，所以 P個管段就有 P個未知數(shù)。 ?管網(wǎng)計算的原理是基于 質(zhì)量守恒和能量守恒 ，由此得出 連續(xù)性方程和能量方程 。 ? 離開節(jié)點的流量為正，流向節(jié)點的流量為負。因為 J個節(jié)點可以對應 J個類似的方程，但其中任一方程可從其余 J－ 1個方程導出。 ?水流順時針方向的管段水頭損失為正，逆時針方向的為負 。流離節(jié)點的管段流量為方向而定，這里假定出該節(jié)點的各管段流量總括號內(nèi)的正負號視進。 ?在管網(wǎng)水力計算時，根據(jù)求解的未知數(shù)是管段流量還是節(jié)點水壓，可以分為 解環(huán)方程、解節(jié)點方程和解管段方程 三類，在具體求解過程中可采用不同的算法。為此必須多次將 各管段的流量反復調(diào)整 ，直到滿足能量方程，從而得出各管段的最終流量和水頭損失。由于環(huán)狀網(wǎng)中，環(huán)數(shù)少于節(jié)點數(shù)和管段數(shù)，相應的以環(huán)方程數(shù)為最少，因而成為 手工計算時的主要方法 。節(jié)點的水壓已知后，即可以 從任一管段兩端節(jié)點的水壓差得出該管段的水頭損失 ，進一步從流量和水頭損失之間的關(guān)系 算出管段流量 。 ?解節(jié)點方程是應用 計算機求解 管網(wǎng)計算問題時，應用最廣的一種算法。 ?需借助 計算機 才能快速求解 。而解管段方程，則是通過一定手段的簡化上來就同時解連續(xù)性方程（不初分流量）和能量方程，因此工作量大，需電算，但所得結(jié)果直接就是滿足要求的管段最終流量和水頭