第五章 給水管網(wǎng)工程規(guī)劃(8.9)

1、2010年9月20日(第8次課),第五章 給水管網(wǎng)工程設(shè)計,5.4 管段設(shè)計流量分配5.5 管段直徑的設(shè)計5.6 泵站揚(yáng)程和水塔高度的設(shè)計,1、 單水源樹狀網(wǎng) 樹狀管網(wǎng)每一管段的計算流量等于該管段后面各節(jié)點(diǎn)流量和大用戶集中用水量之和。,8,6,14,27,33,3,4,12,17,7,26,2,34,77,5,⑴,⑵,⑶,⑷,⑸,⑹,⑺,⑻,⑼,⑽,⑾,⑿,⒀,⒁,⒂,5.4 管段設(shè)計流量分配計算,環(huán)狀管網(wǎng)滿足連續(xù)性條件

2、的流量分配方案可以有無數(shù)多種。,2、環(huán)狀網(wǎng),⑴,⑵,⑶,⑷,⑸,⑹,⑺,⑻,⑼,方法和步驟：確定控制點(diǎn)位置，管網(wǎng)主導(dǎo)流向；參照主導(dǎo)流向擬定各管段水流方向，以最短距離供水到大用戶或邊遠(yuǎn)地區(qū)；盡量使平行的主要干管分配相近的流量（防止某些管段負(fù)荷過重），連接管要少分配流量，滿足沿線配水為限（主要作用是干管損壞時轉(zhuǎn)輸流量）各干管通過的流量沿主要流向逐漸減少，不要忽多忽少；應(yīng)滿足節(jié)點(diǎn)流量的平衡條件。 此分配值是預(yù)分配，用來選

3、擇管徑，真正值由平差結(jié)果定。,5.5 管段直徑設(shè)計,管徑和設(shè)計流量的關(guān)系：D－管段直徑，m； q －管段流量，m3/s； v －流速，m/s； A －水管斷面積，m3。確定管徑必須先選定設(shè)計流速。,設(shè)計流速的確定,技術(shù)上：為防止水錘現(xiàn)象，Vmax0.6m/s。 經(jīng)濟(jì)上：設(shè)計流速小，管徑大，管網(wǎng)造價增加； 水頭損失減小，水泵揚(yáng)程降低，電費(fèi)降低。一般設(shè)計流速采用優(yōu)化方法求得。 合理的

4、流速應(yīng)該使得在一定年限（投資償還期）內(nèi)管網(wǎng)造價與運(yùn)行費(fèi)用之和最小。,投資償還期內(nèi)的年度總費(fèi)用為：,,,選取經(jīng)濟(jì)流速時考慮的原則：p130-131,平均經(jīng)濟(jì)流速,界限流量表,以上是指水泵供水時的經(jīng)濟(jì)管徑確定方法，在求經(jīng)濟(jì)管徑時，考慮了抽水所需的電費(fèi)。重力供水時，由于水源水位高于給水區(qū)所需水壓，兩者的標(biāo)高差H可使水在管內(nèi)重力流動。此時，各管段的經(jīng)濟(jì)管徑應(yīng)按輸水管和管網(wǎng)通過設(shè)計流量時，供水起點(diǎn)至控制點(diǎn)的水頭損失總和等于或略小于可利用的水頭來確

5、定。,在使用各地區(qū)提供的經(jīng)濟(jì)流速或按平均經(jīng)濟(jì)流速確定管網(wǎng)管徑時，需考慮以下原則：,1）一般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）首先定出管網(wǎng)所采用的最小管徑（由消防流量確定），按υe確定的管徑小于最小管徑時，一律采用最小管徑；,3）連接管屬于管網(wǎng)的構(gòu)造管，應(yīng)注重安全可靠性，其管徑應(yīng)由管網(wǎng)構(gòu)造來確定，即按與它連接的次要干管管徑相當(dāng)或小一號確定；,4）確定管網(wǎng)管徑時，一般對于管網(wǎng)起端的大口徑管道可按略高于平均經(jīng)濟(jì)流速

6、來確定管徑，對于管網(wǎng)末端較小口徑的管道，可按略低于平均經(jīng)濟(jì)流速確定管徑，特別對確定水泵揚(yáng)程影響較大的管段，適當(dāng)降低流速，使管徑放大一號，較經(jīng)濟(jì)；,5）管線造價（含管材價格、施工費(fèi)用等）較高而電價相對較低時，取較大的經(jīng)濟(jì)流速，反之取較小的經(jīng)濟(jì)流速。,一、一級泵站水泵揚(yáng)程確定,,圖5-3 一級泵站揚(yáng)程計算1-吸水井；2-一級泵站；3-絮凝池,5.6 泵站揚(yáng)程與水塔高度的設(shè)計,二、二級泵站水泵揚(yáng)程和水塔高度的確定,1.無水塔管網(wǎng),圖

7、5-4 無水塔管網(wǎng)的水壓線1-最小用水時；2-最高用水時,,2.網(wǎng)前（前置）水塔管網(wǎng),,,,圖5-5 網(wǎng)前水塔管網(wǎng)的水壓線1-最高用水時；2-最小用水時,3.網(wǎng)后（對置）水塔管網(wǎng),,圖5-6 對置水塔管網(wǎng)的水壓線1-最高用水時；2-最大轉(zhuǎn)輸時,,,最高用水時,最大轉(zhuǎn)輸時,某城市供水區(qū)用水人口5萬人，最高日用水量定額為150Ｌ/(人·ｄ)，要求最小服務(wù)水頭為16ｍ。節(jié)點(diǎn)４接某工廠，工業(yè)用水量為400ｍ3/ｄ，兩班制，

8、均勻使用。城市各節(jié)點(diǎn)地面標(biāo)高見表。完成樹狀給水管網(wǎng)的設(shè)計計算,并求水塔高度和水泵揚(yáng)程。,5.7 樹枝網(wǎng)水力計算,各節(jié)點(diǎn)地面標(biāo)高,1．總用水量 設(shè)計最高日生活用水量： 50000×0.15＝7500m3/d＝86.81L/s 工業(yè)用水量： 400÷16＝25m3/h＝6.94L/s 總水量為： ΣQ＝86.81＋6.94＝93.75L/s 2．管線總長度：ΣL＝2425m，其中

9、水塔到節(jié)點(diǎn)0的管段兩側(cè)無用戶不計入。 3．比流量： (93.75－6.94)÷2425＝0.0358L/s,4．沿線流量：,5．節(jié)點(diǎn)流量：,6．干管水力計算：,,選定節(jié)點(diǎn)8為控制點(diǎn)，按經(jīng)濟(jì)流速確定管徑（可先確定管徑，核算流速是否在經(jīng)濟(jì)流速范圍內(nèi)）。干管：水塔-0-1-4-8 支管：1-2-3，4-5-6-7,干管水力計算表,7．支管水力計算：,8．確定水塔高度,,水泵揚(yáng)程：需要根據(jù)水塔的水深、吸水井最低水位標(biāo)

10、高、水泵吸水管路和壓水管水頭損失計算確定。,[練習(xí)] 樹枝網(wǎng)水力計算,已知樹狀網(wǎng)各管段長度，各節(jié)點(diǎn)流量和高程，設(shè)水廠供水水壓按滿足3層樓用水考慮，應(yīng)滿足自由水頭He＝16m。水廠二級泵站泵軸高程Zp為42.08m，水泵吸程（吸水高度Hs＋吸水管水頭損失hs）為4.0m，求二級水泵揚(yáng)程。,,,,,,,,,,,,,1,7,6,5,4,3,2,5.6,680,5.4,16.6,6.2,15.8,5.3,11.1,600,710,620,58

11、0,640,520,水廠,圖5-13 某樹枝網(wǎng)節(jié)點(diǎn)流量、管段長度,表5-6 某樹枝網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)地表高程,7,[解]（1）管網(wǎng)定線（已知）（2）計算干管的總長度（略）（3）計算干管的比流量（略）（4）計算干管的沿線流量（略）（5）計算干管的節(jié)點(diǎn)流量（已知）（6）定出各管段的計算流量（7）根據(jù)計算流量和經(jīng)濟(jì)流速，選取各管段的管徑（8）根據(jù)流量和管徑計算各管段壓降（9）確定4為控制點(diǎn)，根據(jù)管道壓降求出各節(jié)點(diǎn)水頭和自由水壓。

12、 （6）-（9）見水力計算表,設(shè)計工況水力分析計算結(jié)果,節(jié)點(diǎn)（4）水頭=16+44.69節(jié)點(diǎn)（3）水頭=16+44.69+10.58=71.27自由水壓=71.27-43.88=27.39（10）二級泵站水泵揚(yáng)程 ＝79.42-42.08＋ 3.16+4.0 ＝44.5（m),已知某城鎮(zhèn)給水管網(wǎng)最高用水時流量Qh=200L/s。各節(jié)