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1、河北某新建城市供水管网的设计一、采用的设计数据：1 城市的计算人口： p=pWj=800270=216000人2 城市用水量考虑该城市建筑均为4层，室内一般有给排水卫生设备，且不考虑分区给水，按给水排水管网系统中综合生活用水定额表，选定综合生活用水量标准如下（举例）：MaxC=180 L /人天（1）居民最大一天用水量：Q1=qMaxCp=180216000/1000=38880 m3/d（2）工业企业用水量a、由任务书，工人在值班时生活用水量：SI ，按有关规范的规定及标准，采用如下： 热 车 间：q1=35 L/人班； 生活用水量 一般车间：q2=25 L/人班； 淋浴用水：q3=40 L
2、/人班（一般车间）列表计算如下： 表1 工人值班时生活用水量表 单位：L/d工程名称车 间类 别工人数量及分班生活用水量Si=q1（或q2）bn（l）淋浴用水量（l）Si=q3Nm总数N分班b1#企业热车间1600380035=28004040=32000其余车间80025=200002#企业热车间30003353000=105000402000=80000其余车间252000=500003#企业热车间20002351000=35000401000=40000其余车间251000=25000S1=Si=263000S2=Si=152000SI=S1+S2=451000 L/d = 415 m3
3、/d。b、工业用水量S：按工业的性质及参照有关类似工厂的经验，拟采用：1#企业生产用水量：1000 m3/d；2#企业生产用水量：5000 m3/d；3#企业生产用水量：1000 m3/d合计 S =7000 m3/dc、车站用水量S=2000 m3/d所以, Q2= S+S+S= 9415 m3/d（3）浇洒道路和绿地用水量考虑当地气候等情况，浇洒道路取1.5 L/次m2，每日按1次计算；绿地用水根据当地土壤和气候条件，平均取2.0 L/dm2。因之浇洒道路和绿地用水量为： （4）未预见水量及管网漏失水量这部分水量按正常供水（以上各项用水中消防用水除外）最高日用水量的15%计算，则为: =7
4、551.75 全城最大一天用水量： Qd=Q1+Q2+Q3+Q4 =57896.75 二、城市逐时用水量计算：取该城市综合生活用水量时变化系数Kh=1.2，综合生活用水量每小时占全天用水量的百分率见下表2第（2）列，其他的已知数据也列入表中。以下分项列表计算城市逐时用水量，计算结果列入下表2（由学生根据各自的数据进行计算）。最后，可由表2第（11）项，得到最高日最高时用水量。此外，还可以由表2第（12）项绘制该城市24小时用水量变化曲线（参见教材147页图7-1），并确定平均时变化系数=？表2 城市逐时用水量计算表时间城市综合生活用水量13#企业逐时用水合计（不考虑时变化）车站用水量浇洒道路/
5、绿地用水未预见水量（0.15乘）城市逐时用水量（3）至（10）之和占日水量比率逐时用水量热车间生活用水一般车间生活用水淋浴用水生产用水h%m3/hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/h%（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）（10）（11）（12）0-13.001166.45.542.92025083.330314.651822.843.151-23.001166.45.542.920250 83.33 0314.651822.843.152-33.001166.45.542.92025083.330314.651822.843.153-43.5013
6、60.85.542.92025083.330314.652017.243.484-53.501360.85.542.92025083.330314.652017.243.485-64.501749.65.542.92025083.330314.652406.044.166-74.501749.65.542.92025083.330314.652406.044.167-84.501749.67.724.4737.33312.583.330314.652509.64.338-94.501749.67.734.480312.583.34256.25314.662728.564.719-105.001
7、9447.724.470312.583.34256.25314.662922.945.0510-115.0019447.734.480312.583.34256.25314.662922.965.0511-125.0019447.734.480312.583.34256.25314.662922.965.0512-135.0019447.734.480312.583.34256.25314.662922.965.0513-144.501749.67.734.480312.583.34256.25314.662728.564.7114-154.501749.67.734.480312.583.3
8、4256.25314.662728.564.7115-164.501749.67.734.4857.33312.583.34256.25314.662785.894.8116-175.0019447.734.480312.583.330314.662666.74.6117-185.0019447.734.480312.583.330314.66 2666.74.6118-195.0019447.734.480312.583.330 314.662666.74.6119-204.501749.67.734.480312.583.330314.662472.34.2720-213.501360.8
9、7.734.480312.583.330314.662083.53.6021-223.501360.87.734.480312.583.330314.662083.53.6022-233.001166.47.734.480312.583.330314.661889.13.2623-243.001166.45.542.9257.3425083.330314.651880.183.25合计m3/d10038880S1=263S2=152700020002050Q4=7551.75Qd=57896.75100.0注：1、工业车间淋浴用水均匀分在3次交接班的时段内（3班情况）。 2、浇洒道路、绿地用水
10、均匀分在8-16点时段内三、最不利点服务水头由于城市建筑按4层混合结构考虑，所以H0= 20 m四、城市消防用水量：1按城市居民居住区计算： 城市人口： p=216000人 城市建筑： 全部按4层混合结构 由以上数据查城镇、居民区的室外消防用水量附表3，得 消防用水量：qx= 55 l/s 计算火灾次数：2次 2按工业生产类别及燃烧的危险性计算：1#工业：面积3.5公顷，厂房耐火等级三级，燃烧危险性丁类，最大车间体积不超过10000m32#工业：面积9.0公顷，厂房耐火等级三级，燃烧危险性丙类，最大车间体积不超过20000m33#工业：面积3.5公顷，其余情况同1#工业据以上数据查防火规范，表
11、28、表29，得：消防用水量：qx= 40 l/s（按需消防水量最大的2#工业计）计算火灾次数：1次最后结果应按居住区（不利情况）计算的结果采用。消防用水量：q= 110 l/s（按同一时间发生2次火灾计）五、环状管网的设计与计算A. 高日高时工况1、在附图上进行环状管网平面布置（即定线）定线的原则和方法见教材有关章节（要在图上标节点号、管段号、管长等），同时要注意节点的设置原则。2、计算沿线流量与节点流量 最高时用水量：QMAX = 2922.96=811.93 L/s 集 中 流 量： Q= 129.27 L/s 均 布 流 量： Q均步= QMAX -Q = 682.66 L/s 比 流
12、 量： qs= Q均步/l=0.10117 L/s (其中l为管段的计算长度)沿线流量与节点流量的计算见教材，计算完毕后，将节点流量标在附图管网的节上。 表3 沿线流量表管段管段长度（m）布水系数计算长度（m）沿线流量（L/S）比流量1197.5000.00 =682.66/6747.5=0.10117 L/s24400.522022.3635550.5277.528.074297.50.5148.7515.0553850.5192.519.4862950.5147.514.9275200.526026.3083200.516016.1992650.5132.513.1410552.50.52
13、61.2526.43116700.520520.74126800.551534.4013515151552.1014210121021.2515235123523.7716337.51337.534.1417295129529.8518382.51382.538.7019555155356.1520410141041.4821217.51217.522.0022295129529.8523295129529.85 24295129529.8525360136036.42 929016747.5682.66节点流量见表4：表4 节点流量计算表节点编号集中流量相应管段相应管段的流量相应管段相应管段
14、的流量相应管段相应管段的流量相应管段相应管段的流量管段流量节点流量10水源点0-811.7320222.261234.4028.3328.3330222.26328.071838.7044.5144.51415.09328.07415.052536.4239.7754.8650415.15519.4817.2717.2760519.48614.922429.8532.1232.12723.15614.92726.302229.8535.5458.6980726.30816.1921.2521.2590816.19913.412041.4835.5435.541067.07913.141026.
15、431352.1045.97113.041101026.431120.7423.5823.581201120.741234.401421.2538.2038.201301352.101421.251523.7248.5648.561401523.771634.141729.8543.8843.881501729.581838.701956.1562.3562.351601634.142122.002041.4848.8148.811702122.002229.852329.8540.8540.851823.961956.152329.852429.852536.4276.13100.09129
16、.27682.66 3、流量分配依据附图上各节点流量及水厂总供水量，在图上进行初次流量分配，且由用水情况拟定各管段流向。4、确定管径 各管段的管径按该管段的流量及经济流速计算求得，并将管径数值标在附图上。表5 平均经济流速与管径的确定管径mm平均经济流速（m/s）100400D4000.6.90.91.4对于干线之间的连接管，考虑到管网中出现事故时，可能要转输较大的流量，可以采用较大的管径。5、水头损失计算公式因为各管径不大于500（mm），可采用满宁公式，令：水头损失： 平差计算时，可取n=0.012，先计算每条管段的阻耗S值，并将其列于附图中各管段的下方。 水头损失也可以查给排水设计手册第
17、一册。6、平差计算计算工作可在附图上进行，用作图及列表的方法平差，见教材有关章节；也可以用计算机平差。由Si、qi决定每一管段的水头损失hi值，登记在附图各管段下方。初次流量分配以及以后各次校正后的流量分配也登记在附图中。各环的闭合差均写在环中的箭头上面，从上到下，依次排列，最下方的闭合差为最后平差的结果。顺时针为正，逆时针为负。各环校正流量：具体计算时不局限于某一环，而是从整体出发，分析各环闭合差数值的大小、正反向及其相互关系。在决定校正流量时，把具有同一方向闭合差的各环联系在一起进行校正，以求达到快速、准确的效果。重复上述校正过程,直至各环闭合差均小于0.5m，大环闭合差小于1.0m（见表
18、6）。表6 高日高时平差的计算环号管段管长管径初分流量第一次校正q(L/s)h(m)|sq|q(L/s)h(m)|sq|I24406003911.5180.004393.641.5380.00418382.5500200.350.9150.005196.750.8830.0041729530057.910.8980.01663.511.0800.01715235400-120.88-0.6730.006-113.6-0.5940.00514210500-200.56-0.5040.003-203.22-0.5170.00312680600-392.6-2.3650.006-389.96-2.3
19、330.006-0.2110.040.0570.039 =0.211/(20.04)=2.64 =-0.057/(20.039)=-0.73II3555400146.142.3230.016152.382.5240.0172536030051.010.8500.01759.931.1730.02019555300-80.09-3.2310.040-70.89-2.5310.03618382.5500-200.35-0.9150.005-196.75-0.8830.004-0.9740.0780.2830.077 =0.974/(20.078)=6.24=0.439/(20.079)=-1.84
20、III4297.5350200.561.1570.02937.591.0080.0275385200231.6050.07020.321.2520.06224295200-21.01-1.2060.049-23.46-1.2790.05525360300-51.01-0.8500.017-59.39-1.1730.0200.8860.165-0.1920.164=-0.524/(20.151)=-2.68=0.162/(20.165)=0.59IV1955530080.093.2310.04070.892.5310.0362329515010.001.0770.1087.270.5690.07
21、821217.5300-74.1-1.0840.015-78.99-1.2320.01616337.5400-134.91-1.2030.009-133.23-1.1730.00917295300-57.91-0.8980.016-63.51-1.0800.0171.1230.19-0.3850.156=1.3/(20.17)=-2.96=-0.852/(20.148)=-2.88V2429520021.011.0260.04923.461.2790.055629515011.891.5220.12811.661.4640.12622295250-43.25-1.3230.031-45.41-
22、1.4590.03223295150-10.00-1.0770.108-7.27-0.5690.0780.1480.3160.7150.291=-0.288/(20.119)=-0.23=-0.118/(20.121)=-1.23VI14210500200.560.5040.003203.220.5170.0031351525031.121.1960.03841.062.0820.05110522.5400-130.26-1.7360.013-124.96-1.5980.01311410500-153.84-0.5290.004-148.54-0.5390.004-0.6150.0580.46
23、20.071=-0.543/(20.216)=5.30=-0.46/(20.214)=-3.25VII15235400120.880.6730.006113.60.5940.00516337.5400134.911.2030.009133.231.1730.0092041015012.002.1550.1805.430.4410.0819265300-48.34-0.5620.012-52.98-0.6750.01313515250-31.12-1.1960.038-41.06-2.0820.0512.2730.245-0.5490.159=-0.221/(20.124)=-4.64=-0.2
24、18/(20.122)=-1.73VIII21217.530074.11.0840.01578.991.2320.0162229525043.251.3230.03145.411.4590.0327520100-3.55-2.0770.585-1.62-0.4320.2678320200-24.8-1.5510.063-22.87-1.3190.05820410150-12.00-2.1550.180-5.43-0.4410.081-3.3760.8740.4990.454=3.376/(20.874)=1.93=-0.499/(20.454)=-0.55环号管段管长管径第二次校正q(L/s)
25、h(m)|sq|I2440600392.911.53330.00418382.5500197.860.8930.0051729530061.551.0140.01615235400-116.06-0.6200.00514210500-200.7-0.5040.00312680600-390.69-2.3420.006-0.0260.0.39 II3555400150.042.4630.0162536030057.51.0800.01919555300-73.96-2.7560.03718382.5500-197.860.8930.005-0.1060.077 III4297.525038.18
26、1.0400.027538520020.911.3260.06324295200-21.64-1.0890.05025360300-57.5-1.0800.0190.197.0.59IV1955530073.962.7560.037232951509.731.0200.10521217.5300-77.21-1.1770.01516337.5400-133.73-1.1820.01517295300-61.55-1.0140.0090.4030.182 V2429520021.641.0890.050629515010.431.1720.11222295250-46.09-1.5030.033
27、23295150-9.73-1.0200.105-0.2620.3VI14210500200.70.5040.0031351525036.081.6080.04610522.5400-128.21-1.6820.01311410500-151.79-0.5630.004-0.1330.066VII15235400116.060.6200.00516337.5400133.731.1820.009204101507.710.8900.1159265300-51.25-0.6320.01213515250-36.08-1.6080.0450.4520.18621217.530077.211.177
28、0.0152229525046.091.5030.0337520100-2.17-0.7760.3888320200-23.42-1.3830.05920410150-7.71-0.8900.115-0.3690.61 第二次校正后，每个小环节的h0.5m，最大环： =1.533+2.463+1.04+1.326+1.172-0.776-1.383-0.632-1.682-0.563-2.342=0.1561m，满足要求。7、消除闭合差 为了绘制等水压线，首先要消除闭合差，即人为圆整各环内某些管段的水头损失数值，以使闭合差为零。管段12345678910水头损失（m）0.7341.5462.5
29、161.041.2281.2520.8131.3830.9451.682管段11121314151617181920水头损失（m）0.432.3291.6080.5040.621.3571.0140.8932.7030.576管段2122232425水头损失（m）1.3521.421.021.1881.08 最后将各管段水头损失数值(消除闭合差后)标注在附图上的方框中。 表7 圆整后各管段的水头损失8、最不利点位置的确定考虑各节点地面高程以及沿程水头损失两方面因素确定最不利点（即控制点）j的位置：初拟8号节点为不利点。9、各节点水压线高程及自由水头的确定 考虑该城市建筑均为四层，取最不利点处自
30、由水头H0=20.00m，由此可算出最不利点的水压线高程。(Zj+H0=Hj)然后由附图可查出各节点的地面高程，以最不利点处的水压线高程逐点反推其余各节点的水压线标高(Hj+hijHi)。最后用水压线标高减去地面高程可得各节点的自由水头。 表8 节点水压的计算节点编号 地面标高（m）初拟8号节点为控制点确定6号节点为控制点自由水头（m）节点水压（m）自由水头（m）节点水压（m）119.729.20348.90332.26451.964219.828.36948.16931.43051.230320.026.62346.62329.68449.684422.122.00744.10725.068
31、47.168522.720.36743.60723.42846.128624.916.93941.83920.00044.900723.616.98740.58720.04843.648821.420.00041.40023.06144.461920.921.88342.78324.94445.8441020.523.22843.72826.28946.7891120.325.11045.41028.17148.4711222.223.64045.84026.70148.9011322.722.63645.33625.69748.3971423.621.11644.71624.17747.77
32、71523.821.93045.73024.99148.7911624.019.35943.35922.42046.4201723.718.30742.00721.36845.0681824.818.22743.02721.28846.088初拟8号节点为最不利点，但经过水利分析后，比较各节点的自由水头，显然，6、7、16、17、18节点的自由水头不能满足要求，所以说明8号节点不是最不利点。由第三列数据可知，最不利节点应是6号节点。10、水厂出厂服务水头的确定 即用上述方法逐点推得的水厂处的自由水头Hp=32.264m。将各点的自由水头，地面标高，水压线标高标入附图各节点的方框中。B. 高日高
33、时加消防工况计算方法基本同高日高时，不同之处在于：1、计算沿线流量和节点流量时，按最高用水时另行增加消防时的流量进行计算。2、消防流量的位置确定，如按照消防要求同时有两处失火时，则从经济和安全等方面考虑，可将集中的消防流量一处放在控制点，另一处放在靠近大用户和工业企业的节点处。3、消防时比最高用水时所需服务水头要小，按我国消防规范，为低压制供水，即任一发生火灾处自由水头Hf=10.00m，但因消防时通过管网的流量增大，各管段的水头损失相应增加，故需要进行核算。4、按高日高时的计算方法，进行消防校核。1）沿线流量与节点流量最高时用水量：QMAX =921.93 L/s集 中 流 量： Q= 23
34、9.27 L/s均 布 流 量： Q均步= QMAX -Q = 682.66 L/s比 流 量： qs= Q均步/l=0.10117 L/s 节点流量的计算（见表9）： 表9 消防校核时节点流量计算表节点编号集中流量相应管段相应管段的流量相应管段相应管段的流量相应管段相应管段的流量相应管段相应管段的流量管段流量节点流量10水源点0-921.9320222.261234.4028.3328.3330222.26328.071838.7044.5144.51415.09328.07415.052536.4239.7754.8650415.15519.4817.2717.27655519.48614.922429.8532.1287.12723.15614.92726.302229.8535.5458.6980726.30816.1921.2521.2590816.19913.412041.4835.5435.541067.07913.141026.431352.1045.97113.041101026.431120.7423.5823.581201120.741234.401421.2538.2038.201301352.101421.251523.7248.
