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1、第第3章章 给水排水管道系统的设计给水排水管道系统的设计 一、给水管道系统的设计内容一、给水管道系统的设计内容 1、管道系统的布置和定线；、管道系统的布置和定线； 2、设计流量计算；、设计流量计算； 3、确定管道直径；、确定管道直径； 4、计算管道中的水头损失；、计算管道中的水头损失； 5、求出二级泵站的扬程及水塔高度；、求出二级泵站的扬程及水塔高度； 6、水量调节构筑物的容积计算；、水量调节构筑物的容积计算； 二、给水管道系统的二、给水管道系统的设计流量设计流量 1、给水系统设计用水量的组成、给水系统设计用水量的组成 (1) (1) 城市居民生活用水量；城市居民生活用水量； (2) (2)
2、工业企业生产用水和职工生活用水；工业企业生产用水和职工生活用水； (3) (3) 浇洒道路和绿地等市政用水；浇洒道路和绿地等市政用水； (4) (4) 消防用水量；消防用水量； (5) (5) 管网漏失水量及未预计水量；管网漏失水量及未预计水量； 2、给水系统各组成部分的设计流量、给水系统各组成部分的设计流量 明确几个概念：明确几个概念： (1) (1) 最高日用水量最高日用水量 在设计年限内，用水最多一天的水量称为最高日用水量。在设计年限内，用水最多一天的水量称为最高日用水量。 (2) (2) 最高时用水量最高时用水量 一天内用水最多的一小时的水量称为最高时用水量。一天内用水最多的一小时的水
3、量称为最高时用水量。 (3) (3) 平均时用水量平均时用水量 一天内平均一小时用水量称为平均时用水量。一天内平均一小时用水量称为平均时用水量。 取 水 构 筑 物取 水 构 筑 物一 级 泵 站一 级 泵 站给水处给水处 理厂理厂 清清 水水 池池 二二 级级 泵泵 站站 配水管配水管 网网 2、给水系统各组成部分的设计流量、给水系统各组成部分的设计流量 (1) (1) 采用采用最高日平均时最高日平均时用水量的构筑物：取水构筑物、一级用水量的构筑物：取水构筑物、一级 泵站、原水输水管、给水厂泵站、原水输水管、给水厂 取 水 构 筑 物取 水 构 筑 物一 级 泵 站一 级 泵 站给水处给水处
4、 理厂理厂 清清 水水 池池 二二 级级 泵泵 站站 配水管配水管 网网 (2) (2) 二级泵站二级泵站 管网内管网内不设水塔或调节水库时不设水塔或调节水库时：设计流量按：设计流量按最高日最高日 最高时最高时用水量计算，否则会出现供水不足的现象；用水量计算，否则会出现供水不足的现象； 管网管网内设水塔或调节水库时内设水塔或调节水库时：二级泵站根据用水量：二级泵站根据用水量 变化情况分级供水（分级情况根据用水量变化曲线变化情况分级供水（分级情况根据用水量变化曲线 确定）。此时二泵站的供水量与用水量之差由水塔确定）。此时二泵站的供水量与用水量之差由水塔 或水库调节。或水库调节。 取取 水水 构构
5、 筑筑 物物 一 级 泵 站一 级 泵 站给水处给水处 理厂理厂 清清 水水 池池 二二 级级 泵泵 站站 配水管配水管 网网 (3) (3) 清水输水管道清水输水管道 管网内管网内不设水塔或调节水库时不设水塔或调节水库时：设计流量按：设计流量按最高日最最高日最 高时高时用水量计算；用水量计算； 管网内设水塔或调节水库时：设计流量按管网内设水塔或调节水库时：设计流量按最高日最高最高日最高 时用水量减去水塔输出的流量时用水量减去水塔输出的流量计算；计算； 清水输水管清水输水管 取取 水水 构构 筑筑 物物 一 级 泵 站一 级 泵 站给水处给水处 理厂理厂 清清 水水 池池 二二 级级 泵泵 站
6、站 配水配水 管网管网 (4) (4) 配水管网配水管网 配水管网设计总流量配水管网设计总流量按最高日最高时用水量按最高日最高时用水量计算。计算。 三、配水管网的水力计算三、配水管网的水力计算 1、配水管网水力计算的任务、配水管网水力计算的任务 (1) (1) 计算管网中各管段的流量；计算管网中各管段的流量； (2) (2) 确定各管段的管径、水头损失；确定各管段的管径、水头损失； (3) (3) 确定水泵扬程、水塔高度；确定水泵扬程、水塔高度； 2、管网中管段设计流量的计算、管网中管段设计流量的计算 要确定各管段的设计流量，需首先确定各管段的沿线要确定各管段的设计流量，需首先确定各管段的沿线
7、 流量和节点流量。流量和节点流量。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 qj 1 qv I II III IV 图示为图示为4 4个环的个环的 环状管网；环状管网； 两个节点之间两个节点之间 的管线称为的管线称为管管 段段； 节点节点 编号编号 输水管输水管 Q-总流量总流量 (1) (1) 沿线流量沿线流量(q(qv v) ) 沿线流量是指供给沿线流量是指供给该管段两侧用户该管段两侧用户所需流量；所需流量； 沿线流量大小不等；沿线流量大小不等； (2) (2) 集中流量集中流量(q(qj j) ) 集中流量是指供给集中流量是指供给某大用户某大用户( (如工厂如工厂) )所需流量；所需流量；
8、 vjQqq2、管网中管段设计流量的计算、管网中管段设计流量的计算 由于管段的沿线流量大小不等，计算比较复杂，因此由于管段的沿线流量大小不等，计算比较复杂，因此 在实际的设计中对管网流量进行在实际的设计中对管网流量进行简化简化。 假设一：将非均匀配出的沿线流量简化为假设一：将非均匀配出的沿线流量简化为均匀配出均匀配出 的沿线流量的沿线流量，即小用户的流量均匀分布在全部，即小用户的流量均匀分布在全部 干管上。干管上。称作比流量法。称作比流量法。 8 9 /j sQqql m sl 长度比流长度比流 量量 比 流 量 法比 流 量 法长度比流量法长度比流量法 面积比流量法面积比流量法 假定沿线流量
9、均匀分布在全部配水干管上，管线假定沿线流量均匀分布在全部配水干管上，管线 单位长度上的配水流量称为长度比流量，单位长度上的配水流量称为长度比流量，qs 每个管段的沿线流量怎样计算？每个管段的沿线流量怎样计算？ (3) (3) 节点流量节点流量(q(qi i) ) 节点流量是从沿线流量折算得出的并且假设是在节点流量是从沿线流量折算得出的并且假设是在节点节点 集中流出集中流出的流量。的流量。 假设二：假设二：将均匀配出的沿线流量按一定比例将均匀配出的沿线流量按一定比例折算折算成成 节点流量节点流量。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 qj q2 q3 q4 q5 q6 q7 q8 q9 q10
10、 1 管网中任一点的节点流量管网中任一点的节点流量(q(qi i) ) 集中流量也并入节点流量中。集中流量也并入节点流量中。 无集中流量时：任意一个节点流量等于与该节点无集中流量时：任意一个节点流量等于与该节点 相连的各管段的沿线流量总和的一半。相连的各管段的沿线流量总和的一半。 包括两部分：该包括两部分：该节点的集中流量节点的集中流量和和沿线流量沿线流量 折算成的节点流量折算成的节点流量 2 3 4 5 6 7 8 9 10 qj q2 q3 q4 q5 q6 q7 q8 q9 q10 1 q8的节点流量？的节点流量？ q9的节点流量？的节点流量？ 流量校核：全部节点流量之和等于管网设计流量
11、校核：全部节点流量之和等于管网设计 的总流量。的总流量。 Qiq计算例题计算例题 某城镇最高时总用水量为某城镇最高时总用水量为284.7L/s，其中集中工业用水量，其中集中工业用水量 为为189.2L/s（从节点（从节点1和和2流出，分别为流出，分别为94.6L/s）。干管各）。干管各 管段编号及长度如图所示，管段管段编号及长度如图所示，管段4-5、1-2、2-3为为单侧单侧供水，供水， 其余为双侧其余为双侧供水。计算供水。计算(1)干管的比流量；干管的比流量； (2)1-2和和4-1管管 段的沿线流量；段的沿线流量；(3)节点节点1的流量。的流量。 4 820 820 820 756 756
12、 756 756 5 6 1 2 3 居住区居住区 居住区居住区 居住区居住区 绿地绿地 绿地绿地 工厂工厂 ( (1) )干管的比流量干管的比流量 284.7 189.20.0219 /4350sL s mqg( (2)1-2和和1-4管段的沿线流量管段的沿线流量 1 21 20.0219 (0.5 756)8.3 /sLL sqq1 41 40.0219 82018.0 /sLL sqq0.5 756 3 756 820 34350Lm 某城市最高时总用水量为某城市最高时总用水量为260L/s，其中集中供应的工业用水量，其中集中供应的工业用水量 120 L/s（分别在节点（分别在节点2、3
13、、4集中出流集中出流40 L/s）。各管段长度）。各管段长度 （单位为（单位为m）和节点编号见图。管段）和节点编号见图。管段1-5、2-3、3-4为为一侧一侧供水，供水， 其余为其余为双侧双侧供水。试求：（供水。试求：（1）比流量；（）比流量；（2）各管段的沿线）各管段的沿线 流量；（流量；（3）各节点流量。）各节点流量。 练习练习 解：1配水干管计算总长度 )( 4400 500600 8003600)600(6000.55 . 05 . 0 5 . 0 5176645321433251mLLLLLLLLL2配水干管比流量 msllqQqih s/ 0.0318244001202603沿线流
14、量 管段编号管段编号 管段计算总长度管段计算总长度 （m） 比比 流流 量量 (L/s.m) 沿沿 线线 流流 量量 (L/s) 1-2 2-3 3-4 1-5 3-5 4-6 5-6 6-7 800 0.5600=300 0.5600=300 0.5600=300 800 800 600 500 0.03182 25.45 9.55 9.55 9.55 25.45 25.45 19.09 15.91 合合 计计 4400 140.00 4节点流量计算 节节 点点 节点连的管段节点连的管段 节节 点点 流流 量量(L/s)(L/s) 集集 中中 流流 量量 (L/s) 节点总节点总 流量流量
15、(L/s) 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 1 1- -2 , 12 , 1- -5 5 1 1- -2 , 22 , 2- -3 3 2 2- -3 , 33 , 3- -4 , 34 , 3- -5 5 3 3- -4 , 44 , 4- -6 6 1 1- -5 , 35 , 3- -5 , 55 , 5- -6 6 4 4- -6 , 56 , 5- -6 , 76 , 7- -6 6 6 6- -7 7 0.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.50 0.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.50 0.5(9.55+9.55+25.45)=22.280.5(9.55+9.55+25.45)=22.28 0.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.50 0.5(9.55+25.45+19.09)=27.050.5(9.55+25.45+19.09)=27.05 0.5(25.45+19.09+15.91)=30.220.5(25.45+19.09+15.91)=30.22 0.5(15.91)=7.950.5(15.91)=7.95 4040 4040 4040 17.5017.50 57.5057
