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1、第第5章章 给水管网工程设计给水管网工程设计(2)管网计算步骤管网计算步骤1、求沿线流量和节点流量；、求沿线流量和节点流量；2、求管段计算流量；、求管段计算流量；3、确定各管段的管径和水头损失；、确定各管段的管径和水头损失；4、进行管网水力计算和技术经济计算；、进行管网水力计算和技术经济计算；5、确定水塔高度和水泵扬程。、确定水塔高度和水泵扬程。5.2 设计流量分配与管径设计设计流量分配与管径设计用水流量分配用水流量分配 为进行给水管网的细部设计，必须将总流为进行给水管网的细部设计，必须将总流量分配到系统中去，也就是将最高日用水量分配到系统中去，也就是将最高日用水流量分配到每条管段和各个节点上
2、去。流量分配到每条管段和各个节点上去。集中流量集中流量：从一个点取得用水，用水量较大的用户。：从一个点取得用水，用水量较大的用户。分散流量分散流量：沿线众多小用户用水，情况复杂。：沿线众多小用户用水，情况复杂。5.2.1 节点设计流量分配计算节点设计流量分配计算集中流量：集中流量：qni 各集中用水户的集中流量，各集中用水户的集中流量，L/s；Qdi各集中用水户最高日用水量，各集中用水户最高日用水量，m3/d；Khi时变化系数。时变化系数。根据实际管网流量变化情况设计管网非常复杂，加以简化。提出比流量比流量，沿线流量沿线流量，节点流量节点流量的概念。比流量：为简化计算而将除去大比流量：为简化计
3、算而将除去大用户集中流量以外的用水量均匀用户集中流量以外的用水量均匀地分配在全部有效干管长度上，地分配在全部有效干管长度上，由此计算出的单位长度干管承担由此计算出的单位长度干管承担的供水量。的供水量。长度比流量：长度比流量： 单位：单位：L/(s.m)L/(s.m)面积比流量：面积比流量： 单位：单位：L/(s.m2)1 1长度比流量长度比流量长度比流量长度比流量 假定水量沿管网长度均匀流出。管线单位长度假定水量沿管网长度均匀流出。管线单位长度假定水量沿管网长度均匀流出。管线单位长度假定水量沿管网长度均匀流出。管线单位长度上的配水流量，称为长度比流量，记作上的配水流量，称为长度比流量，记作上的
4、配水流量，称为长度比流量，记作上的配水流量，称为长度比流量，记作qsqs。 2面积比流量 假定沿线流量均匀分布在整个供水面积上。管线单位面积上的配水流量，称为面积比流量，记作qs。注意：注意：注意：注意：1 1面积比流量考虑了沿线供水面积人数多少对面积比流量考虑了沿线供水面积人数多少对面积比流量考虑了沿线供水面积人数多少对面积比流量考虑了沿线供水面积人数多少对管线配水的影响，计算结果更接近实际配水情况，管线配水的影响，计算结果更接近实际配水情况，管线配水的影响，计算结果更接近实际配水情况，管线配水的影响，计算结果更接近实际配水情况，但计算较麻烦。当供水区域的干管分布比较均匀但计算较麻烦。当供水
5、区域的干管分布比较均匀但计算较麻烦。当供水区域的干管分布比较均匀但计算较麻烦。当供水区域的干管分布比较均匀时，二者相差很小。这时，用长度比流量较好。时，二者相差很小。这时，用长度比流量较好。时，二者相差很小。这时，用长度比流量较好。时，二者相差很小。这时，用长度比流量较好。2 2当供水区域内各区卫生设备或人口密度相差较大当供水区域内各区卫生设备或人口密度相差较大当供水区域内各区卫生设备或人口密度相差较大当供水区域内各区卫生设备或人口密度相差较大时，各区的比流量应分别计算。时，各区的比流量应分别计算。时，各区的比流量应分别计算。时，各区的比流量应分别计算。3 3同一管网，比流量的大小随用水量变化
6、而变化。同一管网，比流量的大小随用水量变化而变化。同一管网，比流量的大小随用水量变化而变化。同一管网，比流量的大小随用水量变化而变化。各种工况下需分别计算。各种工况下需分别计算。各种工况下需分别计算。各种工况下需分别计算。沿线流量：沿线流量：干管有效长度与比流量的乘积。干管有效长度与比流量的乘积。 l:l:管段配水管段配水长长度，不一定等于度，不一定等于实际实际管管长长。无配水。无配水的的输输水管，配水水管，配水长长度度为为零；零；单侧单侧配水，配水，为实际为实际管管长长的一半。的一半。公园公园街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊街坊节点流量：节点流量：从沿线流量计算得
7、出的并且假设从沿线流量计算得出的并且假设是在节点集中流出的流量。是在节点集中流出的流量。按按照照水水力力等等效效的的原原那那么么，将将沿沿线线流流量量一一分分为为二二，分别加在管段两端的节点上；分别加在管段两端的节点上；集中流量可以直接加在所处的节点上；集中流量可以直接加在所处的节点上；供供水水泵泵站站或或水水塔塔的的供供水水流流量量也也应应从从节节点点处处进进入入管网系统管网系统例例5-1 图图5-6所示管网，给水区的范围如虚线所示，所示管网，给水区的范围如虚线所示，比流量为比流量为qs，求各节点的流量。，求各节点的流量。因管段8-9单侧供水，求节点流量时，将管段配水长度按一半计算。解解:
8、以节点以节点3、5、8、9为例，节点流量如下：为例，节点流量如下：例：例： 某城镇给水环状网布置如下图，全城最高日最某城镇给水环状网布置如下图，全城最高日最高时总用水量高时总用水量315m3/h，其中包括工厂用水量，其中包括工厂用水量50m3/h，管段，管段68和和89均只在单侧有用户。计算均只在单侧有用户。计算最高日最高时单位管长比流量、沿线流量和节点流最高日最高时单位管长比流量、沿线流量和节点流量。量。14295水厂7863工厂880640710540520490530560580920890620解：工厂的集中流量作为在其附近的节点解：工厂的集中流量作为在其附近的节点4配出。管配出。管段
9、段68和和89均只在单侧有用户。各管段配水长度均只在单侧有用户。各管段配水长度如表所示。如表所示。 全部配水干管总计算长度为全部配水干管总计算长度为6690m，该管网最高日，该管网最高日最高时的总用水量为：最高时的总用水量为： Q-q=(315-50) 1000/3600=73.6(L/s) 管长比流量管长比流量qs为：为： Qs=73.6/6690=0.011(L/s.m)表5-1 某城镇管网各管段最高日最高时沿线流量管段编号管段长度(m)管段计算长度(m)沿线流量(L/s)水厂36201-24904905.391-48808809.682-58908909.794-55205205.722
10、-35305305.833-692092010.135-65405405.944-76406407.046-85805800.53.197-87107107.818-95605600.53.08合计669073.60节点编号连接管段编号连接管段沿线流量之和(L/s)节点流量（L/s)11-2,1-45.39+9.68=15.077.5421-2,2-3,2-55.39+5.83+9.79=21.0110.5132-3,3-6,水厂-35.83+10.13+0=15.967.9841-4,4-5,4-79.68+5.72+7.04=22.4411.2213.89表5-2 某城镇管网最高日最高时各
11、节点流量7.5441295水厂7863工厂13.8910.7210.517.989.6311.227.421.54880640710540520490520560580920890620例6.3 p128【例题】某城市最高时总用水量为【例题】某城市最高时总用水量为【例题】某城市最高时总用水量为【例题】某城市最高时总用水量为260L/s260L/s，其中集中供给的，其中集中供给的，其中集中供给的，其中集中供给的工业用水量工业用水量工业用水量工业用水量120 L/s120 L/s分别在节点分别在节点分别在节点分别在节点2 2、3 3、4 4集中出流集中出流集中出流集中出流40 L/s40 L/s。
12、各管段长度单位为。各管段长度单位为。各管段长度单位为。各管段长度单位为mm和节点编号见图。管段和节点编号见图。管段和节点编号见图。管段和节点编号见图。管段1-51-5、2-32-3、3-43-4为一侧供水，其余为双侧供水。试求为一侧供水，其余为双侧供水。试求为一侧供水，其余为双侧供水。试求为一侧供水，其余为双侧供水。试求1 1比流比流比流比流量；量；量；量；2 2各管段的沿线流量；各管段的沿线流量；各管段的沿线流量；各管段的沿线流量；3 3各节点流量。各节点流量。各节点流量。各节点流量。解：解：解：解：1 1配水干管计算总长度配水干管计算总长度配水干管计算总长度配水干管计算总长度2 2配水干管
13、比流量配水干管比流量配水干管比流量配水干管比流量3沿线流量：各各各各 管管管管 段段段段 沿沿沿沿 线线线线 流流流流 量量量量 计计计计 算算算算 管段编号管段计算总长度（m） 比 流 量 (L/s.m) 沿 线 流 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 计 4400 140.004节点流量计算： 各管段节点流量计算各管段节点流量计算 节
14、点节点连的管段节 点 流 量(L/s)集 中 流 量(L/s)节点总流量 (L/s)12345671-2 , 1-5 1-2 , 2-32-3 , 3-4 , 3-53-4 , 4-61-5 , 3-5 , 5-64-6 , 5-6 , 7-66-70.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.500.5(9.55+9.55+25.45)=22.280.5(25.45+9.55)=17.500.5(9.55+25.45+19.09)=27.050.5(25.45+19.09+15.91)=30.220.5(15.91)=7.95 4040 40 40 17.5
15、0 57.50 62.28 57.50 27.05 30.22 7.95合计140.00120.260.00管段设计流量分配计算管段设计流量分配计算管段设计流量是确定管段直径的主要依据。管段设计流量是确定管段直径的主要依据。求得节点流量后，就可以进行管网的流量求得节点流量后，就可以进行管网的流量分配，分配到各管段的流量已经包括了沿分配，分配到各管段的流量已经包括了沿线流量和转输流量。线流量和转输流量。目的：确定各管段中的流量，进而确定管目的：确定各管段中的流量，进而确定管段直径。段直径。流量分配要保持水流的连续性，每一节点流量分配要保持水流的连续性，每一节点必须满足节点流量的平衡条件：流入任一
16、必须满足节点流量的平衡条件：流入任一节点的流量等于流离该节点的流量，假设节点的流量等于流离该节点的流量，假设以流入为以流入为“一，流离为一，流离为“+，那么，那么Q=0。1 1、 单水源树状网单水源树状网泵站泵站56385646273545286142733341217726234775树状管网的管段流量具有树状管网的管段流量具有唯一性唯一性，每一管段的每一管段的计算流量等于该管段后面各节点流量和大用户计算流量等于该管段后面各节点流量和大用户集中用水量之和。集中用水量之和。环状管网环状管网满足连续性条件满足连续性条件的流量分配方案可的流量分配方案可以有无数多种。以有无数多种。151013121
17、81617141976125271485819123359134602495111357301024982、环状网、环状网流量分配方法和步骤：流量分配方法和步骤：1确定控制点位置，管网主导流向；确定控制点位置，管网主导流向；2参照主导流向拟定各管段水流方向，以最短距离参照主导流向拟定各管段水流方向，以最短距离供水到大用户或遥远地区；供水到大用户或遥远地区；3尽量使平行的主要干管分配相近的流量防止某尽量使平行的主要干管分配相近的流量防止某些管段负荷过重，连接管要少分配流量，满足些管段负荷过重，连接管要少分配流量，满足沿线配水为限主要作用是干管损坏时转输流量沿线配水为限主要作用是干管损坏时转输流量
18、4各干管通过的流量沿主要流向逐渐减少，不要忽各干管通过的流量沿主要流向逐渐减少，不要忽多忽少；多忽少；5可以起端开始或从末端，满足节点流量的平衡条可以起端开始或从末端，满足节点流量的平衡条件。件。此分配值是预分配，用来选择管径，真正值由平此分配值是预分配，用来选择管径，真正值由平差结果定。差结果定。(1)(1)从水源或多个水源出发进行管段设计流量计算，从水源或多个水源出发进行管段设计流量计算，按水流沿最短线路流向节点的原那么拟定水流方向；按水流沿最短线路流向节点的原那么拟定水流方向； (2)(2)当向两个或两个以上方向分配设计流量时，要向当向两个或两个以上方向分配设计流量时，要向主要供水方向或
19、大用户用水分配较大的流量，向次主要供水方向或大用户用水分配较大的流量，向次要用户分配较少的流量；要用户分配较少的流量；(3)(3)顺主要供水方向延伸的几条平行干管所分配的计顺主要供水方向延伸的几条平行干管所分配的计算流量应大致接近；算流量应大致接近；(4)(4)每一节点满足进、出流量平衡。每一节点满足进、出流量平衡。流量分配遵循原那么：流量分配遵循原那么：例6.4 p1286.2.3 管段直径设计管段直径设计管径和设计流量的关系：管径和设计流量的关系：D管段直径，管段直径，m； q 管段流量，管段流量，m3/s； v 流速，流速，m/s； A 水管断面积，水管断面积，m3。确定管径必须先选定设
20、计流速确定管径必须先选定设计流速。设计流速确实定设计流速确实定技术上：为防止水锤现象，技术上：为防止水锤现象，Vmax0.6m/s。 经济上：设计流速小，管径大，管网造价增加；经济上：设计流速小，管径大，管网造价增加； 水头损失减小，水泵扬程降低，电费降低。水头损失减小，水泵扬程降低，电费降低。一般设计流速采用优化方法求得。一般设计流速采用优化方法求得。 合理的流速应该合理的流速应该使得在一定年限投资归还期内管网造价与运使得在一定年限投资归还期内管网造价与运行费用之和最小。行费用之和最小。投投资归还资归还期内的年度期内的年度总费总费用用为为： DeM1VeWM1WVW0DW0管径管径 （mm）
21、平均经济流速平均经济流速 （m/s）D=100400 D4000.60.9 0.91.4一定年限一定年限T年内管网造价和管理费用主要是电费年内管网造价和管理费用主要是电费之和为最小的流速，称为经济流速。之和为最小的流速，称为经济流速。经济流速和经济管径和当地的管材价格、管线施工经济流速和经济管径和当地的管材价格、管线施工费用、电价等有关。费用、电价等有关。条件不具备时，可参考下表：条件不具备时，可参考下表：选取经济流速时考虑的原那么：p1345.3 泵站扬程与水塔高度设计泵站扬程与水塔高度设计设计流量设计流量经济流速经济流速管径确定管径确定压降确压降确定定控制点确定控制点确定泵站扬程和水塔高度
22、确泵站扬程和水塔高度确定定树枝状管网设计流量不会因管径选择不同而改变；环状网中，管径根据初次流量分配确定环状网中，管径根据初次流量分配确定，管网流管网流量按管网水力特性进行分配量按管网水力特性进行分配。设计工况水力分析设计工况水力分析 设计工况即最高日最高时用水工况。管段流量和设计工况即最高日最高时用水工况。管段流量和节点水头最大，用于确定泵站扬程和水塔高度。节点水头最大，用于确定泵站扬程和水塔高度。 水力分析：确定设计工况时管道流量、管内流速、水力分析：确定设计工况时管道流量、管内流速、管道压降、节点水头和自由水压。管道压降、节点水头和自由水压。 水力分析前需进行预处理水力分析前需进行预处理
23、1泵站所在的管段暂时删除泵站所在的管段暂时删除 水力分析前提：水力特性必须。水力分析前提：水力特性必须。 泵站水力特性未知，泵站设计流量合并到与之相泵站水力特性未知，泵站设计流量合并到与之相关联的节点中。关联的节点中。12345678198765432Q7Q3Q2Q1Q4Q5Q6Q8q1,h1q6,h6q5,h5q2,h2q3,h3q7,h7q8,h8q9,h9q4,h4节点7为清水池，管段1上设有泵站，将管段1删除，其流量合并到节点7和1：1234567898765432Q7+q1Q3Q2Q1-q1Q4Q5Q6Q8q6,h6q5,h5q2,h2q3,h3q7,h7q8,h8q9,h9q4,h
24、42假设控制点假设控制点 水力分析前提，管网中必须有一个定压节点。水力分析前提，管网中必须有一个定压节点。 节点效劳水头：节点地面高程加上节点处用户的节点效劳水头：节点地面高程加上节点处用户的最低供水压力。最低供水压力。 规定：一层楼规定：一层楼10m，二层楼，二层楼12m，以后每增一层，以后每增一层，压力增加压力增加4m。 控制点：给水管网中压力最难满足的节点，其节控制点：给水管网中压力最难满足的节点，其节点水头可作为定压节点。点水头可作为定压节点。控制点的选择控制点的选择一般离泵站最远，地势最高的节点为一般离泵站最远，地势最高的节点为 控制点。控制点。可先随意假定，水力分析完成后，通可先随
25、意假定，水力分析完成后，通过节点自由水压比较，找到真正的控过节点自由水压比较，找到真正的控制点。制点。例例6.5 某给水管网如下图，水源、泵站和水塔位置标于某给水管网如下图，水源、泵站和水塔位置标于图中，节点设计流量、管段长度、管段设计流量等数据图中，节点设计流量、管段长度、管段设计流量等数据也标注于图中，节点地面标高及自由水压要求见表。也标注于图中，节点地面标高及自由水压要求见表。1设计管段直径；设计管段直径；2进行设计工况水力分析；进行设计工况水力分析；3确定控制点。确定控制点。-194.35（2）（3）（4）（6）（7）（8） H1=12.00（1）清水池）清水池水塔（水塔（5）1320
26、94908590736065427035502650-194.3520.7751.1714.5535.0382.3327.65-37.1532.4689.989.96.2722.6354.875.0037.15泵站泵站管网设计工况水力分析管网设计工况水力分析节点编号12345678地面标高(m)13.618.819.12232.218.317.317.5要求自由水压(m)/24.02824/282824服务水头(m)/42.847.146/46.345.341.5给水管网设计节点数据解解 1管段直径设计管段直径设计管段编号123456789设计流量(L/s)194.3589.96.2737.1
27、589.932.4622.6354.875经济流速(m/s)110.20.8110.70.90.6计算管径(mm)352338/172338203203279103设计管径(mm)300*2300200200*2300200200300100给水管网设计数据2设计工况水力分析设计工况水力分析将管段1暂时删除，管段流量并到节点2上的Q2=-194.35+14.55=-179.8L/s假定节点8为控制点水头损失采用海曾-威廉公式CW=110管段或节点编号23456789管段流量(L/s)81.088.7737.1598.7221.1425.1363.692.5管内流速(m/s)1.150.280.
28、591.40.670.80.90.32管段压降(m)3.860.380.752.821.241.762.240.97节点水头(m)47.5743.7143.2644.0444.7142.4741.5/地面标高（m）18.819.12232.218.317.317.5/自由水压（m）28.7724.6121.26/24.6125.1724/要求自由水压242824282824设计工况水力分析计算结果3确定控制点确定控制点节点编号12345678节点水头(m)/47.5743.7143.2644.0444.7142.4741.5服务水头(m)/42.847.146/46.345.341.5供压差额
29、（m）/-4.773.392.74/1.592.830节点水头调整(m)1250.6947.146.6547.448.145.8644.89自由水压(m)/32.162824.65/29.828.5627.39节点3、4、6、7压力无法满足效劳水头要求，节点3和要求自由水压差值最大，所以控制点为节点3，应根据节点3自由水压重新进行水力分析。控制点确定与节点水头调整控制点确定与节点水头调整5.3.2 泵站扬程设计泵站扬程设计 完成设计工况水力分析后，泵站扬程可以根据所在管段的水力特性确定。泵站扬程计算公式：Hfi泵站所在管段起端节点水头Hti终端节点水头hfi沿程水头损失hmi局部水头损失局部损
30、失可忽略不计，上式也可写为：7360（2）（3）（4）（6）（7）（8） H1=12.00（1）清水池）清水池水塔（水塔（5）13209490859065427035502650-194.3520.7751.1714.5535.0382.3327.65-37.15-194.3532.4689.989.96.2722.6354.875.0037.15泵站泵站管网设计工况水力分析管网设计工况水力分析泵站扬程计算泵站扬程计算1例例6.6 采用例采用例6.5数据，节点数据，节点1处为清水池，处为清水池，最低设计水位标高为最低设计水位标高为12m，试根据设计工况水力分，试根据设计工况水力分析的结果，借析
31、的结果，借1上泵站的设计扬程并选泵。上泵站的设计扬程并选泵。解水泵扬程为忽略局部水头损失：考虑局部水头损失：水泵吸压水管道设计流速一般为1.22.0m/s，局部阻力系数可按5.08.0考虑，沿程水头损失忽略不计，泵站内部水头损失为：那么水泵扬程应为：Hp=41.35+1.63，取43m；按2台水泵并联工作，单台水泵流量为：Qp=194.35/2=97.2(m/s)=349.8t/h)，取350t/h。查水泵样本，选型。32.46（2）（3）（4）（6）（7）（8） H1=12.00（1）清水池）清水池水塔（水塔（5）132094908590736065427035502650-194.3520
32、.7751.1714.5535.0382.3327.65-37.15-194.3589.989.96.2722.6354.875.0037.15泵站泵站管网设计工况水力分析管网设计工况水力分析泵站扬程计算泵站扬程计算 21管网定线2计算干管的总长度3计算干管的比流量4计算干管的沿线流量5计算干管的节点流量6定出各管段的计算流量 树状网：管段流量等于其后管段各节点流量和 环状网：根据一定原那么先人为拟定总结：给水管网设计和计算的步骤7根据计算流量和经济流速，选取各管段的管径8根据流量和管径计算各管段压降9确定控制点，根据管道压降求出各节点水头和自由水压。树状网：根据流量直径计算压降。环状网：假设
33、各环内水头损失代数和闭合差超过规定值，进行水力平差，对流量进行调整，使各个环的闭合差到达规定的允许范围内。69列水力分析计算表10确定水泵扬程和水塔高度 某城市供水区用水人口某城市供水区用水人口5 5万人，最高日用水量定万人，最高日用水量定额为额为150150/(/(人人) )，要求最小效，要求最小效劳劳水水头为头为1616。节节点接某工厂，工点接某工厂，工业业用水量用水量为为4004003/3/，两班制，两班制，均匀使用。城市地形平坦，地面均匀使用。城市地形平坦，地面标标高高为为5.OO5.OO。012348567水泵水泵水塔水塔250450300600230190205650150练习1
34、树枝网水力计算1 1总总用水量用水量 设计最高日生活用水量：设计最高日生活用水量： 500000.15 500000.157500m7500m3 3/d/d86.81L/s 86.81L/s 工业用水量：工业用水量： 40016 4001625m25m3 3/h/h6.94L/s 6.94L/s 总水量为：总水量为： Q Q86.8186.816.946.9493.75L/s 93.75L/s 2 2管管线总长线总长度：度：LL2425m2425m，其中水塔，其中水塔到节点到节点0 0的管段两侧无用户不计入。的管段两侧无用户不计入。 3 3比流量：比流量： (93.75 (93.756.94)
35、24256.94)24250.0358L/s0.0358L/s4沿线流量：沿线流量：管段管段管段长度（管段长度（m）沿线流量（沿线流量（L/s）01 12 23 14 48 45 56 67300 150 250 450 650 230 190 2053000.035810.74 1500.03585.37 2500.03588.95 4500.035816.11 6500.035823.27 2300.03588.23 1900.03586.80 2050.03587.34合计合计242586.815节点流量：节点流量：节点节点节点流量（节点流量（L/s）0 1 2 3 4 5 6 7 80
36、.510.745.37 0.5(10.74+5.37+16.11)16.11 0.5(5.37+8.95) 7.16 0.58.954.48 0.5(16.11+23.27+8.23)23.80 0.5(8.23+6.80)7.52 0.5(6.80+7.34)7.07 0.57.343.67 0.523.2711.63合计合计86.8193.7588.3860.6311.634.4811.643.6710.7418.26水泵水泵水塔水塔0123485672504503006002301902056501503.6711.634.487.1623.80+6.947.077.5216.115.3
37、76干管水力计算干管水力计算管段管段流量流量（L/s）流速流速（m/s）管径管径（mm）水头损失水头损失（m）水塔水塔0 01 14 4893.75 88.38 60.63 11.630.75 0.70 0.86 0.66400 400 300 1001.27 0.56 1.75 3.95 h7.53 选选定定节节点点8为为控制点，按控制点，按经济经济流速确定流速确定管径管径 可以先确定管径，核算流速是否在可以先确定管径，核算流速是否在经经济济流速范流速范围围内内 。7支管水力计算：支管水力计算：管段管段 起端水位起端水位（m）终端水位终端水位（m）允许水头损失允许水头损失（m）管长管长（m）
38、平均水力平均水力坡度坡度13 4726.70 24.9521.00 21.005.70 3.95400 6250.01425 0.00632管段管段 流量流量(L/s)管径管径(mm)水力坡度水力坡度水头损失水头损失(m)12 23 45 56 6711.64 4.48 18.26 10.74 3.67150(100) 100 200(150) 150 1000.00617 0.00829 0.00337 0.00631 0.005811.85(16.8) 2.07 0.64(3.46) 1.45 1.198确定水塔高度确定水塔高度水泵扬程：需要根据水塔的水深、吸水井最低水位水泵扬程：需要根据
39、水塔的水深、吸水井最低水位标高、水泵吸水管路和压水管水头损失计算确定。标高、水泵吸水管路和压水管水头损失计算确定。水泵水泵水塔水塔012348567250450300600230190205650150练习2 树枝网水力计算树状网各管段长度，各节点流量和高程，设水厂供水水压按满足3层楼用水考虑，应满足自由水头He16m。水厂二级泵站泵轴高程Zp为42.08m，水泵吸程吸水高度Hs吸水管水头损失hs为4.0m，求二级水泵扬程。75.36.21654325.66805.416.615.811.1600710620580640520水厂图5-13 某树枝网节点流量、管段长度节点编号地面高程(m)节点
40、编号地面高程(m)142.95543.24243.81643.94343.88744.17444.69表表5-6 5-6 某树枝网各节点地表高程某树枝网各节点地表高程7解1管网定线2计算干管的总长度略3计算干管的比流量略4计算干管的沿线流量略5计算干管的节点流量6定出各管段的计算流量7根据计算流量和经济流速，选取各管段的管径8根据流量和管径计算各管段压降9确定4为控制点，根据管道压降求出各节点水头和自由水压。 6-9见水力计算表管段或节点编号1234567管段流量(L/s)6649.328.26.25.65.35.4管径管内流速(m/s)0.931.010.910.8-管段压降(m)3.164
41、.263.8910.58-节点水头(m)79.4275.1671.2716+44.69-地面标高（m）42.9543.8143.8844.69-自由水压（m）36.4731.3527.3916-设计工况水力分析计算结果设计工况水力分析计算结果节点4水头=16+44.69节点3水头=16+44.69+10.58=71.27自由水压=71.27-43.88=27.3910二级泵站水泵扬程 3.16+4.0 44.5m)某城镇给水管网最高用水时流量Qh=200L/s。各节点流量、各管段长度见附图，单位分别为：米，升/秒。经济管径可参考表1选取。试列表计算各管段的管径和流量。只要求算到第二次分配各管段
42、的流量，即可结束计算。2管径（mm)100150200250300350计算流量（l/s)5.85.817.517.5313148.548.57171111表表1 1 界限流量表界限流量表41350l/s200l/s60l/s30l/s60l/s练习3 环状管网水力计算答：因为分配初始流量有无数各方案，所以该题要求能正确分配初始流量，确定管径，计算各管段水头损失，环闭合差和环校正流量，能正确调整各管段的流量。以下为一个例子：21350l/s4200l/s60l/s30l/s60l/s7030803010环号管段管长(m)管径(mm)Q(L/s)h(m)h/Q（sq)Q(L/s)11-28003
43、00704.1340.05970-6.09=63.911-4850350-80-2.5990.032-80-6.09=-86.092-4400150101.9590.19610-6.09-1=2.91 3.494 0.287 -6.09112-3700200305.8720.19630+1=313-4600200-30-5.0330.168-30+1=-292-4400150-10-1.9590.196-10+1+6.09=-2.91 -1.12 0.56 1.0作业p144习题1、2、3、45.4 管网设计校核管网设计校核 给水管网按最高日最高时设计，能满足一般供水给水管网按最高日最高时设计
44、，能满足一般供水要求，但须对特殊工况进行水力校核要求，但须对特殊工况进行水力校核 两种校核方法：水头校核法，流量校核法。两种校核方法：水头校核法，流量校核法。 校核工况包括：校核工况包括： 1消防工况校核消防工况校核 2水塔转输工况校核水塔转输工况校核 3事故工况校核事故工况校核消防时消防时 根据城镇和各类建筑的规模，确定同根据城镇和各类建筑的规模，确定同一时间发生的火灾次数以及一次灭火用水一时间发生的火灾次数以及一次灭火用水量。按照满足最不利条件的原那么，将着量。按照满足最不利条件的原那么，将着火点放在控制点及远离泵站的大用户处。火点放在控制点及远离泵站的大用户处。发生火灾时，所需自由水头较
45、小，但由于发生火灾时，所需自由水头较小，但由于水头损失增大，水泵扬程不一定符合要求，水头损失增大，水泵扬程不一定符合要求，必要时应增设消防水泵。必要时应增设消防水泵。最大转输时最大转输时 设置对置水塔的给水系统，在最大用设置对置水塔的给水系统，在最大用水小时由水泵和水塔同时供水，水塔的高水小时由水泵和水塔同时供水，水塔的高度必定高于控制点的自由水头，当出现最度必定高于控制点的自由水头，当出现最大转输流量时，水泵必须能供水到水塔。大转输流量时，水泵必须能供水到水塔。 事故时事故时 管网中任一管段在检修过程中，系统管网中任一管段在检修过程中，系统的供水量都不应小于最高用水时的的供水量都不应小于最高
46、用水时的70%。二泵站供水曲线二泵站供水曲线用水曲线用水曲线0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24最大用水小时最大用水小时最大转输小时最大转输小时校核条件校核条件 消防时消防时节点流量等于最大用水小时节节点流量等于最大用水小时节点流量加消防流量；水泵扬程满足最不利点流量加消防流量；水泵扬程满足最不利消火栓处水压消火栓处水压10mH2O； 最大转输时最大转输时节点流量等于最大转输小节点流量等于最大转输小时用水量与最大小时用水量之比乘以最大时用水量与最大小时用水量之比乘以最大小时节点流量；水泵扬程满足水塔最高水小时节点流量；水泵扬程满足水塔最高水位；位； 事故事故时节时节点流量等于点流量等于70最大小最大小时节时节点流量；水点流量；水泵扬泵扬程程满满足最小效足最小效劳劳水水头头。
