给水管网-第5章

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2、改建和扩建管网 • 这种情况下，旧管网已经存在，而且管线较多，所 这种情况下，旧管网已经存在，而且管线较多， 以要对这些实际已经存在的管网进行适当的简化。 以要对这些实际已经存在的管网进行适当的简化。 保留主要的干管，略去次要的管线（ 即：保留主要的干管，略去次要的管线（比如管径 较小的分配管、接户管）， ），但主要干管和次要管线 较小的分配管、接户管），但主要干管和次要管线 的确定是相对的，不是绝对的。 的确定是相对的，不是绝对的。 系统规模小或计算精度要求高时， ①系统规模小或计算精度要求高时，可以将较小管径 的管线定为主要干管。 的管线定为主要干管。 • 比如说，一个规模较小的生活小区，如果管线数目 比如说，一个规模较小的生活小区， 较少，这时可以将较小管径的管线定为主要管线， 较少，这时可以将较小管径的管线定为主要管线， 也就是说可以将管径较小的管线（如分配管） 也就是说可以将管径较小的管线（如分配管）保留 下来，一起进行管网计算， 下来，一起进行管网计算，那么就可以达到很高的 计算精度。 计算精度。
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2、合并 ①平行管线的合并 • 管径较小、相互平行且靠近的管线可以考虑合并。 管径较小、相互平行且靠近的管线可以考虑合并 可以考虑合并。
合并
②交叉点合并 • 当管线上的交叉点靠的很近时，可以将其合并为同一 管线上的交叉点靠的很近时 交叉点。 交叉点。 • 相近交叉点合并后可以减少管线的数目，使系统简化。 相近交叉点合并后可以减少管线的数目，使系统简化。
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思考题
• 简述管网计算中常见的有哪两类课题， 简述管网计算中常见的有是什么。
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5.2 管网图形及简化
• 一个城市中，给水管线是特别多的，特别是大城市。 一个城市中，给水管线是特别多 管线是特别 特别是大城市。 如果将所有管线一起计算的话， 如果将所有管线一起计算的话，那么计算是非常复 杂的，而且是没有必要的，有时甚至是不可能的。 杂的，而且是没有必要的，有时甚至是不可能的。 所以有必要对管网进行简化后再计算。 所以有必要对管网进行简化后再计算。 一、简化类型 1、新设计管网的简化 • 前面第四章讲管网定线时，提到过城市管网的定线 前面第四章讲管网定线时， 和计算仅考虑干管和连接管 而其他管线如分配管、 干管和连接管， 和计算仅考虑干管和连接管，而其他管线如分配管、 接户管等不加以考虑，管线相对而言是比较简单的， 接户管等不加以考虑，管线相对而言是比较简单的， 所以对新设计管网不需要简化
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三、简化方法
1、管线省略 管径大的管线，在给水、 ①管径大的管线，在给水、配水中所起的作用很 对水力条件的影响很大。 大，对水力条件的影响很大。 ②管径小的管线，影响小。 管径小的管线，影响小。 • 所以首先应该省略对水力条件影响小的管线， 所以首先应该省略对水力条件影响小的管线， 也就是管径相对较小的管线 比如分配管）。 管径相对较小的管线（ 也就是管径相对较小的管线（比如分配管）。
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二、沿线流量
• 定义：供给该管段两侧用户所需的流量（沿管段两侧 定义：供给该管段两侧用户所需的流量（ 供给用户的流量） 供给用户的流量） 1、干管配水情况
实际用水复杂：大用户（工厂、企业等） 实际用水复杂：大用户（工厂、企业等） 居民用水：数量多、 居民用水：数量多、水量少
• 如图所示，沿线有数量较多的用户用水q1，q2，……等，也有 如图所示，沿线有数量较多的用户用水q 等 分配管的流量Q 分配管的流量Q1，Q2，……等，如果按照实际用水情况来计算 等 管网，非但很少可能， 管网，非但很少可能，并且因用户用水量经常变化也没有必 因此，计算时往往加以简化。 要。因此，计算时往往加以简化。
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（2）面积比流量法 • 假定：用水量均匀分布在整个供水面积上 假定： • 面积比流量 ：管线单位面积上的配水流量
Q − Σq qA = ΣA
• 每一段计算管段的沿线流量 q1 = q A A 每一段计算管段的沿线流量 • 整个管网沿线流量总和 Σq1 = q A ΣA = Q − Σq
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• 划分供水面积的方法：等分角法（街区长边为 划分供水面积的方法：等分角法（ 梯形，短边为三角形） 梯形，短边为三角形） • 例
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二、简化要求 • 一般而言，管网越简化，那么计算工作量就越少。 一般而言，管网越简化，那么计算工作量就越少。 但是如果过分简化的话， 但是如果过分简化的话，计算结果将与实际用水 情况差别很大。所以要记住： 情况差别很大。所以要记住：并不是管网越简化 就越好，而应该慎重对待管线简化问题。 就越好，而应该慎重对待管线简化问题。 • 要求：就是要使简化后的管网基本上反映出实际 要求：就是要使简化后的管网基本上反映出实际 用水情况。 用水情况。
1 2 3 4 水塔 5 6 7 8
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0 泵站 1 2 3 4 水塔 5 6 7 8
管段：两节点之间的管线。 2、管段：两节点之间的管线。 管线：管段按顺序连接形成管线。 3、管线：管段按顺序连接形成管线。 管网的环：起点和终点重合的管线。 4、管网的环：起点和终点重合的管线。 基环：不含其它环的环。 ①基环：不含其它环的环。 大环：含有基环的环。 ②大环：含有基环的环。 虚环： ③虚环： • 将两个或两个以上的水压已定的水源节点（泵站、 将两个或两个以上的水压已定的水源节点（泵站、 水塔等）用虚线和虚节点连接起来形成的环。（ 。（实 水塔等）用虚线和虚节点连接起来形成的环。（实 际上不存在） 际上不存在）
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2、简化方法
（1）长度比流量法 • 假定：用水量均匀分布在全部的干管上（沿线 假定：用水量均匀分布在全部的干管上（ 均匀配水） 均匀配水） • 长度比流量：干管线单位长度的流量 长度比流量：
qs =
Q − ∑q
∑l
• Q ：管网总用水量 • Σq ：大用户集中用水量之和 双侧配水： • Σl ：干管总长度 双侧配水：取管道实长
给水管网
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授课主要内容
管段流量、 第5章 管段流量、管径和水头损失
5.1 管网计算的课题
5.2
管网图形及简化
沿线流量和节点流量 5.3
管段计算流量 5.4
2
授课主要内容
5.5 管径计算
5.6
水头损失计算
管网计算基础方程 5.7
管网计算方法分类 5.8
3
管段流量、 第5章 管段流量、管径和水头损失
5m 1 2 3m 3
• 缺点在于：计算复杂，一般很少用 缺点在于：计算复杂， • 所以，干管分布比较均匀，干管间距大致相同 所以，干管分布比较均匀， 一般采用长度比流量法。 时，一般采用长度比流量法。
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注意： 注意：
1）面积比流量考虑了沿线供水面积（人数）多少 面积比流量考虑了沿线供水面积（人数） 考虑了沿线供水面积 对管线配水的影响，计算结果更接近实际配水 对管线配水的影响，计算结果更接近实际配水 情况， 计算较麻烦。 情况，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， 比较均匀时，二者相差很小。这时，用长度比 流量较好。 流量较好。 2）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 应分别计算。 大时，各区的比流量应分别计算。 同一管网，比流量的大小随用水量变化而变化。 3）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 需分别计算。 各种工况下需分别计算。
5.1 管网计算的课题
• 给水工程总投资中，输水管渠和管网所占费用（包 给水工程总投资中，输水管渠和管网所占费用（ 所占费用 括管道、阀门、附属设施等）是很大的， 括管道、阀门、附属设施等）是很大的，一般约占 70％ 80％，因此必须进行多种方案比较， ％，因此必须进行多种方案比较 70％～80％，因此必须进行多种方案比较，以得到 经济合理地满足近期和远期用水的最佳方案。 经济合理地满足近期和远期用水的最佳方案。 一、两类课题 1．管网设计计算（最高时） 管网设计计算（最高时） 设计计算 ——第一类课题 第一类课题 校核计算（ 管网校核计算 消防时、 2．管网校核计算（消防时、事故时及最大转输时 对置水塔）） ——第二类课题 （对置水塔）） 第二类课题
单侧配水： 单侧配水：取管道实长的一半 不配水： 不配水：计算长度为零
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各管段沿线流量
ql = qsl
qs =
Q − ∑q
∑l
整个管网沿线流量总和
Σq1 = qs Σl = Q − Σq
• 缺点在于：忽视沿线供水人数、用水量差别，不 缺点在于：忽视沿线供水人数、用水量差别， 能反映各管段实际配水量。 能反映各管段实际配水量。
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例题】 【例题】
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思考题？ 思考题？
• 试述管网简化的方法？以及新旧管 试述管网简化的方法？ 网简化的区别？ 网简化的区别？
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5.3 沿线流量和节点流量
一、基本概念 节点：管网中有分支的点。 1、节点：管网中有分支的点。 水源节点（如泵站、水塔、高地水池） ①水源节点（如泵站、水塔、高地水池） ②两管段交点 ③不同管径或不同材质的管线交接点 集中向大用户供水的点（工厂、 ④集中向大用户供水的点（工厂、学校等用水量大的 单位） 单位） 0 虚节点（实际上不存在） ⑤虚节点（实际上不存在） 泵站
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3、管网分解 两管网由一条管线连接 管线连接时 可以将连接管线断开， ①当两管网由一条管线连接时，可以将连接管线断开， 分解为两个独立的管网。 分解为两个独立的管网。 两管网由两条管线连接 管线连接时 ②当两管网由两条管线连接时，它也可以分解为两个 独立的管网，但与第一种情况不同的是， 独立的管网，但与第一种情况不同的是，必须有一 个前提条件存在。 个前提条件存在。 • 前提条件为：分支管网在主管网的末端，而且连接 前提条件为 分支管网在主管网的末端， 管线的流向、流量可以确定时，可进行分解。 管线的流向、流量可以确定时，可进行分解。