给水工程课程设计说明书

南华大学

城市建设学院

给排水工程专业课程设计说明书

课程名称：给水排水管道系统工程

设计项目：广西A城给水管网设计

指导教师：袁华山

学生年级：给水排水工程2008级

学生姓名：肖锡炎

学生学号：20084510137

设计日期：2010年10月16日

目录

一．给水管网课程设计任务书

1.1 目的

1.2 基本资料

1.3 管道设计任务书

二．全市用水量计算

2.1 居民生活用水计算

2.2 工业Ⅰ区用水量计算

2.3 工业Ⅱ区用水量计算

2.4 道路浇洒用水量计算

2.5 绿化用水量计算

2.6 未预见水量计算

2.7 最大日用水量变化

三．沿线流量和节点流量的计算

3．1 沿线流量的计算

3．2 节点流量的计算

四．清水池调节容积及泵站计算

4.1 计算清水池调节容积

4.2 清水池有效容积计算

五．设计流量分配和管径设计

5.1 管网布置定线

5.2 平差前管网设计数据

六．管网水力计算

6.1 树状管网水力计算

6.2 环状管网水力计算

七．管网工况校核

7.1 消防工况校核

7.2事故工况校

八．给水工程课程设计小结

九．附图

一．给水管网课程设计任务书

1.1 目的：

通过课程设计，系统地解决和课程有关的某实际问题，进一步使理论联系实际，以达到巩固基本理论知识；运用技术资料，掌握基本设计技能，提高设计、绘图能力。

1.2基本资料

1、城市平面图一张，比例尺为1：10000。

2、有关某城规划资料：

3.工业企业规划资料：

4.城市中日常生活污水和工业废水经处理利用后排入水体下游，河流水量充

沛，水质良好可作为给水水源。

5.冰冻层最大厚度为0.2m，地下水位线离地面3.0m以上。

6.其它资料见平面图。

1.3管道设计任务书

1.31学生应根据所给资料必须完成以下工作内容：

1. 计算和分析全市用水量，确定最大日、最大小时用水量及最大日内用水

量变化情况；

2. 确定调节水池的位置和容积（包括清水池、高位水池或水塔）；

3. 管网定线；

4. 确定沿线流量和节点流量；

5. 管网平差计算。校正管网各管段的流量、水头损失。并要校核事故时、

消防时和最大转输（有水塔）时工况。

6. 确定高位水池或水塔高度，供水水泵总扬程。

7. 确定每一节点的自由水头（事故时、消防时和最大转输（有水塔）时工

况），绘制等水压线图。

1.32设计成果

1. 绘制全管网干线总平面图、3~4个代表性节点详图。

2. 选择一条主要管线，绘制其纵剖面图。阀门井祥图。

1.33 备注

学生应在规定的时间内认真完成设计任务。只有在课程设计通过后才

能参加课程测试。

二．全市用水量计算

2.1居民生活用水计算

=q·N·f

居民生活用水量 : Q

1

其中 q——最高日生活用水定额，m3/（人·d），取q=300L/（人·d）N——设计年限内计划人数，取N=150000人

f——自来水普及率，%，取f=100%

=300/1000*150000*100%=45000m3

总用水量 Q

1

每个小时的用水量等于总用水量乘以相应的百分数

2.2工业区I用水量计算

1、高温车间生活用水

用水额度为：35L/（人·班）

高温车间生活总用水量：Q= 高温车间人数*35L/（人·班）

= 0.5*104 *35/1000=175m3

每班用水量= Q/3=175/3=58.3 m3

每小时用水量等于每班用水量乘以对应的变化系数

2、一般车间生活用水

用水额度为：25 L/（人·班）

一般车间生活总用水量：Q= 一般车间人数*25 L/（人·班） = 1.0*104 *25/1000=250 m3

每班用水量= Q/3=250/3=83.3 m3

每小时用水等于每班用水量乘以对应的变化系数

3、淋浴用水

高温车间用水额度为：60L/（人·班）一般车间用水额度为：40 L/（人·班）淋浴用水总量: Q= 高温车间人数*相应淋浴百分数*60L/（人·班）+

一般车间人数*相应淋浴百分数*40 L/（人·班） =（0.5*104 *100%*60+1.1.0*104*60%*40）/1000=540m3每班用水量=Q/3=540/3=180 m3

因为工人沐浴是在下班后一小时进行，故分3个小时用水，分别在0－1，

8－9，16－17。

4、生产用水

生产用水总量：Q=工业用水量=1.2万m3=20000 m3

平均每小时用水量q=Q/24h=20000/24=833.3 m3

5、工厂村生活用水

用水额度 300 L/（人·d）

工厂村生活总用水量：Q=工厂村人数*生活用水定额

=0.5*104 *300/1000=1500 m3

每个小时用水量等于总用水量乘以所占的百分数

2．3工业区II用水量计算

1、高温车间生活

用水用水额度为：35L/（人·班）

高温车间生活总用水量: Q= 高温车间人数*35L/（人·班）

= 0.6*104 *35/1000=210m3

每个小时的用水量等于总用水量乘以相应的变化系数

2、一般车间生活用水

用水额度为：25 L/（人·班）

一般车间生活总用水量：Q= 一般车间人数*25 L/（人·班）

= 1.0*104 *25/1000=250 m3

每个小时的用水量等于总用水量乘以相应的变化系数

3、淋浴用水

高温车间用水额度为：60L/（人·班）一般车间用水额度为：40 L/（人·班）淋浴用水总量=高温车间人数*相应淋浴百分数*60L/（人·班）+

一般车间人数*相应淋浴百分数*40 L/（人·班） =（0.6*104 *100%*60+1.0*104 *60%*40）/1000=600m3

每班用水量=Q/3=600/3=200 m3

因为工人沐浴是在下班后一小时进行，故分3个小时用水，分别在0－1，8－9，16－17。

4、生产用水

生产用水总量: Q=工业用水量=1.8万m3=18000 m3

平均每小时用水量=生产用水总量/24h=18000/24=750 m3

5、工厂村生活用水

用水额度 300 L/（人·d）

工厂村生活用水总量=工厂村人数*生活用水定额

=0.8*104 *300/1000=2400 m3

每小时用水量等于总用水量乘以所占的百分数

2.4道路浇洒用水

用水额度 (1-1.5)L/次·平方米

道路浇洒用水量 = 道路面积*(1-1.5)L/次·平方米*次数

= 190000*1.5/1000*3 = 855 m3

每日浇水三次，每次一个小时，故

每次浇水量 = 道路浇洒用水量 /3 =855/3=285 m3

时间安排在每日的6-7时，13-14时和17-18时。

2.5绿化用水

用水额度 (1.5-2)L/次·平方米

绿化用水量 = 绿化面积*(1.5-2)L/次·平方米*次数

= 180000*2/1000 =720 m3

每日浇水两次，每次一个小时，故

每次浇水量 = 绿化用水量/2=720/2=360 m3

时间安排在每日的7-8时和17-18时。

2.6未预见用水量

先将该市的总用水量Q计算出来，然后

未预见用水量=（15%-25%）·总用水量Q

其中，总用水量Q包括居民生活用水量，工业区I总用水量，工业区II总

用水量，道路浇洒用水量，绿化用水量。

计算得，总用水量Q= 90500 m3

故，未预见用水量=（15%-25%）·总用水量Q

= 20%·90500 m3 = 18100 m3

（此处，百分比按20%计算）

将未预见用水量除以24h得每小时用水量

2.7 最大日内用水量变化情况

城市最高日用水量为以上各项用水量的总和

Q=108597 m3

将以上各项用水在同一小时的用量加起来得每个小时的用水总量，再将每小时用水总量除以最高日用水量得各小时用水量所占的百分比，则最大日内用水量变化情况如下图所示：

城市用水量变化曲线

3.04%

5.12%

4.17%

Kh=5.7/4.17=1.37

占最高日用水量百分数（%）

时间（h)

1-用水量变化曲线2－二级泵站设计供水线

1

2

由上图得最高时用水量为8－9时，高时用水量百分数为57%，时变化系数为1.37 用水量计算表如下表：

用水量计算表

三．沿线流量和节点流量的计算

3.1 沿线流量的计算

q s =l ∑∑-q Q ＝103.1492m

其中，q s —— 比流量，L/（s ·m ）; Q —— 管网最高时用水量，L/s ；

∑q —— 最高时大用户集中用水量总和，L/s ；

∑l —— 干管总长度，m ，不包括穿越广场、公园等无建筑物地区

的管线；只有一侧配水的管线，长度按一半计算，只起转输作用的管线入内。

Q=6211.42 m 3/h=1725.4 L/s;

∑q=2289.21 m 3/h=635.9 L/s;

∑l ＝14982.5 m;

故 q s =l ∑∑-q Q =5

.149829

.6354.1725-=0.0727 L/（s ·m ）

沿线流量=比流量×各管段有效长度

各管段没线流量计算见下表

沿线流量计算表：

沿线流量总量1089.23 L/s ≈Q -∑q=1089.5 L/s;在误差范围内，以上计算结果正确

3.2 节点流量的计算

管网任一节点的节点流量为：

q i= ×∑q1=0.5∑q1

即任一节点i的节点流量q i等于和该节点相连各管段的沿线流量q i总和的一半，工业企业等集中用户所需流量，可直接作为接入大用户节点的节点流量。

各节点流量计算见下表

各节点用水总1725.4471L/s≈管网最高时用水量1725.4 L/s,所以以上计算结果正确

四．清水池调节容积及泵站计算

4.1清水池调节容积的计算

泵站供水曲线，分为两级，第一级为6点到20点，除中间的14点，供水量为5.12%×13，第二级为从21点到5点，加中间的14点，供水量为3.04%×11，最高日泵站总供水量为：5.12%×13＋3.04×11%＝100%

清水池和水塔调节容积计算见下表：

4.2清水池有效容积计算

清水池设计有效容积：

4321W W W W W +++=；

W 1——清水池调节容积，m 3；

W 2——消防贮备水量，m 3，按2h 室外消防用水量计算；

W 3——给水处理系统生产自用水量，m 3，一般取最高日用水量的

5%~10%，本计算不考虑；

W 4——安全贮备水量，m 3, 取(W 1+W 2+W 3)的1/8 ; W 1=12.42（%）×108597=13487.75

W 2=2×45×2×3600/1000+20×2×3600/1000×2=936 m 3 W 3=108597×7%=760 m 3

W 4=(W 1+W 2+W 3)/8

=(13487.75+936+760)/8=1897.97 m 3 4321W W W W W +++=

=13487.75+936+760+1897.97 =17081.72 m 3

五、设计流量分配和管径设计

5.1管网布置定线

管网布置如设计图所示。

5.2平差前管网设计数据

（1）.流量初步分配

根据节点流量平衡条件，平行干管之间尽可能平均地分配流量，连接管分配较少流量的原则，得各管网的分配流量：

（2）.流量分配后，得出计算管径；把计算管径标准化之后，略作调整，得到下表数据：

六、管网水力计算

6.1树状管网水力计算

6.2环状管网水力计算

（1）最不利点的确定

首先考虑不设泵站的情况，对管网进行平差，以确定最不利点。设最不利点为离水厂最远点定17点，以环状管网离水厂最远点1点作为定压节点进行平差，其已知水压为：71.2+0.61+32＝103.81m

其中71.2为17点的地面标高，0.61 m为最远管网管段1－17的水头损失，32m为1点的最小服务水头。

（2）管网平差

经过调整后的数据如下：

①节点数据

②管网数据

6.3水泵扬程的计算及选型

根据上面的平差结果可得，控制点1点的自由水头需要32.9607m，从1点到配水点10的水头损失为∑h1=9.71m,从则水泵的设计总扬程为：H＝32.96+△H+∑h1+3=32.96+0.5+9.71+0.77+3+2＝48.94m;

其中△H为二级泵站到最不利点17之间的高差，0.77m为二级泵站0点到配水点9间管段损失，3m为安全水头，2m为泵内水头损失。

故先5台型号为450LC2－54A，其中1台备用，扬程为49.1m，流量为1653m3/h。

七、管网工况校核

7.1消防工况校核

按照消防要求同时有两处失火，将消防流量放在最不利点17和靠近大用户节点3处，一次灭火用水量为 q=45L/s，增加的总消防流量为q=90L/s ;将消防流量加到17点和3点后,得支状管网的水头损失如下：

管段1－17的水头损失为4.12m,再将管段1－17的水头损失加到1节点上，则此时1点的已知水压为10+71.2+4.12＝85.32m,将1点的已知水压和消防流量加到3点再平差得数据如下：

（1）节点数据

（2）管网数据

此时环状管网从1点到配水点10点的水头损为∑h=12.48m, 在安全水头范围内，

满足水泵扬和要求，各节点的水头均满足消防要求的10m水头要求。

7.2事故工况校核

选管段9－4为最不利管段，设管段9－4断开，各节点的用水量生活用水量按正常用水量的70％，工业区用水量按正常用水量的100％计算，将折算后的各流量如下：

总流量为Q＝1519.7988（L/s）

此时各支状管网的水头损失为：

1－17管段的水头损失为0.30m，刚1点的已知水压为：

h＝71.2+32+0.3＝103.5m；

将各节点相应流量输入后再平差得：

（1）管网数据：

（2）节点数据：

从最不利点17到配水点10的水头损失为13.13m，在安全水头范围内，故满足水泵扬程要求。

八、给水工程课程设计小结

给水管网设计是我大学以来做的第一个设计，对于一个未来立志成为一位设计师的我来说，这个设计对于我的意义来说是非同寻常的。在刚开始进行设计的时候，真的是有点茫然。虽然上课时讲过一些了专业知识，但是真正到了要将理