給水設計
一、設計任務
d區城市現狀布局不夠合理，基礎設施較差，公用設施與工業和住宅建設不配套，給水管網簡陋，生活用水普及率較低，因此，擬對其總體規劃，對各項配套設施進行配套調整，對原供水管網進行徹底改造，按近期規劃建立統一給水管網，生活普及率達100%，水廠建於城區西南端。
二、設計資料
（1）生活用水量
a d區近期規劃人口為15萬；
b 生活用水標準100/人·d；
c 生活用水普及率按100%考慮；
d 職工用水量和淋浴用水量按生產用水量15%計算；
e 經濟因素f=1考慮樓房為六層最高用水百分數5.88%
（2）工業生產用水量11000m/d，管段工業集中用水量按面積近似計算；
（3）市政用水量按（1）（2）兩項之和的3%~5%計算；
（4）公建用水量按（1）（2）兩項之和的5%~15%計算；
（5）未預見用水量按（1）（2）（3）（4）之和的15%~25%計算；
（6）水廠自身用水量按(1) (2) (3) (4)的5%~10%計算；
（7）該市用水量變化情況可參照供水條件相近的相鄰b市逐時用水量曲線，日變化係數約1.32，時變化係數可按b市用水量變化曲線（見附圖）算；
三、設計依據
1 城市總體規劃圖
2 用水量逐時變化曲線
3室外給水工程設計規範
4給水排水設計手冊
5有關的教材與其他工具書
四、設計方案及思路
方案：為保證城鎮的供水安全，減少事故管段對整個管網系統的影響，主要才去環狀管網的布置形式布置管道；對周邊郊區和未開發或在開發區採用樹狀管網的布置形式布置管道。由高向低的大體方向布置管道。
步驟：（1） 按成鎮管網布置圖，繪製計算草圖，對節點和管段順序編號，並標明管段長度和節點地形標高；
（2） 按最高日最高時用水計算節點流量，並在節點旁引箭頭，註明節點流量。大使用者的集中流量也標註在相應節點上。
（3） 在管網計算草圖上，將最高用水時由二級幫浦站和水塔供入管網的流量（指對置水塔的管網），沿各管段計算流量預分配，定出各管段的計算流量。
（4） 根據所定出的各管計算流量和經濟流速，選取各管段的管徑。
（5） 計算各管段的水頭損失h及各個環內的水頭損失代數和∑h。
（6） 若∑h超過規定值（即出現閉合差△h）,須進行管網平差，將預分配的流量進行校正，以使各個環的閉合差達到所規定的允許範圍之內。
（7） 按控制點要求的最小服務水頭和從水幫浦到控制點管線的總水頭損失，求出水塔高度和水幫浦揚程。
（8） 根據管網各節點的壓力和地形標高，繪製等水壓線和自由水壓線圖。
思路：（1） 根據現有的d市總體規劃和道路平面規劃圖，布置四個管網，水廠到管網的輸水管線採用雙管，以保障供水的可靠性，城市規劃人口為15萬人，屬於小型城鎮，使用者較為集中在城鎮中心，則給水管道工程採用統一系統，二郊區則主要工業用地和倉庫用地，從經濟方面考慮應布置中心地區為環狀管網，郊區為樹狀管網，該市的經濟因素按f=1考慮，自由水壓按最不利點處為六層樓房計算，即控制點的最小服務水頭為28m，生活用水標準為100/人·d，生活用水普及率按100%考慮。
（2） 對任一節點來說，流入該節點的流量必須等於流出該節點的流量。
（3） 環狀管網任一閉合環路內，水流為順時針方向的各管段水頭損失之和應等於水流為逆時針方向的各管段的水頭損失之和。
五、設計計算過程
1 布置輸配水管網，如圖1所示
2 計算最高日設計用水量，確定最高日最高時用水量
（1）生活用水量
綜合生活用水量：
n1——近期規劃人口數 cap
qd——採用的最高日居民生活用水定額 l/（cap·d）
工廠職工用水和淋浴用水量：
∴生活用水量：
工業生產用水量：q2=11000（m3/d）
市政有水量：
公建用水量：
未預見用水量：
∴城鎮最高日設計用水量 ：
城鎮最高日最高時設計用水量：
3 計算管段沿線流量和節點流量
（1）配水幹管計算長度：∑l=17180m
（單側配水其計算長度按實際長度的一半算，雙側配水管，按實際長度計算）
(2) 集中**工業用水流量：
（2）配水幹管比流量
（3）沿線流量計算
管段1~7的沿線流量為：
各管段的沿線流量計算見表1
（4）節點流量計算
工業總面積： ∑w=3187500 m2
面積比流量：
各工業去的集中流量分別為：
同理得：
如節點1的節點流量：
節點總流量：
各節點的節點流量計算見表2
將節點流量和集中流量標註相應節點上，如圖2。
圖 2 節點流量圖
4 環狀管網平差
採用哈代—克洛斯法進行管網平差，步驟如下：
（1） 根據城鎮的供水情況，擬定環狀網的管段水流方向（如圖3所示），按每一節點滿足連續性方程的條件，並考慮供水可靠性要求分配流量，得初步分配的管段流量。
（2） 由計算各管段的水頭損失。
（3） 假定各環內水流順時針方向管段中的水頭損失為正，逆時針方向管段中的水頭損失為負，計算該環內各管段的水頭損失代數和，如其差值即為第一次閉合差。
如》0，說明順時針方向各管段中初步分配的流量多了些，逆時針方向管段中分配的流量少了些，反之， <0.說明順時針方向各管段中初步分配的流量少了些，逆時針方向管段中分配的流量多了些。
（4） 計算每環內各管道、段的∑，按式求出校正流量。如閉合差為正，則校正流量為負，反之，則校正流量為正。
（5） 設圖上的校正流量符號為順時針方向為正，逆時針方向為負，凡是流向和校正流量方向相同的管段，加上校正流量，否則減去校正流量，據此調整各管段的流量，得第一次校正的觀點流量。對於兩環的公共管段，應按相鄰兩環的校正流量符號，考慮鄰環校正流量的影響。
按此流量再計算，如閉合差尚未達到允許的精度，再從第2步按每次調整後的流量反覆計算，知道每環的閉合差達到要求為止
圖 3 環狀管網流量分配
平差過程：
根據節點流量進行管段流量初分配，進行管網平差。
管徑、1000i、流速v,根據初步分配流量查《給水排水管道工程技術》教材附錄5-1中的鑄鐵管水力計算表得。
按h=i*l可算出管段水頭損失，校正流量按進行計算。
計算結果見表3
管網平差計算表表 3
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