给水管网课程设计
说明书
姓名：*** 学号：*********** 专业班级：给排水工程二班
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目 录
Ⅰ. 给水管网课程设计任务书·········································3 一、 设计项目·····················································3 二、 设计任务·····················································3 三、 设计资料·····················································3 Ⅱ. 给水管网设计计算说明书·········································5 一、 输配水系统布置···············································5 二、 设计用水量及调节构筑物相关计算 ······························5
1 设计用水量计算············································5 2 设计用水量变化规律的确定··································7 3 清水池、水塔调节容积的计算·································7 三、 经济管径确定················································11
1 沿线流量及节点流量·······································11 2 初始分配流量·············································13 3 管径的确定···············································13 四、 管网水力计算···············································15
1 初步分配流量·············································15 2 管网平差··················································15 3 控制点与各节点水压的确定·································15 4 泵扬程与水塔高度的计算···································17 五、 泵的选择····················································19 1 最高时工况初选泵·········································19 2 最大转输工况校核·········································19 3 消防工况校核·············································21 4 泵的调度··················································24 六、 成果图绘制··················································- 参考文献··································································25
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Ⅰ. 给水管网课程设计任务书
一、 设计项目
某市给水管网课程设计
二、 设计任务
根据所给资料，应完成下列任务：
1、进行输配水系统布置，包括确定输水管、干管网、调节水池（如果设置的话）的位置和管网主要附件布置；
2、求管网、输水管、二级泵站的设计用水量与调节水池的容积； 3、计算确定输水管和管网各管段管径； 4、进行管网水力计算；
5、确定二级泵站的设计扬程，如果有水塔，确定水塔的设计高度； 6、确定二级泵站内水泵的型号与台数（包括备用泵）,并说明泵站在各种用水情况下的调度情况；
7、画出管网内4～6个节点详图。
三、 设计资料
1、某市规划平面图一张。 2、某市规划资料。
某市位于湖南的东部，濒临湘江。近期规划年限为6年，人口数为12万，城区大部分房屋建筑控制在6层。全市内只有两家用水量较大的工业企业，其用水量及其他情况详见表1。
表1 工业企业近期规划资料
企业 项目 1.企业用水量（米/日） 工业用水对水质要求 工业用水对水要求 2.工厂房屋耐火等级 工程生产品危险等级 31 2 2400 同生活饮用水 不小于24米 二 丙 3600 同生活饮用水 不小于24米 三 乙 - 3 -
工厂房屋最大体积（m2） 工厂面积（公顷） 10000（厂房） 24 1n1mij5000（库房） 20 3、补充说明
1) 管网管径原则上按简化公式Dij(fq)计算确定，式中，经济因素
f = 0.92，管线造价中的指数α = 1.8 。
2) 工业企业每小时耗用生产用水量相同。铁路车站每天用水量为2000吨，按均匀用水考虑。
3) 不论设计年限内最高日用水量是多少，均嘉定其用水量变化如表2所示。 4) 城市生活污水和工业废水经适当处理后排入水体下游。河流水量充足，能做给水水源，水厂位置如平面图所示。 5) 冰冻深度0.2米，地下水离地面3米。 6) 其他资料见平面图。
表2 最高日内小时用水量变化
时间 占日用水量1.60 比例（%） 时间 占日用水量5.35 比例（%） 5.35 5.27 5.52 5.75 6.03 5.72 5.00 3.19 2.69 2.58 1.87 12~13 13~14 14~15 15~16 16~17 17~18 18~19 19~20 20~21 21~22 22~23 23~24 1.47 1.43 2.36 2.36 4.15 5.14 5.96 6.1 5.89 5.07 5.35 0~1 1~2 2~3 3~4 4~5 5~6 6~7 7~8 8~9 9~10 10~11 11~12
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Ⅱ. 给水管网设计计算说明
第一节 输配水系统布置
根据所给资料，结合城镇规划并考虑经济性和供水可靠性的要求，决定了采用城区环状给水、郊区及河边树状给水的布置形式，在高地布置水塔，水塔自工业企业No.1接入管网，水厂至管网双管输水。
第二节 设计用水量及其调节构筑物相关计算
1 设计用水量计算：
基本数据：
由原始资料该城市位于湖南,在设计年限内人口数12万,查《室外排水设计
规范》可知该城市位于一分区，为中小城市。 城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的20%计算； 1．1．1 居民最高日生活用水量Q1 ：
Q1=qNf
Q1―—城市最高综合生活用水，m３／d； q――城市最高综合用水量定额，Ｌ／（cap.d）； Ｎ――城市设计年限内计划用水人口数； f――城市自来水普及率，采用f=100%
所以： Q1.1 ＝230×12×104×100%/1000 ＝27600 m３/d 1．1．2 铁路车站每天用水量 Q1.2 = 2000 m3/d 。 得 Q1= Q1.1 +Q1.2 = 29600 m3/d 。 1．2 工业区的用水量计算
由所给资料得知，工厂No.1企业总用水量为2400 m3/d, 工厂No.2的企业总用水量为3600m3/d。 总计， Q2 = 2400+3600 = 6000 m3/d。
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1．3 浇洒道路用水量计算
按城市浇洒道路用水量标准q=1L/（㎡.次），每天两次， 用水量公式：
Q3= qNn/1000(n代表次数，N代表浇洒道路面积)，
= 1*1434721.162*2/1000 = 2870 m3。
1．4 绿化用水量计算
按城市大面积绿化用水量定额q=1.5L/（㎡.次），每天两次，用水量公式
Q4=qNn/1000(n代表次数，N代表绿化用水面积)，
= 1.5*454356.5206*2/1000 = 1360 m3。
1．5 未预见用水量的计算
按最高日用水量的20%算。而最高日的用水量包括居民的综合生活用水量；工业区用水量；浇洒道路和绿化用水量。相应的未预见用水总量。 1．6 最高日设计流量Qd：
Qd ＝1.2×（Q1+Q2+Q3+Q4） ＝1.2×（29600+6000+2870+1360）
＝47796 m３/d
最高日最高时用水量Qh
Qh＝Kh ×Ｑd/86.4 ＝1.46 ×47796 /86.4
＝807.66 L／s
（时变化系数由原始资料知Kh＝1.46）
1．7 消防用水量：
城镇、居住区室外的消防用水量： 火灾次数：2
一次灭火用水量：45L/s
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城镇消防用水量为 90 L/s 工厂消防用水量：
No.1 火灾次数：1
一次灭火用水量25 L/s
No.2 火灾次数：1
一次灭火用水量：30 L/s
`2 设计用水量变化规律的确定
2.78% 0-11-22-3
7.00%6.00%5.00%5.00%占日用水量比例4.00%3.00%2.78%2.00%1.00%0.00%3-44-55-66-77-88-99-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20-21-22-23-101112131415161718192021222324根据所给资料，绘制出日用水量曲线，综合实际情况，决定采用分级供水：20~次日5时共9小时，泵站供水量为2.78%Qd，用户为用水量输送至水塔；5~20点共15小时，泵站供水量为5.00%Qd，不足水量用水塔供给。
3 清水池、水塔调节容积的计算
由用水量变化曲线与分级供水线求得清水池与水塔的调剂容积，如下表：
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清水池与水塔调节容积计算 时间 用水量（%） 二级泵站供水量（%） 一级泵站供水量（%） 清水池调节容积（%） 清水池调节容积(m3） 水塔调节容积(%) 水塔调节容积(m3) 0-1 1.6 2.78 4.17 1–2 1.47 2.78 4.17 2–3 1.43 2.78 4.16 3–4 1.43 2.78 4.17 4–5 2.36 2.77 4.17 5–6 4.15 5.00 4.16 6–7 5.14 5.00 4.17 7–8 5.69 5.00 4.17 8–9 6.1 5.00 4.16 9–10 5.89 5.00 4.17 10–11 5.07 5.00 4.17 11–12 5.35 5.00 4.16 12–13 5.35 5.00 4.17 13-14 5.35 5.00 4.17 14-15 5.27 5.00 4.16 15-16 5.52 5.00 4.17 16-17 5.75 5.00 4.17 17-18 6.03 5.00 4.16 18-19 5.72 5.00 4.17 19-20 5.00 5.00 4.17 20-21 3.19 2.77 4.16 21-22 2.69 2.78 4.17 22-23 2.58 2.78 4.17 23-24 1.87 2.78 4.16 合计 100.00 100.00 100.00 3. 1 清水池所需有效容积计算
清水池调节容积为
W1k1Qd
-1.39 -1.39 -1.38 -1.39 -1.40 0.84 0.83 0.83 0.84 0.83 0.83 0.84 0.83 0.83 0.84 0.83 0.83 0.84 0.83 0.83 -1.39 -1.39 -1.39 -1.38 12.50 -664.36 -664.36 -659.58 -664.36 -669.14 401.49 396.71 396.71 401.49 396.71 396.71 401.49 396.71 396.71 401.49 396.71 396.71 401.49 396.71 396.71 -664.36 -664.36 -664.36 -659.58 5974.50 -1.18 -1.31 -1.35 -1.35 -0.41 -0.85 0.14 0.69 1.10 0.89 0.07 0.35 0.35 0.35 0.27 0.52 0.75 1.03 0.72 0.00 0.42 -0.09 -0.20 -0.91 7.65 -563.99 -626.13 -645.25 -645.25 -195.96 -406.27 66.91 329.79 525.76 425.38 33.46 167.29 167.29 167.29 129.05 248.54 358.47 492.30 344.13 0.00 200.74 -43.02 -95.59 -434.94 3656.39 = 12.50% * 47796 = 5974. 5 m3
水厂自用水量调节容积按最高日用水设计用水量的5%计算，则
W25%Qd
= 5% * 47796 = 2389.8 m3.
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该城镇人口数12万人，则确定同一时间内的火灾次数为2次，一次灭火用水量为45L/s。火灾延续时间按2h计，故火灾延续时间内所需总用水量为 W3=2*45 L/s *3.6*2h=648 m３.
另需一部分安全储量W4，则清水池的有效容积可按以上三部分容积和取整，得：
W清 = W1+W2+W3+W4=9012.3+W4 m3 = 10000 m3 如采用两座钢筋混凝土水池，每座池子有效容积为5000 m3。 3. 2 水塔有效容积计算
水塔调节容积为
W2k2Qd
=7.65%*47796 =3656.39 m３ 故水塔的有效容积为
Wt = W1+W2= 3656.39 +6 =3665.39 m3 。
其中 W1——水塔调节容积，m3；
W2——室内消防贮备水量，m3，按10L/s计。
最高日设计用水量为：47766（m3／d），管网中设置对置水塔 最高用水时（8~9点） 水塔的设计供水流量为：
47796×（6.10%－5.00%）×1000／3600＝146.04（L／s）； 最大传输时（3~4点） 水塔的最大进水流量为：
47796×（2.78%－1.43%）×1000／3600＝179.24（L／s）。
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第三节 经济管径确定
1 沿线流量及节点流量
从整个城镇管网分布情况来看，干管的分配比较均匀，故按长度流量法计算。 1. 1 配水干管计算长度：
二级泵站-1为输水管，不参与配水，其计算长度为零。管段1-2，2-3，16-17，17-18，为单侧配水，其计算长度按实际长度的一半计入。其余均为双侧配水管段，均按实际长度计入。则：
L=20339.4m
1. 2 配水干管比流量： 最高时总用水量可从用水量计算表中查得为807.66L/s.大用户集中用水量包括
工业区1：Q1==2400m3/d=27.78L/s 工业区2：Q2=3600 m3/d=41.67L/s 车站 Q3=2000 m3/d=23.15L/s 则由公式有
Qqqsl=[807.66-（27.78+41.67+23.15）]/20339.4 =0.0351564 L/(s·m)。
1. 3 沿线流量：
各管段的沿线流量计算见下表：
各管段的沿线流量计算 管段编号 管段长度/m 管段计算长度/m 比流量/L/（s.m） 沿线流量/L/s 1-2 2-3 3-4 4-5 2-5 656.9 716 1066.3 716 1066.9 328.45 358 1066.3 716 1066.9 0.0351564 11.547 12.586 37.487 25.172 37.508 - 10 -
5-6 1-6 6-9 9-10 10-11 4-11 5-10 11-12 13-14 9-14 12-13 10-13 12-18 16-17 13-17 17-18 14-16 6-7 8-9 14-15 12-19 合计
644.5 985.9 1078.1 644.3 716 1078.1 1078.1 1037.3 644.1 1037.3 716 1037.3 912.8 643.9 912.8 716 912.8 611.5 613.9 610.5 852.5 644.5 985.9 1078.1 644.3 716 1078.1 1078.1 1037.3 644.1 1037.3 716 1037.3 912.8 321.95 912.8 358 912.8 611.5 613.9 610.5 852.5 20339.4 22.658 34.661 37.902 22.651 25.172 37.902 37.902 36.468 22.644 36.468 25.172 36.468 32.091 11.319 32.091 12.586 32.091 21.498 21.583 21.463 29.971 715.060 1. 4 节点流量计算：
工业区1由节点18集中供水，其集中流量为27.78L/s， 工业区2由节点16供水，则其集中流量为41.67L/s， 车站由节点11供水，则其集中流量为23.15L/s。 各节点的节点流量计算表如下：
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各管段节点流量计算 节点 连接管段 节点流量L/s 集中流量L/s 节点总流量L/s 1 1-2,1-6 2 1-2,2-5,2-3 3 3-4,2-3 4 3-4,4-11,4-5 5 5-6,2-5,5-10,4-5 6 5-6,1-6,6-9,6-7 7 6-7 8 8-9 9 6-9,9-14,9-10,8-9 10 10-11,5-10,10-13,9-10 11 11-12,4-11,11-10 12 12-19,12-13,12-18,12-11 13 13-10,13-17,13-12,13-14 14 14-15,14-13,9-14,14-16 15 15-14 16 16-14,16-17 17 16-17,17-13,17-18 18 17-18,12-18 19 19-12 总计 最高时总用水量L/s 23.104 30.821 25.037 50.281 61.620 58.360 10.749 10.791 59.302 61.097 49.771 61.851 58.187 56.333 10.731 21.705 27.998 22.338 14.985 715.060 大用户集中用管网总长m 水量L/s 23.104 30.821 25.037 50.281 61.620 58.360 10.749 10.791 59.302 61.097 23.150 72.921 61.851 58.187 56.333 10.731 41.670 63.375 27.998 27.780 50.118 14.985 807.660 比流量L/(s.m) 807.660 92.600 20339.4 0.035 - 12 -
2 初始分配流量
根据节点流量连续性方程和供水的经济型与可靠性， 初始分配流量如下表：
管段编号 初始分配流量L/s 公式算得管径（mm） 管径确定 对应标准管径（mm） 处理后（连接管、分界线处放大） 1-2 2-3 3-4 4-5 2-5 5-6 1-6 6-9 9-10 10-11 4-11 5-10 11-12 13-14 9-14 12-13 10-13 12-18 16-17 320 150 124.96 19 139.18 35 318.61 214.5 26 19 93.68 93.56 39.76 18.98 118.41 18.55 39.46 18.53 31 606.6 438.6 405.7 181.2 424.8 235.4 605.4 511.2 207.2 181.2 358.6 358 248.55 181.14 396.43 179.4 247.74 179.3 223.45 600 450 400 200 450 250 600 600 200 200 350 350 250 200 400 200 250 200 250 600 450 400 300 450 350 600 600 300 250 350 350 350 250 400 250 350 400 300 - 13 -
13-17 17-18 14-16 6-7 8-9 14-15 12-19
18.3 77 32.37 10.75 10.79 10.73 14.99 178.34 329.77 227.62 142 142.3 141.9 163.7 200 350 250 150 150 150 200 350 400 350 150 150 150 200 3 管径的确定
根据设计资料中的要求，经济管径原则上按简化公式Dij(fq)计算
10.67qlh确定（f=0.92，α=1.8），计算时采用海森威廉公式（），取CDm = 4.87，n = 1.852。而由于最高时采用多水源供水，管网中存在供水分界线，分界线上的节点流量一般由两个水源共同供给，因此应适当放大供水分界线附近管段。另外，考虑到事故时需要，连接管也应适当放大一至二级。
管径确定结果见上表。
1n1mijnijijnmij
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第四节 管网水力计算
1 初步分配流量
根据用水情况，拟定各管段的流向，按照最短路线供水原则，并考虑可靠性的要求进行流量分配，如下表：
最高时流量初步分配 管段号 管段直径 初步流量 管段长度 备注 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 600 600 350 450 450 400 300 350 250 350 300 600 400 250 350 350 250 400 400 350 300 350 500 600 319.91 318.61 35 139.09 150 124.96 19 93.68 19 93.47 26 214.5 118.41 18.98 39.37 39.76 18.55 18.53 77.39 18.39 31 32.37 146.04 661.62 656.9 985.9 644.5 1066.9 716 1066.3 716 1078.1 716 1078.1 644.3 1078.1 1037.3 644.1 1037.3 1037.3 716 912.8 716 912.8 643.9 912.8 803.6 658 1-2 1-6 5-6 2-5 2-3 3-4 4-5 4-11 10-11 5-10 9-10 6-9 9-14 13-14 10-13 11-12 12-13 12-18 17-18 13-17 16-17 14-16 18-T P-1
2 管网平差
利用自制excel表格进行平差，具体过程及平差及水力计算结果示意图
10.67qnhijlijhsqm见附录。（，ijCnDijqij）
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3 控制点与各节点水压的确定
平差结果满足h环0.5,h网1.0及连续性方程，计算各节点水压，各管路水头损失等信息，其计算结果如下： 节点数据：
节点 自由水压m 标高m 位置水头m 节点总流量L/s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 36.24 34.57 33.18 30.63 32.50 33.96 34.23 32.64 32.68 30.09 28.06 27.81 28.00 30.59 30.65 29.76 28.24 28.77 28.92 134.11 134.99 135.66 136.95 135.81 134.70 133.00 133.70 135.10 136.41 137.72 137.62 137.84 135.62 134.15 136.13 137.59 137.31 135.61
170.35 169.56 168.84 167.58 168.31 168.65 167.24 166.34 167.78 166.50 165.78 165.43 165.84 166.21 164.80 165.89 165.83 166.08 164.53 23.104 30.821 25.037 50.281 61.620 58.360 10.749 10.791 59.302 61.097 72.921 61.851 58.187 56.333 10.731 63.375 27.998 50.118 14.985 管段数据： 管段长度 管段编号 L (m) 上次平差后管段流量Q0 (l/s) 选定管径下的流速Vt (m/s) 选定管径 D (mm) 水头损失(m) 起点-终点 1 2 3 4 5 6 7 656.9 288.0849 985.9 350.4351 644.5 47.2494 1066.9 133.7969 716.0 123.4680 1066.3 98.4280 716.0 35.6065 1.0 1.2 0.5 0.8 0.8 0.8 0.5 600 600 350 450 450 400 300 0.785 1.694 0.374 1.251 0.723 1.256 0.521 1-2 1-6 6-5 2-5 2-3 3-4 5-4 - 16 -
8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
1078.1 83.7545 0.9 716.0 24.2007 0.5 1078.1 83.8198 0.9 644.3 51.4307 0.7 1078.1 234.0757 0.8 1037.3 112.5550 0.9 644.1 9.3952 0.2 1037.3 49.9498 0.5 1037.3 35.0352 0.4 716.0 2.6921 0.1 912.8 44.4969 0.4 716.0 51.4231 0.4 912.8 3.8471 0.04 643.9 27.2702 0.4 912.8 36.0998 0.4 350 250 350 300 600 400 250 350 350 250 400 400 350 300 350 1.805 0.619 1.808 0.926 0.877 1.567 0.097 0.667 0.346 0.011 0.247 0.254 0.005 0.286 0.322 4-11 10-11 5-10 9-10 6-9 9-14 14-13 10-13 11-12 12-13 18-12 18-17 13-17 17-16 14-16 从计算结果可知，除控制点13外的其他节点的自由水头都大于28m，满足水压要求。大部分管段的流速都在经济流速范围内，满足流速要求（个别管段因位于供水分界线附近，流速偏小）。
4 泵扬程与水塔高度的计算
661.62330.81 L/s，选从泵站到管网的输水管计两条，每条流量为12定管径600mm。选定13点为控制点，损失计算如下表：
管段 管长m 流量L/s 管径mm 流速m/s 水头损失m 1-2 2-5 5-10 10-13 1-6 6-9 656.9 1066.9 1078.1 1037.3 985.9 1078.1 288.085 133.797 83.820 49.950 600 450 350 350 1.019 0.842 0.872 0.519 0.785 1.251 1.808 0.667 4.511 管段1-5-13∑h总计 350.435 234.076 600 600 1.240 0.828 1.694 0.877 - 17 -
9-14 14-13 1037.3 644.1 112.555 9.395 400 250 0.896 0.191 1.567 0.097 4.235 4.373 管段1-9-13∑h总计 管段1-13∑h均值 输水管×2 658.0 330.810 水塔到18 803.6 146.040 600 500 1.171 0.744 1.016 0.663
从节点数据表中可知，控制点13的位置水头为165.836m，已知清水池的地面标高为128.0m，二泵站内﹑吸﹑压水管路的水头损失总共取2.0 m，另外取安全水头2.0m。 因此水泵总需扬程为：
Hp=△Z+∑h+ H安全=165.836 - 128.0 + 4.276 + 1.016 + 2 + 2 = 47.225 水塔出水管连接到节点18，因此水塔高度为：
Ht = H18 + Z18 + ht-18 – Zt = 166.084 + 0.663 – 160 = 6.747m
- 18 -
第五节 泵的选择
1 最高时工况初选泵
根据第四节得出的最高用水时的工况点（2389.8 m3/h ，47.225 m）选泵，得到以下选型组合能够满足要求：
名称 S系列单级双吸式离心泵 S系列单级双吸式离心泵 型号 配套电动机 流量 m3/h 扬程m 最高时 理论Q 最高时最高时最高时最高时工作数量 理论Hp 实际H* 实际Q* 200S63A Y250M-2 180 324 529 893 54.4 300S58A Y315LI-4 37.5 55 767.731 47.225 49.072 718.23 42 251.421 47.225 49.073 235.11 1 3 因此，二级泵站选择200S63A 一台，300S58A 四台（其中一台为备用泵）。 2 最大传输时的校核
具体平差过程省略，只列出水力计算结果。平差及水力计算结果示意图见附录。
节点数据：
节点 自由水压m 标高m 水压标高m 节点总流量/（L/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 37.11718 35.94282 35.07663 33.19451 34.6139 35.8718 37.5297 36.302 34.93768 32.71186 30.55869 28.89048 29.61387 32.67397 34.10564 30.73284 28.67817 28 30.87808 134.11 134.991 135.657 136.953 135.81 134.695 133.002 133.7 135.1 136.408 137.721 137.62 137.836 135.6167 134.15 136.1255 137.593 137.31 135.61 171.2272 170.9338 170.7336 170.1475 170.4239 170.5668 170.5317 170.002 170.0377 169.1199 168.2797 166.5105 167.4499 168.2907 168.2556 166.8583 166.2712 165.31 166.4881 3.142 4.192 3.405 6.839 8.381 7.938 1.462 1.468 8.066 8.310 29.919 8.412 7.914 7.662 1.460 44.622 3.808 30.818 2.038 - 19 -
管段数据：
管段编号 管段长度L(m) 环路校正流量Δq(L/s) 选定管径下的流速Vt(m/s) 水头损失h(m) 选定管径D(mm) 起点-终点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
656.9 985.9 644.5 1066.9 716.0 1066.3 716.0 1078.1 716.0 1078.1 644.3 1078.1 1037.3 644.1 1037.3 1037.3 716.0 912.8 716.0 912.8 643.9 912.8 155.4981 210.4519 22.8783 82.7198 68.5883 65.1783 27.2518 85.5902 28.9140 69.9663 49.5350 178.1735 119.0986 28.7353 82.2772 84.5842 30.5152 104.6494 105.4006 72.5873 36.6233 81.2433 0.6 0.7 0.2 0.5 0.4 0.5 0.4 0.9 0.6 0.7 0.7 0.6 0.9 0.6 0.9 0.9 0.6 0.8 0.8 0.8 0.5 0.8 0.251 0.659 0.098 0.513 0.244 0.586 0.317 1.879 0.861 1.294 0.864 0.529 1.740 0.766 1.680 1.769 0.951 1.205 0.958 1.173 0.494 1.445 600 600 350 450 450 400 300 350 250 350 300 600 400 250 350 350 250 400 400 350 300 350 1-2 1-6 6-5 2-5 2-3 3-4 5-4 4-11 10-11 5-10 9-10 6-9 9-14 14-13 10-13 11-12 13-12 12-18 17-18 13-17 16-17 14-16 得此工况下的管网中的最不利点为18，则计算输水经18至水塔的损失如下：
管段 管长m 流量L/s 管径mm 流速m/s 水头损失m 1-2 2-3 3-4 4-11 11-12 12-18 1-6 656.9 716.0 1066.3 1078.1 1037.3 912.8 0.549 0.432 0.519 0.887 0.880 0.832 管段1-4-18∑h总计 5.92 985.9 210.7224 600 0.746 155.2276 68.6190 65.2090 85.3135 84.5951 104.4433 600 450 400 350 350 400 0.250 0.244 0.586 1.868 1.769 1.200 0.660 - 20 -
6-9 1078.1 178.1480 600 9-14 1037.3 119.3655 400 14-16 912.8 80.8713 350 16-17 643.9 36.6234 300 17-18 716.0 105.6067 400 管段1-14-18∑h总计 管段均∑h 输水管×658.0 184.545 600 2 水塔
803.6 179.230 500 0.630 0.950 0.841 0.518 0.841 5.82 5.870 0.653 0.913 0.529 1.747 1.432 0.494 0.961 0.345 0.969 计入4m的水塔水深，2m的泵站内损失，1m的安全水头，得到此时的水泵扬程为：
Hp=△Z+∑h + H安全
= 166.748 + 4 - 128.0 + 5.870 + 0.345 + 0.097 + 2 + 1 = 52.932
此时，二级泵站处在低级供水线，供水量2.78%Qd= 2.78%×47796 = 1328.73m3/h.关掉一台泵，可以满足（1328.73m3/h , 52.932 m），各泵的工作情况如下：
名称 S系列单级双吸式离心泵 S系列单级双吸式离心泵 型号 最大传输时理论Q(m3/h) 最大传输时理论Hp 最大传输时最大传输时实际实际H* Q*(m3/h) 最大传输时工作数量 200S63A 300S58A 196.73 601.80 52.93 52.93 53.84 53.84 186.60 571.07 1 2
3 消防时的核算
具体平差过程省略，只列出水力计算结果。平差及水力计算结果示意图见附录。 节点数据：
节点 自由水压m 标高m 位置水头m 节点总流量/（L/s) 1 2 3 4 5 25.467 23.284 21.463 17.945 20.097 134.11 134.991 135.657 136.953 135.81 159.577 158.275 157.120 154.898 155.907 23.10 30.82 25.04 50.28 61.62 - 21 -
6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 管段数据： 21.660 21.937 19.164 19.196 15.301 12.834 10.534 10.291 13.704 13.762 11.049 10 10.029 11.644 134.695 133.002 133.7 135.1 136.408 137.721 137.62 137.836 135.6167 134.150 136.1255 137.593 137.31 135.61 156.355 154.939 152.864 154.296 151.709 150.555 148.154 148.127 149.321 147.912 147.175 147.593 147.339 147.254 58.36 10.75 10.79 59.30 61.10 72.92 61.85 103.19 56.33 10.73 108.37 28.00 50.12 14.99 管段编号 管段长度L(m) 环路校正流量Δq(L/s) 选定管径下的流速Vt(m/s) 环路各管段水头损失h(m) 起点-终点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
656.9 985.9 644.5 1066.9 716.0 1066.3 716.0 1078.1 716.0 1078.1 644.3 1078.1 1037.3 644.1 1037.3 1037.3 716.0 912.8 716.0 912.8 643.9 912.8 378.6234 495.9366 55.7961 188.8558 158.9475 133.9075 50.9291 134.5566 38.1015 132.1028 90.9049 371.0306 210.0356 42.3754 123.8062 99.7382 15.5214 38.4194 11.7006 47.4703 7.7696 100.6002 1.3 1.8 0.6 1.2 1.0 1.1 0.7 1.4 0.8 1.4 1.3 1.3 1.7 0.9 1.3 1.0 0.3 0.3 0.1 0.5 0.1 1.0 1.303 1-2 3.223 1-6 0.509 6-5 2.368 2-5 1.155 2-3 2.222 3-4 1.011 5-4 4.343 4-11 1.435 10-11 4.198 5-10 2.660 9-10 2.059 6-9 4.975 9-14 1.572 14-13 3.582 10-13 2.400 11-12 0.272 13-12 0.188 12-18 0.016 17-18 0.534 13-17 0.028 17-16 2.146 14-16 - 22 -
从表格看出，消防时管段最大流速为1.7，最大损失为4.975，基本满足要求。并得此工况下的最不利点为17，则计算输水至17损失如下：
管段 管长m 流量L/s 管径mm 流速m/s 水头损失m 1-2 2-5 5-10 10-13 13-17 1-6 6-9 9-14 14-16 16-17 输水管×2 水塔
656.9 1066.9 1078.1 1037.3 912.8 985.9 1078.1 1037.3 644.1 912.8 658.0 关闭 378.623 188.856 132.103 123.806 47.470 600 1.340 1.303 450 1.188 2.368 350 1.374 4.198 350 1.287 3.582 350 0.494 0.534 10.682 管段1-4-18∑h总计 495.937 371.031 210.036 42.375 -7.770 600 1.755 3.223 600 1.313 2.059 400 1.672 4.975 250 0.864 1.572 350 0.081 -0.019 11.810 11.246 管段1-4-18∑h总计 管段1-4-18∑h总计 448.830 600 1.588 1.788 计入2m的泵站内损失，2m的安全水头，得到此时的水泵扬程为：
Hp = △Z + ∑h + H安全
= 147.593 - 128.0 + 11.246 + 1.016 + 2 +2 = 36.627
此时，水塔关闭，泵站供水量为最高时用水量6.1%Qd与消防流量之和：
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47796×6.1% ×1000/3600 + 45×2 = 897.66 L/s
四台泵全开可以满足（897.66 L/s, 36.627 m），各泵的工作情况如下：
名称 S系列单级双吸式离心泵 S系列单级双吸式离心泵 型号 消防时理论Q(m3/h) 消防时理论Hp(m) 消防时实际H* 消防时时实际Q*(m3/h) 消防时工作数量 200S63A 329.737 36.627 38.391 318.042 1 3 300S58A 1005.680 36.627 38.392 970.11
4 泵的调度
由于给水管网所需的用水量是随时随地变化的，所以出于可靠性与经济型的考虑，对于不同工况进行泵的调度就尤为重要。对于三种典型工况（最高时、最大传输时、消防时）的调度，在上文已有提及，那么，现将其他一些不同工况的调度进行简要说明。
白天（一般为早5点至晚20点）时，泵站需供给5%的日用水量，一小三大共四台泵全开，通过调速（现多采用变频调速）满足不同时刻的水量、水压要求。
夜晚（晚20点到次日5点）时，在这个时段可以关一台大流量泵，通过调速运行，满足不同水量、水压的要求。
对于季节的变化，二级泵站也应作出适当的调整。一般夏季用水量大的时段会长于冬季，那么分级供水线应根据居民生活生产习惯进行调整，调整时应注意各级流量符合这两种型号泵的特性曲线。
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参考文献
[1]. 严煦世，范瑾初主编.给水工程.第4版.北京：中国建筑工业出版社，1999 [2]. 中国市政工程西北设计研究院主编.给水排水设计手册第11册（城市给水）.北京：中国建筑工业出版社，1986
[3]. 给排水教研室编.给水管网课程设计任务、指导书
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