给水管网设计与计算教学PPT.ppt

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1、第四章第四章 给水管网设计与计算给水管网设计与计算(2）重要性：管道工程的建设投资占整个给水系重要性：管道工程的建设投资占整个给水系统总投资的统总投资的 6080%，输配水所需的动力，输配水所需的动力费用占给水系统运行总费用的费用占给水系统运行总费用的4070%。给水管网工程设计内容给水管网工程设计内容1）设计用水量、水量调节与设计流量计算；）设计用水量、水量调节与设计流量计算；2）管段设计，即确定管段直径；）管段设计，即确定管段直径；3）设计工况水力分析；）设计工况水力分析；4）泵站扬程与水塔高度计算；）泵站扬程与水塔高度计算；5）非设计工况水力校核；）非设计工况水力校核；6）绘制施工图。）

2、绘制施工图。7.1 给水管网系统规划布置给水管网系统规划布置给水管网给水管网布置原则布置原则包括包括输水管渠输水管渠和和配水管网配水管网两大部分。两大部分。（1）按照城市总体规划，结合当地实际情况布置，进行多方）按照城市总体规划，结合当地实际情况布置，进行多方案技术经济比较；案技术经济比较；（2）分清主次，现搞好输水管渠和主干管布置，然后布置一）分清主次，现搞好输水管渠和主干管布置，然后布置一般管线和设施；般管线和设施；（3）尽量缩短管线长度，节约工程投资与运行管理费用；）尽量缩短管线长度，节约工程投资与运行管理费用；（4）协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系；）协调好与其他管道、电缆和道

3、路等工程的关系；（5）保证供水具有安全性；）保证供水具有安全性；（6）尽量减小拆迁，少占农田；）尽量减小拆迁，少占农田；（7）管渠的施工、运行和维护方便；）管渠的施工、运行和维护方便；（8）近远期结合，留有发展余地，考虑分期实施的可能性。）近远期结合，留有发展余地，考虑分期实施的可能性。给水管网布置基本形式给水管网布置基本形式 根据管网的布置形式，可分为树状管网和环状管网。根据管网的布置形式，可分为树状管网和环状管网。给水管网布置基本形式给水管网布置基本形式 树状管网：管径随所供用户的减少而降低，构造简树状管网：管径随所供用户的减少而降低，构造简单，投资低，但安全性差，一般用于建设初期。单，投

4、资低，但安全性差，一般用于建设初期。环状管网：闭合的环，增加了管线的总长度，提高环状管网：闭合的环，增加了管线的总长度，提高了管线的安全性，投资明显高于树状管网，但大大了管线的安全性，投资明显高于树状管网，但大大降低水锤，增加了供水的可靠性。降低水锤，增加了供水的可靠性。一般在城镇建设的初期采用树状管网，随着城镇的一般在城镇建设的初期采用树状管网，随着城镇的发展逐渐连成环状管网。在城市的中心布置成环状发展逐渐连成环状管网。在城市的中心布置成环状管网，郊区布置成树状管网。管网，郊区布置成树状管网。输水管渠定线输水管渠定线 定义定义：从水源到水厂或水厂到相距较远管网：从水源到水厂或水厂到相距较远管

5、网的管、渠叫做输水管渠。的管、渠叫做输水管渠。特点特点：距离长距离长，与河流、高地、交通路线等，与河流、高地、交通路线等的交叉较多。中途一般没有流量的流入与流的交叉较多。中途一般没有流量的流入与流出。出。形式形式：常用的有压力输水管渠和无压输水管：常用的有压力输水管渠和无压输水管渠两种形式。渠两种形式。输水管渠定线原则输水管渠定线原则 必须与城市建设规划相结合，尽量缩短线路长度，必须与城市建设规划相结合，尽量缩短线路长度，减少拆迁，少占农田，便于管渠施工和运行维护，减少拆迁，少占农田，便于管渠施工和运行维护，保证供水安全；保证供水安全；选线时，应选择最佳的地形和地质条件，尽量沿现选线时，应选择

6、最佳的地形和地质条件，尽量沿现有道路定线，以便于施工和检修；有道路定线，以便于施工和检修；减少与铁路、公路和河流的交叉；减少与铁路、公路和河流的交叉；管线避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河管线避免穿越滑坡、岩层、沼泽、高地下水位和河水淹没与冲刷地区，以降低造价和便于管理；水淹没与冲刷地区，以降低造价和便于管理；尽可能重力输水尽可能重力输水;路线的选择应考虑近远期结合和分期实施的可能。路线的选择应考虑近远期结合和分期实施的可能。输水管渠流量要求输水管渠流量要求输水管渠的设计流量，应按最高日平均时供水量输水管渠的设计流量，应按最高日平均时供水量加自用水量确定加自用水量确定。当长距离输水时，输

7、水管渠的。当长距离输水时，输水管渠的设计流量应计入管渠漏失水量。设计流量应计入管渠漏失水量。水厂：Qn=aQd/T a:水厂自用水系数管网：Q=KhQd/T Kh:时变化系数输水管渠条数输水管渠条数 输水干管一般不宜少于两条，并且每隔一定距离设输水干管一般不宜少于两条，并且每隔一定距离设连接管连通。当有安全贮水池或其他安全供水措施连接管连通。当有安全贮水池或其他安全供水措施时，也可修建一条输水干管。时，也可修建一条输水干管。输水干管和连通管管径及连通管根数，应按输水干输水干管和连通管管径及连通管根数，应按输水干管任何一段发生保障时仍能通过事故用水量计算确管任何一段发生保障时仍能通过事故用水量计

8、算确定。城镇的事故水量为设计水量的定。城镇的事故水量为设计水量的70%，工业企业，工业企业的事故水量按有关工艺要求确定。当负有消防给水的事故水量按有关工艺要求确定。当负有消防给水任务时，还应包括消防水量。任务时，还应包括消防水量。输水方式输水方式水源低于给水区，设泵站；高于给水区，重力输水。水源低于给水区，设泵站；高于给水区，重力输水。优先考虑重力输水，分明渠和暗渠。优先考虑重力输水，分明渠和暗渠。重力管与压力管相结合。重力管与压力管相结合。输水方式输水方式 无压输水无压输水通常以重力为输水动力，运行费用通常以重力为输水动力，运行费用较低，但管渠的布置受到地形的限制，管渠较低，但管渠的布置受到

9、地形的限制，管渠的断面尺寸以及水流速度会受到水位落差的的断面尺寸以及水流速度会受到水位落差的影响，明渠输水过程中原水可能受到污染。影响，明渠输水过程中原水可能受到污染。压力输水压力输水通常以水泵为动力，运行费用较高，通常以水泵为动力，运行费用较高，但管道的布置相对来说比较自由，输水过程但管道的布置相对来说比较自由，输水过程中原水不会受到污染。中原水不会受到污染。布置的一般要求布置的一般要求 输水管之间设立连通管输水管之间设立连通管 输水管最小坡度大于输水管最小坡度大于1：5D,坡度小于坡度小于1：1000，每隔，每隔0.5km1.0km设排气阀设排气阀 重力输水管（渠）应设置检查井和通气孔，重

10、力输水管（渠）应设置检查井和通气孔，DN700以以上，小于上，小于200m一个；一个；管径管径700-1400mm，400m一一个。个。重力输水管（渠），地面坡度较陡时，应在适当位置重力输水管（渠），地面坡度较陡时，应在适当位置设置跌水井。设置跌水井。压力输水管线，必要时设置消除水锤的措施。压力输水管线，必要时设置消除水锤的措施。压力输水管道上隆起点以及倒虹管的上、下游侧，一压力输水管道上隆起点以及倒虹管的上、下游侧，一般设排气阀。低凹处设置泄水管及泄水阀。般设排气阀。低凹处设置泄水管及泄水阀。给水管网定线给水管网定线 管网定线是指在供水区域内确定给水干管以管网定线是指在供水区域内确定给水干管

11、以及干管之间的连接管的平面位置和走向，不及干管之间的连接管的平面位置和走向，不包括从干管到用户的分配管和接到用户的进包括从干管到用户的分配管和接到用户的进水管。水管。影响因素：城市平面布置，供水区域的地形，影响因素：城市平面布置，供水区域的地形，水源和调节水池位置，街区和用户特别是大水源和调节水池位置，街区和用户特别是大用户的分布，河流、铁路、桥梁的位置等。用户的分布，河流、铁路、桥梁的位置等。给水管网定线原则给水管网定线原则 干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户的水流方向一致用户的水流方向一致。循水流方向，以最短的距离。循水流方向，以最

12、短的距离布置一条或数条干管，干管应从用水量较大的街区布置一条或数条干管，干管应从用水量较大的街区通过。通过。干管一般按城市规划道路定线，但尽量避免在高级干管一般按城市规划道路定线，但尽量避免在高级路面或重要道路下通过路面或重要道路下通过。管线在道路下的平面位置。管线在道路下的平面位置和标高，应符合城市地下管线综合设计的要求，给和标高，应符合城市地下管线综合设计的要求，给水管线和建筑物、铁路以及其它管道的水平净距，水管线和建筑物、铁路以及其它管道的水平净距，均应符合有关规定。均应符合有关规定。给水管网定线要求给水管网定线要求 管网可采用树状网和若干环组成的环状网相结合的管网可采用树状网和若干环组

13、成的环状网相结合的形式，管线大致均匀地分布于整个给水区。形式，管线大致均匀地分布于整个给水区。干管的间距采用干管的间距采用500800m。连接管的间距可根据街区的大小考虑在连接管的间距可根据街区的大小考虑在8001000m左右。左右。分配管直径至少为分配管直径至少为100mm，大城市采用，大城市采用150200mm。城镇生活饮用水的管网，严禁与非生活饮用水的管城镇生活饮用水的管网，严禁与非生活饮用水的管网连接，也严禁与各单位自备的生活饮用水供水系网连接，也严禁与各单位自备的生活饮用水供水系统直接相连。统直接相连。干管：输水功能，直径100mm以上，大城市200mm以上 配水管最小管径要求：小城

14、市75-100mm，中等城市100-150mm，大城市150-200mm 管网水压（自由水头）：一层建筑10m,二层12m，三层以上每层增加4m，一般控制最不利点24m，较高建筑自设增压。城市给水管网布局城市给水管网布局城市给水管网敷设要求城市给水管网敷设要求 敷设要求敷设要求 一般在人行道或非机动车道下一般在人行道或非机动车道下 一般深度一般深度1米左右米左右 考虑冰冻线问题和地下水深度问题考虑冰冻线问题和地下水深度问题城市给水管网敷设要求城市给水管网敷设要求 敷设要求敷设要求 一般在人行道或非机动车道下一般在人行道或非机动车道下 一般深度一般深度1米左右米左右 考虑冰冻线问题和地下水深度问

15、题考虑冰冻线问题和地下水深度问题 按照主流向平行布置干管按照主流向平行布置干管 干管尽量避免重要道路下铺设干管尽量避免重要道路下铺设 考虑分期建设和发展余地考虑分期建设和发展余地城市给水管网管径测算城市给水管网管径测算 管径的计算与估算管径的计算与估算 总体规划阶段的管径估算总体规划阶段的管径估算 原水管道原水管道 水厂供水总管水厂供水总管 给水干管给水干管 详细规划阶段的管径计算详细规划阶段的管径计算 枝状管网的管径计算枝状管网的管径计算 环状管网的管径计算环状管网的管径计算城市给水管网管径测算城市给水管网管径测算 流量、流速与管径的关系流量、流速与管径的关系 100mm3-6L/s 200

16、mm18-30L/s 300mm50-70L/s 400mm110-160L/s 500mm200-280L/s 600mm280-380L/s 800mm500-630L/s 1000mm780-1100L/s城市消防给水管网规划城市消防给水管网规划 消防供水管网消防供水管网 独立的城市或小区消防供水管网独立的城市或小区消防供水管网 合用的消防供水管网合用的消防供水管网 消防栓消防栓 最小的连接管径最小的连接管径 水压的要求水压的要求城市给水管网材料城市给水管网材料 管道材料管道材料 钢管或夹砂玻璃钢管钢管或夹砂玻璃钢管 800 混凝土管混凝土管 3001200 铸铁管铸铁管 800 塑料管（塑料管（PE、UPVC）PE50 UPVC300上海市供水系统上海市供水系统 扩建长江陈行水库、建设长扩建长江陈行水库、建设长江青草沙水库，调整黄浦江江青草沙水库，调整黄浦江上游水源地供水范围基本形上游水源地供水范围基本形成成“两江并举、多源互补两江并举、多源互补”的水源地格局的水源地格局。2010年全市供水总能力达到年全市供水总能力达到约约1260万立方米万立方米/天，市区天，市区四大供水公司