给水设计计算书.docx
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给水设计计算书
目录
一、设计资料1
1.城市概述1
2.用水资料2
3.说明3
4.设计步骤3
5.提交资料4
二、设计计算4
1.最高日设计用水量4
(1)城市最高日居民生活用水量4
(2)工业企业用水4
(3)浇洒道路和绿地用水5
(4)管网漏水量5
(5)未预见用水5
(6)最高日设计用水量5
2.最高日个小时用水量5
3.最高日各小时用水量曲线6
4.供水方案选取7
5.调节构筑物规模确定7
(1)清水池容积计算8
6.管网设计8
(1)管网定线8
(2)各节点流量9
(3)最高日最大时按管网流量分配平差反算水源压力9
(4)消防校核11
(5)事故校核13
(6)确定设计参数14
7.水泵选取14
三、参考文献15
一、设计资料
1.城市概述
该县位于江西中部,整个县城区地势相对平坦,稍有起伏。
县城南临自西向东流向的沙河。
自改革开放以来,工农业生产及县城建设迅猛发展,县区内建筑层数最高为六层,规划人口为12万人。
该区以地表水为水源,自来水厂建在上游(如图示)向整个县城供水。
绿地面积占城区面积的15%,每日下午14:
00~15:
00浇洒一次(可考虑部分面积浇洒)。
道路总面积占城区面积的7%,每日6:
00~7:
00浇洒一小时(可考虑部分道路浇洒)。
(绿化面积用水定额用1.0L/(d.m2),浇洒道路用水定额用2.0L/(d.m2))。
2.用水资料
(1)居民生活用水变化曲线
经统计获得的生活用水量变化规律如下表示:
时段
0~1
1~2
2~3
3~4
4~5
5~6
6~7
7~8
用水百分数(%)
1.15
0.9
1.00
1.15
1.5
3.81
6.61
6.04
时段
8~9
9~10
10~11
11~12
12~13
13~14
14~15
15~16
用水百分数(%)
6.64
6.51
6.88
7.11
6.82
5.23
4.21
4.75
时段
16~17
17~18
18~19
19~20
20~21
21~22
22~23
23~24
用水百分数(%)
4.34
5.79
6.07
5.56
3.16
2.22
1.64
0.91
(2)公共建筑、生产企业等集中用水量
编号
单位名称
班制及时间
(h)
每班职工人数
每班沐浴人数
生产用水量m3/d
一般车间
高温车间
一般车间
高温车间
1
县第一中学
8~18
120
2
水泥厂
0~8,8~16,16~24
100
200
50
200
200
3
无线电厂
8~16,16~24
300
200
100
4
县政府
8~18
100
5
食品服务站
6~14,14~22
100
100
50
100
600
6
印刷厂
8~16,16~24
50
7
浴室
15~23
60
8
电厂
0~8,8~16,16~24
50
100
30
100
500
9
农机厂
8~18
150
10
造纸厂
0~8,8~16,16~24
300
200
200
200
3000
11
化肥厂
0~8,8~16,16~24
100
100
50
100
300
12
针织厂
0~8,8~16,16~24
300
100
300
13
阀门厂
8~16,16~24
200
100
100
100
300
14
工业局
8~18
80
15
人民医院
0~8,8~16,16~24
300
16
党校
8~18
100
17
电影院
15~23
30
18
育才小学
8~18
100
19
百货商场
9~22
100
20
县宾馆
0~8,8~16,16~24
200
21
农贸市场
6~20
120
22
油脂化工厂
0~8,8~16,16~24
200
300
100
300
2000
23
公园
6~23
150
24
刀具厂
8~16,16~24
100
150
50
150
200
25
淀粉厂
0~8,8~16,16~24
100
150
50
150
200
26
县第二中学
8~18
100
27
实验小学
8~18
120
28
实验幼儿园
8~18
80
30
育新幼儿园
8~18
80
31
县第二医院
0~8,8~16,16~24
200
3.说明
(1)企业职工沐浴用水按下班后1小时均匀使用;
(2)该设计中用水普及率为100%;
(3)该设计中经济因素f为0.80;
(4)城市规划图比例为1:
4000。
4.设计步骤
(1)计算输配水系统最高日用水量;
(2)计算最高日各小时用水量并绘制用水量变化曲线;
(3)进行输配水系统规划布置,划分管段绘制计算简图;
(4)设计二级泵站供水量,计算清水池与水塔(或高位水池)有效容积;
(5)计算各节点设计流量,标于计算简图中;
(6)设计流量分配计算;
(7)管道单位造价公式参数计算;
(8)通过虚流量平差(或近似分配)确定各管段虚流量;
(9)计算并列出输水管的界限流量;
(10)计算各管段当量流量,确定各管段管径;
(11)最大时水力计算,计算绘制出水力计算成果图;
(12)计算水塔(高地水池)高度与有效水深;
(13)计算二级泵站扬程选择水泵,绘制泵站特性曲线计算特性公式参数;
(14)计算最大转输时各节点流量,进行水力校核,并绘水力计算成果图;
(15)计算消防时各节点流量,进行水力校核,并绘水力计算成果图;
(16)计算事故时各节点流量,进行水力校核,并绘水力计算成果图;
(17)根据各工况计算结果修改设计;
(18)计算输配水系统年折算费用或总费用;
(19)编写主要设备材料表;
(20)整理设计说明书。
5.提交资料
(1)设计计算书一份(含目录,原始资料,水量计算,方案比较,调节构筑物,管网平差,二级泵站水泵,管材设备表等内容);
(2)管网平面布置图一张(2#图);
(3)管网水力计算结果图一张(2#图);
(4)节点详图,消火栓布置图一张(2#图)。
二、设计计算
1.最高日设计用水量
(1)城市最高日居民生活用水量
该县规划人口为12万人,属于中小城市,按《室外给水设计规范》(GB50013-2006),取最高日居民用水定额为160L/人•d),则最高日综合生活用水量
Q1=160×12×104=1.92×107L/d=19200m3/d
(2)工业企业用水
这一项用水量由生产用水量,工业企业职工的生活用水以及淋浴用水三项组成。
根据给水排水设计手册第三册《城镇给水》,高温车间设计用水定额取35L/(cap•班),一般车间设计用水定额取25L/(cap•班);工业企业职工淋浴时间按《工业企业设计卫生标准》取职工下班后一小时,用水量高温车间取60L/(cap•班),一般车间取40L/(cap•班)。
根据以上定额并结合设计资料中的公共建筑,生产企业等集中用水量计算得工业企业用水量
Q2=10551.7m3/d
(3)浇洒道路和绿地用水
该县城设计面积为1.12×107m2,道路和绿地面积分别占城区面积的7%,道路和绿地的设计浇洒面积均取其总面积的16%。
根据设计资料所给用水定额
道路:
2.0L/(d•m3),每日6 :
00-7 :
00浇洒一次
绿地:
1.0L/(d•m3),每日14 :
00-15 :
00浇洒一次
则浇洒道路和绿地用水量
Q3=1.12×107×7%×16%×2+1.12×107×15%×16%×1=519.68m3/d
(4)管网漏水量
根据《室外给水设计规范》(GB50013-2006),管网漏水量取设计用水量前三款之和的10%,则管网漏水量
Q4=(Q1+Q2+Q3)×10%=3034m3/d
(5)未预见用水
根据《室外给水设计规范》(GB50013-2006),未预见用水量取设计用水量前四款之和的9%,则
Q5=(Q1+Q2+Q3+Q4)×9%=3004m3/d
(6)最高日设计用水量
Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=36379m3/d,取37000m3/d。
2.最高日个小时用水量
最高日各时段用水量如下表所示
时段
居民生活用水
工业企业用水
道路绿地浇洒
管网漏损
未预见
总用水量
百分比
0~1
221.605
422.756
64.4361
63.7917
772.589
2.12
1~2
173.43
307.556
48.0986
47.6176
576.702
1.59
2~3
192.7
307.556
50.0256
49.5253
599.807
1.65
3~4
221.605
307.556
52.9161
52.3869
634.464
1.74
4~5
289.05
307.556
59.6606
59.064
715.331
1.97
5~6
734.187
307.556
268.8
104.1743
103.133
1249.05
3.43
6~7
1273.747
363.201
190.5748
188.669
2284.99
6.28
7~8
1163.908
363.201
152.7109
151.184
1831
5.03
8~9
1279.528
595.996
187.5524
185.677
2248.75
6.18
9~10
1254.477
517.488
177.1965
175.425
2124.59
5.84
10~11
1325.776
517.488
184.3264
182.483
2210.07
6.08
11~12
1370.097
517.488
188.7585
186.871
2263.21
6.22
12~13
1314.214
517.488
183.1702
181.388
2196.21
6.04
13~14
1007.821
517.488
152.5309
151.006
1828.85
5.03
14~15
811.267
525.488
250.88
158.7635
157.176
1903.57
5.23
15~16
915.325
528.738
144.4063
142.962
1731.43
4.76
16~17
836.318
643.938
148.0256
146.545
1774.83
4.88
17~18
1115.733
528.738
164.4471
162.803
1971.72
5.42
18~19
1169.689
425.738
159.5427
157.947
1912.92
5.26
19~20
1071.412
425.738
149.715
148.218
1795.08
4.93
20~21
608.932
417.167
102.6099
101.584
1230.29
3.38
21~22
427.794
417.167
84.4961
83.6511
1013.11
2.78
22~23
316.028
417.475
73.3503
71.6168
879.47
2.42
23~24
175.357
351.151
52.6508
52.1243
631.283
1.74
3.最高日各小时用水量曲线
最高日用水量最大时在6~7时段,为2284.99m3/h,占全天用水量的6.28%,则时变化系数
Kh=6.28/1.47×100%=1.51
4.供水方案选取
该县城位于河流附近,为取到更好水质水源,一级泵站可设在河流上游岸旁,给水厂可设在河流附近。
由于该县城地势比较平坦,最高日各时段用水量并无特别大变化,所以给水系统可不设水塔,所有用水全部由给水厂供给。
县城工业企业集中流量较多,居民分布相对均匀,为为保证供水范围和供水安全性,其给水管网采用环状布置形式。
为满足城镇用水需求并考虑经济因素,一级泵站采用全天供水的方式;二级泵站采用两级供水方式,一级泵供水量定为最高日用水量的5.4%,二级泵供水量定为最高日用水量的2.44%。
5.调节构筑物规模确定
由最大日用水量变化曲线和一级泵站二级泵站供水方式绘制“清水池调节容积”表如下:
时段
用水量(%)
二级泵站供水量(%)
一级泵站供水量(%)
清水池调节容积(%)
有水塔时
无水塔时
1
2
3
4
5
6
0~1
2.13
2.44
4.17
-2.04
1~2
1.6
2.44
4.17
-2.57
2~3
1.65
2.44
4.16
-2.51
3~4
1.74
2.44
4.17
-2.43
4~5
1.97
2.44
4.17
-2.2
5~6
3.43
2.44
4.16
-0.73
6~7
6.26
5.4
4.17
2.09
7~8
5.03
5.4
4.17
0.86
8~9
6.18
5.4
4.16
2.02
9~10
5.84
5.4
4.17
1.67
10~11
6.08
5.4
4.17
1.91
11~12
6.22
5.4
4.16
2.06
12~13
6.04
5.4
4.17
1.87
13~14
5.03
5.4
4.17
0.86
14~15
5.23
5.4
4.16
1.07
15~16
4.76
5.4
4.17
0.59
16~17
4.88
5.4
4.17
0.71
17~18
5.42
5.4
4.16
1.26
18~19
5.26
5.4
4.17
1.09
19~20
4.93
5.4
4.17
0.76
20~21
3.38
2.44
4.16
-0.78
21~22
2.78
2.44
4.17
-1.39
22~23
2.42
2.44
4.17
-1.75
23~24
1.74
2.44
4.16
-2.42
累计
100
100
100
18.82
(1)清水池容积计算
1)调节容积
W1=37000×18.82%=6963.4m3/d
2)消防贮水量
该县城规划人口为12万人,根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)消防用水规定,确定同一时间内的火灾次数为两次,一次灭火用水量为45L/s,火灾延续时间按2.0h计。
故火灾延续时间内需总水量为Qx=2×45L/s×3.6×2h=6489m3则
W2=6489m3
3)水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水量
按最高日用水设计用水量的4%计算,则
W3=37000×4%=1480m3
4)安全贮水量
清水池的安全贮水量按以上三部分容积的1/6计算,则
W4=(6963.4+6489+1480)×(1/6)=2488.7m3
5)清水池总容积
W=6963.4+6489+1480+2488.7m3
考虑部分安全调节容积,取清水池有效容积为2600m3,采用两座钢筋混凝土水池,每座的有效容积为1300m3,水池采用方形,每座地面尺寸为18m×18m,高4.1米。
6.管网设计
(1)管网定线
管网的布置及节点编号如下图所示:
(2)各节点流量
节点
集中流量
节点流量
节点
集中流量
节点流量
1
-634.719
14
32.086
2
18.431
15
2.451
24.172
3
16.277
16
2.315
22.037
4
19.316
17
41.184
5
2.543
31.111
18
16.295
6
22.354
19
12.469
7
27.44
20
13.006
39.016
8
29.638
49.848
21
17.399
9
16.904
22
3.472
25.778
10
9.521
13.229
23
3.733
43.861
11
13.25
28.391
24
2.584
23.509
12
18.732
25
19.869
13
35.05
55.01
(3)最高日最大时按管网流量分配平差反算水源压力
反算水源压力数据如下:
1)节点参数
节点编号流量(L/s)地面标高(m)节点水压(m)自由水头(m)
1-634.71953.20093.75540.555
218.43153.50093.16539.665
316.27755.00092.67537.675
419.31655.20091.56536.365
531.11155.80090.94035.140
622.35455.50090.13634.636
727.44059.00089.48830.488
849.84859.50088.96429.464
916.90460.50088.50028.000
1013.22959.80088.20128.401
1128.39156.00088.33232.332
1218.73253.70087.80334.103
1355.01052.80088.89636.096
1432.08652.50089.30636.806
1524.17252.10090.45338.353
1622.03751.80090.80039.000
1741.18452.80091.56538.765
1816.29552.80092.01039.210
1912.46952.70092.58939.889
2039.01653.80092.07138.271
2117.39953.70092.52038.820
2225.77853.40090.40237.002
2343.86153.50089.84536.345
2423.50956.00088.57632.576
2519.86954.00089.27535.275
以上节点中以节点9作为控制点,其自由水头是28米,满足该县城六层楼的最低服务水头的要求。
2)管段参数
管道编号管径(mm)管长(m)流量(L/s)流速(m/s)千米损失(m)管道损失(m)
2-1900500.0634.7190.9571.1810.590
2-21600590.0212.4080.7151.0930.645
3-2600614.0179.1860.6030.7980.490
4-3500695.0162.9090.7851.5971.110
5-4500494.0143.5930.6921.2650.625
6-5500653.0141.5830.6821.2320.804
7-6500723.0119.2290.5750.8960.648
8-7400466.075.4620.5661.1240.524
9-8300778.025.6140.3370.5960.464
10-9200525.08.7100.2560.5700.299
11-10200778.04.5190.1330.1690.132
11-12150712.04.7320.2480.7440.530
12-13200797.014.0000.4121.3711.093
13-14400431.069.0100.5180.9530.411
14-23250682.018.4580.3500.7890.538
14-15400862.082.6380.6201.3301.147
15-16500475.0106.8100.5150.7310.347
16-17500739.0128.8470.6211.0350.765
17-22500820.0152.7910.7361.4181.163
17-18600473.0195.9300.6600.9410.445
18-19600530.0212.2250.7141.0910.578
19-2600475.0224.6940.7561.2130.576
20-5250617.029.1010.5521.8331.131
20-17500503.0126.8910.6121.0060.506
21-20500553.0127.0120.6121.0080.557
23-25350447.057.5120.5591.2740.570
23-24150788.07.1810.3761.6101.268
24-7200500.016.3280.4811.
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