给水工程7-8课时 讲稿

《给水排水工程》讲稿

（第7-8课时）

内容回顾 主要内容

清水池和水塔容积的计算 用水量变化 用水量计算

给水系统的流量关系

水塔和清水池的容积计算

水塔或清水池等调节容积的计算，应根据供水量和用水量变化曲线来求得。如果缺乏这项资料时，尤其是用水量变化曲线难于取得，可以按经验数字来估算。 调节容积

1、根据供水用水曲线，可列表计算水塔和清水池容积。 分两级时，累计正值或负值其值相同。

(5)(6)(7)项累计的正负值相同，说明贮存的水量和流出的水量相等， 因此由累计的正值(或负值)可确定水塔或清水池所需的调节容积，其值以最高日用水量的百分数计。

注意：累加时必须是连续正(或连续负)累计的最大段。而不能将正(负)连续相加。 2、设计中如缺乏用水量资料时，可采用经验估算。

清水池调节容积:10%～20%Qd(大城取小值，小城取大值)。 水塔的调节容积： 2.5%~3%Qd 至5%~6%Qd 清水池容积：

W?W1?W2?W3?W4

W1——调节容积，可按最高日用水量的 10～20%估算；

W2——消防贮水量，按扑灭火灾平均时 间为2小时计算；

W3——水厂自用水，一般采用最高日用 水量的5～10%；

W4——安全贮备水量。为避免清水池抽空，威胁供水安全，清水池可保一定水深(0.5 m)作为安全贮量。

3.2.3 水塔（高地水池）容积：

W?W1?W2

W1——调节容积，可按最高日用水量的2.5～6%估算，用水量大时取低值；

W2——消防贮水量，一般按10min室内消防用水量计算。

3.3.1水泵扬程的确定： ★

水泵扬程等于静扬程和水头损失之和。

一泵站的净扬程等于水处理构筑物的最高水位与吸水井的最低水位之差；二泵站在无水塔管网的净扬程等于最不利供水点（控制点）的服务水头标高与清水池最低水位之差；有水塔管网的净扬程等于水塔最高水位与清水池最低水位之差。

Hp?Ho??h4.1 管网布置形式

给水管网的布置应满足以下要求：

1．按照城市规划平面图布置管网，布置时应考虑给水系统分期建设的可能，并留有充分的发展余地；

2．管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最小； 3．管线遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压； 4．力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用。

树状管网图 环状管网图 干管和分配管图 作业解答

? 某城市用水规模10万t/d，水厂自用水率8%，水源取自水库，水厂建在就近的高地上，该城市用电按分时段计价。晚上10：00至次日6：00为低电价，为尽量利用低电价取水，水厂在进水前建2万吨高位水池，用以储蓄低电价时段取得的原水，则取水泵房设计流量应为下列何值？

4.3 输水管定线

定义：从水源到水厂或水厂到相距较远管网的管、渠叫做输水管渠。

特点：距离长，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出。

形式：常用的有压力输水管和无压（重力）输水管渠两种形式。

无压输水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，管渠的断面尺寸以及水流速度也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。

压力输水通常以水泵为动力，运行费用较高，但管道的布置相对来说比较自由，输水过程中水质不会受到污染。

输送浑水时，多采用压力输水管、重力输水管、重力输水渠。为便于施工管理，以压力输水管为多。 输送清水时，多采用压力输水管、重力输水管，以压力输水管为多。 定线原则：

1、技术上：力求全部或部分重力流，减少加压泵站。采用渠道输水（当采用明渠输送原水时，应有可靠的保护水质和防止水量流失的措施）。

2、经济上：必须与城市建设规划相结合，力求最短线路输水。

1）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；

2）选线时，应选择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； 3）减少与铁路、公路和河流的交叉. 3、卫生上：卫生条件、土质条件

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。

4、安全供水：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（水池容量与维修时间相配合）或其他安全供水措施时，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，应按输水干管任何一段发生保障时仍能通过事故用水量计算确定。城镇的事故水量为设计水量的70%，工业企业的事故水量按有关工艺要求确定。当负有消防给水任务时，还应包括消防水量。

5、距离超过10km的管渠输水方式可以认为是长距离输水工程。

1）应深入进行管线实地勘察和线路比选优化；对输水方式、管道根数按不同工况进行技术经济论证，选择安全可靠的运行系统；根据工程的具体情况，进行管材、设备的比选优化，

通过计算经济流速确定经济管径。

2）应进行必要的水锤分析计算，并对管路系统采取水锤综合防护设计，根据管道纵向布置、管径、设计水量、功能要求，确定水锤防护措施。

3）应设测流、测压点，根据需要设置遥测、遥迅、遥控系统。 6、设计流量

从水源至城镇水厂或工业企业自备水厂的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。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。 向管网输水的管道设计流量，当管网内有调节构筑物时，应按最高日最高时用水条件下，由水厂所负担供应的水量确定；当无调节构筑物时，应按最高日最高时供水量确定。 从高位水池到管网的输水管道设计流量，应按最高日最高时供水条件下高位水池向管网输水量和非高峰供水时二级泵站经管网转输向高位水池输水量中最大值计算。 7、安全合理布置管道上附件和构筑物

输水管渠应根据具体情况设置检查井，检查井间距：

当管径为700毫米以下时，不宜大于200米；当管径为700至1400毫米时，不宜大于400米。

非满流的重力输水管渠，必要时还应设置跌水井或控制水位的措施。

在输水管道隆起点和平直段的必要位置上，应装设排（进）气阀，低处应装设泄水阀。其数量和直径应通过计算确定。

附件 排气阀 泄水管 间隔0.5~1Km DN100~200mm 最高处 最低处 7、坡度：1：5D＜i ＜1：1000

对于地势起伏较大的地段，宜采取压力输送与重力输送相结合，特别要避免管路中出现负压。

设计满流输水管道时，应考虑发生水锤的可能，必要时应采取 消除水锤的措施。 施工现场图

第5章：管段流量、管径和水头损失

主要内容

管网计算的课题 管网图形及简化 沿线流量和节点流量 管段设计流量 管径计算 水头损失计算 管网计算基础方程 管网计算方法分类

5.1 管网计算的课题

内 容：已知Qd、Qh，求出所有管道的直径(Di)、水头损失(hi)、水泵扬程(Hp)和水

塔高度(HT)。并对事故时、消防时、最大转输时的水泵扬程进行较核。 重要性：管道工程的建设投资占整个给水系统总投资的 60％～80%，输配水所需的动力费用占给水系统运行总费用的40％～70%。 步骤：

绘制计算草图，对节点和管段顺序编号，标明管段长度和节点地形标高； 按最高日最高时计算比流量、沿线流量和节点流量； 对各管段拟定水流方向，进行流量分配； 初步确定各管段的管径和水头损失； 进行管网水力计算和技术经济计算； 确定水塔高度和水泵扬程；

根据管网各节点的压力和地形标高，绘制等水压线和自由水压线图。

5.2 管网图形及简化

管网图形：根据图论的基本原理，图由“弧”和“顶点”两部分组成。给水管网的几何图形可以抽象地认为是由管段和节点构成的有向图，如将管段看成“弧”，节点看成“顶点”，则管网本身也是一种“图”。

管网图形中每个节点通过一条或多条管段和其他节点相连接。如果舍去后，会破坏“图”的连续性的管段，称为联系管段。去除后会破坏“图”的连续性的节点，称为铰点。 图

节点：有集中流量进出、管道合并或分叉以及边界条件发生变化的地点 管段：两个相邻节点之间的管道 管线：顺序相连的若干管段 环：起点与终点重合的管线 基环：不包含其它环的环

大环：包含两个或两个以上基环的环 图

在保证计算结果接近实际情况的前提下，为方便计算可对管线进行适度简化。

省略：管网中主要起联络作用的管段，由于正常运行时流量很小，对水力条件的影响很小，计算时可以省略。

分解：只有一条管段连接的两个管网可分解成两个管网进行计算；管网末端水流方向确定的部分可分开计算；环状网上接出的树状网分开计算。

合并：管径较小、相互平行且靠近的管线可以考虑合并；距离很近的两个节点计算时可视为一个节点。 管段合并时：

等效管段的比阻：

S1S2Sd? 2S1?S2

等效管段的长度：

l?l1或l?l2

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