给排水作业

给排水管网系统-第六章作业 给排水1201班 郭阳 120520135

1.某城市最高日用水量为15000m3/d，其各小时用水量见表1，管网中设有水塔，二级泵站分为两级供水，从前一日22点到清晨6点为一级，从6点到22点为另一级，每级供水量等于其供水时段用水量平均值。试绘制用水量变化曲线，并进行一下项目计算：

(1) 时变化系数

(2) 泵站和水塔设计供水流量 (3) 清水池和水塔调节容积 表1 某城市最高日各小时用水量 小时 用水量（m3） 小时 用水量（m3） 小时 用水量（m3） 小时 用水量m3）

0~1 303 12~13 778 6~7 804 18~19 875 1~2 293 13~14 719 7~8 826 19~20 820 2~3 313 14~15 671 8~9 782 20~21 811 3~4 314 15~16 672 9~10 681 21~22 695 4~5 396 16~17 738 10~11 705 22~23 495 5~6 465 17~18 769 11~12 716 23~24 359 【解】：根据题意可得出水量变化曲线如图1所示：

图1 水量变化曲线

（1）根据 Qh?Kh?Qd24,其中，Qh?875m3/h，Qd?15000m3/d。

所以，时变化系数Kh?1.4。

（2）日平均供水量百分数为124=4.17%，最高时用水量是18~19时，为875m3，其用水量为全天用水量的87515000=5.83%。

第一级平均用水量占全天用水量的百分数：

495?359?303?293?313?314?396?465?2.45%

15000?8第二级平均用水量占全天用水量的百分数：

804?826?782?681?705?716?778?719?671?672?738?769?875?820?811?695?5.03000?16水泵站设计供水流量为：15000?5.03%?1000?3600=209.70L/s。

（5.83%-5.03%）?1000?3600=33L/s。所以，泵站泵水塔设计供水流量为：15000?站设计供水流量为209.70L/s，水塔设计供水流量为33 L/s。

（3）清水池调节容积为计算见表2中第5、6列，Q1为第（2）项，Q2为第（3）项，第5列为调节流量Q1?Q2,第6列为调节流量累计值∑(Q1?Q2)，其最大值为10.3%，最小值为-3.43%，则清水池调节容积为：10.3%—（-3.43%）=13.76%。

水塔调节容积计算见图2中第7、8列，Q1为第（3）项，Q2为第（4）项，第7列为调节流量Q1?Q2,第8列为调节流量累计值∑(Q1?Q2)，其最大值为2.15%，最小值为-0.2%，则水塔的调节容积为：2.15%—（-0.2%）=2.35%。

表2 清水池与水塔调节容积计算表

给水处供水泵站供水量% 清水池调节容小时 理供水积计算（%）有水塔调节容积(%) 有水塔 无水塔 量（%） 水塔 （2）-（3）-（1） （2） （3） （4） ∑ ∑ （3） （4） 0-1 4.17 2.45 2.02 1.72 1.72 0.43 0.43 1-2 4.17 2.45 1.95 1.72 3.44 0.50 0.93 2-3 4.16 2.44 2.09 1.72 5.16 0.35 1.28 3-4 4.17 2.45 2.09 1.72 6.88 0.36 1.64 4-5 4.17 2.45 2.64 1.72 8.60 -0.19 1.45 5-6 4.16 2.44 3.10 1.72 10.32 -0.66 0.79

6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 累计 4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 100 5.03 5.03 5.02 5.03 5.03 5.02 5.03 5.03 5.02 5.03 5.03 5.02 5.03 5.03 5.02 5.03 2.45 2.44 100 5.36 5.51 5.21 4.54 4.70 4.77 5.19 4.79 4.47 4.48 4.92 5.13 5.83 5.47 5.41 4.63 3.30 2.39 -0.86 9.46 -0.86 8.60 -0.86 7.74 -0.86 6.88 -0.86 6.02 -0.86 5.16 -0.86 4.30 -0.86 3.44 -0.86 2.58 -0.86 1.72 -0.86 0.86 -0.86 0.00 -0.86 -0.86 -0.86 -1.72 -0.86 -2.58 -0.86 -3.44 1.72 -1.72 1.72 0.00 调节容积=13.76 -0.33 -0.48 -0.19 0.49 0.33 0.25 -0.16 0.24 0.55 0.55 0.11 -0.11 -0.80 -0.44 -0.39 0.40 -0.85 0.05 0.46 -0.02 -0.21 0.28 0.61 0.85 0.70 0.93 1.48 2.03 2.14 2.03 1.23 0.79 0.41 0.80 -0.05 0.00 调节容积=2.35 2.接上题，城市给水管网布置如图2所示，各管段长度与配水长度见表3，各集中用户最高时用水量见表4。试进行设计用水量分配和节点设计流量计算。

图2 某城市给水管网图

表3 各管段长度与配水长度

管段编号 管段长度(m) 配水长度(m) 1 320 0 2 160 0 3 650 650 4 770 385 5 530 530 6 500 500 7 420 315 8 430 215 9 590 280 10 520 220 11 550 400 12 470 120 表4 最高时集中用水流量 集中用水户名称 集中用水流量(L/s) 所处位置节点编号 火车站 12.6 2 学校 26.2 6 宾馆 6.4 6 医院 8.6 5 工厂A 7.2 8 工厂B 17.6 10 工厂C 22.5 11 【解】：按管段配水长度进行沿线流量分配，先计算比流量[L/(s·m)]

ql?Qh-?qni243.05-(12.60?26.20?6.40?8.60?7.20?17.60?22.50)??0.0393L/s ?lmi650?385?530?500?315?215?280?220?400?120由上题可知：泵站设计供水流量为：qs1?210L/s，水塔设计供水流量为：qs2?33L/s。 各管段沿线流量分配与各节点设计流量计算见表5，例如：

qm3?qllm3?0.0393?650?25.54L/s qm4?qllm4?0.0393?385?15.13L/s

11Qj1?qn1?qs1?(qm1)?0?210??0??210L/s

2211Qj3?qn3?qs3?(qm1?qm3?qm4)?0?0?(0?25.54?15.13)?20.355L/s

22节点设计流量计算最终结果标记在图3中。

图3：

表5 最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算 管段或者结点编号 1 2 3 4 5 6 7 8

管段配水长度（m） 0 0 650 385 530 500 315 215 管段沿节点设计流量计算（L/S） 线流量（L/S） 集中流量 沿线流量 供水流量 节点流量 0.00 0.00 25.55 15.13 20.83 19.65 12.38 8.45 12.60 8.60 32.60 7.20 0.00 0.00 20.32 30.44 20.32 26.41 10.39 12.17 209.70 33.36 -209.70 -20.76 20.32 30.44 28.92 59.01 10.39 19.37 9 10 11 12 累计

280 220 400 120 3615 11.00 8.65 15.72 4.72 142.07 17.60 22.50 － 101.10 9.83 9.73 2.36 － 141.96 － 243.06 9.83 27.33 24.86 － 0.00 3.接上题，进行管段设计流量分配和管段直径设计。 【解】：1）管段设计流量分配

首先应确定枝线管段的设计流量，它们可以根据节点流量连续性方程，用逆树递推法计算。然后，从节点（3）出发，分配环状管网设计流量，[3]和[4]管段均属于主要供水方向，因此两者可分配相近的设计流量。管段[11]虽为垂直主要供水方向的管段，但其设计流量不能太小，必须考虑到主要供水方向上管段[6]发生事故时，流量必须从该管段绕过。另外，[8]和[9]共同承担（10）节点供水，如果其设计流量太大，必然造成管段[8]、[9]逆向流动。 2） 管段直径设计

管段经济流速根据课本得知，采用表6第3列，其中[1]、[3]、[4]由于涉及流量较大，采用较高的经济流速。管段[11]虽然流量不大，但它是与主要供水方向垂直，对电费影响较小，所以也采用较高的经济流速。[5]、[6]管段设计流量中等，采用中等经济流速，[9]管段设计流量很小，采用较小的经济流速，管段[1]、[2]为输水管，为了提高供水可靠性，采用并行双管，根据经济流量计算出管径后，按邻近原则选取标准管径，

最终管段设计流量分配和管段直径设计如下表： 管段编号 1 2 3 4 5 6 设计流量（L/S） 209.7 20.76 94.69 94.69 40.91 50.01 设计管径（mm） 250×2 100×2 350 350 250 250 管段编号 7 8 9 10 11 12 设计流量（L/S） 31.92 21.52 5.8 15.63 35 24.86 设计管径（mm） 200 200 100 150 250 200 4.接上题，已知清水池最低水位标高38.30m，各节点地面标高与用户要求自由水压见表7，进行设计工况的水力分析计算，确定控制点，计算泵站扬程、水塔高度并选泵。（表7中同时列出了服务水头）

表7 节点设计数据 节点编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 地面标40.7 62 41.5 52.4 42.2 45.1 44.8 48.3 46.6 45.9 43.3 高（m） 要求自由水压（m）

— — 24 24 24 28 24 24 24 24 20 服务水— 头（m）

（1） 管段直径设计 — 65.5 76.4 66.2 73.1 68.8 72.3 70.6 69.9 63.3 管段编号 设计流量（L/S） 经济流速（m/s） 计算管径（mm） 设计管径（mm） 管段编号 设计流量（L/S） 经济流速（m/s） 计算管径（mm） 设计管径（mm）

1 209.7 1.00 517 250×2 7 31.92 0.80 225 200 2 20.76 0.70 194 100×2 8 21.52 0.70 198 200 3 94.69 1.00 347 350 9 5.8 0.60 111 100 4 94.69 1.00 347 350 10 15.63 0.70 169 150 5 40.91 0.80 255 250 11 35 0.80 236 250 6 50.01 0.90 266 250 12 24.86 0.70 213 200

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