1、11、水厂的位置及管网布置1.1 水厂选址原则厂址选择应在整个给水系统设计方案中全面规划，综合考虑，通过技术经济比较确定。在选择厂址时，一般应考虑一下几个问题：厂址应选择在工程地质好的地方，一般选在地下水位低，承载力较大，湿陷性等级不高，岩石较少的地方，以降低工程造价和便于施工。水厂应尽可能设置在交通方便，靠近电源的地方，以利于施工管理和降低输电线路的造价。并考虑沉淀池排泥及滤池冲洗水排除方便。当取水地点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物的附近，通常与取水构筑物建在一起，当取水地点距离用水区较远时，厂址选择有两个方案，一是将水厂设置在取水构筑物附近，另一是将水厂设置在离水区较近的地方。
2、前一种方案的主要优点是：水厂和取水构筑物可集中管理，节省水厂自用水的输水费用并便于沉淀池排泥和滤池冲洗水排除，特别对浊度较高的水而言。但从水厂至主要用水区的输水管道口径要增大，管道承压较高，从而增加了输水管道的造价，特别是当城市用水量逐时变化系数较大及输水管道较长时；或者需要在主要主要用水区增设水厂（消毒、调节和加压），净化后的水由水厂送至配水厂，再由配水厂送至管网，这样也增加了给水系统的设施和管理工作。后一种方案于前者正好相反。对于高浊度水源，也可将预沉构筑物与取水构筑物建在一起，水厂其余部分主要设置在用水区附近。以上不同方案应综合考虑各2种因素并结合其它具体情况，通过技术经济比较决定。1.
3、2 水厂位置的选择该区在南部河流上游，水厂地面标高 90.1m，水厂处不受洪水威胁。土壤为粘土，承载力较好，便于施工。水厂所处位置不占农田。水厂距离供水区较近，交通便利，靠近电源，市政管网完善。1.3 管网布置形式给水管网的布置的布置应满足一下要求： 按照城市规划平面图布置管网，布置时应考虑给水系统与分期建设的可能，并留有充分的发展余地；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；管网遍布在整个给水区，保证用户有足够的水量和水压；力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水费用。综合以上各项因素，采用环状网布置，在环状网中，管线连接成环形，当其中任一管段损坏时，可以
4、关闭附近阀门使和其余管线断开，然后进行检修，水还可以从另外的管线供应用户，断水的区可以缩小，从而供水可靠性增加，同时可以大大减小因水锤作用产生的危害。1.4 管网布置原则3 输配水管渠应选择经济合理的线路，应尽量做到线路最短，起伏小，土石方工程量小，减少跨越障碍的次数 输配水管渠走向和位置应符合城市工业企业的规划要求，并尽可能沿现有道路或规划道路敷设，以利施工和维护。城市配水干管宜尽量避开城市交通干道。 输配水管渠应尽量避免穿越河谷、山脊、沼泽，重要铁路，并注意避开地震裂带，沉陷，滑坡，塌方以及易发生泥石流以发生的地区。 生活饮用水输配水管道应尽量避免穿越河谷，山脊，沼泽，穿过毒物污染及腐蚀性
5、等地区，必须穿过时采取防护措施。 输水管线应充分利用水位高差，综合沿线条件优先考虑重力输水。如因地形或管线系统布置所限必须加压输水时，应根据设备和棺材选用情况，结合运行费用分析，通过技术经济比较，确定增后技术，方式和增压地点。 在输配水管渠线路选择时，应尽量利用现有管道，减少工程投资，充分发挥现有设施作用。1.5 输水管道布置要求重力输水管渠应根据具体情况设置检查井和排气设施。检查井间距：当直径为 DN700 以下时，不宜大于 200m，当管径为 DN700到 DN1400 时，不宜大于 400m。在输水管和配水管隆起点和平直管段的必要位置上，应装设排气4阀，以便于及时排除管内空气。在输配水管
6、道中，于倒虹管和桥段处均设置排气阀。排气阀一般设置于倒虹管上游和平管桥下降段上游的相近直管段上。输配水管渠的低凹处应设置泄水管和泄水阀。泄水阀应直接接至河沟和低洼处。当不能直流时，可设置集水井。在输配水管道布置中，应尽量采用小角度转折，并适当加大制作弯头的曲率半径，改善管道内水流状态，减少水头损失。1.6 阀门、消火栓的布置原则1、阀门a.配水管网中的阀门布置，应能满足事故管段的切断需要。其位置可结合连接管以及需要供水支管的节点设置，干管上的阀门间距一般为 5001000m。b.一般情况下干管上的阀门可设在连接管的下游，已使阀门关闭时，尽可能少影响支管的供水c.支管与干管相接处，一般在支管上设
7、置阀门，以便支管检修不影响干管供水，干管上的阀门应根据配水管网分段，分区检修的需要设置。2、消火栓a.消火栓的间距不应大于 120mb.消火栓的接管直径不小于 DN100c.消火栓尽可能设在交叉口和醒目处，消火栓按规定应根据建筑物5不小于 5m，距车行道也不大于 2m，以便消防车上水，并不应妨碍交通，一般常设在人行道边。2、给水管网的计算2.1 计算城市最高日最高时用水量将该城镇划分为四个区，如图所示，其中区有工厂 A、B，在区有工厂 C，在区有工厂 D.2.1.1 四个区的面积计算区：119.369ha区：101.596ha 区：109.844ha 区：122.584ha 2.1.2 城市人
8、口数计算区：21574.301=25664 人区：23565.344=23875 人区：23063.576=25264 人区：26085.856=31871 人总人口为 25664+23875+25264+31871=106674 人2.1.3 给水管网设计流量计算居民区生活用水量计算：Q1=N*q q 为人均用水量标准 350L/(cap *d)6则 Q1=350106674=432.128L/s工业用水量计算：Q2=432.12860%=259.277L/s三产用水量计算：Q3=432.12825%=108.032L/s大集中用户工业企业生产生活设计用量：1075 575 875 1275
9、Q4=12.44+6.66+10.13+14.76=43.981L/s城市最高日最高时用水量Q 设计=(Q1+Q2+Q 3)*Kh +Q4)*1.2=(432.120 +259.277+108.032)1.85+43.981)1.2=1827.529L/s2.2 管网定线2.2.1 水源及水厂位置的选择水源选在河流的上游以保证水质水厂位置设在靠近水源处，以减短输水管线，降低造价2.2.2 输水管定线根据输水管定线原则和平面底图确定输水管线，为保证安全性，设计两条，长度 100m，输水管采用铸铁管。2.2.3 管网定线管网定线的一般原则7从供水可靠性考虑，城市管网应尽量布置成环干管定线参照二泵房
10、到调节构筑物或大用户的供水方向，以最近的距离，将一条或几条干管平行地布置在用水量较大的街区平行干管间距一般在 500800 米左右。为保证供水安全，干管和干管间应设置连接管，其管径应比上游干管小 12 号，以便于在干管事故时转输流量不致因管径过小而导致水头损失过大。连接管间距为 8001000 米左右，形成环状管网干管应尽可能布置在两侧有较大用户的道路上，以减少配水支管的数量应按现有道路定线，避免干管穿越街道对于较偏街区，可布置成树状网定线时，尽力避免单侧配水和管线曲折，充分利用地形以降低工程难度根据以上原则，本城镇管网布置如下图所示82.3 计算比流量、沿线流量、节点流量2.3.1 比流量计
11、算qs=(Q 设计q)/L=(1827.52943.981)/15047.2=0.118530L/（m*s ）式中: qs比流量，L/（m*s ）Q 设计管网设计用水量，1827.529 L/sq大用户集中用水量总和，43.981 L/s92.3.2 沿线流量的计算在保证计算结果与实际结果接近的情况下对管网图形进行简化下图为简化后的管网图形则管段长度在于实际长度接近的情况下，取整值列表对沿线流量进行计算沿线流量计算管段 管长 比流量 沿线流量12 1487 0.118530 176.33923 1207 0.118530 143.17114 956 0.118530 113.40025 730
12、 0.118530 86.62336 842 0.118530 99.83745 1142 0.118530 135.4211056 1107 0.118530 131.27047 21058 21069 21078 810 0.118530 96.12489 1043 0.118530 123.684710 933 0.118530 110.661811 1070 0.118530 126.874912 1259 0.118530 149.2801011 933 0.118530 110.6611112 1514 0.118530 179.546每一段沿线流量 qL = qs L2.3.3
13、节点流量的计算管网中任一管段的流量均由两部分组成。一部分为沿线流量，另一部分为转输流量。转输流量沿整个管段不变。沿线流量因管段沿线配水而逐渐减小。将沿线流量折半作为管段两端的节点流量，有qi=0.5ql。 即任一节点的节点流量等于该节点相连的各段沿线流量总和的一半。城市管网中，工业企业等大用户所需流量，可直接作为接入大用户节点的节点流量。11节点流量计算节点 节点流量1 1/2（176.339+113.400）+12.44=157.3102 1/2(176.339+143.171+86.623)=203.0673 1/2(109.978+99.837)=104.9074 1/2(135.421
14、+113.400)=124.4115 1/2(131.270+135.421+86.623)=176.6576 1/2(99.837+131.270)+6.66=122.2147 1/2(96.124+110.661)+10.13=113.5238 1/2(96.124+123.684+126.874)=173.3429 1/2(123.684+149.280)=136.48310 1/2(110.661+110.661)=110.66111 1/2(126.874+110.661+179.546)=208.54112 1/2149.280+102.232+14.76=140.516 1771
15、.62.4 管网平差2.4.1 流量初分配根据管段初始流量和经济流速选择每段管段的管径和 1000iDN100300 Ve=0.61.112DN300600 Ve=1.11.6DN6001000 Ve=1.62.1平差时，规定顺时针方向流量为正，逆时针方向为负。对管段进行流量初分配，根据分配的流量查经济管径，再查水力计算表，确定管段流速，查得 1000i，计算水头损失。在对管段进行流量初分配时，应该满足节点平衡方程，即qi+qij=0。几条平行的干线，由于最中间的干管要转输全部集中流量，因此初分配时大些，与干线垂直的连接管，因平时流量较小，所以初分配较少流量，由此算出每一管段的计算流量对管网进
16、行流量分配。根据用水情况，初拟定各管段的流向如下图所示132.4.2 平差计算平差结果表管段初分配流量管长 管径 流速 1000i h12 669.5 1487 700 1.73 5.110 7.59823 217.7 1207 450 1.36 5.573 6.72614 944.7 956 800 1.89 5.119 4.89325 248.7 730 450 1.57 7.406 5.40636 112.8 842 350 1.17 5.814 4.89545 248.7 1142 450 1.57 7.406 8.45756 112.8 1107 350 1.17 5.814 6.4
17、3647 571.6 210 700 1.49 3.771 0.7911458 208.1 210 450 1.30 5.118 1.07469 103.4 210 350 1.07 4.889 1.02678 208.1 810 450 1.30 5.118 4.14589 103.4 1043 350 1.07 4.889 5.099710 250.1 933 450 1.57 7.406 6.909811 139.4 1070 350 1.43 8.618 9.221912 70.3 1259 300 0.99 5.167 6.5051011 139.4 933 350 1.43 8.6
18、18 8.0401112 70.3 1514 300 0.99 5.167 7.822用哈代法手工平差，消除每个环的闭合差从而确定每个管段中通过的水流量见表格经过一次校正后，各环闭合差均小于 0.5m，大环 1-2-3-6-9-12-11-10-7-4-1的闭合差为：h=h1-2+ h2-3 +h 3-6 +h6-9 +h9-12 +h12-11 +h11-10 +h10-7 +h7-4 +h4-1=7.15+6.54+4.58+0.99+8.156.068.046.910.955.10=0.35小于允许值 1，可满足要求，计算到此完毕。本次环状网平差过程中，只进行了一次平差计算，说明流量的初
19、分配很合理。2.5 计算水泵扬程15测量各控制点高程，标注如下图所示选控制点设定控制点服务水头 24m如上图所示 12 点为整个管网离水厂最远的点若以节点 12 为控制点节点 自由水压 水压高程12 24 24+3.8=27.89 24+8.15+（3.8-3.8）=32.1532.15+3.8=35.956 32.15+1.0+（3.8-3.8）=33.1533.15+3.8=36.958 32.15+6.3+（3.8- 37.05+5.2=42.25165.2）=37.0511 24+6.1+（3.8-5.1）=28.828.8+5.1=33.9由上表看出，以 12 为控制点，各节点的自由
20、水压都大于服务水头24m，故符合要求。综上所述，节点 12 为控制点。2.6 计算输水管水头损失设水厂到管网的输水管有两条，长为 500m。每条计算流量为 1/21771.6=885.8L/s选定管径 DN800mm，流速 1.75m/s，1000i=4.393，则水头损失为h=2.197m2.7 计算整个管网水头损失1、选择 1-2-3-6-9-12 管段线路，则沿程水头损失为hf1=7.1+6.5+4.6+1.0+8.15=27.352、选择 1-4-7-10-11-12 管段线路，则沿程水头损失为hf2=5.1+0.9+6.9+8.0+6.1=27取平均值，得管网水头损失为hf=（ hf
21、1+hf2）/2=27.175172.8 计算水泵扬程控制点 12 服务水头 24m控制点 12 与节点 1 标高差为h=6.6-3.8=2.8m则管网起点处水压为 h1=hf+h+24=27.175+2.8+24=53.975m给水厂到节点处的输水管水头损失为 h2=2.197m水泵吸水管和局部水头损失取 2m，泵轴与清水池最低水位标高差取 4.0m所以水泵扬程 Hp=h1+h2+2+4=53.975+2.197+2+4=62.172m2.9 初步选定水泵根据流量和扬程，选择 350S44 型水泵 3 台（两用一备） ，其参数如表所示型号 流量（m3/h）扬程（m）轴功率（kw）效率（% ）
22、允许吸上真空度（m）350S44 972 50 164 81 6.3183、 消防校核由该城镇人口 25320 人，查给水工程附表 3，知同一时间内火灾数为 1 次，一次灭火用水量为 15L/s。3.1 消防时节点流量节点 节点流量1 36.02 34.83 21.54 31.25 13.16 67.97 92.58 42.09 10.510 25.611 8.912 10.8+15=25.813 69.614 35.715 15.6193.2 消防时流量分配以最高时用水量确定管径为基础，然后按最高用水时另行增加消防时的流量进行流量分配，计算时只要在控制点 12 另外加一个集中消防流量 15L
23、/s。同管网平差，在进行流量分配时需要满足节点流量平衡方程。3.3 消防时管网平差平差过程中，管段流速符合经济流速在进行消防校核初分配流量时，需要将某些管段管径作适当的调整。用与前面的管网平差方法同样处理，对消防流量进行校核。平差时，规定顺时针方向流量为正，逆时针方向为负。管段 管长 管径 流量 1000i h sq初分配流量813 420 350 87.90 3.64 1.53 0.01741314 159 100 7.50 20.13 3.20 0.4268 714 533 250 -36.50 3.85 -2.05 0.056378 380 250 39.90 4.54 1.72 0.0
24、4324.39 0.5437q1= -4.39/（20.5437）=-4.04714 533 250 36.50 3.85 2.05 0.0563201514 175 100 8.30 24.31 4.25 0.5125 1015 205 100 -7.30 19.15 -3.92 0.5376106 200 250 -41.80 4.95 -0.99 0.023767 360 250 -36.00 3.76 -1.35 0.03760.04 1.168q2= -0.04/（21.168）=0.01718 222 350 90.00 3.80 0.84 0.009421 47 400 126.
25、00 3.64 0.17 0.0014 27 488 500 -204.90 2.93 -1.43 0.007078 380 250 -39.90 4.54 -1.72 0.0432-2.14 0.061q3= 2.14/（20.061）=17.5427 488 500 204.90 2.93 1.43 0.007067 360 250 36.00 3.76 1.35 0.037664 230 350 -84.20 3.36 -0.77 0.009243 210 400 -128.50 3.77 -0.79 0.006223 313 450 -150.00 2.78 -0.87 0.00580
26、.35 0.0658q4= -0.35/（20.0658）=-2.6621第一次校核813 420 350 83.85 3.33 1.40 0.01671314 159 100 3.45 4.87 0.77 0.2244 714 533 250 -40.53 4.67 -2.49 0.061478 380 250 18.29 1.10 0.42 0.02290.1 0.3254q11= -0.1/（20.3254）=0.154714 533 250 40.53 4.67 2.49 0.06141415 175 100 8.28 24.21 4.24 0.51161510 205 100 -7.
27、32 19.23 -3.94 0.5388106 200 250 -41.82 4.95 -0.99 0.023767 360 250 -33.38 3.27 -1.18 0.03530.62 1.171q12= -0.62/（21.171）=0.26518 222 350 107.56 5.30 1.18 0.01092221 47 400 143.56 4.64 0.22 0.0015 27 488 500 -184.71 2.42 -1.18 0.006487 380 250 -18.29 1.10 -0.42 0.0229-0.2 0.042q13 = 0.2/（20.042）=2.3
28、827 488 500 184.71 2.42 1.18 0.006476 360 250 33.38 3.27 1.18 0.0353 64 230 350 -86.83 3.56 -0.82 0.009443 210 400 -131.13 3.92 -0.82 0.006323 313 450 -152.63 2.88 -0.90 0.0059-0.18 0.063q14= 0.18/（20.063）=1.43第二次校核813 420 350 83.69 3.32 1.40 0.0167 1314 159 100 3.29 4.48 0.71 0.2161714 533 250 -40.
29、42 4.65 -2.48 0.061378 380 250 15.70 .84 0.32 0.0203-0.05 0.31423714 533 250 40.42 4.65 2.48 0.06131415 175 100 8.02 22.80 3.99 0.4975 1510 205 100 -7.58 20.54 -4.21 0.5554106 200 250 -42.08 5.01 -1.00 0.023867 360 250 -35.10 3.59 -1.29 0.0368-0.03 1.17518 222 350 110.00 5.52 1.23 0.0111 21 47 400 1
30、46.00 4.79 0.22 0.001527 488 500 -183.73 2.39 -1.17 0.006487 380 250 -15.70 1.84 -0.32 0.0203-0.04 0.039327 488 500 183.73 2.39 1.17 0.006476 360 250 35.10 3.59 1.29 0.0368 64 230 350 -85.38 3.45 -0.79 0.009343 210 400 -129.68 3.84 -0.81 0.006223 313 450 -151.18 2.82 -0.88 0.0058-0.02 0.0645校核到第二次发现
31、，此时四个环中的闭合差均小于 0.524且大环闭合差为 0.14，小于 1，小于允许值，计算到此完毕。3.4 校核水泵扬程及流量根据消防平差结果校核水泵扬程及流量增加了消防流量后，管网各段流量发生变化，沿线损失也发生变化，列表将各管段的沿线损失表示出来：管段 沿线损失21 0.22 18 1.23813 1.41312 1.6123 0.8834 0.8146 0.79610 1.01413 0.711213 1.61选择 2-1-8-13-12 管段线路，则沿程水头损失0.22+1.23+1.4+1.61=4.46选择 2-3-4-6-10-14-13 管段线路，则沿程水头损失为0.88+0.81+0.79+1+0.71+1.61=5.8取平均值，得管网水头损失为（4.46+5.80）/2=5.13m25消防时控制点所需水压为 10m两条输水管各自流量为 257.8L/s，由前算出输水管水头损失为0.17m则消防时水泵所需扬程Hp=10+5.13+0.172+4.0=19.47m水泵最大扬程水泵流量亦满足消防时用水量要求，检验合格4、管网最高日最高时的等水压高程线附图管网最高日最高时的等自由水压线见附图 1、附图 2参考文献给水工程（第四版） 给排水设计手册 （第一册、第十一册）
