四川大学给水课程设计说明学院：建筑与环境学院专业：给水排水工程姓名：吴晓学号： 0943052027指导老师：付垚完成时间： 2011.11.24一、设计任务及原始资料原始资料：1、城市总平面图一张，比例1：6000。
2、城市居区面积见总平面图。
近期规划人口密度：520人/公顷。
给水人口普及率为100%。
3、居住建筑为一、二、三、四、五层混合建筑。
4、居住区卫生设备情况：室内有给水设备和淋浴设备。
5、由城市给水管网供水的工厂为造纸厂，生产能力为3T/d（每T纸用水量为250 m3），该厂按三班制工作每班人数300人，每班淋浴人数为25%。
该厂建筑耐火等级为三级。
厂房火灾危险性为丙级，最大建筑物体积为4000m3。
6、由城市管网供水的铁路车站用水量为600m3/d。
7、医院有200个病床，有盥洗室和浴室。
8、浇洒道路及绿地用水量考虑150m3/d。
9、未预见用水及管漏水系数k=1.2。
10、城市位于四川省内，土壤为砂质粘土，无地下水，冰冻不考虑。
设计任务及要求：根据上述资料，设计该城市给水管网。
具体要求：1、进行设计计算。
①计算各种用水量，编制该城市逐时合并用水表。
②进行管网定线布置，确定水厂及水塔的位置。
③拟定管网工作制度，确定计算管网的几种情况，进行管网水力计算。
④确定水塔高度及二级泵站扬程。
⑤计算管网各节点的自由水压，检查是否满足用户对水压的要求。
2、编写设计计算与说明书一份。
根据设计原始资料，各项设计计算过程以及设计中的体会编写设计说明说一份。
3、绘制下列设计图纸各一张。
①城市给水管网平面布置图②干管水力坡线图③管网节点布置图④最高用水时管网的等水压线二、设计计算（一）用水量计算1、城市居民生活用水量（1）确定城市计划人口及给水人口数经过的设计图的分区测量，得到居民区的图上总面积为83957.5mm2，由比例尺1：6000，可计算总面积=83957.5×6000×6000÷1000000÷10000=302.247公顷因近期规划人口密度为520人/公顷，给水人口普及率为100%，可计算给水人口数=302.247×520×100%=157168人（2）确定用水量标准为了确保供水，并考虑流动人口，未来发展等诸多因素计算为16万人。
根据《室外给水设计规范》，由于人口数量不满50万，属于中小城市，位于四川，所以属于一区。
所以最高日居民生活用水定额为140~230L/cap.d，这里取200 L/cap.d，所以城市居民生活用水量：Q1=200×160000÷1000=32000m3/d居住区24小时用水量变化参照教材表3—1采用。
2、工厂用水量（1）生产用水量由原始资料，造纸厂生产能力为3T/d，每T纸用水量为250m3，所以生产用水量=3×250=750 m3/d生产用水量24小时用水变化参见指示书的附录2。
（2）职工生活用水量及淋浴用水量由附录1，员工生活用水量一般可采用25~35升/人/班，时变化系数为2.5~3.0。
这里取30升/人/班。
员工淋浴用水量一般可采用40~ 60升/人/班，其延续时间为1小时。
这里取50升/人/班。
所以职工生活用水量=300×30×3÷1000=27 m3/d淋浴用水量=300×25%×50×3÷1000=11.25 m3/d生活用水设计为24小时均匀用水，淋浴时间设计为0~1点，8~9点，16~17点。
所以工厂用水量Q2=750+27+11.25=788.25 m3/d3、公共建筑用水量本设计考虑医院一个，用水量标准按《建筑给排水设计规范》GBJ15—88选用，医院的用水量定额为100-200L/床.日，时变化系数为 2.5~2.2，这里取150 L/床.日。
因医院用水量不大，用水比较均匀，选取24小时均匀供水。
用水量：Q3=150×200÷1000=30 m3/d，考虑盥洗室和浴室用水，设计Q3=40 m3/d4、消防用水量（1）室外消防用水量按照《建筑防火设计规范》，因人口为16万，取同时发生火灾次数为2次，一次灭火用水量为45l/s。
火灾延续时间按2小时算。
室外消防用水量=2×45×3600×2÷1000=648 m3/d（2）工厂消防用水量由原始资料，厂建筑物耐火等级为三级，厂房火灾危险性为丙级，最大建筑物体积为4000 m3。
根据《建筑物的室外消火栓用水量》表，一次灭火用水量为30l/s，根据《同一时间内的火灾次数表》，同一时间内的火灾次数取1次。
火灾延续时间按2小时算。
工厂消防用水量=30×3600×2÷1000=216 m3/d消防用水量应取2者的较大值，所以消防用水量Q4为648 m3/d。
消防用水量不计算在城市最高日用水量内。
5、火车站用水量由原始资料，火车站用水量Q5为600 m3/d，假定24小时均匀供水。
6、浇洒道路及绿化用水量由原始资料，浇洒道路及绿化用水量Q6考虑150 m3/d，假定早晚各集中一次。
分别在6~7点和18~19点。
由原始资料，未遇见用水及管网漏水系数k=1.2。
所以，最高日用水量：Q d=1.2×（Q1+ Q2+ Q3+ Q5+ Q6）=40293.9 m3/d未遇见用水量=0.2×（Q1+ Q2+ Q3+ Q5+ Q6）=6715.65 m3/d 由上述计算，可以编制城市各用户逐时用水量合并计算表。
由表可知，最高日最大时用水量为8~9点的Q h =2231.535 m3/d。
最高日平均时用水量= Q d/24=1678.9125 m3/d所以K h=2231.535/ Q d=1.33城市各用户逐时用水量合并计算表（二）二泵站供水方案设计及清水池、水塔容积计算1、二泵站供水方案设计由于城市人口很多，用水量大，所以考虑不设计水塔，这时二级泵站的供水量等于用水量。
2、清水池容积计算清水池调节容积计算表清水池中除了贮存调节用水量之外，还应贮存消防用水和水厂内冲洗滤池等水厂自用水，因此清水池的有效容积等于：W=W1+W2+W3+W4式中：W1：调节容积（米3）。
W2：消防贮水容积（米3）。
W3：净水构筑物冲洗用水及其他厂用水的调节水量（米3），根据水厂的生产工艺确定，本设计可取W3=200~300米3。
这里取W3=250米3。
W4：安全贮水容积（米3），为避免清水池抽空，威胁供水安全，吃水池可保留一定水深的容量作为安全储量，本设计可取W4=0.1 W1米3。
W1= Q d×14.40%=5802.3米3W2=Q4=648米3W3=250米3W4=0.1 W1=580.2米3所以W=W1+W2+W3+W4=7280.5米3城市用水量变化曲线（三）管网定线管网定线的基本原则是：1.、干管应通过两侧负荷较大的用水区，并以最短的距离向用户供水。
2、靠近道路、公路、以便于施工管理。
3、有利于发展，有条件考虑分期修建的可能。
4、干管尽量在高地布置，使管道内压力较小，而配水管内压力则更高些。
5、注意与其它管道交叉时平面与立面相隔间距的规定于要求。
根据基本原则，选取如图所示的定线方案，把水厂设置在河流主流的上游，保证水量的充足和水源的尽可能清洁无污染，同时将水厂布置在南岸，因南岸部分城市区域广用水量大，可以节省管道费用，管网把城市分为五个环，环状管网更能保证供水的可靠性，连接两岸的管道从左边的桥上过，为了节省费用不选择两座桥都通过，为了可靠采用并联供水，把城市分为南北两区。
管网定线图上面的2个环为北区，下面3个环为南区。
（四）管网水力计算1、确定管网的计算工况由于没设置水塔，所以此部分忽略。
2、根据每种计算情况确定水塔、水泵的供水量及每一管段的计算流量（1）求比流量q s（本设计按长度比流量计算）q s=（Q h—∑q）/∑l假设南区的比流量为q s1，北区的比流量为q s2。
由前面表中可知Q h =2231.535 m3/h=619.871 L/s∑q为火车站和工厂用水，即∑q=788.25+600=1388.25 m3/d=16.068 L/s 由前面面积计算可知，南区占总面积约为0.568。
∑l1=5865所以南区比流量q s1=（Q h—∑q）×0.568÷∑l1=0.0585 L/（s·m）∑l2=4215北区比流量q s2=（Q h—∑q）×（1—0.568）÷∑l2=0.0619 L/（s·m）（2）求沿线流量q l根据比流量q s和各管段的计算长度，可算出各管段的沿线流量：q l=q s l沿线流量的计算如下表所示：南区沿线流量计算表北区沿线流量计算表（3）求节点流量q i各节点流量q i等于连接在该节点上所有管段沿线流量之和的一半。
即q i=0.5∑q l节点9应加上工厂流量，节点14应加上火车站流量。
由城市各用户逐时用水量合并计算表，工厂流量最大时流量=（5.4+40.5+1.125+3.75）×1000÷3600=14.104 L/s 火车站为均匀供水，流量=600×1000÷3600÷24=6.944 L/s节点流量计算如下表所示：节点流量计算表3.管网水力计算本设计方案选用的环状管网，水力计算按下列步骤进行：（1）流量分配先确定城市的主要供水流向，然后拟定各管段的流向，根据最高日最大时水泵及水塔的供水量以及管网各节点流量（包括大用户的集中流量），按节点流量连续性条件q i+∑q ij=0，对个管段进行初步的流量分配。
南区的管网简化图以及初分流量如下图所示（从左到右一次为Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ环）：北区的管网简化图以及初分流量如下图所示（从左到右依次为Ⅳ，Ⅴ环）：（2）管网平差通过平差软件对上面的初分流量进行管网平差，所得的结果如下：南区管网平差结果如下表：初步分配（最高用水时）最终平差结果北区管网平差结果如下表：初步分配（最高用水时）最终平差结果（五）确定水塔高度、二泵站扬程及管网各节点的水压1、确定水塔高度、二泵站扬程水塔高度：由于本设计未设置水塔，故省略二泵站扬程：经过计算，得知南区的控制点为9，北区的控制点为13。
由规定，当按建筑层数确定生活饮用水管网上的最小服务水头时：一层为10米，二层为12米，二层以上每增高一层增加4米。
由原始资料，居住区最高为5层，所以服务水头=12+3×4=24米，由管网平差所得的各断水头损失，以及地面上各点的标高（水厂为190.5m），可计算：南区二泵站扬程=24+（192.7-190.5）+1.23462+0.93451+2.12746+0.45179+0.52644+1.610+0.142=33.22982m根据选泵参考特性曲线选取12Sh-13型离心泵。