建设部执业资格注册培训中心专业给排水考试培训讲义(1).ppt

给水工程,取水工程 输配水工程 水处理工程,主要内容,内容第1章 给水系统总论第2章 输水和配水工程第3章 取水工程参考资料指定辅导教材或大学教材给水工程第四版室外给水设计规范泵站设计规范,辅导思路,选择题（单选或多选），主要考查：对概念掌握的程度对问题正误的判断能力对需要运算的问题进行快速计算的能力答题时间：知识题12min，个别题最多不超过3min 案例题35min，不超过7min，按要求作答,第1章 给水系统总论,1.1 给水系统,1.3 给水系统的工作状况,1.2 设计用水量,给水系统是以满足用户对水量、水质、水压要求 为目的的各项构筑物和输配水管网组成的系统题：给水工程设计应（提高供水水质、提高供水安全可靠性，降低能耗、降低漏耗、降低药耗）,1.1 给水系统,一、给水系统分类、组成及布置要掌握1.分类分类方法：按水源：按供水方式：按使用目的：生活、生产、消防系统；按服务对象：题：城市工矿企业的给水系统分类可按（水源种类，供水方式，使用目的或服务对象）进行分类。,题：给水系统可按供水方式分为(A)供水系统。A.重力、水泵、混合 B.自流、重力、压力 C.水泵、压力、混合 D.重力、水泵、压力 题：给水系统按使用目的可分为(D)系统。A.城市给水、工业给水 B.城市给水、工业给水、循环给水 C.循环给水、复用给水 D.生活给水、生产给水、消防给水,用户对水质、水量、水压的要求,生活给水系统：水质：卫生部生活饮用水水质卫生规范 建设部城市供水水质标准CJ/T 2062005 水压：室外给水设计规范：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10m，二层为12m，二层以上每增高一层增加4m。生产给水系统：按生产工艺要求消防给水系统：建筑设计防火规范8.2.1-2条 水压：8.1.3条：如采用低压给水系统，管道的压力应保证灭火时最不利点消火栓的水压不小于10m水柱（从地面算起）。,题：如果按建筑物的层数来确定供水管网的最小服务水头时，要满足6层居民用水，管网最不利点应达到（28）m服务水头。,服务水头,服务水头（自由水头、自由水压）：测压管水头从地面算起的部分。最小服务水头：用户对服务水头的最低要求。,2.给水系统的组成 取水构筑物给水系统的起点 处理构筑物地下水系统可不设 泵房重力供水系统不设 输水管渠和管网不同的作用 调节构筑物水塔(高地水池)、清水池,3.布置 统一给水系统 地表水系统示意图 分质给水系统 地下水系统示意图 分压给水系统 分区给水系统（多水源系统）,题：关于给水系统的布置形式：A.统一给水系统简单，应用最广泛；（）B.分质给水系统水处理费用低，管网的造价低；（）C.分压给水系统的水泵型号单一，长期运行电费较高；（）D.分区给水系统应用最广。（）,地表水给水系统示意图,1 取水构筑物2 一泵站3 水处理构筑物4 清水池5 二泵站6 管网7 水塔,1.3,地下水给水系统示意图,1 管井群 2 集水池 3 泵站 4 水塔 5 管网,1.1 给水系统,二、影响给水系统组成的因素了解 城市规划、水源、地形三、工业给水系统了解 直流、循环、复用水量平衡节水的基础重复利用率节水评价指标之一,题：在工业给水系统中，工业用水重复利用率的含义是（B）中所占的百分数。A 循环用水量在总用水量；B 重复用水量在总用水量；C 补充水量在总用水量；D 重复用水量在总损耗水量。,题：工业企业生产用水系统的选择，应从全局出发，考虑水资源的节约利用和水体的保护，并应尽可能采用(C)系统。A.直流或复用 B.直流或循环 C.复用或循环 D.直流,1.2 设计用水量,设计年限：规范题：给水工程的设计应在服从城市总体规划的前题下，近远期结合，以近期为主。近期设计年限采用(510)年，远期设计年限采用(1020)年。设计用水量应按最不利原则，考虑所有的用水，但不是全部都用于设计计算，有的只作为校核计算时水量的一部分，如消防水量题：设计配水管网时，应按(最高日最高时用水量及设计水压)设计，按(消防、最大转输、最不利管段事故三种情况)的流量和水压分别进行校核。,1.2 设计用水量,一、用水量定额 1.综合生活用水L/人.d 室外给水设计规范 2.工业企业生产用水和工作人员生活用水 建筑给水排水设计规范3.1.12条：生活3050L/人.班；淋浴4060L/人.班 3.消防用水L/s，同时发生火灾次数 建筑设计防火规范8.2.1-2条 4.浇洒道路和绿化用水L/m2.d 5.未预见用水量和管网漏失水量%,综合生活用水与居民生活用水的区别题：综合生活用水是指(居民生活用水和公共建筑用水)。题：如果用综合生活用水量定额计算用水量，除了居民日常生活用水外还应包括(公共建筑用水量)。题：综合生活用水一般不包括(C)。A.居民生活用水 B.学校和机关办公楼等用水 C.工业企业工作人员生活用水D.公共建筑及设施用水 未预见水量及管网漏失量节水指标用水量定额地区平均用水水平，政策性,1.2 设计用水量,二、用水量变化几个概念教材P10最高日用水量（设计年限内）Qdm3/d日变化系数（定义、公式与含义）（设计年限内）最高时用水量（高日高时用水量）（最高日内）QhL/s或m3/h时变化系数（定义、公式与含义）（最高日内）,题：给水厂的处理规模是按最高日用水量为条件设计的，最高日用水量的意义是（设计规划年限内最高一日的用水量）。题：日变化系数是指(最高日用水量与平均日用水量的比值)。日变化系数反映在设计规划年限内日用水的不均匀程度或用水量的变化幅度。题：时变化系数是指(最高日最高时用水量与最高日平均时用水量的比值)。时变化系数反映在最高日内小时用水的不均匀程度或用水量的变化幅度。,水量变化系数可根据统计资料依公式计算，或取经验值。题：在缺乏实际用水资料情况下，最高日城市综合用水的时变化系数宜采用（1.21.6），日变化系数宜采用（1.11.5），个别小城镇可适当加大。,三、用水量计算用于进行给水系统设计1.最高日设计用水量Qd 教材P10居民用水量Q1：Q1=(qi Ni)：不同用水标准的各居住区用水量之和用水人口Ni=Ni规fi（规划人口数用水普及率）工业企业生产用水和工作人员生活用水Q2 Q2=(Q+Q+Q)，Q=qB(1-n)公共建筑用水Q3 Q3=(qi Ni),浇洒道路和绿化用水Q4未预见水量和管网漏失Q5Q5=k(Q1+Q3+Q4)+Q2 系数按规范确定消防用水量Q6用于校核最高日设计用水量Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=(1+k)(Q1+Q3+Q4)+(1+)Q2(不计Q6),题：最高日设计用水量计算应包括（B）。A.居民生活用水，工业企业生产用水和工作人员生活用水，浇洒道路和绿化用水，未预见水量及管网漏失水量；B.综合生活用水，工业企业生产用水和工作人员生活用水，浇洒道路和绿化用水，未预计水量及管网漏失水量；C.居民生活用水，工业企业生产用水，浇洒道路和绿化用水，消防用水，未预计水量及管网漏失水量；D.居民生活用水，公共建筑及设施用水，浇洒道路和绿化用水，消防用水，未预计水量及管网漏失水量。,题：某城市现有人口75万人，供水普及率70，最高日综合生活用水量为12.6万m3/d。新一轮规划人口将发展到100万人，供水普及率增长到90，最高日综合生活用水量增加到300L/(人d)，该城市的最高日综合生活用水将比目前增加（）万m3/d。解：设计用水量0.3100万90%=27(万m3/d)增加了：27-12.6=14.4(万m3/d)原设计用水量标准为 12.6万m3/d 75万人 70%=0.24 m3/(人d)=240L/(人d),2.最高日最高时设计用水量Qh(L/s或m3/h)按定义确定或利用时变化系数计算最高日平均时用水量Qh(L/s或m3/h)当用最高日设计用水量进行设计时往往用此，若每天供水24小时，则,1.3 给水系统的工作状况,一、流量关系及调节构筑物容积重点掌握1.给水系统的设计流量 图1水处理构筑物及以前的设施：高日平均时用水量 地表水源 地下水源 T一泵站每天工作时间，不一定为24h,管网设计流量：满足高日高时用水量二泵站：满足管网高日高时用水量 不分级供水高日高时流量 分级供水最高一级供水量清水输水管：满足管网高日高时用水量 无水塔时与管网设计流量同 有水塔时按二泵站最高一级供水量设计,题：管网起始端设水塔时，管网设计供水量应按()用水量确定。A.最高日 B.平均日 C.最高日最高时 D.最高日平均时题：管网起端设水塔时，泵站到水塔的输水管直径按泵站分级供水量的()供水量设计。A.最大一级 B.最小一级 C.平均 D.泵站到水塔的输水量,二泵站及清水输水管设计流量按泵站最高级供水量设计,设网前水塔时按泵站最高级供水量设计,设对置水塔时满足管网最高用水量最高级供水量+水塔供水量=Qh最大转输较核时应为Qt,题：某城市最高日用水量为150000m3/d，给水系统设有取水泵房、水处理厂、供水泵房、输水管渠、配水管网、调节水池。已知该城市用水日变化系数Kd=1.2，时变化系数Kh=1.4，水厂自用水量为5%。1）若不计输水管渠漏失水量，则取水泵房的设计流量为()。Qd=150000m3/d，取水构筑物等的设计流量：1500001.0524=6563m3/h,2）若管网内有水塔在用水最高时可向管网供水900m3/h，则向供水管网供水的供水泵房的设计流量为()。二泵站的最高级供水量+水塔供水量=Qh管网设计流量Qh为：Qh=150000m3/d 1.4 24=8750m3/h水塔不能提供Qh，不是网前水塔系统泵站供水量=Qh水塔供水量=8750-900=7850m3/h,2.调节构筑物容积计算清水池有效容积W=W1+W2+W3+W4(m3)W1清水池调节容积W2消防贮水量，2h灭火用水量W3水厂用水量，水厂自用水量W4安全贮水量，一般为0.5m深,题：某城市最高日设计用水量为15万m3/d，清水池调节容积取最高日用水量的15，室外消防一次灭火用水量为55L/s，同一时间内的火灾次数为2次，火灾持续时间按2h计算，水厂自用水在清水池中的贮存量按1500m3计算，安全贮量取5000m3，则清水池的有效容积为（）m3。清水池的有效容积由4部分组成：（1）调节容积Wl=15000015=22500(m3)；（2）消防贮量W2，取2h的消防用水量，即W2=0.055 2 3600 2=792(m3)；（3）水厂自用水贮量W3=1500m3；（4）安全贮量为W4=5000m3。则清水池有效容积W=Wl+W2+W3+W4=22500+792+1500+5000=29792(m3)。,题：清水池的作用之一是（调节一、二泵站供水的流量差）。清水池的调节作用 水厂 Qd Qh 管网最高日平均时流量 高日高时流量调节容积 W1=阴影面积A或者B(m3)无供水曲线时估取 W1=(1020)%Qd,清水池的调节作用,题：某城市最高日用水量为12万m3d，其逐时用水量如表，水厂一级泵站24小时均匀工作，二级泵站直接向管网供水，则水厂内清水池调节容积应为。二泵站的供水量=用户用水量，表中数值为二泵站供水量一泵站均匀供水，供水量为120000/24=5000m3/h,水量变化规律：8-21时，清水池入少出多，水位下降；21-24-7时，入多出少，水位上升；7-8时，进出平衡，水位不变用21-7时（10小时）的净存水量计算调节容积：W1=(5000-用水量)=500+1000+2000+2500+2500+3000+3000+2500+2000+1000=20000m3清水池至少要满足调节容积要求,水塔的有效容积 W=W1+W2W1水塔调节容积 水塔调节二泵站供水量与用户用水量的差额 依二泵站供水曲线和用户用水曲线计算 或按Qd的百分数估取教材P13W2消防贮水量，10min室内消防水量,例题：水塔调节容积计算,某工厂24小时均匀用水，每小时50m3，配水泵站每天供水两次，分别为48时和1620时，每小时供水150m3。则水塔在 时水位最高，在 时水位最低。画出供水及用水示意图,根据水塔的工作情况，分析进出水变化规律：4时起水位升高4个小时，至8时停止升高；而后，下降8个小时，至16时；16时起，水位升高4个小时，至20时停止升高；再下降8个小时，至4时可以求出，8时和20时水位均达到最高，4时和16时水位均达最低。同时，可确切计算出水塔的调节容积：阴影面积：1004=400m3(而不是800),例：某工厂24小时均匀用水，每小时50m3，如配水泵站每天供水12小时，每小时100m3，每天供水不超过4次，则水塔调节容积最小为 m3。调节容积最小：启泵次数最多、分段均匀 示意图,水塔调节容积最小为：50m3/h3h150 m3,题：管网内设有水塔时，二级泵站的供水量在任一时刻都()用户的用水量。A.大于 B.小于 C.等于 D.以上都不对题：当一级泵站和二级泵站每小时供水量相接近时，清水池的调节容积可以()，此时，为了调节二级泵站供水量与用户用水量之间的差额，水塔的调节容积会()。A.减小；减小 B.减小；增加 C.增加；减小 D.增加；增加,题：如果二级泵站每小时供水量越接近用水量，水塔的调节容积越()，清水池的调节容积将()。A.小；增加 B.大；减小 C.小；减小 D.大；增加但增加值与减小值是不相等的，即不同泵站设计结果得出的清水池调节容积与水塔调节容积之和是不同的，应具体计算。,1.3 给水系统的工作状况,二、水压关系 液体的能量关系重力自流势能利用水泵提升利用水泵的扬程，需要水泵提供能量，扬程用于提供压力、克服阻力水塔供水利用在水塔高度处的势能，需要水塔具有一定高度以提供势能，用于提供压力、克服阻力,控制点,给水管网的控制点：是管网中控制水压的点，也称水压的最不利点。控制点的特点：只要该点的压力可以达到最小服务水头的要求，整个管网就不会存在低水压区往往位于离泵站较远或地形较高的点。用以确定二泵站扬程或水塔高度。,一泵站扬程计算,Hp=H0+h 扬程计算通式,H0从吸水池最低水位到出水池最高水位的高差（取水构筑物吸水井最低水位混合池最高水位）,h从吸水管起点到出水管终点的总水头损失,Hp=H0+h=H0+hs+hd,无水塔管网的二泵站扬程 起点：清水池或吸水井最低水位 终点：管网控制点最小服务水头液面,设网前水塔管网的二泵站扬程 起点：清水池或吸水井最低水位 终点：水塔最高水位,设对置水塔管网的二泵站扬程 设计时：同无水塔管网 最大转输校核时：终点：水塔最高水位,二泵站扬程计算,掌握扬程计算基本公式：Hp=H0+h,水塔高度的计算依据能量方程，根据管网控制点最小服务水头 Ht=Hc+hn-(Zt-Zc)Ht水塔高度，水柜底高于地面的高度与水塔在管网中的位置无关Zt越高，Ht越小：建在高处，水塔造价低,题：某城市周边具有适宜建高位水池的坡地，按城市规划管网最不利控制点的服务水头为24m，控制点的地形标高为4m，高位水池至控制点的管路损失约为5m。拟建高位水池的内底标高应在 m以上。画出压力变化示意图标高（高程）即绝对高度，从海拔Z=0算起,由能量方程可得：H=Zt+Ht=4+24+5=33m也可以套用公式Ht=Hc+hn-(Zt-Zc)，变换后 与上式同：Zt+Ht=Zc+Hc+hn,某水厂3班制工作，产水量为24万m3/d，管网中无水塔，每小时的用户用水量（m3）如表所示，则时变化系数为（）。,某水厂3班制工作，产水量为24万m3/d，输水管漏失量6，沉淀池排泥2，滤池冲洗排水量3，管网中无水塔，每小时的用户用水量（m3）如表所示，则取水泵房设计流量为（1.1124万2411100）m3/h，滤池设计流量为（1.0324 万2410300）m3/h，管网设计流量为（15000）m3/h。,某水厂3班制工作，产水量为24万m3/d，管网中无水塔，每小时的用户用水量（m3）如表所示，则清水池的调节容积为（）m3。,水厂的均匀产水量为2400002410000(m3/h)；在2324(0)5期间，送水量（用水量）持续低于产水量；共需调节容积为：100006(800060004000300030005000)31000(m3),第2章 输水和配水工程,2.1 管网和输水管渠布置2.2 管网各管段流量、管径和水头损失2.3 管网水力计算2.4 分区给水系统2.5 管材、管网附件和附属构筑物2.6 管网方案技术经济比较,2.1 管网和输水管渠布置,概念性问题：教材P1619给水管网布置形式及特点输配水系统，包括输水管渠、管网、泵站、调节构筑物输水管渠管网（配水管网）管网设计要求输水管渠设计要求,题：给水系统中的输配水系统包括()，通常是给水系统中投资最大的子系统。A.水处理构筑物、调节构筑物、输水管渠和管网；B.泵站、输水管渠和管网；C.泵站、输水管渠、管网和调节构筑物；D.取水构筑物、水处理构筑物、输水管渠和管网,题：城镇配水管网()设计成环状，当允许间断供水时，()设计为树枝状，但()考虑将来有连成环状管网的可能。A.宜；可；应 B.应；宜；必须 C.宜；可；必须 D.应；宜；应题：输水管段和配水管网应根据具体情况设置分段和分区检修的阀门。配水管网上的阀门间距，不应超过（5）个消火栓的布置长度。,题：在输水管段和配水管网（隆起点和平直段的必要位置）上，应装设排/进气阀。题：在输水管道和配水管网低洼点应装设(泄水阀)。题：当给水管设在污水管侧下方时，给水管必须采用（金属）管材，并应根据土壤的渗水性及地下水位情况妥善确定净距。,某城镇的生活给水管网有时供水量不能满足供水要求，可采用的措施:A 从邻近有足够富裕供水量的城镇生活饮用水管网接管引水 B 新建或扩建水厂 C 从本城镇某企业自备的有足够富裕供水量的内部供水管网接管引水（:规范规定，为防止饮用水污染，城镇生活饮用水管网，严禁与自备水源供水系统直接连接。）D 要求本城的用水企业通过技术改造节约用水，减少用水量,一、掌握概念及计算：用户的用水量包括集中用水量和分散用水量(对分散用水量)比流量qs：假设所有的分散用水量均匀分布在全部干管长度上，此时，单位管长向外配出的流量称比流量。Q设计流量，Qh q集中流量总和 l 管网总计算长度,2.2 各管段流量、管径和水头损失,l管段计算长度：沿线流量ql：在假设全部干管均匀配水前提下，沿管线向外配出的流量。ql=qsl（与计算长度有关，与水流方向无关）,节点流量：集中用水量一般直接作为节点流量 分散用水量经过比流量、沿线流量计算后折算为节点流量，即节点流量等于与该点相连所有管段沿线流量总和的一半。qi=0.5ql 0.5沿线流量折算成节点流量的折算系数,由h(ql)=h(q)，计算得=0.500.577一般取折算系数=0.50,沿线流量向节点流量的转换方法：将沿管线配出的沿线流量ql转换成从管线两端点配出的节点流量qi 和qj，转换后管线内是不变的流量q沿线流量向节点流量的转换前提：折算前沿管线减小的沿线流量产生的水头损失与折算后沿管线不变的折算流量产生的水头损失相等，不影响后续的水力计算,求比流量、沿线流量、节点流量,题：某城镇最高时用水量为Q=300L/s，其中工业用水量q=90L/s，集中从节点4取出。干管各管段长度(m)如图所示。管段4-5、1-2、2-3为单侧配水，其余为双侧配水，则管网比流量qs为（），节点4的节点流量q4为（）。,管段4-5，1-2，2-3为单侧配水，计算长度取实际长度的一半；其余管段为双侧配水，计算长度以实际长度计算。管网总计算长度：L=由管网总用水量求得比流量：沿线流量：ql1-4=qsl1-4=0.05600=30(L/s)；ql4-5=qsl4-5=0.05400=20(L/s)节点流量折算系数取0.5，从而求得节点流量：q4=0.5(30+20)+90=115(L/s),题求节点流量,城市给水管网如图，管段长度和水流方向见图，比流量为0.04L/(sm)，折算系数统一采用0.5，节点7有一集中流量20L/s，其余节点无集中流量，则节点5的计算节点流量为()L/s。q5=0.50.04(300+300+300+400)=26L/s也可求q7=0.50.04(300+200)+20=30L/s,0,题：已知某城市最高时总用水量为548.19L/s，其中工业集中用水量为85L/s，在节点4和6流出，各管段长度和节点编号如图，二泵至节点1两侧无用户。经计算该管网的比流量为（）L/s.m，1-5管段的沿线流量为（）L/s.m，4节点的节点流量为（）L/s。计算长度,解：Qh=548.19L/sq=85L/s(=35+50L/s)l=9002+8502+6203=5360m(不计1200)ql 1-5=qs l1-5=0.0864900=77.77L/s q4=35+0.50.0864(850+620)=35+63.52=98.52L/s,二、管段计算流量的确定,管段计算流量qij 确定管径的基础管段流量qij与沿线流量ql的区别：计算目的不同，算法不同：ql：在假定前提下，管段向外沿线配出，其值的大小沿线减小，无水流方向问题，只有数值大小，用以定节点流量及管段流量；qij：是依据节点流量得出的管段内大小不变的流量，含义上qij=本段沿线流量的折算流量q+本段向下游转输的qt，依据水流连续性计算，有方向性，用来确定管径、计算水头损失。,前提条件：必须满足节点流量平衡条件，即满足节点连续性方程 i点的连续性方程:qi+qij=0(1-2-4)（流入i点和流出i点的流量代数和为0）qii点的节点流量 qij从节点i到节点 j的管段流量，“流入为负，流出为正”,树状管网：流向任一节点只有一条管线，任一管段流量都是唯一的固定值，可通过连续性方程直接计算所有管段的流量。任一管段的流量等于该管段下游所有节点流量的总和。,题：树枝状管网水力计算中，流量分配确定后，某管段流量是指以下何项？A 该管段以后所有节点流量之和 B 该管段前后两节点流量之和 C 沿线流量乘以该管段长度之和 D 比流量乘以该管段长度之和,节点8的连续性方程：q8+q8-9+q8-10 q4-8=0 由结论得q2-3=q3+q4+q5+q7+q8+q9+q10q1-2=q2-3+q2+q6q1-2=Q q1,题：有一小镇树状管网如图，各管段的长度和水流方向如图，最高用水时的总流量为60L/s，节点流量折算系数统一采用0.5。节点均无集中流量，管段2-3的计算流量为（）L/s。解：1.管网总计算长度为3000m2.比流量为qs=603000=0.02（L/sm）3.沿线流量：2-3管段为qsl=0.02800=16(L/s)3-5管段为qsl=0.02500=10(L/s)；4.节点流量：q3=162+102=13(L/s)q5=102=5(L/s)；5.2-3管段计算流量为 q2-3=q3+q5=13+5=18(L/s)。,环状管网：流量分配,确定供水主流方向，拟定各管段的水流方向，平行的干管分配大致相同的流量，并采用接近或相同的管径，干管之间的连接管不应分配过大流量。关键：分配时，各节点必须满足水流连续性方程。如图管网，已知Q=100L/s，q1=10L/s，若 q1-2分配40L/s，则q1-4应分配50L/s。流量分配的目的：用以确定管径说明：允许有多种流量分配方案,三、管径计算,经济流速定义：管道的经济流速是指在()的流速。A.一定的设计年限内使管道的造价最低B.一定的设计年限内使管道的运行管理费用最低C.一定的设计年限内使管道的造价和运行管理费用都是最低D.一定的设计年限内使管道的年折算费用为最低 平均经济流速的取值教材P22,由“断面积流速=流量”，得,直径大于1000mm时，水泵压水管的流速，宜采用（）m/s。A.1.21.6；B.1.52.0；C.2.02.5；D.2.03.0。规范,四、水头损失计算,由经验公式计算水力坡度，进而计算水头损失h=i l水力坡度 i 的计算：钢管内壁水泥砂浆保护钢筋混凝土管、渠道公式(1-2-8)中，v为（平均流速）,R为（水力半径）海曾威廉公式适用于各种管材分析问题经常用到水头损失计算的一般公式:,题：一根输水混凝土管，管径DN1200，粗糙系数n1=0.015，输水量Q1=1.4m3/s，内壁经除垢并刷防水涂料后，粗糙系数n2=0.012，水力半径R及水力坡度i不变，则输水量Q2可增至（1.75）m3/s。由室外给水设计规范，输水管水力坡度，而流速，流速系数 刷涂层前后水力坡度相同，可得,因此得水力坡度,树状管网水力计算步骤,起点,目的,2.3 管网水力计算一、树状管网水力计算,树状管网水力计算例题及计算步骤：某城市有居民6万人，用水量定额120L/(人d)，用水普及率83，时变化系数为1.6，要求达到的最小服务水头为20m。用水量较大的工厂和公共建筑集中流量分别为25.0L/s和17.4L/s，城镇地形平坦，高差极小。试计算树状网，并求水塔高度和泵房扬程。,解释：为网前水塔管网设计计算树状网进行管网水力计算，即设计管径、计算水头损失、水压、确定水泵扬程等已知节点地面标高：8、5、9、4、1分别为 55.7、56.1、56.0、56.0、57.4m管网所有点的最小服务水头要求均为20m集中流量以L/s做单位，则认为是最高时水量可分解成多个小题,Q1=600000.12 83%=5976m3/dQd=(1+k)(Q1+Q3+Q4)+(1+)Q2Qh=(1+k)Q1Kh+Q3h+Q4h+Q2 h Q1=59761000243600=69.17L/s Kh=1.6 Q3h=17.4L/s，Q4h=0 Q2h=25.00L/s教材中漏乘系数Qh=69.171.6+17.4+25.00=153.07L/s1.若管网设计流量为Qh=153.07L/s,应 Qh=(1+k)69.171.6+17.4+25.00153.07L/s,管网总计算长度（l3-4和 l7-8 沿线不配水）l=l1-2+l2-3+l3-5+l2-6+l6-9+l6-7(共6段)=400+450+320+500+600+350=2620m2.比流量qs,沿线流量ql=qs l 应满足ql=Q-q=110.67L/s 无3-4和7-8段,节点流量qi=0.5ql；应满足qi=Qh,管段计算流量qij：下游节点流量之和。之后：确定管径；计算水头损失。,节点流量标在图上,并通过节点流量平衡条件进行后续计算。,确定控制点两种方法人为选定 选定9为控制点，1-2-6-9为干线，用经济流速定干线管径，计算干线水头损失，计算干线水压，再充分利用干线上节点的水压，确定支线的管径。从控制点开始 H9=地面标高+服务水头=56+20=76m 利用起点与终点间水压差Hi-Hj=hij，计算各节点水压 如：H6=H9+h6-9=76+4.32=80.32m 支线6-7-8为充分利用H6，可选最经济的管径，使7、8满足最小服务水头要求：6-8最大可利用的水头为H6 H8=80.32-(55.7+20)=4.62m 最小选200管径使水损为4.13m，水头利用充分。,经计算确定控制点 所有管段的管径，均根据经济流速首先确定，然后，对所有节点进行比较，对起点提供水压要求最高的节点，即为整个管网的控制点。根据控制点的水压，计算管网全部节点的水压。,例：管网各管段水损如图（管径已定）节点标高见表，建筑均为4层，求控制点。比较所有点，在满足最小服务水头时要求起点1提供的水压：点1：62+20=82m 点2：63+20+2.0=85m 点3：61+20+2.0+1.2=84.2m 点4：60+20+2.0+1.5=83.5m 可见，点2为整个管网水压的控制点。2满足20m服务水头时，点3的服务水头为63+20-1.2-61=22.8m,例：给水管网的控制点是管网中（F）的点。A 水压最低 B 服务水头最低 C 埋深最大 D 流量最小 E 距泵站最远 F 该点刚刚满足最小服务水头要求时，其他点的服务水头均能满足要求。,水塔高度及水泵扬程的确定水塔高度Ht=Hc+hn-(Zt-Zc)=H1=H9+h1-2-6-9-(Z1-Z9)=20.00+0.61+2.45+4.32-(57.4-56.0)=25.98m26m取：清水池最低水位标高53.00m；泵房管路总水头损失3.0m；水塔水柜设计水深3m，则水泵扬程Hp=H0+h=(57.40+26+3.0-53.00)+3=36.4m,二、环状管网水力计算,环状管网P=J+L-1（管段数=节点数+环数-1）多水源管网，可通过虚节点、虚管段、虚环转换成单水源管网,环网计算的两个基本条件：各节点满足连续性方程：qi+qij=0 J-1个各环满足能量方程：hij=0,即sijqij2=0 L个计算方法：解管段方程法:以管段流量qij为未知数解节点方程法:以节点水压为未知数解环方程法Hard-Cross法,Hard-Cross法进行管网平差原理,闭合差h各环水头损失之代数和解环方程的思路以q为未知数校正流量q为满足能量方程而引入的流量，用以对环内各管段进行流量调整校正流量计算公式调整后流量：qij(1)=qij(0)+q本(0)-q邻(0)(公式1-2-16),环状管网水力计算的步骤结合例题,初步分配流量,前计算步骤与树状管网同，初步分配流量如图,平差结束后，应用平差结果确定控制点、进行水压计算、计算水塔高度、水泵扬程等，均与树状管网同。计算过程可分步考查。,例题检查平差计算方法,某环状管网流量（单位：L/s）分配如图，平差计算显示两环的闭合差均超过要求限值，需要对流量进行调整，若第环q1=-2L/s，第环q2=3L/s，管段2-5校正后的流量为。解：qij(1)=qij(0)+q本-q邻 q2-5(1)=q2-5(0)+q1-q2=70+(-2)-3=65L/s 或在图中进行计算：方向相同则加，方向相反则减 q2-5=70-2-3=65L/s,管网校核,消防时 最高时流量+消防流量：Qh+Qx 水压要求：10m事故时 事故供水量：最高时流量70%：Qh70%水压要求同最高用水时最大转输时 最大转输时流量：Qt 水压要求：能够供水至水塔最高水位在各校核流量、水压要求下，较核设计时所选水泵是否能提供相应的流量及扬程,最高用水时Qh，Hp最高用水兼消防时Qh+Qx，Hpx最不利管段事故时Qh70%，Hps最大转输时Qt，Hpt若某校核点不在曲线下，则校核不合格，如,三、输水管渠水力计算,计算内容：确定设计流量，确定管径、水头损失等为满足供水可靠性要求，输水管应设几根、分几段 直接影响每根输水管的设计流量 包括：重力供水和水泵供水,重力供水的压力输水管,要点：位置水头H=Z-Z0是固定的，正常供水时和事故时可利用的水头差相等；平行设置的几根输水管若管径相同，则各条输水管的摩阻相等；输水管分段若是等分的，则各段的摩阻相等；事故供水量应为设计水量的70%以上。平行2根输水管，通过连通管等分成3段可满足事故时供水量Qa70%Q设计,题已知事故供水要求，求分段数,某给水厂有两条并行的直径与摩阻系数S相同的重力输水管线，其间设有若干连通管将输水管线分成数段。如果要求在其中一段输水管线中的一条损坏时，能满足75的供水量，问输水管最少要分为（）段。画出示意图：分成n段，每段摩阻:,正常供水时：事故时：又 H1=H2，则n=3.864段,题已知分段数，求事故供水量,某给水厂有两条直径与摩阻系数相同并行铺设的重力输水管，其间设有4根连通管把输水管分成5段，当其中一段中的一根水管损坏时，事故水量约为正常时的()。可确切画出示意图（设每段摩阻为S）：,正常时水头损失2.一段事故时水损3.因为H1=H2，则得,水泵供水的压力输水管,理解图1-2-10：水泵特性曲线Q-H与管路特性曲线的交点为工况点，掌握解题思路：正常时工况点为b，事故时工况点为a，要求：两工况点对应流量的比值应满足Qa:Q 70%,H0,水泵特性曲线拟和方程形式：H=Hx-SxQ2通过将水泵高效区上下限(Q1,H1)和(Q2,H2)带入，可求系数管道系统特性曲线方程形式：H=H0+SQ2 S为管道系统总摩阻，包括泵站内SP、输水管Sd若平行两条输水管管径不同，摩阻不同，输水管系统摩阻可用当量摩阻Sd：当S2的一段事故时，输水管摩阻为,正常时 水泵特性曲线拟和方程H=Hx-SxQ2 正常时管道系统特性曲线方程H=H0+SQ2 其中，S=SP+Sd事故时 水泵特性曲线拟和方程Ha=Hx-SxQa2 事故时管道系统特性曲线方程Ha=H0+SaQa2 其中，分别解得工况点 b(Q,H)；a(Qa,Ha)可求Qa:Q或分段数n,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,