管网水力计算及平差改进

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1、第六章管网水力计算管网水力计算我们这里讨论的管网水力计算都是新建管网的水力计算。对于改建和扩建的管网，因现有管线遍布在街道下，非但管线太多，而且不同管径交接，计算时比新设计的管网较为困难。其原因是由于生活和生产用水量不断增长，水管结垢或腐蚀等，使计算结果易于偏离实际，这时必须对现实情况进行调查研究，调查用水量、节点流量、不同材料管道的阻力系数和实际管径、管网水压分布等。第一节树状网计算多数小型给水和工业企业给水在建设初期往往采用树状网，以后随着城市和用水量的发展，可根据需要逐步连接成为环状网。村状网的计算比较简单，主要原因是树状网

2、中每一管段的流量容易确定，且可以得到唯一的管段流量。树状网计算树状网计算步骤在每一节点应用节点流量平衡条件qi+∑qij＝0，无论从二级泵站起顺水流方向推算或从控制点起向二级泵站方向推算，只能得出唯一的管段流量qij，或者可以说树状网只有唯一的流量分配。任一管段的流量决定后，即可按经济流速ve求出管径D，并求得水头损失hij。选定一条干线，例如从二级泵站到控制点的任一条干管线，将此干线上各管段的水头损失相加，求出干线的总水头损失，即可按式Hp＝Zc+Hc+hs+hc+hn(m)和式Ht=Hc+hn－（Zt－Zc）计算二级泵站所需扬

3、程或水塔所需的高度。这里，控制点的选择很重要，如果控制点选择不当而出现某些地区水压不足时，应重行选定控制点进行计算。干线计算后，得出干线上各节点包括接出支线处节点的水压标高(等于节点处地面标高加服务水头)。因此在计算树状网的支线时，起点的水压标高已知，而支线终点的水压标高等于终点的地面标高与最小服务水头之和。从支线起点和终点的水压标高差除以支线长度，即得支线的水力坡度（i=（Hi－Hj）/Lij），再从支线每一管段的流量并参照此水力坡度选定相近的标准管径。树状网计算例题某城市供水区用水人口5万人，最高日用水量定额为150L／(人·

4、d)，要求最小服务水头为157kPa(15.7m)。节点4接某工厂，工业用水量为400m3/d，两班制，均匀使用。城市地形平坦，地面标高为5.00m，管网布置见图。树状网计算例题总用水量设计最高日生活用水量：50000×0.15=7500m3/d=312.5m3/h=86.81L/s工业用水量：两班制，均匀用水，则每天用水时间为16h工业用水量（集中流量）=400/16=25m3/h=6.94L/s总水量：∑Q=86.81+6.94=93.75L/s树状网计算例题比流量管线总长度∑L：∑L=2425m(其中水塔到0节点的管段两侧无

5、用户，不配水，因此未计入∑L)比流量qs：qs=(Q－∑q)/∑L其中，∑q（集中流量）=6.94L/s,∑L=2425m则qs=(Q－∑q)/∑L=(93.75-6.94)/2425=0.0358L/(ms)树状网计算例题沿线流量沿线流量q1=qsL：树状网计算例题节点流量节点流量qi=0.5∑q1：节点4除包括流量23.80L/s以外，还应包括工业用水集中流量6.94L/s。树状网计算例题干管各管段的水力计算因城市用水区地形平坦，控制点选在离泵站最远的干管线上的节点8。树状网计算例题干管各管段的水力计算管段流量的确定各管段的管

6、段流量等于该管段后所有节点的节点流量之和q水塔~0q水塔~0=q0+q1+q2+q3+q4+q5+q6+q7+q8=93.75L/sq0~1q0~1=q1+q2+q3+q4+q5+q6+q7+q8=88.38L/sq1~4q1~4=q4+q5+q6+q7+q8=60.63L/sq4~8q4~8=q8==11.63L/s树状网计算例题干管各管段的水力计算干管各管段管径D和流速v的确定树状网计算例题干管各管段的水力计算干管各管段水头损失hij=aLijqij2的确定树状网计算例题支管各管段的水力计算干管上各支管接出处节点的水压标高节点

7、8：H8=16.00（最小服务水头15.7m，这里我们近似采用16.00m）+5.00（地面标高）=21.00m节点4：H4=H8+h4~8=21.00+3.95=24.95m;节点1：H1=H4+h1~4=24.95+1.75=26.70m;节点0：H0=H1+h0~1=26.70+0.56=27.26m；水塔：H水塔=H0+h水塔~0=27.26+1.27=28.53m树状网计算例题支管各管段的水力计算各支线的允许水力坡度允许水头损失：h1~3=5.70m,h4~7=3.95m也就是说，经过水力计算后，支线水头损失不能超过允许

8、的水头损失树状网计算例题支管各管段的水力计算支管管径D的确定方法支管管径的确定方法与干管相同树状网计算例题支管各管段的水力计算参照水力坡度和流量选定支线各管段的管径时，应注意市售标准管径的规格，还应注意支线各管段水头损失之和不得大于允许的水头损失，