【案例】某村镇有居民6万人,用水量定额120L/ (人•d),用水普及率83%,变化系数kh为1.6,要求达到的最小服务水头为20m,较大用水量的一个工厂和一公共建筑集中供水流量分别为25L/s和17.4L/S。该村镇地形平坦,高差极小。试进行树状管网(见图 4-4)水力计算,并求水塔高度和泵房的扬程。

图4-4 树状管网水力计算

解:

1. 最高日最大时涉及用水量

Q=(60000×0.12×0.83×1.6)÷ (24×3.6)+25+17.4=153.07(L/S)

2. 比流量qs

除了两侧无用户的管段3〜4和7〜8外,计算管段长度为2620m。

qs = (153.07-25.0-17.4)÷2620 = 0.04224 [L/(S·M)]

3. 沿线流量ql

具体的计算见表4-5。

4. 节点流量qi,

具体的计算见表4-6。

表4-5             沿线流线计算表

管段 长度(m) 沿线流量(L/S)
1-2 400 16.90
2-3 450 19.01
2-6 500 21.12
3-5 320 13.52
6-7 350 14.78
6-9 600 25.34
合计 2620 110.67

表4-6          节点流量计算表

节点 节点流量 集中流量 节点总流量
1 0.5×16.90=8.45       8.45
2 0.5×(16.90+19.01+21.12)=28.51   28.51
3 0.5×(19.01+13.52)=16.27   16.27
4   25.00 25.00
5 0.5×13.52=6.76   6.76
6 0.5×(21.12+14.78+25.34)=30.62   30.62
7 0.5×14.78=7.39   7.39
8   17.40 17.40
9 0.5×25.34=12.67   12.67
合计 110.67 42.40 153.07

5.干管线计算

根据地形和用水量情况,控制点选为节点8,干线定为1-2、2-6、6-9。采用球墨铸铁管,水头损失査舍维列夫水力计算表。干管水力计算见表4-7。

表4-7        干管水力计算

管段 长度(m) 流量(L/s) 管径(mm) 水头损失(m)
1-2 400 144.62 500 (1.53÷1000)×400=0.61
2-6 500 68.08 300 (4.9÷1000)×500=2.45
6-9 600 12.67 150 (7.20÷1000)×600=4.32
合计       7.38

6.各节点水压

由控制点9地面标高56m,要求最小服 务水头20m,推算干管线上的各节点的水压,计算结果见表4-8。

表4-8          各节点水压计算

节点 水压(m)
9 56+20=76
6 76+4.32=80.32
2 80.32+2.45=82.77
1(水塔) 82.77+0.61=83.38

水塔处地面标高为57. 4m,所以水塔高 度为节点1水压减去该点地面标高:

83. 38-57.4≈26 (m)

7.支管计算

支管水力计算见表4-9。

表4-9         支管水力计算表

管段 流量(L/S) 平均水力坡度i 管径(mm) 水力计算坡度i 水头损失(m)
6-7 24.79 80.32-(555.7+20)/ 350+700=0.0044 200 0.00588 2.06
7-8 17.4 0.0044 200 0.00296 2.07
2-3 48.03 82.77-(56.1+20)/450+320=0.0087 250 0.00653 0.94
3-5 6.76 0.0087 150 0.00231 5.57
3-4 25.0 (82.77-2.94)-(56+20)/370=0.0104 200 0.00598 2.21

8.泵房水泵扬程

节点1的泵房,清水池吸水井最低水位53m,泵房管线水头损失3m,水塔水柜深度 3m,则水泵扬程:

57. 4 + 26 + 3 + 3-53 = 36. 4 (m)