【案例】某村鎮有居民6萬人,用水量定額120L/ (人•d),用水普及率83%,變化系數kh為1.6,要求達到的最小服務水頭為20m,較大用水量的一個工廠和一公共建筑集中供水流量分別為25L/s和17.4L/S。該村鎮地形平坦,高差極小。試進行樹狀管網(見圖 4-4)水力計算,并求水塔高度和泵房的揚程。
圖4-4 樹狀管網水力計算
解:
1. 日時涉及用水量
Q=(60000×0.12×0.83×1.6)÷ (24×3.6)+25+17.4=153.07(L/S)
2. 比流量qs
除了兩側無用戶的管段3?4和7?8外,計算管段長度為2620m。
qs = (153.07-25.0-17.4)÷2620 = 0.04224 [L/(S·M)]
3. 沿線流量ql
具體的計算見表4-5。
4. 節點流量qi,
具體的計算見表4-6。
表4-5 沿線流線計算表
| 管段 | 長度(m) | 沿線流量(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 |
| 合計 | 2620 | 110.67 |
表4-6 節點流量計算表
| 節點 | 節點流量 | 集中流量 | 節點總流量 |
| 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 | |
| 合計 | 110.67 | 42.40 | 153.07 |
5.干管線計算
根據地形和用水量情況,控制點選為節點8,干線定為1-2、2-6、6-9。采用球墨鑄鐵管,水頭損失査舍維列夫水力計算表。干管水力計算見表4-7。
表4-7 干管水力計算
| 管段 | 長度(m) | 流量(L/s) | 管徑(mm) | 水頭損失(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 |
| 合計 | 7.38 |
6.各節點水壓
由控制點9地面標高56m,要求最小服 務水頭20m,推算干管線上的各節點的水壓,計算結果見表4-8。
表4-8 各節點水壓計算
| 節點 | 水壓(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 |
水塔處地面標高為57. 4m,所以水塔高 度為節點1水壓減去該點地面標高:
83. 38-57.4≈26 (m)
7.支管計算
支管水力計算見表4-9。
表4-9 支管水力計算表
| 管段 | 流量(L/S) | 平均水力坡度i | 管徑(mm) | 水力計算坡度i | 水頭損失(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.泵房水泵揚程
節點1的泵房,清水池吸水井水位53m,泵房管線水頭損失3m,水塔水柜深度 3m,則水泵揚程:
57. 4 + 26 + 3 + 3-53 = 36. 4 (m)





