【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)
1-240016.90
2-345019.01
2-650021.12
3-532013.52
6-735014.78
6-960025.34
合計2620110.67

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
10.5×16.90=8.45 8.45
20.5×(16.90+19.01+21.12)=28.51 28.51
30.5×(19.01+13.52)=16.27 16.27
4 25.0025.00
50.5×13.52=6.76 6.76
60.5×(21.12+14.78+25.34)=30.62 30.62
70.5×14.78=7.39 7.39
8 17.4017.40
90.5×25.34=12.67 12.67
合計110.6742.40153.07

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)
1-2400144.62500(1.53÷1000)×400=0.61
2-650068.08300(4.9÷1000)×500=2.45
6-960012.67150(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)
956+20=76
676+4.32=80.32
280.32+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)
6-724.7980.32-(555.7+20)/ 350+700=0.00442000.005882.06
7-817.40.00442000.002962.07
2-348.0382.77-(56.1+20)/450+320=0.00872500.006530.94
3-56.760.00871500.002315.57
3-425.0(82.77-2.94)-(56+20)/370=0.01042000.005982.21

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)