农村饮水安全工程配水管网设计及几点问题探讨

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农村饮水安全工程配水管网设计及几点问题探讨

山东茂隆新材料科技有限公司 2021-01-01 1524


【摘要】农村饮水安全工程的设计任务是将向用水户提供水质、水量、水压符合要求的水,作为一个完整的供水系统,有取水工程、净水工程及输配水工程,其中重要的一环是配水管网的,包括管网流量、管径及水压等参数的确定。另外在饮水安全工程实施过程中发现几个问题,如山区农户居住分散,进户水管过长或分岔管过多等,在此本人尝试着用配水管网设计的理论知识进行初步探讨。【关键词】配水管网;设计;问题   一、配水管网设计中有关参数的确定   1、设计规模:按设计供水人口计算出居民生活用水量,加之公共建筑用水量、饲养畜禽用水量、企业、消防、道路绿地用水量及管网漏失量等,计算出设计供水规模(即最高日供水量)。   2、管网设计流量、节点总流量、管段设计内径、节点水压线标高及各节点自由水压等参数的计算。   配水管网布置有树枝状管网和环状管网两种基本形式,对于住户分散的配水管网一般采用树枝状布置,管网设计流量按最高时用水量计算;节点总流量为节点流量与节点集中流量之和,其中节点流量为节点所连接管段沿线流量之和的50%计(管段沿线流量按比流量法计算),节点集中流量为大用户用水流量,在树枝法中可由离管网最远的末梢节点算起,流进该节点的流量等于从该节点流出的流量。   管道设计内径根据管段设计流量、经济流速及管道水头损失计算确定,管道水头损失包括沿程水头和局部水头损失,沿程水头损失通过水力坡降和管道长度计算出。   以最远点的节点(或最高点)作为控制点,其水压标高加上(或减去)管段的水头损失为各节点水压线标高,与地面标高的差值为各节点的自由水压。按照《村镇供水工程技术规范》,配水管网中用户接管点的最小服务水头:单层建筑物为5~10m,两层建筑物为10~12m,二层以上每增高一层增加3.5~4.0m,管网最不利点自由水头不小于14.00m。用户水龙头的最大静水头不宜超过40m,超过时宜采取减压措施。   二、配水管网设计中相关理论公式   供水规模(即最高日供水量) = 居民生活用水量 + 公共建筑用水量 + 饲养畜禽用水量 + 企业用水量 + 消防用水量 + 浇洒道路和绿地用水量 + 管网漏失水量及其它未预见用水量   比流量q比=( Q高时- Q集)/ΣL   管道沿线流量Q沿=q比×L   式中Q高时―最高日最高时用水量   Q集 ―集中用水量   L―管段长度   Q节节点总流量 = 节点流量 + 集中流量   节点流量Q节=ΣQ沿/2 按节点连接各管段沿线出流量之和50%计算。   水头损失 h=沿程水头损失h1+局部水头损失h2  沿程水头损失:h1=iL 局部水头损失h2可按其沿程水头损失的10%计算。  钢管的单位管长水头损失i按下式计算:  当v<1.2m/s时,i=0.000912v2(1+0.867/v)0.3/d1.3  当v≥1.2m/s时,i=0.00107 v2/d1.3   式中:v―管内流速 d―管道内径   三、配水管网设计中相关问题探讨   以下以某村自流引水配水管网设计为例,探讨设计中管径选择的问题,其自流引水工程管道(铸铁管)计算案例见下,管段流量已计算出,表中为选择流速V≤0.6m/s及V=0.6m/s的管径及输水水头损失,从表中可看出,在管道流量不变时,当V≤0.6m/s时,管径大,输水水头损失小;当V=0.6m/s时,管径小,输水水头损失大。在设计中如果用不小于DN25的管径,则水流速过小,容易在管道中形成杂质,不满足规范中对输配水管道设计流速宜不低于0.6m/s的要求;另,这种情况下输水水头损失小,反而容易满足节点自由水压,这是相互矛盾的。当V=0.6m/s时,采用管径小于DN25的规格,输水水头损失大了,各节点的自由水压变小,如达不到自由水压的要求还需要作调节水压的设计,但这种设计更接近实际情况,更合理些。     XX村自流引水工程管道(铸铁管)计算案例  管段编号 管道 流量(L/s) 流速V≤0.6(m/s)时管径及水头损失 流速V=0.6(m/s)时管径及水头损失  公称外径(mm) 计算内径(mm) 流速(m/s) 水力坡降i (m/m) 管道 长度 (m) 沿程水头损失(m)

土工膜是一种以高分子聚合物为基本原料的防水阻隔型材料。主要分为: 低密度聚乙烯LDPE土工膜、高密度聚乙烯HDPE土工膜和EVA土工膜。1.幅宽、厚度规格齐全。2.具有优良的耐环境应力开裂性能及优良的耐化学腐蚀性能。3.优良的耐化学腐蚀性能。4.具有较大的使用温度范围和较长的使用寿命。5.使用于垃圾填埋场、尾矿储存场、渠道防渗、堤坝防渗及地铁工程等。

输水水头损失(m) 管径 (mm) 计算内径(mm) 水力坡降i (m/m) 管道 长度 (m) 沿程水头损失(m) 输水水头损失(m)  A-B 0.82 40 40 0.653 0.0329 250 8.222 9.045 41.7 40 0.0282 250 7.048 7.752  B-C 0.28 40 40 0.223 0.0048 300 1.437 1.581 24.4 26 0.0494 300 14.806 16.287  B-D 0.46 40 40 0.366 0.0116 400 4.625 5.087 31.2 34.75 0.0338 400 13.539 14.893  C-E 0.05 25 26 0.094 0.0019 50 0.093 0.103 10.3 14.75 0.1031 50 5.156 5.672  C-F 0.07 25 26 0.132 0.0033 40 0.134 0.147 12.2 14.75 0.1031 40 4.125 4.537  C-G 0.07 25 26 0.132 0.0033 125 0.419 0.460 12.2 14.75 0.1031 125 12.890 14.179  D-H 0.42 40 40 0.334 0.0098 150 1.474 1.622 29.8 26 0.0494 150 7.403 8.143     另外,在实际施工中发现一些山区农户居住分散,进户水管过长的情况,按照配水管网设计相关理论:沿程水头损失h1=iL (为单位管长水力损失与管长的积),单位管长水力损失i与管径和流速有关,同样的管径和流量,单位管长水力损失i不变,当入户的进水管增长(L增长),沿程损失h1就增加,管道输水损失增加,管道终节点(水嘴)的自由水头变小,地面高程大时会出现无水的情况。这种情况也会出现在高差大的村庄中,高处街道无水、而低处街道有水。   农户居住点不集中,分岔管过多,按照比流量法的理论,q比=( Q高时- Q集)/ΣL,管网总设计流量一定,管长越大,比流量越小,分配到各管段的沿线流量就小,设计时管径应相应小些;当管道流量为0.1 L/s时,用镀锌管DN15勉强能满足设计流速不低于0.6m/s的要求,故在管网施工过程中不能随意增加岔管,降低用水量。

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