保定市给水排水管道工程设计.pdf

给水排水管道系统课程设计给水排水管道系统课程设计计算说明书计算说明书题目：保定市给水排水管道工程设计学院:市政与环境工程学院专业：给排水科学与工程姓名：学号：指导老师：谭水成 张奎 宋丰明 刘萍完成时间:2013 年 12 月 27 日前前言言给水排水管道工程是给水排水工程的重要组成部分，可分为给水管道工程和排水管道工程两大类。给水管道工程是论述水的提升，输送，贮存，调节和分配的科学。其最基本的任务是保证水源的原料水送至水处理构筑物及符合用户用水水质标准的水输送和分配到用户。这一任务是通过水泵站，输水管,配水管网及调节构筑物等设施的共同工作来实现的,它们组成了给水管道工程。设计和管理的基本要求是以最少的建造费用和管理费用，保证用户所需的水量和水压，保证水质安全，降低漏损，并达到规定的可靠性。给水排水管网工程是给水排水工程中很重要的组成部分,所需（建设）投资也很大，一般约占给水排水工程总投资的 50%80。同时管网工程系统直接服务于民众,与人们生活和生产活动息息相关,其中任一部分发生故障,都可能对人们生活、生产及保安消防等产生极大影响。因此，合理地进行给水排水管道工程规划、设计、施工和运行管理,保证其系统安全经济地正常运行,满足生活和生产的需要,无疑是非常重要的.室外给水排水工程是城镇建设的一个重要组成部分，其主要任务就是为城镇提供足够数量并符合一定水质标准的水;同时，把人们在生活、生产过程中使用后的污水汇集并输送到适当地点进行净化处理,达到一定水质标准后,或重复使用，或灌溉农田,或排入水体。室内给水排水工程的任务是将室外给水系统输配的净水组织供应到室内各个用水点，将用后的污水排除汇集到室外排水系统中去。做为工程类专业学生，实践学习和设计是我们自身获取知识和经验的最好环节。学生通过设计，综合运用和深化所学的基本理论、基本技能，培养我们独立分析和解决问题的能力，通过设计能使我们具有掌握查阅规范、标准设计图集，产品目录的方法，提高计算、绘图和编写设计说明的水平,作好一个工程师的基本训练。熟练城镇给水排水工程系统的详细计算和培养一定的理论分析和设计的能力。提高方案的比较、技术经济、环境、社会等诸方面的综合分析和论证能力。培养计算机操作和应用能力。熟练专业软件应用。PrefacePrefaceWater drains,water supply and drainage project is an important component of theproject can be divided into drains and water supply pipeline project works two categories.Water pipeline project is on the upgrading of water，transmission，storage，distribution and regulation of science。Its most basic task is to ensure that the raw watersourcesent to the water treatment structures and water users with the water quality standardtransmission and distribution to users.This task through the pump stations,pipelines，distribution mains network structure and regulationand other facilities to work together toachieve,and they formed a water pipeline project.Design and management is a basicrequirement for at least the construction costs and management fees to ensure that thenecessary water users and pressure to ensure water quality and safety,reduce leakage andachieve the required reliability.Water drainage network project is a water supply and drainage project in the veryimportant component of the needs（building)there is also a great investment，the generalwater supply and drainage works about a total investment of 50%to 80。At the same timenetwork engineering systems direct services to the people,and peoples lives and productionactivities are closely related,as part of a fault may be on peoples lives,such as productionand security have a great impact on fire。Therefore，the reasonable water drainage worksfor the planning,design,construction and operation of management，guarantee the securityof its system to normal operation of the economy to meet the needs of life and production，and this is certainly very important.Outdoor urban water supply and drainage project is the construction of an importantcomponent of its main tasks is to provide adequate number of towns and meet certain waterquality standards；At the same time,people in the life of the production process to use theeffluentwater pooling and transported to a suitable site for purification of up to a certainquality standard，or repeated use，or irrigation or discharged into the water body。Indoor water supply and drainage project is the task of distribution of outdoor watersupply system to supply water purification organizations in all indoor water，the sewage willbe used towater to remove outdoor pool drainage systems。Does for the project class specialized student,the practice study and the design is ourown knowledge acquisition and the experience best link.Moreover in the graduation projectundergraduate course plan of instruction the essential link，after the undergraduate coursestipulates the practical education which completes the complete curriculum to have to carryon，the student through the graduation project，the synthesis utilizes the elementary theory，the basic skill which and deepens studies，trains the student independently to analyze and tosolve the question ability,can enable the student through the graduation project tohaveGrasps the consult standard，the standard design atlas，the product catalog method,enhances the computation，the cartography and the compilation design explanation level，finishes an engineers basic training.Skilled cities give the water sewerage system the detailedcomputation and the raise certain theoretical analysis and the design ability。Enhances theplan the comparison,the technical economy,the environment，the society and so on thevarious aspects generalized analysis and proves the ability.Raise computer operation andapplication ability。Skilled specialized software application.目录第 1 章 课程设计任务书.1一、设计题目.1二、原始资料.1三、课程设计内容.1四、设计参考资料.2五、设计成果.2六、要求.2七、其他.2第 2 章 给水管网设计与计算.22.1给水管网布置及水厂选址.22。2给水管网设计计算.32。2。1.最高日用水量计算.32。2.2 工业用水量.42。2.3 市政用水量.42。2。4 管网漏失水量.42.2。5 城市的未预见水量.52。2。6 最高日用水量.52。2.7 最高时用水量.52。3 清水池调节容积.52.4 管网水力计算.62。4。1 最大时集中流量为.62.4.2 比流量计算.62.4。3 沿线流量计算：.62。5 管网平差.102。5。1 环状管网流量分配计算与管径确定.102。5.2 环状网平差.122.5。3 二级泵站.212。6 消防校核.21第 3 章 污水管网设计与计算.303。1 污水设计流量计算.313.2 污水管道水力计算.313.2。1 设计要求.31第 4 章雨水管网设计与计算.334。1 雨水设计流量计算.334.1。1 该城市的平均径流系数.334.1.2 单位面积的径流.334。2 雨水管道水力计算.错错误误!未定义书签。未定义书签。设计总结.错错误误!未定义书签。未定义书签。附录 参考文献.35给水排水管道系统课程设计第 1 章 课程设计任务书一、设计题目:保定市给水排水管道工程设计.二、原始资料1、城市总平面图 1 张，比例为 1：10000。2、城市各区人口密度、平均楼层和居住区房屋卫生设备情况：分区人口密度(人/公顷)31026054+平均楼层给排水设备淋浴设备集中热水供应+3、城市中有下列工业企业，其具体位置见平面图：1）A 工厂，日用水量 10000 吨/天，最大班用水量：4000 吨/班,工人总数 3000人，分三班工作，最大班 1200 人，其中热车间占30，使用淋浴者占80；一般车间使用淋浴者占20%。2）火车站用水量为L/s。4）城市土质种类为粘土，地下水位深度为7米.5）城市河流水位：最高水位：70 米,最低水位：60 米,常水位：65 米。三、课程设计内容：1、城市给水管网初步设计1）城市给水管网定线(包括方案定性比较);2）用水量计算，管网水力计算；3）清水池、水塔容积计算、水泵扬程计算4）管网校核；（三种校核任选一种）5）绘图（平面图、等水压线图）2、城市排水管网初步设计。1）排水体制选择2）城市排水管网定线的说明；1给水排水管道系统课程设计3）设计流量计算；4）污水控制分支管及总干管的水力计算；5）任选 1 条雨水管路的水力计算(若体制为分流制）；6）绘图（平面图、纵剖面图）四、设计参考资料1、给排水设计手册第一册或给排水快速设计手册第 5 册2、给排水管道系统教材五、设计成果1、设计说明书一份（包括中英文前言、目录、设计计算的过程、总结）2、城市给水排水管道总平面布置图 1 张，比例尺为 1:10000（1 号图）;3、给水管网等水压线图 1 张（3 号图）；4、污水总干管纵剖面图1 张（由指导教师指定某一段，长度大约1000 米左右）（3号图）;六、要求1、按正常上课严格考勤;2、设计说明书要求条理清楚，书写端正，无错别字;图纸线条、符号、字体符合专业制图规范）；3、按时完成设计任务七、其他：1、设计时间：20132014 学年第一学期（第 15、16 周 12 月 16 号12 月 28 号）2、上交设计成果时间:16 周周五下午3、设计指导教师：谭水成、张奎、宋丰明、刘萍第 2 章 给水管网设计与计算2.1给水管网布置及水厂选址该城市有一条自南向北转自西向东向西流的水量充沛,水质良好的河流，可以作为生活饮用水水源.该城市的地势相对比较平坦没有太大的起伏变化。城市的街区分布比较均匀，城市中各工业企业对水质无特殊要求。因而采用统一的给水系统。城市给水管2给水排水管道系统课程设计网的布置取决于城市的平面布置、水源、调节构筑物的位置、大用户的分布等。考虑要点有以下:定线时干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户的水流方向一致。干管的间距一般采用 500m800m。循水流方向,以最短的距离布置一条或数条干管，干管位置从用水量较大的街区通过.干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度.干管按照规划道路定线，尽量避免在高级路面或重要道路下通过，尽量少穿越铁路。减小今后检修时的困难。干管与干管之间的连接管使管网成环状网.连接管的间距考虑在 8001000m 左右。力求以最短距离铺设管线，降低管网的造价和供水能量费用。输水管线走向应符合城市和工业企业规划要求，沿现有道路铺设,有利于施工和维护。城市的输水管和配水管采用钢管(管径1000mm 时）和铸铁管.对水厂厂址的选择，应根据下列要求,并且通过技术经济比较来确定：（)给水系统布局合理；(）不受洪水威胁；（）有较好的废水排除条件;（）有良好的工程地质条件；（)有良好的卫生环境,并便于设立防护地带;（）少拆迁，不占或少占良田；（）施工、运行和维护方便。2.2给水管网设计计算2.2。1.最高日用水量计算城市最高日用水量包括综合生活用水、工业生产用水、职工生活用水及淋浴用水、市政用水、未预见用水和管网漏失水量。表 2-1分区人口密度（人/公面积（公顷）3人口数（人）给水排水管道系统课程设计顷）II3102601515.9995.2470000259000保定位于河北省，总人口 72。9 万,位于二区，为大城市，参考给水排水管道系统教材表 42，取综合生活用水定额为 260 L/（人d).用水普及率为 100%。最高日综合生活用水量 Q1:Q1=qNf/1000Q1城市最高日综合生活用水，q城市最高日综合用水量定额，/(cap.d）;城市设计年限内计划用水人口数；设计十年内规划人口数为 90 万;f城市自来水普及率，采用 f=100%Q1=qNf/1000=260900=2340002。2。2 工业用水量（1）工业企业职工的生活用水和淋浴用水量 Q2：工厂职工生活用水量采用一般车间每人每班 25L,高温车间每人每班 35L 计算。淋浴用水按一般车间每人每班 40L,高温车间每人每班 60L 计算.A 工厂：工人总数 3000 人，热车间人数 300030%=900(人），使用淋浴人数 90080=720（人)。普通车间人数 300070%=2100(人），使用淋浴人数 210020=420（人）。Q=（90035+210025+72060+42040）/1000=144（m3/d)工业企业职工的生活用水和淋浴用水量 Q2Q2=Q=144(m3/d)(2)工业生产用水量 Q3：Q3=10000（m3/d）2.2.3 市政用水量 Q4：浇洒道路用水量一般为每平方米路面每次 1。02。0L，每日两到三,次这里取每日两次。大面积绿化用水可采用 1.54。0L/（m2d）Q4（0。22511。1104+5921042）10-316862。2（m3/d）2。2。4 管网漏失水量 Q54给水排水管道系统课程设计按前四项用水量的 10计算Q5=（Q1+Q2+Q3+Q4)10%=26101(m3/d）2。2.5 城市的未预见水量 Q6按前五项用水量的 8%计算。Q6（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）822968。6(m3/d)2.2。6 最高日用水量 Qd：QdQ1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=310075.8（m3/d)2。2。7 最高时用水量根据给水排水管道系统教材，最高日城市综合用水的时变化系数 Kh宜采用 1.31。6，大中城市的用水比较均匀，Kh较小，可取下限。因此，Kh取 1.3，最高时用水量为：Qh=KhQd/24=16795。8m3/h=4665。5L/s2.3清水池调节容积根据给水排水管道系统教材,目前，大中城市一般不设水塔。保定市人口为 72.8万,为大城市，故不设置水塔，设置清水池调节供水。清水池中除了储存调节用水外还存放消防用水,则清水池有效容积 W 为:W=W1+W2+W3+W4W清水池总容积（m)；W1清水池调节容积（m）；W2消防储水量（m），按 2 小时火灾延续时间计算；W3水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水，取最高日用水量的 5%计算；W4安全储水量清水池调节容积 W1=Qd15=46511.4m消防水量 W2:该城市人口为 72。8 万人，确定同一时间内的火灾次数为 3 次,一次用水量为 95L/s，火灾持续时间为 2.0h 故W239522052 m水厂自用水按最高日用水量的 5%计:W3=Qd5%=15503。8 m5给水排水管道系统课程设计清水池的安全储量 W4按以上三部分容积和的 10%计算。因此清水池的有效容积为W=（1+1/6）（W1+W2+W3）=（1+1/6)(46511.4+2052+15503.8)=74745。1m考虑部分安全调节容积，取清水池有效容积为 78000m3。2.4 管网水力计算集中用水量主要为工厂的生产用水量和职工生活用水量，当工人淋浴时间与最大时供水重合时淋浴用水也应该计入集中用水量,否则不计入集中用水量。2.4。1 最大时集中流量为:A 厂的集中出流设在 50 节点。q=0.97+138.9=139.9（L/s)2.4.2 比流量计算比流量计算:Qs=(Qhq)/L=（4665。5-139。9)/50336.2=0.08991(L/（s。m）)Qh-为最高日最大时用水量 L/sq为大用户集中流量 L/sL-管网总的有效长度 m2。4.3 沿线流量计算:沿线流量的计算按下公式qijqsLi-jLij-有效长度；mqs比流量 L/s.m表 2-2 沿线流量按管段计算见表管段1-7122334长度 L/m15771450.3531.8386.5管段计算长度 Lij沿线流量 qij沿线比流量 qs/m/(L/s)788.570。8940350.08991725。265。2027320。08991531.847.814138386。534.7502156给水排水管道系统课程设计45566-768895-99-10410101431111-12121313141415151616-1717-18172118-1919-20192320-2120-2215219-222223232423-26824242525262531262726302728282919-282930303130-421196.77101137.2790.3916.5820.61582577.6529。3804182.1742。31084.4478.21368。8933.4752.41512.31621.1978585.2422。2543.2707。3293。5967.6697.21230.8576。11332。31043。7920。7643。81231546。31827.5664.11296.91024。7494.31196。77101137.2790.3916.5820。61582577.6529.3804182。1742。3542.2478.2684.4466。7376.21512.3810.6978585.2422.2543.2707.3293。5967。6697.21230.8576。11332。31043。7920.7643.81231546.3913。6332。11296.91024.7494。37107.59529763.8361102.24565271。05587382。40251573.780146142.2376251。93201647.58936372.2876416.37261166.74019348。74920242。99496261。53440441。96099733。824142135.97089372。88104687.9319852.61533237。96000248.83911263。59334326.38858586.99691662。685252110.66122851.797151119.78709393。83906782.78013757.884058110。6792149.11783382.14177629。859111116。60427992.13077744。442513给水排水管道系统课程设计3132323333-3434-353551353636373738383939-404041324141-5138-51334242-43424743444445454646504647474848494950总和513283.9550841。7864。1683。8449.3606.5707.51068.4652.3300368.3941.4794.3468。5663.6709.1461。2274。5597。7562。81279。86961274。8513283.9550841。7864.1683。8449。3606.5707.51068。4652.3300368。3941.4794.3468.5663。6709。1461。2274。5597。7562。81279.83481274.850336.2qiq：折算系数取 0.5q:相连的个管段沿线流量和表 23 节点流量计算表46.1238325.52544949。450575。67724777.69123161。48045840。39656354。53041563.61132596.05984458.64829326。97333.11385384。64127471。41551342.12283559.66427663.75518141。46649224。68029553。73920750。601348115.06681831.28868114.617268管段中任一点的节点流量等于该点相连各管段的沿线流量总和的一半，节点123456节点连接管段12，171-2，2323,34,31134,45,41045，56，5956，67，6-88节点流量 节点集中流量68。05056。51077。43097.140122.610118.570节点总流量68。0556.5177.4397。14122.61118。57给水排水管道系统课程设计7891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424317，6768，89，82459，9-10，89,922410,910,1014311，11121112，12-131213，131410-14，1314，141514-15，15-16,15211516，16171617，1718,17211718,18191819，1920，19-23，192819-20,2021，20221521,1721，2021922，2022,22232223,2324，1923,23268-24,2324，24-252425，25-26，25-312326，2526,2627,26-302627，272819-28,28292829,29-302630,2930，3031，304225-31,30-31,31323132，3233,32413233,3334，334233-34,34-353435,3536，35513536,36-373637,37-3837-38，38-39,38513839,39-403940,404132-41，4041，41513042,3342，4243,424742-43，,43-44986。57102.64162.405120。8844。3341。5657。7469.6784。0651。75105。8853。55121.6487。37118.7681.11156.48117.13148.2186。5353.580。5699.37181.93110.5249。3173.262.56107。4250。9447。46101.3979。8477。3559.37108。8252.94000000000000000000000000000000000000086。57102.64162。41120.8844.3341。5657。7469.6784.0651。75105。8853.55121.6487。37118。7681.11156。48117.13148.2186.5353。580。5699.37181。93110。5249.3173.262。56107.4250.9447。46101。3979.8477.3559。37108。8252。94给水排水管道系统课程设计44454647484950514344,44-454445,45464546，4647，46-5042-47,4647,47484748，48-494849,49504650，495035-51，3851,415152.6133。0764。51112。6773.1872。9584。1897。72000000139.9052。6133.0764.51112。6773.1872.95224。0897。722.5 管网平差2。5。1 环状管网流量分配计算与管径确定1。根据节点流量进行管段的流量分配，分配步骤:按照管网主要方向，初步拟定各管段的水流方向，并选定整个管网的控制点。为可靠供水,从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线，这些平行干管中尽可能均匀的分配流量，并且满足节点流量平衡的条件。与干管线垂直的连接管,其作用主要是沟通平行干管之间的流量，有时起一些输水作用,有时只是就近供水到用户，平时流量不大，只有在干管损坏时 才转输较大的流量，因此连接管中可以较少的分配流量。2。管径的确定各管段管径从界限流量表中查得。3.流量初分配,管径初选择如下表 24：表 24 最大时流量分配表管段编号123456789101112管段长度15771450。31137.27101196.7386。5531.8804577.6820。6790.3916。510管径1500150015004507001400150050012004501500500初分流量2236。52304.52149。9140。2402.920002304.5227。071500140.22171.5168.9给水排水管道系统课程设计13141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152531582182。1742。31084.4529。3478。21368.8707。3933。41512。3752。41621.1978422.2543.2293。5576.1967.6697.2585.2664.11230.81332。31043.7643.8546。31827。51231920。71024.71296.9494。3513283。9794。3663。6468.5709。1461。2274。5597。71150050045035010001100400900600350600500800800400600130040060040080070012006003004007008001000350600900900450100800350250200300600179.1182.74141。1883.4412001213。8329。74800277。9981.24253.35199.8634。93600122.3325。81900122.3282.87113.09600361.781500351。865。94119。44400592。99100089。48300.63801。17800150。76.5560085.832。8619.7552。61282.88给水排水管道系统课程设计54555657585960616263646566676869562.81279.81274.869655084。17864。1683。8449.3606。5707.51068。4941。4652。3300368.370035030015035020040020025035020030050045080070040087.3358.814.1584.0521。49102.2816.3534。5982.0516。5663。28200140。636004002。5.2 环状网平差（最高用水时）：以最高日最高时用水量确定的管径为基础，将最高时用水量分配、管段流量进行管网平差，平差过程采用平差软件。平差结果如表 25 所示表 25 平差结果第 1 环编号123-45-67第 2 环流量损失2259.661。752327.661.72173。061。17124.87-1。3-412.04-2。332034。750.49-2281。340。6总 h=-.0949总 hf=34。4816q=2.752712hf1。441.35119.2910。460.450。49给水排水管道系统课程设计编号6-89-14-15-1617第 3 环编号591013第 4 环编号4-101112流量损失2034.750.49169.16-1.551525.610.92124.83-0。283。270.64-25.530。361204。841。32总 h=.0111 总 hf=63。6948q=.1747流量损失412。042。331525。61-0.92164.672。51-199.884.15总 h=。2293总 hf=78。2274q=2。9313流量损失124.871。3164。67-2。512179。330。8253。160.21总 h=.1815 总 hf=55.4234q=3.274113hf0.4516。941.122.9614.2825。912.03hf10.461。1228。2338.43hf19。2928.230。77。2给水排水管道系统课程设计第 5 环编号-12-2829-3031第 6 环编号-252730-32第 7 环编号131718-20-262728流量损失-53.160。21-255.310.52023.571。05125.74-3。19397.172。68总 h=。1622 总 hf=71.2265q=2。2766流量损失699。69-2.6548。37-0。3125。743.19-58。390.47总 hf=80。总 h=.22923898q=2。8511流量损失199.884.15-1204。84-1.321160。72-0。7934。971.84-738。69-1。2648。370。3255.310.514hf7.23。610。9646。9412.51hf711。6846。9414。77hf38.432。031.123。653。1711。683.61给水排水管道系统课程设计第 8 环编号-1920-2122第 9 环编号-2223242526第 10 环编号32-333437总 h=。1792总 hf=63.6845q=2。8141流量损失-141.695.62934。971。8489。94-0.2377.523。9总 hf=174。总 h=-。11339956q=。6474流量损失77.52-3。9-61.580。098.03-0.01699.692.65738。691。26总 hf=108。总 h=-。09075705q=.835流量损失58.390.47-527。691.07424.822.5339。65-1.0215hf73。523.654.7293.1hf93。12.762。5573。17hf14.773。7411。0447.42给水排水管道系统课程设计-38第 11 环编号31-343536第 12 环编号-36-404142第 13 环编号37383993.15-1.03总 h=-.1152总 hf=97.4949q=1.1816流量损失397.172。68424.822.531509.272。08343。153.06总 h=-。0739 总 hf=42。6313q=1。7341流量损失343。15-3。06621。09-2.671017。911.6897.34.02总 hf=总 h=。0295104.1188q=。2831流量损失39.651.0293。151。03353。99-2.681620。52hf12。5111。042。5516。53hf16.537。963.0676.56hf47.4220。5214。03给水排水管道系统课程设计4043第 14 环编号-4244454647第 15 环编号48-49-505152542。67-2.19总 hf=105。总 h=-。1541876q=1。455流量损失97.3-4.02791。080。95810.091.03166.650。893.543。01总 hf=1666。总 h=-。04060434q=。0244流量损失596。051。33-89.75-1。58-36.812。3715.80。9548。660.63399.131.03总 hf=296。总 h=05893q=017621。09-254.627。9615。93hf76.562。212.359.871575。06hf4.1532。68119。15111.7624。084。7