给水排水管道系统课程设计16.docx

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1、前 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

2、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

3、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，培养学生独立分析和解决问题的能力，通过设计能使学生具有：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。ForewordWater drains, water supply and drainage project is an importan

4、t component of the project 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 water source sent to the wate

5、r treatment structures and water users with the water quality standard transmission and distribution to users. This task through the pump stations, pipelines, distribution mains network structure and regulation and other facilities to work together to achieve, and they formed a water pipeline projec

6、t. Design and management is a basic requirement for at least the construction costs and management fees to ensure that the necessary water users and pressure to ensure water quality and safety, reduce leakage and achieve the required reliability.Water drainage network project is a water supply and d

7、rainage project in the very important component of the needs (building) there is also a great investment, the general water supply and drainage works about a total investment of 50% to 80%. At the same time network engineering systems direct services to the people, and peoples lives and production a

8、ctivities are closely related, as part of a fault may be on peoples lives, such as production and security have a great impact on fire. Therefore, the reasonable water drainage works for the planning, design, construction and operation of management, guarantee the security of its system to normal op

9、eration 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 important component of its main tasks is to provide adequate number of towns and meet certain water quality standards; At th

10、e same time, people in the life of the production process to use the effluent water pooling and transported to a suitable site for purification of up to a certain quality standard, or repeated use, or irrigation or discharged into the water body. Indoor water supply and drainage project is the task

11、of distribution of outdoor water supply system to supply water purification organizations in all indoor water, the sewage will be used to water to remove outdoor pool drainage systems.Does for the project class specialized student, the practice study and the design is our own knowledge acquisition a

12、nd the experience best link. Moreover in the graduation project undergraduate course plan of instruction the essential link, after the undergraduate course stipulates the practical education which completes the complete curriculum to have to carry on, the student through the graduation project, the

13、synthesis utilizes the elementary theory, the basic skill which and deepens studies, trains the student independently to analyze and to solve the question ability, can enable the student through the graduation project to have:(1) Grasps the consult standard, the standard design atlas, the product ca

14、talog method, enhances the computation, the cartography and the compilation design explanation level, finishes an engineers basic training.(2) Skilled cities give the water sewerage system the detailed computation and the raise certain theoretical analysis and the design ability. Enhances the plan t

15、he comparison, the technical economy, the environment, the society and so on the various aspects generalized analysis and proves the ability.(3) Raise computer operation and application ability. Skilled specialized software application. 目 录第1章 课程设计任务书5第2章 给水管网设计与计算72.1 给水管网布置及水厂选址72.2 给水管网设计计算82.3 清

16、水池调节容积112.3.1一区清水池调节容积112.3.2二区清水池调节容积122.4 管网水力计算132.4.1最大时集中流量为：132.4.4节点流量:152.5 管网平差172.5.1环状管网流量分配计算与管径确定172.5.2环状网平差(最高用水时)：192.5.3水压计算192.5.4二级泵站202.6 消防校核21第3章 污水管网设计与计算223.1 污水设计流量计算223.2 污水管道水力计算233.2.1设计要求23第4章 雨水管网设计与计算254.1 雨水设计流量计算254.1.1该城市的平均径流系数av254.1.2 单位面积的径流254.2 雨水管道水力计算26第五章 设

17、计总结27附录 参考文献28附表一：一区管网平差结果28附表二：二区管网平差结果30附表三：一区消防校核平差结果32附表四：二区消防校核平差结果3435第1章 课程设计任务书一、 设计题目： 常熟 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）平均楼层给排水设备淋浴设备集中热水供应2205+2004+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16000吨/天，最大班用水量：7000吨/班，工人总数3000人，分三班工作，最大班1200人，其中热车间占

18、30 %，使用淋浴者占 70 %；一般车间使用淋浴者占 20 %。2） B工厂，日用水量8000吨/天，最大班用水量： 吨/班，工人总数 人，分三班工作，最大班 人，热车间占 %，使用淋浴者占 %；一般车间使用淋浴者占 %。3） 火车站用水量为 6 L/s。4、城市土质种类为粘土，地下水位深度为 8 米。5、城市河流水位： 最高水位：55米，最低水位：40米，常水位： 45米。三、课程设计内容：1、城市给水管网扩初设计1） 城市给水管网定线（包括方案比较）；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；5） 绘图（平面图、等水压线图）2、城市排水管网扩

19、初设计。1） 排水体制选择2） 城市排水管网定线的说明（包括方案比较）；3） 设计流量计算；4） 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、给排水管道工程教材五、设计成果1、设计说明书一份（包括前言、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（2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）（2号图）；六、要求1、按正常上课严格考勤；2、

20、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：2010-2011学年第一学期（第16、17周 12月13号-12月25号）2、上交设计成果时间： 19周周五下午3、设计指导教师： 张奎、谭水成 、宋丰明、余海静河南城建学院 给排水管道课程计 第二章 给水管网设计与计算第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东向西和自南向北转向西流的水量充沛，水质良好的河流，可以作为生活饮用水水源。虽然该市地下水水位深度为8米，但是由于该城市的土质种类为粘土，不宜取用地下水作为生活饮用水的水源，所以将

21、河流水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，而自东向西的河流将该区域分为、两个自然分区，城市中各工业企业对水质无特殊要求。因而采用统一的分区给水系统。城市给水管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 左右。 沿水流方向，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

22、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。连接管之间的间距考虑在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2.2.1.1一区最高日用水量计算城市最高日用

23、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1-1分区人口密度（人/公顷）面积（公顷）人口数（人）220 1212.80266816200737.96147592常熟市位于江苏省，总人口41.4408万，参考给水排水管道系统教材表4-2得，可知一区位于一分区，为中、小城市。最高日综合生活用水定额为220370 L/(人d)，由于该区给水排水设备淋浴设备齐全，而且有集中热水供应，故取综合生活用水定额为360 L/(人d)。用水普及率为100%。最高日综合生活用水量Q1 ： Q1=qNfQ1城市最高日综合生活用水，md ；q城市最高日综合用水量

24、定额，（cap*d）；城市设计年限内计划用水人口数；f城市自来水普及率，采用f=100%Q1=qNf=360266816/1000=96053.76 md2.2.1.2一区工业用水量（1）工业企业职工的生活用水量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.Q2= =84 (m3/d)（2）工业企业职工的淋浴用水量Q3：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：班次总人数热车间人数一般车间人数用水量最大班120036084015.36甲班90027063011.52乙班90027063011.52淋浴用水量：Q3=30000.30.

25、70.06+30000.70.20.04=54.6 (m3/d)（3）工业生产用水量Q4：Q4=16000 m3/d2.2.1.3一区市政用水量Q5：由于计算面积时候取的偏大值，故用水量可绿化用水可忽略。Q502.2.1.4一区城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的20%计算。Q6（Q1 +Q2+Q3+Q4+Q5）20%22438.472(m3/d)2.2.1.5一区最高日用水量Qd：QdQ1 +Q2+Q3+Q4+Q5+Q6134630.832 (m3/d) 2.2.1.6一区消防用水量：根据建筑设计防火规范该城市消防用水量定额为55L/s，同时火灾次数为2次。该城市消防用水量为： Q

26、6255=110 L/s2.2.1.7一区最高时用水量由于本市是中小城市所以去看看k=1.6：Qh=2493.16L/s2.2.2.1.二区最高日用水量计算参考给水排水管道系统教材表4-2得，可知二区位于一分区，为中小城市。最高日综合生活用水定额为240370 L/(人d)，故取综合生活用水定额为370 L/(人d)。用水普及率为100%。最高日综合生活用水量Q1 ： Q1=qNfQ1城市最高日综合生活用水，md ；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；f城市自来水普及率，采用f=100%Q1=qNf=370147592/1000=54609.042.2.2

27、.2工业用水量（1）工业企业职工的生活用水量Q2： Q2=0（2）工业企业职工的淋浴用水量Q3： Q3=0 （3）工业生产用水量Q4： Q4=02.2.2.3市政用水量Q5：由于计算面积时候取的偏大值，故用水量可绿化用水可忽略。Q502.2.2.4城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的20%计算。Q6（Q1 +Q2+Q3+Q4+Q5）20%10921.808(m3/d)2.2.2.5最高日用水量：QdQdQ1 +Q2+Q3+Q4+Q5+Q665530.848 (m3/d) 2.2.2.6消防用水量：根据建筑设计防火规范该城市消防用水量定额为40L/s，同时火灾次数为2次。该城市消防用水

28、量为： Q6240=80 L/s2.2.2.7最高时用水量由于本市是中小城市所以去看看k=1.6故：Qh=1213.534L/s2.3 清水池调节容积2.3.1一区清水池调节容积，二级泵站供水情况如下表一区清水池调节容积按最高日用水量的10%计算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m3；W1调节容积；m3；W2消防储水量m3，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10%计算；W4安全贮量按(W1+W2+W3 )计算：W1+W2+W3134630.83210%+0.1123600

29、+134630.83210% 27718.1664m3故W4取 W4= (W1+W2+W3)=4619.6944 因此：清水池总容积W：WW1+W2+W3+ W432337.8588m3考虑部分安全调节容积，清水池的有效总容积取为：W=33000 m3清水池设计成体积相同的二个，每座池子的有效容积取为 16500 m32.3.2二区清水池调节容积，二级泵站供水情况如下表：二区清水池调节容积按最高日用水量的10%计算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m3；W1调节容积；m3；W2消防储水量m3，按2小时火灾延续时间计算

30、；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10%计算；W4安全贮量按（W1+W2+W3 ）计算W1+W2+W365530.84810%+0.0823600+65530.84810% 13682.1696m3故W4取 W4 （W1+W2+W3 ）=2280.3616m3 因此：清水池总容积W：WW1+W2+W3 +W4 = 15962.5312 m3考虑部分安全调节容积，取清水池的有效容积为：W=16000 m3二区清水池可以设计成二个，每个的有效容积为8000 m32.4 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或其他大用户的用水量，当工人淋浴时间与最大时供

31、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： 一区有A厂和火车站： q=186.79+6=192.79 (L/s)二区：没有集中流量。2.4.2比流量计算：一区： qs =( Qh -q)/ L= 0.127092(L/(s*m)二区： qs=( Qh -q)/ L=0.194165(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qi-jq si-ji-j有效长度/mq s比流量 L/(s*m)一区沿线流量按管段计算见表常熟市一区管道沿线流量计算管段编号管段

32、长度/m有效长度/m比流量L/(s*m)沿线流量L/s1-26906900.12709287.693481-37807800.12709299.131762-47807800.12709299.131763-46906900.12709287.693483-54204200.12709253.378645-61301300.12709216.521966-74004000.12709250.83684-88208200.127092104.21547-88208200.127092104.21547-98208200.127092104.21548-108208200.127092104.21

33、549-108208200.127092104.21549-148208200.127092104.215410-138204100.12709252.1077210-1155000.127092011-124002000.12709225.418412-1340000.127092013-148208200.127092104.215414-15110011000.127092139.801213-1611005500.12709269.900615-168208200.127092104.215416-1711005500.12709269.900617-185402700.1270923

34、4.3148418-199709700.127092123.279219-20320032000.127092406.694420-74004000.12709250.8368总和21030181002300.365二区管道沿线流量计算表：常熟市二区管道沿线流量计算管段编号管段长度 /m有效长度 /m比流量 L/（s*m）沿线流量 L/s1-23901950.19416537.862182-36903450.19416566.986933-47803900.19416575.724352-57803900.19416575.724354-56903450.19416566.986934-788

35、04400.19416585.43265-68804400.19416585.43266-76903450.19416566.986937-812006000.194165116.4996-912006000.194165116.4998-96903450.19416566.986938-1114707350.194165142.71139-1014707350.194165142.711310-116903450.19416566.98693总和1250062501213.5312.4.4节点流量: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，qiq: 折算系数取0.5q ：

36、相连的个管段沿线流量和一区计算结果见表：一区节点流量计算表节点节点流量（L/s）集中流量(L/s)节点总流量（L/s）193.41262093.41262293.41262093.412623120.10190120.10194145.52030145.5203534.9503034.9503633.67938033.679387155.05220155.05228156.32310156.32319156.32310156.323110130.26930130.26931112.7092618.70921212.7092012.709213113.11190113.111914174.116

37、0174.11615122.00830122.008316122.00830122.00831752.10772052.107721878.79702186.79265.58719264.98680264.986820228.76560228.7656总计2300.365192.792493.155二区节点流量计算表：节点流量计算表节点节点总流量（L/s）118.93109290.28673371.355644114.07195114.07196134.45937134.45938163.09869163.098610104.849111104.8491总计1213.5312.5 管网平差2.

38、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.管径的确定管径与设计流量的关系：qvD=公式中 D管段管径，m；q管段计算流量，m/s；管段过水断面面积，mv设计流速，m/s；设计

39、中按经济流速来确定管径平均经济流速与管径的确定管径mm平均经济流速（m/s）D100400D4000.60.90.91.4流量分配，管径选择如下：最大时流量初步分配一区最大时设计流量2493.16L/s，流量初步分配如下表：一区最大时流量初步分配表 管段编号管段长(m)分配流量(L/s)管径（mm）1-26901199.511001-37801200.24711002-47801106.08710003-4690210003-54201082.14510005-61301047.19510006-74001013.51610004-8820958.567110007-882029007-982

40、0508.46438008-10820800.2449009-1082028009-14820354.140560010-13820617.974780010-115505030011-1240031.290825012-1340018.581620013-14820280014-151100182.024550013-161100521.444480015-1682060.016235016-171100459.452370017-18540407.344670018-19970141.757645019-203200123.234440020-7400352600二区最大时流量分配表 管段

41、编号管段长/m分配流量L/s管径（mm）1-23901194.60311002-3690552.18003-4780480.74447002-5780552.21628004-569027004-7880368.67257005-6880436.14437006-769026007-81200236.21325006-91200299.6856008-969025008-11147071.114563509-101470138.586445010-1169033.737282502.5.2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，详细采用哈工大平差软件。平差结果如 附表（一）所示2.5.3水压计算管段起端的水压标高和终端水压与该管段的水头损失存在下列关系=+ 节点水压标高，自由水压与该处地形标高存在下列关系=- 水压计算结果如下： 一区水压计算表节点水压标高（m）地形标高（m）自由水压（m）2083.959.92419105.6859.646.0818102.2458.943.3417102.3158.743.6116102.6458.9543.6915101.5759.542.0714102.0459.242.849101.5459.342.247101.3859.741.68131