平顶山市给水排水管道工程设计.doc

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1、给水排水管道系统课程设计河 南 城 建 学 院课程设计设 计 题 目： 给水排水管道系统 系 别： 市政工程系 专 业： 给水排水工程 班 级 学 号： 学 生 姓 名： 指 导 教 师： 张奎、谭水成、宋丰明、刘萍 2013 年 12 月 27 日指导老师评语指导老师签字 答辩委员会评语 主任委员签字 设计成绩年 月 日前言.4第1章 课程设计任务书.7第2章 给水管网设计与计算.82.1给水管网布置与选址.82.2给水管网设计计算.92.3管网水力计算.162.4管网平差.162.5消防校核.20第3章 污水管网设计与计算.213.1污水设计流量计算.21 3.2污水管道水力计算.22第4

2、章 雨水管网设计与计算.224.1雨水设计流量计算. 22 4.2雨水管道水力计算.23 附表1.24附表2.29附表3.29附表4.33参考文献.34 结束语.35河南成建学院 第6页前 言课程实习是教学计划中重要的实践性教学环节之一，也是我们对教学过程中理论和实践相结合的过程之一。水是人类生活、工农业生产和社会经济发展的重要资源，科学用水和排水是人类社会史上最重要的社会活动和生产活动内容之一。特别是近现代史中，随着人类居住和生产的城市化进程，给排水工程己经发展成为城市建设和工业生产的重要基础设施，成为人类生命健康安全和工农业科技与生产发展的基础保障。 从天然水体取水，为人类生活和生产供应各

3、种用水，用过的水再排回天然水体，水的这一循环过程就称为水的人工循环，又可称为水的社会循环。在水的人工循环中，人类与自然在水质、水量等方面都存在着巨大的矛盾，这些矛盾的有效控制和解决，是通过建设一整套工程设施来实现的，着一整套工程设施的组合体就称为给水排水工程。所以，给水排水工程就是在某一特定范围内，研究水的人工循环工艺和工程的技术科学。其主要内容包括水的开采、加工、输送、回收和利用等工艺和工程，通常由水资源与取水工程、水处理工程和给水排水管道工程等部分组分。 给水排水工程的目的和任务，就是保证以安全使用、经济合理的工艺与工程技术，合理开发和利用水资源，向城镇和工业供应各项合格用水，汇集、输送、

4、处理和再用利用污水，使水的人工循环正常运行；以提供方便、舒适、卫生、安全的生活和生活环境；保障人民健康与正常生活，促进生产发展，保护和改善水环境质量。通过为期两周的学习设计，系统地获取给水排水的相关知识，理论与实践相结合，更好的掌握了专业知识，也加深对CAD软件的使用。并且通过这次课程设计，达到熟悉专业、热爱专业、献身专业的目的。在每天的实习课程设计中，遵守纪律，并且通过翻阅资料和这次课程设计中所了解到的知识，总结出了这篇设计报告，这也算是给这次认识实习画上一个圆满的句号。 PrefaceCourse design teaching program is an important practi

5、cal teaching link of teaching process, we also on the combination of theory and practice in the process of.The water is the important resource of humanity lives, the industry and agriculture production and the social economy developments .The scientific how to use water and draining water are the mo

6、st important in the human social history and social activity and one of production active contents.Specially in the near contemporary history, along with the human housing and the production urbanized advancement,the project of the give and drain water is become into the urban construction and the i

7、ndustrial production important infrastructure, becomes the humanity life 、health security 、 industry 、agriculture science technology and the production development foundation safeguard.Natural water from the water body for human life and the production and supply of water, the water used to row back

8、 to the natural water, the water cycle process is called artificial water cycle, water can be called the social circle. Artificial circle in the water, water and so on there has been a great contradictions, and these contradictions and solve the effective control is a set of works by building facili

9、ties to achieve, and the combination of a set of engineering facilities called on the water supply and drainage works. Therefore, the water supply and drainage projects in a particular area the study of artificial water cycle process and the technical and scientific works. Its main contents include

10、water extraction, processing, transmission, such as recycling and the use of technology and engineering,by the water resources and water works, water treatment works and water drainage works and some other components By two weeks of study design, system access to water supply and drainage of the rel

11、ated knowledge, the combination of theory and practice, a better grasp of the professional knowledge, but also deepen their understanding of the use of CAD software. Through the curriculum design, achieve the familiar professional, professional, dedicated professional purpose of love. In the daily p

12、ractice of curriculum design, discipline, and reading the data and the course design is to understand knowledge, summed up the design report, this also is the practice of painting the last satisfactory full stop.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：平顶山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

13、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3006+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， 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） B工厂， 用水量8000吨/天，最大班用水量：3000吨/班，工人总数5000人，分三班工作，最大班2000人，热车间占 30 %，使用淋浴者占 80 %；一般车间使用淋浴者占 40 %。3） 火车站用水量为 L/s。4、城市土质种类为

14、粘土，地下水位深度为 6 米。5、城市河流水位： 最高水位：63米，最低水位：50米，常水位： 55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

15、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、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 12-13号-12-25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 、

16、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东向西河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。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

17、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

18、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 用水量计算城市最高 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。见表1。表1分区人口密度（人/公顷）面积（公顷）人口数（人）3002439.63731889200278.5155702平顶山市位于河南省，总人口78.7591万，参考给水排水管道系统教材表4-2得，可知平顶山位于二分区，为大城市。最高 综合生活用水定额为170260 L/(人d)，故取综合生活用水定额为260 L/(人d)。用水普及率为100%。最高 综合生活用水量Q1 ： Q1=qNfQ1城市

19、最高 综合生活用水，m3/d ；q城市最高 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=260731889/1000=190291.14 m3/d2.2.1.2 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=（36035+84025+60035+140025）3/1000=268.8(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：淋浴用水量：30000.30.80.06+30

20、000.70.20.04=60 (m3/d)B工厂：淋浴用水量：50000.30.80.06+50000.70.40.04=128(m3/d)Q3=60+128=188(m3/d)（3）工业生产用水量Q4：Q4=10000+8000=18000(m3/d)2.2.1.3 一区市政用水量Q5：浇洒道路用水量按每平方米路面每次1.0L计算；每天浇洒2次。绿化用水量按2 L/ m2 计，由于面积太大浇洒面积按总面积的5%算Q5(2439.6320%10-31042+2439.6330%10-3104 2）5%1219.82 (m3/d)2.2.1.4 一区城市的未预见水量和管网漏失水量按最高 用水量

21、的20%计算。Q6（Q1 +Q2+Q3+Q4+Q5）20%41993.55(m3/d)2.2.1.5 一区最高日用水量Qd：00QdQ1 +Q2+Q3+Q4+Q5+Q625196.31 (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95L/s，同时火灾次数为3次。该城市消防用水量为： Q7395=285 L/s2.2.1.7 一区最高时用水量最高时用水量为Qh=12552.89m3/h=3486.91 L/s=3487L/s2.2.2.1 二区最高 用水量计算参考给水排水管道系统教材表4-2得，可知平顶山位于二分区，为大城市。最高 综合生活用水定额为1

22、70260 L/(人d)，故取综合生活用水定额为260 L/(人d)。用水普及率为100%。最高 综合生活用水量Q1 ： Q1=qNfQ1城市最高 综合生活用水，m3/d；q 城市最高 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=26055702/1000=14482.52 m3/d2.2.2.2 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：浇洒道路用水量按每平方米路面每次1.0L计算，每天浇洒1

23、次。绿化用水量按2 L/ m2 计，由于面积太大浇洒面积按总面积的5%算Q5(278.5120%10-31041+ 278.5130%210-3104)5%111.40 (m3/d)2.2.2.4 城市的未预见水量和管网漏失水量按最高 用水量的20%计算。Q6（Q1 +Q2+Q3+Q4+Q5）20%2918.78(m3/d)2.2.2.5 最高 用水量QdQdQ1 +Q2+Q3+Q4+Q5+Q617512.70(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35L/s，同时火灾次数为2次。该城市消防用水量为： Q7235=70 L/s2.2.2.7 最高时用水

24、量最高时用水量为Qh=890.64m3/h=247.4 L/s2.4 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： 从各时段城市用水量变化情况表中可知：一区： q=（687.5 +11.2）m3/h=194.08 (L/s)其中A厂107.26 L/s ，B厂86.82L/s 。1节点处有A工厂，13节点处有工厂B。二区：没有集中流量。2.4.2 比流量计算：一区： qs=( Qh q)/ L=（3486.9194.08）/(0.53613.4

25、35488.2)=0.0883(L/(s.m)二区： qs=( Qh q)/ L=247.4/（825.20.5+4352.9）=0.0519 (L/(s.m)Qh为最高 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 一区沿线流量按管段计算见表7。表7平顶山市一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/(sm)沿线流量L/s1-2 1633.0 1633.0 0.0883144.19 2-5 948.4 948.4 0.088383.74 5-6 1851.4

26、1851.4 0.0883163.48 6-7 1251.2 1251.2 0.0883110.48 7-8 486.9 486.9 0.088342.99 8-9 546.8 546.8 0.088348.28 8-10 1221.6 1221.6 0.0883107.87 9-10 1423.5 1423.5 0.0883125.70 10-11 885.1 885.1 0.088378.15 11-12 448.7 448.7 0.088339.62 12-13 1561.3 780.7 0.088368.94 13-14786.4 786.4 0.088369.44 13-181098

27、.2 1098.2 0.088396.97 8-13 1024.5 1024.5 0.088390.46 14-15995.8 995.8 0.088387.93 15-161306.9 1306.9 0.0883115.40 16-17873.3 873.3 0.088377.11 17-18588.9 588.9 0.088352.00 17-141214.7 1214.7 0.0883107.26 18-19894.2 894.2 0.088378.96 7-18 1041.5 1041.5 0.088391.96 6-19 1052.1 1052.1 0.088392.90 19-20

28、1338.6 1338.6 0.0883118.20 20-21697.7 697.7 0.088361.61 20-24576.7 288.4 0.088325.47 5-21 594.2 594.2 0.088352.47 6-21 1227.3 1227.3 0.0883108.37 21-22973.7 973.7 0.088385.98 2-22 501.9 501.9 0.088344.32 22-23309.1 309.1 0.088327.29 23-24952.4 952.4 0.088384.10 23-28798.0 798.0 0.088370.46 24-25773.

29、5 386.8 0.088334.15 25-26701.9 351.0 0.088330.99 25-28730.0 730.0 0.088364.46 26-271902.8 1902.8 0.0883168.02 27-29560.2 560.2 0.088349.47 27-281186.1 1186.1 0.0883104.40 29-231574.5 1574.5 0.0883139.03 1-29 568.6 568.6 0.088350.21 总和39101.6 37295.1 3292.83 二区管道沿线流量计算见表8。表8平顶山市二区管道沿线流量计算管段编号管段长度 /m有

30、效长度 /m比流量 L/(sm)沿线流量 L/s1-21633.0 1633.0 0.051984.75 2-5948.4 948.4 0.051949.22 5-4825.2 412.6 0.051921.41 4-3470.7 470.7 0.051924.43 3-21300.8 1300.8 0.051967.51 总和5178.1 4765.5 247.33 2.4.4 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.q ：相连的个管段沿线流量和一区计算结果见表9。表9节点节点流量（L/s）集中流量(L/s)节点总流量（L/s）197.2

31、0 107.26 204.46 2136.13 136.13 5149.85 149.85 6237.62 237.62 7122.71 122.71 8144.80 144.80 986.99 86.99 10155.86 155.86 1158.8858.88 1254.28 54.28 13162.90 86.82 249.72 14132.32 132.32 15101.67 101.67 1696.26 96.26 17118.18 118.18 18159.95 159.95 19145.02 145.02 20102.64 102.64 21154.21 154.21 2278.

32、80 78.80 23160.44 160.44 2471.85 71.85 2564.80 64.80 2699.51 99.51 27161.11 161.11 28119.49119.49 29119.36 119.36 总计3292.83 194.08 3486.91 二区节点流量计算见表10。表10节点计算节点流量 （L/s）节点总流量（L/s）1 42.38 42.38 2 100.76 100.76 3 45.98 45.98 4 22.94 22.94 5 35.34 35.34 总计247.40 247.40 2.5 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

33、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：qv2 v/（4q/v）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；设计中按经济流速来确定管径平均经

34、济流速与管径的确定管径mm平均经济流速（m/s）100400D4000.60.90.91.4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3486.91 L/s，流量初步分配如表10。表10管段编号管段长(m)分配流量(L/s)管径（mm）1-21633.0 2598.67 14002-5948.4 1799.89 12005-61851.4 1300.04 11006-71251.2 1081.62 10007-8486.9 586.54 8008-9546.8 187.74 5008-101221.6 164.00 6009-101423.5 100.75 40010-118

35、85.1 108.89 45011-12448.7 50.01 35012-131561.3 4.27 10013-14786.4 53.99 35013-181098.2 110.00 40013-81024.5 90.00 40014-15995.8 96.31 40015-161306.9 197.98 50016-17873.3 294.24 60017-18588.9 502.42 80017-141214.7 90.00 50018-19894.2 400.00 70018-71041.5 372.37 70019-61052.1 300.00 60019-201338.6 245

36、.02 70020-21697.7 250.00 70020-24576.7 97.66 40021-5594.2 350.00 70021-61227.3 319.20 70021-22973.7 373.41 70022-2501.9 662.65 80022-23309.1 210.44 60023-24952.4 100.00 40023-28798.0 100.00 40024-25773.5 69.51 35025-26701.9 64.31 50025-28730.0 70.00 35026-271902.8 163.82 60027-29560.2 414.42 70027-2

37、81186.1 89.49 40029-231574.5 150.00 50029-1568.6 683.78 800二区最大时设计流量3486.91 L/s，流量初步分配如表11。表11管段编号管段长/m分配流量L/s管径（mm）1-21633205.026002-5948.438.243005-4825.22.91504-3470.720.042503-21300.866.023502.5.2 环状网平差(最高用水时)：以最高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

38、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=-。一区水压计算结果如表12。 表12节点水压标高（m）地形标高（m）自由水压（m）1110.3765.6244.752108.8566.8142.045107.7967.4240.376104.9567.0937.867102.6867.5235.16899.2867.5831.70998.8567.8830.971098.6968.6230.071196.7868.1428.641296.4468.4428.001396.7267.2529.471497.0266.6030.421596.2165.6830.531697.1965.2331.961799.0365.9833.0518100.4366.5033.9319101.9865.9836.0020103.9166.0837.8321105.7366.7838.9522107.5466.5241.0223106.8866.244