给排水管道系统课程设计长沙市给水排水管道工程设计.docx
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给排水管道系统课程设计长沙市给水排水管道工程设计
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《给水排水管道系统》课程设计
计算说明书
题目：
长沙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：
024412156
指导老师：
完成时间：
2014年12月31日
河南城建学院
2014年12月25日
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中造费用和管理费用，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,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。
Foreword
Waterdrains,watersupplyanddrainageprojectisanimportantcomponentoftheprojectcanbedividedintodrainsandwatersupplypipelineprojectworkstwocategories.
Waterpipelineprojectisontheupgradingofwater,transmission,storage,distributionandregulationofscience.Itsmostbasictaskistoensurethattherawwatersourcesenttothewatertreatmentstructuresandwateruserswiththewaterqualitystandardtransmissionanddistributiontousers.Thistaskthroughthepumpstations,pipelines,distributionmainsnetworkstructureandregulationandotherfacilitiestoworktogethertoachieve,andtheyformedawaterpipelineproject.Designandmanagementisabasicrequirementforatleasttheconstructioncostsandmanagementfeestoensurethatthenecessarywaterusersandpressuretoensurewaterqualityandsafety,reduceleakageandachievetherequiredreliability.
Waterdrainagenetworkprojectisawatersupplyanddrainageprojectintheveryimportantcomponentoftheneeds（building）thereisalsoagreatinvestment.Atthesametimenetworkengineeringsystemsdirectservicestothepeople,andpeople'slivesandproductionactivitiesarecloselyrelated,aspartofafaultmaybeonpeople'slives,suchasproductionandsecurityhaveagreatimpactonfire.Therefore,thereasonablewaterdrainageworksfortheplanning,design,constructionandoperationofmanagement,guaranteethesecurityofitssystemtonormaloperationoftheeconomytomeettheneedsoflifeandproduction,andthisiscertainlyveryimportant.
Outdoorurbanwatersupplyanddrainageprojectistheconstructionofanimportantcomponentofitsmaintasksistoprovideadequatenumberoftownsandmeetcertainwaterqualitystandards;Atthesametime,peopleinthelifeoftheproductionprocesstousetheeffluentwaterpoolingandtransportedtoasuitablesiteforpurificationofuptoacertainqualitystandard,orrepeateduse,orirrigationordischargedintothewaterbody.
Indoorwatersupplyanddrainageprojectisthetaskofdistributionofoutdoorwatersupplysystemtosupplywaterpurificationorganizationsinallindoorwater,thesewagewillbeusedtowatertoremoveoutdoorpooldrainagesystems.
Doesfortheprojectclassspecializedstudent,thepracticestudyandthedesignisourownknowledgeacquisitionandtheexperiencebestlink.Moreoverinthegraduationprojectundergraduatecourseplanofinstructiontheessentiallink,aftertheundergraduatecoursestipulatesthepracticaleducationwhichcompletesthecompletecurriculumtohavetocarryon,thestudentthroughthegraduationproject,thesynthesisutilizestheelementarytheory,thebasicskillwhichanddeepensstudies,trainsthestudentindependentlytoanalyzeandtosolvethequestionability,canenablethestudentthroughthegraduationprojecttohaveGraspstheconsultstandard,thestandarddesignatlas,theproductcatalogmethod,enhancesthecomputation,thecartographyandthecompilationdesignexplanationlevel,finishesanengineer'sbasictraining.Skilledcitiesgivethewaterseweragesystemthedetailedcomputationandtheraisecertaintheoreticalanalysisandthedesignability.Enhancestheplanthecomparison,thetechnicaleconomy,theenvironment,thesocietyandsoonthevariousaspectsgeneralizedanalysisandprovestheability.Raisecomputeroperationandapplicationability.Skilledspecializedsoftwareapplication.
第一章课程设计任务书
一、设计题目：
杭州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
Ⅰ
300
4
+
+
Ⅱ
400
7
+
+
+
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30%，使用淋浴者占40%；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：
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%。
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：
85米，最低水位：
70米，常水位：
75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；
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；
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：
2013-2014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：
张奎、谭水成、刘萍、宋丰明。
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：
1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500m－800m。
2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。
3干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度。
4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。
5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800－1000m左右。
6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：
（１）给水系统布局合理；
（２）不受洪水威胁；
（３）有较好的废水排除条件；
（４）有良好的工程地质条件；
（５）有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；
（６）少拆迁，不占或少占良田；
（７）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1-1
分区
人口密度（人/公顷）
面积（公顷）
人口数（人）
总人口数（人）
Ⅰ
300
230
69000
803400
400
1861
734400
杭州位于浙江省，总人口80.34万，为大城市，参考《给水排水管道系统》教材表4-2，取综合生活用水定额为300L/（人·d）。
用水普及率为100%。
最高日综合生活用水量Q1：
Q1=qNf
Q1―—城市最高日综合生活用水，
q――城市最高日综合用水量定额，Ｌ/（cap.d）；
Ｎ――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=300×803400=241020000L/d=241020
2.2.2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3000×30%=900（人），使用淋浴人数900×40%=360（人）。
普通车间人数3000×70%=2100（人），使用淋浴人数2100×20%=420（人）。
Q
=（900×35+2100×25+360×60+420×40）/1000=122.4（m3/d）。
B工厂：
工人总数5000人，热车间人数5000×30%=1500（人），使用淋浴人数1500×80%=1200（人）。
普通车间人数5000×70%=3500（人），使用淋浴人数3500×40%=1400（人）。
Q
=（1500×35+3500×25+1200×60+1400×40）/1000=268（m3/d）。
工业企业职工的生活用水和淋浴用水量：
Q2=Q
+Q
=122.4+268=390.4（m3/d）。
（2）工业生产用水量Q3：
Q3=16000+8000=24000（m3/d）
2.2.3市政用水量Q4：
浇洒道路用水量按4000吨/天计算，浇洒路面时间定在每天10:
00-11:
00、14：
:
0-16:
00两个时段；浇洒绿地水量按2000吨/天计，浇洒绿地时间定在7:
00-10:
00
Q4＝4000+2000＝6000（m3/d）
2.2.4最高日用水量Qd：
管网漏失水量和城市的未预见水量按上述各用水量之和的15%~25%计算
Qd=1.2（Q1+Q2+Q3+Q4）=325692.5（m3/d）
2.2.5最高时用水量
在缺乏实际用水资料情况下，最高日城市综合用水的时变化系数
宜采用1.3~1.6。
大中城市用水比较均匀，可取下限。
即最高时用水量为：
Qh=
=
=4900.5L/s
2.3清水池调节容积
2.3.1清水池调节容积，二级泵站供水情况如下表
表2-2清水池调节容量计算
时间段
用水量（%）
二级泵站供水量（%）
一级泵站供水量（%）
清水池调节容积（%）
水塔调节容积（%）
无水塔时
有水塔时
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
0-1
2.85
3.18
4.17
-0.99
-0.66
-0.33
1-2
2.79
3.18
4.17
-0.99
-0.60
-0.39
2-3
2.82
3.18
4.16
-0.98
-0.62
-0.36
3-4
2.85
3.18
4.17
-0.99
-0.66
-0.33
4-5
2.88
3.18
4.17
-0.99
-0.69
-0.30
5-6
3.26
4.76
4.16
0.60
2.10
-1.50
6-7
5.13
4.76
4.17
0.59
0.22
0.37
7-8
4.84
4.76
4.17
0.59
0.51
0.08
8-9
5.16
4.76
4.16
0.60
0.20
0.40
9-10
5.06
4.76
4.17
0.59
0.29
0.30
10-11
5.14
4.76
4.17
0.59
0.21
0.38
11-12
4.99
4.76
4.16
0.60
0.37
0.23
12-13
4.90
4.76
4.17
0.59
0.45
0.14
13-14
4.69
4.76
4.17
0.59
0.66
-0.07
14-15
4.98
4.76
4.16
0.60
0.38
0.22
15-16
4.76
4.76
4.17
0.59
0.59
0.00
16-17
4.40
4.76
4.17
0.59
0.95
-0.36
17-18
4.67
4.76
4.16
0.60
0.69
-0.09
18-19
4.83
4.76
4.17
0.59
0.52
0.07
19-20
4.60
4.76
4.17
0.59
0.75
-0.16
20-21
4.24
3.18
4.16
-0.98
-2.04
1.06
21-22
4.07
3.18
4.17
-0.99
-1.88
0.89
22-23
3.29
3.18
4.17
-0.99
-1.10
0.11
23-24
2.80
3.18
4.16
-0.98
-0.60
-0.38
累计
100.00
100.00
100.00
7.32
8.89
4.25
从表2-2第（5）、（6）、（7）项可以看出，无水塔和有水塔时，水塔和清水池两者的总调节容积不同，无水塔时的清水池调节容积为7.32%，有水塔时清水池的调节反而增大，且总容积为8.89%+4.25%=13.14%，总容积增大，故不设水塔。
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+W4
W－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3%计算；
W4－安全储水量
清水池调节容积W1=Qd×7.32%=23840.7m
消防水量W2:
该城市人口为80.34万人，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
W2＝3×95×2×3600＝2052000L＝2052m
水厂自用水按最高日用水量的5%~10%计：
W3=Qd×8%=26055.4m
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+10%）（W1+W2+W3）=（1+10%）（23840.7+2052+26055.4）=57103.3m
2.3.2清水池尺寸计算
取有效水深5m，分成4格，每格设为正方形，则池宽为
=53.43m，取55米，则清水池边长为55×2=110m
为保证消防用水不被动用，同时又能保证清水池水质不腐化，拟在位于消防储水水位与生活调节水位交界处的生活水泵吸水管开一个额10mm小孔，水位降低至小孔，则进气停生活供水泵。
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、B两厂的集中处流分别设在1、28节点。
∑q=390.4+24000=24390.4（m3/d）=282.3（L/s）
2.4.2比流量计算：
Qs=（Qh-∑q）/∑L
=（4900.5-282.3）/34348.8
=0.13445（L/（s.m））
Qh——为最高日最大时用水量L/s
∑q——为大用
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