王晓辉给水排水管网系统课程设计.docx
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王晓辉给水排水管网系统课程设计
前言
给水排水科学与工程是更多的注建筑设计管道和市政管道方面，设计大于施工，给水排水管道这门课程就是教会我们如何搞设计。
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。
Foreword
Waterdrains,watersupplyanddrainageprojectisanimportantcomponentoftheprojectcanbedividedintodrainsandwatersupplypipelineprojectworkstwocategories.
Waterpipelineprojectisontheupgradingofwater,transmission,storage,distributionandregulationofscience.Itsmostbasictaskistoensurethattherawwatersourcesenttothewatertreatmentstructuresandwateruserswiththewaterqualitystandardtransmissionanddistributiontousers.Thistaskthroughthepumpstations,pipelines,distributionmainsnetworkstructureandregulationandotherfacilitiestoworktogethertoachieve,andtheyformedawaterpipelineproject.Designandmanagementisabasicrequirementforatleasttheconstructioncostsandmanagementfeestoensurethatthenecessarywaterusersandpressuretoensurewaterqualityandsafety,reduceleakageandachievetherequiredreliability.
Waterdrainagenetworkprojectisawatersupplyanddrainageprojectintheveryimportantcomponentoftheneeds（building）thereisalsoagreatinvestment,thegeneralwatersupplyanddrainageworksaboutatotalinvestmentof50%to80%.Atthesametimenetworkengineeringsystemsdirectservicestothepeople,andpeople'slivesandproductionactivitiesarecloselyrelated,aspartofafaultmaybeonpeople'slives,suchasproductionandsecurityhaveagreatimpactonfire.Therefore,thereasonablewaterdrainageworksfortheplanning,design,constructionandoperationofmanagement,guaranteethesecurityofitssystemtonormaloperationoftheeconomytomeettheneedsoflifeandproduction,andthisiscertainlyveryimportant.
Outdoorurbanwatersupplyanddrainageprojectistheconstructionofanimportantcomponentofitsmaintasksistoprovideadequatenumberoftownsandmeetcertainwaterqualitystandards;Atthesametime,peopleinthelifeoftheproductionprocesstousetheeffluentwaterpoolingandtransportedtoasuitable
siteforpurificationofuptoacertainqualitystandard,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.
目录
第1章给水管网设计与计算---------------------------------------5
1.1给水管网布置及水厂选址-------------------------------------5
1.2给水管网设计计算-----------------------------------------------6
1.3清水池调节容积-------------------------------------------------7
1.4管网水力计算-----------------------------------------------------8
1.5管网平差------------------------------------------------------------10
1.6消防校核------------------------------------------------------------14
第2章污水管网设计与计算-----------------------------------------18
2.1污水设计流量计算------------------------------------------------18
2.2污水管道水力计算------------------------------------------------19
第3章雨水管网设计与计算----------------------------------------21
3.1雨水设计流量计算------------------------------------------------21
3.2雨水管道水力计算------------------------------------------------21
第4章设计总结---------------------------------------------------------23
参考文献---------------------------------------------------------------------24
第1章给水管网设计与计算
1.1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。
1.2给水管网设计计算
1.2.1.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）
Ⅰ
310
1823.6
565316
Ⅱ
260
275.4
71604
邯郸市位于河北省，总人口63.69万，位于二区，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200L/（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=200×636920=127384（
）
1.2.2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900×80%=720（人）。
普通车间人数3000×70%=2100（人），使用淋浴人数2100×20%=420（人）。
Q2=（900×35+2100×25+720×60+420×40）/1000=144.0（m3/d）
（2）工业生产用水量Q4：
Q3=10000（m3/d）
1.2.3市政用水量Q4：
浇撒道路和绿化用水量应根据路面种类，绿化面积，气候土壤等条件确定。
浇撒道路用水量一般为每平米每次1.0L—2.0L，每日2到3次。
此市按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；浇洒绿地用水量可采用1.5L—4.0L，此市按按2000吨/天计，浇洒绿地时间定在7:
00-10:
00
Q4＝4000+2000＝6000（m3/d）
1.2.4管网漏失水量和城市未预见水量Q5
可按最高日用水量的15%~25％合并计算，此市按20％计算
Q5=（Q1+Q2+Q3+Q4）×20%=28706（m3/d）
1.2.5最高日用水量Qd：
Qd＝Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=172234（m3/d）
1.2.6最高时用水量
时变化系数Kh取1.4.
Qh=1000×KhQd/（24×3600）=172234×1.4×1000/（24×3600）=2790.8L/s
1.3清水池调节容积
1.3.1清水池调节容积，二级泵站供水情况如下表
缺乏用水量变化资料时，城市水厂的清水池调节容积可凭运转经验按最高日用水量的10%—20%估算。
供水量大的城市可取较小百分数以免清水池过大。
清水池调节容积W1=Qd×12%=20668.1（m
）
消防储水量W2该城市人口人数63.69万，同一时间灭火次数取3次，一次灭火用水量取80L/s，活在持续时间2h。
W2=3×80×2×3600=1728（m
）
水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水W3，取最高日用水量5%。
W3=Qd×5%=8611.7
安全储水量W4按上部分10%记，W4=（W1+W2+W3）×10%=3100.8（m
）
因此有效容积W=W1+W2+W3+W4=34108.6（m
）
1.3.2清水池尺寸计算
清水池个数或分格数，一般不小于两个，取有效水深5m，分成4格，每格设为正方形，则池宽为
=41.3m，取45米，则清水池边长为45×2=90m.
清水池最低水位为调节容积、水厂自用水及安全用水储量与消防用水储量交界线则最低水位74-2.5+0.59=72.09.
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装
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订
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线
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1.4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。
1.4.1最大时集中流量为：
工业企业及其大用户集中流量之和∑Qi
∑Qi=1000（Q2+Q3）/86400=117.4L/s
1.4.2比流量计算：
Qs=（Q-∑Qi）/∑L
=（1993.4-117.4）/23525
=0.07974（L/（s.m））
Q——管网总用水量L/s
∑q——为工业及其他大用户集中流量之和L/s
∑L——管网配水干管总计算长度m
1.4.3沿线流量计算:
沿线流量的计算按下公式
qi-j＝qsLi-j
Li-j—有效长度；m
qs—比流量L/s.m
表2-3沿线流量按管段计算见表
管段
长度L/m
管段计算长度Li-j/m
沿线比流量qs
沿线流量qi-j/（L/s）
1-2
491.1
491.1
0.07974
39.2
2-3
2096.8
2096.8
167.2
2-5
1379.0
1379.0
110.0
5-4
1691.2
1691.2
134.8
4-3
1601.1
1601
127.7
1-6
1141.3
1141.3
90.9
6-7
1910.1
1910.1
152.3
7-8
1370.5
1370.5
109.3
8-3
1306.2
1306.2
104.1
3-11
2533.2
2533.2
202.0
11-10
1350.1
1350.1
107.6
10-9
1055.7
1055.7
84.1
9-8
2221.3
2221.3
177.1
11-12
1751.0
1751.0
139.6
12-13
842.4
842.4
67.2
13-10
1720.0
1720.0
137.2
9-14
1100.2
1100.2
87.7
14-15
1765.2
1765.2
140.7
15-16
1320.1
1320.1
105.3
16-9
1452.7
1452.7
115.8
13-17
1326.3
1326.3
105.7
17-14
1586.3
1586.3
126.5
合计
——
33011.7
2632.0
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，
qi＝α∑q１
α:
折减系数取α＝0.5
∑q：
相连的个管段沿线流量和
表2-4节点流量计算表
节点
连接管段
节点流量L/s
集中流量L/s
节点总流量
1
1-2、1-6
65.1
65.1
2
2-1、2-3、2-5
158.2
158.2
3
3-2、3-4、3-8、3-11
300.5
300.5
4
4-5、4-3
131.3
131.3
5
5-2、5-4
122.4
122.4
6
6-1、6-7
121.6
121.6
7
7-6、7-8
130.8
130.8
8
8-3、8-7、8-9
195.3
195.3
9
9-8、9-10、9-14、9-16
232.4
232.4
10
10-9、10-11、10-13
164.5
164.5
11
11-3、11-10、11-12
224.6
224.6
12
12-11、12-13
103.4
103.4
13
13-10、13-12
102.2
117.4
219.6
14
14-9、14-15、14-17
177.5
177.5
15
15-14、15-16
123.0
123.0
16
16-9、16-15
110.6
110.6
17
17-13、17-14
116.1
116.1
合计
2579.5
117.4
2696.9
1.5管网平差
1.5.1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：
1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。
2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。
3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
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