排水管网课程设计12639上课讲义.docx
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排水管网课程设计12639上课讲义
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《排水管网课程设计》
课程设计报告
题目
A区排水管网课程设计
系部
环境工程系
专业班级
姓名
学号
指导教师
设计时间
2012年6月11—17号
二○一二年六月十七日
一、设计目的
其目的是加深理解所学知识，培养综合分析和解决实际管网工程设计问题的初步能力，使学生在设计、运算、绘图、查阅资料和使用设计手册、设计规范等基本技能上得到初步训练和提高。
二、设计要求和设计指标
2.1设计要求
课程设计每人一题，在教师指导下，集中时间、集中地点完成。
（1）设计前进行区域情况调查，熟悉原始资料及总体设计原则；
（2）设计过程中，要求学生认真复习相关的基本概念和原理知识；
（3）课程设计说明书要求内容完整、计算准确、论述简洁、文理通顺、装订整齐；
（4）课程设计图纸应能较好地表达设计意图，图面布局合理、正确清晰，设计图纸所采用的比例、标高、管径、编号和图例等应符合《给水排水制图标准》的有关规定。
（5）在设计过程中应独立思考，在指导教师帮助下完成工作，严禁抄袭。
本课程设计采用雨污分流制排水体制。
1）规划区域内污水管网初步设计（管道定线和污水厂选址、各片区污水量计算、管道设计计算、污水管道平面图、污水主干管剖面图）；
2）规划区域内雨水管网初步设计（管道定线、各片区雨水径流量计算、管道设计计算、雨水管道平面图、雨水主干管剖面图）。
2.2设计资料
2.2.1地理位置
江西省九江市某地区，位于县城近郊，该镇交通发达。
105国道穿越其间，号称南北交通要道的福银高速公路在境内设有开口；全国第一大江——长江横贯全境。
资源丰富，盛产优质大米、银鱼等农作物，素有“鱼米之乡”之美誉。
该地区地势西高东低，坡度较小。
在城区南面有一条自北向南流的天然河流，河流常年水位2m。
城区在建设中被分成了Ⅰ区和Ⅱ区，Ⅰ区有一工厂甲，II区有一工厂乙，其设计流量使用的是集中流量，（具体值见排水设计资料）。
其他一些基本信息在下面分别进行说明。
2.2.2自然条件
该地区地势西高东低，坡度较小。
在城区南面有一条自北向南流的天然河流，河流常年水位2m。
位于长江下游南岸，南与庐山风景区毗邻；北与市区浔阳区接壤。
风景秀丽，山峦叠翠，旅游资源丰富。
云居诸山，奇峰怪石，林壑幽美，其中，有五老峰、三叠泉、牯岭街、仙人洞等古迹胜景，2011年旅游收入位居全国榜首。
境内鄱阳湖平原辽阔，田畴肥沃，素有“江南鱼米之乡”美称。
2.2.3社会经济发展现状
作为江西省朝北开放的第一站，九江市享有得天独厚的地理优势，北靠长江，建有大型货港，是全国内河第九大港，可直通重庆、武汉、上海。
东为安徽，西为湖北，处三省交界之处，福银高速公路江西段（昌九高速公路）、105国道、南北最繁忙的铁路干线——京九线自北往南穿境而过，杭瑞高速江西段（九瑞-九景-景婺黄高速公路）、合（肥）九（江）铁路、武（汉）九（江）铁路自东西穿境而过，建有庐山机场，可直达北京、上海、南昌、厦门等地。
因此，九江与国内众多城市共同享有“两江锁钥，八省通衢”的美名。
本市主要经济收入来自于石化、纺织、机械、造船、电子和电力的重型工业，是江西省乃至华东地区的工业重镇，目前在全省GDP排名仅次于省会南昌，保持了多年的亚军宝座，并且与第三名赣州市拉开了距离。
其下辖的都昌县的风电站项目建成以后，彭泽县的核电站也正在开工建设中，预计可以供给全市的用电量，这样以来，九江市朝向绿色生活的进程更近了一步。
2.2.4城市总平面图
现有的比例为1：
5000的平面图一张，图中有等高线。
2.2.5城市人口密度及污水定额
表2-1城市人口密度及污水定额
区域
人口密度（人/ha）
平均日居民生活污水定额（L/人·d）
Ⅰ区
250
220
Ⅱ区
270
240
2.2.6企业生活、生产污水、降雨情况及雨量参数
一般车间生活污水定额25L/（人·班），高温车间生活污水定额30L/（人·班）；一般车间淋浴生活污水定额40L/（人·班），高温车间淋浴污水定额60L/（人·班）。
企业生产用水与废水（平均污水量按给水用水量的80%计算），各企业总排水口管底埋深均不小于1.5m。
河流常水位2m。
地下水位埋深平均为10m；土壤为砂质黏土；主要马路均为沥青铺设。
暴雨设计重现期为1年，地面集水时间t1为10min。
该城市的暴雨强度公式为：
。
表2-2是各区地面径流系数
表2-2各区地面径流系数
区域
径流系数
Ⅰ区
0.49
Ⅱ区
0.48
三、设计内容
3.1管道定线
正确的定线是合理的、经济的设计污水管道系统的先决条件，是污水管道设计系统的重要环节。
从城市平面图中可知该地区地势自西向东倾斜，坡度较小，有一条分水线，划分为Ⅰ区、Ⅱ区。
本设计的管道定线按照主干管﹑干管﹑支管的顺序依次进行。
并且在管线较短的和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。
管道定线前对地形和用地布局、排水体制和线路数目、污水厂和出水口位置、道路宽度以及工业企业的分布情况进行考虑。
首先，主干管沿城市东面河岸布置，基本与等高线平行。
根据主干管的走向将污水处理厂设计在了河的下游。
其次，应尽量让每根污水干管的流量平均分配，即让每条单独的干管管径尽量相同，来减少施工的难度和成本，并且因为地形地势的因素，干管基本与等高线垂直布置，使所有污水都能够通过重力自流排出。
最后，在设计污水支管时，为便于用户接管排水，本设计采用的是低边式布置。
见示意图：
如图1。
图3-1污水管网平面图
3.2街区面积计算、地面标高的计算
3.2.1街区编号及街区面积计算：
将各街区边上号码，并按各街区的平面范围计算他们的面积，用箭头标出个街区污水排除方向。
以①号街区为例进行面积计算：
其他街区面积计算方法同上，并将计算结果列入表1中。
表3-1街区编号及街区面积
街区编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
街区面积（ha）
2.2977
2.5235
2.5907
1.7779
4.1907
3.5952
3.2941
1.6942
3.8829
4.2122
街区编号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
街区面积（ha）
3.4571
5.7576
4.7536
1.4523
1.9312
2.9008
2.6734
2.6895
3.5348
4.2189
街区编号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
街区面积（ha）
6.0798
4.3259
4.0562
2.1397
2.3067
2.2560
3.3511
2.1520
3.3262
1.7423
3.2.2地面标高的计算：
先将污水平面图用CAD绘制好，用“样条曲线”功能标出等高线，然后再利用CAD标注功能和内差法进行计算。
结果列入污水管道水力计算表中。
3.3污水设计计算
3.3.1划分设计管段，计算设计流量
在图纸绘制完成后，根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点、集中流量及旁侧支管进入的点，作为检查井并对其编号。
1）比流量计算：
Ⅰ区平均日居民生活污水定额为220L/（cap·d），且Ⅰ区的人口密度为250cap/ha，则每ha街区面积额的生活污水平均流量（比流量）为：
式中：
——每公顷街区面积生活污水平均流量
——居住生活污水定额
——人口密度
同理，由Ⅱ区平均日居民生活污水定额为240L/（cap·d），且Ⅱ区的人口密度为270cap/ha。
2）居民区生活污水设计流量按下式计算：
Q
=
式中Q
——居民区生活设计流量（L/s）
n——居民区生活污水定额（L/（cap.d）
N——设计人口数
K
——生活污水量总变化系数
cap——“人”的计量单位
（1）居住区生活污水定额
居住区生活污水定额可参考居民生活用水定额或综合生活用水定额。
居民生活污水定额和综合生活污水定额应根据当地采用的用水定额，结合建筑内部给排水水平和排水系统不及程度等因素确定。
在按用水定额确定污水定额时，对给排水系统完善的的确可按用水定额的90％计，一般地区可按用水定额的80％计。
若当地缺少实际用水定额资料时，可根据《室外给水设计规范》（GBJ13—86）1997年局部修订条文规定的居民生活用水定额（平均日）和综合生活用水定额（平均日）（见附录2-1）集合当地实际情况选用。
（2）设计人口
指污水排水系统设计期限中期的规划人口数，时机选污水设计流量的基本数据。
该值是由城镇（地区）的总体规则确定的。
在计算污水管道服务的设计人口时，常用人口密度与服务面积相乘得到。
人口密度表示人口分布的情况，是指住在单位面积上的人口数，以cap/ha表示。
在规划或初步设计时，计算污水量时根据总人口密度计算。
而在技术设计或施工图设计时一般采用街区人口密度计算。
（3）生活污水量总变化系数
由于居住区生活污水定额时平均值，因此根据设计人口和生活污水定额计算所得的是污水平均流量。
而实际上流入污水管道的污水量时刻都在变化。
污水量的变化程度通常用变化系数表示。
变化系数分日（K
）、时（K
）及总变化系数（K
）。
通常，污水管道的设计断面系根据最大日最大时无水流量确定，因此需要求出总变化系数。
K
=
（3-2）
式中Q——平均日平均时无水流量（L/s）。
当Q<5L/s时，K
=2.3；Q>1000L/s时，K
=1.3
2）工业废水流量
工业企业建筑，管理人员用水定额可取30-50L/（人.班）；车间工人的生活用水定额一般取30-50L/（人.班）；用水时间为8h,小时变化系数为1.5-2.5。
工业建筑淋浴用水定额一般采用40-60L/（人.班），延续用水时间为1h。
工厂生产区生活污水设计流量
式中：
——工厂生产区生活污水设计流量
——一般车间最大班的职工总人数
——热车间最大班的职工总人数
——一般车间最大班使用淋浴职工人数
——热车间最大班使用淋浴职工人数
表3-2
车间性质
每班每人生活污水量/L
时变化系数
每班没人淋浴污水量/L
一般车间
25
3.0
60
热车间
30
2.5
40
式中：
——工业废水设计流量，L/S；
——生产每单位产品的平均废水量，
——产品的平均日产量；
T——每日生产时数；
——总变化系数，因为
=1，所以
=
工业废水流量主要来自工厂甲的污水排放。
其数值在设计资料中已给出。
表3-3工厂计量参数表
工厂
N1
N2
N3
N4
qm
M
T
甲
150
100
100
80
12
100
16
：
表2污水干管设计流量计算表
管段编号
居住区生活污水量Q1
集中流量
设计流量
（L/s）
本段流量
转输流量
q2（L/s）
合计平均
流量
（L/s）
总变化
系数KZ
生活污水
设计流量
Q1（L/s）
本段
（L/s）
转输
（L/s）
街区编号
街区面积
（ha）
比流量q0
（L/（s*ha））
流量q1
（L/s）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
30--10
25
0
25
31--10
1
2.30
0.64
1.47
1.47
2.30
3.38
3.38
10--9
1.47
1.47
2.30
3.38
25
28.38
29--9
6
3.60
0.64
2.30
2.30
2.30
5.29
5.29
28--9
5
4.19
0.64
2.68
2.68
2.30
6.16
6.16
9--8
6.45
6.45
2.20
14.19
25
39.19
27--8
11
3.46
0.64
2.21
2.21
2.30
5.08
5.08
8--7
8.67
8.67
2.13
18.46
25
43.46
26--7
16
2.90
0.64
1.86
1.86
2.30
4.28
4.28
25--7
10
4.21
0.64
2.70
2.70
2.30
6.21
6.21
7--6
13.22
13.22
2.03
26.87
25
51.87
24--6
21
6.08
0.64
3.89
3.89
2.30
8.95
8.95
23--6
20
4.22
0.64
2.70
2.70
2.30
6.21
6.21
6--5
19.81
19.81
1.94
38.51
25
63.51
22--5
24
2.14
0.64
1.37
1.37
2.30
3.15
3.15
5--4
21.18
21.18
1.93
40.87
25
65.87
21--4
28
2.15
0.64
1.38
1.38
2.30
3.17
3.17
20--4
23
4.06
0.64
2.60
2.60
2.30
5.98
5.98
4--3
25.15
25.15
1.89
47.63
25
72.63
19--3
29
3.33
0.64
2.13
2.13
2.30
4.90
4.90
46--18
2
2.52
0.75
1.89
1.89
2.30
4.35
4.35
47-18
3、4
4.37
0.75
3.28
3.28
2.30
7.54
7.54
18--17
5.17
5.17
2.25
11.65
11.65
44--17
7
3.29
0.75
2.47
2.47
2.30
5.68
5.68
45--17
8、9
5.58
0.75
4.18
4.18
2.30
9.61
9.61
17--16
11.82
11.82
2.06
24.32
24.32
39--16
12
5.76
0.75
4.32
4.32
2.30
9.94
9.94
40-16
13、14、15
8.14
0.75
6.10
6.10
2.21
13.50
13.50
16--15
22.24
22.24
1.92
42.69
42.69
38--15
17
2.67
0.75
2.01
2.01
2.30
4.62
4.62
15--14
24.05
24.05
1.90
45.77
45.77
37--14
18、19
6.22
0.75
4.67
4.67
2.30
10.74
10.74
14--13
28.72
28.72
1.87
53.60
53.60
36--13
22
4.33
0.75
3.24
3.24
2.30
7.45
7.45
13--12
31.96
31.96
1.84
58.95
58.95
35--12
26、27
5.61
0.75
4.21
4.21
2.30
9.68
9.68
34--12
25
2.31
0.75
1.73
1.73
2.30
3.98
3.98
12--11
37.90
37.90
1.81
68.60
68.60
33--11
30
1.74
0.75
1.31
1.31
2.30
3.01
20
3.01
32--11
39.21
39.21
1.80
70.71
70.71
11--2
39.21
39.21
1.80
70.71
20
90.71
3--2
27.28
27.28
1.88
51.20
25
76.20
2--1
66.49
66.49
1.70
113.14
45
158.14
3.3.2水力计算
在确定设计流量后，便可以从上有管段开始依次进行主干管各设计管段的水力计算。
主干管水力计算结果见表3。
表3污水主干管水力计算表
管段编号
管道长度
L（m）
设计流量
Q（L/s）
管径
D（mm）
坡度
I
流速
v（m/s）
充满度
降落量
I*L（m）
h/D
h（m）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10--9
250
28.38
350
0.0018
0.60
0.49
0.1715
0.45
9--8
160
39.19
350
0.0016
0.60
0.65
0.2275
0.256
8--7
160
43.46
350
0.0017
0.65
0.65
0.2275
0.272
7--6
320
51.87
400
0.0013
0.60
0.62
0.2480
0.416
6--5
80
63.51
400
0.0020
0.75
0.64
0.2560
0.16
5--4
140
65.87
400
0.0019
0.75
0.65
0.2600
0.266
4--3
120
72.63
400
0.0024
0.83
0.65
0.2600
0.288
18--17
180
11.65
300
0.0038
0.60
0.30
0.0900
0.684
17--16
280
24.32
350
0.0021
0.60
0.46
0.1610
0.588
16--15
130
42.69
350
0.0017
0.65
0.65
0.2275
0.221
15--14
140
45.77
350
0.0021
0.70
0.64
0.2240
0.294
14-13
100
53.60
400
0.0012
0.60
0.65
0.2600
0.12
13--12
170
58.95
400
0.0016
0.67
0.65
0.2600
0.272
12--11
160
68.60
400
0.0022
0.80
0.65
0.2600
0.352
11--2
80
90.71
450
0.0019
0.75
0.65
0.2925
0.152
3--2
550
76.20
450
0.0013
0.66
0.65
0.2925
0.715
2--1
270
158.14
600
0.0012
0.75
0.70
0.4200
0.324
标高（m）
埋设深度（m）
地面
水面
管内底
上端
下端
上端
下端
上端
下端
上端
下端
10
11
12
13
14
15
16
17
41.31
40.53
36.13
35.68
35.96
35.51
5.00
4.67
40.53
39.92
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