给水排水管道系统课程设计1.docx
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给水排水管道系统课程设计1
《给水排水管道系统》课程设计
计算说明书
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：
024135
指导老师：
谭水成宋丰明张奎刘萍
完成时间：
2013年12月13日
河南城建学院
2013年12月27日
指导教师评语
指导教师签字
答辩委员会评语
主任委员签字
设计成绩
年月日
前言
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,所需投资也很大,一般约占给水排水工程总投资的70%~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，熟练使用cad操作技术，并且培养了我们的初步设计思维，为我们以后的设计道路打下一些基础。
Foreword
Watersupplyandsewerprojectisanimportantpartofthewatersupplyanddrainageworkscanbedividedintowaterandsewerpipelineprojectworksintwocategories.
Watersupplypipelineprojectistoenhancethediscussionofwater,transportation,storage,regulationanddistributionofscience.Itsprimarytaskistoensurethattherawwatertothewatertreatmentstructuresandcompliancewithwaterqualitystandardsforwateruserstransmissionanddistributiontousers.Thistaskisaccomplishedbypumpingstations,watermains,waterdistributionnetworkandadjuststructuresandotherfacilitiestoworktogethertoachieve,theyformedawaterpipelineproject.Designandmanagementofthebasicrequirementsareminimalconstructioncostsandmanagementfees,waterandpressuretoensurethatusersneedtoensurequalityandsafety,reduceleakage,andmeetreliabilityrequirements.
Watersupplyanddrainagenetworkengineeringisaveryimportantwaterandwastewaterengineeringpartoftherequiredinvestmentislarge,generallyabout70%to80%watersupplyanddrainageofthetotalinvestment.Meanwhilepipenetworkengineeringsystemsdirectlyservethepublic,andiscloselyrelatedtopeople'slifeandproductionactivities,includingfailureofanypart,mayhaveasignificantimpactonpeople'slives,fireandotherproductionandsecurity.Therefore,areasonablewatersupplyanddrainagepipelineprojecttocarryouttheplanning,design,constructionandoperationmanagement,toensuretheirsystemsrunningsafelyandeconomicallymeettheneedsoflifeandproduction,isundoubtedlyveryimportant.OutdoorWaterSupplyandDrainageisanimportantpartofurbanconstruction,anditsmaintaskistoprovideasufficientnumberoftownsandmeetcertainwaterqualitystandards;whilesewagepooledandtransferredtotheappropriateplaceinthelifeofthepeopleuse,aftertheproductionprocesspurificationtreatment,afterreachingacertainqualitystandard,orreuse,orirrigatedcropland,ordischargedintowaterbodies.Indoorwaterandwastewaterengineeringtaskistoorganizeoutdoorwaterdistributionsystemsupplieswatertotheinteriorofeachwaterpoint,withtheexclusionofthesewagecollectionofoutdoordrainagesystemsgo.
Asengineeringstudents,hands-onlearninganddesignourownknowledgeandexperiencetogetthebestlink.Studentsthroughthedesign,theintegrateduseofthebasictheoryanddeepenlearning,basicskills,todevelopourindependentanalysisandproblem-solvingability,throughthedesignenablesustohavetheabilitytoconsultspecification,standarddesignatlas,skilledoperationusingcadtechnology,andcultureourpreliminarydesignthinking,layingsomeofthefoundationforourfuturedesignpath.
第一章课程设计任务书
河南城建学院0244111、2班《给水排水管道系统》课程设计任务书
一设计题目：
青岛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
+
+
+
Ⅲ
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%。
3）火车站用水量为12L/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、城市给水管网初步设计
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；（三种校核人选一种）
5）绘图（平面图、等水压线图）
2、城市排水管网初步设计。
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）污水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：
谭水成、张奎、宋丰明、刘萍
第二章给水管网设计与计算
第一节给水管网布置及水厂选址
该城市有一条自西向东且一支流自南向北并横穿整个市区水量充沛，水质良好的河流，可以作为生活饮用水水源，且该河流把城市分成两部分，街区分布比较均匀，城市中各工业企业对水质无特殊要求，城市的地势相对比较平坦没有太大的起伏变化。
因而采用分区给水系统，建造两个水厂。
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。
干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度。
3.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。
4.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。
5.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。
配水管网共设25个环。
另外考虑到河流将该城市分成两半，为了安全供水起见在河流的上游铺设倒虹管，在其两岸应设阀门井，阀门井顶部标高应保证洪水时不被淹没。
井内有阀门和排水管等。
倒虹管顶在河床下的深度不小与0.5m，在航道线范围内不应小于1m，倒虹管使用钢管并须加强防腐措施。
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。
第二节给水管网设计计算
一最高日用水量计算
城市最高日用水两包括综合用水、工业生产用水及职工生活用水及淋浴用水、浇洒道路和绿化用水、未预见用水和管网漏失水量。
分区
人口密度（人/公顷）
面积（公顷）
人口数（人）
1区
300
738
221400
2区
400
1134
453600
表二
青岛市位于山东，一区总人口22.14万人，参考《给水排水管道系统》教材表4—2可知该城市位于二区，为小城市。
最高日综合生活用水定额为240L/（人·d），故综合生活用水定额采用上限240L/（人·d），用水普及率为100%。
二区总人口45.36万人，参考《给水排水管道系统》教材表4—2可知该城市位于二区，为小城市。
最高日综合生活用水定额为240L/（人·d），故综合生活用水定额采用上限240L/（人·d），用水普及率为100%。
1：
Q1=qNf
Q1―—城市最高日综合生活用水，m3／d；
q――城市最高日综合用水量定额，Ｌ／（人·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%
所以最高日综合生活用水为：
Q1=qNf=240×10-3××104×100%=53136m3／d
工业用水量
（1）工业企业职工的生活用水量：
Q2=0
（2）工业企业职工的淋浴用水量：
Q3=0
（3）工业生产用水量：
Q4=0
浇洒道路用水量按每平方米路面每次2.0L计算，每天浇洒3次
Q5=738×104×40%××10-3×3=17712m3／d
Q6=0
按最高日用水量的10%计算
Q7=0.1（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6）=7084.8m3／d
按最高日用水量的10%计算
Q8=0.1（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7）=7793.28m3／d
最高日设计流量Qd：
Qd ＝1.20（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q83／d
根据《建筑设计防火规范》该城市消防用水量定额为55，同时火灾次数为2。
城市消防用水量为：
Q5=55×2=110L/S
Qh=KhQd3L/s
区清水池调节容积
清水池调节容积按最高日用水量的15%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+W4
W－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+W3××2××3
故W4３
因此：
清水池总容积
３
取有效水深5m，分成2格，每格设为正方形，则池宽为
=m，取56米，则清水池边长为56×2=112m
2.5+
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。
2.1.二区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，m3／d；
q――城市最高日综合用水量定额，Ｌ／（人·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%
所以最高日综合生活用水为：
Q1=qNf=240×10-3××104×100%=108864m3／d
（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=（900×35+2100×25+1500×35+3500×25）/1000=224m3／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（m3／d）
最大班
1200
360
840
甲板
900
270
630
乙班
900
270
630
B工厂：
班次
总人数
热车间人数
一般车间人数
用水量（m3／d）
最大班
2000
600
1400
甲板
1500
450
1050
30
乙班
1500
450
1050
30
淋浴用水量：
Q3=15.36+11.52+11.52+51.2+30+30=149.6m3／d
（3）工业生产用水量Q4
一区Q4=16000+8000=24000m3／d
浇洒道路用水量按每平方米路面每次2.0L计算，每天浇洒3次
Q5=1134×104×30%××10-3×3=20412m3／d
绿化用水量取3.0L／（m2·d）
Q6=（117543+298968）×3×10-33／d
Q7=12×86.4=1036.8m3／d
按最高日用水量的10%计算
Q8=0.1（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q73／d
按最高日用水量的10%计算
Q9=0.1（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q83／d
最高日设计流量Qd：
Qd ＝1.20（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q8+Q93／d
根据《建筑设计防火规范》该城市消防用水量定额为80，同时火灾次数为3。
城市消防用水量为：
Q5=80×3=240L/S
Qh=KhQd3L/s
区清水池调节容积
清水池调节容积按最高日用水量的15%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+W4
W－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+W3××2××3
故W4３
因此：
清水池总容积
３
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
=m，取59米，则清水池边长为59×2=118m
2.5+
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。
二.管网水力计算
1一区管网水力计算
1.1集中用水量Q=0
Qs=（Qh--∑q）/∑L
Qs=2599.99/8973.14=0.28975L/（m·s）
Qh——为最高日最大时用水量L/s
∑q——为大用户集中流量L/s
∑L——管网总的有效长度m
沿线流量计算
qi-j＝qsＬi-j
Ｌi-j—有效长度；m
比流量表
管段编号
管段长度m
管段计算长度m
比流量L/（m·s）
沿线流量L/s
J1-J2
677
0
0
J2-J3
626
313
J2-J9
853
853
J2-J14
222
111
J3-J4
853
J4-J5
996
498
J4-J9
626
626
J5-J6
1158
579
J5-J10
626
626
J6-J7
974
487
J6-J11
626
626
J7-J8
1124
562
J7-J12
626
626
J8-J13
626
313
J9-J10
996
996
J9-J15
687
687
J10-J11
1158
1158
J10-J16
587
587
J11-J12
974
974
J11-J17
687
687
J12-J13
1124
1124
J12-J18
687
687
J13-J19
687
J14-J15
979
J15-J16
996
498
J16-J17
1158
579
J17-J18
974
487
J18=J19
1124
562
节点流量表
节点
连接管段
节点流量L/s
集中
节点总
流量L/s
流量L/s
J1
J1-J2
0
0
0
J2
J1-J2，J2-J3，J2-J9，J2-J14
69..9
0
69..9
J3
J2-J3，J3-J4
0
J4
J3-J4，J4-J5，J4-J9
0
J5
J4-J5，J5-J6，J5-J10
0
J6
J5-J6，J6-J7，J6-J11
0
J7
J6-J7，J7-J8，J7-J12
0
J8
J7-J8，J8-J13
0
J9
J2-J9，J4-J9，J9-J10，J9-J15
0
J10
J5-J10，J9-J10，J10-J11，J10-J16
0
J11
J6-J11，J10-J11，J11-J12，J11-J17
0
J12
J7-J12，J11-J12，J12-J13，J12-J18
0
J13
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