市政管网排水课程设计计算说明书.docx
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市政管网排水课程设计计算说明书
《厦门同安区排水管网划》
课程设计
学生姓名：
学号：
专业班级：
指导教师：
二○一二年一月十日
目录
1.课程设计目的…………………………………………………2
2.课程设计题目描述和要求……………………………………2
3.课程设计报告内容……………………………………………2
4.结论……………………………………………………………27
参考书目…………………………………………………………27
1.课程设计目的
课程设计是学生对排水管网的基础理论，基本知识结合具体工程实践加以巩固提高，结合应用和深化理解的重要过程，是理论联系实际的重要教学环节，是锻炼独立思考问题，独立分析问题能力的重要途径。
通过课程设计使学生在不同程度上提高查阅文件、撰写设计说明书、计算书及工程设计绘图的能力，为以后毕业设计打下必要的基础。
2.课程设计题目描述和要求
2.1课程设计题目描述
本课程设计题目为：
厦门同安区排水管网系统规划设计。
2.2课程设计要求
内容要求：
a、污水管道平面图布置；
b、雨水管道平面图布置；
c、污水管道和雨水管道的剖面图。
成果要求：
a、课程设计成果包括：
设计计算说明书、图纸两部分。
b、课程设计计算说明书既要结合教学要求，又要参考国家有关设计规范，按一定深度和学校规定格式进行编写。
c、设计计算说明书内应有设计过程采用的计算公式，计算数据的结果，计算简图、表格。
3.课程设计报告内容
3.1污水管网系统规划设计
3.1.1污水管网设计主要任务
（1）污水管网总设计流量及各管段设计流量的计算。
（2）污水管网各管径、埋深、衔接设计与水力计算。
（3）污水提升泵站设置与设计
（4）污水管网施工图绘制等。
3.1.2污水管网系统设计
3.1.2.1确定排水区界、划分排水流域
一般地，流域边界应与分水线想符合。
在地形起伏及丘陵地区，流域分界线与分水线基本一致。
在地形平坦无显著分水线的地区，应使干管在最大埋深的情况下，让绝大部分污水自流排出。
根据厦门同安区土地利用规划图，查看其地形可知镇区西部地势较高，大致呈从西东逐渐降低的地形，污水厂建于同安区正东部。
因此，综合考虑各因素，根据地形布置污水管网，并根据污水管网图将镇区划分为116个污水区域，将它们一次编号，在同安区东部沿规划范围线布置一条主干管，其他5条干管均汇入该主干管。
在管道定线是尽量考虑采用重力排水，本设计拟定的主干管为1→2→3→4→5→6→7，最后管段7→72将收集到的的污水全部送入污水厂进行处理并排放。
以下为各标号街坊对应管段：
（表一）
管段编号
所直接服务排水区域
20-21
R1-3,C2-8
21-22
R1-4
22-1
C1-2,C2-9
12-13
M2-1
（1）
13-14
M2-1
（2）,C4-2,R1-2
14-15
R1-1
（1）,R1-1
（2）
15-16
R2-1
（1）,
16-17
R2-1
（2）,R2-4,c2-4
69-70
C3-1.HU-1,R2-7,HD,HU-3,RE-9
70-71
C2-2.RE-8,HU-2,C2-1,C6-1,R2-2
71-17
0
17-18
C2-3,R2-3,R2-8,R2-6
18-19
0
23-24
M2-2
（2）
24-25
M2-1
（1）
25-26
R2-11,R2-10
26-27
HU-4,C2-10,RE-10
27-28
C2-6,R2-9,R2-14,R2-15,R2-16,C2-12,c2-11
28-19
C1-1,C2-13
19-1
R2-5,c2-5
1-2
R2-36,C1-3,C2-7
2-3
C1-4,C4-1
3-4
RE-16,RE-17,C1-5
4-5
R2-23,RE-19
（1）
29-30
W1-1,M2-8
（1）
40-41
C3-2,RE-2,C2-26,RE-1,M2-11,M2-17
41-42
M2-9,M2-12
42-30
M2-10
30-31
M2-8
（2）
31-32
M2-3,M2-4
32-33
M2-19,M2-5
33-34
R2-12
34-35
C5-1,C2-16,R2-19
35-36
R2-13,R2-17.RE-11,HU-5.C1-6
36-37
R2-18,C2-14
37-38
C2-15
38-39
R2-22,RE-20,C2-18.
39-5
RE-15
5-6
RE-19
（2）,RE-18.C2-20
43-44
M2-13,M2-18
44-45
M2-6,M2-7,RE-5,M2-14,M2-20,M2-24
45-46
RE-6,RE-7,HU-9,M2-15,M2-21,M2-25
46-47
M2-16,M2-22,M2-26,R2-20,C2-17
47-48
RE-12.R2-21
48-49
M2-39,M2-41
49-50
M2-40,M2-46
50-51
C5-2,C1-7,C3-3,C1-8
51-6
R2-24,HU-7,R2-25,C2-21,R2-28,c2-19
6-7
R2-26
61-62
RE-4,M2-28
（2）
62-63
M2-30,C2-23
63-64
M2-31,RE-13
64-67
W1-2,W1-4,W1-3
67-68
M2-38
（1）
68-11
RE-14,M2-38
（2）,C2-24,HT-2
11-10
C2-25
10-9
R2-32
52-53
M2-28
（1）,M2-29,RE-3
53-54
R2-35
54-55
HU-6
55-56
M2-32,HU-5
56-57
M2-23,M2-27
65-66
M2-34,M2-36
66-57
M2-33,M2-35,M2-37
57-58
M2-45,M2-42,M2-44
58-59
M2-43
59-60
R2-27,C2-22,R2-30,R2-31
60-9
0
9-8
R2-33,R2-34
8-7
R2-29,HU-10
7-72
HU-8
3.1.2.2污水设计流量计算
（1）、设计污水量定额
城市污水主要来源于城市用水，因此，污水量定额与城市用水量定额之间有一定的比例关系，该比例称为排放系数。
我国《室外排水设计规范》规定，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，结合给排水设施水平及普及程度确定，按用水定额的80%~90%采用，即排放系数为0.8～0.9。
污水管网是按最高日最高时污水排放流量进行设计的，在选用污水量定额和确定变化系数时，应能计算出最高日最高时污水流量。
（2）、居民生活污水设计流量计算
首先差取原计算所得给水管网规划设计中居民总用水量，按街坊面积比例分配，计算出比流量,步骤如下：
居民区排放总污水量：
Qd=（782.98×0.8）/1.5=417.6785（L/s）
式中，782.98——居民生活用水总量（L/s）；
0.8——排放系数；
1.5——日变化系数；
比流量：
qA=Qd/∑Ai=417.6785/7472.43=0.56257[（L/s）/hm2]
各服务区域居民生活污水日平均流量=比流量×各街坊面积。
一些管段有其上游管段，因此还有转输流量，必须将其累计在内，即：
合计流量（L/s）=本段流量（L/s）+转输流量（L/s）。
以上所得为居民生活污水日平均流量，而规范要求为最高日最高时流量，所以还应考虑到变化系数的影响，总变化系数与平均流量有一定关系，平均流量愈大总变化系数愈小。
生活污水量总变化系数宜按现行《室外排水设计规范》规定采用。
变化系数的取值根据表一取得。
表二：
生活污水量总变化系数
污水平均流量Q（L/s）
Q≤5
5Q≥1000
总变化系数Kz
2.3
2.7/（Q^0.11）
1.3
将合计流量乘以总变化系数Kz即得管段沿线流量。
（3）、管段设计流量计算
管段的集中流量也分为本段流量和转输流量，计算时应特别注意集中流量的累计，防止大意漏算。
管段的设计流量=沿线流量+集中流量（本段流量+转输流量）
污水管网的设计流量计算表如表二所示：
表三：
污水管网干管设计流量计算
管段编号
比流量
本段流量
转输流量
合计流量
沿线流量
集中流量
设计流量
（L/s*HM^2）
（L/s）
L/s
L/s
L/s
L/s
L/s
L/s
20-21
0.56
2.23
2.23
5.13
0.89
0
6.02
21-22
0.56
1.13
3.36
7.73
0
0.89
8.62
22-1
0
3.36
7.73
3.83
0.89
12.45
12-13
0
0
0.00
59.59
0
59.59
13-14
0.56
3.76
0
3.76
8.65
73.06
59.59
141.30
14-15
0
24.81
24.81
47.05
0
132.65
179.70
15-16
0.56
10.24
24.81
35.05
63.99
0
132.65
196.64
16-17
0.56
17.18
35.05
52.23
91.27
0
133.56
224.83
69-70
0
7.96
7.96
17.11
6.62
0
23.73
70-71
0.56
6.77
11.55
18.32
35.92
11.04
6.62
53.58
71-17
0
11.55
11.55
23.83
0
17.66
41.49
17-18
0
84.87
84.87
140.59
1.04
151.22
292.85
18-19
0
84.87
84.87
140.59
0
151.22
291.81
23-24
0
0
0
0.00
23.77
0
23.77
24-25
0
0
0
0.00
23.77
23.77
47.54
25-26
0.56
0
10.2
10.2
21.33
0
47.54
68.87
26-27
0.56
0
12.02
12.02
24.69
2.44
47.54
74.67
27-28
0.56
0
37.86
37.86
68.54
10.7
49.98
129.22
28-19
0
37.86
37.86
68.54
21.54
60.68
150.76
19-1
0
131.89
131.89
208.14
1.3
233.44
442.88
1-200
0.56
3.44
135.25
138.69
217.66
12.55
239.46
469.67
2-3
0
138.69
138.69
217.66
34.87
252.01
504.54
3-4
0.56
10.12
138.69
148.81
231.74
2.97
286.88
521.59
4-5
0.56
10.11
148.81
158.92
245.70
0
289.85
535.55
29-30
0
0
0
0.00
53.52
0
53.52
40-41
0
19.85
19.85
38.58
29.78
0
68.36
41-42
0
19.85
19.85
38.58
39.13
29.78
107.49
42-30
0
19.85
19.85
38.58
25.58
68.91
133.07
30-31
0
19.85
19.85
38.58
44.25
148.01
230.84
31-32
0
19.85
19.85
38.58
62.57
192.26
293.41
32-33
0
19.85
19.85
38.58
50.17
254.83
343.58
33-34
0
25.55
25.55
48.30
0
305
353.30
34-35
0.56
4.93
25.55
30.48
56.51
5.74
305
367.25
35-36
0
44.07
44.07
78.46
2.12
310.74
391.32
36-37
0
52.64
52.64
91.90
4.02
312.86
408.78
37-38
0
52.64
52.64
91.90
13.71
316.88
422.49
38-39
0
66.04
66.04
112.46
2.76
330.59
445.81
39-5
0
75.57
75.57
126.79
0
333.35
460.14
5-6
0.56
12.99
234.49
247.48
364.43
1.13
623.2
988.76
43-44
0
0
0
0.00
50.48
0
50.48
44-45
0
3.89
3.89
8.95
70.54
50.48
129.97
45-46
0
19.36
19.36
37.73
38.11
121.02
196.86
46-47
0
24.02
24.02
45.72
36.93
159.13
241.78
47-48
0
38.04
38.04
68.83
0
196.06
264.89
48-49
0
38.04
38.04
68.83
38.07
196.06
302.96
49-50
0
38.04
38.04
68.83
28.74
234.13
331.70
50-51
0
38.04
38.04
68.83
22.37
262.87
354.07
51-6
0
64.93
64.93
110.77
2.63
285.24
398.64
6-7
0.56
7.88
312.41
320.29
458.46
0
912.2
1370.66
61-62
0
11.55
11.55
23.83
48.97
0
72.80
62-63
0
11.55
11.55
23.83
13.69
48.97
86.49
63-64
0
15.55
15.55
31.05
11.17
62.66
104.88
64-67
0
15.55
15.55
31.05
15.27
73.83
120.15
67-68
0
15.55
15.55
31.05
20.64
89.1
140.79
68-11
0
19.76
19.76
38.43
38.35
109.74
186.52
11-10
0
19.76
19.76
38.43
17.82
148.09
204.34
10-9
0.56
15.35
19.76
35.11
64.09
0
165.91
230.00
52-53
0
8.69
8.69
18.50
70.85
0
89.35
53-54
0
15.48
15.48
30.92
0
70.85
101.77
54-55
0
15.48
15.48
30.92
0.68
70.85
102.45
55-56
0
15.48
15.48
30.92
9.6
71.53
112.05
56-57
0
15.48
15.48
30.92
38.98
81.13
151.03
65-66
0
0
0
0.00
30.82
0
30.82
66-57
0
0
0
0.00
61.35
30.82
92.17
57-58
0
15.48
15.48
30.92
34.05
212.28
277.25
58-59
0
15.48
15.48
30.92
20.47
246.33
297.72
59-60
0
45.53
45.53
80.77
3.75
266.8
351.32
60-9
0
45.53
45.53
80.77
0
270.55
351.32
9-8
0.56
8.05
80.64
88.69
146.21
0
436.46
582.67
8-7
0.56
8.74
88.69
97.43
158.96
0.15
436.61
595.72
7-72
0
417.72
580.70
3.36
1348.96
1933.02
3.1.2.3污水管网水力计算
污水管网管段设计流量确定之后，即可由上游管段开始，进行各管段的水力计算，在符合设计规范要求的条件下，确定管段和敷设坡度，使管道能够顺利通过设计流量。
（1）、不计算管段的确定
通过计算可知，当管道的粗糙系数为nM=0.014时，对于街区和厂区内最小管径200mm，最小设计坡度为4‰，当设计流量小于9.19L/s时，可以直接采用最小管径；对于街道下的最小管径300mm，最小设计坡度为3‰，当设计流量小于14.63L/s时，可以直接采用最小管径。
本设计中采用的最小管径为300mm，在管段流量小于14.63L/s时，将其定义为不计算管段。
本设计中的不计算管段有20-21,21-22,6-7，23-24,65-66管段，设计时可以直接采用最小管径和最小坡度，坡度还可根据地形及要求的埋深条件适当加大。
（2）、管段坡度设计
可根据设计流量、期望坡度和最大充满度进行水力计算得出计算管径，然后选取略大于计算管径的标准管径，也可直接采用《给水排水管网系统》课本中的附图1确定出合适的管径。
在平坦或反坡地区，必须考虑埋深和管径大小的经济性的影响因素，管径小造价低，但是下游管段埋深增加，造价提高；管径大造价高，但是下游管段埋深会减小，造价降低，因此必须综合考虑。
一般可以根据设计流量，直接选择一个最大可用管径。
（3）、管段衔接设计
衔接设计是由上有管段向下游管段进行的，根据具体情况可采用三种衔接方法（管顶平接、水面平接和管底平接）中的一种，本设计中采用水面平接的方式。
在管段衔接设计中管段末端埋深的计算公式为：
（E2-H2）=（E1-H1）-I·L
式中，L——管段长度，m；
I·L——管段降落量，m。
（4）、水力计算中应注意的问题
水力计算自上游依次向下游逐段进行。
一般情况下，随着设计流量逐段增加，设计流速也应相应增大。
只有当坡度大的管道接到坡度小的管道时，下游管段的流速已大于1.2m/s（本设计采用的是钢筋混凝土管）的情况下，设计流速才允许减小。
设计流量逐段增加，设计管径也应逐段增大，但当坡度小的管道接到坡度大的管道时，管径可以减小，但缩小的范围不得超过50～100mm。
在旁侧管道与干管交汇处，若旁侧管道的管内底标高比干管的管内底标高高1m以上时，最好在旁侧管道上先设跌水井后再与干管相接；若旁侧管道比干管低1m，则可用泵提升，或将旁侧管道改线，或者将干管跌下去，铺深一些。
污水管网水力计算具体结果见表三。
表三：
污水管网水力计算表
（1）
管段长度
设计流量
管径
管段坡度
管内流速
充满度
降落量
管段编号
（m）
（L/s）
（mm）
（‰）
（m/s）
h/d
h
（m）
20-21
196.02
6.02
300
5.86
0.6
0.2
0.06
1.15
21-22
170.58
8.62
300
4.54
0.61
0.255
0.08
0.77
22-1
126.58
12.45
300
3
0.6
0.35
0.11
0.38
12-13
918.01
59.59
400
7
1.19
0.48
0.19
6.43
13-14
284.55
141.30
400
18.57
2.09
0.53
0.21
5.28
14-15
497.06
179.70
700
4.22
1.29
0.39
0.27
2.10
15-16
1145.54
196.64
800
0.57
0.62
0.6
0.48
0.65
16-17
437.83
224.83
800
0.48
0.6
0.7
0.56
0.21
69-70
437.85
23.73
300
3.04
0.72
0.535
0.16
1.33
70-71
381.02
53.58
400
2.38
0.77
0.54
0.22
0.91
71-17
493.05
71.43
400
4.22
1.03
0.54
0.22
2.08
17-18
408.59
292.85
900
0.43
0.62
0.7
0.63
0.18
18-19
574.9
292.85
900
0.43
0.62
0.7
0.63
0.25
23-24
730.28
23.77
300
8.23
1
0.37
0.11
6.01
24-25
441.11
47.54
400
13.88
1.43
0.31
0.12
6.12
25-26
389.92
68.87
450
3.11
0.91
0.48
0.22
1.21
26-27
489.18
74.67
450
1.18
0.63
0.65
0.29
0.58
27-28
661.08
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