我的设计 2.docx
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我的设计2
《水污染控制工程（上）》
课程设计
目录
摘要3
1前言4
2工程概况4
2.1地区地形设计资料4
2.2地区给水排水设计资料5
3设计内容7
4污水排水管网设计计算8
4.1定线8
4.2街区面积，综合生活污水定额，地面标高计算8
4.3划分设计管段，计算设计流量10
4.4水力计算13
4.5绘制管道平面图和剖面图16
5雨水排水管网设计计算16
5.1定线16
5.2各项基本参数确定17
5.3雨水管渠水力计算17
5.4绘制管道平面图和剖面图21
6总结21
7参考文献22
8图纸清单22
摘要
本次的排水管网课程设计任务是进行我国西北某市的污水排水管网和雨水排水管网的设计。
根据课程设计任务书上所提供的各种数据及材料，并结合参考文献上的公式和经验数据，本次设计采用雨水污水分流制排放体系。
具体内容包括污水和雨水干管及主干管的排水管网布置，首先在所提供的城市平面图上进行排水管网的初步设计，此时需要考虑流量要求、施工条件、成本节约等因素。
其后确定管网排布设计无误后，进行排水设计管段的水力计算，其中包括各设计管段的管长、设计流量、管道数据的选取（流量、流速、管径、充满度）、管道输水能力、标高（地面、管内水面、管内底）、以及管道埋深等等。
最后绘制污水管网和雨水管网的平面图和主干管的剖面图。
§1前言
本次课程设计的内容是为西北某市设计一套完整的市政排水设施，包括污水与雨水的排水管网。
设计内容包括排水管网的排布以及各设计管段的水力计算，不需要对排水管的材质进行选择，并且还要为该市的污水处理厂选址。
因此本设计书包括设计的工程概况，包括该地区实际情况与设计资料，污水与雨水排水管网的设计的详细计算过程（举例），以及详细数据表格等项目。
§2工程概况
2.1地区地形设计资料
现西北某市，需要进行排水系统的初步设计，该地区地势较平坦，坡度较小。
在城区中部有一条自西向东流的天然河流，河流常年水位2m。
城区在建设中被分成了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ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。
工程要求设计污水管道系统和雨水管道系统的排水管网布置，布置要合理，论证要充分；对排水管道要进行相应的水力计算，计算要求准确，符合设计精度。
污水管道使用的是钢筋混凝土圆管，不满流n=0.014；雨水管道使用的是钢筋混凝土圆管，满度n=0.013。
2.2地区给水排水设计资料
一、设计资料
1．城市总平面图。
现有的比例为1：
10000的西北地区平面图一张，图中有等高线。
2．城市人口密度见表1。
表1城市人口密度
区域
人口密度（人/ha）
Ⅰ区
500
Ⅱ区
500
Ⅲ区
480
Ⅳ区
465
Ⅴ区
487
3．该市的冰冻深度为0.7米
4．工业企业的生产排水见表2。
表2工业企业生产排水设计流量
工业企业名称
排水设计流量（L/s）
工厂甲
20
工厂乙
30
管道出口埋深2.0m
5．水体特征：
最高水位：
2.5米，最低水位：
1.5米
常水位：
2米，最低水位时河床宽度：
6米
6.气象资料：
年平均气温：
15℃，年最高气温：
39.6℃
年最低气温：
-16℃，冰冻深度：
0.7米
7．暴雨设计重现期为1年，地面集水时间t1为11min。
该城市的暴雨强度公式为：
。
二、设计任务
1、完成该城排水管网（污水和雨水）的初步设计；
2、进行污水总干管的水力计算；
3、污水干管选择一条进行水力计算；
4、计算一条雨水干管
三、提交的成果
1、设计说明书、计算书一份（15页以上）；
2、管道总平面图一张；
3、管道纵断面图一张（污水总干管）。
四、主要设计参考书
1．《室外排水设计规范》（GB50014-2006）中国计划出版社
2．《给水排水管网工程》，化学工业出版社，汪翙主编，2006
3．《给水排水设计手册》（第二版）第1、2、3、5、11册
4．《排水工程》上册（第四版）孙慧修主编中国建筑工业出版社2003
5．《给排水管道设计与施工》邢丽贞主编化学工业出版社2004
§3设计内容
在人类的生活中，使用着大量的水，在使用过程中水受到不同程度的污染，改变了原有的化学成分和物理性质，变为污水或废水，在本次设计中主要涉及到了污水和雨水排水管网的设计和计算，包括了污水管道的计算和敷设、雨水管道的设计计算和敷设以及管道平面图和主干管剖面图等排水相关设计项目。
由于本设计排水采用雨水、污水分流制，以减少对水体和环境的污染。
故在城市东南侧河流下游设计污水处理厂，雨水直接排入市政雨水管道并最终分区进入河流。
本设计中，城市污水设计总流量包括生活污水设计流量和工业废水设计流量两部分。
§4污水排水管网设计计算
4.1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南北高中间低，坡度较小，划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅳ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。
4.2街区编号及街区面积计算，综合生活污水定额，地面标高的计算
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。
计算各区面积，并将计算结果列入表3中。
②综合生活污水定额确定：
由《排水工程》上册（第四版）孙慧修主编P160附录2-1注2查得河南省应属于三区，由注1查得该城市属于小城市，即取区间170～300L/（cap·d）之间，得到综合生活污水定额为180L/（cap·d）。
将此值带入污水管道计算中以得到相应结果。
③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。
街区面积表表3
街区编号
面积（公顷）
街区编号
面积（公顷）
街区编号
面积（公顷）
街区编号
面积（公顷）
1
3.84
45
1.6
89
4.89
133
4.18
2
3.84
46
6.3
90
3.1
134
21.19
3
3.2
47
5.82
91
3.11
135
1.77
4
3.2
48
14.72
92
3.2
136
4.25
5
5.41
49
6.53
93
3.2
137
2.12
6
4.42
50
4.52
94
4.11
138
5.17
7
3.21
51
4.42
95
4.38
139
4.68
8
3.2
52
3.95
96
3.39
140
3.2
9
3.2
53
8.02
97
4.04
141
4
10
5.35
54
3.58
98
4.96
142
3
11
3.02
55
5.08
99
3.2
143
4.5
12
2.72
56
5.48
100
3.68
144
3.28
13
3.2
57
10.09
101
5.41
145
3.8
14
3.2
58
9.22
102
4.03
146
3.8
15
3.7
59
3.6
103
4.43
147
3.19
16
4.16
60
1.8
104
2.92
148
3.77
17
5.23
61
23.25
105
4.29
149
4.79
18
3.47
62
4.61
106
5.29
150
10.95
19
4.47
63
3.68
107
1.13
151
3.66
20
4.2
64
3.65
108
2.17
152
4.23
21
4
65
7.98
109
2.96
153
4.23
22
3.61
66
10.01
110
2.08
154
3.65
23
2.66
67
9.27
111
3.79
155
4.57
24
3.88
68
3.97
112
3.72
156
1.48
25
3.73
69
4.44
113
3.71
157
3.5
26
3.93
70
2.96
114
4.9
158
3.8
27
4.18
71
3.97
115
5.13
159
3.8
28
5.72
72
3.51
116
5.13
160
3.2
29
3.46
73
3.35
117
1.48
161
4
30
3.45
74
2.3
118
3.03
162
3
31
3.72
75
2.38
119
2.99
163
4.6
32
2.51
76
3.67
120
2.17
164
3.4
33
4.99
77
4.35
121
4.07
165
5.13
34
4.57
78
8.72
122
6.54
166
5.13
35
5.42
79
7.58
123
6.54
167
2.73
36
2.81
80
8
124
9.04
168
3.48
37
2.66
81
5.99
125
6.01
169
2.42
38
6.26
82
6.73
126
8.14
170
3.42
39
5.02
83
4.47
127
9.34
171
2.38
40
2.17
84
3.2
128
8.41
172
1.88
41
4.05
85
3.2
129
2.48
173
3.19
42
3.87
86
3.2
130
3.04
174
2.25
43
4.98
87
3.2
131
2.72
175
2.85
44
6.01
88
4.06
132
5.7
4.3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。
各设计管段设计流量列表进行计算，如表
1.居民生活污水流量：
30-32-5污水干管污水流量表4
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）
30-32
无
0
0
0
0
0
2.3
0
20
0
22.3
31-32
13
3.2
1.04
3.32
0
3.32
2.3
7.65
0
0
7.65
33-32
14
3.2
1.04
3.32
0
3.32
2.3
7.65
0
0
7.65
32-5
无
0
0
0
6.65
6.65
2
13.3
0
20
33.3
Ⅰ、Ⅱ区污水总干管污水流量表5
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
18
3.47
1.04
3.61
0
3.61
2.3
8.3
0
0
8.303
2-3
19
4.47
1.04
4.65
3.61
8.26
2
16.52
0
0
16.52
3-4
20
4.2
1.04
4.37
14.23
18.6
1.8
33.48
0
0
33.48
4-5
21
4
1.04
4.16
18.6
22.76
1.8
40.96
0
0
40.96
5-6
22
3.61
1.04
3.76
29.42
33.18
1.8
59.72
20
0
59.72
6-7
23
2.66
1.04
2.77
33.18
35.95
1.8
64.71
0
20
84.71
7-8
16
4.16
1.04
4.33
53.81
58.14
1.7
98.83
0
20
118.83
8-9
17
5.23
1.04
5.44
58.14
63.58
1.7
108.08
0
20
128.08
9-10
无
0
0
0
85.45
85.45
1.6
136.72
0
20
156.72
10-11
28
5.72
1.04
5.95
85.45
91.4
1.6
146.24
0
20
166.24
11-12
29
3.46
1.04
3.6
95.28
98.88
1.6
158.2
30
20
178.2
12-13
30
3.45
1.04
3.59
98.88
102.47
1.5
153.7
0
50
203.7
13-14
31
3.72
1.04
3.87
110.91
114.78
1.5
172.17
0
50
222.17
14-15
32
2.51
1.04
2.61
114.78
117.39
1.5
176.08
0
50
226.08
15-16
无
0
0
0
117.39
117.39
1.5
176.08
0
50
226.08
16-17
无
0
0
0
117.39
117.39
1.5
176.08
0
50
226.08
①比流量计算：
本设计任务为西北地区某城市排水管网设计，因此根据《排水工程》附录2-1：
综合生活用水定额表，选取湖北地区居民生活污水定额为180L/（cap•d）。
且Ⅰ、Ⅱ区的人口密度为500cap/ha，则每ha街区面积额的生活污水平均流量（比流量）为：
1.04（L/（s*ha））
②本段流量：
从管段沿线街坊直接排入设计管段（干管或主干管）的生活污水平均流量。
式中：
③转输流量：
从旁侧支管或游的设计管段转输的生活污水平均流量。
④合计平均流量：
生活污水本段流量与转输流量之和。
⑤总变化系数：
《室外排水设计规范》（GBJ14-87）
污水平均日流量
（L/s）
5
15
40
70
100
200
500
≥1000
总变化系数
2.3
2.0
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4
1.3
式中：
-----平均日平均时污水流量（合计平均流量）（L/s）。
当
<5L/s时，
=2.3；
当
>1000L/s时，
=1.3。
⑥生活污水设计流量：
合计平均流量与总变化系数的乘积。
2.集中流量：
从工业企业或其他大型公共建筑物流来的污水量。
1本段流量：
本设计任务中，没有直接排入设计管段的集中流量，因此流量计算表中本段流量一栏无值。
2转输流量：
本设计任务中，集中流量的转输流量都由工厂产生，工厂甲、乙的排水设计流量见表2。
3.总设计流量：
居住区生活污水量+集中流量=总设计流量。
4.4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下表。
污水主干管水力计算表
表6
管段编号
长度
L/m
设计流量
Q/（L`s-1）
管径
D/mm
管坡
i
流速
v/（m`s-1）
充满度
H/d
水深
H/m
管底降落量
iL/m
高程/m
覆土厚度/m
地面坡度
I
地面
水面
管底
上端
下端
上端
下端
上端
下端
上端
下端
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）=
（4）×（7）
（9）=（5）×
（2）
（10）（11）
由地形图得
（12）
（13）
（14）
（15）
（16）
（17）
（18）
查水力计算图、表
1-2
577
8.303
300
0.003
0.6
0.25
0.075
1.731
85.50
85.46
84.42
82.76
84.50
82.76
0.7
2.39
0.02
2-3
244
16.52
300
0.003
0.6
0.40
0.120
0.732
85.46
85.51
82.76
82.03
82.64
81.91
2.51
3.29
-0.025
3-4
276
33.48
350
0.0017
0.6
0.55
0.192
0.4692
85.51
85.52
82.03
81.56
81.84
81.37
3.31
3.79
-0.005
4-5
255
40.96
350
0.0017
0.6
0.60
0.210
0.4335
85.52
85.49
81.56
81.13
81.35
80.92
3.81
4.21
0.015
5-6
289
59.72
400
0.0017
0.6
0.65
0.260
0.4913
85.49
85.47
81.13
80.64
80.87
80.38
4.21
4.68
0.01
6-7
334
84.71
450
0.002
0.8
0.60
0.270
0.668
85.47
85.48
80.65
79.98
80.92
79.71
4.0
5.31
-0.005
7-8
226
118.83
500
0.0016
0.8
0.65
0.325
0.3616
85.48
85.49
79.98
79.62
79.66
79.29
5.32
5.69
-0.005
8-9
383
128.08
500
0.0018
0.85
0.65
0.325
0.6894
85.49
85.48
79.62
78.93
79.29
78.60
5.69
6.37
0.005
9-10
420
156.72
600
0.0012
0.75
0.60
0.360
0.504
85.48
85.49
78.86
78.36
78.50
78.00
6.37
6.88
-0.005
10-11
296
166.24
600
0.0013
0.80
0.65
0.390
0.3848
85.49
85.48
78.36
77.98
77.97
77.59
6.91
7.28
0.005
11-12
299
178.20
600
0.0015
0.85
0.65
0.390
0.4485
85.48
85.47
77.98
77.53
77.59
77.14
7.28
7.72
0.005
12-13
243
203.70
700
0.0008
0.7
0.70
0.490
0.1944
85.47
85.47
77.53
77.33
77.04
76.84
7.72
8.72
0
13-14
338
222.17
700
0.0009
0.75
0.70
0.490
0.3042
85.47
85.48
77.33
77.03
76.84
76.54
7.92
8.23
-0.005
14-15
297
226.08
700
0.0009
0.75
0.70
0.490
0.2673
85.48
85.48
77.03
76.76
76.54
76.27
8.23
8.50
0
15-16
663
226.08
700
0.0009
0.75
0.70
0.490
0.5967
85.48
85.49
76.76
76.17
76.27
75.68
8.50
9.10
-0.005
16-17
888
226.08
700
0.0009
0.75
0.70
0.490
0.7992
85.49
85.49
76.17
75.37
75.68
74.88
9.10
9.90
0
1.管段长度：
从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，列入表6的第2项中。
2.检查井地面标高：
将各设计管段的设计流量列入表中第3项。
由表5得各管段的设计流量为。
设计管段起讫点检查井出的地面标高，由CAD图中，内差法计算得到，列入表中第10、11项。
3.地面坡度：
，作为确定管道坡度时的参考。
4.确定设计管段管径以及设计流速v，设计坡度I，设计充满度h/D:
根据《管道水力计算图》确定以上各个参数
5.降落量：
（5）X
（2）=（9），将各个计算量填入第9项
6.水深的计算:
（8）=（4）X（7），将各个计算量填入第8项
7.设计管段上、下段管内底标高，水面标高，埋设深度计算：
①根据:
《室外排水设计规范》规定：
无保温措施的生活污水管道或水温与生活污水接近的工业废水管道，管底可埋设在冰冻线以上0.15m。
车行道下污水管最小覆土厚度不宜小于0.7m。
街坊污水管道起点最
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