给水排水管道系统课程设计.docx
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给水排水管道系统课程设计
《给水排水管道系统》
设计说明
系 别：
环境与市政工程学院
专业：
给水排水工程专业
姓名：
学号：
0130
指导教师：
谭水成
实习时间：
2013.12.16--2013.12.28
河南城建学院
2013年12月25日
前言
本次给排水管道的实习课程是对杭州市给排水管网进行设计，实习时间为两周，结合实际设计，使同学们对管道设计的知识和注意事项有更深刻的理解。
随着城市化进程的加快，给水排水工程已经发展成为城市建设和工业生产的重要基础设施，成为人类健康安全和工农业科技与生产发展的基础保障。
给水排水系统是为人们生活、生产、市政和消防提供用水和废水排除设施的总称。
给水排水工程由给水工程和排水工程两大部分组成。
本设计针对这两部分对杭州市给水排水管道进行设计。
设计过程中，先大致了解杭州市地形分布后，决定通过分区供水满足整个城市的用水需求。
定线，给谁水力计算，确定管径，校核等等，把定下的管径标图并整理报告。
考虑城市初步规划，以及资金投资问题，采用完全分流制排水系统。
生活污水和工业废水通过污水排水系统送至污水处理厂，经处理后再排入水体。
雨水是通过雨水排水系统直接排入水体。
课程设计让我们结合所学知识，运用CAD制图，画出杭州市给水排水管道总平面分布图，部分污水干管剖面图，及给水等水压线图等，学会灵活运用知识。
Preface
Thewatersupplyanddrainagepipelineofpracticecourseisonwatersupplyanddrainagepipenetworkinhangzhoucitydesign,practicetimefortwoweeks,combinedwiththeactualdesign,makethestudentsknowledgeofpipelinedesignandmattersneedingattentiontohaveamoreprofoundunderstanding.
Withthespeedingupofurbanization,watersupplyanddrainageengineeringhasbecometheimportantfoundationoftheurbanconstructionandindustrialproductionfacilities,becomeahumanhealthsafetyandthebasisofindustrialandagriculturalproductionanddevelopmentofscienceandtechnology.Watersupplyanddrainagesystemisforpeople'slifeandproduction,municipalandfirethefloorboardoftheruledoutwaterandwastewaterfacilities.Watersupplyanddrainageengineeringiscomposedoftwomostofthewatersupplyanddrainageengineering.Thisdesignforthetwopartsofhangzhoucitywatersupplyanddrainagepipelinedesign.
Thedesignprocess,firstageneralideaofhangzhoutopographydistribution,decidedtomeetthedemandofthewholecitywatersupplybypartition.Whoalignment,hydrauliccalculation,todeterminethepipediameter,check,etc.,thesetofpipediameterplottingandfinishingreport.Consideringthepreliminaryplanning,aswellascapitalinvestment,adoptcompletelyseparatesystemanddrainagesystem.Lifesewageandindustrialwastewaterbysenttothesewagetreatmentplants,sewagedrainagesystemwastreatedandthendischargedintowaterbody.Rainwaterisdirectlydischargedintowaterbodybyrainwaterdrainagesystem.
Let'scombineknowledgeincoursedesign,usingtheCADdrawing,drawthehangzhoucitywatersupplyanddrainagepipelinetotalplanedistribution,partofthetrunksewersection,andfeedwaterpressurediagramandsoon,learntoapplyknowledge.
第一章课程设计任务书
一、设计题目：
杭州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L/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：
85米，最低水位：
70米，常水位：
75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
第二章给水管网设计与计算
2.1供水方式的选择
该城市的地势相对比较平坦，没有太大的起伏变化。
城市的外围有一条自南向北转向东流的河流，无天然划分，故不采用分区供水；市中各工业企业对水质无特殊要求，故不进行分质供水。
综上所述，因而采用统一的给水系统。
2.2给水管网的布置
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。
1）、水厂的选址原则
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。
根据以上原则把水厂建在河流的上游。
2）、管网的定线要求
1.随水流的方向以最短的距离布置一条或数条干管，干管位置应布置在用水量较大街区通过，干管的间距，一般为500-800米。
2.连接管之间的间距一般为800-1000米。
3.干管一般沿城镇规划的道路定线，尽量避免在高级路面或重要道路下通过。
根据以上原则合理的对管网进行布置，详见平面图。
2.3基本数据的确定
由原始资料该城市位于杭州,1区273公顷，2区2216公顷人口数为273×300+2216×400=96.8万查《室外排水设计规范》可知该城市位于一分区，为大城市。
从设计规范查出：
综合生活用水定额采用300L/（人·d）；
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；
浇洒道路用水量按每平方路面每次1.5L计算；
绿化用水量按2L/d.m2计算；
城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的8%和10%计算；
2.4设计用水量计算
城市设计用水量按最高日用水量计算,包括:
居民综合生活用水、工业企业生产用水和工作人员生活用水、浇洒道路和绿化用水、城市未预见水量和管网漏失水量
居民综合生活用水。
2.4.1.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。
分区
人口密度（人/公顷）
面积（公顷）
人口数（人）
Ⅰ
300
273
81900
Ⅱ
400
2216
886400
，参考教材，取综合生活用水定额为300L/（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=300×968000=290400
2.4.2.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900×40%=360（人）。
普通车间人数3000×70%=2100（人），使用淋浴人数2100×20%=420（人）。
Q
=（900×35+2100×25+360×60+420×40）/1000=122.4（m3/d）
B工厂：
工人总数5000人，热车间人数5000×30%=1500（人），使用淋浴人数1500×80%=1200（人）。
普通车间人数5000×70%=3500（人），使用淋浴人数3500×40%=1400（人）。
Q
=（1500×35+3500×25+1200×60+1400×40）/1000=268（m3/d）
工业企业职工的生活用水和淋浴用水量Q2
Q2=Q
+Q
=122.4+268=390.4（m3/d）
（2）工业生产用水量Q4：
Q3=16000+8000=24000（m3/d）
2.4.3市政用水量Q4：
浇洒道路用水量按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；浇洒绿地水量按2000吨/天计，浇洒绿地时间定在7:
00-10:
00
Q4＝4000+2000＝6000（m3/d）
2.4.4管网漏失水量Q5
按最高日用水量的10%计算
Q5=（Q1+Q2+Q3+Q4）×10%=43419（m3/d）
2.4.5城市的未预见水量Q6
按最高日用水量的8%计算。
Q6＝（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）×8%＝38208.72（m3/d）
2.4.6最高日用水量Qd：
Qd＝Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=519264（m3/d）
2.4.7最高时用水量Qh
Qh=6010L/s
2.5清水池调节容积
由教材可知，取清水池调节容积为15%
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（m
）；
W1－清水池调节容积（m
）；
W2－消防储水量（m
），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3%计算；
W4－安全储水量
清水池调节容积W1=Qd×15%=77372.6m
消防水量W2:
该城市人口为134.6万人，确定同一时间内的火灾次数为4次，一次用水量为95L/s，火灾持续时间为2.0h故
W2＝4×95×2＝2736m
水厂自用水按最高日用水量的3%计：
W3=Qd×3%=15474.5m
清水池的安全储量W4按以上三部分容积和的10%计算。
因此清水池的有效容积为
W=（1+10%）（W1+W2+W3）=（1+10%）（77372.6+2736+15474.5）=105141.4m
2.6管段设计流量计算
2.6.1各管段长度（见表2.6.1）
表2.6.1各管段长度
管段标号
管长
有效长度
管段标号
管长
有效长度
0—1
420
210
15—16
1306
1306
1—2
1214
1214
16—17
875
875
2—3
1300
1300
17—18
588
588
3—4
1157
1157
13—18
1088
1088
4—5
834
417
8—11
669
669
5—6
1844
922
8—13
1030
1030
6—7
1249
1249
7—18
1032
1032
7—8
486
243
6—19
1052
1052
2—5
948
948
18—19
899
899
8—9
546
273
6—21
1218
1218
9—10
1422
711
19—20
1339
1339
10—11
555
555
20—21
692
692
11—12
1253
1253
5—21
594
594
12—13
1564
782
20—24
581
581
13—14
786
786
21—22
974
974
14—15
995
995
23—24
945
945
2—22
503
503
24—25
773
773
22—23
311
311
23—29
1179
1179
23—28
792
792
27—28
749
749
27—29
567
567
25—26
703
703
25—28
735
735
1—29
582
582
26—27
2336
1168
总长
41900
37174
14—17
1215
1215
2.6.2集中流量的计算
A工厂最高时集中流量为7000×1000/8×3600+（25×3000×70%+3000×30%×35）/24×3600+1200×30%×40%×60/3600+1200×70%×20%×40/3600=248L／s
B工厂最高时集中流量为3000×1000/8×3600+（25×5000×70%+5000×30%×35）/24×3600+2000×30%×80%×60/3600+2000×70%×40%×40/3600=120L／s
2.6.3比流量的计算
qs＝（Q6-∑q）/∑L
＝（6010-144-120）/36964
＝0.15177（Ｌ／s.m）
2.6.4管段沿线流量的计算（见表2.6.4）
表2.6.4管段沿线流量的计
管段编号
有效长度/m
沿线流量L／s
管段编号
有效长度/m
沿线流量L／s
0—1
210
31.87
4—17
1215
184.40
1—2
1214
184.25
15—16
1306
198.21
2—3
1300
197.30
16—17
875
132.80
3—4
1157
175.60
17—18
588
89.24
4—5
417
63.29
13—18
1088
165.13
5—6
922
139.93
8—11
669
101.53
6—7
1249
189.56
8—13
1030
156.32
7—8
243
36.88
7—18
1032
156.63
2—5
948
143.88
6—19
1052
159.66
8—9
273
41.43
18—19
899
136.44
9—10
711
107.91
6—21
1218
184.86
10—11
555
84.23
19—20
1339
203.22
11—12
1253
190.17
20—21
692
105.02
12—13
782
118.68
5—21
594
90.15
13—14
786
119.29
20—24
581
88.18
14—15
995
151.01
21—22
974
147.82
2—22
503
76.34
23—24
945
143.42
22—23
311
47.20
24—25
773
117.32
23—28
792
120.20
23—29
1179
178.94
27—29
567
86.05
27—28
749
113.68
25—28
735
111.55
25—26
703
106.69
26—27
1168
177.27
1—29
582
88.33
2.6.5节点流量的计算（见表2.6.5）
利用qi＝α∑q１ 折算系数α＝０.５
表2.6.5各节点流量的计算
节点编号
集中流量
L／s
节点流量
L／s
节点总流量
L／s
节点编号
集中流量
L／s
节点流量
L／s
节点总流量
L／s
0
120
15.94
135.94
15
165.31
165.31
1
152.26
152.26
16
156.69
156.69
2
284.85
284.85
17
192.39
192.39
3
176.51
176.51
18
259.13
259.13
4
113.08
113.08
19
236.36
236.36
5
206.98
206.98
20
187.65
187.65
6
319.05
319.05
21
249.87
249.87
7
181.33
181.33
22
128.45
128.45
8
159.12
159.12
23
231.83
231.83
9
70.69
70.69
24
165.16
165.16
10
248
90.95
338.95
25
158.84
158.84
11
177.95
177.95
26
134.42
134.42
12
146.20
146.20
27
178.46
178.46
13
264.80
264.80
28
163.51
163.51
14
215.23
215.23
29
167.25
167.25
2.6.6管网流量的分配计算
１.分配步骤：
按照管网的主要供水方向，初步拟定各管段的水流方向，并选定整个管网的控制点。
为了可靠供水，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
尽可能均匀地分配流量，并且符合水流连续性即满足节点流量平衡的条件。
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，平时流量一般不大，只有在干损坏时才转输较大的流量，因此连接管中可以分配较少的流量.
2.6.7确定管径
（1），把最高日最高时的流量进行预分配
（2）根据分配的流量用平均经济流速来进行选管径，参照界限流量表（见表2.6.7-2）
表2.6.7-2界限流量表
管径㎜
界限流量L／s
管径㎜
界限流量L／s
100
＜9
450
130-168
150
9-15
500
168-237
200
15-28.5
600
237-355
250
28.5-45
700
355-490
300
45-68
800
490-685
350
68-96
900
685-822
400
96-130
1000
822-1120
（）
2.6.8管网平差
利用合工大平差软件进行管网平差，分析评查结果发现第八环中的一个管段小，故考虑把管径用原来的500变为400，不再进行二次平差。
节点水压的计算：
选择10点为控制点，由于楼层高为7层，故10点的自由水压为32米该点的地面高程由等高线求得为89.19，则该点要求的水压表高为89.19+32=121.19米。
管网平差结果
===============================
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