宁波市给水排水管道工程设计计划书.docx
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宁波市给水排水管道工程设计计划书
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第一章课程设计任务书
一、设计题目：
宁波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、张奎、宋丰明、刘萍
第二章给水管网设计与计算
2.1给水管网布置及水厂选址
该城市有一条自南向北转自西向东向西流的水量充沛，水质良好的河流，可以作为生活饮用水水源。
该城市的地势相对比较平坦没有太大的起伏变化。
城市的街区分布比较均匀，城市中各工业企业对水质无特殊要求。
因而采用统一的给水系统。
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。
3干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度。
4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。
5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。
6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。
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。
2.2给水管网设计计算
2.2.1.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。
表1-1
分区
人口密度（人/公顷）
面积（公顷）
人口数（人）
Ⅰ
300
1203
360900
400
531
212400
宁波位于浙江省，总人口57.33万，位于一区，为大城市，参考《给水排水管道系统》教材表4-2，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=
=
=171990
2.2.2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）
2.2.3市政用水量Q4：
市政用水量不记，
=0。
2.2.4管网漏失水量Q5M
按最高日用水量的10%计算
Q5=（Q1+Q2+Q3+Q4）×10%=（171990+390.4+24000+0）×10%=19638.04（m3/d）
2.2.5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%＝17281.47（m3/d）
2.2.6最高日用水量Qd：
Qd＝Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=233300（m3/d）
2.2.7最高时用水量
最高日平均时用水量
（m3/d）为
=
=
=9720.8（m3/h）
最高日最高时设计用水量
=
=1.2×9720.8=11664.96（m3/h）（城市用水量日变化系数表，大城市1.2~1.4之间，大中城市的用水量比较均匀，
值较小，可取下线）。
2.3清水池调节容积
在缺乏用水量变化规律的资料时，城市水厂的清水池调节容积，凭借运转经验，按最高日用水量的10%~20%估算。
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（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5%计算；（一般等于最高日用水量的5%~10%）。
W4－安全储水量
清水池调节容积W1=Qd×10%=23330m
消防水量W2:
该城市人口为57.33万人，确定同一时间内的火灾次数为3次，一次用水量为95L/s，火灾持续时间为2.0h故
W2＝3×95×2＝2052m
水厂自用水按最高日用水量的5%计：
W3=Qd×5%=11665m
清水池的安全储量W4按最高日用水量的10%计算。
（对于配水管网中无调节构筑物清水池有效容积可按最高日用水量的10%~20%考虑）。
因此清水池的有效容积为
W=（1+10%）（W1+W2+W3）=（1+10%）（23330+2052+11665）=40751.7m
2.3.2清水池尺寸计算
一般当水池容积小于2500m
时，以圆形较为经济，大于2500m
时以矩形较为经济。
清水池个数或分格数，一般不少于两个，并且可以单独工作。
所以，取有效水深5m，分成4格，每格设为正方形，则池宽为
=45.14m，取46米，则清水池边长为46×2=92m
清水池采用半地下式，最低水位高程为调节容积、水厂自用水及安全用水储量与消防用水储量交界线，则清水池的最低水位高程87.00-2.5+
+
=85.18m
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。
2.4管网水力计算
集中用水量主要为工厂的生产用水量和职工生活用水量，当工人淋浴时间与最大时供水重合时淋浴用水也应该计入集中用水量，否则不计入集中用水量。
2.4.1最大时集中流量为：
A、B两厂的集中处流分别设在1、29节点。
∑
=（390.4+24000）（m3/d）=282.3（L/s）
2.4.2比流量计算：
=（Qh-∑
）/∑L
=（3240.3-282.3）/34902.8
=0.09（L/（s.m））
Qh——为最高日最大时用水量L/s
∑
——为大用户集中流量L/s
∑L——管网总的有效长度m
2.4.3沿线流量计算:
沿线流量的计算按下公式
qi-j＝qsLi-j
Li-j—有效长度；m
qs—比流量L/s.m
表2-1沿线流量按管段计算见表
管段
长度L/m
管段计算长度Li-j/m
沿线比流量qs
沿线流量qi-j/（L/s）
1-2
538
538
0.09
48.42
1-8
505
252.5
22.73
2-3
554.5
554.5
49.9
2-5
1563
1563
140.67
3-4
1165.5
1165.5
104.9
4-5
808.5
808.5
72.77
4-17
729.5
729.5
65.66
5-6
289
289
26.01
5-16
921
921
82.89
6-7
462.5
462.5
41.63
6-14
958
958
86.2
7-8
1154.5
1154.5
103.9
7-13
961.5
961.5
86.54
8-9
939
469.5
44.7
9-10
457.5
228.8
20.6
9-12
1926.5
1926.5
173.4
10-11
1688
844
76
11-12
755
377.5
34
12-13
881.5
440.8
39.7
13-14
570
570
28.5
13-22
2502.5
1251.3
112.6
14-15
704
704
63.36
14-21
1220
1220
109.8
15-16
572
572
51.5
15-18
1316.5
1316.5
118.5
16-17
792.5
792.5
71.3
18-19
882
882
79.4
18-21
1051.5
1051.5
94.6
19-20
1070
1070
96.3
19-23
570
570
51.3
19-31
581.5
581.5
52.3
20-21
1238
1238
111.4
20-22
1287.5
1287.5
115.9
20-30
500
500
45
23-24
880
880
79.2
23-26
1508.2
1508.2
135.7
24-25
1712.5
1712.5
154.1
25-26
693.5
693.5
62.4
26-27
842.5
842.5
75.8
27-28
1295
647.5
58.3
27-31
551.7
551.7
50
28-29
1240
1240
111.6
29-30
1209
1209
108.8
30-31
801
801
72.1
合计
34902.8
管段中任一点的节点流量等于该点相连各管段的沿线流量总和的一半，
qi＝α∑q１
α:
折算系数取α＝０.５`
∑q：
相连的个管段沿线流量和
表2-2节点流量计算表
节点
连接管段
节点流量
集中流量
节点总流量
1
1-2、1-8
35.6
95.7
131.3
2
1-2、2-3、2-5
119.5
119.5
3
2-3、3-4
77.4
77.4
4
3-4、4-5、4-17
121.7
121.7
5
2-5、4-5、5-16、5-6
161.2
161.2
6
5-6、6-7、6-14
153.8
153.8
7
6-7、7-8、7-13
116
116
8
1-8、8-9、8-7
85.7
85.7
9
8-9、9-10、9-12
119.4
119.4
10
9-10、10-11
48.3
48.3
11
10-11、11-12
55
55
12
9-12、11-12、12-13
123.6
123.6
13
7-13、12-13、13-14、13-22
133.7
133.7
14
6-14、13-14、14-15、14-21
144
144
15
14-15、15-16、15-18
116.7
116.7
16
5-16、15-16、16-17
102.8
102.8
17
4-17、16-17
137
137
18
15-18、18-19、18-21
146.3
146.3
19
18-19、19-20、19-23、19-31
139.7
139.7
20
19-20、20-21、20-22、20-30
184.3
184.3
21
14-21、18-21、20-21
157.9
157.9
22
13-22、20-22
114.3
114.3
23
19-23、23-24、23-26
133.1
133.1
24
23-24、24-25
116.7
116.7
25
24-25、25-26
108.3
108.3
26
23-26、25-26、26-27
137
137
27
26-27、27-28、27-31
92
92
28
27-28、28-29
85
85
29
28-29、29-30
110
186.6
296.6
30
20-30、29-30、30-31
113
113
31
19-31、27-31、30-31
87.2
87.2
合计
3576.2
282.3
3858.5
2.5管网平差
2.5.1环状管网流量分配计算与管径确定
1.根据节点流量进行管段的流量分配，分配步骤：
1按照管网主要方向，初步拟定各管段的水流方向，并选定整个管网的控制点。
2为可靠供水，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的分配流量，并且满足节点流量平衡的条件。
3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，平时流量不大，只有在干管损坏时才转输较大的流量，因此连接管中可以较少的分配流量。
2.管径的确定
各管段管径从界限流量表中查得。
3.流量初分配，管径初选择如下表2-5：
表2-3最大时流量分配表
管段
长度L/m
管段计算长度Li-j/m
初选管径
初分配流量（l/s）
1-2
538
538
1600
2000
1-8
505
252.5
1500
1727.2
2-3
554.5
554.5
1000
880.5
2-5
1563
1563
1000
1000
3-4
1165.5
1165.5
900
803.1
4-5
808.5
808.5
350
81.4
4-17
729.5
729.5
800
600
5-6
289
289
1000
900
5-16
921
921
300
20
6-7
462.5
462.5
300
46.2
6-14
958
958
900
700
7-8
1154.5
1154.5
900
800
7-13
961.5
961.5
900
730.2
8-9
939
469.5
1000
841.5
9-10
457.5
228.8
700
400
9-12
1926.5
1926.5
700
322.1
10-11
1688
844
700
351.7
11-12
755
377.5
700
296.7
12-13
881.5
440.8
700
495.2
13-14
570
570
500
200
13-22
2502.5
1251.3
900
891.7
14-15
704
704
250
30
14-21
1220
1220
900
786
15-16
572
572
700
380.2
15-18
1316.5
1316.5
500
233.3
16-17
792.5
792.5
700
463
18-19
882
882
500
215.1
18-21
1051.5
1051.5
400
128.1
19-20
1070
1070
500
693.1
19-23
570
570
500
600
19-31
581.5
581.5
500
168.5
20-21
1238
1238
800
500
20-22
1287.5
1287.5
900
777.4
20-30
500
500
700
400
23-24
880
880
500
300
23-26
1508.2
1508.2
500
166.9
24-25
1712.5
1712.5
500
183.3
25-26
693.5
693.5
350
75
26-27
842.5
842.5
350
104.9
27-28
1295
647.5
500
294.2
27-31
551.7
551.7
500
281.3
28-29
1240
1240
500
209.2
29-30
1209
1209
350
87
30-31
801
801
500
200
合计
34902.8
2.5.2环状网平差（最高用水时）：
以最高日最高时用水量确定的管径为基础，将最高时用水量分配、管段流量进行管网平差，
平差结果见下表
表2-4管网评查结果表
第1环
编号
流量
损失
hf'
1
2013.81
0.35
0.32
4
1093.25
3.26
5.52
8
926.38
0.44
0.89
10
-43.86
-0.88
37.13
-12
-906.07
-2.84
5.81
-2
-1713.39
-0.34
0.36
总h=-.0002
总hf'=50.0331
△q=.0035
第2环
编号
流量
损失
hf'
3
801.06
0.65
1.5
5
723.66
1.89
4.84
6
43.7
0.72
30.54
-4
-1093.25
-3.26
5.52
总h=.0023
总hf'=42.4078
△q=-.0532
第3环
编号
流量
损失
hf'
-6
-43.7
-0.72
30.54
7
558.26
1.3
4.31
26
421.26
1.61
7.06
-9
-49.17
-2.16
81.5
总h=.0197
总hf'=123.4102
△q=-.16
第4环
编号
流量
损失
hf'
9
49.17
2.16
81.5
24
367.63
0.9
4.54
-22
-18.67
-0.67
66.34
-11
-816.45
-1.94
4.41
-8
-926.38
-0.44
0.89
总h=.0084
总hf'=157.6684
△q=-.0534
第5环
编号
流量
损失
hf'
11
816.45
1.94
4.41
-20
-175.08
-1.17
12.37
-13
-746.21
-1.65
4.1
-10
43.86
0.88
37.13
总h=.0025
总hf'=58.0051
△q=-.0439
第6环
编号
流量
损失
hf'
12
906.07
2.84
5.81
13
746.21
1.65
4.1
-19
-375.31
-1.44
7.11
-16
-304.79
-2.14
13.02
-14
-721.61
-0.91
2.33
总h=0
总hf'=32.3684
△q=.0014
第7环
编号
流量
损失
hf'
16
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