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》课程设计

计算说明书

题目：

长沙市给水排水管道工程设计

学院：

市政与环境工程学院

专业：

给排水科学与工程

姓名：

庄晨

学号：

024411110

指导老师：

谭水成、张奎、宋丰明、刘萍

完成时间：

2013年12月26日

前言

随着现代建设的发展，给水排水逐渐发展成一门国家重要学科。

给排水工程可以分为给水管道工程和排水管道工程两大类。

给水排水管道系统的学习应用已经表现在社会生活中越来越重要的地位，城市的现代化建设都离不开给水排水。

所以学好给水排水对我们将来建设现代化城市有极其重要的作用，我们很重视这次给水排水课程设计。

我们这次课程设计主要任务是设计某城市某地区的给水排水管道设计：

它主要包括城市给水管网扩初设计和城市排水管网扩初设计。

在设计过程中要首先仔细阅读设计任务书中的原始资料，对设计的该城市有全面的了解。

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（建设）投资也很大,一般约占给水排水工程总投资的50%-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。

Foreword

Withthedevelopmentofmodernconstruction,watersupplyanddrainagegraduallydevelopedintoanationalkeydiscipline.Watersupplyanddrainageengineeringcanbedividedintothepipelineofwatersupplyengineeringanddrainagepipelineprojectintwocategories.

Watersupplyanddrainagepipesystemlearningapplicationshavebeendemonstratedinsociallifeisbecomingmoreandmoreimportantposition,citymodernizationisinseparablefromthewatersupplyanddrainage.Sowellofwatersupplyanddrainageforourfutureconstructionmodernizationcityareextremelyimportantrole,weattachgreatimportancetothewatersupplyanddrainagedesign.

Ourdesignofthiscoursethemaintaskisthedesignofacityinacertainareaofthefeedwateranddrainagepipelinedesign:

itmainlyconsistsofcitywatersupplynetworkpreliminarydesignandcitydrainagepipenetworkexpansiondesign.InthedesignprocesstofirstreadthedesigntaskBookSourcebook,todesignthecityhasacomprehensiveunderstandingof.

Watersupplyanddrainagepipenetworksofwatersupplyandsewerageengineeringprojectisaveryimportantpartoftherequired（construction）,investmentislarge,generallyaboutwatersupplyanddrainageprojectswithatotalinvestmentof50%-80%.Atthesametime,networkengineeringsystemdirectlytoservethepeople,andthepeople'slivingandproductionactivitiesarecloselyrelated,anyportionofthefailure,cantopeoplelife,productionandsecurityfireandotherproducegreatinfluence.

第1章课程设计任务书

一、设计题目：

长沙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

320

Ⅱ

180

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7000吨/天，最大班用水量：

3000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80%；一般车间使用淋浴者占20%。

2）B工厂，日用水量5500吨/天，最大班用水量：

2000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90%；一般车间使用淋浴者占10%。

3）火车站用水量为15L/s。

4、城市土质种类为粘土，地下水位深度为7米。

5、城市河流水位：

最高水位：

75米，最低水位：

60米，常水位：

65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2章给水管网设计与计算

2.1给水管网布置及水厂选址

该城市有一条由北向南转向西的河流，该河水量充沛，水质良好，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。

但由于城市被一条河流分割成两部分，因而采用分区的给水系统。

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

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2-1城市人口计算表

分区

人口密度（人/公顷）

面积（公顷）

人口数（人）

Ⅰ

320

2440

780800

Ⅱ

180

376

67860

长沙市位于湖南省，为一区。

参考《给水排水管道系统》教材表4-2，1号分区780800人，为大城市，所以最高日综合生活用水定额为240～390L/（人·d），故取综合生活用水定额为350L/（人·d）。

2号分区67860人，为中小城市，所以最高日综合生活用水定额为220~370L/（人·d），故取综合生活用水定额为350L/（人·d）。

用水普及率为100%。

2.2.1一区水量计算

1、一区生活用水量计算Q1

居民最高日综合生活用水量Q1：

Q1=qNf/1000=350×780800×100%=273280

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／（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%

2、一区工业用水量计算Q2

（1）工业企业职工的生活用水量q1：

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.

q1=（3000×70%×25+3000×30%×35）/1000=84（m3/d）

（2）工业企业职工的淋浴用水量q2：

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：

360×80%×60+840×20%×40=24（m3/d）

270×80%×60+630×20%×40=18（m3/d）

表2-2A工厂职工淋雨用水量

班次

总人数

热车间人数

一般车间人数

用水量

最大班

1200

360

840

甲班

900

270

630

乙班

900

270

630

淋浴用水量：

q2=24+18+18=60（m3/d）

（3）工业生产用水量q3：

q3=70000（m3/d）

Q2=q1+q2+q3=70144（m3/d）=815.6（L/s）

3、一区市政用水量Q3：

浇洒道路用水量按2.0L/m2计算；每天浇洒2次,其面积为总面积的5%。

绿化用水量按2L/m2计，由于面积太大浇洒面积按总面积的5%算

Q3=2×2.0×5%×2440×104+2.0×5%×2440×104=7320000L/d=7320m3/d

4、一区管网漏失水量和未遇见水量Q4

城市管网漏水Q4按Q1,Q2,Q3的10%~12%计算，未遇见水量按Q1,Q2,Q3,Q4的8%~12%计算

Q5＝（Q1+Q2+Q3）11%+（Q1+Q2+Q3+Q4）×10%＝77514.424（m3/d）

5、一区最高日设计用水量Qd：

Qd＝（1.15~1.25）（Q1+Q2+Q3+Q5）＝513910（m3/d）

6、一区消防用水量：

根据《建筑设计防火规范》该城市一区消防用水量定额为95L/s，同时火灾次数为3次。

一区消防用水量为：

Q6=3×95=285L/s

7、一区最高日最高时用水量

Qh=khQd/86.4=（1.2~1.4）×5948=7732L/s

Qh—--最高日最高时用水量

Kh----城市用水日变化系数表

Qd----最高日设计用水量

表2-3城市用水日变化系数表

特大城市

大城市

中等城市

小城市

1.1~1.3

1.2~1.4

1.3~1.5

1.4~1.8

8、一区清水池容积

W=W1+W2+W3+W4

式中W－清水池总容积m3,按最高日用水量的10%~20%计算,这里取15%；

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5%!

~10%计算，这里取8%；

W4－安全贮量

W1=15%Qd=15%×513910=77086.5m3=77086500L

一区人口在70~80之间，查《给水排水管道系统》一次用水量95L/s，同一时间灭火次数3次。

W2=3×95×2×3600=2052000L

W3=8%Qd=41112.8m3

W1+W2+W3＝120251.3m3

W4=（W1+W2+W3）/6=20041.9m3

W=W1+W2+W3+W4=140293.2m3

2.1.2二区水量计算

1、二区生活用水量计算Q1

居民最高日综合生活用水量Q1：

Q1=qNf/1000=350×67860×100%=23751

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／（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%

2、二区工业用水量

（1）工业企业职工的生活用水量q1：

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.

q1=（5000×70%×25+5000×30%×35）/1000=140（m3/d）

（2）工业企业职工的淋浴用水量q2：

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：

600×90%×60+1400×10%×40=38（m3/d）

450×90%×60+1050×10%×40=28.5（m3/d）

表2-4B工厂职工淋雨用水量

班次

总人数

热车间人数

一般车间人数

用水量

最大班

2000

600

1400

甲班

1500

450

1050

28.5

乙班

1500

450

1050

28.5

淋浴用水量：

q2=38+28.5+28.5=95（m3/d）

（3）工业生产用水量q3：

q3=55000（m3/d）

Q2=q1+q2+q3=55235（m3/d）=639（L/s）

3、二区市政用水量Q3：

浇洒道路用水量按2.0L/m2计算；每天浇洒2次,其面积为总面积的5%。

绿化用水量按2L/m2计，由于面积太大浇洒面积按总面积的5%算

Q3=2×2.0×5%×377×104+2.0×5%×377×104=1131000L/d=1131m3/d

4、二区管网漏失水量和未遇见水量Q5

城市的管网漏水Q4按Q1,Q2,Q3的10%~12%计算，未遇见水量按Q1,Q2,Q3,Q4的8%~12%计算

Q5＝（Q1+Q2+Q3）11%+（Q1+Q2+Q3+Q4）×10%＝17706（m3/d）

5、二区最高日设计用水量Qd：

Qd＝（1.15~1.25）（Q1+Q2+Q3+Q5）＝117387.4（m3/d）

6、二区消防用水量：

根据《建筑设计防火规范》该城市一区消防用水量定额为35L/s，同时火灾次数为2次。

一区消防用水量为：

Q7=2×35=70L/s

7、二区最高日最高时用水量

Qh=khQd/86.4=（1.4~1.8）×117387.4=2038L/s

Qh—--最高日最高时用水量

Kh----城市用水日变化系数表

Qd----最高日设计用水量

9、二区清水池容积

W=W1+W2+W3+W4

式中W－清水池总容积m3,按最高日用水量的10%~20%计算,这里取15%；

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5%!

~10%计算，这里取8%；

W4－安全贮量

W1=15%Qd=15%×117387.4=17608.11m3/d=204L/s

一区人口在70~80之间，查《给水排水管道系统》一次用水量95L/s，同一时间灭火次数3次。

W2=2×35×2×3600=504000L=504m3

W3=8%Qd=9391m3

W1+W2+W3＝120251.3m3

W4=（W1+W2+W3）/6=84052L/s

W=W1+W2+W3+W4=588365L/s

2.2给水管网水力计算

2.2.1一区给水管网水力计算

1、比流量

qs=（Qh-∑q）/∑L=0.164（L/（s.m））

Qh----为最高日最大用水量L/s;

∑q---为大用户集中流量L/s;

∑L---管网总的有效长度m

表2-5一区比流量

管段

管长/m

有效长度/m

比流量L/（s*m）

沿线流量（L/s）

1-2

593

0.164

97.252

1-40

1005

0.164

164.82

2-20

505

0.164

82.82

20-21

545

0.164

89.38

40-21

821

0.164

134.644

2-3

2129

0.164

349.156

3-9

1018

0.164

166.952

9-8

964

0.164

158.096

8-17

509

0.164

83.476

17-18

122

0.164

20.008

18-19

798

0.164

130.872

19-20

609

0.164

99.876

3-4

601

0.164

98.564

4-5

673

0.164

110.372

5-6

544

0.164

89.216

6-9

817

0.164

133.988

6-7

679

817

0.164

111.356

7-8

993

0.164

162.852

7-10

590

0.164

96.76

10-11

815

0.164

133.66

11-12

903

0.164

148.092

12-13

1184

0.164

94.136

13-14

477

238.5

0.164

39.114

14-15

260

0.164

42.64

15-16

844

0.164

138.416

16-17

1149

0.164

188.436

7-13

1322

0.164

216.808

15-25

227

0.164

37.228

25-24

1543

0.164

353.052

24-23

1001

0.164

164.164

21-22

683

0.164

112.012

22-39

426

0.164

79.864

39-38

559

0.164

91.676

40-38

974

0.164

169.736

16-23

810

0.164

132.84

24-26

363

0.164

59.532

26-27

920

460

0.164

75.44

27-39

1196

0.164

196.144

22-23

595

0.164

97.58

37-38

1021

0.164

167.444

28-37

945

0.164

154.98

27-28

1290

645

0.164

105.78

28-29

1067

533.5

0.164

87.494

36-37

820

0.164

134.48

36-29

808

0.164

132.512

29-30

927

463.5

0.164

76.014

30-33

325

0.164

53.3

33-35

833

0.164

136.612

35-36

979

0.164

160.556

34-35

872

0.164

143.008

32-34

794

0.164

130.216

32-33

698

0.164

114.472

30-31

1728

0.164

283.392

31-32

1168

0.164

191.552

总计

43897.5

42090.5

6902.842

2、节点流量

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

一区节点流量结果见下表：

表2-6一区节点流量

节点

连接管

节点流量/（L/s）

1-2,1-40

131

2-1,2-20,2-3

265

3-2,3-9,3-4

307

4-5,4-3,

104

5-4,5-6

100

6-5,6-9,6-7

167

7-6,7-8,7-13,7-10

294

8-7,8-17,8-9

202

9-6,9-3,9-8

230

10-7,10-11

115

11-12,11-10

141

12-13,12-11

121

13-7,12-

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