武汉市给水排水管道工程设计项目计划书.docx

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武汉市给水排水管道工程设计项目计划书

市给水排水管道工程设计计划书

第一章课程设计任务书

1.1设计题目：

市给水排水管道工程设计。

1.2原始资料

1、城市总平面图1，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

210

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13L/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。

1.3课程设计容：

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）

1.4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

1.5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，比例尺为1：

10000（1号图）；

3、给水管网等水压线图1（3号图）；

4、污水总干管纵剖面图1（由指导教师指定某一段，长度大约1000米左右）（3号图）；

1.6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）；

3、按时完成设计任务

1.7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、奎、宋丰明、萍

第2章给水管网设计与计算

给水管网布置及水厂选址：

该城市有一条自北向南流的水量充沛，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。

干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度。

3.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。

4.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。

5.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。

配水管网共设17个环。

另外考虑到河流将该城市分成两半，为了安全供水起见在河流的上游铺设倒虹管，在其两岸应设阀门井，阀门井顶部标高应保证洪水时不被淹没。

井有阀门和排水管等。

倒虹管顶在河床下的深度不小与0.5m，在航道线围不应小于1m，倒虹管使用钢管并须加强防腐措施。

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。

给水管网设计计算：

城市最高日用水两包括综合用水、工业生产用水及职工生活用水及淋浴用水、浇洒道路和绿化用水、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

320

2692.48

861594

Ⅱ

210

712.29

149581

市位于，一区总人口86.16万人，参考《给水排水管道系统》教材表4—2可知该城市位于一区，为大城市。

最高日综合生活用水定额为390L/（人·d），故综合生活用水定额采用上限390L/（人·d），用水普及率为100%。

二区总人口14.96万人，参考《给水排水管道系统》教材表4—2可知该城市位于一区，为小城市。

最高日综合生活用水定额为370L/（人·d），故综合生活用水定额采用上限370L/（人·d），用水普及率为100%。

2.1一区最高日用水量计算

2.1.1一区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，m3／d；

q――城市最高日综合用水量定额，Ｌ／（人·d）；

Ｎ――城市设计年限计划用水人口数；设计年限10年人口增长为96万；

f――城市自来水普及率，采用f=100%

所以最高日综合生活用水为：

Q1=qNf=390×10-3×96×104×100%=374400m3／d

2.1.2一区工业用水量

（1）工业企业职工的生活用水量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.

Q2=（900×35+2100×25）/1000=84m3／d

（2）工业企业职工的淋浴用水量Q3

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；

淋浴用水量：

Q3=（720×60+420×40）/1000=60m3／d

（3）工业生产用水量Q4

Q4=7000m3／d

2.1.3火车站用水量

Q5=13×3600×24/1000=1123.2m3／d

2.1.4城市的未预见水量和管网漏失水量

管网漏失水量按前几项用水量之和的12%计算

Q6=0.12（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）=46608m3／d

城市未预见水量按前几项用水量之和的12%计算

Q7=0.12（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6）=52201m3／d

最高日设计流量Qd：

Qd　＝1.20（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7）=609015m3／d

最高日最高时设计流量

：

=9163L/s

2.1.5消防用水量

根据《建筑设计防火规》该城市消防用水量定额为100，同时火灾次数为3。

城市消防用水量为：

Qx=100×3=300L/S

2.1.6一区清水池调节容积

缺乏用水量变化规律的资料时，按最高日用水量的10%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m3；

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%计算；

W4－安全贮量按

（W1+W2+W3）计算

W1+W2+W3＝60902+2160+3045＝66107m3

故W4取66107/6=15586m３

因此：

清水池总容积

W＝66107+15586＝109099m３

取整数为：

W=120000m３

本清水池设计尺寸为120×100×10。

2.2二区最高日用水量计算

2.2.1二区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，m3／d；

q――城市最高日综合用水量定额，Ｌ／（人·d）；

Ｎ――城市设计年限计划用水人口数；设计年限10年人口增长为25万人；

f――城市自来水普及率，采用f=100%

所以最高日综合生活用水为：

Q1=qNf=370×10-3×25×104×100%=92500m3／d

2.2.2城市的未预见水量和管网漏失水量

管网漏失水量按前几项用水量之和的12%计算

Q2=0.12Q1=11100m3／d

城市未预见水量按前几项用水量之和的12%计算

Q3=0.12（Q1+Q2）=12432m3／d

最高日设计流量Qd：

Qd　＝1.25（Q1+Q2+Q3）=145040m3／d

最高日最高时

：

=2686L/s

2.2.3消防用水量

根据《建筑设计防火规》该城市消防用水量定额为65，同时火灾次数为2。

城市消防用水量为：

Qx=65×2=130L/S

2.2.4二区清水池调节容积

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m3；

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%计算；

W4－安全贮量按

（W1+W2+W3）计算

W1+W2+W3＝14504+936+7252＝22692m3

故W4取22692/6=3782m３

因此：

清水池总容积

W＝22692+3782＝26474m３

取整数为：

W=30000m３

本清水池设计尺寸为60×50×10。

管网水力计算

2.3一区管网水力计算

2.3.1集中用水量

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。

最大时集中流量为：

∑q=（13+82.69+66.38）=162.07L/s

2.3.2比流量计算

Qs=（Qh-∑q）/∑L

Qs=（9163-162）/40603=0.223L/（m·s）

Qh——为最高日最大时用水量L/s

∑q——为大用户集中流量L/s

∑L——管网总的有效长度m

2.3.3沿线流量计算

qi-j＝qsＬi-j　　

Ｌi-j—有效长度m

qs—比流量

管段编号

管段长度m

管段计算长度m

比流量L/（m·s）

沿线流量L/s

11-12

1455

0.223

324.47

11-14

788

394

87.86

13-14

1172

586

130.68

13-15

2034

453.58

14-15

1222

272.51

12-15

874

194.90

12-16

843

187.99

15-17

1438

719

160.34

16-17

844

188.21

16-18

1393

310.64

17-19

1322

661

147.40

18-19

1029

229.47

19-20

876

438

97.67

20-21

364

81.17

21-22

952

210.30

18-22

972

216.76

21-23

866

193.12

23-24

692

154.32

22-24

1072

239.06

23-25

937

208.95

25-26

334

74.48

24-26

941

209.84

26-27

973

216.98

27-28

1217

271.39

28-29

1296

289.01

29-30

1000

223.00

27-30

1320

294.36

31-32

1504

335.39

30-32

2115

471.65

30-33

673

150.08

33-34

821

183.06

29-34

970

216.31

33-35

1184

264.03

34-35

1017

226.79

35-36

1595

355.69

36-37

1606

1607

358.14

38-38

1224

272.95

37-38

814

181.52

18-37

971

216.53

22-38

681

151.86

2.2.4节点流量

节点

连接管段

节点流量L/s

集中

流量L/s

节点总

流量L/s

11-12、11-14

206.17

11-12、12-15、12-16

353.68

13-14、13-15

292.13

11-14、13-14、14-15

245.53

258.53

12-15、13-15、14-15、15-17

540.67

12-16、16-17、16-18

343.42

15-17、16-17、17-19

247.98

16-18、18-19、18-22、18-37

486.70

17-19、18-19、19-20

237.27

19-20、20-21

89.42

20-21、21-22、21-23

243.30

18-22、21-22、22-24、22-38

409.99

21-23、23-24、23-25

278.20

22-24、23-24、24-26

301.61

23-25、25-26

141.72

24-26、25-26、26-27

250.65

27-38、27-31

175.95

27-28、28-29

280.20

28-29、29-30、29-34

364.16

29-30、30-31、30-32、30-33

529.18

27-31、30-31、31-32

314.76

30-32、31-32

403.52

30-33、33-34、33-35

298.60

82.69

381.29

33-34、34-35、29-35

313.09

33-35、34-35、35-36

423.36

66.38

489.64

35-36、36-38、36-37

493.39

36-37、37-38、37-18

378.10

68-38、37-38、38-22

303.17

2.2.5管网平差

根据节点流量进行管段的流量分配的步骤：

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。

一区管网平差结果见副表1-1

2.4二区管网水力计算

2.4.1集中用水量

Q=0

2.4.2比流量计算

Qs=（Qh-∑q）/∑L

Qs=2686/8830=0.304L/（m·s）

Qh——为最高日最大时用水量L/s

∑q——为大用户集中流量L/s

∑L——管网总的有效长度m

2.4.3沿线流量计算

qi-j＝qsＬi-j　　

Ｌi-j—有效长度m

管段编号

管段长度（m）

管段计算长度（m）

比流量L/（m·s）

沿线流量L/s

5-6

815

0.304

247.76

5-7

1078

539

163.86

4-6

1077

327.41

4-7

815

247.76

4-8

627

190.61

2-8

758

230.43

3-4

758

230.43

2-3

627

190.61

2-10

888

269.95

1-10

674

337

204.90

1-3

1252

380.61

2.4.4节点流量

节点

连接管段

节点流量（L/S）

集中流量（L/S）

节点总流量（L/S）

1-3、1-9

249.51

2-3、2-8、2-10

345.50

2-3、3-4、1-3

400.83

4-6、4-7、4-8、4-3

498.11

5-6、5-7

205.81

4-6、5-6

287.59

4-7、5-7

205.81

2-8、4-8

210.52

1-9、9-10

102.38

2-10、9-10

178.15

二区管网平差见副表1-2

2.5管径的确定

管径与设计流量的关系：

q＝Ａv＝πＤ2v／４

Ｄ＝（4q/πv）

公式中D—管段管径，m；

　　　　q—管段计算流量，m３/s；

　　　　Ａ—管段过水断面面积，m２　

　　　　　　　　v—设计流速，m/s；

设计中按经济流速来确定管径进行平差，确定实际管径。

平均经济流速与管径的确定

管径／mm

平均经济流速／（m/s）

Ｄ＝100～400

D≥400

0.6～０.9

0.9～1.4

2.5.1一区最大时流量初步分配

最大时设计流量L/s，流量初步分配如下表：

管段编号

管段长度m

管道直径mm

分配流量L/s

11-12

1455

1500

6000

11-14

788

1500

2956.83

14-15

1222

1400

1600

13-14

1172

1200

1098.30

13-15

2034

900

806.17

12-16

843

1500

4000

12-15

874

1300

1646.32

15-17

1438

1500

3511.82

16-18

1393

1500

3000

16-17

844

800

656.58

17-19

1322

1500

3920.42

18-19

1029

1300

1683.15

19-20

876

1400

2000

20-21

364

1400

1910.58

21-22

952

700

300

21-23

866

1200

1367.28

23-24

692

700

289.08

23-25

937

900

800

25-26

334

800

658.28

18-37

971

1500

2500

18-22

972

1300

1696.45

36-37

1606

1200

1500

37-38

814

800

621.90

35-36

1595

900

800

36-38

1224

450

206.61

22-38

681

800

525.34

22-24

1072

1400

2111.80

24-26

941

1400

2099.27

26-27

973

1500

2506.90

27-28

1217

1200

1330.95

27-31

361

1100

1000

31-32

1504

700

500

30-31

958

450

185.24

30-32

2115

400

96.48

28-29

1296

1100

1050.75

29-30

1000

600

300

29-34

970

700

386.59

30-33

673

300

52.54

34-35

1017

400

150

33-35

1184

450

160.36

33-34

821

500

223.50

2.5.2二区最大时流量初步分配

管段编号

管段长（m）

管径（m）

分配流量（L/S）

1-9

779

1100

1000

9-10

568

1100

897.62

1-3

1252

1400

1436.49

2-10

888

1000

719.47

3-4

758

1000

700

2-3

627

600

335.66

2-8

758

900

709.63

4-8

627

700

499.11

4-6

1077

700

400

4-7

815

600

301.00

6-5

815

350

112.41

7-5

1078

350

95.19

2.6二级泵站

清水池地面标高76.0m（清水池埋深2m），设一个自来水厂，两个二级泵站分区供水。

I区控制点水压标高105.6m，清水池最低水面标高85.1m，最不利管线的水头损失23m，水泵外水头损失3m，安全储水量0.

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