给水排水管道课程设计报告.docx
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给水排水管道课程设计报告
前言1
1.设计任务书2
2.给水管网设计与计算3
2.1给水管网布置及水厂选址3
2.2给水管网设计计算4
2.4管网水力计算6
2.5管网平差7
3.排水综合设计计算及设计说明11
3.1居民生活污水流量计算11
3.2生活污水量总变化系数的确定11
3.3设计充满度11
3.4设计流速12
3.5最小设计坡度12
3.6计算结果13
4设计总结15
5.参考文献17
前言
水是人类生活、工农业生产和社会经济发展的重要资源，科学用水和排水是人类社会发展史上重要的社会活动和生产活动内容之一。
特别是在近代历史中，随着人类居住和生产的城市化进程，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，成为人类生命健康安全和工农业科技与生产发展的基础保障，同时，也发展成为高等专业教育和人才培养的重要专业领域。
给水排水工程分为给水工程和排水工程两个部分。
给水工程包括居民家庭生活和卫生用水、工况企业生产和生活用水、城市道路喷洒用水、绿化浇灌用水、消防以及水体环境景观用水等等。
给水工程必须满足各类用户或单位部门对水量、水质和水压的需求。
水在使用后，受到不同程度和不同污染物质的污染，必须及时进行收集，输送到污水处理厂进行处理，符合规定的废水排放水质标准，才能排放到指定的接纳水体或排放地点，达到控制和防止污染的目的，形成良好的水体环境保护和自然循环，保持水资源和水环境的优良状态，使资源、环境与人类社会协调发展。
1.设计任务书
1.1设计题目：
同心县同德工业园区给水排水管道工程设计。
1.2原始资料
（1）同心县同德工业园区（煤化工及装配制造产业区）总体规划（2012-2020）--排水规划图
（2）同心县同德工业园区（煤化工及装配制造产业区）总体规划（2012-2020）--给水规划图
（3）同心县同德工业园区（煤化工及装配制造产业区）总体规划（2012-2020）--雨水规划图
（4）城市基础资料
1、同心县位于宁夏回族自治区中南部，隶属吴忠市管辖。
，给水水源位置见城市总平面图。
2、地处宁夏中部干旱带的核心区，自南向北由中温带半干旱区向干旱区过渡，具有明显的大陆性气候特征：
冬寒长，春暖迟，夏热短，秋凉早，干旱少雨，降雨集中，蒸发强烈，风大沙多，日照充足。
多年平均降水量276mm，且时空分布极不平衡，降水大部分集中在7～9月三个月，约占全年总降水量的60%～70%，并多以暴雨、冰雹等灾害形式出现，利用率低。
3、城市居住区面积115公顷，老城区占人口2.1万，新城区占人口3.4万。
给水人口普及率为95%。
4、园区骨干道路12公里，供水管道8.0公里。
6、由城市管网供水的工厂为宁夏同德爱心能源化工科技有限公司一，二，三期，山泰钢结构有限公司。
7、城市生活用水量定额为200L/人.天，浇洒道路及绿地用水量3L/公顷.日。
8、未预见水及管漏系数取K=1.25。
1.3课程设计内容：
1.3.1、工业园区给水管网设计
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；
4）管网校核；
5）绘图（平面图、等水压线图）
1.3.2、城市排水管网设计。
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）控制分支管及总干管的水力计算；
5）绘图（平面图、纵剖面图）
1.3.3、给水厂平面设计布置图
1）清水池、水塔容积计算、水泵扬程计算
2）高程布置图
1.4、设计参考资料
1、《给排水设计手册》第一册
2《给排水设计手册》第五册
3、《给水排水管网系统》第二版，严煦世等主编，中国建筑工业出版社
1.5、设计要求
1、设计说明书一份（包括前言、目录、设计计算的过程、总结）
2、给水管网平面布置图1张；
3、污水（排水和雨水）总干管纵剖面图、平面图各1张；
4、给水厂高程布置图、平面图各一张。
2.给水管网设计与计算
2.1给水管网布置及水厂选址
该城市有一条自西向东流的水量充沛，水质良好的河流（淮河），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）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。
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。
最高日综合生活用水量Q1
Q1=
（m3/d）
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），15L/S；
N――城市设计年限内计划用水人口数；
2.2.2工业用水量
设定每个工业企业用水量Q2（40L/S）；
2.2.3绿化用水Q3
城市绿化面积占总面积30%，每天浇洒一次，3L/m^2；
2.2.4消防用水Q4
由原始资料可确定消防流量为15
；
2.2.5城市的未预见水量和管网漏失水量Q5（按最高日用水量的15%计算）：
综上所述，在设计年限以内城镇最高日设计用水量
为
=1.15×（Q1+Q2+Q3+Q4）
2.2.6计算
区域编号
居民和工业生活用水Q1（m^3/d）
工业生产用水Q2（m^3/d）
1
300*（11.5+9.5）*850/1000=5355
40*3600*8/1000=1152
2
300*（13.4+20.3）*850/1000=5355
0
3
300*64.3*850/1000=14076
0
4
300*55.2*850/1000=7038
2*40*3600*8/1000=1304
5
300*39.5*850/1000=10072.5
0
6
300*52.6*850/1000=13413
0
7
300*74.7*850/1000=19048.5
0
8
300*89.9*850/1000=22924.5
0
=（m^3/d）
=3456（m^3/d）
=（3*
*30%）/1000=3522.6（m^3/d）
=15*2*3600*3/1000=324（m^3/d）
=0.15*（
+
+
+
）=16173.5（m^3/d）
=1.15*（
+
+
+
）=.17（m^3/d）
=1435.15（L/s）
=k*
=1.2*1435.15=1722.18（L/s）
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或其他大用户的用水量，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：
2、4节点有工厂A、B和C，∑q=120L/S
最高日最高时用水量
=1648.997L/s
2.4.2比流量计算：
=（
-∑q）/∑L=（1722.18-120）/11423.55=0.140L/（s.m）
----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
2.4.3沿线流量计算:
简图
（i）--节点编号；[i]--管段编号；①--环编号
沿线流量计算数据见下表：
表2-3沿线流量计算表
管段和节点编号
管长（m）
配水长度（m）
沿线流量（L/s）
节点流量（L/s）
1
483
483
67.62
1648.997
2
517.5
517.5
72.45
165.377
3
1001.5
1001.5
140.154
209.117
4
870.6
870.6
121.884
333.715
5
620.1
620.1
86.814
245.371
6
790.6
790.6
110.684
70.903
7
546.4
546.4
38.248
74.466
8
790.2
790.2
110.628
109.459
9
1000.6
500.3
70.042
119.7
10
788.5
788.5
110.39
106.943
11
842.4
421.2
58.968
49.163
12
796.6
796.6
111.524
47.992
13
619.9
309.95
43.393
67.501
14
785.6
392.8
54.992
85.26
15
685.6
685.6
95.984
16
946.3
946.3
135.002
17
1218
1218
170.52
2.5管网平差
2.5.1环状管网流量分配计算
根据节点流量进行管段的流量分配
分配步骤：
（1）按照管网的主要方向，初步拟定个管段的水流方向，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。
2.5.2管径的确定
管径与设计流量的计算：
q=Av=
D=
设计中按经济流速来确定管径进行平差，确定实际管径
2.5.3流量分配及管网平差结果见下表
管网平差结果
2.5.4水压计算
管段起端的水压标高
和终端水压
与该管段的水头损失存在下列关系
=
+
节点水压标高
，自由水压
与该处地形标高
存在下列关
=
-
水压计算结果见所附等水压线图中的标注。
节点水压计算见下表：
节点水压计算表
节点或管段编号
管径（mm）
流量（L/s）
流速（m/s）
管内压降（m）
节点水头（m）
地面标高（m）
自由水压（m）
1
1400
1684.994
1.095
0.166
1415.851
1366.408
49.443
2
1200
1175.1480
1.039
0.508
1415.685
1362.664
53.021
3
1000
814.485
1.037
1.212
1415.177
1368.14
47.037
4
700
381.153
0.991
1.867
1413.965
1373.34
40.625
5
250
44.102
0.899
2.888
1412.098
1386.47
25.628
节点或管段编号
管径（mm）
流量（L/s）
流速（m/s）
管内压降（m）
节点水头（m）
地面标高（m）
自由水压（m）
6
670
344.440
0.977
1.367
1419.21
1381.21
28
7
630
269.974
0.866
0.812
1417.052
1361.03
56.022
8
400
103..585
0.824
1.820
1414.45
1367.66
46.779
9
630
264.100
0.847
1.427
1413.022
1370.91
42.112
10
250
32.117
0.654
2.048
1411.416
1376.53
34.886
11
500
107.793
0.885
1.606
1410.669
1378.7
31.969
12
100
6.420
0.818
1.311
1416.719
1373.471
43.248
13
400
72.994
0.581
0.747
1415.89
1373.144
42.746
14
250
26.801
0.546
1.459
1414.054
1377.43
36.624
15
300
747.992
0.679
1.542
16
350
67.501
0.702
1.925
17
400
85.26
0.679
1.956
3.排水综合设计计算及设计说明
3.1居民生活污水流量计算
Q1=Kzl∑【qliNli/（24*3600）】（L/S）
qli——各排水区域平均日居民生活污水量标准【L/（cap。
D）】
Nli——各排水区域在设计使用年限终期所服务的人口数（cap）
Kzl——生活污水量的总变化系数
平均日污水流量
Qd=∑qliNli/（24*3600）（L/S）
3.2生活污水量总变化系数的确定
Kz取值范围为1.~2.3，可按下式计算
Kz=2.7/Qd^0.115表7部分工业生产废水的时变化系数
工业种类
冶金
纺织
化工
食品
皮革
造纸
时变化系数Kh
1.0~1.1
1.5~2.0
1.3~1.5
1.5~2.0
1.5~2.0
1.3~1.8
3.3设计充满度
（1）污水流量是随时间变化的，而且雨水或地下水可能通过检查井盖或管道接口渗入污水管道。
因此，有必要保留一部分管道内的空间，为预见水量的增长留有余地，避免污水溢出影响环境卫生。
（2）污水管道内沉积的污泥可能分解析出一些有害气体，需要留出适当的空间，以利于管道内的通风，排除有害气体。
（3）便于管道的疏通和维护修理。
表8最大设计充满度
管径D或渠道高度H（mm）
最大设计充满度h/D或h/H
200~300
0.55
350~450
0.65
500~900
0.70
≥1000
0.75
3.4设计流速
与设计流量设计充满度相对应的水流平均速度成为设计流速。
为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速应该限制在最大和最小设计流速范围之内。
表9明渠最大设计流速
明渠类别
最大设计流速（m/s）
粗砂
0.8
粉质黏土
1.0
黏土
1.2
石灰岩或中砂岩
4.0
草皮护面
1.6
干砌块石
2.0
浆砌块石或浆砌砖
3.0
混凝土
4.0
3.5最小设计坡度
设计坡度与设计流速的平方成正比，与水力半径的3/4次方成反比。
表10常用管径的最小设计坡度
管径（mm）
最小设计坡度
400
0.0015
500
0.0012
600
0.0010
800
0.0008
1000
0.0006
1200
0.0006
1400
0.0005
1500
0.0005
3.6计算结果
表1
表2
管段编号
管段长度L（）
设计流量q（L/s）
管段直径D（m）
管段坡度i（‰）
管内流速（m/s）
h/D
充满度h（m）
降落量i*L（m）
地面标高（m）
埋设深度（m）
上端
下端
上端
下端
1‐2
546.4
414.25
0.95
1
0.93
0.6
0.8835
0.5464
1.36766
1.361
5.67005
6.20982
2‐3
1000.6
299.48
0.8
1.5
0.87
0.65
0.696
1.5009
1.37091
1.3677
4.0224
5.52005
3‐4
842.4
161.66
0.6
1.4
0.83
0.65
0.498
1.17936
1.37653
1.3709
2.64866
3.8224
4‐5
619.9
72.06
0.5
1.25
0.68
0.55
0.34
0.
1.37781
1.3765
1.
2.54866
10‐11
517.5
566.86
1.1
0.65
0.85
0.65
0.935
0.
1.36822
1.3636
5.
5.61942
11‐12
1001.1
456.86
1
0.75
0.84
0.65
0.84
0.
1.37207
1.3682
4.44071
5.
12‐13
870.6
271.47
0.8
0.9
0.81
0.65
0.648
0.78354
1.37608
1.3721
3.46118
4.24071
13‐14
620.1
131.15
0.6
1.2
0.75
0.6
0.45
0.74412
1.37852
1.3761
2.5195
3.26118
1‐10
790.6
601.85
1.1
0.75
0.91
0.65
1.001
0.
1.36358
1.361
5.61942
6.20982
表3
管段编号
管段长度L（）
设计流量q（L/s）
管段直径D（m）
管段坡度i
管内流速（m/s）
h/D
充满度h（m）
降落量i*L（m）
地面标高（m）
埋设深度（m）
上端
下端
上端
下端
5‐6
540
48.04
0.4
1.8
0.65
0.55
0.22
0.972
1.37852
1.3778
0.
1.
4‐7
786.6
65.58
0.45
1.8
0.73
0.55
0.2475
1.41588
1.37653
1.3761
1.08323
2.49866
3‐8
788.5
69.37
0.45
1.55
0.7
0.6
0.27
1.
1.37207
1.3709
2.
3.6724
2‐9
790.2
56.89
0.4
1.9
0.72
0.6
0.24
1.50138
1.36822
1.3677
3.61923
5.12005
14‐15
900
41.95
0.4
1.8
0.65
0.5
0.2
1.62
1.37902
1.3785
0.7
2.3195
13‐16
1218
88.86
0.5
1.4
0.72
0.6
0.3
1.7052
1.37743
1.3761
1.45733
3.16118
12‐17
964.3
55.84
0.4
1.85
0.71
0.6
0.24
1.
1.37359
1.3721
2.
3.84071
11‐18
6855.6
48.28
0.4
1.8
0.68
0.55
0.22
1.23408
1.37453
1.3682
3.
4.
4设计总结
两周的管道课程设计结束了，通过自己的设计，我对管道又有了更为明确的认识。
两周下来，我受益匪浅。
1、学艺要精，要真正通过课程设计将课本知识综合起来，达到融会贯通。
周围的人也有做得快的，自己进程慢的根本原因是没有真正掌握管网设计的技能，以致问题重重，有些问题解决起来较为棘手。
2、团队合作的前提是独立的思考能力。
团队合作很重要，但是必修在思考的前提下，在设计过程中某些同学基本理论知识没有掌握，而且也没有复习课本，所以在团队讨论时遇到很小的问题都不能思考，需要别人的帮助，这样会使讨论时间拖得很长。
3、给排水的学习大业任重而道远。
此次课程设计，自己还是较为满意的，在开学伊始各老师都提到这个课程的重要性，因此上课学的很认真，进而这次课程设计的基本思路，注意点等都很清楚，过程很顺利。
4、给排水设计工作需扎实的技能，需实际行动来胜任此项工作。
在设计室，我们组的同学学习的激情非常高，每当大家遇到问题时，讨论也异常的激烈，面对困难团结协作，共同想办法，有很多同学也比较热心，耐心的给一些不太懂的同学讲解有关问题，我希望这样的精神在我们同学中一直传承下去。
课程设计是学习计划的一个重要的实践性学习环节，是对前期所学基础理论、基本技能及专业知识的综合应用。
通过课程设计调动了我们学习的积极性和主动性，培养我们分析和解决实际问题的能力，为我们走向实际工作岗位，走向社会打下良好的基础。
通过课程设计使我们具备调查研究、文献检索、综合分析及总体规划设计和细部深入设计的能力，对学科发展新动向有所了解，并在设计过程中，提高图纸表达能力，熟练掌握工具书的应用，计算机的使用，从而使我们具备独立工作和进行工程设计的能力。
课程设计是检验我们学习的理论与实际联系的能力的一种最好方式，我从中学到了很多平时课本上没有的东西。
在以后的学习生活中，我会更加的努力，发挥所长。
5.参考文献
1.赵洪宾给水管网理论与分析中国建筑工业出版社
2.崔福义给水排水工程仪表与控制中国建筑工业出版社
3.中华人民共和国国家标准《室外给水设计规范》（GB50013—2006）中国计划出版社
4.范瑾初给水工程中国建筑工业出版社
5.中华人民共和国建设部主编．给水排水制图标准（GB/T50106－2001）
6.《给排水快速设计手册》第1册
7.给水排水设计手册，第1、3、4、5、10、11册．北京：
中国建筑工业出版社，2000
8.给水排水管道系统．北京：
中国建筑工业出版社，2010
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