给水排水管网课程设计 打印.docx
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给水排水管网课程设计打印
河南城建学院
《给水排水管网系统》课程设计
班级026413163
专业给排水科学与工程
设计时间2015.12.21～2016.1.1
设计地点九号楼A502
课程名称给水排水管网系统
指导教师谭水成
市政与环境工程学院
2015年12月
前言
课程设计是课程学习期间的一项重要的实践性教学环节，是获得工程知识必不可少的锻炼和实现培养目标的重要手段。
本次课程设计为杭州市给水排水管道工程设计，设计时间为两周。
整个设计包括三大部分：
给水管道设计、污水管道设计和雨水管道设计。
在大致了解杭州市地形位置和分布后，我决定采用整体供水满足城市用水需求的供水方案。
给水管道的设计内容主要包括管线布置及水厂选址、设计流量的计算、清水池容积的确定、管网的水力计算、管网平差和校核等。
考虑到城市的初步规划以及资金投资问题，排水体制采用完全分流制，即污水和雨水分别设置独立的管道系统。
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。
排水管道的设计内容主要包括排水体制的确定、设计流量计算和管网水力计算。
课程设计让我们结合所学知识，运用CAD、鸿业软件进行绘图和平差校核计算，绘制出自己设计的给水排水管道总平面布置图和污水干管纵剖面图。
通过课程设计，我们可以将以前学的基础理论、基本技能及专业知识有机地统一起来，形成一个较为全面的专业知识水平能力框架，为今后更深层次的专业学习打下坚实的基础。
Preface
Curriculumdesignisnotonlyansignificantpracticalteachinglinkduringthestudyofcourse,butalsoanrequisiteexercisetoobtainengineeringknowledgeandanimportantmeantorealizethetrainingobjectives.ThecurriculumdesignistheHangzhouwatersupplyanddrainagepipelineengineeringdesign,anddesigntimeistwoweeks.Thewholedesignisdividedintothreeparts:
thedesignofthewatersupplypipeline,thedesignofthesewagepipeandthedesignoftherainwaterpipeline.
InthegeneralunderstandingofHangzhoutopographiclocationanddistribution,Idecidedtousetheoverallwatersupplyschemetomeetthedemandforurban.WatersupplypipelinedesigncontentmainlyincludesPipelinelayoutandwaterplantsiteselection,calculationofthedesignedflowrateofwatersupplypip,determinationofthevolumeofclearwatertank,Hydrauliccalculationofpipenetwork,adjustmentandcheckofpipenetworkandsoon.Consideringtheproblemofcitiesintheinitialplanningandcapitalinvestment,thedrainagesystemadoptsfullstreaming,namelysewageandrainwaterarerespectivelyarrangedindependentlyofthepipelinesystem.Domesticsewageandindustrialwastewaterthroughthesewagedrainagesystemtosendtothesewagetreatmentplant,treatedandthendischargedintothewater;rainwateristhroughrainwaterdrainagesystemisdischargeddirectlyintowaterbodies.Thedesigncontentmainlyincludesthecalculationofdrainagepipedrainagesystemdeterminationofdesignflowcalculationandhydraulic.
Curriculumdesignletuscombinedwiththeknowledge,usingCAD,Hongyesoftwaredrawingpeacedifferencecalculation,drawstemdesignedforwatersupplyanddrainagepipelineingenerallayoutdrawingandthesewagepipeprofile.Throughthecurriculumdesign,wecanunifypreviousthebasictheory,basicskillsandprofessionalknowledge,theformationofamorecomprehensiveprofessionalknowledgelevelframework,forthefutureinadeeperlevelofprofessionalandlayasolidfoundationforlearning.
第一章课程设计任务书
1.1设计题目：
杭州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
400
7
+
+
+
Ⅱ
330
4
+
+
+
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10000吨/天。
2）B工厂，日用水量8000吨/天。
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。
6、城市地面覆盖情况：
地面种类
面积（%）
屋面
50
混凝土路面
30
草地
20
1.3课程设计内容：
1.3.1城市给水管网扩初设计
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；
5）绘图（平面图）。
1.3.2城市排水管网扩初设计
1）排水体制选择；
2）城市排水管网定线；
3）任选1条污水和雨水管路进行水力计算；
4）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、《给水排水管道系统》教材
3、《给水排水管网系统》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张，比例尺为1：
10000（1号图）；
3、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350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范）；
3、按时完成设计任务。
1.7其他
1、设计时间：
2015-2016学年第一学期（第16、17周,2015年12月21号-2016年1月1号）；
2、上交设计成果时间：
17周周五下午；
3、设计指导教师：
张奎、谭水成、宋丰明、朱伟萍。
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。
2.2.1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。
2.2.2管网定线要求
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1760公顷，2区1650公顷人口数为1760×300+1650×400=124.85万人，查《室外排水设计规范》可知该城市位于一分区，为特大城市。
从设计规范查出：
综合生活用水定额采用330L/（人•d）；
浇洒道路用水量定额采用1.5L/（㎡•次），每天浇两次；
绿化用水量按2L/（㎡•d）计算；
城市的未预见水量和管网漏失水量按20%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。
2.4.1最高日设计用水量计算
分区
人口密度（人/公顷）
面积（公顷）
人口数（人）
Ⅰ
400
1760
704000
Ⅱ
330
1650
544500
参考教材，取综合生活用水定额为330L/（人•d）。
用水普及率为100%。
1）城市最高日综合生活用水量Q1：
Q1=qNf/1000
式中，Q1——城市最高日综合生活用水；
q——城市最高日综合生活用水量定额［Ｌ/（人•d）］；
Ｎ——城市设计年限内计划人口数；
f——城市自来水普及率，采用f=100%
Q1=qNf/1000=330×1248500/1000=412005m³/d
2）工业企业生产用水量：
工业企业生产用水量Q2：
Q2=Q2A+Q2B=10000+8000=18000m³/d
3）市政用水量Q3：
Q3=（q3aN3af3+q3bN3b）/1000
式中，q3a——城市浇洒道路用水量定额［L/（㎡•次）］；
q3b——城市绿化用水量定额［L/（㎡•d）］；
N3a——城市最高日浇洒道路面积（㎡）；
f3——城市最高日浇洒道路次数；
N3b——城市最高日绿化用水面积（㎡）。
Q3=（q3aN3af3+q3bN3b）/10000=（1.5×1023×10000×2+2×682×10000）/1000=44330m³/d
4）未预见水量和管网漏失水量：
Q4=0.2（Q1+Q2+Q3）=0.2（412005+18000+44330）=94867m³/d
5）最高日设计用水量：
Qd=Q1+Q2+Q3+Q4=412005+18000+44330+94867=569202m³/d
6）最高日最高时设计用水量：
Qh=KhQd/24=1.2×569202/24=28460.1m³/h=7905.6L/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
式中,W－清水池有效容积（m³）；
W1－清水池调节容积（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3%计算；
W4－安全储水量
清水池调节容积W1=Qd×15%=85380.3m³
消防水量W2:
该城市人口为124.85万人，确定同一时间内的火灾次数为4次，一次用水量分别为110L/s，火灾持续时间为2h，故
W2＝4×110×2×3600/1000＝3168m³
水厂自用水按最高日用水量的5%计：
W3=Qd×5%=28460.1m³
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%）（85380.3+3168+28460.1）=128709.2m³
取整数为：
W=130000m³
清水池的个数一般不少于两个，并能单独工作和分别放空。
如有特殊措施能保证供水要求时，亦可采用一个，但须分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。
本设计取两个清水池，每座有效容积为65000m³。
取清水池有效水深为5.0m,平面尺寸为L×B=130m×100m。
2.6管网水力计算
集中用水量主要为工业企业生产用水量和职工生活用水量或其他大用户用水量。
本设计中不考虑职工生活用水量。
2.6.1集中流量的计算：
JS-22节点有工厂A，qA=115.7L/S；
JS-6节点有工厂B，qB=92.6L/S；
最高日最高时用水量Qh=7905.6L/s。
2.6.2比流量计算：
QL=（Qh-∑qni）/∑Lmi=（7905.6-208.3）/51010=0.1509L/（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。
2.6.3沿线流量计算：
沿线流量计算数据见下表：
表2-1沿线流量计算表
管道编号
管长（m）
配水系数
有效长度
比流量
沿线流量
1-2
880
0.5
440
0.1509
66.37
1-37
961
0.5
480
0.1509
72.50
2-3
966
0.5
483
0.1509
72.89
2-38
2979
1
2979
0.1509
449.59
3-4
1389
1
1389
0.1509
209.59
4-5
925
1
925
0.1509
139.54
4-39
747
1
747
0.1509
112.72
5-6
467
1
467
0.1509
70.48
6-7
385
1
385
0.1509
58.09
7-8
818
1
818
0.1509
123.47
8-9
780
1
780
0.1509
117.64
8-39
711
1
711
0.1509
107.30
9-10
292
1
292
0.1509
44.00
9-38
921
1
921
0.1509
138.96
10-11
396
1
396
0.1509
59.70
10-30
718
1
718
0.1509
108.42
11-12
538
1
538
0.1509
81.11
12-13
1608
1
1608
0.1509
242.66
12-40
468
1
468
0.1509
70.65
13-14
1465
1
1465
0.1509
221.02
13-42
533
1
533
0.1509
80.43
14-15
704
1
704
0.1509
106.24
15-16
595
1
595
0.1509
89.82
15-43
948
1
948
0.1509
143.09
16-17
1113
1
1113
0.1509
167.88
17-18
415
1
415
0.1509
62.63
18-19
639
1
639
0.1509
96.40
19-20
852
1
852
0.1509
128.59
19-43
856
1
856
0.1509
129.16
20-21
1283
1
1283
0.1509
193.58
20-42
824
1
824
0.1509
124.28
21-22
455
1
455
0.1509
68.67
22-23
915
1
915
0.1509
138.00
22-41
804
1
804
0.1509
121.28
23-24
574
1
574
0.1509
86.61
24-25
672
1
672
0.1509
101.41
25-26
1686
1
1686
0.1509
254.44
26-27
838
1
838
0.1509
126.41
26-41
646
1
646
0.1509
97.41
27-28
393
1
393
0.1509
59.31
27-40
2119
1
2119
0.1509
319.74
28-29
1146
1
1146
0.1509
172.97
28-29
1661
1
1661
0.1509
250.70
29-30
791
1
791
0.1509
119.35
29-40
438
1
438
0.1509
66.05
30-31
564
1
564
0.1509
85.12
30-38
1099
1
1099
0.1509
165.77
31-32
934
1
934
0.1509
140.95
31-36
1956
1
1956
0.1509
295.12
32-33
757
1
757
0.1509
114.21
32-35
2428
1
2428
0.1509
366.37
33-34
1672
1
1672
0.1509
252.35
34-35
1017
1
1017
0.1509
153.47
35-36
385
1
385
0.1509
58.17
36-37
989
0.5
494
0.1509
74.61
38-39
797
1
797
0.1509
120.19
总计
52908
51010
0.1509
7697.45
2.6.4节点流量计算
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，α＝0.5。
节点流量计算数据见下表：
表2-2节点流量计算表
节点编号
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
1-21-37
0.00
0.00
2
2-12-32-38
294.43
294.43
3
3-23-4
141.24
141.24
4
4-34-54-39
230.93
230.93
5
5-45-6
105.01
105.01
6
6-56-7
64.29
92.59
156.88
7
7-67-8
90.78
90.78
8
8-78-98-39
174.21
174.21
9
9-89-109-38
150.30
150.30
10
10-910-1110-30
212.12
212.12
11
11-1011-12
70.41
70.41
12
12-1112-1312-40
197.21
197.21
13
13-1213-1413-42
272.06
272.06
14
14-1314-15
163.63
163.63
15
15-1415-1615-43
169.58
169.58
16
16-1516-17
128.85
128.85
17
17-1617-18
115.26
115.26
18
18-1718-19
79.52
79.52
19
19-1819-2019-43
177.08
177.08
20
20-1920-2120-42
223.23
223.23
21
21-2021-22
131.13
131.13
22
22-2122-2322-41
327.95
115.74
443.69
23
23-2223-24
112.31
112.31
24
24-2324-25
94.01
94.01
25
25-2425-26
177.93
177.93
26
26-2526-2726-41
239.13
239.13
27
27-2627-2827-40
252.73
252.73
28
28-2728-2928-29
241.49
241.49
29
29-2829-2829-3029-40
304.54
304.54
30
30-2930-3130-1030-38
239.
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