城市给排水管网课程设计.docx
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目录
任务书 1
设计说明书 4
第一章 设计总说明 4
1.1 设计原始资料 4
1.2 分析设计资料 4
第二章 给水管网设计说明 4
2.1 给水方案的确定 4
2.2 配水方案比较 5
第三章 排水管网设计说明 7
3.1 排水体制 7
3.2 排水系统的布置形式 7
3.3 污水管道系统的设计 9
3.3.1 污水处理厂厂址选择 9
3.3.2 管道定线 9
3.3.3 污水管道设计规定 10
3.3.4 污水管道布置与敷设 11
3.3.5 管道穿越铁路 11
3.4 雨水管道设计 11
3.4.1 雨水管道设计一般规定 11
3.4.2 雨水管道布置与敷设 11
3.5 雨水排水方案的选择 12
设计计算书 15
第一章 给水管网设计计算 15
1.1 设计用水量的计算 15
1.2 管网水力计算 17
1.2.1 集中流量的计算 17
1.2.2 沿线流量的计算 17
1.2.3 节点流量的计算 18
1.2.4 流量的初步分配 19
1.2.5 管网平差 19
1.2.6 消防校核 23
1.2.7 事故校核 26
1.2.8 校核分析 30
1.2.9 节点服务水头的计算 30
第二章 污水管网设计计算 32
2.1 街区面积的计算 32
2.2 污水设计流量的计算 33
2.2.1 比流量的计算 33
2.2.2 集中流量的计算 33
2.3 设计管段划分及流量的计算 34
2.4 水力计算 35
2.5 排水管道的材料、接口及基础 37
第三章 雨水管网的设计计算 38
3.1 划分排水流域和管道定线 38
3.2 划分设计管段 38
3.3 计算各设计管段的汇水面积 39
3.4 主要设计参数 40
3.5 水力计算 40
3.6 雨水出水口 41
参考文献 41
《城市水网管道系统》课程设计任务书
题目：
南方某小城镇给排水管网扩大初步设计
一．目的与要求
1．目的：
1）综合应用所学的给水管网系统规划设计和计算的基本理论、基本知识和方法，完成一座小城镇的给水管道工程的设计，培养学生学会使用设计手册，设计规范，标准图集等。
2）综合应用所学的污水、雨水、合流制管渠系统规划设计和计算的基本理论、基本知识和方法，深化和扩展专业知识，培养查阅资料、运用工具书、合理制定设计方案，编制设计计算书和绘制工程图纸的能力。
并培养学生学会合理使用设计手册，设计规范，标准图籍等。
2．要求：
1）进行给水管道系统及其附属构筑物的设计，并达到扩大初步设计的水平。
要求管道水头损失采用海曾-威廉公式进行计算（请注明系数Ch取值），平差精度为小环0.05m，大环0.10m。
2）按完全分流制完成一座小城镇的排水管道工程设计，进行污水管道系统和雨水管道系统的设计计算，并达到扩大初步设计的水平。
3．设计成果：
1）设计说明书一份。
要求在进行管网定线时选择两个可比的方案进行技术经济比较；给水系统要求做所有干管及主干管的设计计算；污水排水系统要求做所有干管及主干管的设计计算；雨水系统可只选一条干管进行计算。
给水管网平差要求附上初步分配流量、第一次、第二次及最后一次平差过程。
2）给水管道系统总平面图一张（标注主干管、干管的管径、管段长度、流量、水头损失等）。
图号为A1，要求有图名、比例尺、说明、图例、等高线分布、河流走向等。
3）给水主干管的纵剖面图一张。
图号为A2。
要求有图名、说明、标高、比例尺、管材说明等。
4）给水系统要求进行必要的校核。
说明书中附上初步分配流量、第一次、第二次及最后一次平差过程。
5）污水、雨水管道系统总平面图一张（标注主干管、干管的管径、坡度、管段长度等）。
图号为A1，要求有图名、比例尺、说明、图例、等高线分布、河流走向等。
6）污水主干管的纵剖面图。
图号为A2。
要求有图名、说明、标高、比例尺等。
二．设计资料
1．南方某小城镇规划总平面图一张，图中尺寸为实际尺寸，单位m，图中标有等高线、水体、工厂分布及街坊道路、铁路布置等。
用户要求最小服务水头20.00m（一班用），24.00m（二班用），28m（三班用）。
2．城区人口分布见附表一。
3．集中流量：
火车站用水量370m3/d，均匀用水，排水按用水量的80%均匀排出。
污水出口埋深2.00m（一班用），2.10m（二班用），2.20m（三班用）。
4．医院用水量260m3/d，均匀用水，排水按用水量的80%均匀排出。
出口埋深2.00m（一班用），2.10m（二班用），2.20m（三班用）。
5．工厂分三班制，生产污水经处理后可以与生活污水混合排放至市政管网。
详细资料见附表二。
出口埋深均为1.50m。
6．土壤无冰冻。
土质良好。
7．水文资料：
设计最高水位83.0m；设计最低水位65.2m；常水位78.6m。
8．夏季主风向：
东南风。
冬季：
北风。
9．该市的地势如平面图所示，地下水位在地面以下68.5m。
10．城区各类地面性质所占百分比如附表三。
.
11．气温：
最高温度38.8℃，最低－3.5℃。
12．降雨强度公式：
附表一（学号单数用）
区域
街坊人口密度（cap/ha）
备注
1
340
2
510
3
326
附表一（学号双数用）
区域
街坊人口密度（cap/ha）
备注
1
540
2
670
3
480
附表二（学号0-4用）
工厂
职工人数
生产用（排）水量
最大班
平均日m3/d
最大班用（排）水量m3/d
热车间
一般车间
职工人数
淋浴人数
职工人数
淋浴人数
1
300
180
320
300
450
380
2
250
150
260
250
360
270
3
400
200
350
320
520
400
附表二（学号5-9用）
工厂
职工人数
生产用（排）水量
最大班
平均日m3/d
最大班用（排）水量m3/d
热车间
一般车间
职工人数
淋浴人数
职工人数
淋浴人数
1
360
210
240
200
510
350
2
200
120
220
190
400
280
3
450
220
380
350
650
480
附表三（单号用）
地面覆盖情况
屋面
沥青道路及人行道
非铺砌土地面
绿地
所占百分数（%）
45
13
18
24
附表三（双号用）
地面覆盖情况
屋面
沥青道路及人行道
非铺砌土地面
绿地
所占百分数（%）
50
13
15
22
设计说明书
第一章设计总说明
给水管网的设计是给排水工程规划设计的主要内容，通过技术经济分析，选择技术可行、经济合理的最佳方案。
根据输配水管网布置的原则，选择管网控制点，进行平差和水力计算，确定输配水干管的直径、走向，并布置沿线的主要附件；绘制管道平面图和纵断面图。
排水管网设计根据确定的设计方案，在适当比例的总体布置图上划分排水流域，布置管道系统；根据设计人口数污水量标准，计算污水设计流量；进行污水管道水力计算，确定管道断面尺寸、设计坡度、埋设深度；确定污水管道在道路横断面上的位置；绘制管道平面图和纵断面图。
1.1设计原始资料
（见设计任务书）
1.2分析设计资料
本给排水管网规划的城市是南方某城市，设计人口约为12万人。
城区生活用水的最小要求服务水头为24m。
根据该城区的平面图，可知该城区自北向南倾斜，即北高南低，地形比较平坦，而且没有太大的起伏变化。
该城区分成三个区。
城区中部有铁路穿过街区分布，南面比北面的面积大。
城区中的工业用户对水质和水压没有特殊要求。
一区有三个大用户，分别是工厂2、工厂3和火车站，南面有两个大用户，分别是工厂1和医院。
河流在城市的南面，水流自西向东流，上游可作为给水水源。
第二章给水管网设计说明
2.1给水方案的确定
（1）水源与取水点的选择
所选水源为城市南面的河流。
取水点应该选在水质良好的河段，也就是河流的上游，并且要靠近用水区。
（2）取水泵站的位置
定在取水点附近，即上游河岸，用以抽取原水。
（3）水厂厂址选择
水厂厂址应该选在不受洪水威胁，卫生条件好的地方，也就是河流的上游。
由于取水点距离用水区较近，所以水厂设置在取水泵站附近，或者与取水泵站建在一起。
（4）输水管渠定线
1）沿着现有道路
2）尽量缩短输水距离
3）充分利用地形高差，优先考虑重力输水。
但是由于取水点选在城市南面的河流，地势较低，所以输水方式只考虑压力输水。
4）本设计是单水源供水，为保证供水的安全性，采用双管输水。
（5）配水管网
1）干管延伸方向应和二级泵站到大用户的方向一致，干管间距采用500—800m。
2）干管和干管之间有连接管形成环状网，连接管的间距为800—1000m左右。
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。
4）干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度。
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。
6）本设计采用环状网。
7）干管布置的主要方向按供水主要流向延伸。
管网中输水干管到大用户如工厂、火车站的距离要求最近。
8）管网布置必须保证供水安全可靠，尽可能布置成环状。
干管尽可能布置在两侧有大用户的道路上，以减少配水管的数量。
2.2配水方案比较
（1）水源与取水点的选择
根据估算，此城市为中小城市，城区面积约为610公顷，地形较平缓，考虑采用水泵直接供水，中途不设调节构筑物，如水塔，高低水池等。
由于城中心有铁路穿过，故考虑尽量减少管道过铁路的数量，但考虑供水可靠性，保证一区用水量及水压条件，考虑采用2条管道穿过铁路。
现有以下两个方案：
方案1：
采用2条管穿铁路，两处穿铁路的输水管距离约为800m，干管呈横向布置。
整个管网形成7个环。
（见图1）
方案2：
采用3条管穿铁路，间距约为800m。
干管呈横向，整个管网形成8个环，（如图2）。
给水系统的布置，应密切配合城市和工业区的建设规划，受水源地和地形的影响。
从地势和水源地来看，由于河流在地势比较低的地方，很明显不可能靠重力来供水，而且地形比较平坦，为了供水的安全和减少因水锤作用产生的危害，两个设计都采用了环状网；由于地势相差不大，因此采用统一供水系统。
方案比较：
方案1：
水厂设在河流上游，水质较好。
一共分7个环，供水可靠性较高；管线长度少，不需很多大管径的管道从而节省了投资，比较经济。
但是穿越铁路的一条管道一旦管线出现事故，系统的水头损失将很大，且水量不易得到保障，可靠性不如方案2。
方案2：
水厂设在河流上游，水质较好，分8个环，供水较均匀。
而且方案2的主要干管布局基本上敷设在接近大用户的地方，既能及时供应生产、生活和消防用水，又能适应今后发展的需要。
综合分析，评价两个方案主要从经济性和供水可靠性两方面来进行评价。
该市属于中小城市，并且地形比较平坦，工业用水量不大且工厂和医院等用户对水压没有特殊的要求。
考虑到现在的人们随着生活水平的提高对供水安全可靠性的要求越来越高，和城市的规模以及城市以后的发展需求，方案2相对更适合，较好。
（2）调节构筑物
由于此区是属于大城市的一个城区，所以不设水塔。
清水池适用于供水范围不很大的中小型水厂，调节水池泵站适用于供水范围较大的水厂以及部分地区用水压力要求较高，采用分区供水的管网。
所以考虑采用前者，即清水池。
清水池布置在串联分区管网、管网低压区。
所以布置在铁路以南的分区。
第三章排水管网
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