给排水课程设计.docx
《给排水课程设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《给排水课程设计.docx（32页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
给排水课程设计
《给排水工程》课程设计
——城市给排水管网设计
学号：
201218040203
姓名：
何杉杉
班级：
环境工程122班
指导教师：
王毅
学年：
2014-2015
2015年6月16日
正文
为巩固与运用课堂教学所学习的基本理论与基础知识，掌握给排水工程设计所需的资料及其应用方法，熟悉设计步骤与相关的设计内容，学会准确运用工程语言表达工程思想和设计规范的能力，培养运用设计手册、样本与参考资料的能力，提高分析问题与解决问题的能力，特进行《给排水工程》课程设计。
1工程概况
1.1某城市平面图
现有比例为1：
100000的某城市平面图一张，如图。
设计区域如图所示，包括企业甲和企业乙，地形如图中等高线所示（不明处按内差法进行处理）。
图1城市平面图
1.2城市人口密度
城市人口密度为1000人/ha；居住区室内均有给排水卫生设备和淋浴设备，最高建筑物的设计层数为6层，城市生活污水定额为300L/capd。
1.3工业企业的生产排水
城市现有两个工业企业，企业甲和企业乙的工业废水为用水量的90%。
排水设计流量为：
Q甲=78.27L/s；Q乙=34.14L/s。
1.4河流常水位
河流常水位为120.00m。
1.5污水管道埋设深度
该城市冰冻线深度为0.8m；地下水位埋深平均为2.0m；土壤为砂质黏土；主要马路均为沥青铺设。
1.6暴雨设计
暴雨设计重现期为一年，地面集水时间t1为10min；该城市的暴雨强度公式为：
。
1.7城市占地面积分配情况
建筑用地为35%、道路和车场25%、绿地40%。
1.8初步分析
结合城市平面图及其比例尺，等高线较为稀疏，地势较缓；因此采取截流式铺设污水管道。
整体以西南部分高于东北部分，以河流下游且与城市同侧为最低处，在该处设置污水处理厂。
土壤为砂质黏土，因此管道铺设时不用基质。
2设计内容
2.1污水排水管网方案设计及计算
2.1.1管道定线
按照地形及污水管道系统布置原则，管道采取截留式布置。
污水管道以该设计区域西南侧某点作为整个系统的控制点开始铺设，主干管向北铺设至河岸边，沿河岸往东铺设直至到达终端处的污水处理厂，污水处理厂位于河流下游主干管的同一侧。
干管自南向北铺设汇入主干管。
2.1.2街区面积数据
利用CAD工具计算得出各街区面积，填入下表。
表格1各街区面积汇总表
街区编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
面积/ha
8.7576
4.7969
8.3958
1.8352
1.3411
1.6891
3.4248
4.0432
2.0192
街区编号
10
11
12
13
14
15
16
17
18
面积/ha
3.6242
4.7236
1.5610
2.3409
0.9348
4.1127
3.3593
3.3756
3.8342
街区编号
19
20
21
22
23
24
25
26
27
面积/ha
3.6758
4.3306
1.0557
5.0779
5.7550
4.6012
5.4257
4.6449
2.7990
街区编号
28
29
30
31
32
33
34
35
36
面积/ha
0.8354
3.6810
7.4549
7.0494
2.3468
2.9792
9.1123
6.5525
3.6464
街区编号
37
38
39
40
41
42
43
44
45
面积/ha
0.9726
5.9400
3.7159
3.0768
13.3769
4.8013
3.5571
5.6215
3.2747
街区编号
46
47
48
49
50
51
52
面积/ha
2.957
1.5154
1.4875
1.2932
1.6469
1.9277
4.6813
2.1.3污水管道设计流量计算
根据设计管段的定义和划分方法，将各支管、干管和主干管中有本段流量进入的点（一般定位街区两端）、集中流量及旁侧支管进入的点，作为设计管段的起讫点的检查井并编上号码。
各设计管段的设计流量应列表进行计算。
本设计中，居住区人口密度为1000人/ha，居民生活污水定额为300L/capd，则每ha街区面积的生活污水平均流量（即比流量）为：
污水干管设计流量（L/s）=居民区生活污水量+集中流量
其中，集中流量=本段流量q1+转输流量q2；居民区生活污水量，即生活污水设计流量Q1（L/s）=合计平均流量×总变化系数Kz=（本段流量q1+转输流量q2）×Kz，总变化系数Kz通过合计平均流量，利用内插法查下表计算得到。
表格2生活污水量总变化系数表
污水平均日流量（L/s）
5
15
40
70
100
200
500
1000
总变化系数（Kz）
2.3
2
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4
1.3
如污水管道平面布置图所示，设计管段9-10为干管的起始管段，只有转输流量4.46L/s流入，故合计平均流量为4.46L/s。
查表格3，Kz=2.30，该管段的生活污水设计流量Q1=4.46×2.30=10.27L/s。
设计管段34-14，除了有本段流量
之外，还有集中流量（来自企业乙，排水设计量为Q乙=34.14L/s），该管段接纳街区6，7，12的污水，其面积为6.6949ha（见街区面积表），因本设计中建筑用地为35%，故本段流量
=3.47×6.6949×0.35=8.11L/s。
查表格3，Kz=2.21，该管段的生活污水设计流量Q1=8.11×2.21=17.92L/s。
总计设计流量Q=17.92+34.14=52.06L/s。
其余管段的设计流量计算方式相同。
各设计管段流量如下所示：
表格3污水管段设计流量计算表
充满度
标高（m）
埋设深度（m）
管段编号
管段长度
设计流量
管径
坡度
流速
h/D
h（m）
降落量
地面
水面
管内底
L（m）
Q（L/s）
D（mm）
I
v（m/s）
IL（m）
上端
下端
上端
下端
上端
下端
上端
下端
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
9-10
130
10.27
150
0.00700
0.58
0.50
0.075
0.910
125.66
125.16
125.035
124.13
124.96
124.05
0.70
1.11
10-11
100
39.34
250
0.00350
0.80
0.51
0.128
0.350
125.16
124.83
124.078
123.73
123.95
123.60
1.21
1.23
11-12
160
66.04
350
0.00280
0.69
0.52
0.182
/
124.83
124.27
123.682
123.12
123.50
122.94
1.33
1.33
12-13
160
66.04
350
0.00280
0.69
0.52
0.182
0.448
124.27
123.83
123.122
122.67
122.94
122.49
1.33
1.34
13-14
145
112.09
450
0.00135
0.70
0.60
0.270
/
123.83
123.23
122.662
122.06
122.39
121.79
1.44
1.44
14-1
65
177.21
600
0.00100
0.63
0.62
0.372
/
123.23
123.00
122.012
121.78
121.64
121.41
1.59
1.59
15-16
65
22.49
250
0.00350
0.46
0.51
0.128
/
125.38
124.65
124.808
124.08
124.68
123.95
0.70
0.70
16-17
50
33.96
250
0.00350
0.69
0.51
0.128
/
124.65
124.28
124.078
123.71
123.95
123.58
0.70
0.70
17-18
160
59.24
350
0.00280
0.62
0.52
0.182
/
124.28
123.72
123.662
123.10
123.48
122.92
0.80
0.80
18-19
190
71.35
350
0.00280
0.74
0.52
0.182
0.532
123.72
123.34
123.102
122.57
122.92
122.39
0.80
0.95
19-20
210
180.69
600
0.00100
0.64
0.62
0.372
/
123.34
122.74
122.510
121.91
122.14
121.54
1.20
1.20
20-21
80
206.31
650
0.00095
0.62
0.63
0.410
/
122.74
122.38
121.900
121.54
121.49
121.13
1.25
1.25
21-5
165
210.79
650
0.00095
0.64
0.63
0.410
/
122.38
121.43
121.540
120.59
121.13
120.18
1.25
1.25
22-23
160
19.90
250
0.00350
0.41
0.51
0.128
0.560
124.09
123.67
123.518
122.96
123.39
122.83
0.70
0.84
23-24
125
38.16
250
0.00350
0.78
0.51
0.128
0.438
123.67
123.34
122.958
122.52
122.83
122.39
0.84
0.95
24-25
135
51.32
300
0.00300
0.73
0.51
0.153
0.405
123.34
122.98
122.496
122.09
122.34
121.94
1.00
1.04
25-26
135
54.21
300
0.00300
0.77
0.51
0.153
/
122.98
122.58
122.093
121.69
121.94
121.54
1.04
1.04
26-7
285
135.65
500
0.00120
0.69
0.61
0.305
/
122.58
121.30
121.645
120.37
121.34
120.06
1.24
1.24
1-2
210
201.26
650
0.00095
0.61
0.63
0.410
/
123.00
122.59
122.710
122.30
122.30
121.89
0.70
0.70
2-3
180
201.26
650
0.00095
0.61
0.63
0.410
/
122.59
121.60
122.300
121.31
121.89
120.90
0.70
0.70
3-4
265
246.00
700
0.00090
0.64
0.65
0.455
0.239
121.60
121.49
121.305
121.07
120.85
120.61
0.75
0.88
4-5
185
248.62
700
0.00090
0.65
0.65
0.455
0.167
121.49
121.43
121.067
120.90
120.61
120.45
0.88
0.99
5-6
530
446.37
950
0.00065
0.63
0.68
0.646
0.345
121.43
121.40
120.841
120.50
120.20
119.85
1.24
1.55
6-7
445
470.26
1000
0.00060
0.60
0.70
0.700
0.267
121.40
121.30
120.501
120.23
119.80
119.53
1.60
1.77
7-8
105
601.73
1100
0.00060
0.63
0.70
0.770
0.063
121.30
121.29
120.204
120.14
119.43
119.37
1.87
1.92
2.1.4污水管道干管和主干管水力计算
在确定设计流量后，便可以从上游管段开始一次进行干管和主干管各个设计管段的水力计算。
一般常列表进行计算，如表所示。
水力计算步骤如下：
1.从污水管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，列入表2.5第2项。
2.将各设计管段的设计流量列入表中第3项。
设计管段起讫点检查井处的地面标高列入表中第10、11项。
3.计算每一设计管段的地面坡度（
），作为确定管道坡度时参考。
例如，管段9-10的
。
4.确定管段的管径以及设计流速v，设计坡度I，设计充满度
。
首先拟采用某一管径（在0.6～5m/s范围见取值），再根据
计算出设计流速v（在0.6～5m/s范围间取值）。
例如管段9-10，拟采用管径D=100mm，该管段的设计流量为10.27L/s，根据流量公式计算得到流速v=1.37m/s，大于最小设计经济流速，符合计算规范。
但在之后降落量的计算时发现设计流速越接近最小设计经济流速，降落量越小。
故管段9-10选用管径D=150mm。
其他管段设计计算类似。
5．计算各管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度：
（1）根据设计管段长度和管道坡度求降落量，管道最小设计坡度查规范可得到。
如管段9-10的降落量为IL=0.00700×130=0.910m，列入表中第9项。
若地面坡度大于管道的最小设计坡度，则管道不需要再放坡。
例如管段11-12，其最小设计坡度为0.0028，而地面坡度i=0.0038＞0.0028，故无需放坡，降落量为0。
（2）根据管径和充满度求管段的水深。
如管段9-10的水深h=D×h/D=0.15×0.50=0.075m。
（3）确定官网系统的控制点。
根据管道的走向以及地势特点，选取控制点。
如最西边的干管，选取9为控制点。
它的埋深定为0.7m，列入表中第16项。
（4）求设计管段上、下端的管内底标高，水面埋深及埋设深度。
9点的管内底标高等于9点的地面标高减9点的埋深，为125.66-0.70=124.96m，列入表中第14项。
10点的埋设深度等于9点的埋深与降落量之和减去9，10点的地面标高之差，为0.70+0.910-（125.66-125.16）=1.11m，列入表中第17项。
10点的管内底标高等于10点地面标高减10点的埋深，为125.16-1.11=124.05m，列入表中的第15项。
管段上下端水面标高等于相应点的管内底标高加水深。
如管段9-10中9点的水面标高为124.96+0.075=125.035m，列入表中第12项。
10点的水面标高为124.05+0.075=124.13m，列入表中第13项。
根据管段在检查井处采用的衔接方法，可确定下游管段的管内底标高。
例如，管段9-10和10-11的管径不同，采用管顶平接。
管段10-11中10点的埋深等于9-10管段中10点的埋深和两管段直径之差的和。
求出10点埋深后即可用上述方法计算10-11管段的管段标高，水面标高。
6．进行管段水力计算时，应注意的问题：
（1）必须细致研究管道系统的控制点。
这些控制点常位于本区的最远或最低处，它们的埋深控制该地区污水管道的最小埋深。
各条管道的起点，低洼地区的个别街坊和污水出口较深的工业企业或公共建筑都是研究控制点的对象。
（2）必须细致研究管道敷设坡度与管线经过地段的地面坡度之间的关系。
使确定的管道坡度，在保证最小设计流速的前提下，又不使管道的埋深过大，以便于旁侧支管的接入。
（3）水力计算自上游依次向下游管段进行，一般情况下，随着设计流量的逐段增加，设计流速也应相应增加。
如流量保持不变，流速也不应减小。
只有在管道坡度由大骤然变小的情况下，设计流速才允许减小。
另外，随着设计流量逐段增加，设计管径也应逐段增大，但当管道坡度骤然变大时，下游管道的管径可以减小，但缩小的范围不得超过50～100mm。
（4）在地面坡度太大的地区，为了减小管内水流速度，防止管壁遭受冲刷，管道坡度往往需要小于地面坡度。
这就有可能使下游管段的覆土厚度无法满足最小限值的要求，甚至超出地面，因此应在适当的位置处设置跌水井，管段之间采用跌水井衔接。
跌水井的构造详见第六章。
（5）水流通过检查井时，常引起局部水头损失。
为了尽量降低这项损失，检查井底部在直线管段上要严格采用直线，在管道转弯处要采用匀称的曲线。
通常直线检查井可不考虑局部水头损失。
（6）在旁侧管与干管的连接点处，要考虑干管的已定埋深是否允许旁侧管接入。
若连接处旁侧管的埋深大于干管埋深，则需在连接处的干管上设置跌水井，以使旁侧管能介入干管。
另一方面，若连接处旁侧管的管底标高比干管的管底标高高出许多，为使干管有较好的水力条件，需在连接处前的旁侧管上设置跌水井。
在确定设计流量后，便可以从上游管段开始依次进行主干管各设计管段的水力计算（在检查井14处加以中途泵站）。
结果如下：
表格4污水干管水力计算表
充满度
标高（m）
埋设深度（m）
地面坡度
管段编号
管段长度
设计流量
管径
坡度
流速
h/D
h（m）
降落量
地面
水面
管内底
L（m）
Q（L/s）
D（mm）
I
v（m/s）
IL（m）
上端
下端
上端
下端
上端
下端
上端
下端
i
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
9-10
130
10.27
150
0.00700
0.58
0.50
0.075
0.910
125.66
125.16
125.035
124.13
124.96
124.05
0.70
1.11
0.0038
10-11
100
39.34
250
0.00350
0.80
0.51
0.128
0.350
125.16
124.83
124.078
123.73
123.95
123.60
1.21
1.23
0.0033
11-12
160
66.04
350
0.00280
0.69
0.52
0.182
/
124.83
124.27
123.682
123.12
123.50
122.94
1.33
1.33
0.0035
12-13
160
66.04
350
0.00280
0.69
0.52
0.182
0.448
124.27
123.83
123.122
122.67
122.94
122.49
1.33
1.34
0.0027
13-14
145
112.09
450
0.00135
0.70
0.60
0.270
/
123.83
123.23
122.662
122.06
122.39
121.79
1.44
1.44
0.0041
14-1
65
177.21
600
0.00100
0.63
0.62
0.372
/
123.23
123.00
122.012
121.78
121.64
121.41
1.59
1.59
0.0035
15-16
65
22.49
250
0.00350
0.46
0.51
0.128
/
125.38
124.65
124.808
124.08
124.68
123.95
0.70
0.70
0.0112
16-17
50
33.96
250
0.00350
0.69
0.51
0.128
/
124.65
124.28
124.078
123.71
123.95
123.58
0.70
0.70
0.0074
17-18
160
59.24
350
0.00280
0.62
0.52
0.182
/
124.28
123.72
123.662
123.10
123.48
122.92
0.80
0.80
0.0035
18-19
190
71.35
350
0.00280
0.74
0.52
0.182
0.532
123.72
123.34
123.102
122.57
122.92
122.39
0.80
0.95
0.0020
19-20
210
180.69
600
0.00100
0.64
0.62
0.372
/
123.34
122.74
122.510
121.91
122.14
121.54
1.2
升级会员 