给排水管道课程设计任务书与指导书.docx
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给排水管道课程设计任务书与指导书
给排水管网系统课程设计任务书
一、目的
1、消化和巩固《给水排水管网系统》课程的基本理论和知识；
2、初步学习将理论知识应用于实际工程的方法与过程，培养理论与实际相结合、分析和解决问题的能力。
3、训练CAD绘图与手绘图的能力。
二、任务
根据所给原始资料，完成以下设计成果：
1、给水管网规划设计图及设计计算说明书；
2、污水管网和雨水管网规划设计图及设计计算说明书。
三、设计依据
1、道路规划图1张；
2、原始资料1套；
3、有关设计规范、设计手册及设计标准。
四、设计文件编制
1、设计计算说明书。
必须包括给水管网计算过程，计算图，三种工况的管网平差计算表；污水及雨水流量计算表，污水管网及雨水管网水力计算表。
2、给水、雨水及污水管网规划图，其中一张须为手绘。
3、某部分污水管或雨水管的剖面图。
五、要求
1、根据进度安排，完成好各阶段设计计算内容，按时交出课程设计成果。
2、说明书应做到条理清楚，语言通顺，计算正确，书写工整（或打印），并装订成册。
3、CAD设计图做到比例恰当，内容完整，线条分明，图例规范。
给排水管网系统课程设计指导书
一、原始资料
1、地理位置
福州经济技术开发区位于福建省闽江出海口的马尾，位于东经119°37’，北纬25°59’。
西距福州19公里，东至闽江口17公里，马尾港不仅是闽东南和闽江流域腹地的主要货物集散地，而且是目前全国唯一集国家级经济技术开发区、保税区、高科技园区和台商投资区于一体的开发区域。
快安延伸区于1993年1月经国务院批准成为福州开发区的首期延伸区。
它东接马尾旧镇、西至鼓山隧道、南临闽江、北靠快安山麓，与南台岛、长乐营隔江相望，开发面积5.6平方公里。
延伸区地势平坦，交通便捷，依山傍水，风景秀丽，辟有工业小区、高科技园区、第三产业开发区、旅游风景区和生活居住小区，是一个理想的多功能、综合性的投资新区。
2、自然条件
1）规划区的范围
规划区的范围是规划图（远期）所绘制的全部区域，总面积约为180.6ha，如果扣除福马路的面积，则实际规划区域面积约为166.6ha。
全区用水人口约为2.8万人。
由于快安延伸区的用水主要以工业为主，工业性质是技术密集的轻型加工工业，可以通过节约用水的途径减少工业用水量。
在福马路以南的区域内，快安大道以东的地区是居民生活区，面积约65.3公顷；以西的地区是工厂和生产区，面积约46.8公顷。
在福马路以北的区域内，安宁路以东的地区是居民生活区，面积约125.16公顷；以西的地区是工厂和生产区，面积约29.22公顷。
假定在各自的区域内，人口分布、用水、污水排放量的分布是均匀的。
2）地形
整个规划区以前大部分为农业用地，后经吹沙造地形成地面高程在黄海高程6.0m左右的平地。
北片现为一些自然村，中片已都建设成工业区，南片部分已吹沙造地，同时也存在一些自然村。
总的地势是北高南低，西高东低。
3）气候
快安延伸区属亚热带海洋性气候，年平均气温19.6℃，极端最高气温39.8℃，极端最低气温-1.2℃。
冬短夏长，全年以七月为最热，平均气温28℃，由于海风长驱直入，比市区气温低2～3℃，全年无霜期达326天，多年平均降水量1342mm，最大日降水量270.3mm。
降雨集中在4～9月，每年5～6月为梅雨期，降雨量可占全年的35～40％，7～9月为台风暴雨期，每年平均2～3次台风影响本地区。
4～9月份的降雨量可占全年雨量的70～77％。
常年风向多为东南风，气候温和，雨量充沛。
4）水文
快安延伸区处于马尾区的西端，南临闽江，北靠鼓山山脉，山地22.4平方公里的雨水汇入排洪渠排入闽江。
闽江年最高潮水位黄海高程6.48m，最大潮差4.26m，平均潮差3.72m,平均高潮位黄海4.51m，平均低潮位黄海0.76m，百年一遇高潮水位黄海7.02m。
5）地质
快安延伸区地质构造处在中国东南沿海新华系第二复式隆起带东缘，福州盆地的东侧，属闽江口溺谷海湾型游砂堆积，第四系厚度一般为30～40m，每平方米土壤承载力为5～8T。
部分为丘陵地带，每平方土壤承载力为20T以上。
6）地震
快安延伸区位于福建沿海长乐——诏安深大断裂带北段，属于该段的泉州——汕头强震活动带北段，为中等地震潜在震源区，在未来100年内具有发生大于5.5级以上地震的危险性。
3、给水工程规划
快安延伸区以闽江水为水源，由马尾水厂统一供水。
现有马尾水厂的输水管由福马路的西南方向引入开发区内。
在南北两片的居民生活区内，用水总人口按1.8万人考虑，在南北两片的工业生产区内，职工生活用水人口按照1.2万人考虑。
工业生产用水量按照均匀用水考虑，其余用水变化系数按照有关规范选取。
自来水普及率按照100％考虑。
该区工业年产值为20亿元，平均用水标准为74m3/万元，假定工业用水全年用水均匀，每天各个时段用水量也均匀，重复利用率按40%考虑。
由于区内的工业企业属于轻度污染型和无污染型企业，工业企业内的工作人员生活用水量按一般车间考虑，采用25L/（cap•班），每班之间用水均匀。
此外，不考虑淋浴用水。
区内公共绿地面积约占总面积的8％，道路面积约占总面积的15％。
每天浇洒道路一次。
4、污水工程规划
本区排水体制为分流制，污水为一个独立的系统，规划中的污水处理厂厂址见规划图，全区的污水统一收集、处理后排放。
全区生活污水量按全区生活用水量的80%计算。
工业企业的工业废水排放量占工业用水量的85％。
5、雨水工程规划
设计暴雨重现期P＝1年。
暴雨强度公式及主要参数选择：
暴雨强度公式为：
（L/s·ha）
综合径流系数为：
0.6
降雨历时：
（min），地面雨水集流时间：
t1=12min
二、给水管网设计
1、用水量的计算
1）综合生活用水（包括居民生活用水和公共建筑及设施用水），按照规范选取定额和变化系数。
（注意：
特大城市应尽量取上限）
2）工业企业生产用水和工作人员生活用水
3）消防用水，按照城镇、居住区室外消防用水量选取。
（参见课本附录）
4）浇洒道路和绿地用水。
5）未预见水量和管网漏失水量按室外给水设计规范选取。
最高日设计用水量的计算：
计算各部分的最高日设计用水量，然后各部分累加。
最高日最高时用水量的计算：
Kh的取值见课本，生活区和生产区的用水分别计算。
2、管网的设计计算
快安延伸区管网布置及设计计算按远期规划考虑。
全区用户的进水管压力一般保证在20mH2O以上。
该区管网以环状网为主，本着统一规划，分期建设，近远期结合的原则进行布置。
考虑到福马路是一级公路，破路困难，因此本区管网在入口处以福马路为界，分为两根干管分别进入以福马路为界的南区和北区。
近期重点建设南区；随着北片的工业发展，在远期重点建设北区。
在规划区的外缘道路下的给水管按照单侧供水考虑，福马路两侧的道路下的管道也按照单侧供水考虑。
3）主要设计计算步骤
1）计算总用水量
2）在图纸上布置管网。
在福马路南北两侧各有一根主干管。
其余道路下一般都需布置市政管道，且一般都要布置为环状网。
布置时注意有关要求。
给节点编号。
布置管线时先布置主要管线，然后是次要管线。
3）节点流量的计算
（1）计算比流量。
根据居民区和生产区的分布分别计算最高用水时的比流量。
福马路两侧的主干管、边缘地区的管道视为单侧供水。
另外，靠近铁路、磨溪明渠的管段也是单侧给水。
（2）给节点编号，计算沿线流量
（3）计算节点流量
①给管段编号，初步分配管段流量，并定出管径
②环状网流量分配的步骤参见课本，注意节点流量的平衡。
4）管径的确定可以采用如下方法：
（1）根据平均经济流速定管径
（2）根据公式
确定，注意Q、q的单位时m3/s。
当地的经济因素f=1。
（3）查界限流量表（《给水工程》（第四版）P92）。
这种方法较方便，最常用。
这里任意一种方法所得到的结果都是初始值，都可能会调整。
如果是先将环状网转化为树状网，则当树状网的流量和管径确定后，再补充去掉的管线，将管网变回环状网。
补充的管段初分流量可以为0，但是初步确定的管径一般不宜小于相邻干管和主干管的1～2级标准管径。
这种方法确定的管径普遍偏大，也可以有意识地将某些管径人为地取较小值。
注意：
最小管径选择参见课本P34页。
5）最高日最高时（设计时）工况的平差计算
选一个控制点，最高时计算要求绝大部分节点的自由水压不小于20m，部分小于20m的节点，水压不可过低。
出现大量水压不足的点时，可考虑换控制点。
注意调整部分单位管长水头损失过大的和流速过小的管段的管径，保证绝大部分管段的流速不是过高，也不是过低。
平差完毕后，计算起点（水源点）的流量、水压。
6）选泵
考虑二级泵站分两级供水，设计分级供水能力分别大约为全天用水的3％和5％。
水厂清水池水位标高按6.50m。
7）管网的校核
进行消防时和最不利管段事故时工况校核，要求计算输水管与管网接口处（水源点）在各种工况下的水压、流量，看是否满足校核的要求。
所选泵必须保证满足三种工况的要求（设计时工况、消防时工况、最不利管段事故时工况），且正常工作的多数时段水泵在高效段运行。
列出水泵具体的型号及相关参数。
三、排水管网设计
1、污水管网设计计算步骤
1）污水量计算
该部分日变化系数参考课本，依有关规范选取；各企业内生活污水和淋浴污水按照有关规定计算。
不考虑地下水渗入量。
综合以上各项，计算全区污水最大时流量和平均日污水量。
生活废水和工业废水分开计算，最后再累加。
2）在平面图上布置污水管道，给检查井编号，划分计算管段。
在穿越福马路时，尽量减少管道穿越次数（控制在1次）。
3）划分各管段的服务街区，对排水所涉及的街区编号并计算面积。
一般按照“就近收集和按照坡度收集”的原则划分服务面积。
4）计算各管段的设计流量
5）污水管水力计算（用Excel列表计算）
控制点埋深为1.40m（所有点的埋深均不小于该值），覆土厚度一般控制在1～2m。
最大埋深可至6.00m。
污水厂地面标高按6.00m考虑。
雨水干管最小覆土厚度为0.8m（所有点的覆土厚度均不小于该值），雨水管如果埋深过大，可以用重新布置管线、起端改为加盖板的明渠、中下游管道改为矩形渠道等方法减小埋深。
此外，当需要的管径超过2000mm时，一般也改为箱涵。
2、雨水管网设计计算
雨水干管最小覆土厚度为0.8m（所有点的覆土厚度均不小于该值），雨水管如果埋深过大，可以用重新布置管线、起端改为加盖板的明渠、中下游管道改为矩形渠道等方法减小埋深。
此外，当需要的管径超过2000mm时，一般也改为箱涵。
1）划分排水流域和管道定线
2）划分设计管段
3）对排水所涉及的街区编号并计算面积
4）求单位面积径流量
5）列表计算（用Excel列表计算）
6）绘制雨水管道平面图和纵剖面图。
出图要求与污水管相同。
6）绘制平面图和纵剖面图
3、管网图绘制
规划图成果分别绘制在两张2号图上。
在规划图上用不同的线型（粗实线、粗虚线）表示污水管和雨水管（渠）（需含有必须的附属构筑物，如：
检查井、泵站等等）。
平面图上需要标出D、L、I、各管段起末端管内底标高、水流方向，节点检查井、污水泵站的位置。
在坐标纸上绘出（或计算机打印出）某部分污水管或雨水管的剖面图（所绘管段至少包括5个计算管段），标明节点编号。
纵剖面图上的标注内容参见课本。
（至少选择5根以上的管段标注）
四、参考资料
1.《给水排水管网系统》中国建筑工业出版社
3.《给水排水设计手册》第
（1）册常用资料
4.《给水排水设计手册》第（3）册城市给水
5.《给水排水设计手册》第（5）册城市排水
6．《给水排水设计手册》第（11）册常用设备
五、设计计算说明书提纲
摘要（在其后列出关键词）
第一章工程概况
第二章给水工程规划
一、用水量的计算
详细写出计算过程和步骤，列出必要的计算公式及表格。
二、管网的设计与计算
说明管网布置的原则，选择该管网布置形式的理由。
详细写出计算过程和步骤，列出必要的计算公式、计算图及表格。
三、选泵
说明选择水泵依据及详细的计算过程，列出必要的计算公式。
四、管网的校核
说明校核的依据及过程，列出最终的水泵具体型号及参数。
第三章排水工程规划
一、污水工程规划
1、污水量计算
详细写出计算过程和步骤，列出必要的计算公式及表格。
2.污水管网设计及计算
说明布置原则，选择该管网布置形式的理由。
详细写出计算过程和步骤，列出必要的计算公式、计算图及表格。
如需设泵站，则需列出泵站的流量、扬程及所需功率。
3、绘制平面图和纵剖面图
二、雨水工程规划
1、暴雨强度公式及相关参数选择
列出暴雨强度计算公式，并说明各相关参数的选择依据
2、雨水管网设计及计算
说明布置原则，选择该管网布置形式的理由。
详细写出计算过程和步骤，列出必要的计算公式、计算图及表格。
如需设泵站，则需列出泵站的流量、扬程及所需功率。
3、绘制雨水管道平面图和纵剖面图。
第四章结论和建议
对整个设计的结论作简要的汇总，并做出评论和提出改进意见。
参考文献
列出自己在设计过程中的参考文献。
（具体格式可参考杂志中文章的参考文献格式）
六、进度安排
设计总学时（按每周5天40学时,共80学时）。
具体进度安排如下：
次序
内容
学时
一
给水管网规划（第1周）
36
1
布置任务，熟悉原始材料，查找必要资料（规范，设计手册）
4
2
用水量计算，节点流量计算，画出计算草图；管网流量分配和平差计算
8
3
绘制设计图纸
16
4
整理说明书
8
二
排水管网规划（第2周）
44
1
熟悉材料，查找必要资料（规范，设计手册）
4
2
污水和雨水管道布置；列表进行管道水力计算
16
3
绘制设计图纸
16
4
整理说明书
8
七、注意事项
1、各人独立完成设计，严禁抄袭！
2、给水管网平面布置图画在一张图纸上。
标注的内容包括：
各节点地面标高、水压标高、自由水压；各管段的管长、管径。
3、污水和雨水管网平面布置图各画在一张图纸上，注意用不同的线型区分。
标注的内容包括：
管段起点和终点的管内底标高；各管段的管长、管径、坡度、水流方向。
4、所出的成果图不得含有与设计意图无关的内容（如：
各区域的面积、道路中心线等等）。
5、计算说明书按照提纲编写，要求内容全面，对设计思路的介绍尽量详细，版面整洁、清晰。
6、计算说明书用A4纸打印，附图贴于文档中，计算过程的附表可附于报告后，提交的成果用专用封面装订。
7、图纸上“子项”一栏填写“××工程”（如：
“给水工程”），图纸名称填写“××管网平面布置图”其余部分填上姓名、学号。
8、3张管网图中，有一张采用手绘！
9、设计时，先把管网布置好，节点与管段编号定好后，发给老师检查核实后再进行计算，以免出错后做无用功。
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