武汉市给水排水管道工程设计计划书 39页

武汉市给水排水管道工程设计计划书第一章课程设计任务书1.1设计题目：武汉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Ⅰ3206+++Ⅱ2105+++Ⅲ3、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7000吨/天，最大班用水量：3000吨/班，工人总数3000人，分三班工作，最大班1200人，其中热车间占30%，使用淋浴者占80%；一般车间使用淋浴者占20%。2）B工厂，日用水量5500吨/天，最大班用水量：2000吨/班，工人总数5000人，分三班工作，最大班2000人，热车间占30%，使用淋浴者占90%；一般车间使用淋浴者占10%。3）火车站用水量为13L/s。4、城市土质种类为粘土，地下水位深度为7米。5、城市河流水位：最高水位：75米，最低水位：60米，常水位：65米。1.3课程设计内容：1、城市给水管网初步设计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；（三种校核人选一种）5）绘图（平面图、等水压线图）2、城市排水管网初步设计。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）污水控制分支管及总干管的水力计算；5）任选1条雨水管路的水力计算（若体制为分流制）；6）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、《给排水管道系统》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）39\n2、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、给水管网等水压线图1张（3号图）；4、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1000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：2013-2014学年第一学期（第15、16周12月16号-12月28号）2、上交设计成果时间：16周周五下午3、设计指导教师：谭水成、张奎、宋丰明、刘萍39\n第二章给水管网设计与计算给水管网布置及水厂选址：该城市有一条自北向南流的水量充沛，水质良好的河流，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.定线时干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户的水流方向一致。干管的间距一般采用500m－800m。2.循水流方向，以最短的距离布置一条或数条干管，干管位置从用水量较大的街区通过。干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度。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。减小今后检修时的困难。4.干管与干管之间的连接管使管网成环状网。连接管的间距考虑在800－1000m左右。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。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。配水管网共设17个环。另外考虑到河流将该城市分成两半，为了安全供水起见在河流的上游铺设倒虹管，在其两岸应设阀门井，阀门井顶部标高应保证洪水时不被淹没。井内有阀门和排水管等。倒虹管顶在河床下的深度不小与0.5m，在航道线范围内不应小于1m，倒虹管使用钢管并须加强防腐措施。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。给水管网设计计算：城市最高日用水两包括综合用水、工业生产用水及职工生活用水及淋浴用水、浇洒道路和绿化用水、未预见用水和管网漏失水量。分区人口密度（人/公顷）面积（公顷）人口数（人）Ⅰ3202692.48861594Ⅱ210712.29149581武汉市位于湖北，一区总人口86.16万人，参考《给水排水管道系统》教材表4—2可知该城市位于一区，为大城市。最高日综合生活用水定额为390L/(人·d)，故综合生活用水定额采用上限390L/（人·39\nd），用水普及率为100%。二区总人口14.96万人，参考《给水排水管道系统》教材表4—2可知该城市位于一区，为小城市。最高日综合生活用水定额为370L/(人·d)，故综合生活用水定额采用上限370L/（人·d），用水普及率为100%。2.1一区最高日用水量计算2.1.1一区最高日综合生活用水量Q1：Q1=qNfQ1―—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／（人·d）；Ｎ――城市设计年限内计划用水人口数；设计年限10年内人口增长为96万；f――城市自来水普及率，采用f=100%所以最高日综合生活用水为：Q1=qNf=390×10-3×96×104×100%=374400m3／d2.1.2一区工业用水量（1）工业企业职工的生活用水量Q2工厂职工生活用水量采用一般车间每人每班25L，高温车间每人每班35L计算.Q2=（900×35+2100×25）/1000=84m3／d（2）工业企业职工的淋浴用水量Q3淋浴用水按一般车间每人每班40L，高温车间每人每班60L计算；淋浴用水量：Q3=（720×60+420×40）/1000=60m3／d（3）工业生产用水量Q4Q4=7000m3／d2.1.3火车站用水量Q5=13×3600×24/1000=1123.2m3／d2.1.4城市的未预见水量和管网漏失水量管网漏失水量按前几项用水量之和的12%计算Q6=0.12（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）=46608m3／d城市未预见水量按前几项用水量之和的12%计算Q7=0.12（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6）=52201m3／d最高日设计流量Qd：Qd　＝1.20（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7）=609015m3／d最高日最高时设计流量：=9163L/s2.1.5消防用水量39\n根据《建筑设计防火规范》该城市消防用水量定额为100，同时火灾次数为3。城市消防用水量为：Qx=100×3=300L/S2.1.6一区清水池调节容积缺乏用水量变化规律的资料时，按最高日用水量的10%估算。m3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+W4W－清水池总容积m3；W1－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5%计算；W4－安全贮量按(W1+W2+W3)计算W1+W2+W3＝60902+2160+3045＝66107m3故W4取66107/6=15586m３因此：清水池总容积W＝66107+15586＝109099m３取整数为：W=120000m３本清水池设计尺寸为120×100×10。2.2二区最高日用水量计算2.2.1二区最高日综合生活用水量Q1Q1=qNfQ1―—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／（人·d）；Ｎ――城市设计年限内计划用水人口数；设计年限10年内人口增长为25万人；f――城市自来水普及率，采用f=100%所以最高日综合生活用水为：Q1=qNf=370×10-3×25×104×100%=92500m3／d2.2.2城市的未预见水量和管网漏失水量管网漏失水量按前几项用水量之和的12%计算Q2=0.12Q1=11100m3／d城市未预见水量按前几项用水量之和的12%计算Q3=0.12(Q1+Q2）=12432m3／d39\n最高日设计流量Qd：Qd　＝1.25（Q1+Q2+Q3）=145040m3／d最高日最高时：=2686L/s2.2.3消防用水量根据《建筑设计防火规范》该城市消防用水量定额为65，同时火灾次数为2。城市消防用水量为：Qx=65×2=130L/S2.2.4二区清水池调节容积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+W4W－清水池总容积m3；W1－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5%计算；W4－安全贮量按(W1+W2+W3)计算W1+W2+W3＝14504+936+7252＝22692m3故W4取22692/6=3782m３因此：清水池总容积W＝22692+3782＝26474m３取整数为：W=30000m３本清水池设计尺寸为60×50×10。管网水力计算2.3一区管网水力计算2.3.1集中用水量集中用水量主要为工厂的生产用水量和职工生活用水量，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。最大时集中流量为：∑q=(13+82.69+66.38)=162.07L/s2.3.2比流量计算Qs=(Qh-∑q)/∑LQs=(9163-162)/40603=0.223L/(m·s)39\nQh——为最高日最大时用水量L/s∑q——为大用户集中流量L/s∑L——管网总的有效长度m2.3.3沿线流量计算qi-j＝qsＬi-j　　Ｌi-j—有效长度mqs—比流量管段编号管段长度m管段计算长度m比流量L/(m·s)沿线流量L/s11-12145514550.223324.4711-1478839487.8613-141172586130.6813-1520342034453.5814-1512221222272.5112-15874874194.9012-16843843187.9915-171438719160.3416-17844844188.2116-1813931393310.6417-191322661147.4018-1910291029229.4719-2087643897.6720-2136436481.1721-22952952210.3018-22972972216.7621-23866866193.1223-24692692154.3222-2410721072239.0623-25937937208.9525-2633433474.4824-26941941209.8426-27973973216.9827-2812171217271.3928-2912961296289.0129-3010001000223.0027-3013201320294.3631-3215041504335.3930-3221152115471.6530-33673673150.0839\n33-34821821183.0629-34970970216.3133-3511841184264.0334-3510171017226.7935-3615951595355.6936-3716061607358.1438-3812241224272.9537-38814814181.5218-37971971216.5322-38681681151.862.2.4节点流量节点连接管段节点流量L/s集中流量L/s节点总流量L/s1111-12、11-14206.170206.171211-12、12-15、12-16353.680353.681313-14、13-15292.130292.131411-14、13-14、14-15245.5313258.531512-15、13-15、14-15、15-17540.670540.671612-16、16-17、16-18343.420343.421715-17、16-17、17-19247.980247.981816-18、18-19、18-22、18-37486.700486.701917-19、18-19、19-20237.270237.272019-20、20-2189.42089.422120-21、21-22、21-23243.300243.302218-22、21-22、22-24、22-38409.990409.992321-23、23-24、23-25278.200278.202422-24、23-24、24-26301.610301.612523-25、25-26141.720141.722624-26、25-26、26-27250.650250.652727-38、27-31175.950175.952827-28、28-29280.200280.202928-29、29-30、29-34364.160364.163029-30、30-31、30-32、30-33529.180529.183127-31、30-31、31-32314.760314.763230-32、31-32403.520403.523330-33、33-34、33-35298.6082.69381.293433-34、34-35、29-35313.090313.093533-35、34-35、35-36423.3666.38489.643635-36、36-38、36-37493.390493.393736-37、37-38、37-18378.100378.1039\n3868-38、37-38、38-22303.170303.172.2.5管网平差根据节点流量进行管段的流量分配的步骤：①按照管网的主要供水方向，初步拟定各管段的水流方向，并选定整个管网的控制点。②为了可靠供水，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地分配流量，并且符合水流连续性即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，平时流量一般不大，只有在干损坏时才转输较大的流量，因此连接管中可以分配较少的流量。一区管网平差结果见副表1-12.4二区管网水力计算2.4.1集中用水量Q=02.4.2比流量计算Qs=(Qh-∑q)/∑LQs=2686/8830=0.304L/(m·s)Qh——为最高日最大时用水量L/s∑q——为大用户集中流量L/s∑L——管网总的有效长度m2.4.3沿线流量计算qi-j＝qsＬi-j　　Ｌi-j—有效长度m管段编号管段长度(m)管段计算长度(m)比流量L/(m·s)沿线流量L/s5-68158150.304247.765-71078539163.864-610771077327.414-7815815247.764-8627627190.612-8758758230.433-4758758230.432-3627627190.612-10888888269.9539\n1-10674337204.901-312521252380.612.4.4节点流量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)11-3、1-9249.510249.5122-3、2-8、2-10345.500345.5032-3、3-4、1-3400.830400.8344-6、4-7、4-8、4-3498.110498.1155-6、5-7205.810205.8164-6、5-6287.590287.5974-7、5-7205.810205.8182-8、4-8210.520210.5291-9、9-10102.380102.38102-10、9-10178.150178.15二区管网平差见副表1-22.5管径的确定管径与设计流量的关系：q＝Ａv＝πＤ2v／４Ｄ＝（4q/πv）公式中D—管段管径，m；　　　　q—管段计算流量，m３/s；　　　　Ａ—管段过水断面面积，m２　　　　　　　　　v—设计流速，m/s；设计中按经济流速来确定管径进行平差，确定实际管径。平均经济流速与管径的确定管径／mm平均经济流速／（m/s）Ｄ＝100～400D≥4000.6～０.90.9～1.42.5.1一区最大时流量初步分配最大时设计流量L/s，流量初步分配如下表：管段编号管段长度m管道直径mm分配流量L/s11-1214551500600011-1478815002956.8314-1512221400160039\n13-14117212001098.3013-152034900806.1712-168431500400012-1587413001646.3215-17143815003511.8216-1813931500300016-17844800656.5817-19132215003920.4218-19102913001683.1519-208761400200020-2136414001910.5821-2295270030021-2386612001367.2823-24692700289.0823-2593790080025-26334800658.2818-379711500250018-2297213001696.4536-3716061200150037-38814800621.9035-36159590080036-381224450206.6122-38681800525.3422-24107214002111.8024-2694114002099.2726-2797315002506.9027-28121712001330.9527-313611100100031-32150470050030-31958450185.2430-32211540096.4828-29129611001050.7529-30100060030029-34970700386.5930-3367330052.5434-35101740015033-351184450160.3633-34821500223.502.5.2二区最大时流量初步分配管段编号管段长（m）管径（m）分配流量（L/S）1-97791100100039\n9-105681100897.621-3125214001436.492-108881000719.473-475810007002-3627600335.662-8758900709.634-8627700499.114-610777004004-7815600301.006-5815350112.417-5107835095.192.6二级泵站清水池地面标高76.0m（清水池埋深2m），设一个自来水厂，两个二级泵站分区供水。I区控制点水压标高105.6m，清水池最低水面标高85.1m，最不利管线的水头损失23m，水泵内外水头损失3m，安全储水量0.5m。最大时水泵扬程H=105.6-85.1+23+0.5+3=47mII区控制点水压标高103.7，二区清水池最低水面标高84.8，最不利管线的水头损失9m，水泵内外水头损失3m，安全储水量0.5m。最大时水泵扬程H=103.7-84.8+9+0.5+3=31.4m2.7消防校核该市一区同一时间火灾次数为三次，一次灭火用水量为100L/S，从安全和经济角度考虑，失火点设在30节点和34节点及33节点处，消防时管网各节点的流量除这三个点节点各附加100L/S的消防流量外，其余各节点的流量与最高时相同。消防时管网平差及水压计算结果见后图副表1-3消防时所需二级泵站总扬程（控制点水压标高87.6m，最不利管线的水头损失39m，水泵内外水头损失3m，安全储水量0.5m）=87.6-85.1+39+0.5+3=45m＜47m满足要求。该市二区同一时间火灾次数为二次，一次灭火用水量为65L/S，从安全和经济角度考虑，失火点设在6节点5节点处，消防时管网各节点的流量除6、5节点各附加6539\nL/S的消防流量外，其余各节点的流量与最高时相同。消防时管网平差及水压计算结果见后图副表1-4消防时所需二级泵站总扬程（控制点水压标高89.7m，最不利管线的水头损失16m，水泵内外水头损失3m，安全储水量0.5m）=89.7-84.8+16+0.5+3=24.4m＜31.4m满足要求。39\n第三章污水管网设计与计算第一节污水设计流量计算城市污水管网的主要功能是收集和输送城市区域中的生活污水和生产废水.污水管网设计的主要任务是:1)污水管网总设计流量及各管段设计流量计算;2)污水管网各管段直径,埋深,衔接设计与水力计算;3)污水提升泵站设置与设计;4)污水管网施工图绘制等;城市污水主要来源于城市用水,因此,污水量定额与城市用水量定额之间有一定的比例关系,该比例称为排放系数.由于水在使用过程中的蒸发,形成工业产品,分流到其他水体或以其他排水方式等原因,部分生活污水或工业废水不再被收集到排水管道,在一般情况下,生活污水和工业废水的污水量大约为用水量的60%～80%,在天热干旱季节有时可抵达50%.我国《室外排水设计规范》规定,居民生活污水定额和综合生活污水(即包括居民生活污水和公共建筑排放的污水)定额应根据当地采用的用水定额,结合建筑内部给排水设施水平和排水系统普及程度等因素确定,可按当地用水定额的80%～90%计算,即排放系数为0.8～0.9;工业企业内生活污水量,淋浴污水量的确定,应与国家现行的《室外给水设计规范》的有关规定协调;工业企业的工业废水量及其总变化系数应根据工艺特点确定,并与国家现行的工业用水量有关规定协调.在计算设计污水量时还应明确,污水管网是按最高日最高时污水排放流量进行设计的.生活污水量总变化系数Kz平均日污水流量(L/s)5154070100200500≥1000总变化系数Kz2.32.01.81.71.61.51.41.3注：当污水平均日流量为中间数值时,总变化系数用内插法求得;3.1污水设计流量计算影响居民生活污水设计流量的主要因素有生活设施条件,设计人口和污水六来年感变化.在计算生活污水计算流量时,设计人口指的是排水系统在设计使用年限终期所服务的人口数量.同一城市中可能存在着多个排水服务区域,其污水量标准不同,计算时要对每个区分别按照其规划目标.取用适当的污水量定额,按各区实际服务人口计算该区的生活污水设计流量.3.1.1居民生活污水设计流量根据给排水设计规范，居民生活污水定额按生活给水的定额的80%取，=0.8×149581×1.45×280/（24×3600）=562.31L/s39\n3.1.2工业废水设计流量（1）工业企业生活污水的设计流量：=0（2）工业生产的废水量：=0（3）火车站废水设计流量=03.1.3城市污水设计总流量城市污水设计总流量一般采用直接求和的方法进行计算，即直接将上述各项污水设计流量计算结果相加，作为污水管网设计的依据，城市污水设计总流量Qh用下式计算:=562.31L/S污水管网的管道必须与取服务的所有用户连接，将用户排放的污水收集汇总到较大的管道中，再汇总到污水输送干管中，然后输送到污水处理厂。在工程上，将连接用户的污水管道称为连接管，将主要承担污水输送功能的大型管道称为污水干管（又可分为主干管和干管）将连接管与输送干管之间的收集连接管中污水的管道称为污水干管。在污水收集和输送过程中，污水管道的流量从管网的起始端到末端不断地增加，管道的直径也随之不断增加。为了污水管道连接和清通方便，污水管道的交叉连接处以及直线管道上每隔一定距离需要设置检查井。由于污水管道中的水流是重力流，水面高度亦逐渐降低，因此需要逐渐增加污水管道的埋设深度，形成满足污水流动的水力坡度。当管道埋设深度太大时，会使管道施工困难，造价增加。所以，在大型污水管网中经常需要增加设置提升泵站，将污水提升到一定高度，以减小管道的埋设深度。在地形坡度较大的地区，为了满足污水管道最小埋深的要求，防止管道受到地面荷载冲击或被冻坏等，需要设置跌水井，以提高管道的埋深。污水管网管段设计流量（L/s)的计算公式：i=1,2,…,M式中--各管段输送的居民生活污水平均日流量，L/s，它们在管网中满足连续性条件；--各管段输送的工业废水设计流量。L/s，它们在管网中满足连续性条件；--各管段输送的工业企业生活与淋浴污水设计流量，L/s，它们在管网中满足连续性条件；生活污水比流量=280*0.8*210/24*3600=0.544L/(s*ha)下面是污水流量计算表：39\n管段编号本段流量q1转输流量街坊编号街坊面积/ha比流量qs/L/(s.ha)流量q1（L/s）q2（L/s)1--2118.900.54410.280.002--3630.060.54416.3510.283--4730.700.54416.7026.634--51028.140.54415.3143.335--6000.544058.646--71125.640.54413.9597.457--8967.310.54436.62111.40合计平均总变化生活污水集中流量q3设计流量流量（L/s)系数Kz设计流量本段（L/s)转输(L/s)（L/s)10.282.121.590.000.0021.5926.631.950.600.000.0050.6043.331.7977.560.000.0077.5658.641.74102.030.000.00102.0358.641.74102.030.000.00102.03111.401.59177.120.000.00177.12148.021.55229.430.000.00229.433.2污水干管的计算3.2.1.设计充满度污水管道应按非满管流设计，原因如下：（1）污水流量是随时变化的，而且雨水或地下水可能通过检查井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，避免污水溢出而妨碍环境卫生。（2）污水管道内沉积的污泥可能分解析出一些有害气味，需留出当的空间，以利管道内的通风，排除有害气体。（3）便于管道的疏通和维护管理。设计规范规定污水管道的最大设计充满度如表所示。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/H200～3000.55350～4500.65500～9000.70≥10000.75在计算污水管道充满度时，设计流量不包括淋浴或短时间内突然增加的污水量，但当管径小于或等于300mm时，应按短时间内的充满度复核，保证污水不能从管道中溢流到地面。39\n3.2.2.设计流速最小设计流速是保证管道内不产生淤积的流速。《室外排水设计规范》规定污水管渠在设计充满度下最小设计流速为0.6m/s，含有金属，矿物固体或重油杂质的生产污水管道，其最小设计流速宜适当加大；明渠的最小设计流速为0.4m/s。3.2.3最小设计坡度在污水管网设计时，通常使管道敷设坡度与设计区域的地面坡度基本一致，在地势平坦或管道走向与地面坡度相反时，尽可能减小管道敷设坡度和埋深对于降低管道造价显得尤为重要。但由该管道敷设坡度形成的流速应等于或大于最小设计流速，以防止管道内产生沉积。因此，将相应于最小设计流速的管道坡度称为最小设计坡度。从水力计算公式可知。设计坡度与设计流速的平方成正比，与水力半径的4/3次方成反比。规范只规定最小管径对应的最小设计坡度：管径200mm的最小设计坡度为0.004；管径300mm的最小设计坡度为0.003；较大管径的最小设计坡度由最小设计流速保证。二区污水主干管水力计算表管段编号管段长度设计流量管道直径设计坡度设计充满度降落量设计流速h/Dh/m（m）（L/S)（mm）（‰）（m/s)（m）1--250321.593002.10.600.50.151.062--379650.606001.10.600.320.190.883--462177.566000.90.600.470.280.564--5452102.037000.750.600.470.330.345--6928102.037000.750.600.470.330.706--7861177.128000.60.630.550.440.527--81012229.438000.60.650.650.520.61地面标高（m）水面水面管内底管内底埋设深度（m）上端下端上端下端上端下端上端下端78.978.877.5576.4977.4076.341.502.4678.878.776.2375.3576.0475.162.763.5478.778.575.3574.8075.0774.523.633.9878.578.474.7574.4174.4274.084.084.3278.478.274.4173.7174.0873.384.324.8278.278.173.7273.2173.2872.774.925.3378.177.973.2172.6072.6972.085.415.823.3污水管道埋设深度及管道的衔接39\n3.3.1.污水管道埋设深度污水管道的埋设深度是指管道的内壁底部离开地面的垂直距离，亦称管道埋深，管道的顶部离开地面的垂直距离称为覆土厚度。污水管道的最小覆土厚度，一般应满足下述三个因素的要求。（1）防止管道内污水冰冻和因土壤冰冻膨胀而损坏管道；（2）防止地面荷载而破坏管道（3）满足街区污水连接管衔接的要求。3.3.2.污水管道的衔接管道衔接时要遵守两个原则：其一，避免上游管道形成回水，造成淤积；其二，在平坦地区应尽可能提高下游管道的标高，以减少埋深。管道的常用衔接方法有两种：一为水面平接；二为管顶平接；39\n第四章雨水管网设计与计算4.1雨水管网设计流量根据数理统计理论，暴雨强度i(或q)与降雨历时t和年重现期p之间关系，可用一个经验函数表示，称为暴雨强度公式。其函数形式可以有多种。根据不同地区的使用情况，可以采用不同的公式。我国《室外排水设计规范》（1997）中规定我国采用的暴雨强度公式的形式为：式中q--设计暴雨强度，;T--降雨历时，min;P--设计重现期，a;--待定参数。降落在地面上的雨水在沿地面流行的过程中，一部分雨水被地面上的植物，洼地，土壤或地面缝隙截留，剩余的雨水在地面上沿地面坡度流动，称为地面径流。不同地面的径流系数地面种类屋面混凝土路面草地径流系数Ψ0.90.90.15如果汇水面积由径流系数不同的地面组合而成，则整个汇水面积上的平均径流系数Ψav值可按各类地面的面积用加权平均法计算：式中:--为汇水面积上各类地面的面积；--为相应于各类地面的径流系数；F--为总汇水面积；39\n--为设计断面上游各管道的长度，（m);--为上游各管道中的设计流速，m/s.地面集水时间t1视距离长短，地形坡度和地面覆盖情况而定，一般采用5～15min；折减系数m的取值如下：暗管的折减系数m=2；明渠折减系数m=1.2；而在陡坡地区，采用暗管时的折减系数m=1.2～2.4.2雨水管渠设计参数一设计参考数据　雨水较污水清洁得多，对环境的污染较小，加上暴雨径流量大，而相应的较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会很长，且从减少工程投资的角度来讲，雨水管渠允许溢流。故雨水管渠的充满度按满流考虑，即h/D=1,明渠则应有等于或大于0.2m的超高，街道边沟应有等于或大于0.03m的超高。1设计流速　　　在雨水进行设计时，所用的最小设计流速应大于污水管渠，满流时管道内的最小设计流速为0.75m/s。而明渠由于便于清除疏通，可采用较低的设计流速，一般明渠内最小设计流速为0.4m/s.2最小坡度　　为了保证管内不发生沉积，雨水管内的最小坡度应按最小流速计算确定。在街区内，一般不宜小于0.004，在街道下，一般不宜小于0.0025,雨水口连接管的最小坡度不小于0.01.3最小管径为了保证管道在养护上的便利，便于管道的清除阻塞，雨水管道的管径不能太小，因此规定了最小管径。街道下的雨水管道，最小管径为300mm，相应的最小坡度为0.003；街坊内部的雨水管道，最小管径一般采用200mm，相应的最小坡度为0.01。二设计内容本次设计武汉市市的城市管网设计，查相关的资料得武汉市的暴雨强度为：本城市的径流系数取为0.65本城市的单位面积径流量：=39\n=本次雨水计算是选取一区的一条主干管进行的计算。干管的汇水面积为96.9780hm2管段编号管段长m管径mm坡度‰单位面积径流量L/（s·hm2）汇水面积hm2设计流量L/S设计流速m/s输水能力L/s12345678912-1180925001.017648.3885.51.4860010-11110021000.89755.1553261.0540010-9117020000.76167.3141171.54200管段编号管内流行时间/min坡降m地面标高m管内底标高m埋深m累计本段起点终点起点终点起点终点110111213141516171812-1109.60.8179.879.477.876.992.002.4110-119.618.40.8879.479.276.9976.112.413.099-102817.71.7679.277.676.1174.353.093.2539\n参考文献1.严煦世，范瑾初主编，给水工程（第四版），北京，中国建筑工业出版社，19992.严煦世，赵洪宾编著，给水管网理论和计算，北京，中国建筑工业出版社，19863.高廷耀，顾国维主编，水污染控制工程，上册（第二版），北京，高等教育出版社，19994.周玉文，赵洪宾著，排水管网理论和计算，北京，中国建筑工业出版社，20005.上海市政工程设计研究院主编，给水排水设计手册，第10册，技术经济（第一版），北京，中国建筑工业出版社。20006于尔捷，张杰主编，给水排水设计手册，第10册，技术经济（第二版），北京，中国建筑工业出版社。19967.A.C.TWORT,etc.WaterSupply,FourthEdition,EdwardArnold(press).LONDON.19948.LarryW.MAYS.WaterDistributionSystemHandbook,McGraw-HillPress.20009.ThomasM.WALSKI.WaterDistributionModeling.FirstEdition.HaestadPress,WaterburyCT,USA.200139\n副表1-1一区管网平差结果======================================================================迭代次数=10======================================================================环号=1闭合差=.000----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------1122214002.043133.952.442.98.001022034900.95-603.071.14-2.32.0038311721200.79-895.20.56-.66.0007sqtotal=.090dq=.00======================================================================环号=2闭合差=.000----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------39\n1145515002.644669.153.765.47.001228741300.10134.75.01.01.00013122214002.04-3133.952.44-2.98.0010478815002.43-4287.683.17-2.50.0006sqtotal=.120dq=.00======================================================================环号=3闭合差=.000----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------184315002.374180.723.012.54.00062844800.39195.97.26.22.00113143815001.89-3331.101.91-2.75.000848741300.10-134.75.01-.01.0001sqtotal=.120dq=.00======================================================================环号=4闭合差=.000----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------1139315002.063641.332.283.18.0009210291300.78-1039.60.50-.51.00053132215001.86-3279.091.85-2.45.00074844800.39-195.97.26-.22.0011sqtotal=.120dq=.00=====================================================================39\n=环号=5闭合差=.005----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------197213001.622148.041.701.65.00082952700.74-284.761.00-.95.0033336414001.24-1912.79.91-.33.0002487614001.30-2002.211.00-.87.0004510291300.781039.60.50.51.0005sqtotal=.149dq=.02======================================================================环号=6闭合差=.001----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------1952700.74284.761.00.95.00332107214001.342057.231.051.13.00053692700.97-373.781.66-1.15.0031486612001.22-1384.731.08-.93.0007sqtotal=.120dq=.00======================================================================环号=739\n闭合差=.004----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------194114001.382129.401.131.06.000523348001.18-591.031.99-.66.001139379001.15-732.751.64-1.54.00214692700.97373.781.661.15.0031sqtotal=.120dq=.02======================================================================环号=8闭合差=.002----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------197115001.162046.19.85.83.00042814800.81408.761.00.82.00203681800.0734.42.01.01.0002497213001.62-2148.041.70-1.65.0008sqtotal=.120dq=.01======================================================================环号=9闭合差=.015----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)---39\n-------------------------------------------------------------------1160612001.111259.341.061.70.001421224450.45-71.17.71-.87.01223814800.81-408.761.00-.82.0020sqtotal=.090dq=.08======================================================================环号=10闭合差=.020----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------115959001.32837.121.812.89.0034210174001.02128.683.783.85.02993970700.95-364.731.58-1.53.00424129611001.08-1025.701.12-1.45.00145121712001.15-1305.901.13-1.38.0011697315001.40-2469.781.05-1.02.0004794114001.38-2129.401.13-1.06.00058107214001.34-2057.231.05-1.13.00059681800.07-34.42.01-.01.0002101224450.4571.17.71.87.0122sqtotal=.299dq=.03======================================================================环号=11闭合差=-.019----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)---------------------------------------------------------------------39\n-1121712001.151305.901.131.38.00112129611001.081025.701.121.45.0014310006001.05296.812.342.34.007949584501.40-222.175.02-4.81.0217536111001.04-987.941.04-.38.0004sqtotal=.149dq=-.06======================================================================环号=12闭合差=-.019----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------19584501.40222.175.024.81.021722115400.38-47.49.61-1.30.0273315047001.17-451.012.35-3.53.0078sqtotal=.090dq=-.10======================================================================环号=13闭合差=.000----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------1970700.95364.731.581.53.00422821500.92180.322.311.90.01053673300.53-37.291.62-1.09.0293410006001.05-296.812.34-2.34.0079sqtotal=.120dq=.00=====================================================================39\n=环号=14闭合差=.025----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------111844501.38218.794.875.77.02642821500.92-180.322.31-1.90.0105310174001.02-128.683.78-3.85.0299sqtotal=.090dq=.14=====================================================================1-2二区管网平差结果======================================================================迭代次数=7======================================================================环号=1闭合差=.000----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------18156001.07302.102.421.97.0065210783501.0096.294.314.65.048338153501.16-111.315.65-4.60.041439\n410777001.04-398.901.87-2.01.0050sqtotal=.003dq=.00======================================================================环号=2闭合差=-.047----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------175810001.291015.281.521.15.00112627700.48-183.83.45-.28.00153758900.62-394.35.52-.40.00104627600.60-169.66.83-.52.0031sqtotal=.003dq=-8.08======================================================================环号=3闭合差=-.048----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------1125214001.031585.78.75.94.00062627600.60169.66.83.52.003138881000.73-570.18.61-.54.000945681100.79-748.33.62-.35.000557791100.90-850.71.79-.62.0007sqtotal=.004dq=-6.69======================================================================39\n1-3一区消防校核平差结果======================================================================迭代次数=14======================================================================环号=1闭合差=.000----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------1122214002.113254.752.633.22.001022034900.99-630.101.24-2.52.0040311721200.82-922.23.59-.70.0008sqtotal=.096dq=.00======================================================================环号=2闭合差=.000----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------1145515002.744834.324.035.86.001228741300.10136.17.01.01.00013122214002.11-3254.752.63-3.22.0010478815002.50-4422.513.37-2.66.0006sqtotal=.127dq=.00=====================================================================39\n=环号=3闭合差=.001----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------184315002.464344.473.252.74.00062844800.44219.36.32.27.00123143815001.97-3480.352.09-3.00.000948741300.10-136.17.01-.01.0001sqtotal=.127dq=.00======================================================================环号=4闭合差=.000----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------1139315002.143781.692.463.43.0009210291300.73-965.57.43-.45.00053132215001.95-3451.732.05-2.71.00084844800.44-219.36.32-.27.0012sqtotal=.127dq=.00======================================================================环号=5闭合差=.00539\n----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------197213001.952587.392.462.39.00092952700.88-338.731.38-1.31.0039336414001.40-2159.471.16-.42.0002487614001.46-2248.891.26-1.10.0005510291300.73965.57.43.45.0005sqtotal=.159dq=.02======================================================================环号=6闭合差=.001----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------1107214001.452239.701.251.34.000626927001.10-422.022.08-1.44.0034386612001.39-1577.431.40-1.21.00084952700.88338.731.381.31.0039sqtotal=.127dq=.00======================================================================环号=7闭合差=.005----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)---------------------------------------------------------------------39\n-194114001.532360.111.381.30.000623348001.46-735.502.61-.87.001239379001.38-877.221.99-1.86.002146927001.10422.022.081.44.0034sqtotal=.127dq=.02======================================================================环号=8闭合差=-.002----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------1814800.26130.19.13.10.00082681800.55-276.43.49-.33.001239721300.81-1069.63.52-.51.0005497115001.091922.61.76.74.0004sqtotal=.127dq=-.01======================================================================环号=9闭合差=-.016----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------11224450.65-103.451.40-1.72.01662814800.26-130.19.13-.10.00083160612001.251414.321.121.81.0013sqtotal=.096dq=-.08======================================================================39\n环号=10闭合差=-.034----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------115959001.611024.382.714.32.0042210174001.31164.885.165.25.031939707001.65-633.673.93-3.81.00604129611001.41-1336.951.59-2.07.00155121712001.43-1617.151.47-1.79.0011697315001.61-2844.951.39-1.36.0005794114001.53-2360.111.38-1.30.00068107214001.45-2239.701.25-1.34.00069681800.55276.43.49.33.0012101224450.65103.451.401.72.0166sqtotal=.319dq=-.05======================================================================环号=11闭合差=-.013----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------110006001.20339.123.003.00.008829584501.62-257.096.72-6.44.0251336111001.11-1051.851.17-.42.00044121712001.431617.151.471.79.00115129611001.411336.951.592.07.0015sqtotal=.159dq=-.04======================================================================环号=1239\n闭合差=-.014----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------12115400.61-76.491.45-3.07.0401215047001.25-480.012.25-3.39.007139584501.62257.096.726.44.0251sqtotal=.096dq=-.07======================================================================环号=13闭合差=-.020----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------18215002.47485.4613.7211.26.023226733002.03-143.5117.97-12.10.0843310006001.20-339.123.00-3.00.008849707001.65633.673.933.81.0060sqtotal=.127dq=-.08======================================================================环号=14闭合差=-.034----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------39\n111844502.33369.8613.9216.48.044628215002.47-485.4613.72-11.26.0232310174001.31-164.885.16-5.25.0319sqtotal=.096dq=-.18======================================================================1-4二区消防校核平差结果======================================================================迭代次数=8======================================================================环号=1闭合差=.000----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------18153501.88-180.8312.61-10.27.0568210777001.22-468.422.15-2.31.004938156001.28362.582.912.37.0065410783501.63156.779.4710.21.0651sqtotal=.002dq=.00======================================================================环号=2闭合差=-.024----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)---------------------------------------------------------------------39\n-1627700.57-219.02.62-.39.00182758900.68-429.54.61-.46.00113627600.62-175.06.88-.55.0032475810001.411110.091.821.38.0012sqtotal=.002dq=-4.90======================================================================环号=3闭合差=-.024----------------------------------------------------------------------管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)----------------------------------------------------------------------1627600.62175.06.88.55.003228881000.76-599.98.67-.59.001035681100.82-778.13.67-.38.000547791100.93-880.51.84-.66.00075125214001.101685.98.841.05.0006sqtotal=.003dq=-3.85======================================================================39\n结束语两周的设计时间结束了。虽然时间很短，但是我感觉学习了很多，实习设计是给水排水管道系统课程中最重要的实践性教学环节之一，通过设计实习使我对书本知识有了更深刻的了解，使以前学过的东西形象化，生动化，并使所学的知识得到了巩固。通过两周的设计，感觉自己对设计的过程有了很大的了解，在设计过程中遇到很多的不懂的问题，通过这次设计都显露出来了。在老师的帮助下，很多问题都解决了，最终完成了本次设计。本次设计是一次系统化的设计，包含除了建筑给排水管道外的其它给排水管道设计，设计内容包含了供水，排水，雨水，管道定线，管道埋深，雨量计算，方案选择，等给水排水的大部分内容。通过这次设计，积累了大量的知识和经验，对以后的设计做了很好的基础准备。在以后的设计中能很快进入状态。知道如何进行设计，设计程序，设计需要的资料等。在设计中培养了同学间的交流，培养了思考问题和动手的能力。也培养了我们认真学习的习惯和个人设计的能力。通过本次设计我们对设计的各个方面，设计要求，成果要求，设计图纸，计算说明书都有了较祥细的了解。利用本次课程设计使自身较为全面，系统地获取管道的相关知识，理论与实践相结合，更好的掌握了取知识，也加深对CAD软件的使用。在这里再次对给于我帮助的老师和同学表达最真挚的感谢！39