河南城建学院管道工程课程设计 37页

2设计用水量的计算2.1给水管网布置及水厂选址该城市有一条自北向南自东向西流的水量充沛，水质良好的河流，可以作为生活饮用水水源。该城市的地势相对比较平坦没冇太大的起伏变化。城市的街区分布比较均匀，城市屮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、人用户的分布等。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。③干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度。④干管按照规划道路定线，从量避免在高级路面或重要道路下通过，从量少穿越铁路。减小今后检修时的困难。⑤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。⑥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，沿现冇道路铺设，冇利于施工和维护。城市的输水管和配水管采用钢管(管径＞1000mm时)和铸铁管。对水厂厂址的选择，应根据下列要求，并II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。2.2最高日设计用水量的计算该城市面积为673公顷，一区二区分别为267公顷，406公顷，人口密度为一区320人/公顷，二区为250人/公顷，一区人口为320X267=85440人，二区人口为406X250=101500人。总人口为186940人。城市最高F1设计用水量应包括一下儿项\n2.2.1综合生活用水量的计算综合生活用水量包括城市居民生活用水量和公共建筑用水量，可用下式直接计算Q1=qNf=(200X186940)/1000=37388m3/dQ,一一城市最高日综合生活用水，m3/dq城市最高F1综合用水量定额，L/(cap.d)；N一一城市设计年限内计划用水人口数；f一一城市自来水普及率，采用f=1002.2.2工业企业职工的生活用水和淋浴用水量Q2由查(给排水手册第三册)知，热车间设计用水量取35L/cap•d,—般车间设计用水量取25L/cap•d。A厂生活用水:3000X30%X35+3000X70%X25=84000L/d淋浴用水：3000X30%X80%X60+3000X3000X70%X20%X40=17520L/dB厂生活用水:5000X60%X35+5000X40%X25=155000L/d淋浴用水：5000X60%X90%X60+5000X40%X60%X40=210000L/d总用水量Q2=84000+17520+155000+210000)=466.520m7d2.2.3工业生产用水量.•Q314000+1000=15000吨/天2.2.4市政用水量计算：道路面积一般按总街区面积的20%,此处10%。浇洒道路用水量一般为每平方米路面1.0-2.0L，此处取1.5,每闩2次。绿化面积一般取街区面积的15%,绿化用水量可采用1.5-4.0L(mVd),此处取2.0L.每日1次。道路用水量:(10%X6728940X1.0X2X60%)/1000=807.47m3/d绿化用水量：(15%X6728940X1.5X1X60%)/1000=908.40m7dQl=2422+4844=1715.87m7d2.2.5未预见水量及管网漏失水量：未预见水量及管网流失水量，一般按上述各项用水量之和的15%-25%计算，此处取20%o2.2.2设计年限内城镇最高日设计用水量：Qd=1.2X(37388+466.520+15000+1715.87)=64839.02m3/d\n2.3最高时用水量的计算表2-1各时段用水量计算时间吋变化系数综合生活用量(m3)工业生产用量工厂淋浴用水量工厂生活用量政用水量m3未预见、漏损总用水量总用水量m3)%道路绿化0-12.53945.92625—9.96——453.92034.783.11-22.45916625—9.96——453.92004.863.12-32.5934.762575.849.96——453.92099.43.23-42.53945.92625一9.96一一453.92034.783.14-52.57960.87625—9.96—908.4453.92958.134.65-63.091155.29625—9.96403.73—453.92647.884.16-75.311985.3625—9.96——453.93074.164.77-84.921839.49625—9.96——453.92928.354.58-95.171932.96625—9.96453.93021.824.79-105.11906.79625—9.96——453.92995.654.610-115.211947.91625—9.96——453.93036.774.711-125.211947.9162575.849.96——453.93112.614.812-135.091903.05625—9.96——453.92991.914.613-144.811798.36625一9.96一一453.92887.224.514-154.991865.66625—9.96——453.92954.524.615-164.71757.23625—9.96——453.92221.093.416-174.621727.33625—9.96——453.92816.194.3121gh4.971858.18625—9.96——453.92947.044.618-195.181936.7625一9.96一一453.93025.564.719-204.891828.3625—9.96——453.929934.620-214.391641.3362575.849.96——453.92730.194.221-224.171559.08625—9.96——453.92647.944.122-233.121166.5625—9.96403.73—453.92659.094.123-242.48927.22625—9.96——453.92016.083.1合计1003738815000227.52239807.46908.410893.664839.02100从上表可知：15-16点为用水最高时，所以时变化系数为Kh=4.8/100X24=1.2所以最高时总用水量为:(1.152X64839.02)/86.4=1072.6L/S\n2.4清水池调节容积清水池调节容积，二级泵站供水情况如下表表2-2清水池调节容量计算\n时刻用水量（％）二级泵站供水量（%）一级泵站供水量（%）清水池调节容积无塔时（％）0-13.13.114.17-1.071-23.13.114.17-1.072-33.23.114.16-0.963-43.13.114.17-1.074-54.63.114.170.435-64.14.84.16-0.066-74.74.84.170.537-84.54.84.170.338-94.74.84.160.549-104.64.84.170.4310-114.74.84.170.5311-124.84.84.160.6412-13H4.64.84.170.4313-144.54.84.170.3314-154.64.84.160.4415-163.44.84.17-0.7716-174.34.84.170.1317-184.64.84.160.4418-194.74.84.170.5319-204.64.84.170.4320-214.23.114.160.0421-224.13.114.17-0.0722-234.13.114.17-0.0723-243.13.114.16-1.06累计1001001006.2从上表可以清水池无塔时的调节容积为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=wt+w2+w3+w,W—清水池总容积（m3）;—清水池调节容积（m3）;W2—消防储水量（m3）,按2小吋火灾延续吋间计算；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%-10%计算;W,—安全储水量\n清水池调节容积QdX6.2%=64839.02X6.2%=4020m3该城市人门为18.6940万人，确定同一时间内的火灾次数为2次，一次用水量为40L/s，火灾持续时间为2.Oh故W2=2X2X40X3600X10'3=576m3水厂自用水按最高日用水量的5%-10%计算：W3=QdX10%=6483.9m3安全贮量化4按W,+W2+W3的1/6计算;所以清水池的有效容积等于W=W,+W2+W3+W,=1883.6m3清水池的设计取有效水深5m，分成4格，每格设为正方形，则池宽为Vl883.6/4/5=94.18m,取45米,则清水池边长为45X2=90m清水池采用半地下式，最低水位高程为调节容积、水厂自用水及安全用水储量与消防用水储量交界线，则清水池的最低水位高程91.2-4.5=86.7m为保证消防用水不被动用，同时又能保证清水池水质不腐化，拟在位于消防储水水位与生活调节水位交界处的生活水泵吸水管开一个额lOmni小孔，水位降低至小孔，则进气停生活供水泵。\n3管网水力计算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。3.1管段设计流量计算从整个城镇管网分布情况来看，干管分布比较均匀，故按长度比流量法计算。3.1.1最大时集中流量为：(1)A、B两厂的集中处流分别设在1、11节点。Eq=173.6+173.6=347.2(L/s)3.1.2比流量计算：Qs=(Qh-Lq)/LL=(864.52-173.6)/10758=0.064(L/(s.m))Q„一一为最高日最大时用水量L/sSq为大用户集屮流量L/sZL—一管网总的有效长度m3.1.3沿线流量计算：沿线流量的计算按下公式Qi-j=QsLi-jLi-j一有效长度m;q比流量L/s.m;表3-1沿线流量按管段计算见表管段长度L/m管段计算长度Uj/m沿线比流量qs沿线流量qi.j/(L/s)1-254354334.82-3605302.519.363-4126634.031-1860260238.5318-92601308.329-1735217611.317-1036036023.0411-1665965942.2\n10-1125125116.19-872772746.53\n11-1269369344.3516-1557357336.73-821021013.448-1261861839.612-1586786755.515-1450750731.4512-1363263240.458-763263240.454-5339169.510.855-642042026.886-768368343.77-1352052033.2813-1484042026.88合计10758688.7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，Qi—a52qia:折算系数取a=0.5Zq:相连的个管段沿线流量和表3-2节点流量计算表节点连接管段节点流量集屮流量节点总流量11-21-18246.9173.6246.922-11-327.0827.0832-33-43-818.4218.4243-44-57.447.4455-45-618.8718.8765-66-735.335.376-77-137-858.7258.7287-83-88-98-127070918-99-178-933.0833.081017-1010-11193.17173.6193.171110-1111-1611-1251.3351.331211-1212-1512-1389.9589.951312-1313-147-1350.3150.311413-1414-1529.6729.671514-1515-1612-1562.3162.31\n1611-1616-1539.4539.451717-109-1717.1717.17189-181-1823.4323.433.2环状管道流量分配计算根据节点流量进行管段的流量分配分配步骤：1).按照管道的主要供水方向，拟定各管段的水流方向，并选定整个管道的控制点。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，只有在干管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。4.)为保证安全用水，二级泵站至给水区的输水管，釆用两根。5.)根据管道布置和用水情况，假定各管段的流向，按环状管道流量分配原则和方法进行流量预分配。3.2.1确定管径设计中按界限流量来确定管径进行平差，确定实际管径。表3-3界限流量表管径(mm)界限流量(L/S)管径(mm)界限流量(L/S)100<9450130〜1681509〜15500168〜23720015〜28.5600237〜35525028.5〜45700355〜49030045〜68800490〜68535068〜96900685〜82240096〜1301000822〜1120选择管径是依据平均流速与管径而确定。平均流速与管径关系见表3-4;平均经济流速与管径的确定表3-4管径/ram平均经济流速/(ra/s)\nD=100〜4000.6〜0.9D彡4000.9〜1.43.2二级泵站二级泵站的计算：二级泵站最低供水水压标高为130.05m，清水池底距水泵站地面4米下，加安全水压为0.5m,二泵站地面标髙为91.2m，最低水位为91.2-4.5=86.7m,控制点的服务水头为28m，泵站内吸、压水管路的水头损失取3m,则最高用水时所需二级泵站总扬程为：IIp=130.05-86.7+3=46.35m3.3环状网平差：.3.3.1最局时平差结果以最高円最高时用水量确定的管径为基础，将最高时用水量分配、管段流量进行管网平差，详细采用哈工大平差软件。平差结果如表2-4所示表3-5平差结果环号二1闭合差=084管段号管长管径流速流量1000T水头损失sq\n（米）（毫米）（米/秒）（升/秒）（米）15735001.03203.062.881.65.00812867300.5740.171.861.61.040136934501.09-174.023.67-2.54.0146465910001.06-830.091.22-.80.0010sqtotal=.052dq=-.81=环号二2闭合差二一•241管段号管长管径流速流量1000T水头损失sq（米）（毫米）（米/秒）（升/秒）（米）16934501.09174.023.672.54.01462618400.7391.932.031.25.01363727300.78-54.903.29-2.39.043643527001.02-394.401.83-.64.001653607001.07-411.571.98-71.00176251900.95-604.741.15-.29.0005tota]L二•078dq=-1.55\n二环号=:3闭合差=:-.196管段号管长管径流速流量10001水头损失sq（米）（毫米）（米/秒）（升/秒）（米）1727300.7854.903.292.39•04362210300.8056.613.48.73.01293605200.29-9.01.92-.56.06194543300.51-36.091.53-.83.023056026001.00-282.992.14-1.29.004662606001.08-306.422.48-.64.0021sqtotal=.078dq=-1.26二环号:4闭合差=288管段号管长管径流速流量10001水头损失sq\n（米）（毫米）（米/秒）（升/秒）（米）1507400.80100.592.401.21.01212840350.7470.922.452.06.02903632250.66-32.313.08-1.95.06034867300.57-40.171.86-1.61.0401sqtotal=.052dq=-2.78=环号=:5闭合差=:一.204管段号管长管径流速流量1000T水头损失sq（米）（毫米）（米/秒）（升/秒）（米）1632250.6632.313.081.95.06032520300.7552.913.081.60•03023632200.64-20.223.95-2.50.12354618400.73-91.932.03-1.25.0136tota]L=.052dq=-■1.98\n环号=6闭合差=-.380管段号管长管径流速流景10001水头损失sq（米）（毫米）（米/秒）（升/秒）（米）1632200.6420.223.952.50•12352683200.4614.412.141.46.10133420200.66-20.894.19-1.76.08434339250.81-39.764.51-1.53.03855126300.67-47.202.50-.31.00676210300.80-56.613.48'73•0129total.078dq=-2.453.3.3消防校核消防校核：该市同一时间火灾次数为二次，一次灭火用水量为40L/s,从安全和经济角度考虑，失火点设在5、14节点，消防时管网各节点的流量除5、14节点各附加40L/S的消防流量外，其余各节点的流量按路线以管线分配。由后图可知管网各节点处的实际自由水压均大于10mH2O（98圮）符合低压消防制要求。11点为控制点,输水管最高时坡度取为0.00154.消防吋所需二级泵站总扬程为\nH=Eh+10+2+1.417+0.210+2=14.64+10+2+1.417+0.21+2=30.27m<46.35满足要求。消防吋管网平差计算结果如表3-6所不表消防时评差结果二迭代次数=7=环号=1闭合差=.046管段号管长管径流速流量10001水头损失sq（米）（毫米）（米/秒）（升/秒）（米）16934501.45230.445.403.74.01622618400.3948.48.64.39.00813727300.89-62.684.21-3.06•04884352700.80-309.601.17-.41.00135360700.84-321.621.25-.45.00146251900.72-456.84.68-17.0004\ntotal.054dq=.42\n环号二2闭合差=.051管段号管长管径流速流量1000T水头损失sq（米）（毫米）（米/秒）（升/秒）（米）1727300.8962.684.213.06.04882210300.5236.871.59.33.00913605200.50-15.582.46-1.49.09554543300.49-34.541.41-.77.02225602600.73-207.371.20-72.00356260600.79-223.771.38—•36.0016sqtotal=.054dq=.47=环号二3闭合差=.209管段号管长管径流速流量1000T水头损失sq（米）（毫米）（米/秒）（升/秒）（米）\n1507400.2025.69.21.10.00412840350.054.92.02.02.003836322501.01-49.696.82-4.31.08674867300.9869.315.074.39.0634sqtotal=.036dq=2.89=环号=4闭合差=:.413管段号管长管径流速流景10001水头损失sq（米）（毫米）（米/秒）（升/秒）（米）16322501.0149.696.824.31.08672520300.2719.39.50.26.01353632200.80-25.285.96-3.76.14894618400.39-48.48.64-.39.0081totalL=.036dq=5.69环号=5闭合差=.363\n管段号管长管径流速流量10001水尖损失sq（米）（毫米）（米/秒）（升/秒）（米）1632200.8025.285.963.76.14892683200.113.57.18.12.03483420200.67-21.144.29-1.80.08524339250.70-34.353.45-1.17.03405126300.55-39.131.77-.22.00576210300.52-36.871.59-.33.0091sqtotal=.054dq=3.333.3.4事故时核算结果事故时二级聚站所需水压标高为128.63m,而清水池最低水位标高为86.7m,水头损失为2.5m.则所需二级泵站总扬程为//=128.86-86.7-2.5=39.66<46.35事故时评差结果表3-7迭代次数=7\n二环号=:1闭合差=:.046管段号管长管径流速流量10001水头损失sq（米）（毫米）（米/秒）（升/秒）（米）16934501.45230.445.403.74.01622618400.3948.48.64.39.00813727300.89-62.684.21-3.06.04884352700.80-309.601.17-41.00135360700.84-321.621.25-.45.00146251900.72-456.84.68-.17.0004sqtotal=.054dq=.42二环号二2闭合差=.051管段号管长管径流速流量10001水头损失sq\n（米）（毫米）（米/秒）（升/秒）（米）1727300.8962.684.213.06.04882210300.5236.871.59.33.00913605200.50-15.582.46-1.49.09554543300.49-34.541.41-.77.02225602600.73-207.371.20-.72.00356260600.79-223.771.38-.36.0016sqtotal=.054dq=.47—环号=3闭合差=.209管段号管长管径流速流量10001水头损失sq（米）（毫米）（米/秒）（升/秒）（米）1507400.2025.69.21.10.00412840350.054.92.02.02.003836322501.01-49.696.82-4.31.08674867300.9869.315.074.39.0634tota]L二.036dq=2.89\n二环号=:4闭合差=:.413管段号管长管径流速流量10001水头损失sq（米）（毫米）（米/秒）（升/秒）（米）16322501.0149.696.824.31.08672520300.2719.39.50.26.01353632200.80-25.285.96-3.76.14894618400.39-48.48.64-.39.0081sqtotal=.036dq=5.69=环号=5闭合差=:.363管段号管长管径流速流景10001水头损失sq（米）（毫米）（米/秒）（升/秒）（米）1632200.8025.285.963.76.14892683200.113.57.18.12•0348\n3420200.67-21.144.29-1.80.08524339250.70-34.353.45-1.17.03405126300.55-39.131.77-.22.00576210300.52-36.871.59-.33.0091sqtotal二.054dq=3.333.3.5选择水泉可用管路特性曲线进行选泵。先求出管路特性曲线方程中的参数，因为Hst=2.00+2.20+32.00=36.20m.所以管路水头损失Lh=SQ2,其中S-管路系统的当量摩阻。S=^/z/Q2=18.78/1377.32m(s2/L2)=9.9XlO^mCsVL2)由此作管路特性曲线Zh=9.9X10^Q2m(s2/!?)，取值代入曲线得到需能曲线图。为了方便日后水泵的管理和维修，选择四台同样型号的水泵，三台并联工作，一台备用.4污水管网设计与计算4.1污水量的计算城市污水管网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)污水管网施工图绘制等；排水系统的确定：合流制由于污水未经处理就排放，受纳水体遭到严重污染，但合流制排水系统工程投资较低。分流制将雨水和污水分别在两套或两套以上管道系统内排放，该系统使污水收集和处理，使水的重复利用率提高，但工程投资较大。本设计城市人口较多，排水设施较完备且该城市雨量丰富，污水和雨水的流量相对较大，因此采用分流制排水系统。4.1.1综合生活污水量污水管道的设计流量包括生活污水设计流量和工业废水设计流量两大部分。査居民生活污水量定额，通常生活污水量为同周期给水量的80%-90%一区人门密度每公顷320人，二区人口密度每公顷250人，一区面积为152.86公顷，二区220.81公顷，其平均综合用水量定额査得110-180L/（人•d）本设计中一区取160L（人•d），二区取150L（人•d）.生活污水量取80%。\n于是一区生活污水量定额为160x80%=128L（人•d）.二区生活污水量定额为150x80%=120L（人•d）则生活污水比流量为一区:qs=128X152.86/86400=0.226L/（s.ha）二区:qs=120X220.81/86400=0.307L/（s.ha）4.1.2工厂污水量1、工业企业生活污水量和淋浴污水设计流量确定q=A召1尺1+CA+C2D23600?3600840x25x3+1200x35x2.5168x40+1080x60H3600x83600=25.7—般车间最大班职工人数；一一般车间职工污水定额，以25L/（人•班）计；么一一般车间生活污水量时变化系数以3.0计；A2_热车间和污染严重车间最大班职工人数；B2—热车间和污染严重车间职工生活用水定额按35L/（人•班）计；K2_热车间和污染严重车间生活污水量时变化系数以2.5计；Cl一一般车间最大班使用淋浴的职工人数（人）；队一一般车间的淋浴污水量定额以40L/（人•班）计；C2—热车间和污染严重车间最大班使用淋浴的职工人数（人）；D2—热车间和污染严重车间的淋浴污水量定额以60L/（人•班）计T一淋浴时间按60min计。2、工厂工业废水设计流量的计算工厂生产污水按用水的80%算，即Q=15000x80%=138.89L/S工厂排出的工业废水作为集屮流量排入污水管道，进而转入污水厂处理。\n4.2污水管道水力计算由于管线太K，环路太多，为便于计算，选取其中的一个完整的设计管段17-18-19-20-2卜22-23-24-25-26-27-28-29-30-3卜1进行计算。设计要求污水管道应按非满流设计，不同管段有最大设计充满度要求。最小设计流速是保证管道内不产生淤积的流速。在设计充满度下最小设计流速为0.6m/s。最人设计流速是保证管道不被充数破坏的流速。该值与管道材料有关，金属管道的最大设计流速为10m/s,非金属管道的最大设计流速为5m/s.规范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。我国规定，污水管道在街坊和厂区的最小管径为200mm,在街道下的最小管径为300mm。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。街坊污水支管起点最小埋深至少为0.6-0.7m,干燥土壤中最大埋深不超过7-8。管道衔接时耍遵守两个原则：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（管径相同时采用）；二为管顶平接（管径不同时采用）。表4-1污水干管及主干管流量计算表\n段号管编综合生活污水量集中流量设计流量/L/s木段流量转输流量q2/(L/S)合计平均流量/(L/s)变系KZ总化数生活污水设计流量/L/s本段/L/s欄/L/S街坊面积/ha比流量qs/1/(s*ha)流量ql/L/s17-180.390.091.291.382.73.73—一3.7318-191.150.261.381.642.74.42——4.4219-20—一1.641.642.64.5一一4.520-21——0.226—2.072.072.55.2——5.221-22———3.673.672.358.6——8.622-23一—4.254.252.319.8—一9.823-24—一4.84.82.2510.8——10.824-251.650.376.226.592.214.5——14.525-26———7.447.442.216.83——16.8326-27———8.648.642.118.14——18.1427-28———13.7613.762.128.90——28.9028-29—一19.6619.662.039.32——39.3229-30—一24.1824.181.945.94一一45.9430-13.961.2225.8827.11.951.49—一51.491-2———27.127.11.951.49—8.651.492-3———30.530.51.957.95177.99.8235.853-4———32.332.31.961.37—10.8239.274-57.253.2333.936.131.865.93一14.5243.835-62.240.6957.3358.021.73100.37—16.83278.276-74.490.301.3859.460.781.72104.54—18.14282.447-82.1570.6760.7861.451.7104.47—28.90283.008-92.770.8561.4562.31.72107.16—39.32285.069-102.720.8480.9881.821.67136.64—45.94314.5410-11——82.1982.191.66136.43177.951.49492.2311-12—一83.7583.751.65138.19—51.49493.9912-134.041.2486.2587.491.69147.9—355.8503.713-147.152.287.4989.69251.68150.68—355.8506.4814-158.392.689.6992.291.64151.36—355.8507.16\n15-166.221.9192.2994.191.65155.41—355.8511.21\n表4-2污水干管水力计算表管段编号管段长度L/m设计流量Q/(L/s)管道直径D/(nun)设计坡度1(%0)设计流速v/(m/s)设计充满度降落量IL/mh/Dh/m12345678917-18773.7330030.60.50.150.2318-192194.4230030.60.50.150.6619-201144.530030.60.50.150.3420-212425.230030.60.50.150.7321-222588.630030.60.50.150.7722-23739.830030.60.50.150.2223-2414210.830030.60.50.150.4324-2512214.530030.60.50.150.3725-2613316.3830030.60.50.150.4026-2717118.1430030.60.50.150.5127-2821528.93504.30.820.390.140.9228-2913739.323505.80.890.370.130.7929-3013245.9435050.960.460.160.6630-114251.493505.10.980.480.170.72表4-3污水干管水力计算表段号管编标尚/m埋设深度/m地面水面管内底上端一^上山下牺上端下端上端—T™*上山上端下端101112131415161717-189897.796.6596.6496.596.491.51.2118-1997.797.596.6495.9896.4995.831.211.6719-2097.59795.9895.6495.8395.491.671.5120-219796.795.6494.9195.4994.761.511.9421-2296.796.394.9194.1494.7693.991.942.2122-2396.396.194.1493.9293.9993.772.312.9323-2496.195.793.3293.4893.7793.332.332.3724-2595.795.293.4893.1193.3392.962.372.2425-2695.29593.1192.7192.9692.562.242.4426-279594.292.6491.649291.493.002.7127-2894.293.391.8290.6691.4490.522.762.7828-2993.392.990.6689.8790.5389.742.773.1629-3092.992.1889.8789.2189.7189.053.193.1330192.1891.789.2188.4989.0488.323.143.38\n表4-4污水主干管水力计算表管段编号管段长度L/m设计流量Q/(L/s)管道直径D/(mm)设计坡度I(%)设计流速v/(m/s)设计充满度降落量IL/mh/Dh/m1234567891-226651.494001.90.710.540.220.322-3154235.856001.50.770.950.570.223-4176239.276001.70.950.730.440.34-5227243.836002.01.00.760.460.415-6112278.276002.11.020.730.490.246-7200282.446002.21.040.720.430.447-820328360031.050.070.430.618-92572856002.01.060.180.470.519-10125314.547002.11.10.60.420.2610-11147492.238002.31.20.630.510.3411-12147493.998002.21.20.650.520.32012-13415503.78002.41.260.680.540.8713-14151506.488002.31.280.690.550.3314-15171507.168002.22.00.700.560.3815-16149511.218002.12.00.700.580.34水力计算表标高/m埋设深度/m地面水面管内底管段编号上端下端上端下端上端下端上端下端10111213141516171-291.791.289.9289.689.789.3821.822-391.29188.6189.5389.1888.962.022.043-49190.789.5389.2389.0988.7788.791.911.924-590.790.389.2388.8288.381.931.925-690.390.188.8288.6188.3688.181.941.926-790.189.888.6188.1188.1287.681.982.127-889.889.288.1187.4987.6887.072.122.138-989.288.887.4986.9887.0286.512.182.299-1088.888.686.8386.5786.4186.152.652.4510-1188.688.386.5586.2186.0585.712.552.5911-1288.388.1886.2185.8985.6985.372.612.7312-1388.1887.485.8985.0285.3584.482.752.9213-1487.487.285.0284.6984.4784.142.923.0614-1587.28784.6984.3184.1383.753.073.0615-168786.884.3183.9883.7583.423.253.38\n5.1雨水设计流量计算雨水管道的作用，是最人可能地排除汇水面积上产生的最人径流量，而最人径流量的确定是设计雨水管道管径的重要依据。对于城市雨水管道汇集雨水径流的面积较小，因此，可采用小汇水面积暴雨径流推理公式计算雨水管道的设计流量。雨水设计流量计算公式Q二屮qF汇水面积上最远点的径流吋间计算暴雨强度，用全部面积作为汇水面积，所得雨水流量最大，可以作为雨水管道的设计流量。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。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Wav值可按各类地面的面积用加权平均法计算，该城市径流系数5.2雨水管道设计参数集水时间与折减系数集水吋间是指雨水从汇水面积上的最远点流到设计的管道断面所需要的吋间，记为t,常用单位为min。集水时间t由地面集水时间^和雨水在管道中流到该设计断面所需的流行吋间12组成，用下式表示：60v-'(min)式中m—称为折减系数；Li-为设计断面上游各管道的长度，(m)Vz-为上游各管道中的设计流速，地面集水时间么视距离长短，地形坡度和地面覆盖情况而定，一般采用5〜15min；\n査表可知，平顶山市的设计降雨历时为lOmin。系数m，的取值如下：暗管的折减系数m=l;重现期确定重现期要考虑设计地区建设的性质、功能、淹没后果的严重性、地形特点、汇水面积的大小和气象特点等。一般情况下，低洼地段采用的设计重现期应大于高低，干管采用的重现期应大于支管，工业区的设计重现期应大于居住区。市区采用的重现期应大于郊区。经查表可知，平顶山市的设计重现期为l_3a，本设计取la。5.3雨水管道水力计算设计参数为了避免发生淤积和冲刷，保证雨水管道的正常工作，《室外排水设计规范》对雨水管道水力计算的基本参数做了如下规定：1）设计充满度由于雨水较污水淸洁得多，对环境的污染较小，因暴雨径流量大，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=l,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。2）设计流速因为雨水管道内的沉淀物一般是泥沙、煤渣等，为防止雨中所夹带的泥沙等无机物在管道IV淤积而堵塞管道，《室外排水设计规范》规定，雨水管道的最小设计流速为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.为防止管壁因冲刷而损坏，雨水管道最大设计流速为：金属管道为lOm/s，非金属管道为4m/s。为了不被淤积和冲刷，雨水管道的设计流速应在最小流速和最大流速之间选取。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，因此规定丫最小管径。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。\n城市的平均径流系数Wav取该城市平均径流系数Wav=O.7,查得暴雨强度公式为＜7=883.8(1+0.837lg尸)t0.57単位面积的径流该设计区域街区面积较小采用地面集水时间6=10min,汇水面积设计重现期P=la,采用喑管排水故m=2.0，将确定设计参数代入暴雨强度公式得单位面积径流量^)=0.7x1104.75(10+J>2)5.4雨水管道水力计算平顶山市相对雨量充沛，故而采用管网回收直接排入河流的方式，其一是经济适用，降低施工成本；其二充分考虑各因素，且雨水量大全部进污水厂不太现实。由线太长，环路太多多，为便于计算，选取其中一个完整的设计管段进行计算。图5-1雨水干管水力计算表管段编号段度管长汇水面积管内雨水流行时间/min单位面积设计流量管径D/水力坡度/mF/hm2Et2=LL/Vt2:L/v社流量q0/[L/(s.hm2)]Q/(L/s)I(%o)1234567891-2796.1201.65130795.68003.72-32207.271.652.111551126.890043-41108.813.760.961401233.410004.54-524010.774.722.01135145410004.25-67414.886.730.621772633.8130036-714019.57.351.2121266013003.17-812623.88.551116276113003.18-96624.429.550.54111277014003.89-1022227.6710.091.76111.330801400310-1121941.0111.861.68104.3427716002.711-1213161.2813.54199.4609120002.1\n13-14824.4300.851727629003.714-151286.690.851.3165110410003.115-161179.152.151.16152139111002.916-177414.383.310.59143.5206413002.117-1815315.093.91.47141212813002.418-1911915.095.371.11131220013002.219-209718.396.480.9125223013002.520-2111923.517.381.08121284514002.521-2213229.768.461.1711634521600422-2313538.999.631.18112436716003.823-2413446.5410.811.16107498018004.224-2515850.911.971.34104529420004.125-2616758.0113.311.39100580120004.226-2714167.6214.71.0796649222004.527-2810067.6215.770.6994655022004.9\n图5-2各管段水力计算流速管道输水能力坡降设计地而标高/m设计管内底标髙/m埋深/mv/(m/s)Q'/(L/s)TL/m起点汝占起点纷占起点汝占1011121314151617181.578500.39897.796.596.21.51.51.7717000.0997.797.596.196.011.61.51.9118000.597.59795.9195.411.591.591.9520001.019796.595.4194.41.592.11.9830000.2296.596.394.193.882.42.42230000.43496.396.193.8893.452.422.652.0232000.3996.195.893.4593.062.652.742.0533000.29795.895.592.9692.662.842.842.135000.66695.594.892.66922.842.82.1748000.59194.893.991.891.2132.72.266000.27593.993.290.8190.543.092.71.69500.30395.895.594.293.91.61.61.6515000.39795.595.193.893.41.71.71.6819000.33995.194.693.3931.81.61.726000.15594.694.392.892.651.81.651.7428000.36794.394.192.6592.281.651.821.7830000.26294.193.892.2892.021.821.781.830000.24293.893.592.0291.781.781.721.8435000.393.59391.691.381.621.621.8840000.3049392.491.1890.651.821.751.950000.592.491.890.6590.151.751.651.9457000.5691.891.389.9589.391.851.911.9758000.6591.390.889.1988.542.112.26265000.790.890.188.5487.842.262.262.270000.6390.189.787.2186.582.893.122.475000.4789.78986.5886.113.122.89\n6设计总结课程设计是学生学习完书本的理论知识以后的一个实践环节，它是教学屮的一个重要的环节，它是学生走向工作岗位前的一次大演练。使学生能够把自己所学的知识学会运用，使之更加系统、全面。通过设计实习能发现自己的不足和欠缺并加以弥补，找出自己的优势点和强项，以便更好的联系实际运用。其一，它考察了我对设计任务的理解，及设计过程的条理性，对各个设计环节的掌握情况。其二，通过设计可以培养学生的创新能力，并丑还可以使我自己发现问题，在老师的帮助下解决为能力的进一步提高做了铺垫，更增加了我的实战经验。其三，学会对多种方案分析比较，并根据实际情况选择一种最优的方案，也对这几种可行性方法有了更进一步的深入了解及其使用条件的掌握。也使自己开阔了思路和视野。其四，通过课程设计，锻炼了我的CAD作图能力，为以后工作打K了一个良好的基础通过设计，将以前所学的基础知识和专业知识做了一次全面的汇合，对自己专业知识有了一个全面的认识。巩固了学习屮的薄弱之处，同时锻炼了自己查找资料的能力。而且设计屮，我深深体会到理论和实际问题联系不密切，这需要白己在以后的工作，学习中不断改进。这次课程设计对于我来说意义重大，纸上得來终觉浅，绝知此事要躬行！于细微之处间端倪，设计细节不容含糊推搡，实事求是对于设计來说至关重要，按规范和图集要求进行。知识的欠缺使我冇了加倍努力的信心，我会以辛勤的付出来收获浩瀚知识的琼浆！\n7参考文献中国市政工程西南设计研宂院主编给水排水设计手册第一册常用资料（第二版）北京，中国建筑工业出版社2000屮国市政工程西南设计研宂院主编给水排水设计手册第三册城镇给水（第二版）北京，中国建筑工业出版社2000中国市政工程西南设计研宄院主编给水排水设计手册第五册城镇排水（第二版）北京，屮国建筑工业出版社2000李田胡汉民主编给水排水快速设计手册第五册水力计算表（第一版）北京，中国建筑工业出版社1994张奎张志刚主编给水排水管道系统北京，屮国建筑工业出版社2006