某市给水排水管道工程设计 42页

课程设计题目：学院：河南城建学院专业：给水排水工程姓名：学号：指导老师：完成时间：2014年6月12日\n前言我们水是人类生命的源泉，科学用水排水是人类社会发展史上最重要水位社会活动和生产活动内容之一，并且这次设计让我们更加了解城市給水排水体制和我们所需要的市政管网系统中应该满足那些要求，我们这次的初步设计让我们与上课的理论知识结合起来。让我们对市政管网有更深的了解。通过这次设计也让我们对给排水管网的基础理论，基本知识与工程实际相结合起来，通过独立完成每一步的设计，从給水上的定线，然后通过最高日流量计算和消防及发生事故的校核这样是我们更加的与工程实际结合在一起对給水有更深的了解，对于污水和雨水方面我们通过选择管径，和计算埋深来说明所设计的污水和雨水管路的合理性，由于我设计的开封市的城市，污水管和雨水管采用分流制体系。由地形图可以看出开封市的城市地形是东北边高，西南边底，所以决定把污水厂设在城市的西南部，污水经污水厂处理后，排入河流，雨水直接排入河流和周边地势低洼湿地。I\nPrefaceOurwateristhesourceofhumanlife,thescientificuseofwaterdrainageisoneofthehistoryofthedevelopmentofhumansocietyisthemostimportantlevelofsocialactivitiesandproductionactivities,andthisdesignletusknowmoreaboutthecityshouldsatisfytherequirementsofwatersupplyanddrainagesystemandweneedthemunicipalpipenetworksystem,thepreliminarydesignwethistimeletuscombinewiththeoryknowledgeclass.Letushaveadeeperunderstandingofthemunicipalpipenetwork.Thisdesignalsoletusthebasictheoryofthedrainagenetworkofthebasicknowledge,combinedwithengineeringpractice,thedesignofeachstepisaccomplishedbyindependent,fromfixedlinefeedon,checkandthenbythemaximumdailyflowcalculationandfireandaccidentsothatwemoreandengineeringtogetherwiththedeeperunderstandingofwatersupply,forsewageandstormwaterwethroughtheselectionofpipediameter,andcalculatethedepthtoillustratetherationalityofthedesignofthesewageandrainwaterpipeline,becauseofthedesignofthecityofKaifeng,sewagepipesandrainwaterpipesusingtriagesystem.ThetopographicmapcanbeseenintheKaifengcityurbanterrainisnortheasthigh,southwestedgeandbottom,sothedecisiontomakethesewagefactoryislocatedinthesouthwestofthecity,thesewagethroughthesewagetreatmentplant,intotheriver,rainwaterisdischargeddirectlyintoriversandthesurroundingII\n目录前言.............................................................................................................................Ι1绪论.................................................................................................................................11.1设计题目..................................................................................................................11.2原始资料..................................................................................................................11.3课程设计内容.........................................................................................................22给水管网设计与计算.....................................................................................................32.1给水管网布置及水厂选址.....................................................................................32.2最高日最高时用水量计算.....................................................................................32.2.1最高日设计用水量计算..............................................................................42.3清水池的调节容积计算：.....................................................................................62.3.1最高日最高时设计流量计算......................................................................62.3.2清水池调节容积..........................................................................................72.4管网水力计算.........................................................................................................82.4.1最高日最高时用水量.................................................................................82.4.2比流量计算.................................................................................................82.4.3沿线流量.....................................................................................................92.4.4管径的确定...............................................................................................102.4.5最高日最高时管网计算...........................................................................112.4.6确定每一点的自由水头...........................................................................132.5二级泵站...............................................................................................................142.6消防校核...............................................................................................................142.6.1确定每一点的自由水头...........................................................................172.6.2确定消防总扬程.......................................................................................182.7事故时管段校核...................................................................................................182.7.1事故时管段节点流量................................................................................182.7.2事故时管段流量........................................................................................192.7.3确定每一点的自由水头）.......................................................................212.7.4确定事故时总扬程...................................................................................223污水管网设计与计算...................................................................................................233.2、污水管道水力计算...........................................................................................243.2.1设计要求....................................................................................................244雨水管网设计与计算...................................................................................................294.1设计参考数据.......................................................................................................29\n4.2雨水设计流量计算...............................................................................................294.2.1雨水设计流量计算公式.............................................................................294.2.2雨水干管设计计算.....................................................................................305设计总结.......................................................................................................................36附录参考文献.................................................................................................................37\n河南城建学院本科课程设计1绪论1绪论1.1设计题目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：如表1.1表1.1城市各区人口密度楼层卫生设备情况分区人口密度平均楼层给排水设备淋浴设备集中热（人/公顷）水供应Ⅰ3206+++Ⅱ2505++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14000吨/天，最大班用水量：5000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———1000吨/天，最大班用水量：—600—吨/班，工人总数—5000人，分三班工作，最大班——2000人，热车间占60%，使用淋浴者占90%；一般车间使用淋浴者占60%。4、城市土质种类为粘土，地下水位深度为8米。5、城市河流水位：最高水位：74米，最低水位：66米，常水位：70米。6、城市地面覆盖情况：如表1.2如表1.2城市地面覆盖情况地面种类面积（%）屋面50混凝土路面20草地307、该城市居住区每小时综合生活用水量变化如下：表1.3表1.3该城市居住区每小时综合生活用水量变化时间0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-11-1112用水量2.532.452.502.532.573.095.314.925.175.105.215.21时间12-13-14-15-16-17-18-19-20-21-22-23-1314151617181920212223241\n河南城建学院本科课程设计1绪论用水量5.094.814.994.704.624.975.184.894.394.173.122.481.3课程设计内容1、城市给水管网扩初设计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；5）绘图（平面图、等水压线图）2、城市排水管网扩初设计。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）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）2\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算2给水管网设计与计算2.1给水管网布置及水厂选址该城市南边有一条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。该城市的地势比较平坦没有太大的起伏变化。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。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。2.2最高日最高时用水量计算1、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。2、最高日用水量计算（1）、有原始资料可知道我们所初步设计的給水系统应该分区域(所选的图为第一副)我们是一铁路为分界线分别有两个給水厂供水给两个区域。（2）、ⅡⅠ、人口分别计算工式为：人口密度乘以公顷得到得结果分别为6万人、9.216万人，总面积528公顷。开封市位于河南省，城市人口数15.216万人，参考《給水排水管道系统》教材表4—2，该城市位于二区，为中小城市，分别查得的两区的综合用水定额，因为是中小型城市但设备的完善程度不一样所以3\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算查的用水定额也有所差别Ⅱ区的最高日的用水定额为180L/(人.d)、Ⅰ区为200L/（人.d），用水普及率为100%。2.2.1最高日设计用水量计算1、生活用水量计算：用下述的公式计算如：Q=q*N/1000人口乘以定额为生活用水量。3Ⅰ区的最高日综合用水量为：Q1=N×q/1000=92160×200/1000=18432(m/d)3Ⅱ区的最高日综合用水量为：Qⅰ=N×q/1000=60000×180/1000=10800(m/d)3总生活用水量QⅠ=18432+10800=29232m/d2、工业企业职工的生活用水和淋浴用水量计算：职工生活用水定额乘以职工生活用水总人数加上淋雨用水定额乘以淋雨的总人数Q=N*q+N1*q1/1000职工生活用水标准采用：高温车间为35L/（人.班）、一般车间为25L/（人.班）；职工淋雨用水量标准：高温车间为60L/（人.班）、一般车间为40L/（人.班）。A工厂的生产用水量最高在8-16点为5000吨/班，其余时间为均匀使用各为4500吨/班，生活用水量:最大班为热车间生活用水人数为360人、一般车间为840人、高温车间需淋浴的人数为360×0.8=288人、一般车间需淋浴的人数为840×0.2=168人，甲、乙班的热车间生活用水人数为270人、一般车间为630人、高温车间需淋浴的人数为270×0.8=216人、一般车间需淋浴的人数为630×0.2=126人，分为两班。B工厂的生产用水量最高在8-16点为600吨/班，其余时间为均匀使用各为200吨/班，生活用水量:最大班为热车间生活用水人数为2000×0.6=1200人、一般车间为800人、温车间需淋浴的人数为1200×0.9=1080人、一般车间需淋浴的人数为800×0.6=480人，甲、乙班的热车间生活用水人数为900人、一般车间为600人、高温车间需淋浴的人数为900×0.9=810人、一般车间需淋浴的人数为600×0.6=360人，均匀分为两班.A工厂的用水量如下：表2.1表2.1A工厂的用水量班次总人数热车间人数一般车间人数淋浴用水量生活用水量总用33(m／d)(m／d)水量最大班12003608402433.6144甲班9002706301825.2乙班9002706301825.24\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算B工厂的用水量如下：表2.2表2.2B工厂的用水量班次总人数热车间人数一般车间人数淋浴用水量生活用水量总用水(m3／d)(m3／d)量最大班200012008008462甲班15009006006346.5365乙班15009006006346.5总用水量：QⅡ=365+144=509m3/d3、工业企业生活用水量计算：A工厂Q=14000吨/天B工厂Qⅲ=1000吨/天QⅢ=15000吨/天3A工厂分三班，最大班(8-16)用水量为5000吨/班,平均每小时625m；其余3的均匀用水为4500吨/班，平均每小时562.5m。3B工厂分三班，最大班(8-16)用水量为600吨/班，平均每小时75m；其余的3均匀用水为200吨/班，平均每小时25m。4、市政用水量计算：浇洒道路用水量按每平方米路面每次1.0L计算，每天浇洒2次；大面积绿化3用水量可用2L/(m.d)；4-34-33QⅣ=528×10×20%×2×1×0.5×10+528×10×30%×2×30%×10=2218m/d5、城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的20%计算；3QⅤ=0.2×（QⅠ+QⅡ+QⅢ+QⅣ）=9391.68m/d最高日设计流量Qd3Qd=1.2×（QⅠ+QⅡ+QⅢ+QⅣ）=56350.28m/d6、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40L/S，同时火灾次数为2。城市消防用水量为：QⅥ=2×40=80L/S2.3清水池的调节容积计算：（1）因为该城市每小时综合生活用水量变化已知，并且该区域管网中不设5\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算置高低水池（水塔），则该变化就是二级泵站所供应的水量，首先算得最高日最高时用水量表如下：2.3.1最高日最高时设计流量计算（如表2.3）表2.3最高日最高时设计流量计算A工厂B工厂占最淋淋用水高日总生活用生活浴生活浴生产市政用未预见每小时用量用水水量用水用生产用用水用用水水量水量水量（%3333量时间（m）量水水量量水量（m）（m）（m））3333（%（m量（m）（m量（m））（m）（m）33））123456789101112130～12.53739.574.220562.56.87025391.321819.393.231～22.45716.183.4562.56.425391.321704.803.032～32.5730.803.4562.56.425391.321719.423.053～42.53739.573.4562.56.425391.321728.193.074～52.57751.263.4562.56.425391.321739.883.095～63.09903.273.4562.56.425391.321891.893.366～75.311552.223.4562.56.425792391.323332.845.917～84.921438.213.4562.56.425391.322426.834.318～95.171511.294.2206256.97075391.322703.714.809～105.11490.833.46256.475633.6391.323225.555.7210～115.211522.993.46256.475391.322624.114.6611～125.211522.993.46256.475391.322624.114.6612～135.091487.913.46256.475391.322589.034.5913～144.811406.063.46256.475792391.323299.185.8514～154.991458.683.46256.475391.322559.804.5415～164.71373.903.46256.475391.322475.024.3916～174.621350.524.220562.56.97025391.322430.444.3117～184.971452.833.4562.56.425391.322441.454.3318～195.181514.223.4562.56.425391.322502.844.4419～204.891429.443.4562.56.425391.322418.064.2920～214.391283.283.4562.56.425391.322271.904.0321～224.171218.973.4562.56.425391.322207.593.9222～233.12912.043.4562.56.425391.321900.663.3723～242.48724.953.4562.56.425391.321713.573.04累计10029232846014000155210100022189391.6856350.28100最高日最高时发生在6--7时间段内6\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算2.3.2清水池调节容积（如图2.4）图2.4清水池调节容积清水池调节容积计算一级泵占最高日用水量时间站供水（%）量%不设水塔123（2）-（3）∑0～13.234.17-0.94-0.941～23.034.17-1.14-2.082～33.054.16-1.11-3.193～43.074.17-1.10-4.304～53.094.17-1.08-5.385～63.364.16-0.80-6.186～75.914.171.74-4.447～84.314.170.14-4.308～94.804.160.64-3.669～105.724.171.55-2.1110～114.664.170.49-1.6211～124.664.160.50-1.1212～134.594.170.42-0.7013～145.854.171.680.9814～154.544.160.381.3715～164.394.170.221.5916～174.314.170.141.7317～184.334.160.171.9118～194.444.170.272.1819～204.294.170.122.3020～214.034.16-0.132.1721～223.924.17-0.251.9222～233.374.17-0.801.1223～243.044.16-1.120.00累计100100调节容积=8.48清水池设计有效容积：（有上述表）可以计算3W=W1+W2+W3+W4(m)3W1-清水池调节容积m；3W2-消防贮备水量m按2h室外消防用水量计算；3W3-給水处理系统生产自用水量，m，取最高日用水量的5%；3W4-安全贮备水量，m3W1=8.48%×56350.28=4778.50m(清水池调节容积)3W2=2×40×2×60×60=576000L=576m；7\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算3W3=5%×56350.28=2817.51m；3W4=1/6×（W1+W2+W3）=1362.00m；3W=W1+W2+W3+W4=4778.50+576+2817.51+1362=9534.01m；3取整数W=9600m；3清水池的个数为四个（一个的容积为2400m），并能单独工作和分别放空。如有特殊措施能保证供水要求时，亦可采用两个，但需分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。2.4管网水力计算2.4.1最高日最高时用水量1、最高时用水量Qhmax3Qhmax=3332.84m/h=925.78L/S2、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或其他大用户的用水量，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。计算长度为9752.77m；∑L=9752.77m2.4.2比流量计算Qmax-qqsLQh----官网总用水量L/s;∑q---为大用户集中流量L/s;∑L---管网总的有效长度m各管段的沿线流量计算如表2.5表2.5各管段的沿线流量计算各管段的沿线流量计算管段计算长度管段编号管段长度/m比流量/L/(s/m)沿线流量/L/s/m1～2625.55625.5548.790.0782～3739.17482.08537.608\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算3～4283.76283.7622.134～5938.97938.9773.245～6807590.1846.031～7739.17739.1757.667～8933.15466.57536.398～9513.48256.7420.037～10642.92642.9250.1510～11828.92591.0846.1011～121000.41500.20539.023～7541.35541.3542.235～8825.11825.1164.366～9896.76724.1656.488～11642.92642.9250.1511～12642.92642.9250.159～13518.15259.07520.21合计9752.77759.742.4.3沿线流量(如表2.6）表2.6节点流量计算表各管段节点流量计算节点连接管道节点流量/L/s集中流量/L/s节点总流量/L/s11～2，1～753.2253.2221～2，2～343.2043.2032～3，3～4,3～750.9850.989\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算43～4，4～547.6947.6955～6，5～8，4～591.8291.8265～6，6～951.268.7259.981～7，7～8，7～793.2193.2110，3～77～8，8～9，8～890.4690.4611,5～88～9，9～13，6～947.3647.369107～10，10～1158.1758.171111～12，8～1144.5844.581211～12，13～1244.58157.19201.77139～13,12～1343.2143.21合计759.74925.652.4.4管径的确定管径与设计流量的关系：2DVq＝Ａv＝44qＤ，v３q—管段计算流量，m/s；２Ａ—管段过水断面面积，mv—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：如表2.7表2.7平均经济流速与管径表管径／mm平均经济流速／（m/s）Ｄ＝100～4000.6～0.9D≥4000.9～1.4初步分配流量如下：如表2.810\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算表2.8初步分配流量管段编号管段直径mm分配流量（L/S）1～2700472.422～3700439.173～46002904～5500242.315～64001001～76004007～85002508～94001107～10400145.0410～1135086.8711～12400142.323～740088.255～830050.496～927540.028～11400100.0313～1230059.459～13400102.662.4.5官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。管网平差结果11\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算======================================================================迭代次数=5======================================================================环号=1闭合差=.125----------------------------------------------------------------------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)----------------------------------------------------------------------17396001.61-455.094.59-3.39.007426267001.08417.342.031.27.00303739700.97374.141.661.23.00334541400.6150.211.881.02.0202sqtotal=.176dq=.35======================================================================环号=2闭合差=.330----------------------------------------------------------------------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)----------------------------------------------------------------------19335001.39-272.314.32-4.03.01482541400.61-50.211.88-1.02.02023284600.97272.962.00.57.002149385001.15225.273.503.28.01465825300.5740.041.851.53.0381sqtotal=.219dq=.75======================================================================环号=3闭合差=.108----------------------------------------------------------------------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)----------------------------------------------------------------------1829350.85-81.613.17-2.63.032226434001.11-139.784.41-2.84.020339335001.39272.314.324.03.01484643400.80100.832.411.55.015312\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算sqtotal=.176dq=.31======================================================================环号=4闭合差=.264----------------------------------------------------------------------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)----------------------------------------------------------------------1513400.96-121.063.38-1.73.01432825300.57-40.041.85-1.53.03813807400.7493.402.091.69.01814897275.5633.422.041.83.0549sqtotal=.176dq=.75======================================================================环号=5闭合差=.086----------------------------------------------------------------------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)----------------------------------------------------------------------110004001.10-137.864.30-4.30.03122643400.80-100.832.41-1.55.01533513400.96121.063.381.73.01434519400.85107.122.691.40.01305643300.9063.914.362.80.0439sqtotal=.219dq=.20======================================================================.2.4.6确定每一点的自由水头（表2.9）表2.9水压计算表水力计算表节点标号地形标高/m自由水压/m水压标高/m198.639.23137.83297.337.54134.8413\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算396.137.47133.57495.837.213359435.72129.72692.235.63127.83797.735.44133.14895.632.13127.73994.231.81261098.530.23130.31196.529.6126.11293.828121.81393.131.5124.62.5二级泵站设一个自来水厂供水,一条输水管，管长为343m，最高时每条管中流量462.825L/S，选管径为800mm，查給水排水设计手册第一册表得，1000i为1.25水头损失为0.43m，所需二级泵站最低供水水压标高为138.26m.设清水池地标高为98.0m，清水池最低水位2m，最低水位地面标高97.0m。设一个自来水厂供水。则平时供水时清水池的最低水位标高。298+0.5+288×4/2×3.14×(22.0)=99+0.5+0.38=98.88m泵站内吸、压水管路的水头损失取3.0m，则最高用水时所需二级泵站总扬程。H=(138.26-98.88+3)=42.38m2.6消防校核该市同一时间火灾次数为两次，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13节点和12节点，消防时管网各节点的流量除13、12节点各附加40L/S的消防流量外，其余各节点的流量与最高时相同。消防时管网平差见附表1-2.由后图可知管网各节点处的实际自由水压均大于10mH2O（98kPa）符合低压消防制要求。12点为控制点.消防时，需向管网供应的总流量为：Qhma+QⅥ=925.65+80=1005.65L/s消防流量分配表：（表2.10）14\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算表2.10消防流量预分配表管段直径分配流量管段编号管段长度/mmm（L/S）1～2625.557005002～3739.17700456.83～4283.766003004～5938.97500252.315～68074001001～7739.17600452.437～8933.155003008～9513.484001607～10642.92400165.0410～11828.92350106.8711～121000.41400172.323～7541.35400105.825～8825.1130060.496～9896.7627540.028～11642.92400110.0313～12642.9230069.459～13518.15400152.66消防平差结果======================================================================迭代次数=315\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算======================================================================环号=1闭合差=.457----------------------------------------------------------------------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)----------------------------------------------------------------------17396001.75-496.135.45-4.03.008126267001.19456.302.401.50.003337397001.07413.101.991.47.00364541400.7562.292.791.51.0242sqtotal=.182dq=1.26======================================================================环号=2闭合差=.271----------------------------------------------------------------------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)----------------------------------------------------------------------19335001.56-305.855.45-5.08.01662541400.75-62.292.79-1.51.024232846001.06299.832.38.68.002349385001.28252.143.703.47.01385825300.7854.863.292.71.0495sqtotal=.227dq=.60======================================================================环号=3闭合差=.149----------------------------------------------------------------------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)----------------------------------------------------------------------18293501.05-101.194.73-3.92.038726434001.27-159.364.82-3.10.019539335001.56305.855.455.08.01664643400.94118.593.252.09.0176sqtotal=.182dq=.41======================================================================16\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算环号=4闭合差=.378----------------------------------------------------------------------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)----------------------------------------------------------------------15134001.21-151.654.37-2.24.01482825300.78-54.863.29-2.71.04953807400.84105.462.612.11.02004897275.7745.483.593.22.0709sqtotal=.182dq=1.04======================================================================环号=5闭合差=-.049----------------------------------------------------------------------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)----------------------------------------------------------------------110004001.39-175.205.83-5.83.03332643400.94-118.593.25-2.09.017635134001.21151.654.372.24.014845194001.19149.785.022.61.01745643300.9466.574.703.02.0454sqtotal=.227dq=-.11======================================================================2.6.1确定每一点的自由水头（表2.11)表2.11消防时自由水压计算水力计算表节点标号地形标高/m自由水压/m水压标高/m198.623.28121.88297.323.08120.38396.122.81118.91495.822.43118.2359420.76114.7617\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算692.220.45112.65797.719.05116.75895.616.07111.67994.215.23109.431098.515.05113.551196.513.13109.631293.810103.81393.113.72106.822.6.2确定消防总扬程消防时，查（給水排水设计手册第一册1000i=1.46），损失0.5m所需二级泵站最低供水水压标高为127.58m，清水池最低设计水位标高等于池底标高99m加安全储水量水深0.5m,泵站内水头损失为3m，则需二级泵站总扬程为：Hx=121.88-99.88+0.5+3=26m<42.382.7事故时管段校核设1～7管段损坏需关闭检修，并按事故时流量降落比为70%及设计水压进行校核，此时管网供应的总流量为Qa=0.7×925.65=647.96L/s2.7.1事故时管段节点流量(表2.12）表2.12事故时管段节点流量计算各管段节点流量计算节点总流量节点节点流量/L/s集中流量/L/s/L/s137.2537.25230.2430.24335.6935.69433.3833.38564.2764.27635.886.1041.9918\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算765.2565.25863.3263.32933.1533.151040.7240.721131.2131.211231.21110.03141.241330.2530.25合计531.82647.962.7.2事故时管段流量（表2.13）表2.13事故管段流量管段编号管段长度/m管段直径mm分配流量（L/S）1～2625.55700610.712～3739.17700580.473～4283.766002804～5938.97500246.625～680740072.351～7739.1760007～8933.1550089.538～9513.4840048.567～10642.9240011010～11828.9235069.2811～121000.4140088.073～7541.35400264.785～8825.1130072.3519\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算6～9896.7627568.018～11642.924005013～12642.9230053.179～13518.1540083.42======================================================================迭代次数=4======================================================================环号=1闭合差=.234----------------------------------------------------------------------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)----------------------------------------------------------------------1933500.62-122.671.14-1.06.008725414002.18-273.3614.19-7.68.02813284600.96271.421.98.56.002149385001.21238.043.303.09.013058253001.1278.856.455.32.0675sqtotal=.176dq=.66======================================================================环号=2闭合差=.018----------------------------------------------------------------------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)----------------------------------------------------------------------1829350.46-44.721.06-.88.01962643400.68-85.441.77-1.14.01343933500.62122.671.141.06.00874643400.6278.361.52.97.0124sqtotal=.141dq=.06======================================================================环号=3闭合差=.207----------------------------------------------------------------------20\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算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)----------------------------------------------------------------------1513400.48-59.83.93-.48.008028253001.12-78.856.45-5.32.06753807400.7694.922.151.74.01834897275.8952.934.754.26.0806sqtotal=.141dq=.73======================================================================环号=4闭合差=.026----------------------------------------------------------------------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)----------------------------------------------------------------------11000400.73-91.882.03-2.03.02212643400.62-78.361.52-.97.01243513400.4859.83.93.48.00804519400.6379.611.56.81.01025643300.7049.362.711.74.0353sqtotal=.176dq=.07======================================================================2.7.3确定每一点的自由水头（表2.14）表2.14事故时水压计算表水力计算表节点标号地形标高/m自由水压/m水压标高/m198.641.02139.62297.339.66136.96396.138134.1495.837.74133.5459436.45130.45692.236.41128.61797.730.56128.2621\n河南城建学院本科课程设计2給水管网设计与计算895.630.3125.9994.230.15124.351098.529.31127.811196.528.43124.931293.828121.81393.130.44123.542.7.4确定事故时总扬程由上表可知，管网中各节点处的实际自由水压均大于24.0（二区），一区各大于28.0m，事故时，（查給水排水手册第一册1000i=0.665）损失为0.23所需二级泵站最低供水水压标高为139.85m，清水池最低水位（即消防储水位）标高为99.88m，泵内水头损失取2.5m，所需二级泵站总扬程为：H=144.94-99.88+2.5=42.47>42.38(最大时所需水泵扬程)。22\n河南城建学院本科课程设计3污水管网设计与计算3污水管网设计与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。开封市拥有15万多人，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。3.1污水管网设计总流量计算3.1.1污水设计流量计算1、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但本设计不考虑用该方法计算。2、工业企业生活污水和淋浴污水设计流量计算Q2—工业企业生活污水和淋浴污水设计流量（Ｌ／Ｓ）A1—一般车间最大班职工人数（人）B1——般车间职工生活污水定额25L／（人.班）K1——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（人）B2—热车间和污染严重车间职工生活污水定额３５Ｌ／（人.班）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C1—一般车间最大班职使用淋浴的职工人数（人）D1—一般车间的淋浴污水定额，以４０Ｌ／（人.班）C2—热车间和污染严重车间最大班职工人数（人）D2—热车间和污染严重车间职工生活污水定额以６０Ｌ／（人.班）Ｔ—每工作班工作时间（h）A工厂的生活和淋浴流量为：Q1=9.95L/sB工厂的生活和淋浴流量为：Q2=29.06L/s工业废水设计流量23\n河南城建学院本科课程设计3污水管网设计与计算按工业生产用水量的80%计算A工厂工业废水为：Q3=0.8×14000×1000/24×3600=129.63L/sB工厂工业废水为：Q3=0.8×1000×1000/24×3600=9.26L/sA工厂的集中流量为：Q=129.63L/sB工厂的集中流量为：Q=9.26L/s3.2、污水管道水力计算由于管线太长，环路太多，为便于计算，选取其中的一个完整的设计管段进行计算。生活污水比流量N——生活污水定额或综合生活污水定额，L／（人.d）2P——人口密度（人/hm)查給水排水管道系统表4-2综合生活用水定额一区取150L／（人.d），二区采用130L／（人.d）.根据该区域排水体制的完善程度一般则取80%2Ⅰ区的面积比流量:q1s==0.8×150×320/24×3600=0.44L/S.hm2Ⅱ区的面积比流量:q2=s0.8×120×250/24×3600=0.28L/S.hm3.2.1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。设计规范规定污水管道的最大设计充满度如表所示。（表3.1）表3.1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。最大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。24\n河南城建学院本科课程设计3污水管网设计与计算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7-8m.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（管径相同时采用）；二为管顶平接（管径不同时采用）。3.2.2设计计算污水干管和主干管设计流量计算表见表3.2表3.2污水干管主干管流量计算污水干管和主干管设计流量计算表居民区生活污水量集中流量本段流量总设计流生活污水管段本段流转输流累计设计量转输流合计平均总变化设计-编号本段流量量流量Q/(L·s街坊比流量量q量q2/流量系数流量---1面积q/(L·s-1-1-1-/(L·s/(L·sq2/(L·s)s(L·s-(L·s)/(L·s)Kzq1/(L·s11121-21)))F/hm·hm)1))(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)7～80.760.440.3300.332.30.7600.768～90.520.440.520.771.292.32.9702.979～102.290.441.016.147.152.2416.01016.0110～110.410.440.187.157.332.2316.35139.58139.58155.9311～121.000.440.4412.112.542.126.33139.58139.58165.9112～131.120.440.4913.6614.152.0328.73139.58139.58168.3113～141.290.440.5721.522.071.90642.06139.58139.58181.6414～1523.4223.421.8944.26139.58139.58183.8415～1642.4142.411.74473.96139.58139.58213.5416～174.190.281.1742.4143.581.7978.01139.58139.58217.5917～185.510.281.5449.7151.251.76390.36139.58139.58229.9425\n河南城建学院本科课程设计3污水管网设计与计算18～192.740.280.7751.2552.021.7691.55139.58139.58231.1319～32.770.280.7854.4855.261.7697.25139.58139.58236.831～221.5821.581.9141.22041.222～357.5357.531.7625101.40139.58139.58240.983～42.760.280.77109.79110.561.59175.79139.58139.58315.3726\n河南城建学院本科课程设计3污水管网设计与计算表3.3污水干管计算表标高/m流速管底降埋设深度/m管段编长度设计流量管径管坡-充满度水深-1v/(m/s落量地面水面管内底号L/mQ/(L·S)D/mmi1h/Dh/m)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）（177～840.090.763000.0030.600.500.150.1292.4092.3291.35091.23091.20091.0801.2001.2408～976.612.973000.0030.600.500.150.2392.3292.2891.23091.00091.08090.8501.2401.4309～10137.7316.013000.0030.600.500.150.4192.2892.2591.00090.58790.85090.4371.4301.81310～1166.01155.937000.000730.650.600.420.0592.2592.2390.45790.40990.03789.9892.2132.24111～12123.51165.918000.00070.650.500.400.0992.2392.2090.28990.20389.88989.8032.3412.39712～13137.08168.318000.000680.660.520.420.0992.2092.1490.20390.11089.78789.6942.4132.44613～14170.52181.648000.000640.660.530.420.1192.1492.1090.11090.00189.69489.5852.4462.51514～15804.13183.8410000.000650.660.380.380.5292.1093.7089.76589.24289.38588.8622.7154.83815～16278.59213.5410000.000620.660.430.430.1793.7094.3089.24289.06988.81288.6394.8885.66116～17329.8217.5910000.000610.660.430.430.2094.3093.8089.06988.86888.63988.4385.6615.36217～18252.54229.9410000.000720.700.440.440.1893.8093.2088.86888.68688.42888.2465.3724.95418～19132.3231.1310000.00070.700.440.440.0993.2092.8088.68688.59388.24688.1534.9544.64719～3139.69236.8310000.000690.700.450.450.1092.8092.3888.59388.49788.14388.0474.6574.26327\n河南城建学院本科课程设计3污水管网设计与计算表3.4污水主干管计算表设计流流速管底降标高/m管段长度量管径管坡-充满度水深埋设深度/m-v/(m/s落量编号L/mQ/(L·SD/mmi1h/Dh/m地面水面管内底1)iL/m)上端下端上端下端上端下端上端下端（15）(13)=（16）（17）（8）=（14）(9)(12)（14）-===(12)-(9)=(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)=(10)(11)=（9）（10）-（11）-或（12）-(5)*(2)(14)+(8)或（14）-（15）-(4)*(7)（15）+（8）（13）-（4）（4）（8）（8）1～2823.0341.224000.001750.650.500.201.4495.8094.5090.98989.54990.78989.3495.0115.1512～3770.62240.989000.000820.750.500.450.6394.5092.3889.29988.66788.84988.2175.6514.1633～4273.28315.3710000.000690.750.530.530.1992.3892.1088.64788.45888.11787.9284.2634.1724～5561.16336.2110000.000680.760.550.550.3892.1091.0088.45888.07687.90887.5264.1923.4745～6329.14391.2010000.00070.800.600.600.2391.0090.1288.07687.84687.47687.2463.5242.874由污水干管和主干管的计算表上知道该污水处理不用设置污水提升泵因为该管道布置的最大埋设没有超过最大埋设深度。28\n河南城建学院本科课程设计4雨水管网设计与计算4雨水管网设计与计算4.1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。4.2雨水设计流量计算4.2.1雨水设计流量计算公式Q=ψqFQ——雨水设计流量（L/S）Ψ——径流系数Q——设计暴雨强度F——汇水面积（ha）由上述公式查《室外排水设计规范》设计表4.1径流系数值查表4.1径流系数表地面种类径流系数29\n河南城建学院本科课程设计4雨水管网设计与计算各类屋面、混凝土和沥青路面0.85-0.95大块铺砌路面和沥青表面处理的碎石路面0.55-0.65级配砖石和碎石路面非铺砌土路面0.4-0.5公园和绿地0.25-0.350.10-0.20我们可以取得混凝土和屋面的径流系数为0.90，公园和绿地的径流系数为0.15。由表1.2和表4.1得：=（50+20）%×0.9×528+528×30%×0.15/528=0.65查附录E得开封暴雨强度公式为t——设计降雨历时由于现在我国雨水排水新规范要求降雨历时减小，使暴雨强度增加，所以折减系数已不再采用。t=t1+t2t1——地面雨水积水时间（ｍｉｎ）t2——设计管段内雨水流行时间（ｍｉｎ)Lt2V4.2.2雨水干管设计计算由于雨水干管比较多所以本设计计算计算其中三根干管即可:管A-B、C-D、E-F.表A-B的汇水面积如（表4.2）4.2A-B的汇水面积A-B管段的汇水面积管本段汇水转输汇水面积设段面积hm2hm2计汇水面积hm2编号(1)(2)(3)(4)1～21.2481.24830\n河南城建学院本科课程设计4雨水管网设计与计算2～31.2481.2483～43.7183.7184～511.6111.615～615.66515.6656～720.29320.2937～825.38925.3898～929.00329.003C-D汇水面积如（表4.3）表4.3C-D的汇水面积管段转输汇水设本段汇水面积编面积计号(1)(2)(3)(4)1～25.2520.0005.2522～314.54714.5473～425.45425.4544～533.52733.527E-F汇水面积如（表4.4)表4.4E-F的汇水面积E-F管段的汇水面积管段本段汇水面转输汇水面设编积积计汇水面积号(1)(2)(3)(4)1～24.3424.3422～34.3424.3423～416.58816.5884～517.9317.9331\n河南城建学院本科课程设计4雨水管网设计与计算5～623.03623.0366～727.71627.7167～835.15235.1528～939.79339.79332\n河南城建学院本科课程设计4雨水管网设计与计算表4.5A-B干管设计计算表`管内流行时间单位面积地面高程/m管底高程/m埋设深度/m（min)比管设计管汇水面积流管管道管道输水段流量坡降流速长设量径坡度能力编LLQs//mv/(m/s)起终起终起终L/m计t2t2q'0/-1D/mmIQ'(/L/s)号vv-1(L*s)端端端端端端(L*s*hm-2)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)1～2138.571.24802.89141.258176.296000.00150.2080.820092.892.690.80090.5922.0002.0082～3134.971.2482.892.81123.05153.576000.00150.2020.820092.692.590.59290.3902.0082.1103～4132.783.7185.702.01109.19405.977000.002050.2721.145092.592.290.29090.0182.2102.1824～5138.2911.6097.712.10101.561179.0111000.00120.1661.1120092.292.0289.51889.3522.6822.6685～6155.3415.6659.812.1693.911471.1012500.00120.1861.2150092.0291.889.20289.0162.8182.7846～7180.3320.29311.972.5087.511775.8414500.00090.1621.2200091.891.688.81688.6542.9842.9467～8158.4225.38914.471.8981.092058.7914500.00150.2381.4250091.691.388.65488.4162.9462.8848～965.1629.00316.360.7876.832228.3014500.00150.0981.4250091.391.288.41688.3182.8842.88233\n河南城建学院本科课程设计4雨水管网设计与计算表4.6C-D干管设计计算表管内流行时间单位面地面高程/m管内底高程/m埋设深度/m（min)积比管设计管道输管汇水面流管管道流速段流量坡降水能力长积设量径坡度v/(m/s编LQs//mQ'(/L/sL/m计t2Lq'0/-1D/mmI)起终起终起终号vt2-1(L*s))v(L*s端端端端端端*hm-2)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)1141.15451～2563.615.25207.23217.2810500.00170.9581.3120093.7092.8091.70090.7422.0002.05861497.90452～3177.4414.5477.232.27102.9712500.001450.2571.3150092.8092.4090.54290.2852.2582.11592416.34823～4156.1525.4549.51.4594.9313500.002350.3671.8250092.4092.0590.18589.8182.2152.23223031.51134～599.2833.52710.950.9290.4216000.00190.1891.8360092.0591.9089.56889.3792.4822.521434\n河南城建学院本科课程设计4雨水管网设计与计算表4.7E-F干管设计计算表管内流行时间单位面积地面高程/m管内底高程/m埋设深度/m（min)比管设计管汇水面流管管道管道输水段流量坡降流速长积设量径坡度能力编L/m计Lq'/Qs/D/mmIil/mv/(m/s)Q'(/L/s)起终起终起终tL0-1号2t2v-1(L*s)v(L*s端端端端端端*hm-2)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)1～2227.74.3420.003.45141.258613.348800.00170.38711.1065096.1095.8094.10093.7132.0002.0872～3252.734.3423.453.01119.9520.617000.00421.06151.4053095.8094.8093.71392.6522.0872.1483～4102.816.5886.460.86106.031758.8310000.0040.41122.00180094.8094.3092.35291.9412.4482.3594～5172.117.9277.321.43102.631839.8511000.00380.65402.00190094.3093.8591.84191.1872.4592.6635～6147.923.0368.751.2397.422244.1712500.00320.47332.00240093.8593.5091.03790.5642.8132.9366～7112.0627.7169.980.9393.392588.4013000.00310.34742.00260093.5093.1090.51490.1672.9862.9337～8299.6335.15210.922.5090.53181.2615000.00250.74912.00350093.1092.4089.96789.2183.1333.1828～9193.7739.79313.411.6183.693330.2815000.00250.48442.00350092.4091.9089.21888.7343.1823.16635\n河南城建学院本科课程设计5设计总结5设计总结两周的管道课程设计结束了，通过对管道的课程设计让我对管道有了更深的认识，两周下来我收获了很多。在这两周的课程设计中，我们除了确定水厂位置，然后根据水厂所处的区域城市的那个地方最后确定该城市地形的高低。然后我们将给该城市布置给水管网，并且在給水管网定线的时候既要遵照给水排水设计规范的要求，又要考虑城市用水户的实际分布情况。所以我的设计中，我所采用的给水管网采用环状网，提高供水的可靠性。在给污水和雨水管网定线的时候污水管和雨水管都是采用无压重力流，污水管网采用非满流，雨水管网采用满流，为了减小埋设我们尽量把管线从地势高的流向地势低的，尽量减小管道的埋设深度，以减小施工量，和不设置提升泵站，污水管和雨水管采用分流制体系。按地形的高低排入流的下游，以保证处理后的污水能顺利的排入河流，埋设不宜太大。在这次设计也是检验我们学习的理论与实际联系的能力的中最好的方式，我们从中学到了很多知识，所以在以后的学习生活中，我会更加的努力。最后，感谢各位老师和同学在本次设计中对我的帮助和指导。36\n河南城建学院本科课程设计附录参考文献附录参考文献1《给水排水设计手册》，中国建筑工业出版；【1985版第1，3，5，10，11册】2《快速设计手册》第一册或《给排水快速设计手册》第5册3《全国通用给水排水标准图集》4《给水排水管道工程》教材37