城市给排水管网设计 16页

徐州工业职业技术学院《城市给排水管网工程》课程设计设计计算说明书姓名顾杨设计题目C镇给水管网工程规划所属系部环境工程系班级给排水091学号930309009指导教师李秀芳\n摘要该县位于福建中西部（属于用水量标准第三分区），整个县城区地势相对平坦，稍有起伏，其中东北角有一块高地（比其他地位高7m左右），县城南临自西向东流向的平川河。自改革开放以来，工农业生产及县城建设迅猛发展，县区内建筑层数最高为六层，规划人口为10万人。该区以地表水为水源，自来水厂建在上游（如图示）向整个县城供水。绿地面积占城区面积的30%，每日下午15:00~16:00浇洒一次。道路总面积占城区面积的10%，每日上午7:00~8:00浇洒一小时。（绿化面积用水定额用1.8L\(d.m2)，浇洒道路用水定额用2.4L\(d.m2)）。\n目录\n正文第一节给水管网课程设计任务书A．概述1．设计依据建设部《城市供水2000年技术进步发展规划》；《徐州市城市总体规划纲要（1998～2020）》。2.设计资料规划平面图一张，比例为1:10000。C镇建筑以6层建筑为主，街区面积可由图中量取，人口密度统一取350人/公顷，给水及污水定额自行查阅资料选取，也可依照下表参考选取，工业企业用水量以15.6、17.5、21、23.8L/S等数据选取3．C镇概况及自然条件1）、地理位置C镇位于江苏省西北部，地处苏、鲁、皖三省交界，介于北纬340°24′37″～340°56′9″、东经116°21′16″～116°51′52″之间。2）、地形地貌城区属黄泛冲击平原，地势低洼平坦。地面高程一般在38.3—41.5m（与条件图不符时，以图纸为准）之间，西南略高于东北，地面坡降为1/3000—1/7000。3）、地质城区大地构造位于山东台背斜与河淮台向斜交界部位。构造属黄河下游苏、鲁、豫、皖一带新生界凹陷区边缘。按国家地震裂度区划分，城区基本烈度为6度。最大冻土层深度60cm4）、水文地质主城区一般桃汛在3月中旬至4月底出现，雨量一般在40mm左右，入汛一般在6月底至7月中旬。出汛一般在8月底至9月中旬。汛期雨量大小不等，汛期天数长短不等，少则20多天，多则150多天。根据水文站多年测报资料：河流常年平均水位36.5m，二十年一遇水位\n40m（与条件图不符时，以图纸为准），高于规划区大部分主城区。河流最大流量350立方米/秒，最大流速2.34立方米/秒，洪水频率百年一遇542毫米、五十年一遇458毫米、二十年一遇349毫米、十年一遇266毫米、五年一遇185毫米，最大含沙量49.7公斤/立方米（1965年统计），最小含沙量14.2公斤/立方米（1968年统计）。由于河床高，水位低，流程短，只在丰水期作季节性通航。5）、地下水主城区海拔较低，平均在38.3～41.5m左右，地下水位较浅，但水质差。地下水源主要分布于松散沉积层，该沉积层较厚，深度达300m以上，共分五个承压含水组，储水量为15～20m3/Km2，可供开采的是第二、三层承压含水岩组，深埋分别为80～120m和200m左右，地下水流向为西西南至北北东。6）、气候属暖温带半湿润季风气候区，四季分明，日照充足，年平均气温在15℃左右，最冷月（一月）平均气温零下1.5℃左右；最热月（七月）平均气温27.9℃左右。年平均降水量630.44mm左右，无霜期200天左右。风向见各镇规划图中的风玫瑰图，历年平均日照时数为2462.3小时。3．现有给水工程概况C镇以前没有系统的供水设施，主要以人工水井和家用水泵供水；目前该镇刚建立几家工厂，都是用自备水进行自己的生活，生产，公共建筑，消防，绿化用水量的供给，还没有供水的普及率的历史。B．方案比选1．工程规模对水质水压的要求随着C镇经济的发展，原来的自备水系统已经不能满足本镇的需求，必须要建立一套新的给水系统。C镇建筑以6层建筑为主，街区面积可由图中量取，人口密度统一取350人/公顷。由于二级泵站出口至最不利点地面高差不是太大，再根据C镇的地形条件，可以靠近河流的附近修建水厂，采取统一的供水系统，并设调节构筑物。1．给水管网的规划布置该城市有一条自东向西\n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。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，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。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7个环，输配水管路布置如附图(一)所示附图(一)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。3．水厂选址对水厂厂址的选择，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；\n２）、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。第二节、设计计算书基础资料：总人口（万）绿地面积（万平米）道路面积（公顷）化工区(L/s)皮革厂(L/s)食品厂(L/s)棉纺厂(L/s)针织厂(L/s)3．64．2472．9423．82117．515．6201．最高日用水量C镇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。该镇在江苏，总街区面积为103.414公顷，人口密度为350人/公顷，所以总人口数位:总人口=总街区面积×人口密度=103.414×350=3.6万人查《室外排水设计规范》可知该镇位于一分区，为中小城市内。综合生活用水定额采用上限370L/cap.d最高日综合生活用水量Q1：\nQ1=qNƒQ1―—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／（cap.d）；Ｎ――城市设计年限内计划用水人口数；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=qNƒ=370×10-3×3.6×104×100%=13992（m3/d）工业企业有棉织厂、食品厂、针织厂、皮毛厂、化工区用水量分别为15.6、17.5、20、21、23.8L/S工厂总用水量：Q2＝23.8+21+17.5+15.6+20=97.9L/s＝8458.56m3/d浇洒道路用水量Q3：根据《室外排水设计规范》该镇浇洒道路用水量按每平方米路面每次1.2L计算；每天浇洒2次。所以浇洒道路用水量Q3＝1.2×72.94×104×2/1000＝1750.56m３/d绿化用水量Q4：绿化用水量按2L/d.m2计算；所以：Q4＝2.0×4.24×104/1000=85m３/d根据《徐州市城市总体规划纲要（1998～2020）》该镇的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的25%计算。最高日设计流量Qd：\nQd＝1.25×（Q1+Q2+Q3+Q4）＝1.25×（13992+8458.56+1750.56+85）＝30357.65m３/d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25L/s，同时火灾次数为2次。城市消防用水量为：Q6=q6׃6=25×2=50（L/s）２．最高时用水量由于C镇属于一般的小城镇,所以时变化系数Kh=1.75最高时用水量为：Qh＝1.75×30357.65/24m３/h=614.88m３/s3．管网水力计算管网布置根据该镇规划平面图沿现有道路布置管网，管线遍布在整个给水区内,为保证供水的安全可靠性和远期发展的考虑,布置成环状网,管网布置及管长如附图(二)所示。\n管线总长度∑L=7392m，其中管段1—2,9—10为单侧供水。∑l=∑L—0.5（L1—2+L9—10）=7392—0.5（418.73+288.13）=7039m（1）比流量计算qs=（Q-∑q）/∑l2.1=(614.88-97.9)/7039=0.073445L/(s.m)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m（2）沿线流量由qi-j＝qsＬi-j得各管段沿线流量，结果见表1表1：管段沿线流量管段编号管段长度/m沿线流量（m３/s）管段编号管段长度/m沿线流量（m３/s）1-2418.73×0.5×0.073445=15.3720-5520.45×0.5×0.073445=19.102-3258.41×0.5×0.073445=9.4822-15223.20×0.5×0.073445=8.193-4268.89×0.073445=19.7516-21223.20×0.073445=16.38\n4-10196.86×0.073445=14.4621-22536.80×0.5×0.073445=19.7010-1386.43×0.5×0.073445=14.1816-17565.62×0.5×0.073445=20.763-5565.62×0.073445=41.5217-20223.20×0.073445=16.385-8274.67×0.073445=20.1617-18289.63×0.5×0.073445=10.638-9214.32×0.5×0.073445=7.8718-19223.20×0.5×0.073445=8.199-10288.13×0.5×0.073445=10.5719-20289.63×0.5×0.073445=10.635-6322.32×0.5×0.073445=11.831-11282.39×0.5×0.073445=10.366-7352.03×0.5×0.073445=12.929-12144.09×0.5×0.073445=5.297-8555.03×0.5×0.073445=20.3712-1339.84×0.5×0.073445=1.463-21520.45×0.5×0.073445=19.1012-1492.10×0.5×0.073445=3.3821-20565.62×0.073445=41.5415-16536.80×0.5×0.073445=19.70合计9377.66429.27见表（一）（3）节点流量由qi＝α∑q１折算系数取α＝０.５得:表（二）节点流量表节点节点流量（L/s）节点节点流量（L/s）114.775125.065212.425137.300344.925141.690417.1051513.945546.3051625.425612.3751723.890716.645189.410824.200199.410911.8652043.3251019.6052143.360115.1802213.945（4）最高用水时管网平差计算根据用水情况，拟定各管段的流向如附图(三)所示按照最短线路供水原则，并考虑可靠性的要求进行流量分配。流向节点的流量去负，离开节点的流量去正，分配时每一节点满足qi+∑qij=0的条件。节点流量进行管段的流量分配\n附图(三)根据管径与设计流量的关系：q＝Ａv＝πＤ2v／４Ｄ＝（4q/πv）D—管段管径，m；q—管段计算流量，m３/s；Ａ—管段过水断面面积，m２v—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≥4000.6～０.90.9～1.4得：见表（三）\n表（三）经两次校核后，各环的闭合差\n均小于1m，大环1—2—3—21—22—15—16—17—18—19—20—5—6—7—8—9—10—1的闭合差为∑h=h1—2+h2—3+h3—21+h21—22+h22—15+h15—16+h16—17+h17—18-h18—19-h19—20-h20—5-h5—6-h6—7+h7—8-h8—9-h9—10-h10—1=1.606+0.89+2.525+1.378+0.58+0.315+3.028+2.011-1.53-2.517-2.632-0.294-0.477-1.576-0.485-1.05-1.586=0.186m<1m满足要求，计算完毕从水厂泵房到管网的输水管计两条，每条计算流量为0.5×422=211L/s,选定管径500mm,水头损失为h=0.006778×1.15×394.78×(211)2×10-6=1.37水泵扬程由距泵站较远且地形较高的控制点6确定,该点的地势标高为255.5m,泵站吸水井距地面标高为250m,所需要的服务水头为28m,从泵站到控制点的水头损失约为5m,吸水管和泵房内的水头损失去2m，安全水头去2m，清水池水深去4m，则水泵扬程为Hp=H6+∑hs=255.5-250+28+5+2+2=42.5m（5）消防时流量和水压的核算消防时的管网核算，是以最高时用水量确定的管径为基础，然后按最高用水时另行增加消防设施时的流量进行流量分配，在节点11跟节点14分别加上45L/s的消防，平差结果见附表平差（二）11点为控制点，查得输水管最高时I为0.0176m。最高时消防所需水泵扬程:H2＝（32.8-34.8）+10+5.81+0.210+2+∑h＝35.21m＜Ｈ１满足要求（式中∑h为控制点到节点5最不利管段的水头损失取11-12-13-14-13-16-5与11-20-19-18-17-16-5两条管线的水头损失的平均值，由附表平差（二）计算得19.19m。平差结果见附图平差（二）\n设计感言\n主要参考资料：1．中华人民共和国国家标准，城市给水工程规划规范GB50282-98计划出版社2.中华人民共和国国家标准，城市排水工程规划规范GB50318-2000计划出版社3.中华人民共和国国家标准，《室外给水设计规范》计划出版社4．中华人民共和国国家标准，《室外排水设计规范》计划出版社5．《给水排水设计手册》城镇给水、城镇排水册，中国建筑工业出版社6．张志刚，《给水排水工程专业课程设计》，化学工业出版社，20047．李亚峰尹士君，《给水排水工程专业毕业设计指南》，化学工业出版社，20048.汪翙，《给水排水管网》化学工业出版社9.严煦世，《给水工程》建筑工业出版社10.孙慧修，《排水工程》（上）建筑工业出版社11.赵新华、刘洪波，《输配水工程》化学工业出版社12．中华人民共和国建设部主编，给水排水制图标准(GB/T50106－2001)