环境管理_《给水排水管道系统》课程设计计算说明书

给水排水管道系统课程设计计算说明书学 院：市政与环境工程学院 专 业：给排水科学与工程 姓 名： 学 号： 指导老师：谭水成 宋丰明 张奎 刘萍 完成时间：2013年12月13日 河南城建学院2013年12月27日指导老师评语指导老师签字 答辩委员会评语 主任委员签字 设计成绩年 月 日前 言给水排水管道工程设计了城镇生活、生产、市政和消防提供用水和生活污水、工业污水、雨水排除的系统，可分为给水系统和排水系统。给水管网系统一般是有输水管、配水管网、水压调节设施及水量调节设施等构成，根据类型分为统一给水管网系统、分系统给水管网系统和不同输水方式的给水管网系统。给水管网设计主要包括管网定线、流量的设计计算、清水池容积的确定、管网的水力计算、管网平差和消防校核。排水管网系统分为合流制排水系统和分流制排水系统，合流制分为直排式、截流式、完全式，分流制分为完全式、不完全式、半完全式，排水管网设计主要包括排水体制选择、设计流量计算和设计水力计算。做为工程类专业学生，实践学习和设计是我们自身获取知识和经验的最好环节。学生通过设计，综合运用和深化所学的基本理论、基本技能，培养我们独立分析和解决问题的能力，通过设计能使我们具有掌握查阅规范、标准设计图集，产品目录的方法，提高计算、绘图和编写设计说明的水平，作好一个工程师的基本训练。熟练城镇给水排水工程系统的详细计算和培养一定的理论分析和设计的能力。提高方案的比较、技术经济、环境、社会等诸方面的综合分析和论证能力。ForewordWater supply and drainage pipeline engineering design of urban life, production, municipal and fire water supply and sewage, industrial sewage, rainwater drainage system, can be divided into system of water supply and drainage system.Water supply system is generally a water pipe, water pipe, water pressure regulating facilities and water regulation facilities etc., according to the type of water supply pipe network system, divided into unified system of water supply pipe network system and different conveyance mode of water supply pipe network system. Water supply pipe network design mainly includes the design of pipelines, flow design calculation, to determine the volume of water tank, hydraulic calculation, pipe network adjustment and fire check. Drainage pipe network system for combined drainage system and drainage system, sewage system is divided into direct discharging type, intercepting, complete type, the shunt system divided into complete, incomplete type, half full, water supply and drainage design mainly includes the choice of drainage system, calculation method of design discharge and design hydraulic calculation. As engineering students, hands-on learning and design our own knowledge and experience to get the best link. Students through the design, the integrated use of the basic theory and deepen learning, basic skills, to develop our independent analysis and problem-solving ability, through the design enables us to have the ability to consult Method Standard Design Atlas, product catalog, improve computing, drawings and written description of the design level, prepare a basic training engineers. Skilled detailed calculations town water supply and drainage system and the ability to develop certain theoretical analysis and design. 目 录第一章 课程设计任务书1第二章 给水管网设计与计算32.1 给水管网布置及水厂选址32.2 给水管网设计计算32.3 清水池调节容积62.4 管网水力计算82.5 管网平差112.6 消防校核20第三章 完全分流制管网设计与计算283.1 排水系统体制的确定283.2 设计雨水计算283.3 污水设计流量计算30第四章 实习总结34参考文献35努力了的才叫梦想，不努力的就是空想！如果你一直空想的话，无论看多少正能量语录，也赶不走满满的负能量！你还是原地踏步的你，一直在看别人进步。第一章 课程设计任务书一、 设计题目： 昆明 市给水排水管道工程设计。 二、 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3206+2505+3、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，日用水量吨/天，最大班用水量：吨/班，工人总数人，分三班工作，最大班人，热车间占 %，使用淋浴者占 %；一般车间使用淋浴者占 %。3） 火车站用水量为 12 L/s。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。三、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）四、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五、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）2、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）；六、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、按时完成设计任务七、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、刘萍第二章 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有一条自北向西流的水量充沛，水质良好的河流，可以作为生活饮用水水源。该城市的地势不平坦有太大的起伏变化。城市的街区分布均匀，城市中各工业企业对水质无特殊要求。因而采用统一给水系统。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：给水系统布局合理；不受洪水威胁；有较好的废水排除条件；有良好的工程地质条件；有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；少拆迁，不占或少占良田；施工、运行和维护方便。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。 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：给水系统布局合理；不受洪水威胁；有较好的废水排除条件；有良好的工程地质条件；有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；少拆迁，不占或少占良田；（7）施工、运行和维护方便。2.2 给水管网设计计算2.2.1最高日用水量计算城市最高日用水量包括综合生活用水、工业生产用水、职工生活用水及淋浴用水、市政用水、未预见用水和管网漏失水量。 总人口的计算：由原始资料可知，该城市为昆明市，面积为2308.9公顷，总人口71.25万人，查室外排水设计规范P61可知该城市为大城市。综合生活用水定额采用200L/cap.d.用水普及率定为100%。 （1）最高日最高时综合生活用水量Q1P70Q1 =qNfQ1城市最高日综合生活用水，L/s；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%Q1=qNf=200/243600=1649.31L/s2.2.2工业用水量（1）工业企业职工的生活用水量和淋浴用水量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，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. Q2 =(35360+28860+84025+16840)83600=2L/s （2） 工业生产用水量Q3：P67 5000100036008=174L/s2.2.3市政用水量Q4： 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。绿化用水量按1.5 L/ m2 计，由于面积太大浇洒面积按总面积的5%算。Q4(2308.920.210421.0 +2308.920.31041.5)5%/24/3600=22.7L/s2.2.4 城市的未预见水量和管网漏失水量Q5按最高日用水量的10%计算。Q5=（Q1+Q2+Q3+Q4） 10%=481.59L/s 表2-1 设计用水量计算时间时变化系数综合生活用水工业生产用水淋浴和生活用水市政用水火车站未预见水和漏损城市用水量hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/hm3/h%0-12.53 3605.25583.33 7.243.21733.725972.72.961-22.45 3491.25583.33 7.243.21733.725858.7 2.91 2-32.50 3562.5 583.33 7.243.21733.725929.92 2.943-42.53 3605.25 583.337.2490.3243.21733.726463.023.21 4-52.57 3662.25583.33 7.2490.3243.21733.726520.02 3.255-63.09 4403.25 583.33 7.243.21733.726773.7 3.36 6-75.31 7566.75583.33 7.243.21733.729934.24.957-84.92 7011583.33 7.243.201733.729378.45 4.668-95.17 7367.25583.337.243.21733.729734.7 4.839-105.10 7267.5 583.337.243.21733.729634.95 4.7910-115.21 7424.25583.337.243.21733.729791.74.8611-125.21 7424.25583.337.243.21733.729791.74.86 12-135.09 7253.25 583.337.243.21733.729620.7 4.76 13-144.81 6854.25 583.337.243.21733.729221.7 4.57 14-154.99 7110.75 583.33 7.243.21733.729478.2 4.71 15-164.70 6697.5 583.337.2490.3243.21733.729555.274.75 16-174.62 6583.5 583.337.2490.3243.21733.729441.27 4.6717-184.97 7082.25 583.337.243.21733.72 9449.74.6918-195.18 7381.5 583.337.243.21733.729748.954.8419-204.89 6968.25 583.337.243.21733.729335.7 4.6320-214.39 6255.75583.337.243.21733.728623.24.2721-224.17 5942.25 583.337.243.21733.728309.7 4.1222-233.12 4446 583.337.243.21733.726813.45 3.3923-242.48 3534 583.337.243.21733.725902.452.93总计100.00 14000.00 172.81961.281036.841609.4.28100.00 2.2.5 最高日平均时和最高时设计用水量计算从上表可以看出，6-7点为用水最高时，所以时变化系数为 100/24=4.17所以最高时用水量为1649.311.27+481.59+22.7+12+176=2786.9L/s2.3 清水池调节容积清水池的调节容积计算数据见下表：表2-2 清水池调节容积计算时间用水量二级泵站供水量一级泵站供水量清水池调节容积h%0-12.963.11 4.17-1.21 1-22.91 3.11 4.17-1.262-32.943.11 4.16-1.23 3-43.21 3.11 4.17-0.964-53.253.11 4.17-0.925-63.36 4.80 4.16-0.816-74.954.80 4.170.787-84.664.80 4.170.498-94.834.80 4.160.679-104.794.80 4.170.63 10-114.864.80 4.170.7011-124.86 4.80 4.160.7112-134.76 4.80 4.170.5913-144.57 4.80 4.170.40 14-154.71 4.80 4.160.5515-164.75 4.80 4.170.5816-174.674.80 4.170.3017-184.694.80 4.160.5218-194.844.80 4.170.6719-204.634.80 4.170.4620-214.273.11 4.160.1121-224.123.11 4.17-0.5022-233.393.11 4.17-0.7823-242.933.11 4.16-1.23总计100.00 100.00 100.00 8.9因此清水池调节容积按最高日用水量的8.9%计算2.3.1 清水池的调节容积W1 =8.9%.28= 17914m2.3.2 自来水厂自用水量 最高日用水量的8%计 W2 =8%.28=16102 m32.3.3 消防储水量 火灾延续时间按2h算，一次用水量按80L/s,同一时间火灾次数为三次W3 =qfNT=80360032/1000=1728m则清水池有效容积W为：W(11/6)（W1W2W3）= 41701m清水池2500m应建成矩形较经济，个数一般不少于两个，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，亦可采用一个，但须分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。本题取两个清水池，矩形，每座有效容积为26000m2.4 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。2.4.1最大时集中流量为：一区有工厂A，火车站 q=174+12=186L/S最高日最高时用水量Qh = 2786.9 L/s2.4.2比流量计算：qs=( Qh -q)/ L=（2786.9-186）/39813=0.0653 L/(s.m)Qh-为最高日最大用水量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:沿线流量计算数据见下表：表2-3 沿线流量计算管段号管段长度管段设计长度长度比流量沿线流量1-2300300 0.065319.59 2-35800 0.06530.00 3-4847424 0.065327.65 4-51030515 0.065333.63 5-6725363 0.065323.67 6-710581058 0.065369.09 7-8800800 0.065352.24 8-9953953 0.065362.23 9-101071536 0.065334.97 10-3917459 0.065329.94 8-31137569 0.065337.12 7-410641064 0.065369.48 2-11993497 0.065332.42 11-12985493 0.065332.16 12-13465465 0.065330.36 13-14880880 0.065357.46 14-1610671067 0.065369.68 16-15800800 0.065352.24 15-13830830 0.065354.20 15-17388388 0.065325.34 16-18930930 0.065360.73 17-18883883 0.065357.66 17-1910231023 0.065366.80 19-20842842 0.065354.98 18-20670670 0.065343.75 1-215875870.065338.33 21-24119411940.065377.97 11-227147140.065346.62 22-248208200.065353.55 22-239509500.065362.04 24-256926920.065345.19 13-23101510150.065366.28 23-259809800.065363.99 25-28105010500.065368.57 25-269439430.065361.58 26-278618610.065356.22 27-286256250.065340.81 29-305865860.065338.27 29-327187180.065346.89 32-338188180.065353.42 33-315465460.065335.65 30-316756750.065344.08 32-349679670.065363.15 33-356876870.065344.86 34-359839830.065364.19 34-36101810180.065366.48 36-379709700.065363.34 35-379449440.065361.64 35-38106110610.065369.28 38-396836830.065344.60 37-398608600.065356.16 21-29211210610.065369.28 总计398132600.92.4.4 节点流量: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 0.5计算结果见下表：表 2-4 节点流量计算表节点编号节点连接管段集中流量节点流量节点总流量11-2，1-2129.0 29.0 22-11，2-126.0 26.0 33-4，3-8，3-1047.4 47.4 44-5，4-3，4-765.4 65.4 55-6，5-428.7 28.7 66-7，6-546.4 46.4 77-6，7-8，7-495.4 95.4 88-7，8-9，8-375.8 75.8 99-10，9-848.6 48.6 1010-9，10-332.5 32.5 1111-22，11-2，11-1255.6 55.6 1212-13，12-1131.3 31.3 1313-12，13-15，13-23,13-14104.2 104.2 1414-13，14-1663.6 63.6 1515-13，15-16，15-1765.9 65.9 1616-15，16-14，16-1891.3 91.3 1717-15，17-18，17-1974.9 74.9 1818-17，18-20，18-1681.1 81.1 1919-20，19-1760.9 60.9 2020-19，20-181249.4 61.4 2121-1，21-24,21-2992.8 92.8 2222-11，22-23，22-2481.1 81.1 2323-13，23-25，23-2296.2 96.2 2424-25，24-21，24-2288.4 88.4 2525-24，25-26，25-28，25-23119.7 119.7 2626-27，26-2558.9 58.9 2727-26，27-2848.5 48.5 2828-27，28-2554.7 54.7 2929-30，29-32，29-2177.2 77.2 3030-31，30-2917241.2 213.2 3131-29，31-3339.9 39.9 3232-29，32-33，32-3481.7 81.7 3333-31，33-32，33-3567.0 67.0 3434-32，34-36，34-3596.9 96.9 3535-33，35-34，35-37，35-38120.0 120.0 3636-34，36-3764.9 64.9 3737-36，37-35，37-3990.6 90.6 3838-39，38-3556.9 56.9 3939-38，39-3750.4 50.4 总计2600.92786.92.5 管网平差2.5.1环状管网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）按照管网的主要方向，初步拟定个管段的水流方向，并选定整个管网的控制点。（2）为可靠供水，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的分配流量，并且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，因此连接管中可以较少的分配流量。 2.5.2管径的确定及流量分配管径与设计流量的计算：q=Av= D= 设计中按经济流速来确定管径进行平差，确定实际管径表2-5 平均经济流速与管径的确定 管 径 （mm） 平均经济流速（m/s） D=100-400 0.6-0.9 D =400 0.9-1.4流量初步分配及管径选择如下表：表2-6最大时流量分配表管段编号管段长(m)分配流量(L/s)管径（mm）3-8113795.83503-4847225.95008-7800101504-71064105.44004-5103055.13005-672526.42006-71058202003-1091771.13509-10107138.62508-9953101502-11993749.29001-23001215.4150011-227143020022-2482077.335021-241194487.57001-215781538.3150011-12985663.690012-13653.8632.390013-238803020023-259504025022-2398026.225024-25692321.860025-28105083.235025-2694378.935026-27861 2020027-2862528.520013-15830252.150015-168001015016-141067182.450014-1388024650017-188831015017-15388176.250018-16930101.140019-17102391.340020-187603025019-2084231.425029-30586 506.780029-32718374.160030-31675293.560031-33546254.350032-338182015032-34967272.460034-359831015033-35687207.350035-38106187.335038-3968330.425037-398602020035-379441015036-37970100.640034-361018165.5500 2.5.3管网平差环状网平差(最高用水时)：以最高日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。= 迭代次数=43 = 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)- 1 1137 350 .61 58.36 1.71 1.95 .03342 800 200 .76 -23.84 5.35 -4.28 .17943 1064 350 .66 63.09 1.98 2.10 .03334 847 820 .40 212.06 .27 .23 .0011 sqtotal= 5.679 dq= .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) - 1 1064 350 .89 85.40 3.45 3.67 .0430 2 1030 350 .87 83.87 3.34 3.44 .0410 3 725 300 .78 54.87 3.29 2.38 .0435 4 1058 200 1.00 -31.53 8.97 -9.49 .3009 sqtotal= 5.679 dq= .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) - 1 1137 350 .97 93.24 4.06 4.62 .0495 2 917 350 1.12 -107.