桂林市给水排水管道工程设计计划书

1 桂林市给水排水管道工程设计计划书 第 1 章 课程设计任务书 一、 设计题目 ： 桂林 市给水排水管道工程设计。 二、 原始资料 三、 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 320 6 + + + 250 5 + + + 3、城市中有下列工业企业，其具体位置见平面图： 1） 用水量 12000 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） 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。 7、该城市居住区每小时综合生活用水量变化如下表： 时间 001水量 2 时间 1234567890123水量 、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） 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 （ 2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）（ 2 号图）； 六、要求 1、按正常上课严格考勤； 3 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年第一学期（第 16、 17周 12月 17号 9号） 2、上交设计成果时间： 17周周五下午 3、设计指导教师： 张奎、谭水成 、刘萍、余海静 4 第 2 章 给水管网设计与计算 给水管网布置及水厂选址 该城市有一条自南向北转自西向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： 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 。 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。 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。 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 1000 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 1000）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； （） 施工、运行和维护方便。 5 给水管网设计计算 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。 表 1区 人口密度（人 /公顷） 面积（公顷） 人口数（人） 320 31350 50 29932 宁波位于浙江省，总人口 于一区，为大城市，参考给水排水管道系统教材表 4综合生活用水定额为 390 L/(人 d)。用水普及率为 100%。 最高日综合生活用水量 Q1=1 城市最高日综合生活用水， d/q城市最高日综合用水量定额， /（ 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% 00090 1098 104 100%=382200d 业用水量 （ 1）工业企业职工的生活用水和淋浴用水量 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 0L，高温车间每人每班 60L 计算 . A 工厂：工人总数 3000 人，热车间人数 3000 30%=900（人），使用淋浴人数 900 80%=720（人）。普通车间人数 3000 70%=2100（人），使用淋浴人数 2100 20%=420（人）。 （ 900 35+2100 25+720 60+420 40） /1000=144(m3/d) 6 工业企业职工的生活用水和淋浴用水量 2=144(m3/d) （ 2）工业生产用水量 2000(m3/d) 政用水量 政用水量不记， 4Q =0。 网漏失水量 按最高日用水量的 10%计算 3+ 10%=（ 382200+144+12000+0） 10%=m3/d） 市的未预见水量 最高日用水量的 8%计算。 3+5） 8% m3/d) 高日用水量 3+5+m3/d) 高时用水量 最高日平均时用水量 m3/d)为 244 9520(m3/h) 最高日最高时设计用水量19520=m3/h) （城市用水量日变化系数表，大城市 间，大中城市的用水量比较均匀，取下线）。 清水池调节容积 在缺乏用水量变化规律的资料时，城市水厂的清水池调节容积，凭借运转经验，按最高日用水量的 10%20%估算。 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= 清 水池总容积（ ； 水池调节容积（ ； 7 防储水量（ ，按 2小时火灾延续时间计算； 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；（一般等于最高日用水量的 5%10%）。 全储水量 清水池调节容积 10%=消防水量 该城市人口为 定同一时间内的火灾次数为 3次，一次用水量为 100L/s，火灾持续时间为 3 100 2 60 60 1000=2160水厂自用水按最高日用水量的 5%计： 5%=23424清水池的安全储量 最高日用水量的 10%计算 。（对于配水管网中无调节构筑物清水池有效容积可按最高日用水量的 10%20%考虑）。 因此清水池的有效容积为 W=（ 1+10%）（ =（ 1+10%） (160+23424)=水池尺寸计算 一般当水池容积小于 2500，以圆形较为经济，大于 2500以矩形较为经济。清水池个数或分格数，一般不少于两个，并且可以单独工作。所以，取有效水深5m，分成 4 格，每格设为正方形，则池宽为 = 64 米，则清水池 边长为 64 2=128m 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 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 10孔，水位降低至小孔，则进气停生活供水泵。 8 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。 大时集中流量为： 8节点。 144+12000） (m3/d) =s) 流量计算 ： L =( 为最高日最大时用水量 L/s 为大用户集中流量 L/s L 管网总的有效长度 m 线流量计算 : 沿线流量的计算按下公式 q 有效长度； m q s 比流量 L/ 2管段 长度 L/m 管段计算长度 m 沿线比流量q s 沿线流量 (L/s) 11 9 2 0103111627 1627 25493 651699 1691877035 1035 145 115 10 2593 23008 1008 4847 5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， : 折算系数取 q ：相连的个管段沿线流量和 表 2节点 连接管段 节点流量 集中流量 节点总流量 1 111 1222 3 233 4 244 5 12455 6 5666 7 677 8 178 9 894 10 8101091 191 11 10111111 12 51112 13 1013 14 111314 11 15 121515 16 615 17 1717701 301 18 151818144 19 161819 20 1920 21 122 22 222 23 24623 24 2324 25 2225 合计 144 管网平差 状管网流量分配计算与管径确定 配步骤： 按照管网主要方向，初步拟定各管段的水流方向，并选定整个管网的控制点。 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。 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。 各管段管径从界限流量表中查得。 径初选择如下表 2 表 2 12 管段 长度 /m 管段计算长度 /m 初选管径 分配流量 q（ l/s） 150 40 1 1300 250 40 3 2000 4 21100 1200 5 9800 8000 7 10250 40 8 10900 9 13800 10 1100 1 11627 1627 300 50 12 4250 40 13 3 1200 4 51100 15 121000 16 151000 7 14800 8 5250 40 19 650 40 20 6500 1 15250 40 22 1650 40 23 16200 4 191000 25 181000 26 13 1700 7 17035 1035 900 8 1200 29 212500 5000 30 251200 1 251300 2000 32 23900 700 33 7008 1008 1000 34 24847 000 5 850 40 36 400 37 25 200 8 合计 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。 平差结果如表 2表 2= 第 20次平差 第 1环 编号 流量 损失 29 5 30 h= 总 q= 14 第 2环 编号 流量 损失 2 6 37 4 1 h= 总 q= 3环 编号 流量 损失 7 6 36 h= 总 q= 4环 15 编号 流量 损失 9 0 11 8 h= 总 q= 5环 编号 流量 损失 5 31 38 h= 总 q= 6环 编号 流量 损失 4 3 14 3 16 总 h= 总 q= 7环 编号 流量 损失 7 2 15 h= 总 q= 8环 编号 流量 损失 11 8 17 16 12 h= 总 q= 17 第 9环 编号 流量 损失 31 4 9 33 32 h= 总 q= 10环 编号 流量 损失 15 6 2 21 19 h= 总 q= 18 第 11环 编号 流量 损失 17 6 24 22 h= 总 q= 12环 编号 流量 损失 24 5 27 23 h= 总 q= 13环 编号 流量 损失 21 3 28 19 h= 总 q= 14环 编号 流量 损失 33 0 34 35 h= 总 q= 号 流量 损失 1 78 2 87 3 77 5 93 6 75 20 10 1 2 3 4 88 15 6 7 75 18 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 78 30 45 31 2 3 4 5 6 7 65 38 79 21 压计算 0点的标高为 过水压计算得到， 24 点为整个管网的最不利点，所以，以 20 点为基准计算整个管网的水压。 管段起端的水压标高 终端水压 节点水压标高 自由水压 该处地形标高 在下列关 水压计算结果见所附等水压线图中的标注。节点水压计算见下表 2 表 2节点水压计算表 节点 节点地形标高 (m) 自由 水压 (m) 水压 标高(m) 节点 节点地形标高 (m) 自由 水压(m) 水压 标高(m) 0 1 4 76 5 76 6 7 8 76 78 9 0 8 1 2 0 76 3 1 4 2 5 3 76 22 级泵站 二级泵站的计算： 清水池最低水位地面标高 水厂向管网四条输水管长为 高时管中流量为 s，依此每条输水管渠的管径选为 1400得输水管最高时 1000以沿程水头损失为 1000 ， 20 点为控制点，其地面标高为 78.2 m ，控制点需要的服务水头为六层楼即28m。取最不利管段 21网水头损失为 h= 最大时水泵扬程 h+28+ +防校核 消 防校核 ： 该市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 19节点、 16节点和 17节点，消防时管网各节点的流量除 19、 16、 17节点各附加 100/余各节点的流量按路线以管线分配。消防时管网平差计算结果如表 2表 2 第 20次平差 第 1环 编号 流量 损失 29 5 30 h= 总 q= 23 第 2环 编号 流量 损失 2 6 37 4 1 h= 总 q= 3环 编号 流量 损失 7 6 36 h= 总 q= 4环 编号 流量 损失 24 9 0 11 8 h= 总 q= 5环 编号 流量 损失 5 31 38 h= 总 q= 6环 编号 流量 损失 4 3 14 3 25 总 h= 总 q= 7环 编号 流量 损失 7 2 15 h= 总 q= 8环 编号 流量 损失 11 8 17 16 12 h= 总 q= 26 第 9环 编号 流量 损失 31 4 9 33 32 h= 总 q= 10环 编号 流量 损失 15 6 2 21 19 h= 总 q= 11环 27 编号 流量 损失 17 6 24 22 h= 总 q= 12环 编号 流量 损失 24 5 27 23 h= 总 q= 13环 编号 流量 损失 21 3 28 20 28 总 h= 总 q= 14环 编号 流量 损失 33 0 34 35 h= 总 q= 号 流量 损失 1 78 2 87 3 78 5 94 6 75 10 29 11 2 3 4 91 15 6 7 77 18 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 78 30 45 31 2 3 4 5 6 7 66 38 79 30 清水池最低水位地面标高 水厂向管网两条输水管长为 高时管中流量为 s，依此每条输水管渠的管径选为 1400得输水管最高时 1000以沿程水头损失为 1000 20点为控制点，其地面标高为 控制点需要的最小消防水头 10m。取最不利管段 21网水头损失为 h= 最大时水泵扬程 h+10+ +足要求 。 第 3 章 污水管网设计与计算 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) 污水管网剖面图绘制等 ; 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。 桂林市拥有 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。 水设计流量计算 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。查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%给水量采用390 /( )L 人 城 市 给 水 排 水 系 统 完 善 ， 则 综 合 生 活 用 水 定 额 为 390 85%=( )L 人 则生活污水 Q=961300/86400=s，总变化系数 31 故 s 工业生活污水和淋浴污水 6003600 2211222111 计算得 A 厂的总流量为s 工厂生产污水按用水的 80%算即 s。 工厂排出的工业废水作为集中流量排入污水管道，经过收集与城市污水管网汇合进入污水厂处理。 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 1 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。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 10 m /s，非金属管道的最大设计流速为 5 m/s. 规范规定最小管径对应的最小设计坡度：管径 200径 300 我国规定，污水管道在街坊和厂区的最小管径为 200街道下的最小管径为300 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 m，干燥土壤中最大埋深不超过 7-8 m. 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）。 所选管段的区域人口密度为 570 人 /公顷，查综合生活用水量定额可知，其平均综合用水量定额为 390L/(人 d),比流量为6400390570 =s 32 各街