漯河市给水排水管道工程设计计划书

1 漯河 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 ： 漯河 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 230 7 + + + 160 4 + + 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 10000 吨 /天，最大班用水量： 4000 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 4000 吨 /天，最大班用水量： 2000 吨 /班，工人总数 5000人，分三班工作，最大班 2000 人，热车间占 30 %，使用淋浴者占 80 %；一般车间使用淋浴者占 10 %。 3） 火车站用水量为 20 L/s。 4、城市土质种类为粘土，地下水位深度为 9 米。 5、城市河流水位： 最高水位： 75 米，最低水位： 60 米，常水位： 65 米。 三、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 2 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； 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： 2012年第一学期（第 16、 17 周 12 月 17 号 29 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 3 第 2 章 给水管网设计与计算 给水管网布置及水厂选址 该城市有一条自西向东又向北流的水量充沛，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。 4 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） 230 03729 160 1409 漯河市位于河南，一区总人口 考给水排水管道系统教材表 4 2 可知该城市位于二区，为大城市。最高日综合生活用水定额为260L/(人 d)，故综合生活用水定额采用上限 260L/（人 d），用水普及率为 100%。二区总人口 人，参考给水排水管道系统教材 表 4 2 可知该城市位于二区，为小城市。最高日综合生活用水定额为 240L/(人 d)，故综合生活用水定额采用上限 240L/（人 d），用水普及率为 100%。 （ 1）一区最高日综合生活用水量 Q1= 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，（人 d）； 城市设计年限内计划用水人口数；设计年限 10 年内人口增长为 69万； 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=60 1069 104 100%=179400 d （ 2）一区工业用水量 （ 1）工业企业职工的生活用水量 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 35 （ 900 35+2100 25） /1000=84 d （ 3500 25+1500 35） /1000=140 d 124d （ 2）工业企业职工的淋浴用水量 淋浴用水按一般车间每人每班 40L，高温车间每人每班 60 5 =(40 1200 0 1200 1000=24 d 40 200 0 200 d （ 3）工业生产用水量 10000+4000=14000 d（ 3）市政用水量 浇洒道路用水量按每平方米路面每次 天浇洒 2次 104 20% 102=d 绿化用水量 104 30% 2 105%=d （ 4）火车站用水量 0 3600 24/1000=1728 d （ 5）城市的未预见水量和管网漏失水量 未预见用水： 2+ 4+6） =d 管网漏失水量： .+=d 最高日设计流量 9 2+ 4+6+8） =d （ 6）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 100，同时火灾次数为 3。 城市消防用水量为： 00 3=300L/S （ 7）一区最高时用水量 Q=1000 24 3600=s （ 8）一区清水池调节容积 W=2500（ 1） 二区最高日综合生活用水量 Q1= 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，（人 d）； 城市设计年限内计划用水人口数；设计年限 10 年内人口增长为 12万人； 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=40 1012 104 100%=28800 d 6 （ 2）二区工业用水量 （ 1）工业企业职工的生活用水量： （ 2）工业企业职工的淋浴用水量： 0 （ 3）工业生产用水量： 0 （ 3）二区市政用水量 浇洒道路用水量按每平方米路面每次 天浇洒 2次 104 20% 102=d 绿化用水量 104 30% 2 10d （ 4）火车站用水量 ： （ 5）城市的未预见水量和管网漏失水量 未预见用水： 2+ 4+6+=3887.9 d 管网漏失水量： (.+d 最高日设计流量 Q： Q 2+ 4+6+=d （ 6）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 60，同时火灾次数为 2。 城市消防用水量为： 5 2=120L/S （ 7）二区最高时用水量 Q=1000 24 3600Q=s （ 8）二 区清水池调节容积 W= 管网水力 计算 （ 1）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，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）比流量计算 q)/ L m s) 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 （ 3） 沿线流量计算 q s 有效长度； m q s 比流量 7 管段号 管段长度 m 管段计算长度 m 比流量 L/( 沿线流量（ L/s) 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 13 12 13 13 14 14 15 15 16 10 15 9 16 16 17 17 18 8 18 18 19 7 19 2 19 2 6 4 6 17 20 20 21 21 22 22 23 23 24 24 25 25 26 26 27 24 27 24 28 16 21 14 23 12 25 28 29 27 28 20 37 35 37 8 21 35 34 35 22 34 29 30 30 32 32 33 33 34 31 32 29 31 总长 m （ 4）节点流量 节点 连接管段 节点流量（ L/s） 集中流量 （ L/s） 节点总流量 (L/s） 2 2 3,2 19,2 6 2 3,3 4 4 6,4 5,3 4 0 4 5,5 6 5 6,6 7,2 6,4 6 6 7,7 8,7 19 7 8,8 9， 8 18 9 16,8 9,9 10 0 9 10,10 11,10 15 1 10 11,11 13 2 12 13,12 25 3 11 13,12 13,13 14 4 13 14,14 15,14 23 5 10 15,14 15,15 16 6 16 21,9 16,15 16,16 17 7 17 20,16 17,17 18 8 8 18,17 18,18 19 9 2 19,7 19,18 19 0 17 20,20 21,20 37 1 21 35,20 21,21 22， 16 21 2 21 22,22 23,22 34 3 22 23,23 24,14 23 4 24 25,23 24,24 27,24 28 5 12 25,24 25,25 26 6 25 26,26 27 7 24 27,26 27,27 28 8 24 28,27 28,28 29 9 28 29,29 39,29 31 0 29 30,30 32 9 31 29 31， 31 32 2 30 32， 31 32,32 33 3 32 33,33 34 4 22 34,33 34,34 35 5 21 35,34 35,35 37 7 20 37,35 37 计 5240 . 二区管网水力计算 （ 1）集中用水量 Q=0 （ 2）比流量计算 q)/ L m s) 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 （ 3） 沿线流量计算 q s 有效长度； m 管段号 管段长度 m 管段计算长度 m 比流量 L/(沿线流量（ L/s） 38 39 39 43 42 43 40 42 42 44 44 45 41 45 40 41 38 40 累计 （ 4）节点流量 节点 连接管段 节点流量（ L/s) 集中流量（ L/s) 节点总流量（ L/s) 38 38 39， 38 40 9 39 43， 38 39 0 40 41,38 40,40 42 1 40 41， 41 45 2 40 42,42 43,42 44 3 42 43,39 43 4 42 44,44 45 5 41 45,42 45 计 管径的确定 管径与设计流量的关系： q v 2v （ 4q/ v） 10 公式中 D 管段管径， m； q 管段计算流量， s； 管段过水断面面积， v 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 均经济流速（ m/s） 100 400 D 400 量分配如下： （ 1）一区：最大时流量初步分配： 最大时设计流量 L/s，流量初步分配如下表： 管段号 管道直径 配流量（ L/s） 2 3 1100 4 1100 5 400 6 350 7 1100 8 1100 9 1100 10 1100 0 11 1100 1 13 1100 2 13 1100 3 14 350 4 15 450 5 16 500 0 15 400 100 9 16 400 100 16 17 700 7 18 1100 18 350 80 18 19 1100 19 350 79 2 19 1100 6 350 6 1100 7 20 1100 1400 20 21 800 500 21 22 600 300 22 23 250 3 24 100 4 25 900 700 25 26 700 11 26 27 500 4 27 100 4 28 700 6 21 300 64 14 23 400 2 25 1100 1300 28 29 700 7 28 250 40 20 37 900 5 37 800 1 35 200 4 35 800 2 34 350 9 30 250 30 30 32 450 2 33 600 3 34 700 1 32 150 9 31 500 200 （ 2）二区：最大时流量初步分配 ： 如下表 管段号 管道直径 配流量（ L/s) 38 39 500 200 39 43 450 2 43 350 0 42 400 2 44 300 4 45 300 1 45 450 0 41 600 300 38 40 800 管网平差： 根据节点流量进行管段的流量分配的步骤： 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。 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。 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。 见副表 1 1 级泵站 清水池地 面标高 89m，清水池最低水位 2m，最低水位地面标高 87m。 从水厂 12 向管网两条输水管长为 1400m 最高时管中流量为 ，依此每条输水管渠的管径选为 1500得输水管最高时 I 为 1000=部水头损失按沿程水头损失的 10%计算，故压水管水头损失为 12 点为控制点，其地面标高为 m ，控制点需要的服务水头为七层楼即 32m。水泵安全扬程为 2m，吸水管长度取 20m，其水头损失计算得：沿程水头损 失为 部水头损失为 吸水管水头损失为 取最不利管段51网水头损失为 h =m。 最大时水泵扬程 h+32+2+ 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 1000L/S，从安全和经济角度考虑，失火点设在 15节点、 42节点和 33节点处，消防时管网各节点的流量除3、 25、 32节点各附加 100L/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见 附表（二）所示 由后图可知管网各节点处的实际自由水压均大于 1098合低压消防制要求。 12点为控制点，输水管最高时坡度取为 消防时所需二级泵站总扬程为 h+10+2+ 0+2+= 13 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。 漯河市拥有 70 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。 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 380 /( )L 人 假定该区给水排水系统完善，则综合生活用水定额为 250310 /( )L 人 则生活污水比流量为 一区： 10 300/86400=（ 二区： 10 400/86400=（ 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。在设计充满度下最小设计流速 14 为 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 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）。 污水干管及主干管水力计算见表 污水干管和主干管设计流量计算表 管段编号 综合生活污水量 集中流 量 设计流 量 本段流量 输流 量 计平 均 总变化 生活污 水 转输 /(L/s) 街坊面积 比流量流量 (L/s) 流量/(L/s) 系数计流量/(L/s) /(L/s) /(L/s) 1 2 3 4 5 6 7 8 10 11 1 4 水干管水力计算表 管段 管段长 度 设计流 量 管道直 径 设计坡度I/(%0) 设计流速 v/（ m/s) 设计充满度 降落量 编号 L/m Q/(L/s) D/L/m h/D h/m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 165 00 59 00 12 00 15 457 00 1 65 00 道埋深计算表 管段 编号 标高 /m 埋设深度 /m 地面 水面 管内底 上端 下端 上端 下端 上端 下端 上端 下端 1 10 11 12 13 14 15 16 17 12345 16 第 4 章 雨水管网设计与计算 水设计流量计算 城市的平均径流系数 附录 q=10174(1+P)/(t+25) 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1t=10水面积设计重现期P=1a,采用暗 管排水故 m=确定设计参数代入暴雨强度公式得 单位面积径流量 10+2 雨水管道水力计算 漯河市相对雨量充沛，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 结果见下表： 流速 v/(m/s) 管道输水能力 Q /(L/s） 坡降 IL/m 设计地面标高 /m 设计管内底标高 /m 埋深 /m 起点 终点 起点 终点 起点 终点 管段编号 管段长度 /m 汇水面积 F/内雨水流行时间/位 面积 径流量 L/( 设计流量 Q/(L/s） 管径D/力坡度 I（ %0） L/v ，它是教学中的一个重要的环节，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，它考察了学生对设计任务的理解，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，并且还可以使学生自己发现问题，在老师的帮助下解决为能力的进一步提高做了铺垫，更增加了学生的实战经验。 其三，学会