给排水管网课程设-某县市政给排水管网设计.doc

专业学生姓名班级设计题目某县市政给排水管网设计设计资料1. 设计为某县市政给排水管网设计。2. 城市总体规划图一张，比例为1：2000，该市地形较为平坦，东部较高，西部较低。城市西侧有一条自北向南的河流经过。市区没有较明显的分界线，有三家较大的工厂。3. 城区的人口密度为450人/ hm2 ，综合用水量标准根据城市所在区域特点查阅规范确定。4. 工厂的用排水情况见下表工厂用水量表工厂名 称最大供水量（m3/h）平均供水量（m3/h）最大排水量（m3/h）平均排水量（m3/h）备注甲850750650600排水无害乙720600500450排水无害丙640480360300排水无害5. 甲、乙、丙三个工厂人数分别为：350人，300人，280人。6. 学校由小学、中学、职业教育学院等组成，学校总在校生20000人。7. 政府机关日常工作人员800人。8. 医院的床位数为360床，医院工作人员有200人。 9. 商业日人流量为10000人/日。10. 气象资料：该地区年平均气温20，夏季最高气温36，冬季最低气温-12，冻土深度0.7米。夏季主导风向为西南风，冬季主导风向为东北风。11.水文资料：该地区年降雨量636毫米，最大月降水量159毫米，其中1964年年最大降水达到1185毫米。河流的常年平均水位为13.26米，最高水位14.23米。最大暴雨强度公式根据城市所在区域查手册确定。12. 电力资料：该城市用电由城市电网统一供给，能够满足用电需要13. 设计主要参考资料：给水管网系统理论与分析；给水排水数据手册；室外给水设计规范；室外排水设计规范；给水排水管网系统教材；建筑制图标准等技术资料。14.其他资料：城市的地质条件为：上层0.5米的耕地土质，下面是3.3米的亚粘土和5.7米的细沙,再下是石灰岩。城市建筑物要求的最小服务水头为28米。城市绿化率要求不小于30%。设计内容1. 完成该市规划的给水管网的设计及计算，完成给水管网的平面布置图和纵断面图；2. 完成该市规划的污水管网、雨水管网的设计及计算，完成排水管网的平面布置图和纵断面图；3. 完成主干道路给排水管线图。说明书的要求1. 设计说明书要求有中英文摘要、关键词。其中摘要不少于300字，关键词35个；设计中参考的资料，在设计的最后参考文献中标出。2. 设计说明书要求对原有设计资料进行说明；图纸要求图纸数量： 23张（折合a2图纸）。主要参考文献给水管网系统理论与分析；给水排水数据手册；室外给水设计规范；室外排水设计规范；给水排水管网系统教材；建筑制图标准等技术资料；给水排水管网系统教材；建筑给排水工程教材。起止时间指导教师签字： 年 月 日系主任意见 签字： 年 月 日院长意见签字： 年 月 日给排水管网课程设计任务书一、 设计题目：某县市政给排水管网设计二、 设计目标：1. 独立完成设计说明书的编写；2. 独立完成23张图纸；三、设计内容：4. 完成该市规划的给水管网的设计及计算，完成给水管网的平面布置图和纵断面图；5. 完成该市规划的污水管网、雨水管网的设计及计算，完成排水管网的平面布置图和纵断面图；6. 完成主干道路给排水管线图。四、设计时间安排： 设计时间给水管网设计的时间为一周；雨水与污水管网设计时间为一周。 给水管网设计查阅资料1天，写说明书2天，完成图纸2天； 排水管网设计查阅资料1天，写说明书2天，完成图纸1.5天； 答辩0.5天。五、设计要求：3. 设计说明书要求有中英文摘要、关键词。其中摘要不少于300字，关键词35个；设计中参考的资料，在设计的最后参考文献中标出。4. 设计说明书要求对原有设计资料进行说明；5. 设计方案的选择，要最少拟建两个设计方案，通过技术经济比较选定其中一个设计方案，然后进行设计计算。6. 给水管网设计部分要求根据输配水管网布置的基本原则，选择管网的控制点，然后划分若干环进行评差和水力计算，确定输配水干管的管径、走向；绘制管道平面图和纵断面图。7. 污水管网要求确定排水区界，划分排水区域，然后进行污水管网定线，从而确定污水管网的管径、埋深；要求进行流速及充满度校核；绘制管道平面图和纵断面图。8. 雨水要求划分排水区域，然后进行雨水管网定线，从而确定雨水管网的管径、埋深；绘制管道平面图和纵断面图。六、成绩给定：1. 成绩分为优、良、中、及格、不及格五个等级；2. 成绩由设计说明书、设计图纸以及日常设计表现三部分组成。其中日常设计表现占30分。3. 要求设计成绩在及格和不及格范围的学生进行答辩；同时想申请优的同学也要进行答辩。答辩老师为杨永老师，答辩时间确定在两周课程设计的第二周周五进行，答辩地点暂定设计教室或实验室。答辩所用时间控制在每人10分钟。4. 设计要求独立完成，抄袭他人和被他人抄袭者一经发现成绩为不及格。七、设计资料：1、设计为唐山市某县市政给排水管网设计。2、城市总体规划图一张，比例为1：2000，该市地形较为平坦，东部较高，西部较低。城市西侧有一条自北向南的河流经过。市区没有较明显的分界线，有三家较大的工厂。3、城区的人口密度为450人/ ，综合用水量标准根据城市所在区域特点查阅规范确定。4、工厂的用排水情况见下表 工厂用水量表工厂名称最大供水量（m3/d）平均供水量（m3/d）最大排水量（m3/d）平均排水量（m3/d）备注甲850750650600排水无害乙720600500450排水无害丙640480360300排水无害5、甲、乙、丙三个工厂人数分别为：350人，300人，280人。6、学校由小学、中学、职业教育学院等组成，学校总在校生20000人。7、政府机关日常工作人员800人。8、医院的床位数为360床，医院工作人员有200人。9、商业日人流量为10000人/日。10、气象资料：该地区年平均气温20，夏季最高气温36，冬季最低气温-12，冻土深度0.7米。夏季主导风向为西南风，冬季主导风向为东北风。11、水文资料：该地区年降雨量636毫米，最大月降水量159毫米，其中1964年年最大降水达到1185毫米。河流的常年平均水位为13.26米，最高水位14.23米。最大暴雨强度公式根据城市所在区域查手册确定。12、电力资料：该城市用电由城市电网统一供给，能够满足用电需要。13、设计主要参考资料：给水管网系统理论与分析；给水排水数据手册；室外给水设计规范；室外排水设计规范；给水排水管网系统教材；建筑制图标准等技术资料。14、其他资料：城市的地质条件为：上层0.5米的耕地土质，下面是3.3米的亚粘土和5.7米的细沙,再下是石灰岩。城市建筑物要求的最小服务水头为28米。城市绿化率要求不小于30%。摘要本设计是某县市政给排水管网设计，该县为一个约16万余人口规模的城市，城区的人口密度为450人/ hm2；该地区地形较为平坦，东部较高，西部较低，城市西侧有一条自北向南的河流经过。市区没有较明显的分界线，有三家较大的工厂。本设计分别对该县进行了给水管网、排水管网的规划设计。其中，给水管网的规划包括输配水管网，配水管网采用环状网；排水管网采用雨水污水合流体制。给水管网按照城市最高日用水量进行规划设计，对设计工况进行水力分析，通过平差的方法对配水管网进行流量分配，得出经济可行的管网布置结果。排水管网分为污水管网系统和雨水管网系统，污水管网的主要功能是搜集和输送城市区域中的生活污水和生产废水，按照综合生活污水定额计算出污水总设计流量及各管段设计流量，确定各个管段的直径、坡度、埋深、管内流速、管内底标高以及管道衔接方式等。雨水管网按照该城市暴雨强度公式计算得出雨水设计流量，然后经济合理的设计雨水管道，使之具有合理的和最佳的排水能力，最大限度地及时排除雨水，避免洪涝灾害。 关键词：给水、排水、污水、雨水、平差abstractthis design is in tangshan city, a county municipal drainage network to design, the county for a population size of about 16 million of the city, the urban population density was 450 persons / hm2; relatively flat topography of the region, the higher the eastern and western lower , a city west of the river from north to south through. no more urban clear dividing line, there are three larger factories. the design of the county were carried out to the water supply network, drainage network planning and design. among them, the water distribution network, including transmission and distribution mains network planning, distribution mains network using ring nets; using rainwater drainage network confluence of the sewage system. urban water supply networks in accordance with the highest consumption of water planning, design, the design condition for hydraulic analysis, the method of adjustment through the distribution mains network traffic distribution, that economically viable network layout results. drain into the sewage network and water-supply systems-supply systems, sewage pipe networks main function is to collect and transport in the urban areas of sewage and wastewater, sewage fixed in accordance with the comprehensive calculated the total sewage flow design and possession of the design flow, determine the diameter of the pipe, slope, depth, velocity pipe, tube and pipe elevation at the end of the mode of convergence. rain water pipe network in accordance with the urban storm intensity formula calculated design flow of rainwater, and then design a reasonable economic rainwater pipes, make it reasonable and best of the drainage capacity, and minimize and remove rain water to avoid floods. key words: water supply, drainage, sewage, storm water, adjustment 给水管网设计说明书一、设计方案的选择给水管网的设计是给排水工程规划设计的主要内容，通过技术经济分析，选择技术可行、经济合理的最佳方案；给水管网布置的基本形式有：树状网和环状网。树状网一般适用于中小城市和小型工况企业，这类管网从水厂泵站或水塔到用户的管线布置成树枝状。树状管网的供水可靠性较差，因为管中任一段管线损坏时，在该管段以后所有管线就会断水。另外，在树状网的末端，因用水量已经很小，管中的水流速度缓慢，甚至停滞不流动，因此水质容易变坏。环状网中，管线连接成环状，当任一管线损坏时，可以关闭附近的阀门，与其余管线隔开，然后进行检修，水还可以从另外管线供应用户，断水地区可以缩小，从而增加供水可靠性。环状管网还可以大大减轻因水锤作用产生的危害，而在树状网中，则往往因此而使管线损坏。给水管网布置原则，给水管网布置应满足以下要求： 按照城市规划平面图布置管网，布置时应考虑给水系统分期建设的可能，并留有充分的发展余地； 管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减少到最小； 管线遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压； 力求一最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用。综上所述，根据输配水管网布置的原则，通过技术经济比较，应选择环状网。 二、设计用水量的计算 1、最高日设计用水量计算 经测量计算，该县城城区总面积为798.9，因城市绿化率要求不小于30%，所以总绿化面积为239.7，环城绿化面积为33.6，小区总面积为591.87，居民区总面积为369.55，道路面积为173.5。该城区的人口密度为450人/，所以总人口数为：（人）（1）、城市最高日综合生活用水量查室外给水设计规范得：最高日综合用水量定额为160l/capd ，时变化系数取，则有： (2) 工业企业生产用水量(3)工业企业职工的生活用水和淋浴用水量 查建筑给排水设计规范得，工业企业职工生活用水量定额为25l/(cap班)，职工淋浴用水量定额为40l/(cap班)；由设计资料知：甲、乙、丙三个工厂人数分别为：350人，300人，280人，所以：（4） 浇洒道路和大面积绿化用水量（5）未预见和管网漏失水量 （6）消防用水量 （7）最高日设计用水量 取 。2、最高日最高时用水量查室外给水设计规范，取时变化系数 ，则： 三、管网水力计算：1、设计流量分配(1)、节点设计流量分配计算 图1 该县城给水管网图 各管段长度和配水长度如表1所示： 各管段长度和配水长度 表1编号123456789管段长度(m)2409401000158010801020950830930配水长度(m)0940100015801080510475830465编号101112131415161718管段长度(m)10801500114011601190121093011901390配水长度(m)540750114058059560593011901390最高时集中用水流量见表2：最高时集中用水流量 表2集中用水户名称工厂甲工厂乙工厂丙商业1商业2商业3医院政府学校集中用水流量（l/s）9.848.337.4119.6621.8031.012.590.4812.04所处位置节点编号310371110845按管段配水长度进行沿线流量分配，先计算比流量l/(sm)： 各管段沿线流量分配和各节点流量计算见表3：最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算 表3管段或者节点编号管段配水长度（m）管段沿线流量（l/s）节点设计流量计算（l/s）集中流量沿线流量供水流量节点流量100.00729.17729.17294039.6642.6142.613100042.2017.2551.6968.944158066.670.4864.4564.935108045.5712.0450.8562.89651021.5156.6556.65747520.0419.6644.1963.85883035.022.5949.7852.37946519.6246.1046.101054027.788.3343.6752.001175031.6521.8056.9678.7612114048.1031.0166.9897.991358024.4742.0842.081459525.10/1560525.52/1693039.24/17119050.21/18139058.65/合计14600616.01113.16616.01729.170.00节点设计流量计算的最后结果标于图2中：图2 节点设计流量计算结果（2）管段设计流量初分配计算 在确定了节点流量之后，接着利用节点流量连续性方程确定管段设计流量。通常应遵循下列原则进行管段设计流量分配：1）从水源或多个水源出发进行管段设计流量分配，使供水流量沿较短的距离扩散到整个管网的所有节点上去，这一原则体现了供水的目的性；2）在遇到要向两个或两个以上的方向分配设计流量时，要向主要供水方向分配较多流量，向次要供水方向分配较少的流量，特别要注意不能出现逆向流，这一原则体现了供水的经济性；3）应确定两条或两条以上平行的主要供水方向，并且应在各平行供水方向上分配相接近的较大流量，垂直主要供水方向的管段也要分配一定的较大流量，使得主要供水方向上管段损坏时，流量可通过这些管道绕道而行，这一原则体现了供水的可靠性。管段设计流量分配的最终结果如图3所示： 图3 管段设计流量分配结果2、管径设计根据节点流量进行管段流量初次分配，查界限流量表及根据平均经济流速计算出管径后，按邻近原则选取标准管径。 管段界限流量参考表管径/mm界限流量（l/s）管径/mm界限流量（l/s）管径/mm界限流量（l/s）100 93506896700355490150915400961308004906852001528.545013016890068582225028.54550016823710008221203004568600237655平均经济流速管径（mm）平均经济流速（m/s）1004000.60.94000.91.4管径的设计 表4管段编号123456789设计流量（l/s）729.17331.76207.8297.89354.855.0045.0035.00152.75经济流速（m/s）1.201.201.201.201.200.800.800.701.00计算管径（mm）880593470322614296268252441设计管径（mm）4502600500350600300250250450管段编号101112131415161718设计流量（l/s）90.7543.14145.453.1540.2432.0493.4067.7910.04经济流速（m/s）0.900.701.000.800.700.700.900.800.60计算管径（mm）358280430290271241364328146设计管径（mm）3503004503002502503503501503、管网平差采用哈代克罗斯算法进行管网水力分析，水头损失采用曼宁公式计算，其中，=0.013。 首先列出组成各环的管段编号，逆时针方向的管段编号前加负号，以便求闭合差等时明确方向，同时根据管段长度和直径及泵站水利特性（本设计无泵站） 计算出管段水力特性参数s和，列于表5.1中第3、4项。 然后，将各年管段的初分流量填入表5.1中的第5列。 第一次平差计算：根据初分流量，计算各管段压降（其中，流量总是以l/s列出，但计算水头损失时用），列于第六项，并计算各环水头闭合差，判断闭合差绝对值是否达到允许值，如未达到要求，则计算各环l累计值和环流量，修改各管段流量，列于第8项。第二次平差计算：根据第一次平差结果所得流量，计算各管段压降，列于第9项，并计算各环水头闭合差，判断闭合差绝对值是否达到允许值，如未达到要求，则计算各环l累计值和环流量，修改各管段流量，列于第11项。31 哈代克罗斯平差计算 表5.1环号管段编号s流量初分配第一次平差第二次平差q (l/s)h(m)sq (l/s)h(m)sq (l/s)h(m)s123456789101112131224.920.00331.762.748.27331.76+1.2=332.962.768.30332.960.9=332.062.758.2761089.970.0055.003.3059.9555+1.2+2.05=58.253.7063.4958.250.9+1.97=59.323.8464.66528.630.00354.83.6010.16354.8+1.2=353.63.5810.12353.60.9=354.53.6010.159114.340.00152.752.6717.4152.75+1.22.08=153.632.7017.57153.630.9+2.80=153.732.6317.350.2395.850.1899.480.36100.432370.100.00207.823.0314.57207.822.05=205.772.9714.42205.771.97=203.802.9114.2972684.180.0045.005.44120.7945.002.05+2.26=45.215.49121.3545.211.97+0.14=43.385.05116.4461089.970.0055.003.3059.9555.002.051.2=58.253.7063.4958.251.97+0.9=59.323.8464.6610507.240.0090.754.1846.0390.752.05+6.23=86.573.8043.9186.571.971.22=89.724.0945.530.99241.340.96243.170.03240.92 34742.070.0097.897.1172.6497.892.26=95.636.9770.9695.630.14=95.496.7770.8682345.130.0035.002.8782.08352.26=32.742.5176.7832.740.14=32.602.4976.4572684.180.0045.005.44120.79452.26+2.05=45.215.49121.3545.210.14+1.97=43.385.05116.44111602.900.0043.142.9869.1543.142.262.73=48.133.7177.1548.120.14+0.91=47.353.5975.901.56344.660.10346.240.62339.65 续表： 表5.2环号管段编号s流量初分配第一次平差第二次平差q (l/s)h(m)sq (l/s)h(m)sq (l/s)h(m)s1234567891011121349114.340.00152.752.6717.74152.75+2.081.2=153.632.7017.57153.632.08+0.9=151.732.6317.35131239.5770.0053.153.5065.8853.15+2.08+6.23=61.464.6876.1861.462.08+1.22=57.444.0971.2012140.160.00145.402.9620.38145.40+2.08=143.322.8820.09143.322.08=146.122.9920.4816436.7890.0093.403.8140.8093.4+2.08=91.323.6439.8991.322.08=94.123.8741.110.6144.530.86153.730.14150.14510507.240.0090.754.1846.0390.756.23+2.05=86.573.8043.9186.57+1.22+1.97=89.764.0945.53143362.290.0040.245.44135.3040.246.232.73=31.283.29105.1731.29+1.22+0.91=33.423.76112.37131239.570.0053.153.5065.8853.156.232.08=61.464.6876.1858.25+1.22+2.80=57.444.0971.2017558.900.0067.792.5737.8967.796.23=74.023.0641.3774.02+1.22=72.82.9640.693.55285.100.65266.630.80269.79 6111602.900.0043.142.9869.1543.14+2.73+2.26=48.133.7177.1548.120.91+0.14=47.353.5975.90153418.800.0032.043.51109.5432.04+2.73=34.774.13117.87334.760.91=33.853.92115.73143362.290.0040.245.44135.3040.24+2.72+6.23=31.283.29105.1731.290.911.22=33.423.76112.371859871.780.0010.046.04601.1110.04+2.73=7.313.20437.667.320.91=8.234.06492.744.99915.101.35738.850.31796.74续表（接表5.1）： 表6.1 环号管段编号s第二次平差第三次平差第四次平差q (l/s)q (l/s)h(m)sq (l/s)h(m)1234567891224.92332.960.9=332.06332.061.79=330.272.728.233320.27+0.00=330.272.7261089.9758.250.9+1.97=59.3259.321.79+0.06=57.593.6262.7757.59+0.00+1.21=58.803.77528.63353.60.9=354.50354.501.79=356.293.6310.20356.29+0.00=356.293.639114.34153.630.9+2.80=151.73151.731.790.47=153.992.7117.61153.99+0.00=0.95=153.042.680.0098.810.182370.10205.771.97=203.80203.80.06=203.742.9114.28203.74-1.21=202.532.8872684.1845.211.97+0.14=43.3843.38-0.06+0.91=44.235.25118.7244.23-1.21-0.01=43.014.9761089.9758.251.97+0.9=59.32-59.23-0.06+1.79=-57.59-3.6262.77-57.59-1.21-0.00=-58.80-3.7710507.2486.571.971.22=89.72-89.74-0.06+1.48=-88.32-3.9644.80-88.32-1.21-0.13=-89.66-4.080.58240.570.0034742.0795.630.14=95.4995.49-0.91=94.586.6470.1894.58+0.01=94.596.6482345.1332.740.14=32.6032.6-0.91=31.692.3674.3231.69+0.01=31.72.3672684.1845.210.14+1.97=43.38-43.38-0.91+0.06=-44.23-5.25118.72-44.23+0.01+1.21=-48.14-4.97111602.9048.120.14+0.91=47.35-47.35-0.91-0.19=-48.45-3.7677.66-48.45+0.01+0.3=-48.14-3.71-0.01340.880.32续表（接表5.2）： 表6.2 环号管段编号s第二次平差第三次平差第四次平差q (l/s)q (l/s)h(m)sq (l/s)h(m)12345678949114.34153.632.08+0.9=151.73151.73+0.47+1.79=153.992.7117.61153.99-0.95=153.042.68131239.57761.462.08+1.22=57.4457.46+0.47+1.48=59.414.3873.6459.41-0.95-0.13=58.334.2212140.16143.322.08=146.12-146.12+0.47=-145.65-2.9720.41-145.65-0.95=-146.6-3.0116436.78991.322.08=94.12-94.12+0.47=-93.65-3.8340.91-93.65-0.95=-94.60-3.910.29152.57-0.02510507.2486.57+1.22+1.97=89.7689.74-1.48+0.06=88.323.9644.8088.32+0.13+1.21=89.664.08143362.2931.29+1.22+0.91=33.4233.4-1.48-0.19=31.733.39106.6931.73+0.13+0.30=32.163.48131239.5758.25+1.22+2.80=57.44-57.46-1.48-0.47=-59.41-4.3873.64-59.41+0.13+0.95=-58.33-4.2217558.9074.02+1.22=72.8-72.22-1.48=-73.70-3.0441.19-73.70+0.13=-73.57-3.03-0.07266.320.316111602.9048.120.91+0.14=47.3547.35+0.19+0.91=48.453.7677.6648.45-0.30-0.01=48.143.71153418.80334.760.91=33.8533.85=0.19=34.043.97116.3834.04-0.30=33.743.89143362.2931.290.911.22=33.42-33.4+0.19+1.48=-31.73-3.39106.68-31.73-0.3-0.13= -32.16-3.481859871.787.320.91=8.23-8.23+0.19=-8.04-3.87481.37-8.04-0.3=-8.34-4.160.47782.090.04 第三次平差计算：根据第二次平差结果所得流量，计算各管段压降，列于表5.1及表5.2中的第12列，并计算各环水头闭合差，判断闭合差绝对值是否达到允许值，如未达到要求，则计算各环l累计值和环流量，修改各管段流量，列于表6.1及表6.2第5项。第四次平差计算：根据第三次平差结果所得流量，计算各管段压降，列于表6.1及表6.2中的第6列，并计算各环水头闭合差，判断闭合差绝对值是否达到允许值，如未达到要求，则计算各环l累计值和环流量，修改各管段流量，列于表6.1及表6.2中的第8项。根据第三次平差结果，计算各管段压降，列于表6.1及表6.2中第9项，求出各环闭合差，已达到允许值。最后用顺树递推法计算各节点水头，假定节点（13）为控制点，其节点水头等于最小服务水头，即；最后汇总计算结果于表7及图4所示。 该县城环状管网水力分析结果 表7管段或节点编号123456789管段流量l/s729.17330.27202.5394.59356.2958.8043.0131.70153.04管内流速m/s2.301.171.030.981.260.830.880.650.96管段压降（m）0.362.722.886.643.633.774.972.364.08节点水头(m)46.8546.4943.7740.8934.2534.2939.7235.6431.28地面标高（m）22.8022.9023.5024.3024.5021.1021.9022.5019.00自由水压（m）24.0523.5920.2716.599.7513.1917.8213.1413.28管段或节点编号101112131415161718管段流量l/s89.6648.14146.6058.3332.1633.74