输水工程与泵站课程设计课程设计-大同市J3县给水与排水管网设计.doc

太原理工大学输水工程与泵站课程设计 课题名称 输水工程与泵站 专业班级 环境工程09-2 学 号 2009101340 姓 名 张 悦 指导教师 宋秀兰、李育珍 37太原理工大学现代科技学院太原理工大学现代科技学院专业班级环工09-2学生姓名张悦课程名称输水工程与泵站设计名称大同市J3县给水与排水管网设计设计周数2周指导教师宋秀兰、李育珍设计任务主要设计参数给水设计资料:1. J3县地形图（比例尺1：5000）2.县区总人口：9.8万 用水人口：100%3.县区房屋层数：6 4.给水管道排管单价：c10（每米长管线造价费为c=24.6+249D1.7）5.工业企业情况（1）电厂工作时间：第一班0-8，第二班8-16，第三班16-24冷车间人数：12000人/日热车间人数:9000人/日淋浴用水:5000人/班生产用水量:8000吨/日（2）车辆厂工作时间：第一班8-16，第二班16-24冷车间人数：8000人/日热车间人数:6000人/日淋浴用水:3000人/班生产用水量:6000吨/日6.投资偿还期：5年7.每年扣除的折旧和大修费：p=5%排水设计资料：1.1：5000比例尺县区总平面图一张，图中每隔一米的等高线2.县区人口密度：705人/公顷3.排入县区管网的工厂有企业甲、乙等甲工厂污水排放量：500m3/d乙工厂污水排放量：1000m3/d4.县区土壤冰冻深度：0.8m5.地下水位：6m6.径流系数：=0.67.污水处理厂沉沙池水位：110m设计内容设计要求给水管网设计要求：1.根据所给资料，确定取水建筑和净水建筑的地点；2.分析全县用水量和一天内流量变化情况，决定清水池容积；3.计算界限流量和经济因素4.确定J3县主要供水方向，并进行管网定线；5.初步分配流量，确定管径；6.进行管网平差；7.绘制管网平面图；8.整理报告装订成册。报告应力求文字通顺，字迹清楚；排水管网设计要求：1. 排水体制选择2. 县区排水管网定线3. 设计流量计算4. 污水主干管的水力计算5. 任选一条雨水管路进行水力计算6. 绘制管网总平面图、主干管的纵剖面图7. 泵站流量、扬程计算8. 泵站吸、压水管路计算9. 泵站机组、管路布置10. 泵站平面尺寸和高度计算11. 绘制泵站详图12.整理报告装订成册。报告应力求文字通顺，字迹清楚主要参考资 料1.给水排水设计手册第1、11、12册；2.给水工程教材3.排水工程上册4.泵与泵站5. 简明给水设计手册学生提交归档文件1.给水管网、排水管网设计任务书1份2.给水管网说明书1份3.县区给水管网总平面布置图一份4.排水管网设计说明书1份5.县区排水水管网总平面布置图一份6.排水管网主干管纵剖面图一份7.泵站详图注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面任务书说明书图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订） 2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。指导教师签名： 日期： 给水管网课程设计说明书目录第一章 设计资料.6第二章 设计要求.6第三章 用水量计算.6第四章 界限流量计算.7第五章 管网定线.8第六章 水力计算.8第七章 管网平差计算和校核.10第八章 参考资料.12附表一 J3县最高日用水量计算表.13附图一 J3县用水量变化曲线.14附表二 界限流量表.15附表三 管网平差计算表.16附表四 消防时管网平差计算结果.18附表五 事故时管网平差计算结果.19第一章 设计资料一、J3县地形图（比例尺 1：5000）二、县区总人口：9.8万 用水人口：100%三、县区房屋层数：6四、给水管道排管单价：c10（每米长管线造价费为c=24.6+249D1.7）五、工业企业情况（1）电厂 工作时间：第一班08，第二班816，第三班1624冷车间人数：12000人/日 热车间人数：9000人/日淋浴用水：5000人/班，（冷车间人数：3000人/班；热车间人数：2000人/班）生产用水量：8000吨/日（2）车辆厂 工作时间：第一班816，第二班1624冷车间人数：8000人/日 热车间人数：6000人/日淋浴用水：3000人/班，（冷车间人数：2000人/班；热车间人数：1000人/班）生产用水量：6000吨/日六、投资偿还期：5年七、每年扣除的折旧费和大修费：p=5%第二章 设计要求一、根据所给资料，确定取水构筑物和净水构筑物的地点。二、分析全县用水和一天内流量变化情况，确定清水池容积。三、计算界限流量和经济因素。四、确定J3县区主要供水方向，并进行管网定线。五、初步分配流量，确定管径。六、进行管网平差。七、绘制管网平面图八、整理设计，订装成册。报告应力求文字通顺，字迹清楚第三章 用水量计算一、城市或居住区最高日综合生活用水量Q1按居住条件，总人口约为9.8万，属于中小城市，则可查给水工程教材 附表1（b）可得最高日生活用水量标准为：150240L/人d，这里取200 L/人dQ1=qNf（m3/d）=20098000100%110-3=19600 m3/d二、最高日工业企业职工的生活用水和淋浴用水量Q2车间职工生活用水标准：热车间取35L/人班； 冷车间取25L/人班车间职工淋浴用水标准：热车间取60L/人班； 冷车间取40L/人班1、电厂职工生活用水量： 热车间：Q=3000335110-3=315 m3/d冷车间：Q=4000325110-3=300 m3/d电厂职工生活用水量：Q=315+300=615 m3/d淋浴用水量： 热车间：Q=3000360110-3=540m3/d冷车间：Q=2000340110-3=240 m3/d电厂职工淋浴用水量：Q=540+240=780 m3/d2、车辆厂职工生活用水量： 热车间：Q=3000235110-3=210 m3/d冷车间：Q=4000225110-3=200m3/d车辆厂职工生活用水量：Q=210+200=410 m3/d淋浴用水量： 热车间：Q=2000260110-3=240m3/d冷车间：Q=1000240110-3=80 m3/d车辆厂职工淋浴用水量：Q=240+80=320 m3/d最高日工业企业职工的生活用水和淋浴用水量Q2=615+780+410+320=2125 m3/d三、最高日生产用水量Q3最高日生产用水量=最高日电厂生产用水量+最高日车辆厂生产用水量Q3=8000+6000=14000 m3/d四、未预见水量与官网漏水量Q4（以最高日用水量的20%计算）Q4=20%（Q1+Q2+Q3）=20%（19600+2125+14000）=7145 m3/d五、最高日用水量： Qd= Q1+Q2+Q3+Q4=19600+2125+14000+7145 =42870m3/d六、J3县用水量计算表（附表一）七、最高日逐时变化曲线（附图一）八、清水池容积计算： 根据最高日用水变化曲线和一级泵站供水曲线可求得清水池容积V=（5.78-4.17）+（5.10-4.17）+（4.78-4.17）+（4.82-4.17）+（4.85-4.17）+（4.79-4.17）+（4.87-4.17）+（4.99-4.17）+（6.12-4.17）+（5.10-4.17）（5.03-4.17）+（4.75-4.17）42870/100=4651.40 m3第四章 界限流量计算一、根据每米管线造价c=24.6+249D1.7可得：a=24.6 b=249 =1.7二、求经济因素 m=5.33 p=5% k=1.74310-9 t=5 =1.7 =70% =0.4 E=40分/度 b=249 三、界限流量（见附表二）第五章 管网定线1、定线原则 （1）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 （2）干管间距根据街区采用500-800米 （3）干管之间的连接管使管网形成环状网，连接管间距情况定位800-1000m （4）在供水范围道路下，需设分配管，以便把干管的水送到用户和消防栓，分配管径最小为100mm,大城市采用150mm-200mm (5) 干管上消火栓间距80m-120m,闸阀500m-1000m (6) 综合考虑分期建设、发展情况及经济技术、安全等因素2、实际定线（1）利用重力流，取水厂设在河流上游（2）供水由西向东，保证电厂和车辆厂的用水（3）尽量减少拐弯，以减少水头损失（4）为保证供水安全，布置成环状网（5）泵站布置在高水坡上，利用重力流达到减少造价的目的（6）考虑到县区的发展，某些管道单侧供水（7）管网铺设在街区的道路下面（8）详图见城市管网定线图第六章 水力计算一、沿线流量与节点流量1、比流量的计算 依据公式： qs比流量（L/(sm)）Q管网总用水量（L/s)q大用户集中用水量总和（L/s)L1干管总长度（不包括穿越广场，公园等无建筑物地区的管线只有一侧配水的管线长度按一半计算）（m)Q-q= Q生+Q未预=1127.00+297.71=1424.71 m3/h=395.75 L/s注：查附表一J3县最高日用水量计算表,取最高一小时用水量所在行即每小时用水量为6.12%的16-17时的居民综合生活用水Q生和未预见水量Q未预qs=395.75/8590=0.046（L/(sm)）q=Q-395.75= =333.18 L/s2、沿线流量计算：q1= qsLi Li管段长度沿线流量计算表编号1-21-42-32-53-64-54-75-65-86-97-88-9长度（m）770620810680670760685770670660745750q1（L/s)35.4228.5237.2631.2830.8234.9631.5135.4230.8230.3634.2734.503、节点流量的计算 ：qi=q1=qsl1 =0.5节点流量计算表节点号123456789总计节点流量qi（L/s)30.2551.9834.0445.7766.2448.3032.8949.8032.43391.704、初步分配流量在环状管网流量分配时，流向任意节点的流量，必须等于流出该节点的流量，以保证水流的连续性。即 ： Qi+qij=0式中：Qii节点的节点流量（L/s） qij节点i到节点j的管段流量进入管网总用水量为q+ qi =333.18 +391.70=724.88L/s初步分配流量图如下：5、根据初步分配流量确定管径管径（m）0.100.150.200.250.300.350.40界限流量（L/s）565.04由此可得管段号1-22-31-42-53-64-55-64-75-87-88-96-9管径（mm）500500600250600600450600250500500450调整后管径（mm）500500600300600600450600300500500450说明：根据界限流量确定管径 综合考虑安全因素和事故时保证70%供水，所以适当放大横跨管的管径管网平差结果见附表三第七章 管网平差计算和校核一、管网平差计算1、管网平差的目的、要求管网分配流量时应满足节点处Qi+qij=0的要求，但由于某些管径的放大和采用了标准管径，所以出现了平差计算，使得h=0,管网平差的目的是校核流量使之满足上述两要求。平差结果要求小环h0.5，大环H1.02、沿线流量的计算沿线流量计算表编号1-21-42-32-53-64-54-75-65-86-97-88-9长度（m）770620810680670760685770670660745750q1（L/s)35.4228.5237.2631.2830.8234.9631.5135.4230.8230.3634.2734.503、节点流量的计算 ：qi=q1 =0.5节点流量计算表节点号123456789总计节点流量qi（L/s)30.2551.9834.0445.7766.2448.3032.8949.8032.43391.704、进行管网平差。管网平差计算表见附表三5、经过三次校正后，各环闭合差如下：（1）各小环的闭合差： h=-0.23720.5h=-0.19220.5h=-0.11800.5h=-0.21050.5（2）大环4-1-2-3-6-9-8-7-4的闭合差：H=h4-1+h1-2+h2-3-h3-6-h6-9-h9-8-h8-7-h7-4=0.7564+1.7402+1.5714-0.7772-0.9042-1.005-1.4155-0.733=-0.76691.0，符合二、校核（1）消防时校核根据给水工程教材附表3，查得在城市人口9.8万的情况下，城镇居住区室外的消防用水量以同一时间内的火灾次数为 2次计算，且一次灭火用水量以35L/s计算，则消防时沿线流量和节点流量发生变化，变化后的流量如下表：沿线流量计算表(消防)编号1-21-42-32-53-64-54-75-65-86-97-88-9长度（m）770620810680670760685770670660745750q1（L/s)35.4228.5237.2631.2830.8234.9631.5135.4230.8230.3634.2734.50节点流量计算表（消防）节点号123456789总计节点流量qi（L/s)30.2551.9834.0445.7766.2448.3032.8949.8032.43391.70消防时校核平差计算结果见附表四（2）事故时校核事故时大用户流量按原来的70%计算，即：333.1870%=233.23(L/s)因流量最大的管段4-5发生事故，故沿线流量和节点流量发生变化，又有qs=395.75/（8590-760）=0.0505（L/(sm)），故变化后的流量如下表：沿线流量计算表(事故)编号1-21-42-32-53-64-75-65-86-97-88-9长度（m）770620810680670685770670660745750q1（L/s)38.8931.3140.9134.3433.8434.5938.8933.8433.3337.6237.88节点流量计算表（事故）节点号123456789总计节点流量qi（L/s)33.2057.0737.3731.0653.5353.0336.1154.6735.60391.64事故时管网平差计算结果见附表五第八章 参考资料1.给水排水设计手册第1册； 2.给水工程教材 （1999年12月第四版 主编：严煦世、范瑾初；主审：许保玖；中国建筑工业出版社）附表一时间居民生活综合用水电厂车辆厂未预见水量每小时用水量占一天用水量高温车间生活用水量一般车间生活用水量生产用水淋浴用水高温车间生活用水量一般车间生活用水量生产用水淋浴用水%m3变化系数m3变化系数m3m3m3变化系数m3变化系数m3m3m3m3m3%0-11.70333.2032.0016.8037.5018.75333.34260.0032.0016.8037.5018.75160.00297.711455.353.391-21.67327.3212.0012.606.256.25333.33297.70977.202.282-31.63319.4812.0012.6012.5012.50333.33297.71975.622.283-41.63319.4812.0012.6012.5012.50333.34297.70975.622.284-52.56501.7612.0012.6018.7518.75333.33297.711164.152.725-64.35852.6012.0012.606.256.25333.33297.701502.483.506-75.141007.4412.0012.6012.5012.50333.34297.711663.593.887-85.641105.4412.0012.6012.5012.50333.33297.701761.574.118-96.001176.0032.0016.8037.5018.75333.33260.00375.00297.712477.595.789-105.841144.6412.0012.606.256.25333.3412.0012.606.256.25375.00297.702188.385.1010-115.07993.7212.0012.6012.5012.50333.3312.0012.6012.5012.50375.00297.712049.964.7811-125.151009.4012.0012.6012.5012.50333.3312.0012.6012.5012.50375.00297.702065.634.8212-135.151009.4012.0012.6018.7518.75333.3412.0012.6018.7518.75375.00297.712078.154.8513-145.151009.4012.0012.606.256.25333.3312.0012.606.256.25375.00297.702053.134.7914-155.271032.9212.0012.6012.5012.50333.3312.0012.6012.5012.50375.00297.712089.164.8715-165.521081.9212.0012.6012.5012.50333.3412.0012.6012.5012.50375.00297.702138.164.9916-175.751127.0032.0016.8037.5018.75333.33260.0032.0016.8037.5018.75375.00160.00297.712624.146.1217-185.831142.6812.0012.606.256.25333.3312.0012.606.256.25375.00297.702186.415.1018-195.621101.5212.0012.6012.5012.50333.3412.0012.6012.5012.50375.00297.712157.775.0319-205.00980.0012.0012.6012.5012.50333.3312.0012.6012.5012.50375.00297.702036.234.7520-213.19625.2412.0012.6018.7518.75333.3312.0012.6018.7518.75375.00297.701693.973.9521-222.69527.2412.0012.606.256.25333.3412.0012.606.256.25375.00297.701570.983.6622-232.58505.6812.0012.6012.5012.50333.3312.0012.6012.5012.50375.00297.701561.913.6423-241.87366.5212.0012.6012.5012.50333.3312.0012.6012.5012.50375.00297.801471.853.33总计100.0019600.00315.00300.008000.00780.00210.00200.006000.00320.007145.0042870.00100.00J3县最高日用水量计算表附图一J3县用水量变化曲线附表二Di(m)0.100.150.200.250.300.350.400.450.500.600.700.800.90Di0.0200.0400.0650.0950.1290.1680.2110.2570.3080.4200.5450.6840.836Di-m2.141052.461045.321031.621036.121022.691021.3210270.5340.2215.226.693.281.75Dn- Dn-10.0200.0250.0300.0340.0390.0430.0460.0510.1120.1250.1390.152Dn-1-m- Dn-m1.891051.931043.701031.011033.431021.3710261.4730.3125.008.533.411.531.22103q界= (L/s)5.7713.3024.5139.7459.1082.91110.76145.11201.12298.55419.87565.04界限流量表附表三 环号管段管长（m）管径（mm）初步分配流量第一次校正q(L/s)1000ih(m)q(L/s)1000ih(m)1-2770500169.222.071.59390.0092172.0622.121.63240.00951-4620600199.471.130.70060.0035202.3121.160.71920.00362-5680300-37.361.64-1.11520.0298-37.89851.68-1.14240.03014-5760600-265.841.91-1.45160.0055-274.42282.03-1.54280.0056-0.27330.048-0.33360.0488q=-h/2(sq) = 2.8469q=-h/2(sq) = 3.41802-3810500154.611.731.40130.0091157.98051.811.46610.00932-568030037.361.641.11520.029837.89851.681.14240.03013-6670600-212.621.25-0.83750.0039-209.23951.22-0.81740.00395-6770450-143.172.59-1.99430.0139-147.41282.73-2.10210.0143-0.31530.0467-0.31100.0576q=-h/2(sq) =3.3758q=-h/2(sq) = 2.69974-5760600265.841.911.45160.0055274.42282.031.54280.00564-7685600-213.801.29-0.88370.0041-202.36521.16-0.79460.00395-867030019.070.4860.32560.017122.78150.6810.45630.02007-8745500-180.912.31-1.72100.0095-169.48522.07-1.54220.0091-0.82750.0362-0.33770.0386q=-h/2(sq) = 11.4296q=-h/2(sq) =4.37445-6770450143.172.591.99430.0139147.41282.732.10210.01436-9660450-117.751.79-1.18140.0100-110.12671.57-1.03620.00945-8670300-19.070.486-0.32560.0171-22.78150.681-0.45630.02008-9750500-150.181.65-1.23750.0082-142.55671.49-1.11750.0078-0.75020.0492-0.50970.0515q=-h/2(sq) =7.6240q=-h/2(sq) =4.9485管网平差计算表附表三（续）环号管段管长（m）管径（mm）第二次校正第三次校正q(L/s)1000ih(m)q(L/s)1000ih(m)1-2770500175.482.211.70170.0097177.46442.261.74020.00981-4620600205.731.190.73780.0036207.71441.220.75640.00362-5680300-37.17921.60-1.0880.0293-38.4181.72-1.16960.03044-5760600-275.37922.03-1.54280.0056-277.03152.07-1.57320.0057-0.19130.0482-0.23720.0495q=-h/2(sq) =1.98442-3810500160.68021.851.49850.0093163.90341.941.57140.00962-568030037.17921.601.0880.029338.4181.721.16960.03043-6670600-206.53981.19-0.79730.0039-203.31661.16-0.77720.00385-6770450-149.66162.80-2.1560.0144-149.35192.80-2.1560.0144-0.36680.0569-0.19220.0582q=-h/2(sq) =3.22324-5760600275.37922.031.54280.0056277.03152.071.57320.00574-7685600-197.99081.11-0.76040.0038-194.35411.07-0.7330.00385-867030022.20740.6290.42140.019022.92970.6810.45730.01997-8745500-165.11081.98-1.47510.0089-161.47411.90-1.41550.0088-0.27130.0373-0.11800.0382q=-h/2(sq) =3.63675-6770450149.66162.802.1560.0144149.35192.802.1560.01446-9660450-105.17821.47-0.97020.0092-102.26471.37-0.90420.00885-8670300-22.20740.629-0.42140.0190-22.92970.681-0.45730.01998-9750500-137.60821.41-1.05750.0077-134.69471.34-1.0050.0075-0.29310.0503-0.21050.0506q=-h/2(sq) =2.9135大环4-1-2-3-6-9-8-7-4的闭合差：h=h4-1+h1-2+h2-3-h3-6-h6-9-h9-8-h8-7-h7-4=0.7564+1.7402+1.5714-0.7772-0.9042-1.005-1.4155-0.733=-0.76691.0，符合附表四消防时管网平差计算结果管段计算：编号管径（m）长度（m）阻力系数起始节点终止节点流量流速水力坡度(1000i)水头损失(m)10.57700.01312197.8271.00752.57521.982920.58100.01323187.13840.95312.30441.866630.66200.01341228.07750.80671.30.80640.36800.0135241.29140.58421.69131.150150.66700.01363215.08130.76071.15610.774660.67600.01345293.7411.03892.15631.638870.457700.01356159.02530.99992.91192.242180.66850.01347227.29120.80391.29110.884490.36700.0135827.18460.38460.73310.4912100.456600.01396104.35530.65611.25390.8276110.57450.01378159.40060.81181.67191.2456120.57500.01389136.78540.69661.23120.9234节点计算：编号地面标高已知水压已知流量节点水压自由水头节点流量1104.230.25115.398411.198430.252101.551.98113.415511.915551.98398.65402.22111.548912.8989402.224105.16-679.11116.204411.0444-749.115102.1966.24114.565612.375666.24699.3448.3112.323412.983448.37105.32115.32115.321067.89068102.3549.8114.074411.724449.8999.6332.43113.15113.52132.43附表五事故时管网平差计算结果管段计算：编号管径（m）长度（m）阻力系数起始节点终止节点流量流速水力坡度(1000i)水头损失(m)10.57700.01312274.81051.39964.96943.826520.58100.01323173.84440.88541.98871.610830.66200.01341308.01131.08942.37091.4740.36800.0132543.89660.6211.91151.299850.66700.0136396.75550.34220.2340.156860.457700.0135641.71050.26230.20030.154270.66850.01347323.16871.1432.611.787980.36700.0138551.34380.72642.61511.752190.456600.01396108.07470.67951.34490.8876100.57450.01378249.68841.27174.10243.0563110.57500.01389143.67470.73171.35831.0187节点计算：编号地面标高已知水压已知流量节点水压自由水头节点流量1104.233.2133.637929.437933.22101.557.07129.811428.311457.07398.65270.6128.200629.5506270.64105.16-631.18135.107929.9479-631.185102.1953.53128.511626.321653.53699.3453.03128.357429.017453.037105.32133.32133.322873.48038102.3554.67130.263727.913754.67999.6335.6129.24529.61535.6排水管网与泵站课程设计说明书目录第一章 设计资料.22第二章 设计要求.22第三章 污水管网设计.22第四章 雨水管