雨水管网系统课程设计计算说明书.doc

给排水管网系统课程设计 雨水管网系统设计计算说明书 姓名 学号 指导老师 排水管网课程设计任务书排水管网课程设计任务书 一 设计目的 通过运用课堂所学知识 完成某城镇排水管网的初步设 计 以达到巩固基本理论 提高设计与绘图能力 熟悉查阅 和使用技术资料 了解设计的方法与步骤 进一步使理论与 实践相结合等教学要求 二 设计要求 按完全分流制设计 达到初步设计程度 设计成果应为 1 污水和雨水排水系统的总平面布置图各一张 2 污水总干管纵剖面图一张 某一雨水干管纵剖面图一张 3 设计计算与说明书 三 基本设计资料 一 城镇规划资料 1 某城镇规划图 2 人口分布 房屋建筑 卫生状况 见下表 街坊人口密度 cap ha 区域 名称近期远期 房屋建筑 层数 卫生设备 状况 河南区 2504003 室内有给排水卫 河北区 3505005 生设备和淋浴设 备 3 各种性质地面所占百分比 见下表 地面覆盖 名称 各种 屋面 砼沥青 路面 碎石 路面 非铺砌 路面 沥青表面处 理 碎石路面 公园 菜地 所占百分比 438419620 4 工 企业规划表 见下表 职 工 人 数 第 一 班第 二 班第 三 班 热车间一般车 间 热车间一般车 间 热车间一般车 间 工 厂 平 均 日 流 量 m3 d 时 变 化 系 数 职 工 人 数 淋 浴 人 数 职 工 人 数 淋 浴 人 数 职 工 人 数 淋 浴 人 数 职 工 人 数 淋 浴 人 数 职 工 人 数 淋 浴 人 数 职 工 人 数 淋 浴 人 数 污 水 管 出 口 管 底 埋 深 m 130001 3 30 0 10 0 40 0 11 0 28 0 9038 0 10 0 20 0 7 0 25 0 7 0 2 3 225001 4 20 0 8023 0 7025 0 11 0 30 0 9015 0 6 0 18 0 5 0 2 5 5 工业企业的污水经局部处理后允许排入城镇下水道 二 气象资料 1 土壤冰冻深度 0 1m 左右 2 年平均降雨量 1400mm 3 暴雨公式 其中 A 20 C 0 7 b 19 n 0 86 n bt pCA q lg1 167 三 水文及水文地质资料 1 河流水位 Max 101m Min 95m Average 97m 径流量 降雨量 2 地下水位 离地面 7 8m 3 地质 砂质粘土 四 电力供应 有三相电源可供选择 电力供应正常 五 污水不用作农田灌溉 六 设计参考资料 1 给水排水管网系统 教材 2 给水排水设计手册 第 1 5 册 3 室外排水设计规范 GB50014 2006 雨水管网设计计算雨水管网设计计算 径流系数的确定径流系数的确定 降落到地面上的雨水 在沿地面流行的过程中 形成地面径流 地面径流 的流量称为雨水地面径流量 因此将雨水管道系统汇水面积上的地面雨水径流 与总降水量的比值称为径流系数 用符号 表示 即 目前再设计计算中径流系数根据地面覆盖情况按经验来定 室外排水设 计规范 中有关径流系数的规定见下表 由于在同一个汇水面积上 兼有多种 地面覆盖的情况 根据本设计中各中地面的覆盖情况 用加权平均的方法可以 求出整个城镇的平均地表径流系数 该城镇的各种地面的覆盖率等具体数据见 下表 径流系数 值 地面种类径流系数 各种屋面 混凝土和沥青路面0 90 大块铺砌路面和沥青表面处理的碎石路面0 60 级配碎石路面0 45 干砌砖石和碎石路面0 40 非铺砌土路面0 30 公园和绿地0 15 各种性质地面所占百分比 地面覆盖各种砼沥青碎石非铺砌沥青表面公园 名称屋面路面路面路面处理 碎石路面 菜地 所占百分比 438419620 由上述两个表格 可知本城镇的平均径流系数为 0 43 0 90 08 0 90 04 0 40 19 0 30 06 0 60 2 0 150 5980 6 ii av F F 雨强度随着重现度 p 值的不同而不同 p 值越大 暴雨强度越大 p 值越小 暴雨强度越小 P 值的确定影响着设计流量 如果 p 值采用较高的值的话 计 算的雨水设计流量就会比较大 雨水管道的设计断面相应增大 安全性高 但 是会增加工程的造价 反之 可降低工程造价 地面积水可能性大 可能发生 排水不畅 不能及时排除雨水 我国地域辽阔 各地的重现度差别比较大 同一城市中也可能出现不同的 重现度 但是本设计的目标城市为一个中小城市 暴雨强度的差别不会很大 同时没有很多重要的区域 所以整个城市采用统一的重现期 在本设计中 统 一采用重现期为 2a 设计降雨历时的确定设计降雨历时的确定 集水时间指雨水从汇水面积上的最远点流到设计的管段断面所需要的时间 所 以集水时间 t 是由地面雨水集水时间 和管内雨水运行时间两部分组成 所 1 t 2 t 以降水历时可用下式表达 其中 m 为折减系数 12 ttmt 地面雨水集水时间的确定地面雨水集水时间的确定 地面雨水集水时间是指雨水从汇水区域上最远点 A 到第一个雨水口的地面 雨水流行时间 在实际应用中 要准确的确定 值较为困难 故通常不予计算 1 t 而直接采用经验数值 根据 室外排水设计规范 中规定 一般采用 5 15min 一般汇水面积较小 地形较陡 建筑密度较大 雨水口分布较密的地 区 宜采用较小的 值 一般为 5 8min 左右 其他情况为 8 15min 本设计 1 t 地区取地面汇水时间为 12min 管内雨水流行时间的确定管内雨水流行时间的确定 管内雨水流行时间是指雨水在管内从第一个雨水口流到设计断面的时间 2 t 他与雨水在管内流经的距离 L 及管内雨水的流行速度 v 有关 可用下式计算 折减系数折减系数 m m 值的确定值的确定 设计断面的流量和流速并非同时达到设计状况 实际上 雨水管道内的水 流速度也是由零逐渐增加到设计流速的 雨水在关内的实际流行时间大于设计 水流时间 所以折减系数的产生就是为了折算这段时间的差额 为使计算简便 室外排水设计规范 中规定 暗管采用 m 2 0 对于明渠 为防止雨水外溢的 可能 应采用 m 1 2 在陡坡地区 不能利用空隙容量 暗管采用 m 1 2 2 0 本设计中的管道全部采用暗管 所折减系数按照 m 2 0 计算 综上所述 当设计重现期 设计降雨历时 折减系 暴雨强度公式暴雨强度公式 综上所述 当设计重现期 设计降雨历时 折减系数确定以后 计算雨水 管渠的设计流量所用的设计暴雨强度公式可写为 在设计要求中 部分参数已经给出 同时经过前面的确定 可知 20 C 0 7 b 19 n 0 86 12min P 2a m 2 1 A 1 t 将参数代入上述公式得 4345 4 31 2 2 0 86 从而确定了暴雨强度公式 需要根据管段流量确定 当进行水力计算后 2 t 即可确定流速 v 才能确定确定 2 t 2 60 L t v 1 12 167 1lg n Acp q tmtb 单位面积径流量的确定单位面积径流量的确定 单位面积径流量 L s hm2 是暴雨强度 q 与径流系数 的乘积 即 0 q 0 4345 4 31 2 2 0 86 0 6 2607 24 31 2 2 0 86 设计雨水径流量计算设计雨水径流量计算 设计雨水径流量由以下公式确定 QqF 其中 F 为相应的汇水面积 q 为设计暴雨强度 第一根管段水力计算表 管内雨水流 行时间 min 设计 管段 编号 管长 m 汇水 面积 A ha t2 L vL v 单位面 积 径流量 q0 设计流 量 Q L s 管径 D mm 水力 坡度 i 流速 v m s 管道输 水 能力 L s 坡降 iL 1 2165 9 4 85 01 61 136 02 660 02 7005 11 716 661 540 846 2 3220 4 9 26 1 61 2 02 124 93 1156 80 9004 11 819 1159 10 904 3 4201 0 12 27 3 63 1 89 113 51 1393 07 10003 41 775 1398 010 683 4 5187 8 20 09 5 52 1 41 104 68 2103 11 11004 72 214 2104 490 883 5 6263 2 23 11 6 93 1 82 98 98 2287 47 11005 52 408 2292 21 447 6 784 0 24 96 8 75 0 68 92 55 2310 45 12003 62 044 2338 850 302 第一根管段埋深计算表 设计地面标高 m 设计管内底标高 m 埋深 m 覆土 m 设计管 段 编号起点端点起点终点起点终点起点终点 1 2106 3105 5104 86 104 01 1 44 1 49 0 740 79 2 3105 5104 7103 81 102 91 1 69 1 79 0 79 0 89 3 4104 7104 2102 81 102 13 1 89 2 07 0 89 1 07 4 5104 2103 1102 03 101 14 2 17 1 96 1 07 0 86 5 6103 1101 5101 14 99 70 1 96 1 80 0 86 0 70 6 7101 510199 60 99 29 1 90 1 71 0 70 0 51 第二根管段水力计算表 管内雨水流行时 间 min 设计管段 编号 管长 m 汇水面 积 A ha t2 L vL v 单位面 积 径流量 q0 设计流 量 Q L s 管径 D mm 水力 坡度 i 流速 v m s 管道输 水 能力 L s 坡降 iL 8 9157 0 2 85 01 91 136 02 387 77 60041 372 388 20 628 9 10121 2 8 05 1 91 1 02 123 10 990 42 8005 71 971 998 260 691 10 11163 9 10 68 2 93 1 39 117 20 1251 13 9004 81 968 1254 530 787 11 12127 1 13 41 4 32 1 13 110 10 1476 56 10003 81 881 1478 120 483 12 13168 3 15 61 5 45 1 63 104 99 1639 07 11002 91 726 1664 980 488 13 14211 1 25 21 7 07 1 60 98 45 2482 17 12004 12 196 2496 050 865 14 15240 3 31 33 8 67 1 83 92 81 2907 85 13003 72 192 2936 030 889 15 16183 7 35 89 10 50 1 30 87 18 3128 62 13004 32 358 3164 330 790 16 17184 5 43 88 11 80 1 29 83 60 3668 26 14003 92 384 3672 960 720 17 1826 3 46 23 13 09 0 18 80 34 3714 27 140042 414 3719 140 105 第二根管段埋深计算表 设计地面标高 m 设计管内底标高 m 埋深 m 覆土 m 设计管 段 编号起点端点起点终点起点终点起点终点 8 9106 5105 7105 00 104 37 1 50 1 33 0 90 0 73 9 10105 7105 6104 17 103 48 1 53 2 12 0 73 1 32 10 11105 6104 5103 38 102 59 2 22 1 91 1 32 1 01 11 12104 5104 5102 49 102 01 2 01 2 49 1 01 1 49 12 13104 5104 6101 91 101 42 2 59 3 18 1 49 2 08 13 14104 6103 4101 32 100 46 3 28 2 94 2 08 1 74 14 15103 4103 6100 36 99 47 3 04 4 13 1 74 2 83 15 16103 6101 799 47 98 68 4 13 3 02 2 83 1 72 16 17101 7101 398 58 97 86 3 12 3 44 1 72 2 04 17 181041 310197 86 97 75 3 44 3 25 2 04 1 85 第三根管段水力计算表 管内雨水流 行时间 min 设计管 段 编号 管长 m 汇水面 积 A ha t2 L v L v 单位面 积 径流量 q0 设计流 量 Q L s 管径 D mm 水力 坡度 i 流速 v m s 管道输 水 能力 L s 坡降 iL 19 20349 4 4 32 03 81 136 02 587 67 7004 11 528 593 04 1 43 2 20 21153 3 8 45 3 81 1 35 112 59 951 68 8005 21 894 953 530 797 21 22171 0 11 97 5 16 1 42 106 24 1272 00 90052 000 1279 970 855 22 23162 0 16 55 6 59 1 28 100 32 1660 34 10004 52 115 1608 50 729 23 24194 3 18 13 7 86 1 47 95 58 1732 57 10005 32 207 1745 161 030 第三根管段埋深计算表 设计地面标高 m 设计管内底标高 m 埋深 m 覆土 m 设计管 段 编号起点端点起点终点起点终点起点终点 19 20106 2105 4104 80 103 37 1 40 2 03 0 70 1 33 20 21105 4104 1103 27 102 47 2 13 1 63 1 33 0 83 21 22104 1104 3102 37 101 52 1 73 2 78 0 83 1 88 22 23104 3104 2101 42 100 69 2 88 3 51 1 88 2 51 23 24104 2102 8100 69 99 66 3 51 3 14 2 51 2 14 24 25102 8101 699 66 99 04 3 14 2 56 2 14 1 56 25 26101 610198 84 98 25 2 76 2 75 1 56 1 55 第四根管段水力计算表 管内雨水流 行时间 min 设计管 段 编号 管长 m 汇水 面积 A ha t2 L v L v 单位面 积 径流量 q0 设计流 量 Q L s 管径 D mm 水力 坡度 i 流速 v m s 管道输 水 能力 L s 坡降 iL 27 28 207 6 4 17 01 73 136 02 566 69 6008 62 005 569 441 785 28 29 149 1 7 87 1 73 1 28 124 22 978 02 8005 51 947 980 670 820 29 30 193 6 12 04 3 00 1 46 116 81 1405 92 9006 12 211 1413 571 181 30 31 70 7 22 89 4 46 0 45 109 43 2504 33 11006 62 637 2511 720 467 第四根管段埋深计算表 设计地面标高 m 设计管内底标高 m 埋深 m 覆土 m 设计管 段 编号起点端点起点终点起点终点起点终点 27 28103 8102 8102 50 100 71 1 30 2 09 0 70 1 49 28 29102 8102 5100 51 99 69 2 29 2 81 1 49 2 01 29 30102 5101 599 59 98 41 2 91 3 09 2 01 2 19 30 31101 510198 21 97 75 3 29 3 25 2 19 2 15 24 2586 9 24 15 9 33 0 52 90 70 2190 40 10007 12 790 2020 050 617 25 2686 9 35 93 9 85 0 51 89 11 3201 60 12006 82 832 3215 350 591 第五根管道水力计算表 管内雨水流行 时间 min 设计管 段 编号 管长 m 汇水面 积 A ha t2 L vL v 单位面 积 径流量 q0 设计流量 Q L s 管径 D mm 水力 坡度 i 流速 v m s 管道输水 能力 L s 坡降 iL 32 33282 7 3 98 03 34 136 02 541 80 7003 51 409 548 010 989 33 34169 0 12 44 3 34 1 25 114 98 1430 21 9006 32 249 1437 111 065 34 35197 3 17 91 4 60 1 60 108 79 1948 30 110042 051 1954 830 789 35 36136 5 35 17 6 20 0 84 101 85 3581 53 13005 62 700 3611 640 764 36 37176 2 46 75 7 04 1 13 98 56 4607 54 15004 32 609 4635 210 758 37 3838 0 55 98 8 17 0 24 94 52 5290 81 160042 633 5310 350 152 第五根管段埋深计算表 设计地面标高 m 设计管内底标高 m 埋深 m 覆土 m 设计管 段 编号起点端点起点终点起点终点起点终点 32 33104 3102 9102 48 101 49 1 82 1 41 1 12 0 71 33 34102 9102101 29 100 23 1 61 1 77 0 71 0 87 34 35102101 6100 03 99 24 1 97 2 36 0 87 1 26 35 36101 610299 04 98 27 2 56 3 73 1 26 2