给水排水课程设计说明

城市给水排水 课程设计 河南城建学院 河南城建学院河南城建学院 城市给水排水 课程设计 课程名称课程名称 城市给排水城市给排水 指导教师指导教师 谭水成谭水成 朱伟萍 王远红 朱伟萍 王远红 设计时间设计时间 第第 1919 周周 1 1 月月 2 2 号号 7 7 号号 设计地点设计地点 河南城建学院河南城建学院 专专 业业 城市规划城市规划 学学 号号 031510205031510205 姓姓 名名 李李 赛赛 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 前言前言 水是人类的生命之源 是城市得以发展的重要的支持要素 在 某种程度上限定和决定了一个城市的产业结构 生活方式 即城市 的发展对水有很大的依存性 水资源的合理开发利用与保护是城市 可持续发展的有力保证 随着城市化进程的发展 人们对城市环 境的要求越来越高 城市给排水规划在城市规划中的地位也越 来越突出 在此背景下 要求我们规划人员在城市规划中做好 各项工程规划 尤其是给排水工程规划 城市给排水工程规划正 是基于这个目的 对城市的给水工程和排水工程进行合理的规划 以达到适用 排水无污染的效果 城市给排水工程规划涉及水资源 土木工程 管道工程 地质气象 水文等多方面内容 规划较为复 杂 不仅对给水排水工程时间尺度进行预测 还要协调城市规划的 空间尺度变化 关键词 关键词 城市给排水系统 规划 What is the source of life the city is to the survival and development of the most important element of support to some extent and decided to limit the city s industrial structure and way of life that is the development of the city The rational development and utilization of water resources and protection is a powerful guarantee the sustainable development of the city With the development of urbanization process the requirements of the people to 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 the urban environment is more and more high the city water supply and drainage planning of the city planning in the position is more and more outstanding In this context for our planning personnel in the city planning to complete each project planning especially the water supply and drainage project planning City water supply and drainage engineering planning based on this objective to the city water supply and drainage engineering project of reasonable planning in order to achieve the effect of applicable drainage no pollution City water supply and drainage engineering planning involves water resources civil engineering pipeline engineering geology hydrology meteorology etc planning is relatively complex not only to the water supply and drainage engineering time scale to carry on the forecast and coordination of urban planning changes in the space scale KeyKey words words programming muricipal water and drain engineering 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 目目 录录 课程设计任务书课程设计任务书 4 第一章第一章给水工程设计给水工程设计 7 第一节 给水管网布置及水厂选址 7 第二节 给水管网设计计算 第三节 自来水水厂规划 8 第二章第二章污水管网设计污水管网设计 18 第一节第一节 污水管网的布置 18 第二节第二节污水流量的计算 21 第三章第三章雨水管网设计雨水管网设计 23 第一节第一节 雨水管网的布置 23 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 河南城建学院河南城建学院 03151010315101 2 2 3 3 班班 城市给排水城市给排水 课程设计任务书课程设计任务书 一 设计题目设计题目 湘潭 市给水排水工程规划设计 二 二 原始资料原始资料 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 3206 3508 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 8000 吨 天 最大班用水量 3000 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 吨 天 最大班用水量 吨 班 工人总数 人 分三班工作 最大班 人 热车间占 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 使用淋浴者占 一般车间使用淋浴者占 3 火车站用水量为 8 L s 4 水质 生活污水 BOD5 g 人 d SS g 人 d 工业废 水 BOD5为 mg L SS 为 mg L 5 城市河流水位 最高水位 米 最低水位 米 常水 位 米 6 该城市居住区每小时综合生活用水量变化如下表 时间 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 用水 量 2 5 3 2 4 5 2 5 0 2 5 3 2 5 7 3 0 9 5 3 1 4 9 2 5 1 7 5 1 0 5 2 1 5 2 1 时间 12 13 13 14 14 15 15 16 16 17 17 18 18 19 19 20 20 21 21 22 22 23 23 24 用水 量 5 0 9 4 8 1 4 9 9 4 7 0 4 6 2 4 9 7 5 1 8 4 8 9 4 3 9 4 1 7 3 1 2 2 4 8 7 水源水质分析结果如下 化 验 结 果 项 目 最 大最 小平 均 水温 oC 30 03 021 8 色度 度 3 0 浊度 mg L 130010200 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 PH 值 7 7 总硬度 mg CaO L 85 铁 mg L 0 06 锰 mg L 0 05 铜 mg L 0 5 锌 mg L 0 3 氟化物 mg L 0 04 氰化物 mg L 无 砷 mg L 无 汞 mg L 无 镉 mg L 无 六价铬 mg L 0 02 铅 mg L 0 03 氨氮 mg L 10 亚硝酸盐 mg L 0 08 BOD5 mg L 2 8 耗氧量 12 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 mg L 大肠菌群 个 L 200 细菌总数 个 mL 8 0 三 课程设计内容 三 课程设计内容 1 城市给水管网规划布置 排水体制选择及排水管网规划布置 2 城市水源及取水方式选择 给水厂和污水厂规模计算及选址 3 城市给水处理工艺选择 污水处理程度及污水处理工艺选择 4 绘图 给水排水管网规划布置平面图 水厂或污水厂工艺流程及 平面布置图 四 设计参考资料四 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 城市给排水 教材 五 设计成果五 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 城市给排水规划布置总平面布置图 1 张 比例尺为 1 10000 1 号图 3 水厂或污水厂工艺流程及平面布置图 1 张 2 号图 六 要求六 要求 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 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 七 其他 1 设计时间 2012 2013 学年第一学期 第 19 周 2 上交设计成果时间 19 周周五下午 3 设计指导教师 谭水成 朱伟萍 王远红 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 第一章 给水工程设计 第一节 给水管网布置及水厂选址 一 给水管网的布置原则 给水管网的布置要求供水安全可靠 投资节约 一般应遵循如下原则 1 按照城市规划布局平面布置管网 应考虑给水系统分期建设的可能 并需有充分发展的余地 若近期用水管径远小于规划期末的管径 则具体 实现时 可将一条大的给水管道分成两条不同管径的管道 近期现在道路 一侧铺一条管道 另一侧的管道留待需要时铺设 2 干管布置的主要方 向应按供水主要延向流伸 而供水流向取决于最大用户或水塔调节构筑物 的位置 即管网中干管输水到他们的距离要求最近 管网不知必须保证供水安全可靠 宜布置成环状 即按主要流向布置几条 平行干管 其间用连通管连接 干管位置尽可能布置在两侧用水量较大的 道路上 以减少配水管数量 平行的干管间距为 500m 800m 连通管间距 为 800m 1000m 干管一般按道路规划布置 尽量避免在高级路面或重要道路下敷设 管线 在道路下的平面布置 和高程应符合城市地下管线综合设计要求 管线应遍布在整个给水区内 保证用户有足够的水量和水压 6 力求以 最短的距离敷设管线 以降低管网造价和供水能量费用 7 干管应尽可 能的布置在高地 这样可保证用户附近配水管中有足够的压力和减低于管 内的压力 一增加管道的安全 若城市地形高差较大时 可考虑分压给水 或局部加压 不仅能节约能量 还可以避免地形较底处的管网承受较高的 压力 输水管和管网延伸较长时 为保持管网末端所需水压 二级泵房的扬程将 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 很高 使泵房附近的干管压力过高 既不经济也不安全 可考虑在管网中 间增设加压泵房 直接以管网抽水进行中途加压 这样使二级泵房的扬程 只需满足加压泵房附近管网的服务水压 当二级泵房附近的管网用水量占 很大比例时 所节约的抽水能量极为明显 加压泵房可设一处或多处 给水管网按最高日最高时流量设计 表 4 1 如果昼夜用水量相差较大 高峰用水时间较短 可考虑在适当的位置设调节水池和泵房 利用夜间用 水量减少进行蓄水 日间供水 增加高峰用水时的供水量 从而缩小高峰 用水时 水厂供水范围 降低出厂干管的高峰供水量 城镇生活饮用水管网严禁和非生活饮用水管网连接 严禁和各单位自备生 活饮用水供水系统直接接通 11 为保证消防栓处有足够的水压和水量 应想消防栓与干管相连接 消防栓的布置 首先应考虑仓库 学校公共建筑等集中用水用户 二 该城市给水管网布置原则 该城市有一条自西向东流的水量充沛 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 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 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 1000m 左右 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 1000mm 时 和铸 铁管 另外考虑到河流将该城市分成两半 为了安全供水起见在河流的上游铺设 倒虹管 在其两岸应设阀门井 阀门井顶部标高应保证洪水时不被淹没 井内有阀门和排水管等 倒虹管顶在河床下的深度不小与 0 5m 在航道 线范围内不应小于 1m 倒虹管使用钢管并须加强防腐措施 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 三 水厂的选址 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 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 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 7 施工 运行和维护方便 第二节 给水管网设计计算及自来水水厂规划 一 用水量计算 1 居住区生活用水量计算 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 总人口的计算 由原始资料可知 该城市为湘潭市 一区面积 545 公顷 二区面积 2576 公顷 所以人口总数为 545 320 2576 350 174400 901600 1076000 该城市在湖南省 总人口 107 6 万人 查 室外排水设计规范 可知该城 市位于二区 为大城市 综合生活用水定额采用 130L 人 d 用水 普及率定为 100 最高日综合生活用水量最高日综合生活用水量 Q1 1 Q1 q N 1000 Q1 城市最高日综合生活用水 m3 d q 城市最高日综合用水量定额 L 人 d N 城市设计年限内计划用水人口数 Q1 1076000 130 1000 139880m3 d 2 2 22 2 2 工业生产用水量工业生产用水量 工业生产用水量工业生产用水量 Q2Q2 Q2 8000m3 d 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 2 2 32 2 3 工业企业职工的生活用水量工业企业职工的生活用水量 Q Q3 3 工厂职工生活用水量采用一般车间 25L 人 d 高温车间 35L 人 d 计算 Q3 3000 30 35 70 25 1000 84m3 d 2 2 42 2 4 工业企业职工的淋浴用水量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 60L 计算 Q4 3000 30 80 60 3000 70 20 40 1000 60 m3 d 2 2 52 2 5 城市未预见水量城市未预见水量 Q Q5 5 未预见水量按10 计算 则 Q5 10 Q1 Q2 Q3 Q4 10 139880 8000 84 60 m3 d 14802 4 m3 d 2 2 62 2 6 公共建筑用水量公共建筑用水量 Q Q6 6 由设计任务书可以知道 该城市的公共建筑只有一个火车站 日用 水量为12L S 即是43 2m h Q6 1036 8m3 d 2 2 72 2 7 最高日 最高时以及最高日平均时用水量最高日 最高时以及最高日平均时用水量 最高日用水量Q Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 139880 8000 84 60 14802 4 1036 8 m3 d 156663 2 m3d 从该城市居住区每小时综合生活用水量变化表可以得知 该城市的用水量 最高的时段在 6 7 时 即7492 43m h 具体数据见下表2 1 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 时 间 时用 水百 分数 综合 生活 用水 工业 生产 用水 淋 浴 用 水 工 人 生 活 用 水 未预见 水 火车 站用 水量 市 政 用 水 城市每小时用水 量 hm hm h m h m h m hm h m h m h 0 1 2 53 2998 0 458 33 48 6 9 3328 543 23885 93 2 59 1 2 2 45 2903 2 458 33 9 3318 143 23732 13 2 51 2 3 2 50 2962 4 458 33 9 3324 643 23797 83 2 56 3 4 2 53 2998 0 458 33 9 3328 543 23837 332 59 4 5 2 57 3045 4 458 33 9 3333 743 23889 93 2 63 5 6 3 09 3661 6 458 33 9 3401 243 24573 633 13 6 7 5 31 6292 2 458 33 9 3689 443 27492 435 27 7 8 4 92 5830 1 458 33 9 3638 843 26979 734 89 8 9 5 17 6126 3 458 33 48 6 9 3671 343 27357 035 14 9 1 0 5 10 6043 3 458 33 9 3662 243 27216 335 07 1 5 21 6173 458 9 3676 543 27361 03 5 17 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 0 1 1 733 1 1 1 2 5 21 6173 7 458 33 9 3676 543 27361 035 17 1 2 1 3 5 09 6031 5 458 33 9 3660 943 27203 235 06 1 3 1 4 4 81 5699 7 458 33 9 3624 543 26835 034 79 1 4 1 5 4 99 5913 0 458 33 9 3647 943 27071 734 96 1 5 1 6 4 70 5569 4 458 33 9 3610 243 26690 434 68 1 6 1 7 4 62 5474 6 458 33 48 6 9 3599 943 26633 934 61 1 7 1 8 4 97 5889 3 458 33 9 3645 343 27045 434 94 1 8 5 18 6138 1 458 33 9 3672 643 27321 535 14 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 1 9 1 9 2 0 4 89 5794 5 458 33 9 3635 043 26940 334 86 2 0 2 1 4 39 5202 0 458 33 9 3570 043 26282 834 38 2 1 2 2 4 17 4941 3 458 33 9 3541 443 25993 534 17 2 2 2 3 3 12 3697 1 458 33 9 3405 143 24613 04 3 15 2 3 2 4 2 48 2938 7 458 33 9 3322 043 23771 53 2 54 总 计 100 00 11849 7 1100 0 00 14 6 224 12986 7 1036 8 143890 5 100 0 0 从上表可以看出 6 7 点为用水最高时 所以时变化系数为 27 1 17 4 31 5 h h h Q Q K 所以最高时用水量为Qh 156663 2 1 27 198962 264m3 d 最高日平均时用水量为Qk Q 24 8290 1m3 d 2 2 自来水厂的规划自来水厂的规划 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 根据已知水质分析 可以确定净水处理工艺流程 合理的净水工艺流程是 水厂保证供水水质的关键 净水工艺流程应根据原水水质和设计生产能力 等因素综合考虑确定 本设计采用的净水工艺流程如下 同时考虑安全供水 采用两条生产线 详见水厂平面布置图 8 水厂平面布置 水厂的基本组成部分为两部分 即生产构筑物和辅助构筑物 A 生产构筑物 包括混合池 絮凝池 沉淀池 滤池 清水池 二泵房 药剂室 加 氯间 滤料堆场 变电所等 B 辅助构筑物 净水厂的辅助建筑物包括办公用房 化验室 维修车间 车库 食堂 浴室及锅炉房 传达室 宿舍 等 一级 泵站 配水井静态混合器机械絮凝池斜板沉定池普通快滤池 清水池 二级泵站 用户 污泥浓缩池污泥脱水泥饼外运 上清液回收 加药 加氯及药库 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 C 水厂的工艺流程布置原则 1 流程力求简短 避免迂回重复 使净水过程的水头损失最小 构筑 物应尽量 靠近 便于操作管理和联系活动 2 尽量适应地形 因地制宜地考虑流程 力求减少土方量 在不得已 的情况下 才采用台阶式布置 在地质变化较大的厂址中 构筑物应按工 程地质情况布置 3 注意构筑物的朝向 净水厂构筑物一般无朝向要求 但如滤池的操 作廊 二 级泵房和加药间 化验室 检修间 办公室有朝向要求 尤其 是散发大量热量 的二级泵房对朝向和通风的要求 更应该注意 4 考虑近远期的协调 当水厂明确分期进行建设时 流量布置应统筹 兼顾 即要 有近期的完整性 又要有分期的协调性 布置应避免近期占 地过大 为此有分期 实施的计划 净水厂构筑物尽量采取平行布置 D 工艺流程布置类型的选择 水厂流程布置 通常有三种类型 1 直线型 2 折线型 3 回转性 本设计采用直线型 即从进水到出水整个流程呈直线型 具体布置详见 水厂平面布置图 第二节第二节污水管道的布置污水管道的布置 污水管道的基本知识 1 设计充满度 污水管道应按非满管流设计 原因如下 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 1 污水流量是随时变化的 而且雨水或地下水可能通过检查井或管 道接口渗入污水管道 因此 有必要保留一部分管道内的空间 为预见水 量的增长留有余地 避免污水溢出而妨碍环境卫生 2 污水管道内沉积的污泥可能分解析出一些有害气味 需留出当的 空间 以利管道内的通风 排除有害气体 3 便于管道的疏通和维护管理 设计规范规定污水管道的最大设计充满度如表所示 最大设计充满度 管径 D 或渠道高度 H mm 最大设计充满度 h D 或 h H 200 300 0 55 350 450 0 65 500 900 0 70 10000 75 在计算污水管道充满度时 设计流量不包括淋浴或短时间内突然 增加的污水量 但当管径小于或等于 300mm 时 应按短时间内的充满度复 核 保证污水不能从管道中溢流到地面 2 设计流速 最小设计流速是保证管道内不产生淤积的流速 室外排水设计规范 规定污水管渠在设计充满度下最小设计流速为 0 6m s 含有金属 矿物 固体或重油杂质的生产污水管道 其最小设计流速宜适当加大 明渠的最 小设计流速为 0 4m s 3 最小设计坡度 在污水管网设计时 通常使管道敷设坡度与设计区域的地面坡度基 本一致 在地势平坦或管道走向与地面坡度相反时 尽可能减小管道敷设 城市给水排水 课程设计 河南城建学院 坡度和埋深对于降低管道造价显得尤为重要 但由该管道敷设坡度形成的 流速应等于或大于最小设计流速 以防止管道内产生沉积 因此 将相应 于最小设计流速的管道坡度称为最小设计坡度 从水力计算公式可知 设计坡度与设计流速的平方成正比 与水力 半径的 4 3 次方成反比 规范只规定最小管径对应的最小设计坡度 管径 200mm 的最小设计坡度为 0 004 管径 300mm 的最小设计坡度为 0 003 较大管径的最小设计坡度由最小设计流速保证 4 污水管道埋设深度及管道的衔接 1 污水管道埋设深度 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 管道的顶部离开地面的垂直距离称为覆土厚度 污水管道的最小覆土厚度 一般应满足下述三个因素的要求 1 防止管道内污水冰冻和因土壤冰冻膨胀而损坏管道 2 防止地面荷载而破坏管道 3 满足街区污水连接管衔接的要求 2 污水管道的衔接 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 二为管顶平接 二 排水系统体制的确定 对生活污水 工业废水和降水所采用的不同的排除方式所形成的排水系 统 称为排水体制 又称排水制度 排水系统的体制主要有合流制和分流 制两种基本方式 合流制排水系统是将生活污水 工业废水和雨水混合在一个管渠内排除的 城市给水排水 课程设计 河