给排水管网设计

某城镇给排水管道系统综合设 1 给排水管网综合设计说明书参考目录 第一篇 给排水管网综合设计说明书 第 1 章设计原始资料与设计任务 第 2 章给水管道设计 2 1 设计方案比较 2 1 1 给水系统的体制及选择 2 1 2 净水厂的位置选择 2 1 3 二级泵站供水方案设计 2 2 给水管道设计 2 2 1 管道定线 2 2 2 给水管道的水力计算 2 2 3 给水管道的管材 接口及附件 第 3 章 排水管道设计 3 1设计方案比选 3 1 1 排水系统的体制及选择 3 1 2 工业废水的处理与排放 3 1 3 污水处理厂个数和厂址的选择 3 1 4 跌水井的设置原则 3 1 5 检查井的设置原则 3 2 污水管道设计 3 2 1 管道定线 3 2 2 污水管道的水力计算 3 2 3 污水干管的敷设方式 管材 接口及管道衔接 3 2 4 污水主干管主要工程量表 某城镇给排水管道系统综合设 2 第二篇 管网设计计算书 第 1 章 给水管网计算 1 1 水量计算 1 1 1 规划人口计算 1 1 2 水量计算 1 2 管网水力计算 1 2 1 确定管网计算情况 1 2 2 设计每一管段的初分配流量 1 2 3 管网水力计算 1 2 4 各工况下的管网校核 1 2 4 1 校核事故时的流量和水压要求 1 3 确定管网各节点的节点水头 自由水压 第 2 章 排水管网计算 2 1 污水管网设计 2 1 1 生活污水设计流量计算 2 1 2 工厂生活污水及生产废水设计污水量计算 2 1 3 划分设计管段及计算设计流量 2 1 4 污水管道水力计算 结束语 参考文献 附录 某城镇给排水管道系统综合设 3 第一篇第一篇给排水管网综合设计说明书给排水管网综合设计说明书 第一章第一章 设计原始资料与设计任务设计原始资料与设计任务 课程设计题目某城镇给排水管道系统综合设计 学院地球与环境学院专业环境工程年级 2011 1 班 已知参数和设计要求 一 淮南市 含工业区 总平面图一张 二 淮南市基础资料 1 地区处于平坦地区 地面标高为 26m 2 城区地质情况良好 属于平原地区 3 城市居住区人口 1 5 万 给水人口普及率为 100 污水收集率 100 4 居住区建筑为六层及六层以下的混合建筑 城市卫生设备情况 室内有给排水 设备和淋浴设备 5 城市常年主导风向为北风和西北风 6 由城市管网供水的工厂有甲厂用水量为 40l s 7 浇洒道路及绿地用水量 42l s 8 未预见水及管漏系数取 K 1 2 9 城区主要工厂的工业废水量及工业生活废水量为 40l s 注 以城市的面积为 100 计算 学生应完成的工作 1 设计计算 1 计算各种用水量 编制城市逐时合并用水量图表 2 进行给水管网定线布置 3 进行管网平差计算 4 计算管网各节点的自由水头 节点水头 5 划分污水汇集面积 进行污水管的定线布置 6 计算各种污水管道设计流量 7 完成各种排水管道的水力计算 2 编写设计计算说明书一份 说明书中应列举作为设计根据的资料 详细阐述方案选择的理由及全部计算过程 并附有必要的草图 可用单线表示注明尺寸 说明书要求计算正确 叙述清楚 简明 扼要 文字通顺 篇幅 30 页左右 3 绘制下列设计图各一张 1 城市给水管网平面布置图 2 城市排水管网平面布置图 3 给水干管节点详图 4 污水主干管纵断面图及雨水干管纵剖面图 某城镇给排水管道系统综合设 4 5 城市给排水综合管网平面及断面布置图 目前资料收集情况 含指定参考资料 参考资料 1 中国市政工程西南设计研究院主编 给水排水设计手册 第二版 第 1 册 常用资 料 北京 中国建筑工业出版社 2000 2 中国市政工程西南设计研究院主编 给水排水设计手册 第二版 第 3 册 城镇给 水 北京 中国建筑工业出版社 2000 3 北京市政工程设计研究总院主编 给水排水设计手册 第二版 第 5 册 城镇排水 北京 中国建筑工业出版社 2000 4 北京市政工程设计研究总院主编 给水排水设计手册 第二版 第 6 册 工业排水 北京 中国建筑工业出版社 2000 5 中国市政工程东北设计研究院主编 给水排水设计手册 第二版 第 7 册 城镇防 洪 北京 中国建筑工业出版社 2000 6 于尔捷 张杰主编 给水排水工程快速设计手册第 1 册 给水工程 北京 中 国建筑工业出版社 1996 7 于尔捷 张杰主编 给水排水工程快速设计手册第 2 册 排水工程 北京 中 国建筑工业出版社 1996 8 中华人民共和国国家标准 室外给水设计规范 GB50013 2006 北京 中国计 划出版社 2006 9 中华人民共和国国家标准 室外排水设计规范 GB50014 2006 北京 中国计 划出版社 2006 10 中华人民共和国建设部主编 给水排水制图标准 GB T50106 2001 北京 中 国计划出版社 2002 11 中华人民共和国国家标准 城镇污水处理厂污染物排放标准 GB18918 2002 课程设计的工作计划 1 布置设计工作 2 计算用水量 编制逐时合并用水量图表 3 给排水系统方案的确定 4 给水管网定线布置 确定水厂及水塔 或高位调节水池 位置 5 决定水塔高度和二泵站扬程 计算管网各节点自由水头 节点水头 6 计算污量 7 污水管道的布置和定线 8 污水管道的设计流量计算 9 污水主干管的水力计算 6 学时 某城镇给排水管道系统综合设 5 10 绘制给水及排水管道平面图 12 学时 11 绘制污水主干管的剖面图 6 学时 12 整理说明书 8 学时 任务下达日期 2011 年 2 月 21 日完成日期 年 月 日 指导教师 签名 学 生 张宁 签名 第二章第二章给排水管道设计给排水管道设计 2 12 1 设计方案比较设计方案比较 2 1 12 1 1 给水系统的体制及选择给水系统的体制及选择 根据以前所学只是可知给水系统分为统一给水系统和分系统给水系统 包括 分质给水系统 分区给水系统及多水源给水系统 本设计中的城镇是一个中小 城镇 其工业方面用水量不是很大 使用分水质供水不经济 故采用一种水质统 一供水 此地区地区较平坦 靠近水源地较近 选择单水源给水系统较为合适 从经济方面考虑 单水源统一给水系统的投资也相对较小 经济性较高 综上所述 该城镇的给水系统采用单水源统一给水系统 2 1 22 1 2 净水厂的位置选择净水厂的位置选择 地面高程 水源的种类 水源距给水区的远近等直接影响净水厂的位置选择 在本设计中 靠近此地区有一个较近的水源 且选择河流上游区 水质条件方面 也不存在问题 故本次实例选择在该城镇西南边缘处 详见给水管网平面图 某城镇给排水管道系统综合设 6 2 1 32 1 3 二级泵站供水方案设计二级泵站供水方案设计 根据本设计的城镇的具体地形情况 采用二泵站直接供水方式 即二泵站的 供水量等于用户用水量 所以二级泵站应采用多台水泵大小搭配 以便供给每小 时变化的水量 同时保持水泵在高效范围内运转 2 22 2 给水管道设计给水管道设计 环状管网与树状管网是城市给水管道的设计时主要采用的两种方式 树状管 网投资较小 施工方便 但供水安全性较差 当管中某一段管线损坏时 会造成 该管段以后的所有管线断水 一般适用于小城市和小型工矿企业 此外 由于枝 状网的末端 因用水量已经很小 管中的水流缓慢 水质容易变坏 环状管网将 所有管线连接成环状 某一管段损坏时 其余管线仍能够正常工作 从而保证供 水的安全可靠性 还可以大大减小因水锤作用产生的危害 但是其造价相对较高 施工复杂 一般大中城市采用环状管网 而供水安全性要求较低的小城镇则可以 采用树状管网 但是 为了充分考虑城镇供水的安全可靠性及保证远期经济的发 展 本实例采用环状网方式 此外 为了保证由水厂出水安全供给每个供水区域 故水厂到各个区都采用两条输水管渠 2 2 1 管道定线管道定线 管网定线的主要内容就是在现有的给水区域地形图上确定干管的走向 图形 以及调节水池的位置 定线前需熟悉地形图 明确水源 水厂 调节水池位置以 及各大用户的位置 由于管网定线不仅关系着供水安全 也影响着管网造价 因 此定线时需要慎重考虑 调节水池应尽置于城市合适的位置 以便能有效减压 但又能保证重力区各点的最小服务水头 此外管线应尽可能靠近大用水户 以减 少管线的水头损失 从而减少水泵扬程 调节水池在管网中有重要作用 它的目 标又很明显 故选择调节水池位置时 需考虑防空 整个城市规划及美观等问题 管网定线的基本原则是 1 干管应通过两侧负荷较大的用水区 并以最短距离向用户送水 某城镇给排水管道系统综合设 7 2 靠近道路 公路 以便于施工及维修 3 利于发展 并考虑分期修建的可能性 4 干管尽量沿高地布置 使管道内压力较小 而配水管压力则更高些 5 注意与其他管线交叉时平面与立面相隔间距的规定与要求 根据本实例的实际的地形情况 将管网分为六个大环 使主干管通过主要用 水区域 铺设情况如下图所示 2 2 2 给水管道的水力计算给水管道的水力计算 给水工程总投资中 输水管渠与管网所占的费用 包括管道 阀门 附 属设施等 是很大的 一般约占 70 80 因此必须通过水力计算对各种方 案进行比较 以得到经济合理地满足近期和远期用水的最佳方案 2 2 2 1 确定管网计算情况 某城镇给排水管道系统综合设 8 对于该设计管网 需要计算的情况为 1 最高用水时 2 2 2 2 根据每种计算情况确定水泵的供水量及每一管段的计算流量 每一管段的计算流量的确定 可按下列方法进行 1 求比流量 q比 将管网各管段按节点进行编号 根据计算管段的总长度和总流量计算比流量 q比即 Q q L 比 q 升 秒 式中 Q 城市最高日最高时总用水量 L s 城市最高时各大用户中用水量之和 min s q 管网的总计算长度 m 不包括沿无建筑区域 桥梁通过的L 干管以及房屋支管等的总长度 2 求延线流量 沿 q 根据比流量 比和各管段的计算长度 可计算出各管段的沿线流量沿 qq q沿 比 q L 升 秒 式中 L 各管段计算长度 m 管段沿线流量可列表计算 见设计计算书表 3 3 求各节点流量Q节 节点流量等于连接在该节点上所有管段沿线流量之和的一半 即 1 2 QQ 沿节 详细的计算过程请见设计计算书 2 2 2 3 管网水力计算 对于环状管网 水力计算可按下列步骤进行 1 流量分配 某城镇给排水管道系统综合设 9 根据最大用水时水泵以及管网各节点的出流量 包括大用户的集中流量 可按节点流量平衡条件即进行初步的流量分配 预先假定水流方向 0Q 然后求出各管段流量 2 选管径 在各管段计算流量确定之后 可利用水力计算表 给排水设计手册第二册 根据平均经济流速选管径 平均经济流速一般在大管径 毫米 时采400DN 用 0 9 1 4 米 秒 在小管径时为 0 6 0 9 米 秒 当流量很小时 按平均经济流速选出的管径大小 此时应按通过消防流量的 要求选取最小管径 通过消防流量的最小管径规定如下 小城市 d最小 100mm 中等城市 d最小 100 150mm 大城市 d最小 150 200mm 本设计最小管径可取 d 100mm 或 d 150mm 此外在选管径时 必须考虑 适当留有发展余地 因此 某边远地区的管径可适当放大 输水干管的连络管管径一般与输水管相同 也不小于输水管管径的 20 30 如 其联络管大于 200mm 250dmm 输 3 计算阻抗值 S 由各管段径和长度 计算出相应的阻抗值 S K a L 比阻 a 值和修正系数 K 可由管渠水力计算表查出 见给水排水设计手册第二册 4 计算水头损失 h 按照初步可分配的各管段流量和计算得出的阻抗值 由公式 计算 2 hSq 出各管段的水头损失值 也可根据各管段计算流量和管径 由水力计算表查 i 值 根据公式 h iL 计算水头损失 计算一环的水头损失代数和 即各环闭合差不超过 0 3 0 5 米 且从管网起 某城镇给排水管道系统综合设 10 点至管网终点的闭合差 即大环闭合差不超过 1 0 米时 则管网可不必进行平差 如果闭合差大于上述要求 则必须进行管网平差 5 管网平差 管网平差就是将管网中的流量进行进一步调整 使超负荷段的流量减少 而 欠负荷管段的流量增加 但必须满足的条件 直至各环的闭合差满足0Q 规定要求为止 2 2 2 4 确定二泵站扬程 调节水池最低水位标高及管网各节点的水压 1 确定二泵站扬程 最大用水量时水泵扬程 hz pcDcn HZZHh 式中 ZD 清水池最低水位标高 m ZC 供水区最不利点 控制点 的地面标高 m Hc 供水区最不利点 控制点 所需的自由水头 m 从二泵站到控制点的总水头损失 m n h hz 泵站内吸 压水管水头损失 m 最大用水加消防用水时水泵扬程 10PcDnHZZhhz 式中 10 低压制消防管网在失火地点应保证的自由火头 m ZD 清水池最低水位标高 m ZC 供水区最不利点 控制点 的地面标高 m 从二泵站到控制点的总水头损失 m n h hz 泵站内吸 压水管水头损失 m 注 最高用水时泵站内吸压水管水损失 2 5m 消防时取 3 0m 2 确定调节水池最低水位标高 某城镇给排水管道系统综合设 11 调节水池最低水位标高 tccnHZHh 式中 Hc 重力二区最不利点 控制点 所需的自由水头 m 从调节水池到控制点的总水头损失 m n h 重力二区控制点所在地的地面标高 m c Z 3 计算干管各节点上的实际自由水头 在计算出水泵扬程之后 便可计算干管上各节点的实际自由水头 用以校核 各节点实际自由水压是否满足要求 最后绘制该干管的水力坡线图 4 进行事故校核 根据求出的水泵扬程 按最不利管段损坏而需断水检修的条件 事故时应有 的流量 为设计用水量的 70 核算各点水压是否满足要求 2 2 32 2 3 给水管道的管材 接口及附件给水管道的管材 接口及附件 2 2 3 1 给水管道管材的选取 本实例中管网管材采用球墨铸铁管 球墨铸铁管有较强的抗腐蚀性 而且机 械性能良好 强度高 是理想的管材 球墨铸铁管的重量较轻 很少发生爆管 渗水和漏水现象 可以减少管网漏损率和管网维修费用 球墨铸铁管采用推入式楔形胶圈柔性接口 也可用法兰接口 在本设计中采 用法兰接口 施工安装方便 接口的水密性好 有适应地基变形的能力 抗震效 果好 2 2 3 2 排气阀及排气阀井的选取 在压力管线隆起处设置自动排气阀 使管线投产或检修后通水时 管内空气 可经此阀排出 保证输水畅通 平时用以排出从水中释放出的气体 以免空气积 在管中 导致过水断面积减小和管线水头损失增加 目前排气阀的品种和型号较 多 其选择参见下表 一般是小于 DN350 的管道选用单口排气阀 大于 DN400 的 管道选用双口排气阀 本设计中涉及到的需安装排气阀的管道均小于 DN350 故 某城镇给排水管道系统综合设 12 都选择单口排气阀 其功能和细部构造详见 给水排水设计手册 材料设备 续 册 第 1 册 下图为排气阀的设置 设置条件 公称压力 PN 1 6Mpa 公称通径 DN 400mm 适用温度 t 80 适用介质 清水 污水 双口排气阀单口排气阀 管路及丁字管直径 mm 管路及丁字管直径 mm DD 排气阀直径 DN mm Dd 排气阀直径 DN mm 40075501007516 45075501257516 50075501507516 60075752007520 70075752507520 80075753007525 9001001003507525 1000100100 1200100100 1400150150 1600150150 2 2 3 3 泄水阀的选择安装 在管线的凹处及阀门间管段的最低处须安装泄 某城镇给排水管道系统综合设 13 水阀 它和排水管连接 以排出水管中的沉淀物以及检修时放空水管内的存水 安装时 泄水阀进水管应与母管底部平接并应保持具有一定坡度 泄水阀的布置 及安装可参见 S146 标准图集 泄水阀的设置如图所示 泄水阀井的主要尺寸 泄水阀井的主要尺寸 mmmm 排水丁管 个 闸阀 个 干管直径 DN 排水管直径 dN 阀井井径 DN 湿井井径 DN 规格数量规格数量 200 250 300 350 400 450 500 600 700 800 900 75 75 75 75 100 150 150 200 150 200 150 200 200 250 200 250 250 300 300 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1200 1400 1200 1400 1200 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1600 1600 700 700 700 700 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1200 1000 1200 1200 1200 1200 200 75 250 75 300 75 400 100 400 150 450 150 450 200 500 150 500 200 600 150 600 200 700 200 700 250 800 200 800 250 900 250 900 250 900 300 1000 300 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 75 75 75 75 100 150 150 200 150 200 150 200 200 250 200 250 250 300 300 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 某城镇给排水管道系统综合设 14 100040180012001000 40014001 2 3 3 4 减压阀的选取安装 在该设计中 减压区设置减压阀以减低低区的压力 本实例选用 YBM 型微调 膜片比例减压阀 该减压阀可广泛应用于生产生活给水系统 以及采暖 空调和 消防给水系统 其具体选择如下表所示 其形式如下图所示 2 3 3 5 阀门井的选择设置 输水管道上的阀门一般应设计在阀门井内 阀门井的选择应根据当地实际 情况 且满足操作阀门及拆装管道阀件所需的最小尺寸 本设计中采用井下式操 作立式阀门井 其尺寸选择表如下表所示 形式如下图所示 某城镇给排水管道系统综合设 15 第第 3 3 章章 排水管道设计排水管道设计 3 13 1设计方案比选设计方案比选 3 1 13 1 1 排水系统的体制及选择排水系统的体制及选择 某城镇给排水管道系统综合设 16 城市 居住区或工业企业的排水系统在平面上的布置 随着地形 竖向 规划 污水厂的位置 土壤条件 河流情况 以及污水的种类和污染程度等 因素而定 其中排水体制的选择是至关重要的 排水系统体制有合流制和分 流制两种 合流制是将生活污水 工业废水和雨水混合在统一管渠内排除的 系统 其中合流制又包括直排式 截流式和完全合流制 分流制是将生活污 水 工业废水和雨水分别在两个或者以上各自独立的管渠内排除的系统 其 中分流制又包括不完全分流制 完全分流制和半分流制 合流制排水系统中 截流式合流制在暴雨天 有部分混合污水经截流干 管溢入水体 也会使水体受到一定程度的污染 但很多时候这种污染在可容 忍的范围内 不是常采用 而直排式合流制是将混合的污水不经处理的直接 就近排入水体 由于污水没经处理就排放 使受纳水体遭受严重的污染 故 一般不采用 而完全合流制将生活污水和雨水全部收集送到污水处理长处理 这种排水系统要求管线的管道直径较大 并且雨天污水厂的需要处理的污水 量大大增加 增加了污水厂的规模和运行管理难度 故此系统投资费用较大 在对环境要求非常高的地区才采用 分流制排水系统中 不完全分流制只具有污水排水系统 未建雨水排水 系统 雨水沿天然地面 街道边沟 水渠等原有渠道系统排除 此系统一般 用于小城镇 待城市进一步发展再修建雨水排水系统 完全分流制需要具有 污水和雨水排水系统 新建城市一般都采用这种系统 而半分流制则是既有 分流制也有分流制 此系统一般是在具有合流制的城市需要扩建排水系统时 出现 本设计的区域人口为 1 5 万人的地区 并且此地区内有多条河流 因此 雨水宜就近尽快排入水体 故本实例选择完全分流制排水系统 3 1 23 1 2 跌水井的设置原则跌水井的设置原则 跌水井是设有消能设施的检查井 目前常用的有两种形式 竖管式 或者矩 形竖槽式 和溢流堰式 前者适用于直径等于或者小于 400mm 的管道 而后者 某城镇给排水管道系统综合设 17 适用于 400mm 以上的管道 当排水管 不包括雨水口连接管 跌落水头大于 1m 并 处于下列情况时 宜设跌水井 跌落水头小于 1m 时 一般只将检查井底部做成 斜坡 而不采取专门的跌水设施 当管径不大于 200mm 时 一次落差不宜超过 6m 当管径为 300 400mm 时 一次落差不宜超过 4m 溢流堰式跌水井的主要 尺寸及跌水方式等均应通过水力计算求得 也可用阶梯跌水方式代替 当井中水的跌高小于 1m 的时候为检查井 当跌落差大于 1m 的时 为消减 水流速度防止冲刷检查井内应有消能措施 即为消能井 当进水管的管径大于 300mm 时 进水管的数量不得大于 3 根 对于可能被淹没的地区必须要密闭检 查井 此外 接入泵站之前 以及倒虹吸管之前一定直线距离上的检查井需要加 设沉泥槽而成为沉砂井 跌水井具体形式的选择见下表 当地面的坡度较大 若管道采用地面坡度将会导致流速过大 超过最大流速 5m s 从而造成对于管道的冲刷 若坡度较小则无法保证管线综合设计中对于污 水管道埋深的要求 此时 应添加跌水井 本实例由于地形起伏较大 故地面坡 度较大 故在多处采用了跌水形式 3 1 53 1 5 检查井的设置原则检查井的设置原则 为便于对管道系统做定期检查和清通 必须设置检查井 检查井有井底 某城镇给排水管道系统综合设 18 包括基础 井身和井盖 包括盖底 三部分组成 另外 由于污水管道中污 水流量逐渐增加 管径增加较大 且污水输送主要依靠重力 因此当有支管接入 或者坡度 管渠尺寸发生变化时 不得采用弯头连接 必须采用检查井连接 其 具体设置条件如下 1 管道方向转折处 2 管道破读改变处 3 管道断面 尺寸 形状 材质 基础 接口变更处 4 管道交汇处 包括当雨水管直径小于 800mm 时 雨水管接 入处 5 直线官道上每隔一定距离处 先下表 检查井在直线管段的最大间距应根据疏通方法等具体情况确定 一般宜按 室外排水设计规范 GB50014 2006 规定取值 当检查井中跌水高度小于 1m 的时候为检查井 当跌落差大于 1m 的时 为 消减水流速度防止冲刷检查井内应有消能措施 即为跌水井 当进水管的管径大 于 300mm 时 进水管的数量不得大于 3 根 对于可能被淹没的地区必须要密闭 检查井 此外 接入泵站之前 以及倒虹吸管之前一定直线距离上的检查井需要 某城镇给排水管道系统综合设 19 加设沉泥槽而成为沉砂井 3 23 2 污水管道设计污水管道设计 3 2 13 2 1 管道定线管道定线 污水管道系统的定线是在设计的城镇 地区 总平面图上确定污水管道的位 置和走向 正确的定线是设计合理的 经济的污水管道系统的先决条件 是污水 管道系统设计的重要环节 管道定线遵循主干管 干管 支管顺序依次进行 定 线遵循的主要原则是 应尽量可能地在管线较短 埋深较小的情况下 让最大区 域的污水能自流排出 通常要考虑的几个因素是 地形和布局规划 路线数目和排水体制 污水厂和出水口位置 当地具体的 水文地质条件 实际的道路宽度 原有的地下管线及构筑物的位置 工企业和产 生大量污水的建筑物的分布情况 考虑管道综合的情况 其中一般地形是影响管 道定线的主要因素 在污水定线之前应先进行排水区界和划分排水流域 排水区界是污水排水系 统设置的界限 丘陵或地形起伏的地区 可以按等高线划分水线 分水线同流域 分界线基本一致 地形平坦无明显分水线的地区 可以依据面积的大小划分 使 各相邻的流域的管道系统能合理的分担排石面积 是干管在在最大合理埋深的情 况下 流域内绝大部分污水能以自流方式接入 本设计中城镇地形较简单 地形起伏不大 所以设置一条污水主干管就可以 了 管线的具体位置和走向详见草图 3 2 23 2 2 污水管道的水力计算污水管道的水力计算 在管线的定线后 需要进行水力计算 以便合理 经济地确定管道断面尺寸 坡度和埋深 为了简化计算 目前排水管道的水力计算采用均匀流公式 在遵循 设计充满度 设计流速 最小管径 最小设计坡度和一级最小埋深的原则下进行 水力计算 计算时污水的设计流量和粗糙系数为已知值 在选择管径后 通过水 力计算表 确定流速和充满度 在计算时应画出相应管段的草图 具体的计算过 程 数据详见计算书 某城镇给排水管道系统综合设 20 3 2 33 2 3 污水干管的敷设方式 管材 接口及管道衔接污水干管的敷设方式 管材 接口及管道衔接 污水干管以埋地方式敷设 采用圆形断面的管渠 圆形断面有较好的水力性 能 在一定坡度下 指定的断面面积具有最大的水力半径 因此流速大 流量大 此外 圆形管便于预制 使用材料经济 对外压力的抵抗力较强 当管径小于等 于 800mm 时 从施工和建设经济性方面考虑 宜采用 HDPE 双壁波纹管 可以 减轻管道重量 而且不漏水 抗腐蚀性能好 其主要特点是 1 抗冲压 抗震性 好 抗不均匀沉降好 耐酸碱 抗腐蚀 无毒 路色环保 化学性质稳定 设计 使用年限 50 年 2 柔性接口 管节长 接口 数量少 且接口为电熔接口 借口强度一般 对施工要求高 3 水利条件 摩阻小 内壁光 滑 不易结垢 此种塑料管采用橡胶 圈的柔性接头 由于塑料管材具有一定的伸缩 性 因此其基础可以直接采用砂土基础 但为了管道的安全 常采用混凝土带型 基座 从工程 水泥砂浆抹带接口水泥砂浆抹带接口 总体造价来看并不比混凝土管高 并且它便于 施工能缩短工期近 50 当管径大于 800mm 时可以采用钢筋混凝土管 但是由于钢筋混凝 土管管节短 接头多 自重较大 所以其接口 宜采用水泥砂浆抹带接口 企口管 平口管 承插管均可以采用此种接口 若地基土质较好 钢丝网水泥砂浆抹带接口钢丝网水泥砂浆抹带接口 则可以采用钢丝网水泥砂浆抹带接口 排水管道基础一般由地基 基础和管座 3 部分组成 对于钢筋混凝土管 其 基础要求比较夯实 因此常采用混凝土带状基础 管座按形式不同可以分为 90 135 180 三种管座基础 不同直径的管道在检查井内的连接 宜采用管顶平接或水面平接 水面平接可 有效地减少埋深 但是极易造成下游水面高于上游而出现回水现象 管顶平接可 某城镇给排水管道系统综合设 21 有效地避免回水现象 但是会使埋深加大 相同管径的管道宜采用水面平接 不 同直径宜采用管顶平接 3 2 43 2 4 污水主干管主要工程量表污水主干管主要工程量表 序号名称规格材料单位 1 污水管 DN300 钢筋混凝土米 2 污水管 DN400 钢筋混凝土米 3 污水管 DN500 钢筋混凝土米 4 污水管 DN600 钢筋混凝土 米 5 污水检查 井 700 砖砌个 6 污水检查 井 1000 砖砌个 第二篇第二篇 管网设计计算书管网设计计算书 第第 1 1 章章 给水管网计算给水管网计算 1 11 1 水量计算水量计算 1 1 11 1 1 规划人口计算规划人口计算 从长远发展的角度出发采用远期规划人口 即 15000 人 1 1 21 1 2 水量计算水量计算 法一 人均综合指标法法一 人均综合指标法 1 城镇居民生活用水量 根据 综合生活用水定额 教材 P522 并结合该城镇的具体地理位置 最 高日选取 200 L cap d 给水普及率 100 则最高日的居民综合生活用水量为 Q1 qNf 20015000 3 10 6 d 3 m 3 2 工厂用水量 根据所给资料 工厂每天的生产用水量与生活用水量为 Q2 40l s 3 其他用水 本实例中其他用水为道路浇洒 Q3 42l s 各在 6 7 时和 19 20 时进行浇洒 4 管道漏失水量为 Q4 26 8I s 5 最高时设计用水量 Qh 210l s 1 21 2 二泵站供水及及清水池 调节水池容积计算二泵站供水及及清水池 调节水池容积计算 1 2 11 2 1 二级泵供水方案设计二级泵供水方案设计 某城镇给排水管道系统综合设 22 管网内未设水塔调节水池 故二泵站的供水量等于用水量 即水泵采用每日 每小时供水量等于用水量供水的办法 所以二级泵站应采用多台水泵大小搭配 以便供给每小时变化的水量 同时保持水泵在高效范围内运转 由前面的表 2 可以绘制出 用水量逐时变化图 1 2 21 2 2 清水池 调节水池容量计算清水池 调节水池容量计算 清水池是给水系统的调节构筑物 整个给水系统的调节水量实际清水池来分 担 清水池容积计算的表如下 清水池调节容积 时间用水量 二级泵站供 水量 一级泵站供 水量 无水塔时 0 12 15 2 15 4 17 2 02 1 21 70 1 70 4 17 2 47 2 31 68 1 68 4 16 2 48 3 41 70 1 70 4 17 2 47 4 52 56 2 56 4 17 1 61 5 64 28 4 28 4 160 12 6 75 34 5 34 4 171 17 7 85 53 5 53 4 171 36 8 96 24 6 24 4 162 08 9 105 64 5 64 4 171 47 某城镇给排水管道系统综合设 23 10 114 93 4 93 4 170 76 11 125 02 5 02 4 160 86 12 135 00 5 00 4 170 83 13 145 03 5 03 4 170 86 14 155 12 5 12 4 160 96 15 165 42 5 42 4 171 25 16 175 96 5 96 4 171 79 17 185 63 5 63 4 161 47 18 195 45 5 45 4 171 28 19 205 22 5 22 4 171 05 20 213 15 3 15 4 16 1 01 21 222 71 2 71 4 17 1 46 22 232 58 2 58 4 17 1 59 23 241 97 1 97 4 16 2 19 累计100 00 100 00 100 00 17 31 表格的计算说明 5 项 3 项 4 项 清水池容积为 5 项的所有正值 或者所有 负值 与总用水量的乘积 1 清水池容量计算 清水池中除了贮存调节用水量之外 还应存放消防用水和水厂内冲洗滤池 排泥等用水 因此清水池有效容积等于 2 123 WWWW 池 式中 调节容积 1 W 3 米 消防用水 居住区和工厂可按二小时火灾延续时间的消 2 W 3 米 防用水总量计算 水厂生产量水量 一般按最高日用水量的 5 10 考虑 3 W 3 米 消防容积等于二级泵站供水量减去一级泵站供水中的正值或者负值的总和 1 W 其中一级泵站设为 24 小时均匀供水 调节容积 W1 1809617 31 3132 42 m3 消防容积 W2 70L S26060 504 m3 水厂生产用水量 W3 180968 1447 75 m3 清水池的容积 W池 3132 42 504 1447 75 5084 17m3 2 调节水池中除了贮存调节水量外 还需要贮存部分消防水量 因此 调节水池总容积等于 W调节水池 W1 W2 某城镇给排水管道系统综合设 24 3 式中 调节容积 1 W 3 米 消防贮水量 按 10min 室内消防用水量计算 2 W 3 米 调剂容积等于重力二区和减压区最高日用水量的 15 1 W 112 243 62415 1121 30 m3 1 W 根据规范室内消防用水为 10L S 10L S1060 6 m3 2 W 求得 W调节水池 1121 30 6 1127 30 m3 1 31 3 管网水力计算管网水力计算 下图为管网水力计算草图 1 3 11 3 1 确定管网计算情况确定管网计算情况 本次实例中根据实际情况采用无水塔供水和重力供水 其计算情况为 某城镇给排水管道系统综合设 25 1 最高用水时 2 最高用水加消防 3 事故校核时 1 3 11 3 1 根据每种计算情况确定水塔 小泵的供水量及每一管段的计算流量 根据每种计算情况确定水塔 小泵的供水量及每一管段的计算流量 1 计算比流量 q比 将管网各管段按节点进行编号 根据计算管段的总长度和总流量计算比 流量 q比即 Q q L 比 q 升 秒 式中 Q 城市最高日最高时总用水量 L s 城市最高时各大用户中用水量之和 min s q 管网的总计算长度 m 不包括沿无建筑区域 桥梁通过的L 干管以及房屋支管等的总长度 本设计中最高日最高时的用水量为 210L s 管网总计算长度为 18240 m 集中流量为 40L s 210 40 18240 0 0056L s m 比 2 计算沿线流量 沿 q 根据比流量 比和各管段的计算长度 可算出各管段的沿线流量沿 qq q沿 比 q L 升 秒 式中 L 各管段计算长度 m 表表 3 3 各管段沿线流量计算表各管段沿线流量计算表 比流量 qs 0 0056 L s 管段编 号 管段实长 m 管段计算长 度 m 管段沿线流量 Q L s 18608607 998 41200120011 16 51200120011 16 1 78608607 998 21300130012 09 31200120011 16 41200120011 16 2 61300130012 09 某城镇给排水管道系统综合设 26 7 8608607 998 8 1100110010 23 9 1100110010 23 3 12 8608607 998 6 1300130012 09 9 1100110010 23 10 1100110010 23 4 11 1300130012 09 12 8608607 998 139009008 37 149009008 37 5 17 8608607 998 11 1300130012 09 14 9009008 37 15 9009008 37 6 161300130012 09 总长 m 1824018240 3 管道的节点流量 节点流量等于连接在该节点上所有管段沿线流量之和的一半 即 Q节 0 5 Q沿 Q集 表表 4 4 节点流量计算表节点流量计算表 节点编 号 与节点连接 的管段 Q沿 Q节 0 5 Q沿 Q集 节点1 00 1 5 19 158 9 579 节点2 00 1 2 4 31 248 15 624 节点3 00 2 3 23 25 11 625 节点4 00 5 7 8 29 388 14 694 节点5 00 4 6 7 9 41 478 20 739 节点6 00 3 6 10 33 48 16 74 节点7 00 8 12 13 26 598 13 299 节点8 00 10 11 14 38 688 19 344 节点9 00 9 11 12 14 30 6915 345 节点10 00 13 17 16 368 8 184 某城镇给排水管道系统综合设 27 节点11 00 14 16 17 28 458 14 299 节点12 00 15 16 20 46 50 23 1 3 3 1 3 3 管网水力计算管网水力计算 对于枝状管网 水力计算比较简单 即根据各节点流量便可按的条0Q 件 求出各管段流量 然后按平均经济流速确定管径 计算各管段水头损失 对于环状管网 则水力计算可按下列步骤进行 1 流量分配 根据最大用水时水泵及调节水池供水量以及管网各节点的出流量 包括大用 户的集中流量 可按节点流量平衡条件即进行初步的流量分配 先假0Q 定水流方向 求出管段流量 区域管段管径初分流量 l s 环号 1 1 200 17 171 420020 720023 681 5200 7 592 2300 52 795 3300 64 42 630064 42 环号 2 4200 20 7200 23 681 925040 1220020 656 环号 3 8200 16 579 6300 64 42 1030064 42 1120020 环号 4 9250 40 12200 20 656 1420020 17200 15 752 环号 5 13200 23 936 11200 20 1525029 075 16200 21 155 环号 6 14200 20 某城镇给排水管道系统综合设 28 1 3 41 3 4 各工况下的管网校核各工况下的管网校核 1 3 4 11 3 4 1 用水最高时的管网平差用水最高时的管网平差 经过流量初分以后进行管网平差 管网平差管网平差 初步分配流量 第一次较正环 号 管 段 管长 m 管径 mm q L s 1000iH m sq Q L s 1000ih m sq 270630049 92 2 5131 77 0 036 49 69 2 4921 76 0 035 613121506 54 1 9842 60 0 398 6 26 1 8382 41 0 385 7933250 27 78 2 171 2 03 0 073 28 01 2 204 2 06 0 073 81114300 42 56 1 88 2 09 0 049 42 79 1 898 2 11 0 049 0 26 0 556 0 00 0 543 q 0 26 2 0 586 0 232 359420024 52 5 2453 12 0 127 24 57 5 2583 12 0 127 417801507 38 2 4664 39 0 595 7 43 2 4664 39 0 595 5875150 11 79 5 767 5 05 0 428 11 74 5 683 4 97 0 428 61312150 6 54 1 984 2 60 0 398 6 26 1 838 2 41 0 398 0 14 1 548 0 13 1 548 q1 0 14 2 1 632 高 压 区 0 047 初步分配流量 第一次较正环 号 管 段 管长 m 管径 mm q L s 1000iH m sq q L s 1000ih m sq 10126030047 74 2 5493 21 0 067 47 78 2 5533 22 0 067 144791507 66 2 91 39 0 181 7 82 3 011 44 0 184 15833250 18 77 1 176 0 98 0 052 18 73 1 172 0 98 0 052 16868250 37 86 4 207 3 65 0 096 37 82 4 198 3 64 0 096 0 03 0 397 0 04 0 400 q1 0 03 2 0 397 0 038 11124820018 5 3 4474 30 0 232 18 4 3 4134 26 0 232 126221505 0 1 3530 84 0 168 4 9 1 3050 81 0 168 131210150 8 2 3 279 3 97 0 483 8 3 3 351 4 05 0 483 14479150 7 66 1 933 0 93 0 121 7 8 2 996 1 44 0 121 0 25 1 004 0 42 1 004 重 力 一 区 q1 0 25 2 1 004 0 124 初步分配流量 环 号 管 段 管长 m 管径 mm q L s 1000ih m sq 1990530048 20 2 5952 35 0 049 2339715012 85 7 4312 95 0 230 24579200 20 83 4 28 2 48 0 119 重 力 二 区 25706250 36 52 3 937 2 78 0 076 某城镇给排水管道系统综合设 29 0 04 0 473 2074520020 56 4 1793 11 0 151 2160415010 82 5 4243 28 0 303 22792200 20 92 4 314 3 42 0 163 23397150 12 85 7 431 2 95 0 230 0 02 0 847 管 段 管 长 m 管径 mm q L s 1000ih m 26 80015010 835 4334 3464 减 压 区 27 7001005 0610 2167 1512 通过上表计算节点水力情况 说明 下列表中数据是通过计算机软件计算得出 与实际有小差别 1 41 4 确定二泵站扬程 调节水池最低水位标高及管网各节点的水压确定二泵站扬程 调节水池最低水位标高及管网各节点的水压 1 节点 6 的定压节点水头为 50m 2 计算管网各节点的节点水头和自由水压 节点 节点编 号 节点流 量 节点水头 地面标 高 自由水压 19 95745 30272619 3027 215 62446 827632620 82763 520 73943 133342617 13334 414 69444 730892618 73089 311 62548 070892622 07089 616 74502624 713 29943 372622617 37262 819 34441 79692615 7969 915 34540 850452614 85045 108 18442 908812616 90881 1114 29942 883972616 88397 1250 2338 53042612 5304 某城镇给排水管道系统综合设 30 第第 2 2 章章排水管网计算排水管网计算 2 2 1 1 污水管网设计污水管网设计 2 1 12 1 1 生活污水设计流量计算生活污水设计流量计算 1 设计参数的确定 给水定额 200 L cap d 设计人口数 15000 人 污水收集率为 100 Qd 200 15000 34 7l s 总变化系数 Kz 2 7 Qd 0 11 2 7 34 7 0 11 1 8 Q1 KzQd 1 8 34 7 62 46l s 2 1 22 1 2 工厂生活污水及生产废水设计污水量计工厂生活污水及生产废水设计污水量计 算算 Q2 Q3 40L S 2 1 32 1 3 划分设计管段及计算设计流量划分设计管段及计算设计流量 1 划分设计管段 根据管网平面布置 划分设计管段 定出检查井位置并编号 定出主干管的 设计管段长度 2 街坊排水面积的划分 根据污水管网的布置 划分各设计管段服务的街坊排水面积 编上号码并 按其平面形状计算面积 以公顷计 用箭头表示污水流向 污水主干管服务面积 街区编 号 123456 街区面 积 m2 10 5 10 32 15 6 9 46 14 3 7 74 11 6 3