李23设计说明书.doc

排水工程课程设计说明书学 院： 水利与环境学院 专 业： 给水排水工程 学生姓名： 李营营 学生学号： 20090570109 指导老师： 周荣敏 某城镇污水管网系统初步扩大设计一、 基本设计资料1.1 现有某城镇地形图（附图），比例1:10000。该城镇北部有一条B江通过。 该江既是城市的重要供水水源，也是污水的收纳水体。为了保护环境， 防止其水质进一步恶化，促进该市经济的持续发展，因此需要建设排水 管渠，对污水进行收集、处理，以适应市政建设发展的需要。由于到该 地区雨季雨量较大，且该城市规划的道路较宽，拟采用完全分流制排水 系统，分别建独立的雨水、污水管道系统。本次课设只要求完成污水排 水系统的初步扩大设计。1.2 根据自然地形将该城镇作为一个独立的排水区域进行设计，设一个污水 处理厂，污水由污水管道系统统一收集后，分别送至污水处理厂处理后 排放。从整个城市现状和发展综合分析，污水厂选址于西侧地势较低处。1.3 根据城市的总体发展规划，拟定排水系统设计期终服务居住区人口密度 为350人/ha，生活污水量标准按平均日140L/cap.d计。1.4 工业废水的处理和排放 该城镇的工业企业主要有棉纺厂、针织厂、 食品厂、皮毛厂等。棉纺厂工业污水设计流量为40L/s，食品厂工业污 水设计流量为15L/s，针织厂工业污水设计流量为20L/s，皮毛厂工业 污水设计流量为25L/s。这些工业废水经过局部处理，水质达到GB8978 96污水综合排放标准三级标准，排入城市下水道，由污水厂统一 处理排放。各工厂排水口管底埋深要求不小于2.00米。1.5火车站污水设计量为15L/s，污水管道起端管底埋深不小于1.50米。1.6要求设计区内街道污水管道最小埋深不小于1.00m。二、主要设计任务 根据给定的地形图及基础资料，进行该城镇污水管道系统的初步设计。要求完成如下的设计任务：2.1 根据地形图，进行该城镇污水管道系统的平面布置（包括主干管、干管 和支管），简要说明规划布置的基本原则；2.2根据污水排水系统的平面布置情况，进行污水管道主干管、干管、支管 的污水设计流量计算； 2.3进行污水管道的水力计算，列出主要计算过程与计算数据表；2.4绘制污水管道系统的平面布置图和污水主干管的纵剖面图。三、污水管道设计计算3.1 污水系统布置形式 该城镇北部有B江自东向西流过，主要工业企业集中在城区东南部，南部有火车站，。地势较高，自西向东逐渐降低，等高线较为平缓，故将该城镇作为一个独立的排水区域进行设计。干管基本上与等高线垂直布置，因此主干管沿该城镇北面的街道布置，基本与等高线平行；干管则根据主干管布置情况与街区分布布置，街道支管布置在街区地势较低的一侧的道路下。整个管道系统呈截流式形式布置，如下图所示： 污水管道平面布置图（初步设计）3.2 街区编号及面积计算 将各街区编号，并用箭头标出各街区污水排出的方向，如上图所示。在平面图上按照个街区的平面范围查询各个街区的面积，列于下表中。街区面积街区编号12345678街区面积（ha）5.325.3554.62264.765.887.7956.7556.44街区编号910111213141516街区面积（ha）4.374.3553.75343.914.836.1955.5053.23街区编号1718192021222324街区面积（ha）3.42.95532.893.574.764.254.947.3712街区编号25262728293031街区面积（ha）1.76924.425.464.162.752.87972.56053.3 划分设计管段，计算设计流量将各干管和主干管中有本段流量进入的点（一般定为街区两端）、集中流量及旁侧支管进入的点，作为设计管段的起讫点的检查井并编上号码。污水管道竖干管长2000m，根据设计流量变化的情况将其划分为12、23、34、45、56、67、78共七个主干管设计管段；根据街区情况又布置了四条干管：91011127、1314155、16171819206、21222324251。该系统设计期终服务居住区人口密度为350人/ha，生活污水量标准为140L/(capd)，则比流量为：。 此城镇东南有四个集中流量，分别为食品厂、纺织厂、针织厂、皮毛厂、火车站，设计流量分别为15L/s、40L/s、20L/s、25L/s、15L/s。各设计管段的设计流量列表进行计算。设计的主干管及干管的设计流量详见附表“污水干管及主干管设计流量计算表”。3.4 污水管道水力计算3.4.1水力计算的计算依据查阅室外给水设计规范，其中对污水管道的一些设计参数做了规定。本设计遵循以下原则： 最大设计充满度要求如表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/H2003000.553504500.655009000.710000.75当在给定的设计充满度条件下，管径越大，相应的最小设计坡度值也就越小。管径不大于300mm时，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。在街道下的最小管径为300mm。在进行管道水力计算时，由管道设计流量计算得出的管径小于最小管径时，应采用最小管径值。为了保证管道内不产生淤积的流速，除不计算管段外，管道最小设计流速为0.6m/s，金属管道的最大设计流速为10m/s。设计规范规定:车行道下最小覆土厚度不宜小于0.7m;污水管段支管的最小埋深应大于0.6m.结合本课程设计要求，设计管道的最小埋深为1.00m；街区内起点埋深设为1.5m，各工厂埋深为2.00m本设计方法采用水面平接和管顶平接进行管道衔接。当管径相同时采用水面平接，当管径不同时采用管顶平接。管道均采用钢筋混凝土管，粗糙系数n=0.014。3.4.2各干管及主干管水力计算过程在确定设计流量后，便可以从上游管段开始依次进行主干管各设计管段的水力计算。一般常列表进行计算如附表“污水干管及主干管水力计算表”所示。水力计算步骤如下： （1） 从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度列入表中第2项。（2） 将各设计管段的设计流量列入表中第3项。设计管段起讫点检查井处 的地面标高列入表中第10、11项。（3） 计算每一设计管段的地面坡度（地面坡度=地面高差/距离），作为确 定管道坡度时参考。（4） 确定起始管段的管径以及设计流速v，设计坡度I，设计充满度h/D。 首先拟采用最小管径300mm，即查附录2-2附图3。在附图中，管径 D和管道粗糙系数n为已知，其余4个水力因素只要知道两个即可求 出另外两个。现已知设计流量，另一个可根据水力计算设计数据的 规定设定。本设计中由于管段的地面坡度很小，为了不使整个管道 系统的埋深过大，宜采用最小设计坡度为设计数据。将所确定的管 径D、坡度I、流速v、充满度h/D分别列入表中第4、5、6、7项中。（5） 确定其他管段的管径D、设计流速v、设计充满度h/D和管道坡度I。 通常随着设计流量的增加，下一个管段的管径一般会增大一级或两 级，或者保持不变，这样便可根据流量的变化情况确定管径。然后可 根据设计流速随着设计流量的增大或保持不变的规律设定设计流速。 根据Q和v即可在确定D的那张水力计算图或表中查出相应的h/D 和I值，若两个值符合设计规范的要求说明水力计算合理，将计算 结果填入表中相应的项中，因此在查水力计算图或表时实际存在一 个试算过程。（6） 计算各管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度： 根据设计管段长度和管段坡度求降落量，列入表中第9项； 根 据管径和充满度求管段的水深，列入表中第8项； 确定管网系统 的控制点； 求设计管段上、下端的管内底表标高，水面标高及埋 设深度。四、总结经过一周的努力，我终于完成了排水工程课程设计。首先，我要感谢导师周荣敏老师，是她在百忙之中抽出宝贵时间指导我们，使我们设计得以顺利完成。再次，在论文写作过程中，碰到过许多困难和问题，也得到过许多同学的热心帮助，在此对他们一并表示衷心的感谢!由于水平有限，在设计中难免出