给排水网的设计研究与实际应用毕业论文.doc

给排水网的设计研究与实际应用毕业论文第一章 设计任务1.1广西省兴业县某地区状况资料1.1.1 自然状况1.该镇平均风速4m/s，夏季为3m/s。风向：冬季 西北向 频率20%；夏季 东南向 频率26%；年主导风向 东南向 频率22%。2.大气压力：夏季710 mmHg；冬季722 mmHg。3.温度：年平均温度15；最高温度40；最低温度-1。4.最大冻土深度：0.7m。5.地下水水位：平均距地表8m。6.地质状况：地表0.5m为耕土，0.5-1.5m为亚粘土，1.5-4.0m为粘土，4-10m为砂、砾石、卵石层，地表2m处承载能力为2Kg/cm2。7.河流水文地质状况：在95%水量保证率下流量为50m3/s，流速1.2m/s，水位标高（级泵站处）374.0m；20年一遇洪水时，流量为300m3/s，流速3.0 m/s，水位标高（级泵站处）377.0m。8.地震等级：因水库会诱发地震，故该镇设计按砖-混凝土结构建筑，四层为主。地震烈度等级按里氏6级。1.1.2 工程现状资料1.该镇由国家出资建设，规划道路设计宽度25 m。其中人行道宽按3m两侧布设，用混凝土面砖铺设；非机动车道按4m两侧布设；机动车道宽11m均用沥青路面。2.地表以下敷设有通讯光缆。给水管道布置标高（管中心）距地表2.0m。生活污水、雨水管道位于路面下3m及以下。本设计暂不考虑其相互（空间及平面）交叉。3.地表以下1.5m内设有通讯、天然气、给水管道。雨水在路中央，本设计暂不考虑与污水管立体交叉。4.人防工程设于城市绿地以下3m处。5.本地区可自产钢筋混凝土排水管和供应地方建材。6.电力供应充足。7.管道建设拟采用招标方式进行。8.市内排向污水管道的生产废（污）水经局部处理达到排放下水道的标准。1.1.3 远期规划10年内达到设计人口。自然人口增长率按2考虑，在2025年内随高层建筑发展人口密度按增加1倍考虑。1.2 给水部分1.2.1兴业县某地区最大设计供水量计算资料1.该镇居住面积上人口密度按700人/公顷计算，按生活用水分区划分属一区。2.有完善的给水排水设备和家用太阳能热水器，无集中供热水设备。平均日用水量为110L/人d，其不均匀系数为K时=1.5。3.工业企业用水和工作人员用水印染厂和染整厂生产及生活最大用水量都为12L/s，设其用水量变化与该镇居民用水同步 步。城市污水处理厂最大用水量为9.0L/s。4.公共建筑最高日平均时设计用水量镇政府：3.6L/s；中学：3.8L/s；火车站：4.0L/s；宾馆：3.5L/s，车厂：3.3L/s5.浇洒绿地、道路设计用水量按3.2L/s计。6.未预见水量：按设计流量20%考虑。上述（1）（6）项水量之和作为设计水量，由泵站供给。7.消防用水：根据有关规定1确定，此水量在管网平差时用作校核用。1.2.2 绘制日用水量变化曲线及计算水塔、清水池容积1.计算最高日用水量。2.根据给定的最高日用水量比例绘制最高日逐时用水量变化曲线。表1-1 最高日各时段用水量（%）时间（h）0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-12用水量（%）2.62.52.52.53.03.14.14.95.15.46.25.5时间（h）12-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24用水量（%）5.15.05.04.94.75.25.25.04.13.02.82.63.按如下表格计算出清水池和水塔的容积表1-2清水池和水塔调节容积计算表时段（1）用水量（%）（2）二级泵站供水量（%）（3）一级泵站供水量（%）（4）清水池调节容积（%）水塔调节容积（%）（7）无水塔时（5）有水塔时（6）0112222323244.根据消防条件确定清水池和水塔的容积1.2.3 环状管网布置1.输水管定线；2.环状管网定线；3.环状管网简化。1.2.4 管段流量、管径和水头损失计算及环状网计算1.求沿线流量和节点流量；2.求管段计算流量；3.参考经济流速，确定各管段在设计流量时的流速、水头损失，进行管网平差（精度要求闭合差0.5 m）；4.平差结果按教材给水工程（第四版）表6-6（P57）格式填写完成。1.2.5 确定水塔高度、水泵扬程（房屋按4层计算）1.最大用水时，控制点所需最小服务水头；2.最大用水时水泵扬程；3.水塔水柜底标高；4.最大转输时水泵的扬程。1.2.6 异常情况下的校核1.不利管段事故时，供水能力按70%设计流量校核；2.消防时管径校核:；3.最大转输时校核。1.2.7 给水系统设计要求1.给排水平面布置图 1#2.二级泵站构造详图 3#3.最高用水时，环状管网计算图 3#4.最高用水时、最大转输时环状管网等水压线图 3#5.任意主干管的断面图 3#6.节点详图 3#7.附属构筑物详图 3#8.设计计算说明书1.3 排水管网部分1.3.1排水管网设计内容1.设计排水量的计算（1）工业企业排放污水的设计流量计算印染厂厂内生产、生活污水量按给水的90%计，设总排出管埋深为-2.0米，请将其接入城市污水管道；（2）公共建筑（火车站）设计排水量计算1）火车站集中排水量3.5升/秒，设计总排出管埋深为-2.0米；2）镇政府排水量按给水的90%计，设总排出管埋深为-1.8米，请将其接入城市污水管道；3）中学排水量按给水的90%计，设总排出管埋深为-2.5米，请将其接入城市污水管道；4）车场排水量按给水的90%计，设总排出管埋深为-2.5米，请将其接入城市污水管道；5）宾馆排水量按给水的90%计，设总排出管埋深为-2.8米，请将其接入城市污水管道；（3）城市人口生活污水设计流量计算人口密度：700人/公顷居住地污水量标准：按给水标准的80%计（有热水淋浴）居民区见附图（4）雨水设计流量计算地区：兴业县某地区暴雨公式、综合径流系数按地区取值。设计重现期P：P=3地面积水时间t1：t1=20min折减系数m：m=2.52.平面布置（1）定排水区界（2）划分排水流域(污水及雨水两个系统)（3）选择城市污水处理厂位及排出口（4）拟定干管及主干管路线及水力计算(污水及雨水两个系统)（5）支管路线及接管（6）泵站（中途、局部或终点）位置的确定（7）管道附属构筑物的布设要求绘出：污水及雨水管道平面布置图3.水力计算（1）计算，填写街坊面积表（2）计算比流量，q0（3）填写污水干管设计流量计算表（4）填写污水主干管水力计算表要求绘出：绘制污水或雨水干管纵剖面图1.3.2 排水管网设计要求1.排水管网平面布置图(和给水布置在一张图上) 1# 2.某个构筑物的详图 1#3.排水主干管纵剖面图 3# 4.雨水、污水提升泵站详图 3#5.附属构筑物详图 3#6.出水口详图 3#7.设计计算说明书注：最终图纸数量不得少于12张，其中1号图2张，其余3号图不少于10张，1号图必须手绘,其余必须计算机绘制。第二章 给水管网设计计算2.1 设计用水量的组成（1）综合生活用水量，包括居民生活用水和公共建筑及设施用水；（2）工业企业生产用水和工作人员生活用水量；（3）消防用水量；（4）市政用水量，主要指浇洒道路和绿地用水量；（5）未预见用水量及给水管网漏失水量。2.2 设计用水量的计算（1）最高日用水量计算由设计资料所给平面图计算出该城镇居民用地的面积为384.93公顷，所以总人口数为384.93700(1+2/1000)10=269990人，取270000人计算。可知该城镇位于一区，综合生活用水定额为110L/capd，自来水用水普及率为100%。综合生活用水量式中 q最高日生活用水量定额m/(dcap) N设计年限内计划人口数 f自来水普及率，%。则 工业生产用水量印染厂生产和生活最大用水量为24L/s（2073.6 m/d）。浇洒道路和绿地用水 浇洒绿地、道路设计用水量按3.2L/s（276.48 m/d）计。公共建筑用水量共计公共建筑用水量Q5=49L/s（4233.6m3/d）城市未预见水量及管网漏失水量按最高日用水量的15%-25%计。本设计取未预见水量系数为20%Q5=20%(Q1+Q2+Q3+Q4)= 20%(29700+2073.6+276.48+4233.6)=7256.7m3/d=83.99L/s最高日用水量（2） 最高日平均时用水量（3） 最高日最高时用水量表2-2-1时间0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-12用水量2.62.52.52.53.03.14.14.95.15.46.25.5时间12-1313-1414-1515-1616-1717-1818-19 19-2020-2121-2222-2323-24用水量5.15.05.04.94.75.25.25.04.13.02.82.6绘制如下最高日用水量变化曲线：从上表可以看出，10-11点为用水最高时，所以时变化系数为 （4）清水池和水塔有效容积的计算清水池与水塔的调节容积计算数据见下表：表2-2-2小时给水用水量（%）二级泵站供水量（%）一级泵站供水量 （%）清水池调节容积计算（%）水塔调节容积计算（%）有水塔时无水塔时(1)(2)(3)(4)（5）（6）（7）012.62.784.17-1.57-1.39-0.18122.52.784.17-1.67-1.39-0.28232.52.784.16-1.57-1.38-0.28342.52.784.17-1.67-1.39-0.28453.02.784.17-1.17-1.390.22563.12.784.16-1.06-1.380.32674.15.004.17-0.070.83-0.90784.95.004.170.730.83-0.01895.15.004.160.940.840.109105.44.994.171.230.820.4110116.25.004.172.030.831.2011125.55.004.161.340.840.5012135.15.004.170.930.830.1013145.05.004.170.830.830.0014155.04.994.160.840.830.0115164.95.004.170.730.83-0.1016174.75.004.170.530.83-0.3017185.25.004.161.040.840.2018195.25.004.171.030.830.2019205.05.004.170.830.830.0020214.15.004.16-0.060.84-0.9021223.02.784.17-1.17-1.390.2222232.82.784.17-1.37-1.390.0223242.62.784.16-1.56-1.38-0.18累计100.00100.00100.00 13.0312.483.5 清水池设计有效容积为：式中： W1调节容积，m；根据上表可知为最高日用水量的13.03%。 W2消防贮水量，m，按23h火灾延续时间计算，查规范知同一次火灾次数2次，本设计采用2h一次用水量55L/s W3水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水，m，等于最高日用水量的5%10% W4安全储量，m，为避免清水池抽空，清水池可保留一定水深（0.5m）作为安全储量则 水塔有效容积W塔W塔 = W 1 + W 2其中 W 1 调节容积，m3。根据上表可知为最高日用水量的3.5%。W 1 = 3.5%43540.38 = 1523.91 m3W 2 消防贮水量，m3。按10min室内消防用水量计算。W 2 =106001000 = 6 m3W塔 = 1523.91+6 = 1529.91 m3此处设置双水塔，容积为800 m32.3 管网水力计算（1）.水方案的确定该城市，位于河道两边，河流方向由东向西，居民区沿河流两岸较集中，工业区位于河流上游。同时综合以上因素考虑，选定统一供水方案。具体位置如下图：所绘管网简图如下：按照以上的定线，确定主要的供水方向，统计管网各管段的长度，计算集中流量、比流量、沿线流量、节点流量（2）比流量计算城镇供水区总面积A=659ha。管道配水长度，两侧无用水的输水管，配水长度为零，单侧用水管段的配水长度取其实际长度的50%。表2-2-3管段编号2泵站-11-21-33-43-54-66-77-8管段长度（m）300554520765815978663395配水长度（m）000382.5815488331.5197.5续表2-2-3管段编号8-99-1010-1111-1212-135-1313-1411-16管段长度（m）59524736561351425110481048配水长度（m）59524736561351425100续表2-2-3管段编号16-1716-1514-1514-2317-1818-1919-2020-21管段长度（m）6013497782926109501064778配水长度（m）601349778292610475532389续表2-2-3管段编号21-2220-2319-154-火车站12-410-622-23管段长度（m）610610610300815815778配水长度（m）6106106100815815778最高时集中用水流量表2-2-4集中用水户名称印染厂 染整厂火车站镇政府中学宾馆车场宾馆车场集中用水流量（L/s）12124.03.63.83.53.33.53.3所处位置节点编号21342312151544qs = 其中 大用户集中用水量之和 配水干管总长度，不包括穿越广场，公园等无建筑物地区的管线，对于单侧供水，管道长度按1/2计算。（3）沿线流量计算沿线流量计算表2-2-5管段管段长度沿线流量3-4382.58150.0537=20.556 3-543.784-648826.226-7331.517.817-8197.510.628-959531.969-1024713.2710-1110-636581519.6143.7811-1261332.9312-1312-451481527.6143.785-1325113.4914-1577841.7915-1634918.7516-1760132.2817-1818-1919-1519-2020-2320-2121-2222-2361047561053261038961077832.7725.5232.7728.5832.7720.9032.7741.7923-1429215.69合计13063.5701.813.节点流量计算节点流量计算表2-2-6节点 qL1/2 (L/s) 集中流量节点流量1121231/2(20.566+)=32.16832.16841/2(26.22+20.556+43.78)=45.27810.856.07851/2(43.78+13.49)=28.63528.63561/2(26.22+17.81+43.78)=43.90543.90571/2(17.81+10.62)=14.21514.21581/2(10.62+31.96)=21.291233.2991/2(31.96+13.27)=22.61522.615101/2(13.27+19.61+43.78)=38.3338.33111/2(19.61+32.93)=26.273.826.2755.96121/2(52.47+43.99+69.76)=52.1613141516171819202122231/2(27.61+13.49)=20.551/2(41.79+15.68)=28.7351/2(41.79+18.75+32.77)=46.6551/2(18.75+32.28)=25.5151/2(32.28+32.77)=32.5251/2(32.77+25.52)=29.1451/2(32.77+25.52+28.58)=43.4351/2(28.58+32.77+20.90)=41.1251/2(20.9+32.77)=26.8351/2(32.77+41.79)=37.281/2(41.79+32.77+15.69)=45.126.83.620.5528.73553.45540.6632.52529.14543.43544.72526.83537.2845.12合计 701.78649750.786（4）.初步流量分配（5）. 管径按界限流量确定，查给水工程(第四版)92页表7-1表2-2-7管段编号二泵站-11-21-33-43-5管段流量（l/s）605.73/212594.73275.781286.781设计管径(mm)600150800600600管段编号4-66-77-88-99-水塔管段流量(l/s)32.70339.87754.02987.382145.13/2设计管径(mm)250250300350350管段编号9-1010-1111-1212-1313-5管段流量(l/s)35.1325.478184.39154.351258.146设计管径(mm)250200500300600管段编号13-1411-1614-1515-1616-17管段流量(l/s)183.245183.59940.3180.577.584设计管径(mm)500500250350350管段编号17-1818-1919-2020-2121-22管段流量(l/s)45.05915.91439.83440.18913.354设计管径(mm)300200250250150管段编号22-2323-1420-2319-154-12管段流量(l/s)24114.245.0867.355186.0设计管径(mm)200400300300500管段编号6-10管段流量(l/s)28.675设计管径(mm)250（6）.管网平差平差表见附表1经过10次校核平差后，各环闭合差均小于0.05，大环3-4-6-7-8-9-10-11-12-13-5-3的闭合差为h=-1.5501+1.1405+0.4577+1.7995-1.6979-1.0922+1.2340+0.5346+0.4182+1.1628-2.4302=-0.02311满足要求从水塔到管网输水管设两条，每条长度为671.3m每条流量计72.565L/s，管径350mm水头损失为h=alq2=0.4529671(72.565)2=1.6m水塔高度由供水分界线上的10点为控制点确定，该点地面标高为253m，水塔处地面标高为264m，最小服务水头20m，从水塔到控制点水头损失取 9-8-7-6-10则水塔高度为Ht=253-264+1.6+0.8063 +1.0587+1.9544+0.3825+20=16.4m从泵站到管网的输水管计两条，每条输水管长度862m，每条的流量计为1/2605.73(L/s)选定管径600mm，水头损失为h=2alq2=6.12m水泵扬程由距离泵站较远且地势较高的控制点19确定，该点地面标高为255m，水厂泵站的地面标高为255.2m，最小服务水头20m，从泵站到控制点水头损失取3-5-13-14-23-22-21-20-19，吸水管和泵房内水头损失取2m，安全水头取2m，则水泵扬程Hp=Z-H19+h+2+2+20=(255-255.2)+6.12+2.829+0.4577+1.7995+0.5350+1.3351+1.0886+0.1682+0.4716+2+2+20=38.6m（7）.消防校核最高时加消防时校核。本设计城区人口为27万人，根据室外消防用水量规定，在节点19和21点分别加上55L/s,的消防流量，求出各段消防时的流量和水头损失 消防校核平差时初步流量分配图如下： 平差表见附表2从泵站到管网的输水管计两条，每条输水管长度862m，每条的流量计为1/2605.73(L/s)+55选定管径700mm，水头损失为h=alq2=0.01150862(302.865/1000)2=0.91m.水泵扬程由距离泵站较远且地势较高的控制点19确定，该点地面标高为255m，水厂泵站的地面标高为255.2m，消防时最小服务水头10m，从泵站到控制点水头损失取3-5-13-14-23-22-21-20-19，吸水管和泵房内水头损失取2m，安全水头取2m，则 Hp=Z-H19+h+2+2+10=(255-255.2)+0.91+4.8309+0.6952+2.6420+0.32+2.6141+4.2243+0.1276+2.6338+2+2+10=32.85m38.6m经过核算，按最高时用水量确定的水泵扬程满足消防时的需要，不用专设消防泵。（7）最不利管段发生故障时的事故校核。由下区到上区的连接管为最不利管段。假设二泵站到管网当中一段管段发生事故，则城市给水管网事故工况下的用水量必须保证在70，假设最不利管段发生故障，输水量及所有管段的流量和水头损失都约为原来的70。初步流量分配图如下 平差表见附表3从泵站到管网的输水管计两条，一条发生事故，所以另一条输水管长度862m，每条的流量计为424.011(L/s)选定管径700mm，水头损失为h=alq2=0.01150862(424/1000)2=1.78m水泵扬程由距离泵站较远且地势较高的控制点19确定，该点地面标高为255m，水厂泵站的地面标高为255.2m，最小服务水头20m，从泵站到控制点水头损失取3-5-13-14-23-22-21-20-19，吸水管和泵房内水头损失取2m，安全水头取2m，则Hp=Z-H19+h+2+2+10=(255-255.2)+1.78+0.9316+0.5935+1.4689+0.6915+0.5738+0.2536+0.0893+0.2716+2+2+20=30.454m38.6m 经过核算，满足要求。（8）.最大转输时的校核。最大转输时校核方法： 对设置水塔的管网，在最高用水时，由泵站和水塔同时向管网输水，但在一天内抽水量大于用水量的一段时间，多余的水经过管网进入水塔内贮存，因此这种管网还应按最大转输时来核算，以确定水泵能否将水送进水塔。核