给水排水管网课程设计.doc

河南城建学院给水排水管网系统课程设计班 级 026413163 专 业 给排水科学与工程 设计时间 2015.12.212016.1.1 设计地点 九号楼A502 课程名称 给水排水管网系统 指导教师 谭水成 市政与环境工程学院2015年12月前 言课程设计是课程学习期间的一项重要的实践性教学环节，是获得工程知识必不可少的锻炼和实现培养目标的重要手段。本次课程设计为杭州市给水排水管道工程设计，设计时间为两周。整个设计包括三大部分：给水管道设计、污水管道设计和雨水管道设计。在大致了解杭州市地形位置和分布后，我决定采用整体供水满足城市用水需求的供水方案。给水管道的设计内容主要包括管线布置及水厂选址、设计流量的计算、清水池容积的确定、管网的水力计算、管网平差和校核等。考虑到城市的初步规划以及资金投资问题，排水体制采用完全分流制，即污水和雨水分别设置独立的管道系统。生活污水和工业废水通过污水排水系统送至污水处理厂，经处理后再排入水体；雨水是通过雨水排水系统直接排入水体。排水管道的设计内容主要包括排水体制的确定、设计流量计算和管网水力计算。课程设计让我们结合所学知识，运用CAD、鸿业软件进行绘图和平差校核计算，绘制出自己设计的给水排水管道总平面布置图和污水干管纵剖面图。通过课程设计，我们可以将以前学的基础理论、基本技能及专业知识有机地统一起来，形成一个较为全面的专业知识水平能力框架，为今后更深层次的专业学习打下坚实的基础。PrefaceCurriculum design is not only an significant practical teaching link during the study of course , but also an requisite exercise to obtain engineering knowledge and an important mean to realize the training objectives. The curriculum design is the Hangzhou water supply and drainage pipeline engineering design, and design time is two weeks. The whole design is divided into three parts: the design of the water supply pipeline, the design of the sewage pipe and the design of the rainwater pipeline.In the general understanding of Hangzhou topographic location and distribution, I decided to use the overall water supply scheme to meet the demand for urban. Water supply pipeline design content mainly includes Pipeline layout and water plant site selection , calculation of the designed flowrate of water supply pip , determination of the volume of clear water tank, Hydraulic calculation of pipe network , adjustment and check of pipe network and so on. Considering the problem of cities in the initial planning and capital investment, the drainage system adopts full streaming, namely sewage and rainwater are respectively arranged independently of the pipeline system. Domestic sewage and industrial wastewater through the sewage drainage system to send to the sewage treatment plant, treated and then discharged into the water; rainwater is through rainwater drainage system is discharged directly into water bodies. The design content mainly includes the calculation of drainage pipe drainage system determination of design flow calculation and hydraulic. Curriculum design let us combined with the knowledge, using CAD, Hongye software drawing peace difference calculation, draw stem designed for water supply and drainage pipeline in general layout drawing and the sewage pipe profile. Through the curriculum design, we can unify previous the basic theory, basic skills and professional knowledge, the formation of a more comprehensive professional knowledge level framework, for the future in a deeper level of professional and lay a solid foundation for learning. 目录第一章 课程设计任务书11.1 设计题目：11.2 原始资料：11.3 课程设计内容：11.3.1 城市给水管网扩初设计11.3.2 城市排水管网扩初设计21.4 设计参考资料21.5 设计成果21.6 要求21.7 其他2第二章 给水管网设计与计算32.1 供水方式的选择32.2 给水管网的布置32.2.1 水厂的选址原则32.2.2 管网定线要求32.3 基本数据的确定42.4 设计用水量计算42.4.1 最高日设计用水量计算42.5 清水池调节容积52.6 管网水力计算62.6.1 集中流量的计算：62.6.2 比流量计算：62.6.3 沿线流量计算：72.6.4 节点流量计算82.7 管网平差92.7.1 环状管网流量分配计算92.7.2 管径的确定102.7.3 管网平差结果及流量分配102.7.4 水压计算122.7.5 二级泵站的计算142.8 消防校核142.9 事故校核18第三章 污水管网设计与计算223.1 排水体制的确定223.2 污水管道设计要求223.3 污水管道的定线233.4 污水设计流量的计算233.5 污水管道的水力计算243.5.1 水力计算设计参数243.5.2 污水干管的水力计算25第四章 雨水管网设计与计算274.1 雨水管道布置274.2 雨水管网的定线274.3 主干管的相关参数的确定274.4 雨水设计流量计算284.4.1 杭州市的平均径流系数284.4.2 杭州市的暴雨强度公式284.5 雨水管道的水力计算设计参数284.6 雨水管道水力计算29参考文献：32第一章 课程设计任务书1.1 设计题目： 杭州 市给水排水管道工程设计。1.2 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4007+3304+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10000吨/天。2） B工厂，日用水量8000吨/天。4、城市土质种类为粘土，地下水位深度为 8 米。5、城市河流水位： 最高水位：85米，最低水位：70米，常水位： 75米。6、城市地面覆盖情况：地面种类面积（%）屋面50混凝土路面30草地201.3 课程设计内容：1.3.1 城市给水管网扩初设计1）城市给水管网定线（包括方案定性比较）；2）用水量计算，管网水力计算；3）清水池、水塔容积计算、水泵扬程计算；4）管网校核；5）绘图（平面图）。1.3.2 城市排水管网扩初设计1）排水体制选择；2）城市排水管网定线；3）任选1条污水和雨水管路进行水力计算；4）绘图（平面图、纵剖面图）。1.4 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、给水排水管道系统教材3、给水排水管网系统教材1.5 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、城市给水排水管道总平面布置图1张，比例尺为1：10000（1号图）；3、污水总干管纵剖面图1张（由指导教师指定某一段，长度大约350米左右）（3号图）。1.6 要求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。1.7 其他1、设计时间：2015-2016学年第一学期（第16、17周,2015年12月21号-2016年1月1号）；2、上交设计成果时间： 17周周五下午；3、设计指导教师：张奎、谭水成、宋丰明、朱伟萍。第二章 给水管网设计与计算2.1 供水方式的选择该城市的地势相对比较平坦，没有太大的起伏变化。城市的外围有一条自南向北转向东流的河流，无天然划分，故不采用分区供水；市中各工业企业对水质无特殊要求，故不进行分质供水。综上所述，因而采用统一的给水系统。2.2 给水管网的布置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。2.2.1 水厂的选址原则1）给水系统布局合理；2）不受洪水威胁；3）有较好的废水排除条件；4）有良好的工程地质条件；5）有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；6）少拆迁，不占或少占良田；7）施工、运行和维护方便。 根据以上原则把水厂建在河流的上游。2.2.2 管网定线要求1.随水流的方向以最短的距离布置一条或数条干管，干管位置应布置在用水量较大街区通过，干管的间距，一般为500-800米。2.连接管之间的间距一般为800-1000米。3.干管一般沿城镇规划的道路定线，尽量避免在高级路面或重要道路下通过。根据以上原则合理的对管网进行布置，详见平面图。2.3 基本数据的确定由原始资料该城市位于杭州,1区1760公顷，2区1650公顷 人口数为1760300+1650400=124.85万人，查室外排水设计规范可知该城市位于一分区，为特大城市。从设计规范查出：综合生活用水定额采用330 L/(人d)；浇洒道路用水量定额采用1.5 L/（次），每天浇两次；绿化用水量按2 L/（d）计算；城市的未预见水量和管网漏失水量按20%计算；2.4 设计用水量计算城市设计用水量按最高日用水量计算,包括:居民综合生活用水、工业企业生产用水和工作人员生活用水、浇洒道路和绿化用水、城市未预见水量和管网漏失水量。2.4.1 最高日设计用水量计算分区人口密度（人/公顷）面积（公顷）人口数（人）40017607040003301650544500参考教材，取综合生活用水定额为330 L/(人d)。用水普及率为100%。1) 城市最高日综合生活用水量Q1 ： Q1= qNf/1000式中，Q1城市最高日综合生活用水； q城市最高日综合生活用水量定额/（人d）；城市设计年限内计划人口数；f城市自来水普及率，采用f=100%Q1=qNf/1000=3301248500/1000=412005 m/d2) 工业企业生产用水量：工业企业生产用水量Q2 ：Q2= Q2A+Q2B=10000+8000=18000 m/d3) 市政用水量Q3：Q3 =(q3aN3af3+q3bN3b)/1000式中，q3a城市浇洒道路用水量定额L/（次）；q3b城市绿化用水量定额L/（d）；N3a城市最高日浇洒道路面积（）；f3城市最高日浇洒道路次数；N3b城市最高日绿化用水面积（）。Q3=(q3aN3af3+q3bN3b)/10000=（1.51023100002+268210000）/1000=44330 m/d4）未预见水量和管网漏失水量：Q4=0.2（Q1+Q2+Q3）=0.2（412005+18000+44330）= 94867 m/d5）最高日设计用水量：Qd= Q1+Q2+Q3+Q4 = 412005+ 18000+ 44330+ 94867= 569202 m/d6） 最高日最高时设计用水量：Qh=KhQd/24=1.2569202/24=28460.1 m/h = 7905.6 L/s2.5 清水池调节容积由教材可知，取清水池调节容积为15%清水池中除了储存调节用水外 还存放消防用水,则清水池有效容积W为W= W1+ W2+ W3+ W4式中,W清水池有效容积（m ）；W1清水池调节容积（m）；W2消防储水量（m ），按2小时火灾延续时间计算；W3水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水，取最高日用水量的3%计算；W4安全储水量清水池调节容积W1= Qd15% = 85380.3 m消防水量 W2 : 该城市人口为124.85万人，确定同一时间内的火灾次数为4次，一次用水量分别为110 L/s，火灾持续时间为2h，故W2411023600/10003168 m水厂自用水按最高日用水量的5%计：W3= Qd5%=28460.1 m清水池的安全储量W4 按以上三部分容积和的10%计算。因此，清水池的有效容积为W=（1+10%）（W1 +W2 +W3）=（1+10%）(85380.3+3168+28460.1)=128709.2 m取整数为：W=130000 m清水池的个数一般不少于两个，并能单独工作和分别放空。如有特殊措施能保证供水要求时，亦可采用一个，但须分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。本设计取两个清水池，每座有效容积为65000 m。取清水池有效水深为5.0m, 平面尺寸为LB=130m100m。2.6 管网水力计算集中用水量主要为工业企业生产用水量和职工生活用水量或其他大用户用水量。本设计中不考虑职工生活用水量。2.6.1 集中流量的计算：JS-22节点有工厂A，qA=115.7 L/S；JS-6 节点有工厂B，qB=92.6 L/S；最高日最高时用水量Qh = 7905.6 L/s。2.6.2 比流量计算：QL=( Qh -qni)/ Lmi=（7905.6-208.3）/ 51010=0.1509 L/(s.m)Qh-为最高日最大用水量L/s；q-为大用户集中流量 L/s；L-管网总的有效长度 m。2.6.3 沿线流量计算：沿线流量计算数据见下表：表2-1 沿线流量计算表管道编号管长(m) 配水系数 有效长度 比流量 沿线流量1-2880 0.5440 0.1509 66.37 1-37961 0.5480 0.1509 72.50 2-3966 0.5483 0.1509 72.89 2-382979 12979 0.1509 449.59 3-41389 11389 0.1509 209.59 4-5925 1925 0.1509 139.54 4-39747 1747 0.1509 112.72 5-6467 1467 0.1509 70.48 6-7385 1385 0.1509 58.09 7-8818 1818 0.1509 123.47 8-9780 1780 0.1509 117.64 8-39711 1711 0.1509 107.30 9-10292 1292 0.1509 44.00 9-38921 1921 0.1509 138.96 10-11396 1396 0.1509 59.70 10-30718 1718 0.1509 108.42 11-12538 1538 0.1509 81.11 12-131608 11608 0.1509 242.66 12-40468 1468 0.1509 70.65 13-141465 11465 0.1509 221.02 13-42533 1533 0.1509 80.43 14-15704 1704 0.1509 106.24 15-16595 1595 0.1509 89.82 15-43948 1948 0.1509 143.09 16-171113 11113 0.1509 167.88 17-18415 1415 0.1509 62.63 18-19639 1639 0.1509 96.40 19-20852 1852 0.1509 128.59 19-43856 1856 0.1509 129.16 20-211283 11283 0.1509 193.58 20-42824 1824 0.1509 124.28 21-22455 1455 0.1509 68.67 22-23915 1915 0.1509 138.00 22-41804 1804 0.1509 121.28 23-24574 1574 0.1509 86.61 24-25672 1672 0.1509 101.41 25-261686 11686 0.1509 254.44 26-27838 1838 0.1509 126.41 26-41646 1646 0.1509 97.41 27-28393 1393 0.1509 59.31 27-402119 12119 0.1509 319.74 28-291146 11146 0.1509 172.97 28-291661 11661 0.1509 250.70 29-30791 1791 0.1509 119.35 29-40438 1438 0.1509 66.05 30-31564 1564 0.1509 85.12 30-381099 11099 0.1509 165.77 31-32934 1934 0.1509 140.95 31-361956 11956 0.1509 295.12 32-33757 1757 0.1509 114.21 32-352428 12428 0.1509 366.37 33-341672 11672 0.1509 252.35 34-351017 11017 0.1509 153.47 35-36385 1385 0.1509 58.17 36-37989 0.5494 0.1509 74.61 38-39797 1797 0.1509 120.19 总计52908 51010 0.1509 7697.45 2.6.4 节点流量计算管段中任一点的节点流量等于该点相连各管段的沿线流量总和的一半，0.5。节点流量计算数据见下表：表2-2节点流量计算表节点编号节点连接管段节点流量(L/s)集中流量(L/s)节点总流量(L/s)11-2 1-370.00 0.00 22-1 2-3 2-38294.43 294.43 33-2 3-4141.24 141.24 44-3 4-5 4-39230.93 230.93 55-4 5-6105.01 105.01 66-5 6-764.29 92.59 156.88 77-6 7-890.78 90.78 88-7 8-9 8-39174.21 174.21 99-8 9-10 9-38150.30 150.30 1010-9 10-11 10-30212.12 212.12 1111-10 11-1270.41 70.41 1212-11 12-13 12-40197.21 197.21 1313-12 13-14 13-42272.06 272.06 1414-13 14-15163.63 163.63 1515-14 15-16 15-43169.58 169.58 1616-15 16-17128.85 128.85 1717-16 17-18115.26 115.26 1818-17 18-1979.52 79.52 1919-18 19-20 19-43177.08 177.08 2020-19 20-21 20-42223.23 223.23 2121-20 21-22131.13 131.13 2222-21 22-23 22-41327.95 115.74 443.69 2323-22 23-24112.31 112.31 2424-23 24-2594.01 94.01 2525-24 25-26177.93 177.93 2626-25 26-27 26-41239.13 239.13 2727-26 27-28 27-40252.73 252.73 2828-27 28-29 28-29241.49 241.49 2929-28 29-28 29-30 29-40304.54 304.54 3030-29 30-31 30-10 30-38239.33 239.33 3131-30 31-32 31-36265.60 265.60 3232-31 32-33 32-35310.77 310.77 3333-32 33-34183.28 183.28 3434-33 34-35202.91 202.91 3535-34 35-32 35-36289.01 289.01 3636-35 36-37 36-31213.95 213.95 3737-36 37-173.56 73.56 3838-9 38-2 38-39 38-30437.26 437.26 3939-38 39-4 39-8170.11 170.11 4040-29 40-27 40-12228.22 228.22 4141-22 41-26109.35 109.35 4242-13 42-20102.36 102.36 4343-15 43-19136.13 136.13 总计7903.08 8111.41 2.7 管网平差2.7.1 环状管网流量分配计算根据节点流量进行管段的流量分配分配步骤：（1）按照管网的主要方向，初步拟定个管段的水流方向，并选定整个管网的控制点。（2）为可靠供水，从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线，这些平行干管中尽可能均匀的分配流量，并且满足节点流量平衡的条件。（3）与干管线垂直的连接管，其作用主要是沟通平行干管之间的流量，有时起一些输水作用，有时只是就近供水到用户，平时流量不大，只有在干管损坏时 才转输较大的流量，因此连接管中可以较少的分配流量。2.7.2 管径的确定管径与设计流量的计算：q=Av= D= 设计中按经济流速来确定管径进行平差，确定实际管径表2-3 界限流量表管径界限流量Ls管径界限流量Ls1009450130-1681509-15500168-23720015-28.5600237-35525028.5-45700355-49030045-68800490-68535068-96900685-82240096-1301000822-11202.7.3 管网平差结果及流量分配表2-4 平差计算依据和结果平差计算依据和结果平差类型 反算水源压力2、计算公式 柯尔勃洛克公式 1.0/0.5=-2.0*lgk/(3.7*D)+2.5/(Re*0.5) Re=V*D/ 计算温度：10 =0.0000013、局部损失系数：1.204、水源点水泵参数: 无参数5、管网平差结果特征参数水源点编号节点流量(L/s)节点压力(m)JS1-7905.600130.226 最大管径(mm):2200.00最小管径(mm):300.00 最大流速(m/s):1.350最小流速(m/s):0.075 水压最低点 JS17压力(m):121.76 自由水头最低点 JS17自由水头(m):32.00表2-5 管道参数计算管道编号管径(mm)管长(m)流量(L/s)流速(m/s)千米损失(m)管道损失(m)JS1-JS21800 880 2730.70 1.0350.4720.415JS1-JS372200 961 5174.90 1.3140.5910.568JS2-JS31400 966 1708.72 1.0680.6770.654JS2-JS381000 2979 774.19 0.9460.7992.381JS3-JS41400 1389 1601.88 1.0020.5970.830JS4-JS51200 925 1168.79 0.9930.7070.653JS4-JS39600 747 258.43 0.8701.2570.939JS5-JS61200 467 1089.36 0.9260.6170.288JS6-JS7500 385 114.83 0.5530.6580.253JS7-JS8500 818 46.17 0.2220.1190.098JS8-JS9500 780 73.55 0.3540.2840.221JS8-JS39600 711 159.15 0.5360.4970.354JS9-JS10800 292 354.24 0.6740.5450.159JS9-JS38800 921 394.37 0.7500.6690.616JS10-JS11900 396 623.57 0.9400.8970.355JS10-JS30700 718 349.55 0.8681.0410.748JS11-JS12900 538 570.31 0.8600.7550.406JS12-JS131200 1608 1071.94 0.9110.5980.961JS12-JS40900 468 650.80 0.9810.9740.456JS13-JS14700 1465 387.09 0.9611.2671.855JS13-JS42800 533 479.07 0.9120.9730.519JS14-JS15600 704 263.32 0.8861.3030.917JS15-JS16500 595 112.97 0.5440.6380.380JS15-JS43500 948 22.09 0.1060.0310.029JS16-JS17500 1113 15.51 0.0750.0160.018JS17-JS18500 415 71.67 0.3450.2700.112JS18-JS19500 639 131.82 0.6350.8560.547JS19-JS20700 852 346.62 0.8611.0240.873JS19-JS43500 856 80.87 0.3900.3390.290JS20-JS21500 1283 113.82 0.5490.6470.831JS20-JS42700 824 401.65 0.9981.3601.120JS21-JS22600 455 213.00 0.7170.8670.395JS22-JS23500 915 139.07 0.6700.9480.867JS22-JS411400 804 1633.50 1.0210.6200.499JS23-JS24500 574 54.12 0.2610.1600.092JS24-JS25500 672 16.99 0.0820.0190.013JS25-JS26500 1686 151.57 0.7301.1181.885JS26-JS271600 838 2048.65 0.9820.4900.411JS26-JS411400 646 1716.21 1.0730.6820.441JS27-JS281600 393 2174.49 1.0420.5500.216JS27-JS40500 2119 65.33 0.3150.2270.482JS28-JS291600 1146 2332.86 1.1180.6300.722JS28-JS29300 1661 24.29 0.3200.4350.722JS29-JS301800 791 3476.25 1.3170.7530.596JS29-JS401000 438 888.75 1.0861.0430.457JS30-JS312000 564 3987.14 1.2250.5770.325JS30-JS38500 1099 19.69 0.0950.0250.028JS31-JS32600 934 211.77 0.7130.8580.801JS31-JS362000 1956 4396.01 1.3500.6971.364JS32-JS33500 757 95.41 0.4600.4630.351JS32-JS35500 2428 118.70 0.5720.7011.702JS33-JS34500 1672 43.23 0.2080.1060.177JS34-JS35500 1017 196.71 0.9481.8451.876JS35-JS36800 385 534.00 1.0161.2000.462JS36-JS372200 989 5091.84 1.2930.5730.566JS38-JS39500 797 29.39 0.1420.0520.0