常-州-大-学(文献综述)03.doc

精品文档序号： 常州大学毕业设计（论文）前期材料（2012届）学 生 杨秋荣 学 号08434125 学 院 环境安全与工程学院专业班级 给水082 题 目常州市聚湖半岛住宅小区给水排水管网综合设计类 别 毕业设计 毕业论文 校内指导教师 彭明国 专业技术职务 高工 校外指导老师 专业技术职务 材 料 目 录序号名 称数量备注1毕业设计（论文）任务书112文献综述（设计类）或开题报告（论文类）113外文翻译（封面、译文、原文）11二一二年一月常 州 大 学毕业设计（论文）文献综述（2012届）题 目 常州市聚湖半岛住宅小区给水排水管网综合设计学 生 杨秋荣 学 院 环境安全与工程学院专 业 班 级 给水082 校内指导教师 彭明国 专业技术职务 高工 校外指导老师 专业技术职务 二一二年一月题目：常州市聚湖半岛住宅小区给水排水管网综合设计1、 前言1 课题研究的意义，国内外研究现状和发展趋势1.1.课题研究的意义随着现代城市建设高速发展，人民生活水平的不断提高，人们对环境的要求越来越高，除了人车分流的基本要求外，小桥流水、鸟语花香已成为小区景观建设的基本元素，对于给排水的要求也是如此，好的环境能改善一个人的心情，当然包括给排水管网，而且大型小区的设备用房往往面积大，布置复杂，且绝大部分都设置在地下。上述种种原因都使得面积大型化、功能多样化、布置复杂化成为小区建设的必然趋势。由此给大型居住区的给排水、雨水、消防等总体管网设计也带来了很多新的问题。于是，利用有限的土地资源和狭窄的空间，选择一种综合、安全而又经济合理的管网系统，给建筑设计者在给排水设计规划中带来了新的挑战。本课题为常州市聚湖半岛住宅小区给水排水管网综合设计。常州拥有丰富的河网水系、充沛的水资源总量，却被列为全国300个缺水城市之一（水质型缺水），为了常州的可持续发展，水资源的永续利用成为一个迫切需要解决的课题。其水资源问题不容乐观，水资源短缺和水环境污染日趋严重。对水资源进行合理开发、高效利用、全面节约、有效保护和综合治理，已成为一项重要的战略任务1。生活用水作为总用水量中很重要的一部分，对其合理利用有助于减轻水资源短缺的压力。做好该课题的研究，将对常州市节水做出一定贡献，更能为小区居民提供安全，可靠，经济的生活用水。1.2国内外研究的现状国内现状：我国是一个水资源严重短缺的国家，居世界第88位，仅为世界人均占有量的14，在我国，年平均降水量中约有56%消耗于陆地蒸发和植物蒸腾，即降雨资源转化为地表径流（二次水资源）的水资源利用率仅为44%，目前全国城市水源只有30%符合卫生标准全国七大水系有一半以上被污染，流经42各大中城市的44条河流中大约有93%被污染。全国669座城市中有400座供水不足，110座严重缺水，大部分在我国北方及西北半干旱、干旱地区，其中华北地区水资源紧缺已成为制约国民经济发展的重要障碍；在32各百万人口以上的特大城市中，有30个长期受缺水困扰；在14个沿海开放城市中，有9个严重缺水。其中，严重缺水城市占16.5%，有3亿多人存在饮水不安全。而且根据资料显示：我国水资源最终利用量仅相当于一次水资源利用的7.5%，二次水资源利用的18%，三次水资源利用的56.25%，我国水资源分布存在显著时空不均。且水资源分布南北显著不均，全国水资源的81%集中分布在长江及其以南地区，而淮河及其以北地区，水资源量仅占全国的19%。总体来说：水资源的分布南方地区多于北方地区，东部地区多于西部地区。国外现状：国外的很多国家虽然总水量比我国少。然而其人口数与我国相比更少，因此水资源人均水平比我国高。即使这样，西方发达国家对给排水管网的设计仍有足够的重视。电子计算机在城市管网的优化和管网平差中得到普及，大大的提高了工作的效率与计算的精度；在管网的经济技术分析、供水管网检漏技术、给排水管网的水力计算、排水设备等许多方面都有突破。以水量流失率为例，通常自来水管道的漏损率在10%左右。为了减少漏损，国外在管道铺设时选用质量较好的管材并采用橡胶圈柔性接口，另外加强日常的管道检漏工作。例如，新加坡公用事业局严查自来水输送各个环节的水管“跑，冒，滴，漏”现象、水表损坏以及被他人通过非法连接偷水的现象。这使得新加坡的全国水量流失率，即水厂生产水量与出售到市场上的水量差异控制到最低限度，仅为5%，成为全世界失水量最低的国家。日本东京的水量流失率为6%，而亚洲大多数城市水量流失率高达40%60%3。1.3.发展趋势给排水管网综合设计的发展趋势，向电子计算机计算、设计的发展。在设计，施工，维护管理的各个方面，尽可能多的运用计算机，是工程设计达到科学化、规范化。另外GIS（地理信息系统）在管网中的运用已初见端倪，它将成为一个重要发展方向。地理信息系统(geographicinformationsy stem，简称GIS)是在计算机硬件和软件支持下，运用地理信息科学和系统工程理论，科学管理和综合分析各种地理数据，提供管理、模拟、决策和预报等任务所需要的各种地理信息的计算机管理系统。随着网络时代的到来，作为城市公共服务事业的供水企业利用Internet在网上发布和出版空间数据，为用户提供空间数据浏览、查询和分析功能将成为GIS在供水管理中发展的必然趋势，因此建立一种基于WEB的GIS系统是供水行业未来的发展要求。2 课题的研究目标、内容和拟解决的关键问题2.1.课题的研究目标根据总平面图和设计原始资料，结合给排水管线布置的原则，选择合理的管线走向，并进行相关水力计算，最终为聚湖半岛住宅小区提供优化的给排水管线布置方案。2.2.课题研究内容（1）根据提供的总平面图和设计原始资料进行给水、污水、雨水管道的定线，并确定管材；（2）根据定线方案，进行给水、污水、雨水管网的水力计算，确定相关参数；（3）根据计算结果，编制设计说明书，绘制管线平面布置和纵剖面等相关图纸。2.3.课题拟解决的关键问题:管线的综合布置和水力计算。二、设计方案的确定1方案的原理、特点与选择依据1.1.给水管网1.1.1.给水管网的布置要求(1)按照城市规划平面图布置管网，布置时应考虑给水系统分期建设的可能，并留有充分的发展余地。(2)管网布置必须保证供水安全可靠，当局部管网发生事故时，断水范围应减到最少。(3)管线遍布在整个给水区内，保证用户有足够的水量和水压。(4)力求以最短距离敷设管线，以降低管网造价和供水能量费用。1.1.2.给水管网的布置形式尽管给水管网有各种各样的要求和布置，但不外乎两种基本形式：树状网和环状网。树状网一般适用于小城市和小型工矿企业，这类管网从水厂泵站或水塔到用户的管线布置成树枝状。显而易见，树状网的供水可靠性差。另外，在树状网的末端，因用水量已经很小，管中的水流缓慢，甚至停滞不流动，因此水质容易变坏，有出现浑水和红水的可能。环状网中，管线连接成环状，这类管网当任一段管线损坏时，可以关闭附近的阀门使和其余管线隔开，然后进行检修，水还可以从另外管线供应用户，断水的地区可以缩小，从而供水可靠性增加。环状网还可以大大减轻因水锤作用产生的危害，而在树状网中，则往往因此而损坏管线6。1.1.3.给水管道的定线城市给水管网定线是指在地形平面图上确定管线的走向和位置。定线时一般只限于管网的干管以及干管之间的连接管，不包括从干管到用户的分配管和接到用户的进水管。实线表示干管，管径较大，用以输水到各地区。虚线表示分配管，它的作用是从干管取水供给用户和消火栓，管径较小，常由城市消防流量决定所需最小管径。城市管网定线取决于城市平面布置，供水区的地形，水源和调节水池位置，街区和用户特别是大用户的分布，河流、铁路、桥梁等的位置等。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。循水流方向，以最短的距离布置一条或数条干管，干管位置应从用水量较大的街区通过。干管的间距，可根据街区情况，采用500800米。从经济上来说，给水管网的布置采用一条干管接出许多支管，形成树状网，费用最省，但从供水可靠性着想，以布置几条接近平行的干管并形成环状网为宜。干管和干管之间的连接管使管网形成了环状网。连接管的作用在于局部管线损坏时，可以通过它重新分配流量，从而缩小断水范围，较可靠地保证供水。连接管的间距可根据街区的大小考虑在8001000米左右。干管一般按城市规划道路定线，但尽量避免在高级路面或重要道路下通过，以减小今后检修的困难。管线在道路下的平面位置和标高，应符合城市或厂区地下管线综合设计的要求，给水管线和建筑物、铁路以及其它管道的水平净距，均应参照有关规定。考虑上述要求，城市管网将是树状网和若干环组成的环状网相结合的形式，管线大致均匀地分布于整个给水区。供水范围内的道路下需敷设分配管，以便把干管的水送到用户和消火栓。分配管直径至少为100mm，大城市采用150200mm，主要原因是通过消防流量是，分配管中的水头损失不致过大，以免火灾地区的水压过低。1.1.4.设计用水量的计算(1)城市用水分类给水系统是为城市、工矿企业、消防提供用水设施的总称。城市用水按使用目的可分为生活用水、生产用水、消防用水7。(2)城市用水定额用水定额是指设计年限内达到的用水水平，设计年限应符合城市总体规划要求，一般年限是5到10年，远期的是10到20年7。(3)用水量的计算城市总用水量计算时，应包括设计年限内该给水系统所供应的全部用水量：生活用水，生产用水，消防用水，浇晒道路和绿地用水量以及未预见水量和管网中的漏水量。1.1.5.设计流量的分配与管径的计算1.1.5.1.设计流量的分配环状管网分配流量的步骤如下：l 按照管网的主要供水方向，初步拟定各管段的水流方向，并选定整个管网的控制点；l 为了可靠供水，从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线平行干管中尽可能均匀地分配流量，并且符合水流连续性即满足节点流量平衡的条件；l 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，平时流量一般不大，只有在干管损坏时才转输较大的流量，因此连接管中可以分配较少的流量。1.1.5.2.管径的计算l (1)居住生活用水量。l (2)公共建筑用水量。l (3)绿化用水量。l (4)水景、娱乐设施用水量。l (5)道路、广场用水量。l (6)公用设施用水量。l (7)未预见用水量及管网漏失水量。l (8)消防用水量。消防用水量仅用于校核管网计算，不属正常用水量。居住小区的室外给水管道，不论小区规模及管网形状，均应按建筑给排水设计规范361条第2款规定计算节点流量，再叠加区内一次火灾的最大消防流龟(有消防贮水和专用消防管道供水的部分应扣除)，对管道进行水力计算校核，管道末梢的室外消火栓从地面算起的水压，不得低于0IMPa。设有室外消火栓的室外给水管道，管径不得小于100mm。管径的确定应综合考虑管网造价与经营费用，确定经济流速，从而确定经济管径，使管网造价与经营费用之和为最小。设计时常采用平均经济流速来确定管径，当D=100400mm时，平均经济流速取0609ms；当D400mm时，平均经济流速取0914ms，大管取大值，小管取小值。1.1.6.管材的选择设计时应结合各种管材的特性做到管材选用经济、合理。埋地管道长年累月承受输送液体内压、泥土及地面荷载的外压、高温变化引起的拉伸应力以及地基的不均匀沉降等产生的综合应力，还要承受水锤冲击力，因此管材首先应有足够强度。同时结合建设要求做到经济合理。室外给水管道常用管材有承插式给水铸铁管、球墨铸铁管、焊接钢管、镀锌钢管、预应力（自应力）钢筋混凝土管、玻璃钢管、塑料管、复合管等。（1）承插式给水铸铁管：具有较高的机械强度及承压能力，有较强的耐腐蚀性，接口方便，易于施工。其缺点在于不能承受较大的动荷载及质脆。按制造材料分为普通灰口铸铁管和球墨铸铁管，较为常用的为球墨铸铁管。（2）钢管：其优点是耐高压、耐震动、薄而轻及管节长而接口少；缺点是易锈蚀影响使用寿命、价格较高，故需做严格防腐绝缘处理。钢管一般用于管径要求大、受水压力高路段，及穿越铁路、河谷和地震区等管段。（3）预应力和自应力钢筋混凝土管：优点是抗渗性和耐久性能好，不会腐蚀及腐烂，内壁不结垢等，缺点是质地较脆易碰损、铺设时要求沟底平整，且需做管道基础及管座，常用于大型输水系统。（4）玻璃钢管：指玻纤维增强树脂塑料管，这种管材优点在于重量轻，抗腐蚀，安装容易，缺点是刚度小，管道基础要求较严。大口径玻璃钢管在源水引用管道上使用较多，而在供水管网中使用较少。（5）塑料管：其优点在于具有表面光滑、输送流体阻力小、耐腐蚀、重量轻、接口方便等，缺点在于质脆、易老化。主要有硬聚氯乙烯管(UPVC)、聚乙烯管(PE)等。（6）复合管：室外给排水工程中常用的有镀锌钢管衬塑复合管、孔网钢带塑料复合管。1.2.排水管网1.2.1排水体制的选择排水工程设计应以批准的当地城镇总体规划和排水工程总体规划为主要依据。排水体制的选择，应更根据城镇和工业企业规划、当地降雨情况和排放标准、原有排水设施、污水处理和利用情况、地形和水体等条件，综合考虑确定。新建地区的排水系统宜采用分流制。1.2.2排水量确定现就分流制体制的排水量确定进行分析。（1）污水设计总流量Q（L/s）Q=Q1+Q2+Q3其中：Q1为居住区生活污水设计流量（L/s）。按下式计算Q1=nNKz/(243600) n-污水定额（L/(人*d)），含居民生活污水定额和综合生活污水定额，可按当地用水定额的80%90%采用。 N-设计人口数Kz-生活污水量总变化系数，按室外排水设计规范有关规定计取或按实际数据采用。 Q2为工业企业内生活污水量、淋浴污水量（L/s）。应与国家现行的室外给水设计规范的有关规定协调。 Q3为工业企业的工业废水量（L/s）。工业废水量级及其总变化系数应根据工艺特点确定，并与国家现行的工业用水量有关规定协调。（2）雨水设计流量Q（L/s按下式计算：Q=Fq其中：F为汇水面积（ha）其划分应结合地形坡度、汇水面积的大小及雨水管道布置等情况划定。地形较平坦时，可按就近排入附近雨水管道的原则划分汇水面积；地形坡度较大时，应按地面雨水径流的水流方向划分汇水面积。为径流系数。按室外排水设计规范有关规定计取。q为设计暴雨强度（L/（s.ha）。按下列公式计算：q=167A1（1+ClgP）/（t+b）n式中t-降雨历时（min）。t=t1+mt2，t1为地面集水时间，一般取515min；m为折减系数，暗管取2，明渠取1.2；t2为管渠内雨水流行时间8。1.2.3.管材选用室外无压排水管一般很少采用金属管，只有当排水管道需要承受较高压力或对渗漏要求严格的地方（如污水泵站的进水管和出水管等）才采用金属管材。较为常见的为混凝土及钢筋混凝土管，近几年，双壁波纹管、HDPE高密度缠绕管等也在室外排水工程中得到较为广泛的应用。现就钢筋混凝土管、双壁波纹管、HDPE管三种管材的技术性能比较情况列表如下：设计时应根据建设要求结合各种管材的特性做到管材选用经济、合理。1.3.选择依据（1）、设计依据国家现行的设计和施工规范以及提供的总平面图进行。（2）、生活、消防、绿化及公共建筑等用水接市政给水管道，具体定额参见相关规范。2.设计步骤分析本课题的依据及参数；给水管网布置与敷设；给水管道定线，即城在地形平面上确定管线的走向和位置；确定供水，排水管网的管材。计算居住区生活用水量Q1，浇洒道路和大面积绿化用水量Q3，总水量Q，给水管线沿线流量和节点流量。计算管径。污水管水力计算，计算生活污水设计流量，生活污水比流量。污水干管设计流量计算。污水干管、主干管水力计算雨水管网水力计算，排水流域和管道定线，划分设计管段，划分各设计管段的汇水面积，并计算，确定雨水管渠的设计流量。雨水水力计算。3、 阶段性设计计划、设计目标与应用价值周次工作内容检查方式11-14文献资料检索，撰写文献综述。完成文献综述报告，小组讨论审查。15-18英文翻译。完成英文翻译稿。19科研实践。提交科研实践报告。1-3修改完善文献综述和英文翻译，确定管网设计初步方案。提交管网设计初步方案。4-5毕业实习。完成实习报告。6-7确定给水管道的定线方案，进行相关水力计算。提交给水管道定线初步方案，完成相关水力计算报告，审查计算成果。8-9确定污水管道的定线方案，进行相关水力计算。提交污水管道定线初步方案，完成相关水力计算报告，审查计算成果。10-11确定雨水管道的定线方案，进行相关水力计算。提交雨水管道定线初步方案，完成相关水力计算报告，审查计算成果。12-13用AUTO CAD绘制给水、污水、雨水管线平面布置图及管线综合布置图。提交相关图纸，并进行审查。14-15用AUTO CAD绘制污水、雨水主干管纵断面图和设计总说明。提交相关图纸，并进行审查。16-17撰写设计计算说明书。完成设计计算说明书的撰写，审查定稿并按规定格式排版打印。18说明书、图纸定稿，答辩。完成所有设计内容，毕业答辩并归档。设计目标 ：根据提供的总平面图和设计原始资料，结合给排水管线布置的原则，选择合理的管线走向