给水排水管网系统课程设计

1、给水排水管网系统课程设计 学生班级： 学生学号： 学生姓名： 指导老师： 兰州交通大学环境与市政工程学院给水排水系28目 录第一部分：任务书一设计目的.2 二设计任务及内容.2三应完成的设计结果.2四设计原始材料.3第二部分：指示书一 目的与任务.5二 工作步骤.5第三部分：设计计划书 第一章：给水计算书.10 一用水量计算.10 二管道设计13 三管网平差与校核13 四清水池水塔调节容积22 第二章：污水计划书23 第三章：雨水计划书第四部分（附图）：平面大图3张和剖面大图3张第一部分 任务书一、设计题目：某县城区室外给水排水管网设计二、设计任务及内容（一）给水管网设计1、计算最高日用水量2

2、、计算最高时秒流量3、选择给水系统进行管网及输水管定线4、进行管网水力计算5、确定水塔或水池调节容积6、确定二级泵站扬程和设计流量（二）排水管道设计 1、制定该县排水系统规划，选择排水体制；2、城市污水和雨水管道系统的定线；3、城市污水各设计管段和雨水一根干管各设计管段的流量计算；4、城市污水各设计管段和雨水一根干管的水力计算三、应完成的设计成果1、设计计算说明书一份（50页左右。包括设计说明、水量、水力计算表格及草图）。2、铅笔绘图纸3张（室外管网）绘制给水排水管网总平面布置图一张管网起点至控制点选定线路的纵断面图一张 比例 横 1:1000 纵 1:200 或 横 1:500 纵 1:10

3、0、排水管道某一干管纵剖面图一张，比例 纵向 1：100-200 横向 1：500四、设计原始资料1、县城平面图该县城为我国西北地区一小县城，城内有工厂数家及部分公共建筑。居民区居住人口在规划期内近期按185人公顷设计，远期按 210 人/公顷考虑。最高建筑为六层楼，室内有给排水设备，无淋浴设备，给水普及率为近期 85 %，远期 90 %。居住区时变化系数为Kh为 1.5 。2、规划期内大用户对水量、水质和水压要求资料见用户对水量、水压要求一览表（表1）。3、浇洒道路用水： 60 m3/d，绿地用水： 140 m3/d， 4、未预见水量按最高日用水量的1525%计算。5、消防用水量、水压及延续

4、时间按规范要求确定。6、该区地表水污染严重，水质不好，故近期不考虑采用地表水作为水源。7、气象资料（1）主导风向：夏季东南风，冬季东北风（2）年最高温度39，年最低温度-8（3）年平均降雨量： 800mm （4）最大积雪深度0.4m，最大冰冻深度1.0m （5）土壤性质：（最低处） 0.4m-0.8m垦殖土 0.8 m -3.8m 粘沙土 3.8 m -8 m 中沙及砂石（6）地下水位深度：10.0m（最浅）； 地下坡度：0.2（7）地震等级：中国地震划分为七级地震区（8）该县城暴雨强度公式 （注意：选择其中一个） （9）地面径流系统0.31；0.38；0.40；0.45；0.50（10）地基

5、承载力2.0Kg/cm2（11）可保证二级负荷供电8、地面水系：（1）最高水位31.5（2）最低水位 27.5（3）常水位 29.09、材料来源及供应：本地区自产砖、混凝土及混凝土管。附表1 用户对水量、水压要求一览表序号用水单位名称近期用水量（m3/d）远期用水量（m3/d）每日班次时变化系数水压要求（Kg/cm2）生产生活生产生活12345678910化肥厂磷肥厂化工厂发电厂橡胶厂陶瓷厂汽修厂水泵厂仪表厂洗煤厂4003504005002002503002002004002525303035303520203550045050055030035040035030050035405045455

6、04535354522332123121.81.41.51.71.31.31.91.22.01.42.02.01.61.21.81.21.82.01.21.6注：每班8小时第二部分 指 示 书一、目的与任务给水排水管道设计的目的是使学生巩固所学课程内容并加以系统化，联系工程实际树立正确设计思想，培养分析问题和解决问题的能力，学习编写说明书、使用规范、查阅参考资料和运用设计手册及其他工具书；提高计算机能力和绘图能力。给水管道设计的任务是根据给出的各项原始资料计算用水量、选择给水系统进行管网及输水管定线、进行管网水力计算、确定水塔或水池调节容积，并将计算成果用文字与图纸表达说明。排水管道设计的任务

7、就是根据给出的各项原始资料，选择管道系统的体制，布置管道系统，计算设计污水量、雨水量、进行水力计算，并将计算成果用文字与图纸表达说明。二、工作步骤I、给水管道部分(一)用水量计算1、居民区用水量计算按街道建筑层次及卫生设备情况，根据规范采用最高日每人每日综合生活用水量，用加权平均计算出居民区的每人每日用水量，并应用下列公式计算出居民区的最高时流量Q12、工业企业用水量Q2工厂作为集中流量，根据所提供的最高日平均流量及工作班次，变化系数，确定这些单位最大秒流量，可列表进行。3、计算市政用水Q3及未预见水量Q44、计算管网最高时总用水量QhQh= Q1 +Q2 +Q3 +Q45、计算各水源供水量

8、最高时要求水厂供应 70% 设计流量，其余由水塔或高位水池供给。（二）选择给水系统进行管网及输水管定线1、弄清县城平面图、地形、水体、街坊布置情况，绘制等高线；2、选择给水系统、确定水塔或高位水池的位置3、进行管网及输水管定线，对管段、节点进行编号；绘制管网图（三）计算最高时工况下节点流量、管段设计流量、确定管段直径1、计算比流量2、计算沿线流量3、计算节点流量以上计算可列表进行。4、按照节点流量平衡条件、依据供水经济性和安全可靠性初步分配各管段设计流量5、根据各管段设计流量确定管道直径（四）进行最高时工况下管网水力计算1、选择平差方法，进行管网水力计算，求出各管段实际流量、水头损失、管段流速

9、及各节点压力水头、自由水压。2、确定泵站扬程及水塔高度，确定水泵型号及台数。（清水池水位 = 其所在地地面标高 1.0 m ）3、绘制管网平差草图，图上注明各管段主要水力参数。图例： （五）管网校核1、消防时校核（1）确定火灾发生点位置（2）火灾流量全部由二级泵站供给（3）采用水头校核法校核（4）绘制管网平差草图2、最大转输时校核最大转输时管网用水量按最高时用水量的 30% 计算(1) 二泵站供水量按 最高日平均时 计算(2) 采用水头校核法校核(3) 绘制管网平差草图3、事故时校核(1) 确定最不利管段(2) 事故时管网用水量按最高时用水量的70%计算(3) 二泵站供水量按最高时用水量的 5

10、0% 计算，其余由水塔供给。(4) 采用水头校核法校核(5) 绘制管网平差草图（六）确定清水池、水塔调节容积1、清水池有效容积按最高日用水量的 1020 % 计。2、水塔有效容积按最高日用水量的 2.53 % 计。（七）绘图1、 管网总平面布置图一张（1）比例 1：10000（2）图上标明管段结构参数 图例： L (m)- D (mm)（3）选定2-3个节点绘制节点详图 2、管网起点至控制点选定线路的纵断面图一张 比例 横 1:1000 纵 1:200 或 横 1:500 纵 1:100纵剖面图表头格式如下：（见表2）表21010101010地面标高管底标高管道坡度水平距离节点编号及转折点 排

11、水管道部分（一）管道系统的规划及排水系统的选择1、弄清县城平面图、地形、水体、街坊布置情况，绘制等高线；2、确定排水系统的区界及排水系统体制，污水出路；3、排水管道布置形式：（1）确定主干管走向，污水厂、出水口及提升泵站位置；（2）根据地形及街坊的布置确定支管的布置方式；（3）对支管、干管进行编号，布置检查井。（二）污水量计算1、居民区污水量计算按街道建筑层次及卫生设备情况，根据规范采用每人每日排水量，用加权平均计算出该街坊的每人每日排水量，并应用下列公式计算出该街坊的比流量q0根据支管的布置和实际地形的分水线，对街坊划分排水范围，进行流量计算，平均分配到所邻近的排水管道。2、工厂作为集中流量

12、，根据所提供的日平均流量及工作班次，变化系数，确定这些单位最大秒流量，可列表进行。3、流量计算可按各支管、干管所接受街坊和集中流量汇总成表格，形式见教材“污水干管设计流量计算表”。4、关于总变化系数K总的确定，只是对沿线流量包括本段流量和转输流量，每一管段分析按该管段的平均流量值大小按规范确定。5、雨水管道流量计算，根据教材所叙述的有关内容和规范，结合本地区实际情况确定重现期T和地面径流时间t1。（三）管道系统的水力计算及设计1、确定最小埋设深度和沟道的控制点，计算该管段的起始埋深；2、进行水力计算：水力计算时，根据管道布置绘成计算草图，在各管道上标明各段长度、流量、流速、充满度、管径和坡度；

13、3、根据水力计算结果，考虑管道埋深及沿线地质资料，地震烈度等，确定采用管道接口方法和基础形式；4、雨水管道水力计算和流量计算在同一表上进行。（四）绘图1、管道系统的总平面图，可直接用彩色铅笔绘在所给图纸上，图上表明各管段主要水力因素如：污水管： 雨水：L(m)-D(mm)-I 2、管道纵剖面图比例：垂直方向1：100200水平方向：1：500010000（单位：mm）纵剖面图表头格式如下：（见表3）表3101010101010地面标高管径、坡度流量、充满度、流速管底标高水平距离检查井编号及转折点（五）说明书和计算书1、说明书内容：包括设计任务来源及原始资料，设计要求，设计指导思想及计算原则；设

14、计中采用的技术参数；主要干线管道材料数量，管底基础形式，接口方法；管道上的建筑物及特殊构建物（跌水井，倒虹管、阀门井）的设置等。2、计算书包括计算表格和计算草图，装订成册三、参考资料1、室外排水设计规范GBJ14-87，（1997年局部修改条文）中国建筑工业出版社出版。2、 室外给水设计规范GBJ13-86。（1997年局部修改条文）中国建筑工业出版社出版。3、给排水设计规范手册，第二册、第三册、第五册、第六册。中国建筑工业出版社出版4、给水排水管网系统） 严熙世、刘遂庆 主编 中国建筑工业出版社出版。5、排水工程(上册)（第四版） 孙慧修主编，建筑工业出版社。6、给水工程（第四版），严熙世主

15、编 中国建筑工业出版社出版。 注：表头尺寸以毫米计附图标题栏格式（单位mm）图纸名称101010设计学生图号指导教师日期 给水计划书一用水量计算1.居民生活用水量Q1计算居民区居住人口在规划期内近期按185人/公顷设计 ，远期按210人/公顷来考虑。给水普及率为近期85%，远期90%。居住时变化系数为Kh为1.5。用水指标范围为150240(L/cap/d),该设计中取q=190（L/cap.d）。各居民区用水量见表1。 生活用水量序号图上面积()实际面积(公顷)近期人数（人）远期人数（人）近期用水（L/d）远期水量（L/d）11153.32.883 533 605 86144.30 1035

16、37.51 2753.241.883 348 395 56262.32 67622.12 3981.772.454 454 515 73332.08 88138.40 4734.921.837 340 386 54893.93 65977.44 5847.812.120 392 445 63326.11 76112.14 6943.672.359 436 495 70486.25 84717.97 7815.192.038 377 428 60889.60 73183.68 8623.151.558 288 327 46545.41 55943.29 9908.282.271 420 477

17、67842.84 81540.84 10240.020.600 111 126 17927.99 21547.80 11416.181.040 192 218 31086.04 37362.56 12696.721.742 322 366 52040.63 62548.04 13491.541.229 227 258 36714.97 44128.00 14654.341.636 303 344 48875.11 58743.37 15617.121.543 285 324 46095.01 55401.95 16416.181.040 192 218 31086.04 37362.56 17

18、841.482.104 389 442 62853.30 75543.87 18449.561.124 208 236 33579.32 40359.25 19280.580.701 130 147 20957.57 25189.07 2073.010.183 34 38 5453.39 6554.47 21810.72.027 375 426 60554.22 72780.59 22443.041.108 205 233 33092.32 39773.92 合计14191.835.480 6564 7451 1060038.76 1274068.85 近期居民生活Q1=18.4L/s，远期最

19、高时用水量Q1=22.12L/s。2工业企业用水量Q2工厂作为集中流量，根据所提供的最高日平均流量及工作班次，变化系数，确定这些单位最大秒流量，可列表进行。序号用水单位名称近期用水量（m3/d）远期用水量（m3/d）每日班次时变化系数近期最高时（L/s)远期最高时（L/s）生产生活生产生活1化肥厂400255003521.813.2816.722磷肥厂350254504021.4 9.1111.913化工厂400305005031.57.479.554发电厂500305504531.710.4311.715橡胶厂200353004521.35.307.806陶瓷厂250303505011.31

20、2.6418.067汽修厂300354004521.911.0514.688水泵厂200203503531.23.065.359仪表厂20020300351215.2823.2610洗煤厂400355004521.410.5713.25总计3200285420042598.19132.27 注：每班8小时3.计算市政用水Q3及未预见水量Q4（1）市政用水量：浇洒道路用水：60 m3/d，绿地用水：140 m3/d，未预见水量按最高日用水量的20%计算。Q3=（60+140）*1.5/86.4=3.47（L/s）（2）未预见水量：近期： Q4=（Q1+Q2生产+Q2生活+Q3）*0.2 =（18

21、.4+98.19+3.47）*0.2=24.012（L/s）远期： Q4=（22.12 +132.26+3.47）*0.2=31.57 (L/s）4. 管网最高时总用水量Qh 近期： Qh=Q1+Q2+ Q3+Q4=18.4+98.19+3.47+24.012=144.072(L/s）远期： Qh= Q1+Q2+ Q3+ Q4=189.421（L/s）二 .管道设计1管网简化测得管段长如下- 管段编号图上管长实际管长等效管长沿线流量/2195.90479.51239.752.326246.20231.02226.622.200378.43391.91391.913.804463.99320.0

22、0320.003.104565.12325.61326.933.160685.00425.03212.512.061779.98399.90399.903.888117.13585.65292.832.841951.862602602.5210110.2551.00275.52.6721166.49332.460管道总长：4301.437 m 等效管长：2945.95m2沿线流量与节点流量计算(1)比流量计算qs=（Q-q）/L=(189.42-132.26)/2945.95 =0.0194（L/ms)(2)节点流量计算 Q1=-189.42*0.7+2.326+3.104+13.25+14.

23、68+11.91=-87.324（L/s） Q2=2.2+2.326=4.526（L/s） Q3=2.2+3.804+3.160+11.71+5.35=26.224（L/s） Q4=3.16+2.061+23.26=28.481（L/s） Q5=-189.42*0.3+2.061+3.88+2.841+18.06=-29.98（L/s） Q6=3.804+3.104+3.88+2.52=13.308（L/s） Q7=2.52+2.672 =5.192（L/s） Q8=2.841+2.672+7.79+16.72+9.55=39.573（L/s）校核：Q=Q1 +Q2+ Q3 +Q4+ Q5+

24、Q6+ Q7+ Q8 =0 3.管网平差计算 （1） 平差计算环号管段编号管长L 管径D S 流量初分配q（L/s） h(m)sq0.852 -5325.612001459.365 -16.274-0.71143.687-3391.911507130.240 -10-1.41140.9637399.91507275.607 10.81.659153.5846425.031507732.811 12.2072.212181.187 1.75519.421 q -1.819L/s -2231.02250349.272 -32.498-0.61318.848-1479.51250724.957 -3

25、7.024-1.61943.7184320300199.091 50.30.78415.5883391.911507130.240 101.41140.963 -0.038219.117 q 0.094L/s -7399.91507275.607 -10.8-1.659153.58492602001165.305 16.1920.56234.7351055115010024.655 112.364214.949-8585.65250885.427 -28.573-1.22342.818 0.044446.086 q -0.053L/s（2）第一次平差计算环号管段编号管长L 管径D S 第一次平

26、差q（L/s） h(m)sq0.852 -5325.612001459.365 -18.093-0.86547.815-3391.911507130.240 -11.913-1.949163.6347399.91507275.607 9.0341.192131.916425.031507732.811 10.3881.64157.915 0.018501.274 q -0.019/s -2231.02250349.272 -32.404-0.60918.839-1479.51250724.957 -37.005-1.61743.6994320300199.091 50.3190.78515.5

27、933391.911507130.240 11.9131.949163.634 0.508241.765 q -1.135L/s -7399.91507275.607 -9.034-1.192131.9192602001165.305 15.6620.52933.7641055115010024.655 10.9472.343214.067-8585.65250885.427 -28.626-1.22842.886 0.452422.627 q -0.577L/s（3）第二次平差计算环号管段编号管长L 管径D S 第二次平差q（L/s） h(m)sq0.852 -5325.612001459.

28、365 -18.112-0.86747.858-3391.911507130.240 -10.797-1.625150.487399.91507275.607 9.5921.332138.8216425.031507732.811 10.3691.635157.669 0.475494.828 q -0.518L/s -2231.02250349.272 -33.539-0.64919.376-1479.51250724.957 -38.14-1.7144.8384320300199.091 49.1840.75215.2933391.911507130.240 10.7971.625150.

29、48 0.018229.987 q -0.042L/s -7399.91507275.607 -9.592-1.332138.82192602001165.305 15.0850.49332.7011055115010024.655 10.372.12204.41-8585.65250885.427 -29.203-1.27443.621 0.007 q -0.087L/s(4)水塔供给最高时的30%，则Q水塔=189.421*0.3=56.826L/s，水塔供水为双管供水,则每条管道的流量为Q=28.413L/s。则取管径D=250mm， Cw=110,L=332.46m,h=(10.68/

30、1101.852)*(332.46/0.254.87)*0.0281.852= 0.668m.(5)各节点水头与自由水头计算管段编号管径实际流量水头损失节点编号压力水头自由 水头地面 标高125038.141.71165.82633.22632.6225033.5390.649262.71630.51633.2315010.7971.625361.86728.86733430049.1840.752462.22834.2520018.1220.867560.46529.63534.1615010.3691.635659.04530.97434.871509.5921.332757.33830.

31、481 32.6825029.2031.274859.35828.36132.5920015.0850.493 9 61.801 -3.199 651015010.372.12112*2502*28.4130.668（6）确定泵站扬程泵站的扬程为Hp=35m由于水塔自由水头0，所以需要建高位水池，在高程为65m的地面往下挖4m建高位水池即可。三管网校核1、消防时校核（1）该县城人口小于10000人，查城镇，居民区的室外消防用水量。同一时间火灾次数为一次，一次灭火用水设计秒流量为10L/S。已知控制点时（4）节点，因此假设在（4）节点处，其节点用水量增加10L/S，为38.481L/S。火灾发生

32、时，消防用水量全部由二级泵站供给，二级泵站为定压节点，因此（1）号节点流量增加为97.324L/S。（2）采用水头校核：因为此时水泵已经选好，可认为水源（1）为定压节点，进过泵站提升进入管网，由水力分析得出各节点自由水头压力大于晓消防10m的自由水压要求。（3）按上述要求重新初分流量，再进行管网平差。 （4）平差计算环号管段编号 管长L 管径D S 流量初分配q（L/s） h(m)sq0.852 -5325.612001459.365 -24.274-1.491 61.419 -3391.911507130.240 -14-2.629 187.761 7399.91507275.607 10.

33、81.659 153.584 6425.031507732.811 14.2072.929 206.191 0.468 608.955 q -0.415L/s -2231.02250349.272 -36.489-0.759 20.803 -1479.51250724.957 -41.024-1.957 47.711 4320300199.091 56.30.966 17.159 3391.911507130.240 142.629 187.761 0.879 273.434 q -1.736L/s -7399.91507275.607 -10.8-1.659 153.584 92602001

34、165.305 18.1920.698 38.358 1055115010024.650 133.222 247.827 -8585.65250885.427 -26.573-1.070 40.251 1.191 480.020 q -1.34L/s（5）第一次平差计算环号管段编号管长L 管径D S 第一次平差q（L/s） h(m)sq0.852 -5325.612001459.365 -24.689-1.491 62.313 -3391.911507130.240 -14.415-2.629 192.493 7399.91507275.607 10.3851.543 148.541 6425

35、.031507732.811 13.7922.773 201.048 0.195 604.395 q -0.174L/s -2231.02250349.272 -38.225-0.827 21.643 -1479.51250724.957 -42.76-2.113 49.426 4320300199.091 54.5640.912 16.707 3391.911507130.240 12.2642.057 167.733 0.029 255.509 q -0.061L/s -7399.91507275.607 -12.14-2.060 169.677 92602001165.305 16.85

36、20.606 35.937 1055115010024.650 11.662.634 225.890 -8585.65250885.427 -27.913-1.172 40.251 0.007 471.755 q -0.008L/s（6）水头校核选取（4）节点的水压为10m，则下表为水头校核。节点编号压力水头自由水头地面标高 流量167.63532.6-97.324265.08731.887 33.24.526364.0431.03 3326.224463.76929.56934.238.481566.44232.342 34.1-29.98668.88834.08834.813.308768

37、.74836.148 32.65.192866.44533.945 32.539.573消防校核满足。2.事故校核 各节点流量按最高时的70%计算，二级泵站供最高时的50%，水池供最高时的20%。即Q1=-63.02L/s，Q5=-19.1L/s。确定4管段为最不利管段。（1） 平差计算环号管段编号管长L 管径D S 初分流量q（L/s） h(m)sq0.852 -5325.612001459.365 -16.94-0.766 45.206 3391.911507130.240 24.557.438 302.990 7399.91507275.607 4.240.294 69.244 6425

38、.031507732.811 30.164 54.808 7.130 472.249 q -8.153L/s -7399.91507275.607 -4.24-0.294 69.244 92602001165.305 110.275 24.987 1055115010024.650 7.361.123 152.633 -8585.65250885.427 -20.34-0.652 32.053 0.452 461.182 q -0.529L/s（2） 第一次平差计算环号管段编号管长L 管径D S 第一次平差q（L/s） h(m)sq0.852 -5325.612001459.365 -25.0

39、93-1.585 63.180 3391.911507130.240 16.3973.522 214.824 7399.91507275.607 -3.913-0.235 64.668 6425.031507732.811 -5.153-0.448 86.899 1.254 429.571 q -1.576L/s -7399.91507275.607 -4.769-0.365 76.540 92602001165.305 10.4710.251 23.959 1055115010024.650 6.8310.978 143.235 -8585.65250885.427 -20.869-0.68

40、4 32.762 0.180 276.496 q -0.352L/s（3）第二次平差环号管段编号管长L 管径D S 第二次平差q（L/s） h(m)sq0.852 -5325.612001459.365 -26.669-1.775 66.546 3391.911507130.240 14.8212.921 197.102 7399.91507275.607 -5.489-0.474 86.281 6425.031507732.811 -6.729-0.734 109.082 -0.062 459.011 q 0.073L/s -7399.91507275.607 -5.121-0.416 81

41、.328 92602001165.305 10.1190.235 23.271 1055115010024.650 6.4790.887 136.922 -8585.65250885.427 -21.221-0.705 33.232 0.002 274.753 q -0.004L/s（3） 水头校核选取（4）节点为控制点，即自由水头为28米，下表为水头校核表。节点编号压力水头自由水头地面标高 流量167.63532.6-63.02265.87432.67433.23.17363.47430.4743318.36462.89928.69934.219.94563.52929.42934.1-19.1664.64529.84534.89.31762.2129.6132.63.64861.22328.72332.527.7事故校核满足要求。3.最大转输校核最大转输时管网各节点为最高时的30%，二级泵站供水量按最高日平均时计算。计算流量：Q1=-189.42/1.5+45.27=-1