管网课程设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上第一章 工程概括此项工程是为内蒙古东部地区某市进行规划年内的给水管网系统、排水管网系统、和雨水管网的系统设计，该城市在设计年限内规划人口为12万，有工厂A、B两个，工厂具体数据以及城市水文、地质、气象资料和市区覆盖详细情况见设计任务书。设计平面图一张，比例尺为1:5000，图上标出城市等高线、水源、和城市规划以及街区的布置情况。此工程包括三个部分：给水管网系统工程设计，排水管网系统工程设计和雨水管网系统工程设计。计算城市的用水量和排水量；管网的布置和定线；给水系统的布置；排水方案的选择；管道系统平面布置说明；泵站及污水厂、出水口位置的确定及管网的水力计算数据。工程设计

2、严格遵守国家标准和有关设计规范，严格按照原始资料，对消防和事故工况的校核及管网平差手工计算设计结果详情在设计说明书和设计图纸上表示出来。根据设计要求，满足城市居民的生活、生产和市政消防用水量，水质和水压的要求，以及城市的污水和雨水的排放要求，各工程满足城市近期发展，满足有关规范和实际情况。第二章 给水管网系统设计2.1 给水管网系统的组成 给水管网系统一般由输水管渠、配水管网、水压调节设施（泵站、减压阀）及水量调节设施（清水池、水塔、高位水池）等构成。2.2 给水管网系统布置原则和形式 2.2.1 给水管网布置原则 1、管网布置应根据城市总体规划、用水分布、城市供水方式等确定； 2、主次分明，

3、先做好主干道布置，然后布置一般管线和设施； 3、尽量缩短管线长度，节约工程投资和运行管理费用； 4、协调好与其他管道、电缆和道路工程的关系； 5、保证供水安全可靠； 6、尽量减少拆迁，少占农田； 7、施工、运行和维护方便； 8、远近期结合，留有发展余地，考虑分区实施的可能性。 2.2.2 给水管网布置形式及各自特点 1、树状网（特点） （1）管线长度短，构造简单、供水直接，节省投资； （2）供水可靠性较差； （3）水力条件差，易产生死水区； （4）容易发生“水锤”现象。 适用于供水安全性要求不高的小城市和小型工业企业。 2、环状网（特点）（1）管路长、投资大；（2）安全可靠性好；（3）水力条件

4、好；（4）可减轻“水锤”产生的危害。 适用于供水安全可靠性要求较高的大中型城市和大型工业企业。2.3 给水管网工程设计 2.3.1 最高日设计用水量计算 1、最高日设计用水量定额表2-1 高日设计用水量定额综合生活用水量定额200L/(Cap·d)车间职工生活用水定量额一般车间25L/cap·班；高温车间35L/cap·班车间职工淋浴用水量定额一般车间40L/cap·d；污染车间60L/cap·d浇洒道路用水量定额2L/m2·d城市绿化用水量定额2L/m2·d 2、城市基础资料 （1）城市设计人口数12万人 （2）城市工厂生

5、产和职工生活情况表2-2 城市公厂生产和职工生活情况表工厂代号工业产值生产用水生产班制每班职工人数每班淋浴人数定额（m³/万元）复用率（%）一般车间高温车间一般车间污染车间A2.79120081611001100B60.620060237,715,15238200350140 （3）居住区用水量逐时变化情况（见表2-3）表2-3 居住区用水量逐时变化时间0112233445566778用水量（m³）36036036036021684012721392时间89910101111121213131414151516用水量（m³）14521440148815001200

6、132013201440时间16171718181919202021212222232324用水量（m³）1440132012001080840720720360 （4） 城市位于内蒙古河套以东地区，房屋层数6层，主导风向西北风。 （5） 水文、地质资料 管道铺设地区的土壤为粘土 土壤的冰冻深度-1.5m。 地下水深为-5.0m 河的最高水位为±0.00m，最低水位为-3.00m，平均水位-1.50m。 3、城市最高日设计用水量（数据见表2-4）（1）城市最高日综合生活用水量（包括公共设施）Q1zq1·N1/1000200×24000m³/d式

7、中： q1 最高日居民综合生活用水定额L/（cap·d）； N1该市规划人口数 ； （2）工业企业用水量 1）工业企业生产用水量Q qA·BA·（1-fA）qB·BB·（1-fB） 2.79×12060.60×200×（160%）5182.8m3/d 式中： qAA工厂最高日生产用水量定额（m3/万元）； qBB工厂最高日生产用水量定额（m3/万元）； BAA工厂的工业产值（万元/d）； BBB工厂的工业产值（万元/d）； fAA工厂生产用水重复利用率； fBB工厂生产用水重复利用率； 2）工业企业职工生活用水量和

8、淋浴用水量QQQAQAQBQB 2.861.54.467.2135.9m3/d 式中： QAA工厂职工生活用水量，m3/d； QBB工厂职工生活用水量，m3/d； QAA工厂职工淋浴用水量，m3/d； QBB工厂职工淋浴用水量，m3/d； Q2 QQQ 135.95182.85318.7m3/d（3）浇洒道路和绿化用水量 Q3（q3a·N3aq3b·N3b）/1000 （2×75000+2×）/1000=450m3/d式中： q3a浇洒道路用水量定额，（L/m2·次）； q3b浇洒绿地用水量定额，（L/m2·次）； N3a浇洒道路面积

9、，hm2； N3b大面积绿化面积，hm2；（4）管网漏损水量Q4（Q1zQ2Q3）×10 （240005318.7450）×102976.87m3/d（5）未预见水量Q5 （Q1zQ2Q3Q4）×10 （240005318.74502976.87）×10 3274.557m3/d（6）城市管网设计水量QdQ1zQ2Q3Q4Q5 240005318.74502976.873274.557 36020.13m3/d 416.90L/s经计算并整理得表2-4数据表2-4 各时段用水情况变化表时段居民生活用水量百分比%综合生活用水量工业用水量浇洒道路浇洒绿地漏损

10、水量未预见水量总量（m³）比例%生产生活淋浴0-11.503602022.56124.04136.44 825.042.291-21.503602022.56124.04136.44 825.042.292-31.503602022.56124.04136.44 825.042.293-41.503602022.56124.04136.44 825.042.294-50.902162022.5675124.04136.44 756.042.105-63.508402022.5675124.04136.44 1380.043.836-75.3012722022.5637.5124.04

11、136.44 1774.544.937-85.8013922022.5622.4037.5124.04136.44 1916.945.328-96.051452243.852.91124.04136.44 1959.245.449-106.001440243.852.91124.04136.44 1947.245.4110-116.201488243.852.91124.04136.44 1995.245.5411-126.251500243.852.91124.04136.44 2007.245.5712-135.001200243.852.91124.04136.44 1707.244.7

12、413-145.501320243.852.91124.04136.44 1827.245.0714-155.501320243.852.91124.04136.44 1827.245.0715-166.001440243.852.9122.40124.04136.44 1969.645.4716-176.0014402022.564.4037.5124.04136.44 1946.945.4117-185.5013202022.5637.5124.04136.44 1822.545.0618-195.0012002022.56124.04136.44 1665.044.6219-204.50

13、10802022.5675124.04136.44 1620.044.5020-213.508402022.5675124.04136.44 1380.043.8321-223.007202022.56124.03136.44 1185.033.2922-233.007202022.56124.03136.44 1185.033.2923-241.503602022.5622.40124.03136.44 847.432.35总计100.00240005182.864.2471.601503002976.933274.56 36020.13100.00该城市最高日用水量变化曲线（见图2-1）

14、2.3.2供水方案的确定1、供水系统方案的确定该市规划人口为12万，最高日设计用水量为36020.13m3/d，属于小城市，一般采用单水源给水管网系统，只设清水池经二级泵站加压进入管网，管网采用统一供水方案。由于地形平坦，不必考虑地形影响。2、水源选择和净水厂确定由于该区靠近河流，且河流流量充沛，可直接从河中取水，净水厂建于市区外围附近，具体位置见城市规划图。3、管网布置形式及定线 经过对该市规划图分析可知，该市可采用树状管网和环状管网结合的方式布置。 即在市中心布置成环状网，郊区布置成树状网，具体位置见城市规划图。2.3.3清水池容积计算清水池除了调节水处理构筑物的出水量和二泵站供水量之间的

15、差额，还储存供水区域的消防用水，储存给水处理系统生产自用水量。由此可知清水池的设计有效容积W为：WW1W2W3W4 W14974.6 清水池调节容积 W22×2×45×3600/1000648m³ 消防储水量 W35%×36020.131801.0065 自用水量 W4 7423.6065×1/9824.8517 安全储水量 WW1W2W3W48248.4517m³表2-5 清水池调节容积时段一泵站供水量二泵站供水量一泵站-二泵站（一泵站-二泵站）0-11500.84825.04675.8675.80 1-21500.848

16、25.04675.81351.60 2-31500.84825.04675.82027.40 3-41500.84825.04675.82703.20 4-51500.84756.04744.83448.00 5-61500.841380.04120.83568.80 6-71500.841774.54-273.73295.10 7-81500.841916.94-416.12879.00 8-91500.841959.24-458.42420.60 9-101500.841947.24-446.41974.20 10-111500.841995.24-494.41479.80 11-1215

17、00.842007.24-506.4973.40 12-131500.841707.24-206.4767.00 13-141500.841827.24-326.4440.60 14-151500.841827.24-326.4114.20 15-161500.841969.64-468.8-354.60 16-171500.841946.94-446.1-800.70 17-181500.841822.54-321.7-1122.40 18-191500.841665.04-164.2-1286.60 19-201500.841620.04-119.2-1405.80 20-211500.8

18、41380.04120.8-1285.00 21-221500.831185.03315.8-969.20 22-231500.831185.03315.8-653.40 23-241500.83847.43653.40.00 总计36020.1336020.130.000.00 W1=max-min=3568.80-(-1405.80)=4974.6m³ 2.3.4节点流量及沿线流量的计算 1.给水管网最高日最高时用水量QhQd×5.57%×1000/3600557.3L/s 2.集中流量计算Q集QAQB13.8656.9470.8L/s3.沿线流量计算 长度比

19、流量 qs（QhQ集）/L（557.370.8）/105650.046L/s·m表2-6 各管段沿线流量管段管长有效长度沿线流量12815.00407.5018.745 14780.00390.0017.940 23810.00405.0018.630 25920.00920.0042.320 36790.00790.0036.340 48875.00437.5020.125 45790.00790.0036.340 59850.00850.0039.100 56865.00865.0039.790 67640.00640.0029.440 610885.00885.0040.710

20、 812420.00210.009.660 89840.00840.0038.640 91087587540.250 91342042019.320 101143043019.780 101441041018.860 总计1241510565485.990 4.节点流量计算节点节点相连管段节点流量集中流量节点总流量112,1418.37018.370212,23,2539.88039.880323,3627.53027.530414,48，4537.24056.9494.180545,25,59,5678.80078.800656,67,610,3673.32073.32076714.7501

21、4.750848,812,8934.22034.220989，59，910，91368.66013.8682.52010910，1011，1014，61059.84059.8401110119.9009.900128124.8604.860139139.6709.6701410149.4609.460总计486.570.8557.3表2-7 各管段节点流量2.3.5 设计流量初分配（具体过程见附表1，具体结果见图2-2） 根据初分流量、经济流速查给水排水设计手册可得各管段的管径和坡度。查经济流速和确定管径时应考虑：（1）大管径可取大的经济流速，反之亦然。（2）管段设计流量占整个管网供水量比例较

22、小时，取较大的经济流速。（3）管径在100400mm时，平均经济流速0.60.9m/s。 管径在400mm以上时，平均经济流速0.91.4m/s。注：连接管在平时不承担主要流量，但发生事故时，它将承担较大的流速和流量，因此连接管一般和干管型号相同或相差一两个型号。2.3.6 管网平差 1. 管网平差注意事项（1）计算时在坐标上标明hi和qi的方向和数值（2）顺时针闭合差为正，逆时针为负（3）校正流量的方向和闭合差方向相反（4）本过程为手工平差，每个环的闭合差小于0.5（5）管网平差计算见表 2.管网流量分配最终结果（见图2-3） 2.3.7泵站扬程设计 1.设计工况水力分析 （1）节点服务水头

23、：6层楼,h=28m （2）控制点： 经过损失比较图中11为控制点 2.泵站扬程设计H=h+hf+2+2+1+2+2式中： H水泵扬程 h服务水头 hf沿程损失 2m泵站内损失 2m安全水头 1m高程差 2m预留损失 2m局部损失hf1-11hf10-11+hf9-10+hf5-9+hf4-5+hf1-4 0.165+1.968+3.423+3.534+1.74010.833m则 H=28+10.833+2+2+1+2+2=47.83348m2.4 管网校核管网的管径和水泵扬程，是按设计年限内最高日最高时的用水量和正常水压要求来设计的。这样的管径和水泵能否满足其他特殊情况（消防时，最大传输，事

24、故时）下的要求，就需要进行其他用水量条件下的核算。而该过程称为管网校核。 2.4.1消防校核（具体过程见附表2）对管网经行消防校核，消防按两处同时失火计算，每秒用水量，并并分别加在控制点11和水压难满足点14上之后进行流量分配平差求出沿程损失。通过平差后得：h13.604+9.504+5.506+5.026+2.197=25.837 Hh1+2+1+10=38.837m<H=48m式中： h1环状网中的损失，m; h2树状网中的损失,m;满足消防要求（流量初分配见图2-4 平差结果见图2-5） 2.4.2事故校核（具体过程见附表3）对管网进行事故校核，必须满足70%以上的用水量，水压满足

25、最低自由水压要求。假设14管段发生事故，各节点水量降为70%经行平差计算： 事故时沿线流量计算：长度比流量 qs0.0314L/s·m事故时沿线流量见表2-8表2-8 事故时沿线流量管段管长有效长度沿线流量12815.00 407.50 12.796 140.00 0.00 0.000 23810.00 405.00 12.717 25920.00 920.00 28.888 36790.00 790.00 24.806 48875.00 437.50 13.738 45790.00 790.00 24.806 59850.00 850.00 26.690 56865.00 865.

26、00 27.161 67640.00 640.00 20.096 610885.00 885.00 27.789 812420.00 210.00 6.594 89840.00 840.00 26.376 910875.00 875.00 27.475 913420.00 420.00 13.188 1011430.00 430.00 13.502 1014410.00 410.00 12.874 总计11635.00 10175.00 319.495 事故时节点流量见表2-9表2-9 事故时节点流量节点节点相连管段节点流量集中流量节点总流量1126.3986.400212,23,2527.2

27、0027.190323,3618.76218.760448，4519.27256.9476.210545,25,59,5653.77353.770656,67,610,3649.92650.00076710.04810.040848,812,8923.35423.240989，59，910，91346.86513.8660.62010910，1011，1014，61040.82040.7301110116.7516.750128123.2973.300139136.5946.6001410146.4376.500总计319.496870.8390.11通过平差后得：h23.125+5.274+

28、8.299+3.655+0=20.353 H2h2+28+2+2+1=53.353m>48m所以管网平差后所选泵扬程应为53.353m54m。 （流量初分配见图2-6 平差结果见图2-7） 根据给水排水设计手册选择三台350S75A（流量为1170m³/h，扬程为56m）型号的单级双吸离心泵，两台工作，一台备用。第三章 排水管网系统设计3.1 排水管网系统的组成排水管网系统一般由废水收集系统，排水管网，水量调节池，提升泵站，废水输水管和排放口等组成。3.2 排水方案的选择 3.2.1 排水体制的确定排水体制是指生活污水、工业污水和不同排放方式所形成的排水系统。排水体制主要有合流

29、制和分流制。更具各方面的资料分析，该市宜采用分流制排水系统，即把生活污水和工业废水一起排放，雨水则在另一套系统中排放。这样采用分流制排放可以最大限度减少污染。虽然造价很高，但是有利于城市的远期发展，可在建设初期先铺污水管道，在远期建设中铺雨水管道。3.2.2 排水管网的布置原则 1、先确定排水区域和排水体制，然后布置排水管网，从主干管到干管。 2、应该充分利用地形，采用重力流排出污水和雨水，尽量缩短管线长度，埋深最小。 3、规划时宜考虑到管渠的施工，运行和维护方便。4、远近期宜考虑到规划结合，分期实施。3.3 污水管网工程设计 3.3.1 污水设计流量计算 1、居民生活污水量和公共建筑污水量对

30、排水流域上的各街坊进行编号，并按规划图上各街坊的平面范围计算其汇水面积，列入表3-1表3-1 街坊面积街坊编号1 2 3 4 5 6 7 8 9 街坊面积（hm²）15.4053.925.447.02252.35.333.65.215.58街坊编号11 12 13 14 15 16 17 18 19 街坊面积（hm²）6.847.3154.6554.374.566.564.6554.944.32街坊编号21 22 23 24 25 26 27 28 29 街坊面积（hm²）6.9782.6353.0192.6252.53.54.9166.965.565街坊编号31

31、 32 33 34 35 36 37 38 39 街坊面积（hm²）4.4193.643.5782.5631.6252.1452.9255.5136.24街坊编号41 42 43 44 45 46 47 48 49 街坊面积（hm²）4.28843.8752.882.8753.414.3054.8757.556街坊编号51 52 53 54 55 56 街坊面积（hm²）21.0613.0522.2753.9819.23510.53 平均日综合生活污水定额平局日综合生活用水量定额×排放系数（80%）。 查规范知：平均日综合生活用水量110180L（cap

32、/d），取150L/（cap/d），排放系数0.80.9，这里取0.8。所以该城市平均日综合生活污水定额为120L（cap/d）。q0n·p/86400120×326/864000.453L/s·hm2 式中： q0面积比流量，L/s·hm2； n平均日综合生活污水定额为120L（cap/d）； p人口密度cap/hm2，pn/A/368.1085326L/hm2； 1q0·A0.453×368.1085166.75L/s Kz2.7/10.112.7/166.750.111.538 则：11·Kz166.75×1

33、.538256.5L/s 2、工业企业污水定额 （1）工业生产废水Q2QA1QB113.8656.9470.8L/s （2）工业企业生活污水和淋浴污水设计流量 1.5098.358 9.867L/s式中： A1i一般车间最大班职工人数；A2i高温车间最大班职工人数；B1i一般车间职工生活污水量定额，25L/人·班；B2i高温车间职工生活污水量定额，35L/人·班；K1i一般车间职工生活污水时变化系数，以3.0计算；K2i高温车间职工生活污水时变化系数，以2.5计算；C1i一般车间最大班使用淋浴的职工人数；C2i高温车间最大班使用淋浴的职工人数；D1i一般车间的淋浴污水量定额

34、，40L/人·班；D2i高温车间的淋浴污水量定额，60L/人·班；T每班工作时数，h；淋浴时间以60min计算；城市污水设计总量：QQ1Q2Q3 256.59.86770.8 337.167L/s 3.3.2 污水管网定线 划分排水区域，主干管与干管定线具体见排水管网规划图。 3.3.3 管段设计流量计算 1、污水流量分配计算 在规划时，工厂污水一般采用集中排放方式，故将其作为集中流量，只有综合生活污水是沿线流量。Q集中QAQB15.36965.29880.667L/s Q沿线256.45L/s 2、管段设计流量（具体结果见附表4）3.4 污水管设计参数 1、设计充满度设计

35、充满度是指一个设计管段中，污水在管道中的水深h和管道直径D的比值，污水管道一般按非满流设计.设计规范规定污水管道的最大设计充满度见表3-2表3-2 污水管道的最大设计充满度管径最大充满度2003000.553504500.655009000.7010000.75 2、设计流速设计流速是与设计流量、设计充满度相对应的水流平均速度，为了管道中不产生淤积流速，设计流速应限制在最大与最小设计流速之间，设计规定最小流速为0.6m/s，最大设计流速为5.0m/s。 3、最小管径和最小设计坡度在污水管网设计中，若无地形坡度利用，为了减小埋深和降低造价，应使坡度尽量小。规范规定见表3-3 表3-3 最小管径和

36、最小设计坡度管径D（mm）最小设计坡度3000.0034000.00155000.00126000.001 街区路下的污水管道最小管径300mm。 4、污水管道埋设深度管道的埋深应考虑当地冰冻线，地面荷载和管道衔接等因素，最终确定其实埋深1.9m，工厂处2.1m 5、管道的衔接 污水管道在检查井衔接，设计时必须考虑到检查井的上游管段和下游管段衔接的高程关系，应遵循两个基本原则：第一：避免上游回水；第二，减少埋深。在平坦的地区宜采用水面埋深以减小埋深。3.5 污水管网水力计算 3.5.1污水管网水力计算（见附表5） 3.5.2污水管网水力计算注意事项 （1）必须注意管道铺设坡度与地面坡度的关系，

37、使确定的管道坡度在保证最小设计流速下，又不能埋深加大。 （2）水流通过检查井时，常常引起局部水头损失。为了尽量降低这项损失，检查井底部在直线管道上 要严格采用直线，在管道转弯处，常采用匀称的曲线，通常直线检查井并不考虑局部损失。 （3）在旁侧管与干管的连接处，要考虑干管的已定埋深是否允许旁侧管接入。人如果链接处旁侧管底标高远高于干管管线标高，则需设置跌水井。3.6 绘制管道平面图和剖面图 3.6.1管道平面图见规划图 3.6.2主干管的纵剖面图（见图31）第四章 雨水管道系统的设计4.1 雨水管道系统的组成 雨水管道系统由雨水口、雨水管道、检查井、出水口等构筑物组成。4.2 雨量分析 雨水设计

38、流量是雨水管道系统设计的依据，由于雨水径流的特点是流量大而历时短，因此应对雨量进行分析，以便合理的推算暴雨量和径流量，作为雨水管道的设计流量。4.3 气象资料该市的暴雨强度公式：q4.4 雨水管网工程设计 4.4.1 划分排水区域及定线（详细结果见规划图） 4.4.2 雨水管道设计参数 1、设计充满度 h/D （满流） 2、设计流速 最小设计流速0.75m 3、最小管径和最小坡度 街区的雨水管最小管径300mm，最小设计坡度0.003 4.4.3 径流系数的确定地面总类屋面沥青路面级配碎石路非铺垫公园和绿地覆盖情况30%25%10%15%20%0.90.60.450.30.15加权平均法： 0.9×30%+0.6×25