给水排水管网课程设计说明书

1、精选优质文档-倾情为你奉上目录专心-专注-专业摘要本设计是彭祖新区进行市政管网课程设计，设计主要内容包括：给水管网与设计，污水管网设计与计算，雨水管网设计与计算。给水管网的设计主要 ，包括管网的定线，流量的设计与计算，管网的水力计算和管网平差计算；排水管网设计主要包括排水管网定线。设计流量计算和水力计算等。确认管网设计排放无误后，进行设计管段的水力计算，包括管长、设计流量、标高、埋深等。关键词：管网设计 水力计算 管网定线 前 言 水是人类生活、工农业生产和社会经济发展的重要资源，科学用水和排水是人类社会发展史上最重要的社会活动和生产活动内容之一。特别是在近代历史中，随着人类居住和生产的程式化

2、进程，给水排水工程已经发展成为城市建设和工业生产的重要基础设施，成为人类生命健康安全和工农业科技与生产发展的基础保障。给水排水系统是为人们的生活、生产、和消防提供用水和排除废水的设施的总称。它是人类文明进步和城市化聚集居住的产物，是现代化城市最重要的基础设施之一，是城市社会文明、经济发展和现代化水平的重要标志。尤其是在面临全球水资源极其缺乏的今天，给排水管网的作用显得尤为重要。 由于城市给排水系统在新的时期赋予了新的内涵，与人们的生产和生活息息相关。看似平凡的规划设计却有着不平凡的现实意义，在满足规范和其它技术要求的条件下，根据城市的具体情况，科学规划设计城市给排水管网系统是一个非常重要的课题

3、。 课程设计是学习计划的一个重要的实践性学习环节，是对前期所学基础理论、基本技能及专业知识的综合应用。通过课程设计调动了我们学习的积极性和主动性，培养我们分析和解决实际问题的能力，为我们走向实际工作岗位，走向社会打下良好的基础。 本设计为彭山县给排水管道工程设计。整个设计包括三大部分:给水管网设计、排水管网设计。给水管网的设计主要包括管网的定线、流量的设计计算、清水池容积的确定、管网的水力计算、管网平差和消防校核。排水管网设计主要包括排水管网定线、设计流量计算和设计水力计算。第一章 县城概况（一）地理位置彭山县位于成都平原西南，眉山市北部。县境东临仁寿县，南接东坡区，西与蒲江、邛崃两县交界，北

4、与新津、双流两县相连。境内东西长28.7公里，南北宽25.9公里，全县幅员面积465平方公里。（二）规划范围彭祖新城（以下简称规划区）位于彭山县城以北，岷江以西。北至武阳大道，南接迎宾大道，西至成昆铁路，东临岷江，规划面积约13.36平方公里。（三）气侯现象规划区属于亚热带湿润气候区。区内内海拔差异小，地区间气候变化不大，年温差2.l以内。其基本特点是：气候温和，雨量充沛，四季分明；夏无酷热，少伏旱，每年有不同程度的洪涝；冬无严寒少霜雪，但多寒潮低温；春季气温回升早，秋多绵雨降温快。（四）水文划区紧邻岷江、南河，水量丰富，地下水质较好。（五）地形地貌规划区地处岷江冲积平原，地势较为平坦，整体地

5、势西北高，东南低，海拔高度在420448米之间，最大高差28米。最高在西南角，高程约为448米，最低在东部低洼水塘，高程约为420米。第二章 给水管网2.1 给水系统的类型 按照城市规划，水源情况，城市地形，用户对水量、水质和水压要求等方面的不同情况，给水系统可有多种布置方式。 （1）统一给水系统 按照生活饮用水水质标准，有统一管网供给生活、生产和消防用水。 （2）分质给水系统 对个别用量大，水质要求较低或特殊的工业用水，可单独设置管网供应。 （3）分压给水系统 根据给水区压力的不同，可采用分压给水系统。（4）分区给水系统 地形条件对给水系统的布置很有影响。将给水管网系统划分为多个区域，各区域

6、管网具有独立的供水泵站，供水具有不同的水压。分区给水管网系统可以降低平均供水压力，避免局部水压过高的现象，减少爆管的概率和泵站能量的浪费。 综上所述，结合实际情况，该县城地形较为平坦，街区分布比较均匀，各工业企业对水质无特殊要求，因而采用统一给水管网系统。 2.2 给水管网布置的影响因素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。考虑的要点有下： （1） 城市规划的影响：给水系统的设置，应密切配合城市和工业区的建设规划，做到统盘考虑分期建设，既能及时供应生产生活和消防用水，又能适应今后发展的需要 （2） 水源的影响：本设计采用地表水。 2.3管网系统布置原则

7、给水管网包括输水管渠和配水管网两大部分。要求能够供给用户所需水量，保证不间断供水，同时要保证配水管网足够的水压。 （1）按照城市总体规划，确定给水系统服务范围和建设规模，结合当地实际情况布置给水管网，压进行多方案技术经济比较。 （2）分清主次，先进行输水管渠与主干管布置，然后布置一般管线与设施。 （3）尽量缩短管线长度，尽量减少拆迁，少占农田，节约工程投资与运行管理费用。 （4）协调好与其它管道、电缆和道路等工程的关系。 （5）保证供水具有安全可靠性。 （6）管渠的施工、运行和维护方便。 （7）远近期结合，留有发展余地，考虑分期实施的可能性。 2.4 配水管网布置 给水管网遍布整个给水区，根据

8、管道的功能，可划分为干管、分配管、接户管三类。干管的主要作用是输水至城市各用水地区，同时也为沿线用户配水，起管径一般在100mm以上，分配管的主要作用是把干管输送来的谁配给接户管和消火栓，起管径一般不予计算，均由消防流量来确定。干管和分配管的管径并无明确的界限，应视规模确定。 干管通常遵循下列原则进行布置： （1）干管布置的主要方向应按供水主要流向眼神，而供水的流向则取决于最大用水户或水塔等调节构筑物的位置。 （2）为了保证过供水可靠，通常按照主要流向布置几条平行的干管，其间用连接管连接，这些管线在道路下以最短的距离到达用水量大的主要用户。 （3）干管一般按规划道路布置，尽量避免在高级路面或重

9、要道路下敷设。管线在道路下的平面位置和高程应符合城市地下管线综合设计的要求。 （4）干管的高处应布置排气阀，低处应设泄水阀，干管上应为安装消火栓预留直观，消火栓的兼具不应大于120m。 （5）干管的布置应考虑发展和分期建设的要求，并留有余地。 配水管网的布置形式，根据城市规划、用户分布以及用户对用水的安全可靠 性的要求程度等，分成树状网和环状网。在本设计中采用的是环状网，当任意一段管线损坏时，闸阀可以将它与其余管线隔开进行检修，不影响其余管线的供水，使供水的地区大为缩小，同时，环状网还可以大大减轻因水锤现象所产生的危害。2.5给水管网定线管网定线取决于城市平面布置，供水区地形，水源和调节水池位

10、置，街区和大工业集中用水等。考虑城市近，远期发展，管网布置成环状与枝状结合。为满足用户供水要求，其定线满足：干管的间距一般采用500-800m，两干管的连接间距为800-1000m，允许有个别管段不符合上叙规则。2.6给水管网设计计算2.6.1最高日用水量计算（1）通过人口综合用水量预测。由设计资料可知该城镇规划总人口数为13万人，查城市给水工程规划规范得表2-1。表2-1城市单位人口综合用水量指标（万m/（万人*d）区域城市规模特大城市大城市中等城市小城市一区0.8-1.20.7-1.10.6-1.00.4-0.8二区0.6-1.00.5-0.80.35-0.70.3-0.6三区0.5-0.

11、80.4-0.70.3-0.60.25-0.5可知该城镇位于一区，为小城市，最高日城市单位人口综合用水指标为400/(人*d)，自来水用水普及率为100%。综合用水量（2）通过单位建设用地综合用水量预测。表2-2 各地块预测用水量预测表用地名称规划面积用地（公顷）用水指标（m/d.ha）用水量（m/d）居住用地4725111051866.1公共设施用地286.256018200.5对外交通用地3.3540134道路广场用地197.14203945.8市政公用设施用地11.0330330.9绿化用地237.11153556.6578030.95取两者平均值为彭祖新区最高日用水量Q=65015.4

12、75m/d本次规划区为彭祖新区上半部分，因此最高日用水量为Q=32507.7375 m/d2.6.2比流量计算 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2-3 各管段长度和配水长度管段编号1-22-33-41-52-63-74-85-66-77-8管段长度m156045445319131992207118661225803797配水长度m780227226.51913199220719331225803797管线总长为比流量为2.7.2沿线流量计算按照沿线流量公式计算出沿线流量，如表2-4表2-4各管段沿线流量管段编号管段长度m配水长度m比

13、流量L/s.m沿线流量L/s1-2156078026.7542-34542277.7863-4453226.57.7691-51913191365.6162-6199219920.034368.3263-7207120710.034371.0354-818669330.034332.0025-6122512250.034342034327.5437-87977970.034327.337合计10967.5376.1852.7.3节点流量计算计算各节点流量，见表2-5表2-5 节点流量计算表节点连接管段节点流量L/S11-2 1-546.185-376.185=-3

14、3021-2 2-3 2-60.5(26.754+7.786+68.326)= 50.07832-3 3-4 3-70.5(7.786+7.769+71.035)= 43.29543-4 4-80.5(7.769+32.002)= 19.88551-5 5-60.5(65.616+42.018)= 53.81765-6 6-7 2-60.5(42.018+27.543+68.326)= 68.94376-7 7-8 3-70.5(27.337+71.035+27.337)= 62.85587-8 4-80.5(27.337+32.002)= 29.670将各个节点标注在各节点上，结果见附图1。

15、2.7管网平差根据市政管网要求自由水头为28m，采用管网平差软件进行不利点管网平差，结果如下表。表2-6最不利平差管段数据表2-7最不利平差节点数据由上表可知7点为最不利点，将其自由水头为市政管网要求最低水压28米。2.8管网核算2.8.1消防核算根据人口和城市给水规范，规划区同一时间火灾次数为2次，一次灭火用水量为35L/s。从安全角度来考虑，失火点分别设在最不利点7点和节点4处。消防时管网各节点的流量除节点7加15L/s流量，节点4加20L/s其余节点流量与最高时流量同。表2-8消防校核节点数据由表2-8可知，火灾时管网各节点处的自由水头均大于10米，满足校核条件。第三章 污水管网3.1

16、管道定线 正确的定线是合理的、经济的设计污水管道系统的先决条件，是污水管道设计系统的重要环节。 从城市平面图中可知该地区地势自北向南倾斜，本设计的管道定线按照主干管干管的顺序依次进行，并且在管线较短的和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。 管道定线前对地形和用地布局、排水体制和线路数目、污水厂和出水口位置、道路宽度以及工业企业的分布情况进行考虑。首先，主干管为东西向布置。根据主干管的走向将污水处理厂设计在了河的下游。其次，应尽量让每根污水干管的流量平均分配，即让每条单独的干管管径尽量相同，来减少施工的难度和成本，并且因为地形地势的因素，干管基本与等高线垂直布置，使所有污水都能够通过重

17、力自流排出。3.2街区编号及街区面积计算整个地区可划分为15个街区，按从左到右方向进行编号，用箭头标出个街区污水排除方向,并按各街区平面范围计算其排水面积，列入表中。表3-1 街区面积街区编号12345面积Ai(ha)39.0165.3774.68117.30103.88街区编号678910面积Ai(ha)117.5355.4525.743.876.05街区编号1112131415面积Ai(ha)6.998.2716.8813.417.153.3污水管网设计3.3.1划分设计管段在图纸绘制完成后，根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点、集中流量及旁侧支管进入的点，作

18、为检查井并对其编号。3.3.2比流量计算（1）城市平均日用水=最高日最高时用水量日变化系数= .3=25005.95m/d（2）城市污水量宜根据城市综合平均日用水量乘以城市污水排放系数确定。当规划城市供水量、排水量统计分析资料缺乏时，城市分类污水排放系数可根据城市居住、公共设施和分类工业用地的布局，结合以下因素，按表3-2的规定确定。表 3-2 城市分类污水排放系数城市污水分类污水排放系数城市污水0.700.80城市综合生活污水0.800.90城市工业废水0.700.90本设计为城市综合生活污水，取0.8 式中，Qd-平均日生活污水量，m/d -污水排放系数 居民生活污水平均日流量按街区面积平

19、均分配，得出比流量为式中，Qd-平均日生活污水量，m/d -各街区面积之和，= 672.4502ha（3）生活污水量总变化系数 由于居住区生活污水定额时平均值，因此根据设计人口和生活污水定额计算所得的是污水平均流量。而实际上流入污水管道的污水量时刻都在变化。 污水量的变化程度通常用变化系数表示。变化系数分日（Kd）、时（Kh）及总变化系数（KZ）。 通常，污水管道的设计断面系根据最大日最大时无水流量确定，因此需要求出总变化系数。 综合生活污水量总变化系数可按当地实际综合生活污水量变化资料采用，没有测定资料时，可按表3-3的规定取值。 表3-3 综合生活污水量总变化系数平均日流量（L/s）515

20、40701002005001000总变化系数2.32.01.81.71.61.51.41.3当污水平均日流量为中间值时，总变化系数用内插法求得。式中，Q-平均日平均事生活污水量，m/d 3.3.3污水设计流量计算 管段1-2为主干管的管段，除了接纳8区的本段流量外，接纳管段9-1排入的污水流量 。8区的排水面积为25.74ha，该管段的日平均流量为0.344 25.74=8.86L/s，而由管段9-1汇入管段1-2的生活污水日平均流量为0.344 39.01 =13.43 L/s，则管段1-2接纳的污水日平均流量为8.86+13.43=22.28 L/s，查表3-3，用内插法计算出总变化系数为

21、1.92，则管段1-2接纳的居民生活污水设计流量为22.281.92=42.76 L/s。根据以上计算，计算出1-2的设计流量填入表3-4。其余管段设计流量的计算方法与管段1-2相同。各管段设计流量的计算结果见表3表3-4 污水干管设计流量计算管段编号本段流量传输流量（L/s）合计流量（L/s）管段设计流量街区编号面积（ha）比流量q0（L/s*ha)流量(L/s）总变化系数Kz沿线流量（L/s）集中流量（L/s）设计流量（L/s）9-139.01 0.344 013.43 13.43 2.03 27.24 0 27.24 1-225.74 0.344 8.86 13.43 22.28 1.9

22、2 42.76 0 42.76 15-213.41 0.344 04.61 4.61 2.30 10.61 0 10.61 10-265.37 0.344 022.49 22.49 1.92 43.12 0 43.12 2-33.87 0.344 1.33 49.39 50.72 1.75 88.92 0 88.92 11-374.68 0.344 025.70 25.70 1.89 48.55 0 48.55 3-46.05 0.344 2.08 76.42 78.50 1.67 131.16 0 131.16 17-47.15 0.344 02.46 2.46 2.30 5.66 0 5.

23、66 12-46.99 0.344 02.41 2.41 2.30 5.53 0 5.53 4-525.74 0.344 8.86 83.37 92.23 1.64 151.39 0 151.39 13-5103.88 0.344 035.75 35.75 1.82 65.12 0 65.12 5-68.27 0.344 2.85 127.97 130.82 1.58 206.63 0 206.63 14-6117.53 0.344 040.44 40.44 1.80 72.69 0 72.69 6-716.88 0.344 5.81 171.26 177.07 1.53 270.53 0 2

24、70.53 15-755.45 0.344 019.08 19.08 1.95 37.25 0 37.25 7-8000196.15 196.15 1.51 296.32 0 296.32 3.4污水管网水力计算在确定设计流量后，便可以从上游管段开始依次进行主干管各设计管段的水力计算。设计采用混凝土圆管，粗糙系数n=0.014以管段1-2和2-3水力计算为例，节点1为主干管的起点，选取它作为小区污水管道系统的控制点，控制整个管网埋深。管网其他起点的最小埋深要求不小于3m，不大于7m。（1）管段1-2水力计算。从小区的道路规划图可知，节点1的地面标高为429.80m，而节点1的埋深为3.0m。节

25、点1管道内底标高为429.8-3=426.8m。根据该管段设计流量为42.76 L/s查阅水力计算表，确定管段1-2的管径D=500mm、坡度I= 0.0011 ,充满度h/D=0.59，流速v=0.63m/s。（2）管段1-2衔接设计。管段1-2内的水深为充满度管径=0.590.5=0.28m。节点1水面标高为426.8+0.28=427.095 m管段1-2降落量iL=0. =0.727m节点2水面标高为427.095-0.727=426.37m节点2管内底标高为426.8-0.727=426.077m节点2管段埋深为431.74 -426.077=5.66m设计管段1-2与管段2-3采用

26、水面平接，则管段2-3的起点的水面标高与管段1-2的终点水面标高相等，为426.372m。 按此方法对干管1-8进行逐段计算，最总得出污水管网终点即节点8的埋深为6.99m。主干管的水力计算结果见表3-5表3-5主干管的水力计算第四章 雨水管网 4.1 雨水管网定线4.1.1雨水管道定线的基本原则 雨水管渠的布置遵循以下原则： 1.分利用地形，以最短的距离，靠重力流就近排入水体。2.根据城市规划布置雨水管道。 3.理布置雨水口，以保证路面雨水排除通畅。4.水管道采用明渠或暗管应结合具体条件确定。5.设置排洪沟排除设计地区以外的雨洪径流。4.2各项参数的确定 4.1.2划分排水流域和管道定线 该

27、地区的雨水采用管道收集后直接排入就近水体的方式处理，因为各区汇水分界明显，坡度走势清晰，部分区域有逆坡现象，故雨水管道布置采用沿街顺坡布置，使雨水能够被很好的收集与排放。雨水干管数量为8条。 4.1.2划分排水面积，设计管段 管到定线基本完成后，根据： a. 让每根干管都能尽量平均分配水量，每一设计管段所承担的汇水面积可按就近排入附近雨水管道的原则划分，并且让进入每个雨水口的水量尽量相同。 b. 在管道转弯处、管径或坡度改变处，有支管接入处都应设置检查井。 划分出5块汇水面积、设置8个检查井，并且根据每根管段长度在200m以内的前提，进行设计管段的划分。汇水面积除街区外，还包括街道，汇水面积基

28、本以13 ha为单位逐步增长。 对于同一检查井计算出不同埋深的处理：应当取其中最深的那一个。 将每块汇水面积的编号、面积数、雨水流向标注在雨水服务面积图中。 绘图完成后，将各检查井地面标高用内差法算列入表4-1；将各段管道 长度列入表4-2；同时通过CAD面域功能计算出各汇水面积，列入表4-3。表4-1检查丼地面标高表检查丼编号地面标高（m）1432.102433.143433.484432.885432.286431.837431.1438431.21表4-2管道长度表管段编号管段长度（m）1-22002-32003-42004-52005-62006-72007-81434.2.1径流系数

29、根据设计任务书中所给，得18管段处径流系数0.65=4.2.2重现期，地面积水时间根据设计任务书中所给数据得知：该城市暴雨设计重现期为5年，地面集水时间为10min。4.2.3暴雨强度公式暴雨强度公式为：式中： q 设计暴雨强度L/(s*ha）； -P-暴雨设计重现期（a）；t-降雨历时（min）。4.2.4 集水时间选取数值 对管道的某一设计断面来说，集水时间t由地面集水时间t1和管内流行时间t2两部分组成： 式中 t 降雨历时(min)； t1地面集水时间(min)，视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定，一般采用 515 min，本设计取10min； m折减系数，暗管m=2，明渠m=1.

30、2，在陡坡地区，暗管m=1.22，本设计取m=1。t2管渠内雨水流行时间(min)。 式中 L 各管段的长度(m)； v 各管段满流时的水流速度(m/s)； 60单位换算系数，1min=60s。 = +4.2.5雨水设计流量计算城市、厂矿中雨水管渠由于汇水面积小，属小汇水面积上的排水构筑物，其雨水设计流量可采用下式： =y 式中 Q 雨水设计流量(L/s)； 径流系数，其值小于1， 本设计=0.65; F 汇水面积(ha)； 单位面积径流量(L/s.ha)； q 设计暴雨强度(L/s.ha)。4.3 雨水管渠设计参数为保证雨水管渠正常工作，避免发生淤积、冲刷等现象，对雨水管渠水力计算的基本参数

31、规定如下：（1）设计充满度。由于雨水较污水清洁得多，对环境的污染较小，加上暴雨径流量大，而相应的较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会很长，且从减少工程投资的角度来讲，雨水管渠允许溢流。因此雨水管渠和合流管渠的充满度应该按满管流计算。明渠超高不小于0.2m，街道边沟超高不得小于0.3m。（2）设计流速。由于雨水携带的泥沙含量比污水大得多，为了避免雨水所携带的泥沙等无机物在管区内沉淀下来从而堵塞管渠 ，雨水管渠 所选用的最小设计流速应大于清淤疏通，可采用较低的设计流速，明渠的最小设计流速为0.4m/s。 为了防止管壁和渠壁的冲刷损坏，雨水管渠的设计流速不得超过一定的限度。雨水管道的最大设计流

32、速为：金属管道10m/s，非金属管道5m/s，非金属管道最大设计流速经过试验验证可适当提高。 排水明渠的最大设计流速，当水流的深度为0.41.0m时，宜按表4-1取值。当水流深度h0.4m时，乘以系数0.85；当水流深度1h=2m时，乘以系数1.4.表4-3明渠最大设计流速 明渠类别最大设计流速/(m/s)明渠类别最大设计流速/(m/s)粗砂或低塑性粉质黏土0.8干砌块石2.0粉质黏土1.0浆砌块石或浆砌砖3.0黏土1.2石灰岩和中砂岩4.0草皮护面1.6混凝土4.04.4雨水管网水力计算 4.4.1 根据确定设计参数求单位面积径流量Q 计算中假定管段的设计流量均从管段的起点进入，即各管段的起

33、点为设计断面。因此，各管段的设计流量是按该管段起点，即上游管段终点的设计降雨历时（集水时间）进行计算的。 4.4.2设计流量计算 用个设计管段单位面积径流量乘以该管段的总汇水面积得设计流量。式中，Q设计流量（L/s）；F-总汇水面积（ha）； 单位面积径流量（L/s.ha）。4.4.3管径、管道坡度、流速的选取在求得设计流量后，即可进行水力计算，求管径，管道坡度和流速。在查水力计算图或表示，Q、v、I、D，4个水力因素可以相互适当调整，使计算结果既要符合水力计算设计数据的规定，又应经济合理。本利地面坡度较小，甚至地面坡度与管道坡向正好相反，为不使管道埋深增加过多，管道坡度宜取小值。但所取坡度应

34、能使管内水流速不小于最小设计流速。4.4.4管段1-2水力计算（1）管段1-2水力计算。管段12的管内雨水流行时间 管段1-2降雨历时管段12单位面积径流量管段12设计流量Q从小区的道路规划图可知，节点1的地面标高为432.10m，而节点1的埋深为2.0m。节点1管道内底标高为432.1-2=430.1m。（2）管段1-2衔接设计。管段1-2降落量iL=0.0012 200 =0.24m节点2管内底标高为430.1-0.24=429.86 m节点2管段埋深为433.14 429.86 =3.28 m设计管段1-2与管段2-3采用管顶平接，则管段2-3的起点的管内底标高与管段1-2的终点管内底标高按此方法对干管1-8进行逐段计算，最总得出雨水管网终点即节点8的埋深为4.25 m。主干管的水力计算结果见附录表4-2。表4-4雨水水力计算总结排水管网设计是我这学期最后一个课程设计，由于在之前的课程设计中我们积累