给水排水管道系统课程设计0·

1、河南城建学院给水排水管道系统课程设计 给水排水管道系统课程设计计算说明书题 目：银川市给水排水管道工程设计 学 院：市政与环境工程学院 专 业：给排水科学与工程 姓 名： 学 号： 指导老师：谭水成 张奎 宋丰明 刘萍 完成时间：2013年12月28日 前 言 水是人类生命的源泉，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。特别是现代，随着城市化进程的加快，给水排水工程已经发展成为城市建设和工业发展的重要基础设施，成为人类健康安全和工农业科技与生产发展的基础保证。给水排水管道工程是给水排水工程的重要组成部分，可分为给水管道工程和排水管道工程两大类。给水管道工程是论述水的

2、提升，输送，贮存，调节和分配的科学。做为工程类专业学生，实践学习和设计是我们自身获取知识和经验的最好环节。通过设计使我们综合运用和深化所学的基本理论、基本技能，培养学生独立分析和解决问题的能力，通过设计能使我们掌握查阅规范、标准设计图集，产品目录的方法，提高计算、绘图和编写设计说明的水平，作好一个工程师的基本训练。熟练城镇给水排水工程系统的详细计算和培养一定的理论分析和设计的能力。提高方案的比较、技术经济、环境、社会等诸方面的综合分析和论证能力。培养计算机操作和应用能力，熟练专业软件应用。本次对银川市给排水管网设计包括给水、污水、雨水三个部分。通过参考管道课本和有关的资料进行了管网定线，给水流

3、量，污水流量，雨水流量的计算，初步设计出了该城市的管网路线，在此基础上又绘制出了给水等水压线图，污水干管剖面图。通过这次设计，我对课本上的知识有了进一步的理解和认识，发现自己的不足，为以后的学习和发展指明了方向。在设计中存在许多问题和不足，希望老师给予指出。 PrefaceWater is the source of human life, water and drainage science history of human society is the most important social activities and production activities of content

4、. Especially the modern, with the acceleration of urbanization, water supply and drainage engineering has developed into the city construction and industrial development of the important infrastructure, become a human health safety and industrial and agricultural science and technology and productio

5、n, the foundation of the development of guarantee. Water pipeline engineering water and wastewater engineering is an important component of the pipeline engineering can be divided into water supply and drainage pipeline engineering two kinds big. Water supply pipeline engineering is discussed the as

6、cension of the water, transport, storage, adjust and distribution of the science. As a major in engineering student, practice study and design is our own gain the knowledge and experience of the best link. Through the design make our comprehensive use and deepening knowledge of the basic theories, b

7、asic skills, training students' independent analysis and the ability to solve problems, and through the design can make us master access codes, standards design atlas, catalog method, improve the calculation, drawing and writing that level of design, make an engineer's basic training. Urban

8、water supply and drainage engineering system in the detailed calculation and training of certain theoretical analysis and design ability. Improve the comparison of the scheme, technical economy, environment, the society and so on the aspects of comprehensive analysis and reasoning ability. Training

9、in computer operation and application ability, skilled professional software applications. The yin city water supply and drainage pipe network design of water supply, sewage, including rain three parts. Through the reference books and the relevant material pipe network for the line, the water flow,

10、sewage flow, the flow of the calculation, preliminary design out the city's pipeline route, based on this and map out the water supply and water pressure chart, sewage mains section. This design, I'm in the textbook the knowledge further the understanding and knowledge, find my own shortcomi

11、ngs, for the future study and development is pointed out. In the design of the many problems and the insufficiency, hope the teacher give points out. 目录第一章 课程设计任务书1第二章 给水管网设计与计算32.1 给水管网布置及水厂选址32.2 给水管网设计计算32.2.1.最高日用水量计算42.2.2工业用水量42.2.3市政用水量Q4：52.2.4 火车站用水量Q552.2.5 最高日用水量Qd：52.2.6 最高时用水量52.3 清水池调节

12、容积52.4 管网水力计算62.4.1最大时集中流量为：72.4.2比流量计算：72.4.3 沿线流量计算:72.4.4节点流量:92.5 管网平差112.5.1环状管网流量分配计算与管径确定112.5.2环状网平差(最高用水时)：142.5.3水压计算142.5.4二级泵站162.6 消防校核17第三章 污水管网设计与计算303.1 污水设计流量计算303.2 污水管道水力计算303.2.1设计要求30第四章 雨水管网设计与计算334.1 雨水设计流量计算334.1.1雨水设计流量计算公式334.2雨水管道设计参数334.2.1集水时间与折减系数334.2.2重现期344.2.3雨水管道水力

13、计算设计参数344.3城市的平均径流系数av354.3.1 取该城市平均径流系数av=0.6，35查附录E得暴雨强度公式为q=3680P0.4/(t+16.7) 0.858354.3.2 单位面积的径流354.3.3 雨水管道水力计算35设计总结37参考文献38第一章 课程设计任务书一、 设计题目：银川市给水排水管道工程设计。二、 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1804+2004+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1600

14、0吨/天，最大班用水量：7000吨/班，工人总数3000人，分三班工作，最大班1200人，其中热车间占 30 %，使用淋浴者占 70 %；一般车间使用淋浴者占 20 %。2） B工厂，日用水量8000吨/天，最大班用水量：3000吨/班，工人总数5000人，分三班工作，最大班2000人，热车间占 30 %，使用淋浴者占 80 %；一般车间使用淋浴者占 40 %。3） 火车站用水量为 14 L/s。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：55米，最低水位：40米，常水位： 45米。三、课程设计内容：1、城市给水管网初步设计1） 城市给水管网定线（包括方案定性

15、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；（三种校核人选一种）5） 绘图（平面图、等水压线图）2、城市排水管网初步设计。1） 排水体制选择2） 城市排水管网定线的说明；3） 设计流量计算；4） 污水控制分支管及总干管的水力计算；5） 任选1条雨水管路的水力计算（若体制为分流制）；6） 绘图（平面图、纵剖面图）四、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、给排水管道系统教材五、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）；

16、3、给水管网等水压线图1张（3号图）；4、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1000米左右）11（3号图）；六、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、按时完成设计任务七、其他：1、设计时间：2013-2014学年第一学期（第15、16周 12月16号-12月28号）2、上交设计成果时间： 16周周五下午3、设计指导教师：谭水成 、张奎、宋丰明、刘萍第二章 给水管网设计与计算2.1 给水管网布置及水厂选址 该城市有一条水量充沛，水质良好的河流，可以作为生活饮用水水源。该城市地形起伏不大、用户较为

17、集中，且各用户对水质、水压要求相差不大，该城市有一条河流从市中心穿过，形成自然分隔，所以给水方式采用单水源分区给水管道系统，一区和二区分别建二级泵站供水，又因为该市属大城市，考虑到给水安全，故不设计水塔。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。考虑要点有以下： 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。干管的间距一般采用500m800m 。 循水流方向，以最短的距离布置一条或数条干管，干管位置从用水量较大的街区通过。 干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度。 干管按照规划道路定线，尽量避免在高级路面或重要道路下通过，尽量少穿越铁

18、路。减小今后检修时的困难。 干管与干管之间的连接管使管网成环状网。连接管的间距考虑在8001000m左右。 力求以最短距离铺设管线，降低管网的造价和供水能量费用。输水管线走向应符合城市和工业企业规划要求，沿现有道路铺设，有利于施工和维护。城市的输水管和配水管采用钢管（管径1000mm时）和铸铁管。对水厂厂址的选择，应根据下列要求，并且通过技术经济比较来确定：（） 给水系统布局合理；（）不受洪水威胁；（）有较好的废水排除条件；（）有良好的工程地质条件；（）有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；（）少拆迁，不占或少占良田；（）施工、运行和维护方便。2.2 给水管网设计计算2.2.1.最高日用水量计

19、算城市最高日用水量包括综合生活用水、工业生产用水、职工生活用水及淋浴用水、市政用水、未预见用水和管网漏失水量。表1-1分区人口密度（人/公顷）面积（公顷）人口数（人）180737.96132832.82001236.81247362银川市位于宁夏省，总人口38.01948万，参考给水排水管道系统教材表4-2得，可知银川为二区小城市。最高日综合生活用水定额为150240 L/(人·d)，故取综合生活用水定额为200L/(人·d)。用水普及率为100%。最高日综合生活用水量Q1 ： Q1=qNfQ1城市最高日综合生活用水，md ；q城市最高日综合用水量定额，（人.d）；城市设计

20、年限内计划用水人口数；f城市自来水普及率，采用f=100%一区：Q1=qNf=132832.8×200/1000=26566.56(m3/d) 二区：Q1=qNf=247362×200/1000=49472.4(m3/d)2.2.2工业用水量（1）工业企业职工的生活用水和淋浴用水量Q2：工厂职工生活用水量采用一般车间每人每班25L，高温车间每人每班35L计算.淋浴用水按一般车间每人每班40L，高温车间每人每班60L计算.A工厂：工人总数3000人，热车间人数3000×30%=900（人），使用淋浴人数900×70%=630（人）。普通车间人数3000&#

21、215;70%=2100（人），使用淋浴人数2100×20%=420（人）。Q2=（900×35+2100×25+630×60+420×40）/1000=138.6(m3/d)B工厂：工人总数5000人，热车间人数5000×30%=1500（人），使用淋浴人数1500×80%=1200（人）。普通车间人数5000×70%=3500（人），使用淋浴人数3500×40%=1400（人）。Q2=（1500×35+3500×25+1200×60+1400×40）/1000=

22、268(m3/d)（2）工业生产用水量Q3：一区A厂Q3=16000(m3/d)二区B厂Q3=8000(m3/d)2.2.3市政用水量Q4：规范规定浇洒道路用水量为每平方米路面每次1.0-2.0L，每日2-3次，绿化用水量采用1.5-4L（m2·d）。本设计按每日每平方米路面每次用水量1.0L计算；每天浇洒2次,按每日浇洒10%的总面积计算。绿化用水量按2 L/d.m2 计，由于面积太大浇洒面积按总面积的10%算。一区：Q4(737.96×30%×10-3×104×1+737.96×20%×2×10-3×

23、104)×10%516.572 (m3/d)二区：Q4(1236.81×30%×10-3×104×2+1236.81×20%×2×10-3×104)×10%1236.81 (m3/d)2.2.4 火车站用水量Q5火车站在二区，用水量为14L/S，则Q5=14×24×3600 =1209.6 火车站按均用供水，所以平均每小时供水量为50.4m3/h2.2.5 最高日用水量Qd： 一区： Qd（Q1 +Q2+Q3+Q4）×1.25=54027.165 (m3/d) 二区

24、： Qd（Q1 +Q2+Q3+Q4+Q5）×1.25=75233.5125(m3/d) 2.2.6 最高时用水量一区：Qh=1.6×=1000.5（）二区：Qh=1.6×=1393.2（）2.3 清水池调节容积W= W1+ W2+ W3+ W4W清水池总容积（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5%10%计算；W4安全储水量根据现行建筑设计防火规范，本设计按分区供水，一区人口13.3万，查得同一时刻的灭火次数为2次，一次灭火量为40L/S，二区人口24.7万，同一时

25、刻的灭火次数为2次，一次灭火量为55L/S。缺乏用水变化规律的资料时，城市水厂的清水池调节容积，可凭运转经验。按最高日用水量的10%20%估算。清水池的安全储量W4 按以上三部分容积和的10%计算。一区：W1 =54027.165×20%=10805.4m³ W2=2×40×2×3600×10-3=576m³W3=54027.165×10%=5402.7165m³W=（1+10%）（W1+ W2+ W3）=18462.6m³二区：W1 =75233.5125×20%=15046.7m&

26、#179; W2=2×40×2×3600×10-3=576m³W3=75233.5125×10%=7523.4m³W=（1+10%）（W1+ W2+ W3）=25460.7m³一区二区清水池应各设计成体积相同的二个，如仅有一个，则应分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。2.4 管网水力计算集中用水量主要为工厂的生产用水量和职工生活用水量或其他大用户的用水量，当工人淋浴时间与最大时供水重合时淋浴用水也应该计入集中用水量，否则不计入集中用水量。2.4.1最大时集中流量为： 从各时段城市用水量变化情况表中可知：

27、一区： q=（16000138.6） m3/h=186.8 (L/s)其中4节点处有A工厂。 二区：q=（8000268） m3/h14L/s=109.7 (L/s)其中火车站14L/s. 6节点处有工厂B。2.4.2比流量计算：一区： qs=( Qh -q)/ L=814.5÷15555.8= 0.0524(L/(s.m)二区： qs=( Qh -q)/ L=1283.5÷20584.092= 0.0624(L/(s.m)Qh为最高日最大时用水量 L/sq为大用户集中流量L/sL管网总的有效长度 m2.4.3 沿线流量计算:沿线流量的计算按下公式qi-jq si-ji-j

28、有效长度；mq s比流量 一区沿线流量按管段计算见表银川市二区管道沿线流量计算管段编号管段长度 /m有效长度 /m比流量 L/（s*m）沿线流量 L/s1-28008000.052441.922-35005000.052426.23-46006000.052431.444-55505500.052428.825-66006000.052431.446-75005000.052426.27-87507500.052439.38-98008000.052441.929-10100010000.052452.410-118008000.052441.9611-127507500.052439.312

29、-135005000.052426.213-146006000.052431.4414-155505500.052428.8215-166006000.052431.4416-175005000.052426.217-184344340.052422.741618-19412.8412.80.052421.630721-198098090.052442.39162-1710005000.052426.23-1610005000.052426.24-1510005000.052426.25-1410005000.052426.26-1310005000.052426.27-1210005000.

30、052426.28-1110005000.052426.2总和18664.815555.8815.16392二区管道沿线流量计算表：银川市一区管道沿线流量计算管段编号管段长度/m有效长度/m比流量L/(s*m)沿线流量L/s1-25005000.062431.2 2-36006000.0624 37.44 3-48008000.0624 49.92 4-55005000.0624 31.2 5-67007000.0624 43.68 6-7100010000.0624 62.4 7-8126.696126.6960.0624 7.906 8-95005000.0624 31.2 9-10600

31、6000.0624 37.44 9-1410005000.062431.2 10-116006000.0624 37.44 11-12100010000.0624 62.4 12-136006000.0624 37.44 13-146006000.0624 37.44 14-155005000.0624 31.2 15-16326.696326.6960.0624 20.385 16-177007000.0624 43.68 17-185005000.0624 31.2 18-198008000.0624 49.92 19-206006000.0624 37.44 20-215005000.0

32、624 31.2 21-22483.2483.20.0624 30.152 22-235005000.0624 31.2 23-245005000.0624 31.2 24-25173.175173.1750.0624 10.806 25-26922.073922.0730.0624 57.537 26-27373.8373.80.0624 23.325 1-27466.8466.80.0624 29.128 27-28533.2266.60.0624 16.636 22-28316.8158.40.0624 9.884 28-295002500.0624 15.60 2-2910005000

33、.0624 31.2 29-306003000.0624 18.72 3-3010005000.0624 31.2 19-308004000.0624 24.96 30-318004000.0624 24.96 4-3110005000.0624 31.2 18-318004000.0624 24.96 31-325002500.0624 15.60 7-327003500.0624 21.84 8-16673.304336.6520.0624 21.007 总和25695.7420584.091284.486 2.4.4节点流量: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，

34、qiq: 折算系数取.q ：相连的个管段沿线流量和一区计算结果见表：节点流量计算表节点计算节点流量（L/s）集中流量(L/s)节点总流量（L/s）节点计算节点流量（L/s）集中流量（L/s）节点总流量(L/s)142.15542.155 11 53.7353.73 247.1647.16 12 45.8545.85 341.8241.82 13 41.8241.82 443.23186.8230.03 14 43.2343.23 543.2343.23 15 43.2343.23 641.9241.92 16 41.9241.92 745.8545.85 17 37.570837.57 853

35、.7153.71 18 22.1861622.19 947.1647.16 19 32.0111632.01 1047.1847.18 总和1001.76312 二区节点流量计算表：节点流量计算表节点节点流量（L/s）集中流量(L/s)节点总流量（L/s）节点节点流量（L/s）集中流量（L/s）节点总流量(L/s)130.164 30.164 18 53.04 53.04 249.92 49.92 19 56.16 56.16 359.28 59.28 20 34.32 34.32 456.16 56.16 21 30.676 30.676 537.44 37.44 22. 35.618 35

36、.618 653.04 95.7 148.74 23 31.2 31.2 735.153 35.153 24 21.003 1435.003 830.056 30.056 25 34.171 34.171 949.92 49.92 26 40.431 40.431 1037.44 37.44 27 34.545 34.545 1149.92 40.92 28 21.06 21.06 1249.92 49.92 29 32.76 32.76 1337.44 37.44 30 49.92 49.92 1449.92 49.92 31 48.36 48.361525.793 25.793 32 18

37、.72 18.72 1642.536 42.536 总计 1383.226 1737.44 37.44 2.5 管网平差2.5.1环状管网流量分配计算与管径确定1.根据节点流量进行管段的流量分配，分配步骤： 按照管网主要方向，初步拟定各管段的水流方向，并选定整个管网的控制点。 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。 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.管径的确

38、定管径与设计流量的关系：qv2v（4q/v）公式中 D管段管径，m；q管段计算流量，m/s；管段过水断面面积，mv设计流速，m/s；设计中按经济流速来确定管径平均经济流速与管径的确定管径mm平均经济流速（m/s）100400D4000.60.90.91.4流量分配，管径选择如下：最大时流量初步分配一区最大时设计流量1000.5L/s，流量初步分配如下表：一区最大时流量分配表管段编号管段长/m分配流量L/s管径（mm）1-280090010001-1980958.34530018-19412.826.3338420017-184344.147681002-35008009002-17100052

39、.8430016-1750019.416882003-46007009003-16100058.1830015-1660035.676882504-55504107004-15100059.9730014-1555052.216883005-66003106005-14100056.7730013-1460065.956883006-75002105006-13100058.0830012-1350082.216883507-87501004007-12100064.1530011-12750100.516884008-980016.292009-10100044.606882508-1110

40、004525010-1180091.78688350二区最大时流量分配表管段编号管段长(m)分配流量(L/s)管径（mm）1-2500110010001-27466.8263.0366002-36001020.0810002-291000302503-4800930.0810003-301000302504-5500843.9210004-311000302505-6700806.489006-71000657.748007-8126.696592.58728007-32700302508-9500532.53058008-16673.304302509-10600452.61057009-1

41、410003025010-11600415.170570011-121000365.250570012-13600315.330560013-14600277.890560014-15500232.17850015-16326.696232.17850016-17700219.64250017-18500182.20250018-19800131.16245018-31800210019-2060079.00235019-30800410020-2150044.68225021-22483.214.00615022-235008.38810022-28316.83025023-245008.6

42、05510024-25173.17525.397520025-26922.07359.56930026-27373.810040027-28533.2128.491540028-2950077.431535029-3060074.751535030-3180050.751530031-325000.39151002.5.2环状网平差(最高用水时)：以最高日最高时用水量确定的管径为基础，将最高时用水量分配、管段流量进行管网平差，详细采用哈工大平差软件。平差结果如 附表（一）所示2.5.3水压计算管段起端的水压标高和终端水压与该管段的水头损失存在下列关系=+ 节点水压标高，自由水压与该处地形标高存

43、在下列关系=- 水压计算结果如下： 一区水压计算表节点水压标高（m）地形标高（m）自由水压（m） 节点 水压标高 （m） 地形标高 （m） 自由水压 （m）194.6160.7533.86292.4561.1031.35391.3861.2330.15489.8461.2928.55589.1661.2427.92687.3461.1426.20785.9761.0624.83883.7061.0022.70981.1561.1520.001081.1660.2620.901183.7160.1623.551286.0860.1525.931387.3160.1927.121489.3760.

44、2529.121589.6160.2629.351691.2160.1831.031792.3860.0232.361892.8559.8632.991993.3759.9133.46二区水压计算表节点水压标高（m）地形标高（m）自由水压（m）1100.3859.9840.40299.4259.9239.50398.3859.9038.48497.0159.0237.99596.3559.8036.55695.4859.8535.63795.8460.4935.35895.7460.5135.23994.6260.2534.371093.4159.9633.451191.6659.6632.0

45、01291.6959.7131.981393.7160.0133.701494.4360.3134.121595.3760.5434.831695.8260.5530.271796.3360.9035.431896.6661.1434.951998.0461.7136.332098.6961.3337.362199.3861.0338.352299.8860.7439.1423100.3560.7839.5724100.9261.1639.7625101.1460.9340.2126102.3560.2442.1127101.4360.2541.182899.9060.5539.352999.

46、3260.7338.593098.3260.9137.413196.9960.7736.223296.4760.7735.76 2.5.4二级泵站一区二级泵站的计算： 清水池地面标高60.5m，清水池最低水位2m，最低水位地面标高58.5m。从水厂向管网两条输水管长为508.7m最高时管中流量为466.54 L/s，依此每条输水管渠的管径选为700mm，查得输水管最高时I为0.00249，所以沿程水头损失为0.00249×1000=2.49m，局部水头损失按沿程水头损失的10%计算，故压水管水头损失为2.49×1.1= 2.739m。9 点为控制点，其地面标高为 61.15 m ，控制点需要的服务水头为四层楼即20m。水泵安全扬程为2m，吸水管长度取20m，其水头损失计算得：沿程水头损失为0.05m，局部水头损失为0.160m，故吸水管水头损失为0.05+0.160=0.210m。取最不利管段9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-1，管网水头损失为h =0.01+2.55+2.37+1.23+2.06+0.24+1.6+1.17+0.47+0.52+1.24=13.46 m。最大时水泵扬程H1h+20+2+2.739+0.210+240.41m二区二级泵站的计算：清水池地面标高60