排水工程课程设计某城市排水管网初步设计

1、吉林师范大学环境科学与工程学院课程设计报告课程名称：排水工程设计题目：览城市排水管网初步设计姓 名：专 业：班 级：学 号：指导教师：2016年11月7日设计题目某城镇污水管网初步设计学生姓名专 业环境工程学 号班 级指导教师成 绩评 语：指导教师签字：年 月日教研室意见：签字： 年 月 日学院意见：签字： 年 月 日摘 要：本次的排水管网课程设计任务是进行某城镇的污水管网的初步设计。根据课程设计任务书上所提供的各种数据及材料，并结合参考文献上的公式和经验数据， 本次设计采用雨水污水分流制排放体系。具体内容包括污水干管及主干管的排水管网 布置，首先在所提供的城市平面上进行排水管网的初步设计，

2、此时需要考虑流量要求、 施工条件、成本节约等因素。其后确定管网排布设计无误后，进行排水设计管段的水 力计算，其中包括各设计管段的管长、设计流量、管道数据的选取（流量、流速、管 径、充满度）、管道输水能力、标高（地面、管内水面、管内底）、以及管道埋深等 等。关键词：主干管干管支管1设计任务及设计资料 11.1课程设计任务 11 . 2课程设计原始资料 11.2. 1城市规划资料 11.2 .2课程设计原始资料 11.2 .3课程设计原始资料 21 . 3课程设计原始资料 21.3.1 课程设计原始资料 21.3.2 课程设计原始资料 31.3.3 课程设计原始资料 32污水管道设计计算 42.1

3、 在小区平面图上布置污水管道 42.2 街区编号并计算其面积 42.3 划分设计管段，计算设计流量2.4 水力计算 72.4.1 水力计算 72.4.2 水力计算 72.4.3 水力计算 82.4.4 水力计算 82.4.5 水力计算 82.4.6 水力计算 93绘制管道平面图和纵剖面图 见附录 104结论 10参考文献 1112附录1设计任务及设计资料1.1 课程设计任务某城镇污水管网初步设计。1.2 课程设计原始资料1.2.1 城市规划资料(1)我国某地区城市规划图。(2)人口分布，房屋建筑，卫生设备状况(见表 1.1)。表1.1人口分布，房屋建筑，卫生设备状况街坊人口密居民生活污水定度额

4、卫生情况(人/公顷)(L/(cap?d)47o;室内有给水排水卫生设备和淋浴设备(3)工业企业规划资料(见表1.2)。表1.2工业企业规划资料污水量职工人数企污染平热车间般牛 问热车间一车 问热车间一车 问管出 口底均 日 3Kh职淋职淋职淋职淋职淋职淋埋深 (m业工浴工浴工浴工浴工浴工浴m /d人人人人人人人人人人人人)数数数数数数数数数数数数251030111080381019722701.6I0700601702008002102503009001611501.8R浴池000000003001.31.8火车2501.22.0站(4)各工业企业的污水经局部处理后允许排入城后下水道。1.2.

5、2气象资料（ 1）土壤水冻深度0.3-0.35m ；（ 2）常年主风向：西北风；夏季主风向：南风。1.2.3 水文与水文地质资料（1）区域内河流水位：最高水位 57ml最低水位50m平均水位53m（ 2）地下水位：离地面6-7m；（ 3）地质：沙质粘土。1.3 课程设计成果1.3.1 设计计算主要内容1. 设计方案确定（ 1）确定排水系统的体制根据该城镇的总体规划，各类污水的水质和水量资料，结合城镇地形、气候、水体等因素，采用分流制排水体制情况下，且工业废水与城市污水可合并处理。确定污水厂、出水口的位置。设计中根据环境保护的要求和经济技术条件，可提出几个不同方案，经比较后确定一个最优方案。（

6、2）污水管道布置和定线首先， 根据地形划分排水流域。若地形变化较显著可按分水线划分；若地形较平坦或向一方倾斜时，可根据面积划分。应使干管在最大的合理埋深情况下，流域中污水的绝大部分能靠重力流排除，尽量不设泵站或少设泵站。其次街道支管，根据地形、污水厂和出水口位置布置污水管道，依次定出主干管、干管，并考虑设置泵站的合理位置。布置管线是确定污水管道系统总体布置的重要步骤。在定线时应考虑地形等因素的影响力流排除一般应将主干管和流域干管设置在较平坦的集水线上，让污水尽量以重污水干管与主干管应尽量避免和障碍物相交， 如遇特殊地形时应考虑采取特殊措施（ 如跨越河道的倒虹管等） ， 并应在图上标明。2. 污

7、水管道设计计算（ 1）污水管道设计流量计算划分设计管段：根据管道平面布置，划分设计管段（定出检查的位置并编号） ，量出主干管的设计管段长度。街坊排水面积的划分：根据污水管道的布置，划分各设计管段服务的街坊排水面积，编上号码并按其平面形状计算面积（以公顷计），用箭头表示污水流向。污水管道设计流量的计算：可根据各区的污水量标准和人口密度求出各区的生活污水平均比流量；工业企业及公共建筑的污水量作为集中流量计算，各设计管段的设计流量应列表计算。（ 2）污水干管的水力计算水力计算的目的在于合理、经济的确定管径、流速、充满度及坡度，进一步求出管道的埋深。水力计算应列表进行，管底标高及管道坡度计算至小数后三

8、位，而地面标高与管底埋深计算至小数后二位。水力计算中的数值u、 h/D、 D、 i 应符合规范关于设计流速、最大设计充满度、最小管径、最小设计坡度的规定。1.3.2 对图纸和说明书的要求1. 说明书编制说明书应包括下列基本内容：（ 1）城市概况和设计任务；（ 2）污水管道设计。污水管道布置和定线说明：泵站位置及污水厂位置的选择，污水设计流量计算表：主干管水力计算表并说明基本控制数据的选择。2. 图纸要求3. 1）绘制污水排水管道总平图管道总平面图在所给的城镇总平面上绘制或另外绘制。污水管道用粗线条表示，同时注明如：“主干管”，“北区干管”，“干管NO1等等。干管上的检查并用小圆圈表示并编号。在

9、所计算的干管上标明长度、 管径和坡度，泵站用圆圈表示并注明“总泵站”，泵站几 NO1等。标明污水 处理厂、倒虹管等位置。总平面图上应有图例，主要管线和构筑物一览表和工程量表。4. 2）绘制污水主干管的纵断面图干管的纵断面图应绘制地面线、管线和检查井，并注明管线与其它障碍物交叉的位置和标高。在下方注明检查井号、管段长区、地面标高、管底标高、管径、坡度及采用的管材、基础型式。也可将Q、 u、 h/D 等数据标注出来。其它有关内容参见 给水排水制图标准GBJ106 87。 比例尺： 水平方向1:5000， 1:10000，1:2000 均可，垂直方向1:200， 1:100， 1:50 均可。1.3

10、.3 设计成果1 . 设计计算书一份，约5000-10000 字；2 .设计图纸2张（1号图，要求均用CA照图）。2某城市污水管网初步设计计算说明书2.1 在图例上布置污水管道从图例可看出该地区势自西向东倾斜， 坡度较小，无明显分水线，可整理为一个 排水流域。街道支管布置在街区地势较低一侧的道路下， 干管基本上沿等高线顺 势布置，主干管则沿图例东面河岸布置，基本与等高线相平行。2.2 街区编号弁计算其面积把各街区编上号码，并按照各街区的平面范围计算街区的面积，列入表 2-1中c 并用箭头标出污水排出的方向。街区面积表2-1街区 编号123456789街区（公顷）4.583.713.144.83

11、52.742.14.414.93街区 编号101112131415161718街区（公顷）5.714.412.4042.12.11.861.862.412.5街区 编号192021222324252627街区（公顷）2.52.202.202.855.14.414.935.714.412.3 划分设计管段，计算设计流量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，一齐作为设计管段的起点的检查井并编上号 码。比如，主干管长1280m根据设计流量变化的情况，可以划分为12, 23, 34, 45,四个设计管段。在初步设计中只计算干管和主干管的设计流

12、量，见表 2-2。本段流量qi q0 F （F代表本段街区面积）（式2.1 ）转输流量q2 q0 F （F代表转输街区面积）（式2.2 ）合计平均流量q qi q2 （式 2.3）总变化系数2 7Kz ,（式 2.4 ） Q0.i1Q一平均日平均时污水流量（L/s）。当 Q>100CL/s 时，KZ 1.3当 Q<5L/s 时，Kz 2.3;1.生活污水设计流量Q1 q Kz （式 2.5）工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量A1B1K1 A2B2K2 C1D1 C2D2Q2 （式 2.6）3600T3600Q2 工业企业生活污水及淋浴污水设计流量（L s）K1 一般车间生活污水量

13、时变化系数，以 3.0计K2 热车间生活污水量时变化系数，以 2.5计T每班工作时数（h）A 一般车间最大班职工人数（cap）A热车间最大班职工人数（cap）B1 一般车间职工生活污水定额，以 25（L/cap班）计B2 热车问职工生?S污水定额，以 35（L/cap班）计Ci 一般车间最大班使用淋浴的职工人数C2 热车间最大班使用淋浴的职工人数Di 一般车间的淋浴污水定额，以 45计D2 高温、污染严重车间的淋浴污水定额，以 65计通过计算，可知由5、11、16、23点通过排污口排入河流集中流量有企业1: 4.42L/S企业2:2.86L/s浴池：4.53L/S火车站：3.46L/S列污水干

14、管设计流量计算表如下污水干管设计流量计算表（表2-2）管段 编号居住区生活污水量Q1集中流量设计L/s本段流量转输q2合计 平均总变 化系Kz生活污 水设计 a# Q1本段L/s转输L/s街区 编号街区比流量q08M:q112一一一一14.3714.372.028.913.46一32.3867一一一一2.002.002.24.59一一4.5978一一一一4.554.552.210.36一一10.3489一一一一4.554.552.210.36一3.4613.8 1910一一一一7.527.522.1516.26一3.4619.72101 1一一一一9.259.252.1419.68一3.462

15、3.15111一一一一14.3714.372.028.91一3.4632.382317,215.270.6273.3232.3832.381.8126.31一12.4138.7 11213一一一一一一一一4.42一4.421314一一一一1.381.382.23.174.524.4212.11141 5一一一一4.144.142.29.55一8.9318.46151 6一一一一7.237.232.1715.75一8.9324.7 1161 7一一一一10.8110.8 12.0822.46一8.9331.4 1172一一一一15.0715.072.030.14一8.9339.1234一一一一3

16、2.7832.781.8429.28一12.4141.6 145一一一一41.6641.661.7858.62一12.4171.0 21819一一一一3.003.002.26.91一一6.91192 0一一一一6.006.002.2213.38一一13.3 8204一一一一8.548.542.1218.17一一18.172122一一一一一一一一2.84一2.842223一一一一3.283.282.27.47一2.8610.332324一一一一6.026.022.213.34一2.8616.212425一一一一9.139.132.1119.24一2.8622.08255一一一一12.812.82

17、.0227.92一2.8630.782.4水力计算当确定设计流量后，就能从上游管段开始，依次进行主干管个设计管段的水 力计算。（见表2-4）,具体步骤如下：2.4.1 管段长度从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，并分别列入各区的污水主干 管，进行水力计算（表2-4）中第2项。2.4.2 设计流量与地面标高将各设计管段的设计流量列入（表 2-4）中第3项。设计管段起讫点检查井 处的地面标高列入（表2-4）的第10、11项。2.4.3 定起始管段的管径以及设计坡度I ,设计流速v,设计充满度h/D首先拟采用比最小管径大的350mn<径，之后查水力计算图。在这张计算图中，管径D和管道粗糙

18、系数n为已知，其于4个水力因素只要知道2个即可求出另外2个。现已知设计流量，另1个可根据水力计算设计数据的规定设定。本城镇由于管段的地面坡度很小，为了不使整个管道系统的埋深过大， 宜采用最小设 计坡度为设定数据。此设计污水主干管起始管段12段的最小管径为350mm最小坡度为0.0028。分别设计确定12管段的管径D管道坡度I。相应查水 力计算图，确定流速v、充满度h/D分别列入污水主干管水力计算表2-3中的第 4、5、6、7 项。2.4.4 确定其它管段的管径 D设计流速V、设计充满度h/D和管道坡度I通常随着设计流量的增加，下一个管段的管径一般会增大一级或两级 （50mm 为一级），或者保持

19、不变，这样便可根据流量的变化情况确定管径。然后可根据 设计流速随着设计流量的增大而逐段增大或保持不变的规律设定设计流速。根据Q和v即可在确定D,并在水力计算图中查出相应的h/D和I值，若h/D和I值 符合设计规范的要求，说明水力计算合理，将计算结果填入表中相应的项中。 在 水力计算中，由于 Q v、h/D、I、D各水力因素之间存在相互制约的关系， 因此在查水力计算图时存在一个试算过程。 其中设计充满度由于管径的不同，存 在相应的最大设计充满度。根据表2-3将试算结果的各个水力计算值分别列入污 水主干管水力计算表中的第4、5、6、7项表2-3最大设计充满度管径（D）或暗渠高（H）（mrm最大设计

20、充满度（）D200-3000.60350-4500.70500-9000.75>10000.802.4.5 计算各管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度， 列如下表。表2-4管 段 编 号管 道 长 度L(m)设计QL/s管 径Dmm坡度I流 速vm/s充满度降 落 量 I*L标高(m)埋设深 度h/Dhm地面水面管内底上 端下 端上端下端上端下端上 端下 端123456789101112131415161731432.3350.000.70.40.10.858.58.56.455.556.255.323.12902838687926337138.7350.000.70.50.11.

21、0158.58.55.5 154.555.3F 54.33.4.232028648939693628441.6400.000.70.40.10.758.59.54.453.654.253.44.6.347027847667977331671.0450.000.80.50.20.759.60.53.552.853.352.66.7.45202323392771452.4.6 注意事项管道水力计算，应注意的一些问题：(1)必须详细研究控制点在管道系统。这些控制点通常位于区域或最低的地方， 至于最低控制该地区的污水管道埋深。各种管道的起点，低洼地区和个人污水出 口工业企业或公共建筑在控制点更深层次的

22、研究。(2)必须详细研究表面的斜率和斜率管道敷设后管。确保斜率，在保证最低的前 提下设计速度、管道埋深太大，促进分支连接。(3)从上游到下游水力计算的一部分，在一般情况下，给出了设计过程。增加，流 动设计也相应增加。如流量保持不变，速度不应减少。只有在篮球电路斜率大的 突然减少的情况下，可以减少设计流量。此外，随着流量的增加。管径的设计，设 计应分段增加，但当管道坡度突然增加，下游段管径可以减少，但不超过50 100 毫米狭窄的范围。(4) 表面的坡度太大, 为了减少管道流, 清洁 , 防止管壁斜率比斜率。这可能会导致下游部分上覆土厚度不满足最低限制, 甚至出地面, 所以适当的时间可以少, 使用降落区之间的联系。水井施工在第六章中详细。(5) 当水流通过检查井, 常引起局部水头损失。把损失减小到最低限度, 应严格检查井使用线性直管部门, 肘部采用