给水排水管网系统课程设计说明书

给水排水管网系统课程设计说明书第一篇设计原始资料与任务第一部分给水排水管道工程课程设计指导书（给水部分）1、名称某市城北区给水管道的设计。2、设计任务根据该市设计资料和平面图进行给水管网工程设计，包括：1、给水管道系统设计；2、调节构筑物设计。3、基础资料（1）城市总体规划概况：某市近期规划人口为12万，其中城北区近期规划人口8万人，用水普及率预计100％，综合用水量标准采用300L/cap·d，城区大部分建筑在6层，屋内有给排水卫生设备和淋浴设备，区内有工业企业甲。（2）城市用水情况：城市生活用水量变化情况如下表：时间0～11～22～33～44～55～66～77～88～99～1010～1111～12用水量1.100.700.901.101.303.916.615.847.046.697.177.31时间12～1313～1414～1515～1616～1717～1818～1919～2020～2121～2222～2323～24用水量6.625.233.594.764.245.996.975.663.052.011.420.79（3）工业企业基本情况甲企业用水量（含工业企业职工生活用水和生产用水）为3000立方米/日，均匀使用，工业用水要求水压不小于24米，水质同生活饮用水：工厂房屋最大体积为5000立方米(厂房)，房屋耐火等级为三，生产品危险等级为乙。（4）其他平面图见附图（按照A4版幅打印，比例尺为1：20000）。4、设计内容（1）进行给水管网的布线，确定给水系统布置形式、给水管网布置形式、调节构筑物位置；（2）选择管材；（3）计算最高日用水量，二泵站、管网、输水管设计流量；（4）确定水塔的容积、设置高度：（5）计算管网各管道的管径；（6）计算管网各节点的水压标高、自由水头；（7）确定二泵站流量及扬程；（8）进行校核。5、设计步骤（1）给水系统布置确定给水系统的给水方式，如统一给水、分系统给水，地表水给水、地下水给水，说明原因；确定给水管网的布置形式，如有水塔给水管网、无水塔给水管网，枝状给水管网、环状给水管网，说明原因；确定调节构筑物位置；确定一泵房、二泵房供水方式，如一级供水、二级供水，说明原因。（2）给水管网布线包括干管及干管之间的联络管；根据平面布置图确定管线布置方向；按照布管原则进行：干管的延伸和二泵房输水到水塔、大用水户的水流方向一致，以水流方向为基准平行布置干管，以最短的距离到达用水户；干管间距500-800米，联络管间距800-1000米；枝状和环状相结合；单管和双管相结合；绘制给水管网定线草图（管线、节点、管长）。（3）设计用水量计算城市最高日设计用水量；计算最高日用水量变化情况；计算最高日最高时设计用水量；计算二泵房、水塔、管网设计流量；计算清水池容积。（4）管材选择（5）管网水力计算计算比流量、节点流量、集中流量，初分流量；确定管径、水头损失、流速；管网平差(编程)；计算各节点水压、自由水头；输水管水力计算；确定控制点；计算水压标高、自由水压；绘制最高时计算成果图；计算二泵站扬程、水塔的设置高度。（6）校核水力计算（7）绘制计算成果图。第二部分给水排水管网系统课程设计指导书（排水部分）1、名称某市完全分流制排水管道的设计。2、目的与要求目的：通过运用课堂所学的理论和技术知识，完成，某城镇排水管网的扩大初步设计，以达到巩固基本理论，提高设计与绘图能力，熟悉查阅的使用技术资料，了解设计的方法与步，骤进一步将理论和实践相结合等的教学要求。要求：按照完全分流制设计某城镇排水管道系统，达到初步设计的程度，设计成果包括污水管道系统的总平面布置图、雨水管道系统的总平面布置图、设计计算及说明书。3、基础资料（1）城市规划资料①某市平面图见附图（按照A4版幅打印，比例尺为1：20000）。②某市近期规划人口为12万，用水普及率预计100％，综合用水量标准采用300L/cap·d，城区大部分建筑在6层，屋内有给排水卫生设备和淋浴设备，区内有工业企业甲、乙。③各种性质地面所占面积见下表。地面名称砼沥青路面非铺砌沥青表面处理公园和地面的碎石路面菜地各种屋面43碎石路面4所占百分比(％)819620④工业企业甲、乙规划资料（见表2）。污水量企业污水管出口管底埋深(米)平均日(m3/d)时变化系K数时甲乙300025001.31.42.32.5⑤各工业企业的污水经局部处理后允许排入城市污水管道系统。（2）气象资料①土壤冰冻深度0.2～0.4米。②年平均降雨量1400毫米。q167A(1c1gp)1(tb)n③暴雨强度公式，其中参数为A1=20，C=0.7，b=19，n=0.86。④常年主导风向西北风，夏季主导风向南风。（3）水文及水文地质资料①区域内河流水流自东向西，最高水位101m，最低水位95m，平均水位97m。②地下水位离地面6～7m。③地质：砂质粘土。（4）电力供应情况电力正常供应，有三个电源可供选择。（5）附近农田灌溉情况无污水灌溉农田习惯，也没有农灌渠道。4、设计内容（1）污水管道设计部分排水流域的划分；布置管线及平面布置的组合；确定管道的起点埋深并分析在高程布置中可能遇到的情况；划分各污水管道的集水面积，计算各段的污水设计流量；进行管网的水力计算；整理设计计算与说明书。（2）雨水管道设计部分管网布置，决定干管和主干管的流向；确定设计管段的汇水面积、计算管段长度；根据气象资料确定暴雨强度；确定各区的径流系数和地面集水时间；确定管道的起点埋深；进行水力计算；整理设计计算集说明书。5、设计成果（1）设计说明书；（2）管道平面布置图。水厂设在城市的南北偏西处。相等，即水泵可以采用分级供水的办。法这里一泵站采用一级供水，二泵站采用三级供水。城市管网定线取决户特别是大用户的分布，河流，铁路，桥梁等的位置，管线一般敷设在街道下，以满足供水要求为前提，尽可能缩短管线长度；水塔应尽量置于城市较高地区此处采用环状网的形式，于城市的平面布置，供水区的地形，水源和水塔的的位置，街区和用3、调节构筑物的位置水厂设在城市的南北偏西处，高位水塔位于东北角。4、设计用水量①、城市最高日设计用水量：Q=（80000×300／1000＋300)×(1＋1.2)=32400m3/s②、最高日用水量变化情况：时段生活用水工厂用水量总用水量时段用水量（m3/h）（m3/h）所占比例（%）占全天比例用水量（m3/h）316.8（%）1.10-11-2150150150150150150150150150150150150150150150150150150150150150150150150446.8351.61.41.11.31.41.63.96.35.76.76.46.87.06.35.13.74.74.25.86.75.53.22.31.71.20.7201.62-30.9259.2409.23-41.1316.8466.84-51.3374.4524.45-63.916.615.847.046.697.177.316.625.233.594.764.245.996.975.663.052.011.420.791126.081903.681681.922027.521926.722064.962105.281906.561506.241033.921370.881221.121725.122007.361630.08878.41276.082053.681831.922177.522076.722214.962255.282056.561656.241183.921520.881371.121875.122157.361780.081028.4728.88558.96377.526-77-88-99-1010-1111-1212-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24578.88408.96227.52③、最高日最高时设计用水量Q=2255.28m3/h占全天用水量的7.0%5、二泵房设计流量、管网设计流量、清水池和水塔容积二泵房采用三级供水方式，其设计流量：5-21时：Q1=32400×5.5%=1782m3/s=495l/s21-23时：Q2=32400×2%=648m3/s=180l/s23-5时：Q3=32400×1.33%=430.92m3/s=119.7l/s管网设计流量：Q=32400×4.17%=1351.08m3/s=375.3l/s清水池和水塔容积计算：时段一泵房供二泵房供清水池调节容积∑时段用水水塔调节容积水量水量量（m3/h）∑（m3/h）（m3/h）4.171.342.830-11-22-33-44-55-66-77-88-92.835.661.10.240.70.640.240.884.174.164.174.171.342.831.332.838.490.90.431.121.332.8411.331.10.231.351.332.8414.171.30.031.384.165.5－1.3412.833.911.592.9711.506.61－1.111.864.175.5－1.334.175.5－1.3310.195.84－0.341.524.165.5－1.348.837.04－1.540.029-104.175.5－1.337.506.69－1.19－1.1710-114.175.5－1.336.197.17－1.67－2.8411-124.165.5－1.344.837.31－1.81－4.6512-134.175.5－1.333.506.62－1.12－5.7713-144.175.5－1.332.195.230.27－5.514-154.165.5－1.340.833.591.91－3.5915-164.175.5－1.33－0.504.760.74－2.8516-174.175.5－1.33－1.834.241.26－1.5917-184.165.5－1.34－3.175.99－0.49－2.0818-194.175.5－1.33－4.506.97－1.47－3.5519-204.175.5－1.33－5.835.66－0.16－3.7120-214.165.5－1.34－7.173.052.45－1.2621-224.172.02.17－5.02.01－0.01－1.2722-234.172.02.17－2.831.420.58－0.6923-244.161.332.8300.790.54－0.15100调节容积Q=32400×（2.97＋累计10010032400×（14.17＋7.17）%=6914.16m35.77）%=2831.76m3故清水池调节容积Q=6914.16m3水塔调节容积Q=2831.76m36、管材选择根据实际需要及安全考虑，本设计选用的管材为钢管。7、管网水力计算①节点流量计算：管段编号1234567891011121314管段长度m500100010007507507501000100075075075010001000200配水长度m0500500375750375100010003757503755005000最大时流量：Qh=2255.28m3/h=626.47l/s集中流量：qn7=150m3/h=41.67l/s比流量：ql=（626.47－41.67）/7000=0.0835l/s二泵站设计了流量：qs1=626.47×5.5/7.0=492.23l/s水塔设计流量：qs11=626.47－492.23=134.24l/s节点流量计算：管段或节管段配水管段沿线节点设计流量计算l/s点编号长度m流量l/s集中流量沿线流量供水流量节点流量12000000000492.23－492.2350050037575037510001000375750375500500041.7541.7531.3162.6331.3183.583.531.3162.6331.3141.7541.75036.5373.0736.5373.06146.1300000000036.5373.0736.8273.06146.13114.7336.5373.0736.533456741.6773.0680036.5373.0736.53091011121314合计00134.24－134.240――――――――――――――――――――――――――――――――――――007000548.841.67584.51626.470②粗分配流量、管径：根据最大用水时水泵及水塔供水量以及管网各节点的出流量（包括大用户的集中流量），可按节点流量平衡条件即Q0进行初步的流量分配给水管网节点数据节点编号1234567891011地面标高m104.4104.105.106.105.5106.1106.9106.1106.8107.7107.888663275153286自由水压m――28282828282428282828服务水头m――132.133.134.133.5134.1130.9134.1134.8135.7135.88663275153286给水管网设计数据（初分配流量、管径）管段编号1234567891011121314设计流量49222741.2271134.777.5.077.39.10440.7.2134.23.8556.85.2243950539548.9868575.245经济流速1.01.00.81.00.9―0.8―0.80.80.90.8―1.0m/s计算管径792539257539400200351200351250385273200414设计管径800550250550400200350200350250400300200400mm×2×2③利用WSZ软件进行平差得到平差后节点水量、水头，管段流量、压降。控制点为节点（10）8、二泵站扬程，水塔高度计算二泵站扬程hpi=142.10－104.48=37.62m水塔高度H=136.03－107.86=28.17m9、校核水力计算①消防校核利用WSZ软件校核设定节点7和节点10消防流量35l/s取事故时流量调整系数0.75，用WSZ软件进行水力分析，得各点水头均高于节点服务水头。所以设计满足要求。1、排水流域划分、管线布置和集水流域的划分以小河为界划分为两个排水流域，河北边为一个排水流域，河南边为一个排水流域。管线布置和集水流域划分如图所示，主干管有管段1―2,5―2，6―5,3―4，4―5.其中管段5―2转输企业乙的集中流量，管段6―5转输企业甲的集中流量，管段1―2接纳街坊9的生活污水作为本段流量，管段3―4接纳街坊6的生活污水作为本段流量，管段4―5接纳街坊10、12的生活污水作为本段流量，管段6―5接纳街坊18、25、37的生活污水作为本段流量，干管5―2仅输送转输流量。2、起点埋深与高程布置中可能遇到的问题在高程布置中可能遇到的问题可能有如下几点：1、当管线交叉敷设时，自地表面向下的排列顺序宜为：电力管线、热力管线、燃气管线、给水管线、雨水排水管线。污水排水管线。2、管线在交叉点的高程应根据排水管线的高程确定。管线交叉时的最小垂直净距，应符合下表中的规定。3、污水设计总流量的计算（1）居民生活污水设计居民平均日生活污水量：Qd1=（120000×300×1.2）／（24×3600）=500l/s总变化系数Kz1=2.7／Qd10.11=1.36故居民生活污水设计流量：Q1=Kz1×Qd1=500×1.36=680l/s（2）企业甲污水设计流量企业甲平均日污水量：Qd2=（3000×1.2）／（24×3600）=41.67l/s时变化系数Kh2=2.7／Qd20.11=1.3故企业甲污水设计流量：Q2=Qd2×Kh2=54.17l/s（3）企业乙污水设计流量企业乙平均日污水量：Qd3=（2500×1.2）／（24×3000）=34.72l/s时变化系数Kh3=1.4故企业乙污水设计流量：Q3=Qd3×Kh3=48.61l/s所以Q=Q1＋Q2＋Q3=782.78l/s4、污水管段设计流量计算总面积：A=10.08+10.08+16.56+8.4+8.4+15.26+11.2+12.76+8.4+17.03+11.2+6.9+9+12+13.8+11.1+13.5+8.97+9.3+12.4+14.26+16.12+9.92+9.89+8.52+11.36+13.06+14.2+9.71+9+12+13.8+15+10.26+5.6+9.89+8.4+11.2+12.88+9+4.5+10.8+13.8=479.51hm2比流量：qA=680／（479.51）=1.418[(l/s)/hm2]污水管网设计流量计算管段居民生活污水日平均流量分配管段设计流量计算编号本段转输合计总编沿线流集中流量设计街坊街坊比流流量流量流量号系量(l/s)本转输流量编号面积量(l/s)(l/s)(l/s)数段(l/s)(l/s)（ha[(l/s)/）ha](l/s)1-298.41.41811.9011.92.0624.540024.547-8000028.5928.591.8753.460053.468-2000052.4052.401.7591.70091.723-2400000000048.6148.6124-25000034.8834.881.8363.84048.61112.4525-2000054.0351.031.7494.01048.64142.613-4615.261.41821.64021.641.9341.760041.769-10000018.0918.091.9635.46000049.8649.861.7687.74004-510,1223.931.41833.9371.50105.41.62170.790035.4687.74170.7910-40011-12000033.2133.211.8461.110061.1112-13000071.9571.951.69121.5900121.5913-140000111.7111.71.61179.8900179.8914-150000143.5143.51.56223.8600223.8615-50000169.5169.51.53259.2600259.266-518，28.751.41840.77219.8219.81.46380.39054.17434.5625,3716-1700007.9487.9482.1517.08054.1771.2617-18000036.2636.261.8265.98054.17120.1518-19000077.6677.661.67129.69054.17183.8619-20000077.6677.661.67129.69054.17183.8620-210000134.0134.01.58211.74054.17265.9121-220000183.0183.01.52278.19054.17332.3622-60000219.8219.81.49327.47054.17381.645-20000535.4535.41.35722.81054.17776.995、污水管网主干管水力计算管段1―2：V0=R00.67×I0.5／n=0.08750.67×0.002010.5／0.014=0.6312m/sq0=A0V0=0.25×3.14×0.6312=60.70l/s所以q/q=24.54／60.70=0.4020查表得y/D=0.45，v/v=0.9540所以v=0.954×0.6312=0.6m/s同方法求的管段5―2，6―5，3―4，4―5的数据污水管网主干管水力计算管段编号管段长度（m）设计流量(l/s)管径(mm)1―25―26―53―44―5500140030024.54776.99434.5641.76170.79350150010003502.010.70.92.011.10.60.9530.8540.6760.771300600700管段坡度(‰)管内流速(m/s)充满度h/D(％)h(m)45485860570.1680.720.580.210.3990.6030.351.260.6030.66降落量(m)标高(m)地面上端101.7101.5101.2102.2101.6下端101.2101.2101.5101.6101.5水面上端99.01198.1699.78100.06399.299下端