给水排水管道系统课程设计

《给水排水管道系统》

设计说明

系别：环境与市政工程系____________

专业：给水排水工程专业____________

姓名：______________________

学号

指导教师_

实习时间：2013年12月16日一12月29日

河南城建学院

2013年12月27日

刖B

给水排水管网工程是给水排水工程中很重要的组成部分，所需投资比较大,一般约

占给水排水工程总投资的50%〜80%。同时管网工程系统直接服务于民众，与人们生活和

生产活动息息相关，其中任一部分发生故障,都可能对人们生活、生产及保安消防等产生

极大影响。因此，合理地进行给水排水管道工程规划、设计、施工和运行管理，保证其系

统安全经济地正常运行，满足生活和生产的需要,无疑是非常重要的。

室外给水排水工程是城镇建设的一个重要组成部分，其主要任务就是为城镇提供足

够数量并符合一定水质标准的水；同时，把人们在生活、生产过程中使用后的污水汇集

并输送到适当地点进行净化处理，达到一定水质标准后，或重复使用，或灌溉农田，或

排入水体。

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。学

生通过设计，综合运用和深化所学的基本理论、基本技能，培养我们独立分析和解决问

题的能力，通过设计能使我们具有掌握查阅规范、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。

Foreword

Waterdrainagenetworkprojectisawatersupplyanddrainageprojectin

theveryimportantcomponentoftheneedsthereisagreatinvestment,the

generalwatersupplyanddrainageworksaboutatotalinvestmentof50%to

80%.Atthesametimenetworkengineeringsystemsdirectservicestothe

people,andpeople'slivesandproductionactivitiesarecloselyrelated,aspartof

afaultmaybeonpeople'slives,suchasproductionandsecurityhaveagreat

impactonfire.Therefore,thereasonablewaterdrainageworksfortheplanning,

design,constructionandoperationofmanagement,guaranteethesecurityofits

systemtonormaloperationoftheeconomytomeettheneedsoflifeand

production,andthisiscertainlyveryimportant.

Outdoorurbanwatersupplyanddrainageprojectistheconstructionofan

importantcomponentofitsmaintasksistoprovideadequatenumberoftowns

andmeetcertainwaterqualitystandards;Atthesametime,peopleinthelifeof

theproductionprocesstousetheeffluentwaterpoolingandtransportedtoa

suitablesiteforpurificationofuptoacertainqualitystandard,orrepeateduse,

orirrigationordischargedintothewaterbody.

Indoorwatersupplyanddrainageprojectisthetaskofdistributionof

outdoorwatersupplysystemtosupplywaterpurificationorganizationsinall

indoorwater,thesewagewillbeusedtowatertoremoveoutdoorpool

drainagesystems.

Doesfortheprojectclassspecializedstudent,thepracticestudyandthe

designisourownknowledgeacquisitionandtheexperiencebestlink.

Moreoverinthegraduationprojectundergraduatecourseplanofinstructionthe

essentiallink,aftertheundergraduatecoursestipulatesthepracticaleducation

whichcompletesthecompletecurriculumtohavetocarryon,thestudent

throughthegraduationproject,thesynthesisutilizestheelementarytheory,the

basicskillwhichanddeepensstudies,trainsthestudentindependentlyto

analyzeandtosolvethequestionability,canenablethestudentthroughthe

graduationprojecttohaveGraspstheconsultstandard,thestandarddesignatlas,

theproductcatalogmethod,enhancesthecomputation,thecartographyandthe

compilationdesignexplanationlevel,finishesanengineer'sbasic

training.Skilledcitiesgivethewaterseweragesystemthedetailedcomputation

andtheraisecertaintheoreticalanalysisandthedesignability.Enhancesthe

planthecomparison,thetechnicaleconomy,theenvironment,thesocietyand

soonthevariousaspectsgeneralizedanalysisandprovestheability.Raise

computeroperationandapplicationability.Skilledspecializedsoftware

application.

《给水排水管道系统》课程设计

目录

刖S

第•章课程设计任务书.........................................1

第二章给水管网设计与计算.....................................3

2.1给水管网布置及水厂选址..................................3

2.2给水管网设计计算........................................3

2.2.1一区设计计算......................................4

2.2.2二区设计计算......................................5

2.3清水池调节容积..........................................7

2.4管网水力计算............................................9

2.4.1最大时集中流量....................................9

2.4.2比流量............................................9

2.4.3沿线流量..........................................9

2.4.4节点流量.........................................10

2.5管网平差...............................................11

2.5.1环状管网流量分配与计算...........................11

2.5.2环状网平差.......................................13

2.5.3水压计算.........................................13

《给水排水管道系统》课程设计

2.5.4二级泵站.........................................15

2.6消防校核..............................................15

第三章污水管网设计与计算..................................15

3.1污水设计与流量计算....................................15

3.2污水管道水力计算......................................16

3.2.1设计要求.........................................16

第四章雨水管网设计与计算..................................17

4.1雨水设计流量计算......................................17

4.1.1城市平均径流系数.................................17

4.1.2单位面积径流.....................................17

4.2雨水管道水力计算......................................18

结束语.......................................................19

参考文献......................................................20

附录一管网平差结果.....................................21

附录二消防校核平差结果.................................25

《给水排水管道系统》课程设计

第1章课程设计任务书

河南城建学院0244101、2班《给水排水管道工程》课程设计任务书

一、设计题目：洛阳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（人平均楼层给排水设备淋浴设备集中热

/公顷）水供应

I2805+4-+

II2104+++

III

3、城市中有下列工业企业，其具体位置见平面图:

1）A工厂，］用水量10000吨/天,最大班用水量：4000吨/班,工人总数3000人，分三班工作，

最大班1200人,其中热车间占3（）%,使用淋浴者占80%：一般车间使用淋浴者占

20%o

2）B工厂，日用水量8000吨/天，最大班用水量：300（）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L/so

4、城市土质种类为粘土，地下水位深度为米。

5、城市河流水位：最高水位：9米，最低水位：亚米，常水位：55米。

三、课程设计内容：

1、城市给水管网初步设计

I）城市给水管网定线（包括方案定性比较）；

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。

I）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

0

《给水排水管道系统》课程设计

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1：1000（）（1号图）；

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）（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：

I、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

《给水排水管道系统》课程设计

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

该城市有一条自东向西河和自北向南转向西流的水量充沛，水质良好的河流，可以

作为生活饮用水水源。该城市的地势相对比较平坦没有太大的起伏变化。城市的街区分

布比较均匀，城市中各工业企业对水质无特殊要求。因而采用统一的给水系统。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：

①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500m-800m。

②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。

③干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度。

④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，尽量少穿越铁路。

减小今后检修时的困难。

⑤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800—1000m左右。

⑥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：

(1)给水系统布局合理；

(2)不受洪水威胁；

(3)有较好的废水排除条件；

(4)有良好的工程地质条件；

(5)有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；

(6)少拆迁，不占或少占良田；

(7)施工、运行和维护方便。

2.2给水管网设计计算

2

《给水排水管道系统》课程设计

2.2.1.1一区最高日用水量计算

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/公面积(公顷)人口数(人)

顷)

I280227.2163619

II2102446.33513730

洛阳市位于河南省，总人口57.7349万，参考《给水排水管道系统》教材表4-2得,

可知一区位于二分区，为中、小城市。最高日综合生活用水定额为150~240LZ(人・d),

故取综合生活用水定额为240L/(人・d)0用水普及率为100%。

最高日综合生活用水量Q-

Qi=qNf

Qi——城市最高日综合生活用水，〃r'/d；

q一一城市最高日综合用水量定额，L/(c叩.d)；

N——城市设计年限内计划用水人口数；

f一—城市自来水普及率，采用f=l()()%

Qi=qNf=240X63619/1000=15208.56zzz3/d

2.2.1.2一区工业用水量

(1)工业企业职工的生活用水量Q2：Q2=0

(2)工业企业职工的淋浴用水量Q3：Q3=o

(3)工业生产用水量Qi：Q4=0

2.2.1.3一区市政用水量Q5：

浇洒道路用水量按每平方米路面每次1.0L计算；每天浇洒1次。

绿化用水量按2L/m2计，由于面积太大浇洒面积按总面积的5%算

3434

Q5=(227.21/50%X25%X10-X10X1+227.21/50%X25%X2X10-X10)X

5%=170.408(m3/d)

2.2.1.4一区城市的未预见水量和管网漏失水量

按最高日用水量的20%计算。

Q6=(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)x2()%=3O75.7936(m3/d)

3

《给水排水管道系统》课程设计

2.2.1.5一区最高日用水量Qd：

Qd=Q.+Q2+Qs+Q4+Q5+Q6=18454.7616(m3/d)

2.2.2.1.二区最高日用水量计算

参考《给水排水管道系统》教材表4-2得，可知二区位于二分区，为中小城市。最

高日综合牛活用水定额为170~260L/(人・d),故取综合牛活用水定额为26014人・d)。

用水普及率为10()%o

最高日综合生活用水量Q「

Qi=qNf

Qi一一城市最高日综合生活用水，nf/d；

q一—城市最高日综合用水量定额，L/(cap.d)；

N一一城市设计年限内计划用水人口数；

f一一城市自来水普及率，采用「=100%

Q1=qNf=260X513730/1000=133569.8m3/d

2.2.2.2工业用水量

(1)工业企业职工的生活用水量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.

3

Q2=(360X35+840X25435X600+1400X25)X3/lDO()=268.8(m/d)

(2)工业企业职工的淋浴用水量Q3：

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：

班次总人数热车间人数一般车间人数用水量

最大班120036084024

甲班90027063018

乙班90027063018

淋浴用水量：3000X0.3X0.8X0.06+3000X0.7XD.2X0.04=60(m3/d)

Bin：

班次总人数热车间人数一般车间人数用水量

最大班2000600140051.2

甲班1500450105038.4

4

《给水排水管道系统》课程设计

乙班1500450105038.4

淋浴用水量：5000X0.3X0.8X0.06+5000X0.7X0,4X0.04=128(m3/d)

Q3=60+128=l88(m3/d)

(3)工业生产用水量Q4：

Q4=10000+8000=18OOO(m3/d)

(4)2.2.2.3市政用水量水

浇洒道路用水量按每平方米路面每次1.0L计算；每天浇洒2次。

绿化用水量按2L/n?计，由于面积太大浇洒面积按总面积的5%算

Q5=(2446.33/50%X25%X10-3X104X2+(2446.33+657.73)X25%X2X10-3X104)X

5%

=2775.195(m3/d)

2.2.2.4城市的未预见水量和管网漏失水量

按最高日用水量的20%计算。

Q6=(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)X20%=30960.359(n?/d)

2.2.2.5最高日用水量Qd：

3

Qa=Qi+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=185762.154(m/d)

2.2.26消防用水量:

根据《建筑设计防火规范》该城市消防用水量定额为lOOL/s,同时火灾次数为3

次。该城市消防用水量为：

Q6=3X1()()=3()()L/S

2.2.2.7最高时用水量

从下表城市用水量变化情况表中可以看出，10-11,11-12点为用水最高时，最高时

用水量为：Qh=10055.7256m3/h=2793.26L/s

职工

淋浴工厂生市政未预见总用

用水量总和生活生活总用水

时段用水产用水用水用水水量

(%)用水m3/h用水量m3/h

m3/hmVhm3/hm3/h(%)

mVh

0-12.533764.092511.259687.51418.175939.96552.91

5

《给水排水管道系统》课程设计

1-22.453645.069811.2687.51418.175761.94282.82

2-32.503719.459011.2687.51418.175836.33202.86

3-42.533764.092511.2687.5736.41418.176617.36553.24

4-52.573823.603911.2687.5736.41418.176676.87693.27

5-63.094597.251311.2687.51418.176714.12433.29

6-75.317900.130911.2687.51418.1710017.00394.91

7-84.927319.895311.2687.51418.179436.76834.62

8-95.177691.841211.2598751418.1710055.21424.92

9-105.107587.696411.28751418.179892.06944.84

10-115.217751.352611.28751418.1710055.72564.93

11-125.217751.352611.28751418.1710055.72564.93

12-135.097572.818511.28751418.179877.19154.84

13-144.817156.239111.28751418.179460.61214.63

14-154.997424.G40211.28751418.179728.41324.76

15-164.706992.582911.2875736.41418.1710033.35594.91

16-174.626873.560211.270687.5736.41418.179796.83324.80

17-184.977394.284511.2687.51418.179511.15754.66

18-195.187706.719011.2687.51418.179823.59204.81

19-204.897275.261811.2687.51418.179392.13484.60

20-214.396531.370011.2687.51418.178648.24304.23

21-224.176204.057611.2687.51418.178320.93064.07

22-233.124641.884811.2687.51418.176758.75783.31

23-242.483689.703311.2687.51418.175806.57632.84

总和1001487783600268.818818000294634036.2204216.9120100

2.3清水池调节容积

清水池调节容积，二级泵站供水情况如下表

清水池调节容量计算

时段用水量％二泵站供水量％一泵站供水量％清水池调节容积％

0-12.913.114.17-1.26

1-22.823.114.17-1.35

2-32.863.114.16-1.30

3-43.243.114.17-0.93

4-53.273.114.17-0.90

5-63.294.804.16-0.87

6-74.914.804.170.74

7-84.624.804.170.45

8-94.924.804.160.76

6

《给水排水管道系统》课程设计

9-104.844.804.170.67

10-114.934.804.170.76

11-124.934.804.160.77

12-134.844.804.170.67

13-144.634.804.170.46

14-154.764.804.160.60

15-164.914.804.170.74

16-174.804.804.170.63

17-184.664.804.160.50

18-194.814.804.170.64

19-204.604.804.170.43

20-214.233.114.160.07

21-224.073.114.17-0.10

22-233.313.114.17-0.86

23-242.843.114.16-1.32

总和10010010017.78

因此一区清水池调节容积按最高日用水量的17.78%计算

清水池中除了储存调节用水外还存放消防用水，则清水池有效容积W为

W=Wi+W2+W3+W4

W-清水池总容积m3；

Wi—调节容积；m3；

W2一消防储水量m3,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7.5%计算；

W4一安全贮量按W1+W2+W3取整后计算

W1+W2+W3=(185762.154+18454.7616)X17.78%+0.37X2X

3600+(185762.154+18454.7616)X7.5%

=54290.03626m3

故W4取54290.03626-54000=290.03626n?

因此:清水池总容积W：W=54290.03626+290.03626=54580.07252m3

取整数为：W=54000m3

清水池设计成一个，应分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。

《给水排水管道系统》课程设计

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。一区二区采用一个水厂，同时供水。

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:

Eq=875+11.2=886.2m3/d=246.17(L/s)

2.4.2比流量计算：

qs=(Qh-Eq)/EL

2793.26-246.17

=0.066557/./"。

38269.26

Qh------为最高日最大时用水量L/s

Eq一一为大用户集中流量L/s

LL一一管网总的有效长度m

2.4.3沿线流量计算：

沿线流量的计算按下公式

qi-j=qSLi-j

Li-j—有效长度；m

qs—比流量

沿线流量按管段计算见表

管段编号管段长度/m有效长度/m比流量L/(s•m)沿线流量Us

1-2572刀572.770.06655738.12

2-31872.311872.3100665571946?

3-4665.90332.950.06655722.16

4-5722.13722.130.06655748.06

2-51193.351193.350.06655779.43

1-8582.16582.160.06655738.75

1-61579.071579.070.066557105.10

8-13485.12242.560.06655716.14

12-13904.19452.100.06655730.09

9-131154.791154.790.06655776.86

9-1()844.42844.420.06655756.20

8

《给水排水管道系统》课程设计

10-111299.291299.290.06655786.48

11-121543.121543.120.066557102.71

6-9783.52783.520.06655752.15

5-6812.83812.830.06655754.10

4-7803.24401.620.06655726.73

6-7928.11928.110.06655761.77

6-141269.181269.180.06655784.47

7-15573.77286.890.06655719.09

14-15711.94711.940.06655747.38

10-14646.69646.690.06655743.04

10-19993.58496.790.06655733.06

18-19620.66620.660.06655741.31

14-18963.82963.820.06655764.15

17-18263.44263.440.06655717.53

15-161422.151422.150.06655794.65

16-171054.301054.300.06655770.17

16-20870.19870.190.06655757.92

20-291069.291069.290.06655771.17

17-291250.411250.410.06655783.22

20-21571.26571.260.06655738.02

21-22864.79864.790.06655757.56

22-231301.201301.200.06655786.60

23-24987.32987.320.06655765.71

24-25780.02780.020.06655751.92

25-26859.82429.910.06655728.61

20-251122.061122.060.06655774.68

26-271892.011892.010.066557125.93

26-29660.22660.220.06655743.94

28-291326.371326.370.06655788.28

27-281745.61872.810.06655758.09

21-241218.441218.440.06655781.1()

总和41784.8638269.260.0665572547.09

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,

qi=a£q!

a:折算系数取a=0.5

Eq：相连的个管段沿线流量和

计算结果见表；

9

《给水排水管道系统》课程设计

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)

190.98590.985

2121.08121.08

373.3973.39

448.47548.475

590.79590.795

6136.56178.795

753.853.8

827.45527.455

992.60592.605

10109.395109.395

1194.59594.595

1266.466.4

1361.54561.545

14119.525119.525

1580.56580.565

16111.37111.37

1785.46585.465

1861.49561.495

1937.18537.185

20120.895120.895

2188.33588.335

2272.0872.08

2376.15576.155

2499.3699.36

2577.60577.605

2699.24109.97209.21

2792.01136.2228.21

2873.18573.185

29143.305143.305

总和2504.855246.172793.26

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：

①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。

②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

《给水排水管道系统》课程设计

中尽可能均匀的分配流量，并且满足节点流量平衡的条件。

③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.管径的确定

管径与设计流量的关系：

q=Av=nD2v/4

公式中D一管段管径，m；

3

q一管段计算流量，m/x；

A一管段过水断面面积，nd

v-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)

D=100-4000.6~0.9

D24000.9〜1.4

流量分配，管径选择如下:

最大时流量初步分配

最大时设计流量2793.26L/S,流量初步分配如下表:

最大时流量分配表

管段编号管段长度/m有效长度/m分配流量(L/s)管径(mm)

1-2572.77572.771107.9051000

2-31872.311872.3172.39400

3-4665.90332.951KX)

4-5722.13722.13824.641000

2-51193.351193.35914.4351000

1-8582.16582.16489.187(X)

1-61579.071579.071105.191000

8-13485.12242.56461.725700

12-13904.19452.1067.435()

11

《给水排水管道系统》课程设计

9-131154.791154.79332.78700

9-10844.42844.42241.175600

10-111299.291299.2994.595400

11-121543.121543.121150

6-9783.52783.5211(X)

5-6812.83812.