宁波市给水排水管道工程设计计划书

1 宁波市给水排水管道工程设计计划书 第一章 课程设计任务书 一、 设计题目 ： 宁波 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 300 4 + + 400 7 + + + 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 16000 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 40 %；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 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： 85 米，最低水位： 70 米，常水位： 75 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）； 2 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）； 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： 1、设计时间： 2013年第一学期（第 15、 16 周 12 月 16 号 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 3 第二章 给水管网设计与计算 给水管网布置及水厂选址 该城市有一条自南向北转自西向东向西流的水量充沛，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： 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 。 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 800 1000 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 1000）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。 4 给水管网设计计算 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区 人口密度（人 /公顷） 面积（公顷） 人口数（人） 300 1203 360900 00 531 212400 宁波位于浙江省，总人口 于一区，为大城市，参考给水排水管道系统教材表 4综合生活用水定额为 300 L/(人 d)。用水普及率为 100%。 最高日综合生活用水量 Q1=1 城市最高日综合生 活用水， d/q城市最高日综合用水量定额， /（ 城市设计年限内计划用水人口数； f城市自来水普及率，采用 f=100% 000000573300300 =171990 d/业用水量 （ 1）工业企业职工的生活用水和淋浴用水量 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 0L，高温车间每人每班 60 A 工厂：工人总数 3000 人，热车间人数 3000 30%=900（人），使用淋浴人数 90040%=360（人）。普通车间人数 3000 70%=2100（人），使用淋浴人数 2100 20%=420（人）。 （ 900 35+2100 25+360 60+420 40） /1000=122.4(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）。 5 （ 1500 35+3500 25+1200 60+1400 40） /1000=268(m3/d) 工业企业职工的生活用水和淋浴用水量 2= 68=390.4(m3/d) （ 2）工业生产用水量 6000+8000=24000(m3/d) 政用水量 市政用水量不记， 4Q =0。 网漏失水量 按最高日用水量的 10%计算 3+ 10%=（ 171990+4000+0） 10%=m3/d） 市的未预见水量 最高日用水量的 8%计算。 3+5） 8% m3/d) 高日用水量 3+5+233300 (m3/d) 高时用水量 最高日平均时用水量 m3/d)为 244233300=9720.8(m3/h) 最高日最高时设计用水量m3/h) （城市用水量日变化系数表，大城市 间，大中城市的用水量比较均匀， 较小，可取下线） 。 6 清水池调节容积 在缺乏用水量变化规律的资料时，城市水厂的清水池调节容积，凭借运转经验，按最高日用水量的 10%20%估算。 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= 清水池总容积（ ； 水池调节容积（ ； 防储水量（ ，按 2小时火灾延续时间计算； 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%计算；（一般等于最高日用水量的 5%10%）。 全储水量 清水池调节容积 10%=23330消防水量 该城市人口为 定同一时间内的火灾次数为 3次，一次用水量为 95L/s，火灾持续时间为 3 95 2 2052 水厂自用水按最高日用水量的 5%计： 5%=11665清水池的安全储量 最高日用水量的 10%计算。（对于配水管网中无调节构筑物清水池有效容积可按最高日用水量的 10%20%考虑）。 因此清水池的有效容积为 W=（ 1+10%）（ =（ 1+10%） (23330+2052+11665)=水池尺寸计算 一般当水池容积小于 2500，以圆形较为经济，大于 2500以矩形较为经济。清水池个数或分格数，一般不少于两个，并且可以单独工作。所以，取有效水深 5m，分成 4格，每格设为正方形，则池宽为 = 46米，则清水池边 7 长为 46 2=92m 清水池采用半地下式，最低水位高程为调节容积、水厂自用水及安全用水储量与消防用水储量交界线，则清水池的最低水位高程 2922052+9292 4W=保证消防用水不被动用，同时又能保证清水池水质不腐化，拟在位于消防储水水位与生活调节水位交界处的生活水泵吸水管开一个额 10位降低至小孔，则进气停生活供水泵。 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，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。 大时集中流量为： A、 、 29节点。 4000） (m3/d) =) 流量计算： L =(L/( 为最高日最大时用水量 L/s 为 大用户集中流量 L/s L 管网总的有效长度 m 线流量计算 : 沿线流量的计算按下公式 8 q 有效长度； m q s 比流量 L/ 2线流量按管段计算见表 管段 长度 L/m 管段计算长度 m 沿线比流量 q s 沿线流量 (L/s) 138 538 105 563 1563 89 289 521 921 658 958 77839 90688 844 76 1155 4 12370 570 13404 704 14220 1220 1572 572 1561882 882 189070 1070 970 570 190238 1238 202000 500 45 9 2380 880 3425627295 70 28240 1240 29209 1209 001 801 计 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， : 折算系数取 q ：相连的个管段沿线流量和 表 2点流量计算表 节点 连接管段 节点流量 集中流量 节点总流量 1 11 122 23 344 2455 566 67716 116 8 188 8990 9101 10115 55 12 911123 71213134 613141444 144 15 1415156 515167 41637 137 18 15181810 19 181919190 192020201 1418202 13203 1923234 23245 24256 23252637 137 27 2627272 92 28 27285 85 29 282910 0 20293013 113 31 192730计 管网平差 状管网流量分配计算与管径确定 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。 各管段管径从界限流量表中查得。 径初选择如下表 2 表 2管段 长度 L/m 管段计算长度 m 初选管径 初分配流量（ l/s) 138 538 1600 2000 105 500 000 11 2563 1563 1000 1000 300 50 00 600 589 289 1000 900 521 921 300 20 600 58 958 900 700 700 800 700 39 1000 00 400 900 0688 844 700 155 00 200 370 570 500 200 13900 404 704 250 30 14220 1220 900 786 1572 572 700 5 500 6 700 463 1882 882 500 8 400 9070 1070 500 970 570 500 600 19 500 0238 1238 800 500 20 900 000 500 700 400 2380 880 500 300 23 500 4 500 5 350 75 26 350 7295 500 7 500 8240 1240 500 9209 1209 350 87 3001 801 500 200 合计 12 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， 平差结果见下表 表 2网评查结果表 第 1环 编号 流量 损失 1 0 12 2 h= q= 第 2环 编号 流量 损失 3 4 h= q= 第 3环 编号 流量 损失 6 9 h= q= 第 4环 编号 流量 损失 9 4 22 13 8 h= q= 第 5环 编号 流量 损失 11 20 13 10 h= q= 第 6环 编号 流量 损失 12 3 19 16 14 h= 0 总 q= 第 7环 编号 流量 损失 16 18 17 15 h= q= 第 8环 编号 流量 损失 25 28 23 2 h= q= 第 9环 编号 流量 损失 27 31 32 14 28 h= q= 第 10环 编号 流量 损失 23 2 33 21 0 h= q= 第 11环 编号 流量 损失 31 44 34 9 395 h= 0 总 q= 0 第 12环 编号 流量 损失 41 0 2 43 4 h= 0 总 q= 0 第 13环 编号 流量 损失 30 6 9 41 31 h= 0 总 q= 0 第 14环 编号 流量 损失 35 7 15 38 36 h= 0 总 q= 0 表 2网水头损失表 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 损失 号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 损失 号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 损失 号 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 损失 号 41 42 43 44 损失 级泵站 二级泵站的计算： 清水池地面标高 水池最低水位标高是 水 厂向管网两条输水管长为 1869m，最高时管中流量为 ,s，依此每条输水管渠的管径选为 1600管网评差知管段 1（管径为 1600水头损失为 每条输水管水头损失 1000以沿程水头损失为 1869 1000 2=水管路中的水头损失按3m 计， 29 点为控制点，其地面标高为 m ，控制点需要的服务水头为 7 层楼即32m。取最不利管段 1网水头损失为 h=由计算机评差查得 )。 最大时水泵扬程 h+32+3+（ + 防校核 消防校核 ： 该市同一时间火灾次数为三次，一次灭火用水量为 95L/s，从安全和经济角度考虑， 16 失火点设在 29节点、 30节点和 27节点，消防时管网各节点的流量除 29、 30、 27节点各附加 95L/余各节点的流量按路线以管线分配。s+953L/s=s。 进行流量分配如下表： 表 2量分配表 管段 长度 L/m 管段计算长度 m 管径 流量（ l/s) 138 538 1600 05 500 000 563 1563 1000 00 50 00 89 289 1000 21 921 300 00 58 958 900 00 00 39 1000 00 00 0688 844 700 155 00 200 370 570 500 3900 404 704 250 4220 1220 900 572 572 700 5 500 6 700 882 882 500 8 400 9070 1070 500 395 1970 570 500 9 500 0238 1238 800 0 900 17 2000 500 700 380 880 500 3 500 4 500 5 350 6 350 7295 500 7 500 8240 1240 500 9209 1209 350 001 801 500 计 消防时管网平差计算结果见下表 表 2防评差结果表 第 1环 编号 流量 损失 1 0 12 2 h= 总 q= 第 2环 编号 流量 损失 3 4 h= 总 q= 第 3环 编号 流量 损失 6 9 h= 总 q= 18 第 4环 编号 流量 损失 9 4 22 11 8 h= 总 q= 第 5环 编号 流量 损失 11 20 13 10 h= 总 q= 第 6环 编号 流量 损失 12 3 19 16 14 h= 总 q= 第 7环 编号 流量 损失 16 18 17 15 h= 总 q= 第 8环 编号 流量 损失 25 28 23 2 h= 总 q= 19 第 9环 编号 流量 损失 27 31 32 8 h= 总 q= 第 10环 编号 流量 损失 23 2 33 21 0 h= 总 q= 第 11环 编号 流量 损失 31 44 34 9 h= 0 总 q= 0 第 12环 编号 流量 损失 41 0 2 43 4 h= 0 总 q= 0 第 13环 编号 流量 损失 30 6 9 41 31 h= 0 总 20 q= 0 第 14环 编号 流量 损失 35 7 8 36 h= 0 总 q= 0 表 2网水头损失表 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 损失 号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 损失 号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 损失 号 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 损失 号 41 42 43 44 损失 清水池最低水位地面标高 水厂向管网两条输水管长为 1869m 最高时管中流量为 s，依此每条输水管渠的管径选为 1600管网评差知管段 1（管径为 1600水头损失为 每条输水管水头损失 1000以沿程水头损失为 1869 1000 2=水管路中的水头损失按 3 29点为控制点，其地面标高为 m ，控制点需要的最小消防水头 10m。取最不利管段1网水头损失为 h=由计算机评差查得 )。 最大时水泵扬程 h+10+3+（ + 21 第三章 污水管网设计与计算 城市污水管网主要功能是收集和输送城市区域中的生活污水和生产废水 . 污水管网设计的主要任务是 : 1) 污水管网总设计流量及各管段设计流量计算 ; 2) 污水管网各管段直径 ,埋深 ,衔接设计与水力计算 ; 3) 污水管网剖面图绘制等 ; 排水系统的确定： 合流制由于污水未经处理就排放，受纳水体遭到严重污染，但合流制排水系统工程投资较低。分流制将雨水和污水分别在两套或两套以上管道系统内 排放，该系统使污水收集和处理，使水的重复利用率提高，但工程投资较大。 宁波市拥有 多人，排水设施较完备且该城市雨量丰富，污水和雨水的流量相对较大，因此采用分流制排水系统。 水设计流量计算 污水管道的设计流量包括生活污水设计流量和工业废水设计流量两大部分。查居民生活污水量定额，通常生活污水量为同周期给水量的 80%给水量采用300 /( )L 人 城市给水排水系统完善，则综合生活用水定额为 300 85%=255 /( )L 人 则生活污水 Q=255 573300/86400=1692L/s，总变化系数 1692=s 工业生活污水和淋浴污水 6003600 2211222111 计算得 A 厂的总流量为4L/s 0%算即 s。 Q =14+s。 工厂排出的工业废水作为集中流量排入污水管道，经过收集与城市污水管网汇合进入污水厂处理。 22 污水管道水力计算 由于管线太长，环路太多，为便于计算，选取其中的一个完整的设计