给水排水管道系统课程设计

1、.昆明市给水排水管道设计与计算给排水管道系统课程设计计算说明书设 计 题 目：昆明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 班 级 学 号： 学 生 姓 名： 指 导 教 师：谭水成 刘萍 余海静 张奎 2013 年 12 月 25 日前 言 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提升，输送，贮存，调节和分配的科学。其最基本的任务是保证水源的原料水送至水处理构筑物及符合用户用水水质标准的水输送和分配到用户。这一任务是通过水泵站，输水管，配水管网及调节构筑物等设施的共同工作来实现的，它们组成

2、了给水管道工程。设计和管理的基本要求是以最少的建造费用和管理费用，保证用户所需的水量和水压，保证水质安全，降低漏损，并达到规定的可靠性。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。 室内给水排水工程的任务是将室外给水系统输配的净水组织供应到室内各个用水点，将用后的污水排除汇集到室外排水系统中去。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、

3、基本技能，培养学生独立分析和解决问题的能力，通过设计能使学生具有：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 Water drains, water supply and drainage project is an important component of the project can be divided into drains

4、and water supply pipeline project works two categories.Water pipeline project is on the upgrading of water, transmission, storage, distribution and regulation of science. Its most basic task is to ensure that the raw water source sent to the water treatment structures and water users with the water

5、quality standard transmission and distribution to users. This task through the pump stations, pipelines, distribution mains network structure and regulation and other facilities to work together to achieve, and they formed a water pipeline project. Design and management is a basic requirement for at

6、 least the construction costs and management fees to ensure that the necessary water users and pressure to ensure water quality and safety, reduce leakage and achieve the required reliability.Outdoor urban water supply and drainage project is the construction of an important component of its main ta

7、sks is to provide adequate number of towns and meet certain water quality standards; At the same time, people in the life of the production process to use the effluent water pooling and transported to a suitable site for purification of up to a certain quality standard, or repeated use, or irrigatio

8、n or discharged into the water body. Indoor water supply and drainage project is the task of distribution of outdoor water supply system to supply water purification organizations in all indoor water, the sewage will be used to water to remove outdoor pool drainage systems.Does for the project class

9、 specialized student, the practice study and the design is our own knowledge acquisition and the experience best link. Moreover in the graduation project undergraduate course plan of instruction the essential link, after the undergraduate course stipulates the practical education which completes the

10、 complete curriculum to have to carry on, the student through the graduation project, the synthesis utilizes the elementary theory, the basic skill which and deepens studies, trains the student independently to analyze and to solve the question ability, can enable the student through the graduation

11、project to have:(1) Grasps the consult standard, the standard design atlas, the product catalog method, enhances the computation, the cartography and the compilation design explanation level, finishes an engineer's basic training.(2) Skilled cities give the water sewerage system the detailed com

12、putation and the raise certain theoretical analysis and the design ability. Enhances the plan the comparison, the technical economy, the environment, the society and so on the various aspects generalized analysis and proves the ability.(3) Raise computer operation and application ability. Skilled sp

13、ecialized software application.;33目 录第一章 给水管网设计与计算11.1 给水管网布置及水厂选址11.2 最高日用水量计算11.2.1综合生活用水量计算11.2.2工业用水量计算21.2.3浇洒道路和绿化用水量计算21.2.4管网漏失水量31.2.5未预见水量计算31.2.6最高日用水量31.2.7最高时用水量31.3清水池设计计算41.3.1 清水池的调节容积41.3.2 自来水厂自用水量41.3.3 消防储水量41.3.4 清水池有效容积41.4 管网水力计算41.4.1最大时集中流量51.4.2比流量计算51.4.3 沿线流量计算51.4.4 节点流量

14、71.5 管网平差91.5.1环状管网流量分配计算91.5.2管径的确定及流量分配91.5.3管网平差111.5.4水压计算181.5.5二级泵站191.6 消防校核191.7 水泵的选择26第二章 完全分流制管网设计与计算262.1 排水系统体制的确定262.2 设计雨水计算262.2.1 城市原始资料262.2.2 雨水设计流量272.3 污水设计流量计算292.3.1设计要求292.3.2水力计算30第三章 设计总结32参考文献33第一章 给水管网设计与计算1.1 给水管网布置及水厂选址该城市有一条自北向西流的水量充沛，水质良好的河流，可以作为生活饮用水水源。该城市的地势不平坦有太大的起

15、伏变化。城市的街区分布均匀，城市中各工业企业对水质无特殊要求。因而采用统一给水系统。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：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。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

16、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。1.2 最高日用水量计算城市最高日用水量包括城市或居住区的最高日综合生活用水量、工业生产用水量、浇洒道路用水量、管网漏失水量和未预见用水量。1.2.1综合生活用水量计算总人口的计算：1区面积为1932.5公顷,人口为1932.5×320=618400人，2区面积为376.4公顷，人口为376.4×250=94100人。则总面积为2308.9公顷，总人口71.25万人。该城市为昆明市，隶属云南省，查室外排水设计规范P61,人口50万到100万为大城市，云南省属一区，则综合生活用水

17、定额为240390 L/cap.d，本设计采用300L/cap.d.用水普及率取为100%。 （1）最高日最高时综合生活用水量Q1Q1 =qNfQ1城市最高日综合生活用水，m/d；q城市最高日综合用水量定额，L/（cap.d）；N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%Q1=qNf=300×712500×100%=213750 m/d1.2.2工业用水量计算（1）工业企业职工的生活用水量和淋浴用水量Q21：根据给排水快速设计手册，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

18、每班60L计算。表1-1 工厂企业职工用水量工厂企业职工用水量(L/d)热车间生活35×3000×30%=31500淋浴60×3000×30%×80%=43200一般车间生活25×3000×70%=52500淋浴40×3000×70%×20%=16800Q21=31500+43200+52500+16800=144000L/d=144 m/d （2） 工业生产用水量Q22:m=14000t=1.4×10 故 Q22=14000 m/d（3）工业用水量Q2：Q2= Q21+Q22=141

19、44 m/d1.2.3浇洒道路和绿化用水量计算 （1）浇洒道路用水量Q31根据给排水快速设计手册，浇洒道路用水量为每平方米路面每次2.0-3.0L，每天2-3次，本设计取每平方米路面每次2.0L，每天2次计算，而且由于面积太大浇洒面积按总面积的10%算。Q31=2×2×23089000×20%×10%=1847120 L/d（2）根据给排水快速设计手册，浇洒绿化用水量为每平方米路面1.0-3.0L,按2.0 L/ m2 计，由于面积太大浇洒面积按总面积的10%算Q322×23089000×30%×10%= 1385340L/

20、d（3）浇洒道路和绿化用水量Q3Q3= Q31+ Q32=1847120+1385340=3232460 L/d=3232.46 m/d1.2.4管网漏失水量管网漏失水量按最高日用水量的11%计算。Q4=（Q1+Q2+Q3）× 11%=25423.91 m/d1.2.5未预见水量计算管网漏失水量按最高日用水量的10%计算。Q5=（Q1+Q2+Q3+Q4）×10%=25655.04 m/d1.2.6最高日用水量日变化系数取1.3计算Qd=（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）×1.3=366867.03 m/d1.2.7最高时用水量时变化系数取1.4计算Qh= Qd/24

21、×1.4=21400.58 m/h1.3清水池设计计算1.3.1 清水池的调节容积W1 =8%Qd=366867.03=29349.36 m1.3.2 自来水厂自用水量最高日用水量的7%计 W2 =87%×366867.03=25680.69m31.3.3 消防储水量火灾延续时间按2h算，一次用水量按100L/s,同一时间火灾次数为三次。W3 =qfNT=3×100×3600×2=216000L=2160m31.3.4 清水池有效容积清水池有效容积W为：W(11/6)×（W1W2W3）= 66721.7m³清水池2500m&

22、#179;应建成矩形较经济，个数一般不少于两个，并能单独工作和分别放空。如有特殊措施能保证供水要求时，亦可采用一个，但须分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。本题取两个清水池，矩形，每座有效容积为34000m³1.4 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。1.4.1最大时集中流量一区有工厂A，火车站 q=163.7+12=175.7L/S最高日最高时用水量Qh =21400.58m3/h=5944.6L/s1.4.2比流量计算qs=( Qh -q)

23、/ L=（5944.6-175.7）/39813=0.1449 L/(s.m)Qh-为最高日最大用水量L/s;q-为大用户集中流量 L/s;L-管网总的有效长度 m1.4.3 沿线流量计算表1-2 沿线流量计算管段号管段长度管段设计长度长度比流量沿线流量1-2300300 0.144943.472-35800 0.14490.00 3-4847424 0.144961.44 4-51030515 0.144974.62 5-6725363 0.144952.60 6-710581058 0.1449153.307-8800800 0.1449115.928-9953953 0.1449138.

24、099-101071536 0.144977.6710-3917459 0.144966.518-31137569 0.144982.457-410641064 0.1449154.172-11993497 0.1449720.144971.4412-13465465 0.144967.3813-14880880 0.1449127.5114-1610671067 0.1449154.6116-15800800 0.1449115.9215-13830830 0.1449120.2715-17388388 0.144956.2216-18930930 0.1449

25、134.76 17-18883883 0.1449127.9517-1910231023 0.1449148.2319-20842842 0.14491220.144997.081-215875870.144985.06 21-24119411940.1449173.01 11-227147140.1449103.4622-248208200.1449118.8222-239509500.1449137.6624-256926920.1449100.2713-23101510150.1449147.0723-259809800.1449142.0025-28105

26、010500.1449152.1525-269439430.1449136.6426-278618610.1449124.7627-286256250.144990.5629-305865860.144984.91 29-327187180.1449104.0432-338188180.1449118.5333-315465460.144979.1230-316756750.144997.8132-349679670.1449140.1233-356876870.144999.5534-359839830.1449142.4434-36101810180.1449147.5136-379709

27、700.1449140.5535-379449440.1449136.79 35-38106110610.1449153.7438-396836830.144998.97 37-398608600.1449124.61 21-29211210610.1449153.74 总计398135769.53 1.4.4 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 0.5计算结果见下表表 1-3 节点流量计算表节点编号节点连接管段集中流量节点流量节点总流量11-2，1-2164.364.322-11，2-157.7 57.7 33-4，3-8，3-10105.2105.244-

28、5，4-3，4-7145.1145.155-6，5-463.6 63.6 66-7，6-5103.0 103.0 77-6，7-8，7-4211.7211.788-7，8-9，8-3168.2168.299-10，9-8107.9107.91010-9，10-372.172.11111-22，11-2，11-12 123.5 123.51212-13，12-1169.469.41313-12，13-15，13-23,13-14231.1 231.1 1414-13，14-16141.1141.11515-13，15-16，15-17146.2146.21616-15，16-14，16-1820

29、2.6202.61717-15，17-18，17-19166.2166.21818-17，18-20，18-16179.9179.91919-20，19-17135.1135.12020-19，20-1812109.5121.52121-1，21-24,21-29205.9205.92222-11，22-23，22-24180.0180.02323-13，23-25，23-22213.4213.42424-25，24-21，24-22196.1196.12525-24，25-26，25-28，25-23265.5 265.5 2626-27，26-25130.7130.72727-26，27-

30、28107.7107.72828-27，28-25120.9120.92929-30，29-32，29-21171.3171.33030-31，30-29163.791.4255.13131-29，31-3388.588.53232-29，32-33，32-34181.3 181.3 3333-31，33-32，33-35148.6148.63434-32，34-36，34-35215.0215.03535-33，35-34，35-37，35-38266.3 266.3 3636-34，36-37144.0144.03737-36，37-35，37-39201.0201.03838-39，38

31、-35126.4126.43939-38，39-37111.8111.8总计5769.25944.91.5 管网平差1.5.1环状管网流量分配计算根据节点流量进行管段的流量分配分配步骤：（1）按照管网的主要方向，初步拟定个管段的水流方向，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。1.5.2管径的确

32、定及流量分配管径与设计流量的计算：q=Av= D= 设计中按经济流速来确定管径进行平差，确定实际管径表1-4 平均经济流速与管径的确定 管 径 （mm） 平均经济流速（m/s） D=100-400 0.6-0.9 D >=400 0.9-1.4流量初步分配及管径选择如下表：表1-5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）3-8113795.83503-4847225.95008-7800101504-71064105.44004-5103055.13005-672526.42006-71058202003-1091771.13509-10107138.62508

33、-9953101502-11993749.29001-23001215.4150011-227143020022-2482077.335021-241194487.57001-215781538.3150011-12985663.690012-13653.8632.390013-238803020023-259504025022-2398026.225024-25692321.860025-28105083.235025-2694378.935026-27861 2020027-2862528.520013-15830252.150015-168001015016-141067182.4500

34、14-1388024650017-188831015017-15388176.250018-16930101.140019-17102391.340020-187603025019-2084231.425029-30586 506.780029-32718374.160030-31675293.560031-33546254.350032-338182015032-34967272.460034-359831015033-35687207.350035-38106187.335038-3968330.425037-398602020035-379441015036-37970100.64003

35、4-361018165.5500 1.5.3管网平差环状网平差(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。= 迭代次数=40 = 环号= 1 闭合差= .000 - 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) - 1 847 800 .99 -497.16 1.44 -1.22 .0025 2 1064 500 .98 -192.84 2.62 -2.78 .0144 3 800 300 .37 26.24 .86 .69 .0263 4 1137 50

36、0 1.04 204.32 2.91 3.31 .0162 sqtotal= .009 dq= .00 = 环号= 2 闭合差= .000 - 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) - 1 1030 500 .81 -159.21 1.84 -1.89 .0119 2 725 400 .76 -95.61 2.18 -1.58 .0165 3 1058 200 .24 7.39 .65 .69 .0930 4 1064 500 .98 192.84 2.62 2.78 .0144 sqtotal= .009 dq= .00

37、 = 环号= 3 闭合差= .000 - 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) - 1 917 500 .87 170.13 2.07 1.90 .0112 2 1137 500 1.04 -204.32 2.91 -3.31 .0162 3 953 200 .31 -9.87 1.09 -1.03 .1048 4 1071 400 .78 98.03 2.28 2.45 .0250 sqtotal= .009 dq= .00 = 环号= 4 闭合差= .000 - 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 s

38、q (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) - 1 1194 1200 1.16 1307.92 1.14 1.36 .0010 2 578 1800 1.35 3423.12 .77 .44 .0001 3 300 1500 1.39 -2457.48 1.04 -.31 .0001 4 993 1100 1.50 -1422.98 1.81 -1.79 .0013 5 714 500 .61 -120.10 1.09 -.78 .0065 6 820 500 .68 133.21 1.32 1.08 .0081 sqtotal= .013 dq= .01 = 环号= 5 闭合差=

39、 .001 - 管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) - 1 980 400 .58 73.31 1.34 1.31 .0179 2 714 500 .61 120.10 1.09 .78 .0065 3 985 1000 1.50 -1179.38 2.06 -2.02 .0017 4 654 1000 1.41 -1109.98 1.82 -1.19 .0011 5 880 600 .76 213.72 1.27 1.12 .0052 sqtotal= .011 dq= .02 = 环号= 6 闭合差= .001 - 管段号 管长 管径 流速