给水排水管道系统课程设计25

1、给排水管道工程课程设计计算说明书题 目：安阳市给排水管道工程设计 学 院：市政与环境工程学院 专 业：给排水科学与工程 姓 名：冯俊辉 班 级：024411155 指导老师：谭水成 张奎 宋丰明 刘萍 完成时间：2013年12月26日 前言给水排水工程是城市或工业企业从水源取水到最终处置的全部工业过程。一般由取水工程、净水工程、污水（废水）净化工程、污泥处理与处置工程、废水最终处置工程等主要枢纽工程和给水排水管网工程组成。给水排水工程是城市基础设施建设与工业企业建设的重要组成部分之一，它的建设与发展直接关系到城市居民的生活水平、生活质量的提高与工业企业规模的扩大与发展，但是又受到当地自然资源状

2、况、经济发展水平、文化背景与发展历史的限制。随着我国城市化步伐的加速和工业经济的发展，城市居民生活用水和工业企业用水需求量日益增加，对用水水质的要求也日益严格。但是，我国是一个人均水资源量十分匮乏的国家，目前严重的水污染使得部分水体丧失原有功能，更加剧了水资源的紧张局面。缺水已成为城市与工业发展最为重要的限制条件之一，有效利用现有的有限水资源成为摆在给水排水工程技术人员面前一个重要而紧迫的课题。给水排水专业的毕业生，不仅需要掌握给水排水工程学科的基础理论和基础知识，更重要的是具有分析和解决给水排水工程问题的能力和积极探索、勇于创新的精神，以适应当前用水形势对给水排水工程技术人员的挑战与要求。给

3、水排水专业的基本教学内容由理论教学和实践性教学两个主要组成部分。课程设计是本专业设计类课程重要的实践教学环节之一，是对学生综合运用相应课程基础理论与基础知识能力的全面训练，是培养学生综合运用工程语言表述工程思想的重要环节，是培养学生分析与解决工程实际问题和创新意识的重要手段。PrefaceWater and wastewater engineering is the city or industrial enterprise from water intake to final disposal of all industrial process. The general water engi

4、neering, water purification engineering, sewage (waste) purification engineering, sludge treatment and disposal project, the waste water final disposal engineering main terminal engineering and water drainage pipe network of engineering. Water and wastewater engineering is the city infrastructure co

5、nstruction and industrial enterprise is an important part of the construction of one of its construction and development directly related to the urban residents living standard and life quality improvement and industrial enterprise of the enlargement of scale and development, but also by the local n

6、atural resources, economic development level, cultural background and development history of the limit. Along with the accelerated the pace of urbanization and industrial economic development, urban life in the water and industrial enterprise water demand is increasing, the water quality requirement

7、s are increasingly strict. But, our country is a very lack water quantity per country, at present the severe pollution of water makes part of the original water loss function, more increased tension of water resources. Water shortage has become a city and the industrial development is the most impor

8、tant one of the constraints, the effective use of the existing water resources co., LTD., as in water and wastewater engineering technical personnel before an important and urgent task. Water drainage professional graduates, not only need to acquire water drainage engineering discipline of the basic

9、 theory and basic knowledge, more important is to have the analysis and solution of water and wastewater engineering ability and actively explore, innovative spirit, to adapt to the current situation of water for water and wastewater engineering and technical personnel of the challenges and requirem

10、ents. Water drainage professional basic teaching content of the theoretical teaching and practical teaching two main part. Curriculum design is the professional design courses an important practical teaching link is one of the students' comprehensive use of corresponding course basic theory and

11、basic knowledge ability, comprehensive training is to cultivate students' comprehensive language using engineering expression engineering thought important link, is to train students to analyze and solve practical engineering problems and an important means of innovation consciousne目录第一章 课程设计任务书

12、1第二章 给水管网设计与计算32.1 给水管网布置及水厂选址32.2 一区给水管网设计计算42.2.1.一区最高日用水量计算42.2.2一区工业用水量42.2.3一区市政用水量Q552.2.4一区城市的未预见水量和管网漏失水量52.2.5一区最高日用水量Qd52.2.6一区消防用水量：52.2.7一区最高时用水量62.3 二区给水管网设计计算72.3.1 二区最高日用水量计算72.3.2 二区工业用水量72.3.3 二区市政用水量Q572.3.4 二区城市的未预见水量和管网漏失水量82.3.5 二区火车站每小时用水量82.3.6 二区最高日用水量Qd82.3.7 二区消防用水量82.3.8 二

13、区最高时用水量82.4 清水池调节容积92.4.1一区清水池调节容积92.4.2二区清水池调节容积92.5 管网水力计算102.5.1最大时集中流量为102.5.2比流量计算102.5.3 沿线流量计算102.5.4节点流量:122.6 管网平差142.6.1环状管网流量分配计算与管径确定142.6.2环状网平差(最高日最高时用水量)：172.6.3水压计算232.6.4二级泵站252.7 消防校核26第三章 污水管网设计与计算333.1 污水设计流量计算333.2 污水管道水力计算333.2.1设计要求34第四章 雨水管网设计与计算364.1 雨水设计流量计算364.1.1该城市的平均径流系

14、数av364.1.2 单位面积的径流364.2 雨水管道水力计算36第五章 实习总结3840河南城建学院 给排水管道课程设计 第一章 课程设计任务书第一章 课程设计任务书一、 设计题目： 安阳 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/公顷）平均楼层给排水设备淋浴设备集中热水供应2105+2004+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

15、%，使用淋浴者占 70 %；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 11 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：55米，最低水位：40米，常水位： 45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

16、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）；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

17、）（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：2013-2014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、刘萍河南城建学院 给排水管道课程设计 第二章 给水管网设计与计算第二章 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穿过城市的河流，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。城市的街区被河流分为两个区，分布比较均匀

18、，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。城镇给水管网定线取决于城镇平面布置，供水区的地形，水源和调节构筑物位置，街区和用户特别是大用户的分布，河流、铁路、桥梁的位置等。定线时可按以下步骤和要点进行：定线时干管延伸方向应和水源（二级泵站）、输水管渠、水池、水塔、大用户的水流方向基本一致。干管的间距一般采用500m800m左右 。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。连接管的间距考虑在8001000m左右。干管与干管、连接管与连接管间距的大小，主要取决于供水区域大小和要求，一般是在保证供水要求的前提下，干管和连接管的数量尽量减少，以节省投资

19、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。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。2.2 一区给水管网设计计算2.2.1.一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/公顷）面积（公顷）人口数（人）210719.36151065

20、.62001223.12244624安阳市属于河南，总人口39.57万，参考给水排水管道系统教材表4-2得，安阳为中、小城市，属于第二城市分区。最高日综合生活用水定额为150240 L/(人·d)，故可取综合生活用水定额为240 L/(人·d)。用水普及率为100%。最高日综合生活用水量Q1 ： Q1=qNQ1城市最高日综合生活用水量，d ；q设计期限内城市各用水分区的最高日综合生活用水定额，L（人·d）；设计期限内城市各用水分区的计划用水人口数（人）；Q1=qN=240×151065.6/1000=36255.7442.2.2一区工业用水量（1）工业企

21、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.Q2=（360×35+840×25）×3/1000=100.8(m3/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，热车间每人每班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120036084021.84甲班90027063016.38乙班90027063016.38淋浴用水量：Q3= (360×0.7×0.06+840×0.2×0.04)+(270×0.7×0

22、.06+630×0.2×0.04) ×2=54.6(m3/d)（3）工业生产用水量Q4：Q4=16000(m3/d)2.2.3一区市政用水量Q5浇洒道路用水量按每平方米路面每次3.0L计算；每天浇洒2次。绿化用水量按4L/ m2 计,每天浇洒1次。浇洒面积按总面积的5%计算Q5（719.36×20%×3×10-3×2×104+719.36×30%×4×10-3×10）×5%863.232 (m3/d)2.2.4一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%

23、计算。Q6（Q1 +Q2+Q3+Q4+Q5）×20%53274.376×20%=10654.8752(m3/d)2.2.5一区最高日用水量QdQdQ1 +Q2+Q3+Q4+Q5+Q663929.2512(m3/d) 2.2.6一区消防用水量：根据建筑设计防火规范该城市消防用水量定额为55L/s，同时火灾次数为2次。该城市消防用水量为：Q655×2=110 L/s2.2.7一区最高时用水量根据城市用水量变化系数表 安阳为中小城市 取Kh=1.3Qh=（63929.2512×1.3×1000）/(24×3600) =941.11 L/s2

24、.3 二区给水管网设计计算2.3.1 二区最高日用水量计算取综合生活用水定额为240 L/(人·d)。用水普及率为100%。最高日综合生活用水量Q1 ： Q1=qN=240×244624/1000=58709.76Q1城市最高日综合生活用水，md ；q设计期限内城市各用水分区的最高日综合生活用水定额，L（人·d）；设计期限内城市各用水分区的计划用水人口数（人）；2.3.2 二区工业用水量（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.Q2=（1500×35+3500×25）/1000

25、=140.00(m3/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.B工厂：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乙班1500450105038.4淋浴用水量：Q3=5000×0.3×0.8×0.06+5000×0.7×0.4×0.04=128(m3/d)（3） 工业生产用水量Q4： Q4=8000(m3/d)2.3.3 二区市政用水量Q5浇洒道路用水量按每平方米路面每次3.0L计算；每天浇洒2次。绿化用水量按

26、4L/ m2 计,每天浇洒1次。浇洒面积按总面积的5%计算Q5（1223.12×30%×3×10-3×104×2+1223.12×30%×4×10-3×104)×5%1834.68 (m3/d)2.3.4 二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）×20%68812.44×20%=13762.488 (m3/d)2.3.5 二区火车站每小时用水量 Q711×3600×24/1000(m3/d)=95

27、0.4(m3/d)2.3.6 二区最高日用水量QdQdQ1 +Q2+Q3+Q4+Q5+Q683525.32 (m3/d) 2.3.7 二区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55L/s，同时火灾次数为2次。该城市消防用水量为： Q62×55=110 L/s2.3.8 二区最高时用水量根据城市用水量变化系数表 安阳为中小城市 取Kh=1.3Qh=（83525.32×1000×1.3）=1260.686L/s2.4 清水池调节容积2.4.1一区清水池调节容积一区清水池调节容量计算一区清水池调节容积按最高日用水量的10%计算清水池中除了储存调节用水外还存

28、放消防用水,则清水池有效容积W为W= W1+ W2+ W3+ W4W清水池总容积m3；W1调节容积；m3；W2消防储水量m3，按每次火灾延续两个小时计算；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安全贮量按W1+W2+W3取整后计算W1+W2+W363929.2512×10%+0.11×2×3600+63929.2512×7.5% 11276.397 m3故W4取11276.397-11000=276.397 m3 因此：清水池总容积W：W11276.397+276.39711552.794 m3取整数为：W=12000

29、m3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。2.4.2二区清水池调节容积因此二区清水池调节容积按最高日用水量的10%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= W1+ W2+ W3+ W4W清水池总容积m3；W1调节容积；m3；W2消防储水量m3，按每次火灾延续两个小时计算；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安全贮量按W1+W2+W3取整后计算W1+W2+W383525.32×10%+0.11×2×3600+83525.32×7.5% 14966.247m3故

30、W4取14966.247-14000=966.247m3 因此：清水池总容积W：W14966.247+966.24715932.494m3取整数为：W=16000m3二区清水池可以设计成2个，各8000立方米，以便清洗或检修时不间断供水。2.5 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。2.5.1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：一区： q=（100.8 +54.6+16000）m3/d=186.98 (L/s)，其中3节点处有A厂； 二区：q=（14

31、0.00 +128+8000）m3/d+11 L/s =（95.69+11）L/s =106.69 (L/s)其中5节点处有B厂，13节点处有火车站。2.5.2比流量计算一区：qs=( Qd -q)/ L=（941.11-186.98）/13187(L/(s.m)=0.0572(L/(s.m)二区：qs=( Qd-q)/ L=（1260.69-106.69）/15863(L/(s.m) =0.0727(L/(s.m)Qd为最高日最大时用水量 L/sq为大用户集中流量L/sL管网总的有效长度 m2.5.3 沿线流量计算沿线流量的计算按下公式qi-jq si-ji-j有效长度；mq s比流量 一区

32、沿线流量按管段计算见表安阳市一区管道沿线流量计算管段编号管段长度/m有效长度/m比流量L/(s*m)沿线流量L/s1-2135813580.057277.68 2-31150115065.78 3-41077107761.60 4-576576543.76 5-678078044.62 6-763932018.30 7-878078044.62 8-976576543.769-101077107761.60 10-111150115065.78 11-1297197155.54 12-1343821912.53 13-143721912.53 2-1163963936.55 3-1063963

33、936.554-963963936.55 5-863963936.55 总和1394313187754.30 二区管道沿线流量计算表：安阳市二区管道沿线流量计算管段编号管段长度 /m有效长度 /m比流量 L/（s*m）沿线流量 L/s1-24144140.072730.10 2-31093109379.46 3-41187118786.29 4-590490465.72 5-665165147.33 6-71159115984.26 7-864064046.53 8-91159115984.26 9-664064046.53 9-101219121988.62 10-1155255240.13

34、 11-483783760.85 10-1287243631.70 12-31291129193.867713 14-21291129193.86 15-1653226619.34 1-161025102574.5212-1349500.00 总和18157158631153.24 2.5.4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，qiq: 折算系数取.q ：相连的各管段沿线流量和一区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）145.105 45.105290.005

35、 90.005381.965 186.98268.945470.955 70.955562.465 62.465631.46 31.46731.46 31.46862.465 62.465970.955 70.9551081.965 81.9651178.935 78.9351234.035 34.0351312.53 12.53总和754.3941.28二区节点流量计算表节点计算节点流量（L/s）集中流量(L/s)节点总流量（L/s）152.31 52.31 2101.71 101.71 3129.805 129.805 487.26 87.26 556.525 96.59153.115 6

36、89.06 89.06 765.395 65.395 865.395 65.395 9109.705 109.705 1080.225 80.225 1150.49 50.49 1282.665 82.665 130.00 1111.00 1486.8886.88 1529.735 29.735 1646.93 46.93 总和1134.091241.682.6 管网平差2.6.1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： 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

37、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。2.管径的确定管径与设计流量的关系：公式中 D管段管径，m；q管段流量，；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）100400D4000.60.90.91.4流量分配，管径选择如下：最大时流量初步分配 一区最大时设计流量941.11L/s，流量初步分配如下表：一区最大时流量分配表管段编号管段长(m

38、)分配流量(L/s)管径（mm）1-21358514.9308002-31150427.0257003-41077155.984504-576589.3253505-678027.563006-76392.50 2007-878033.963008-976597.1254009-101077170.2850010-111150253.64560011-12971334.68060012-13438572.56580013-1437560.0358002-116392.10 2003-106391.40 2004-96392.20 2005-86390.70 200 二区最大时设计流量1241.

39、68L/s，流量初步分配如下表二区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）1-2414689.1459002-31093586.3358003-41187455.037004-5904342.576005-6651189.4555006-7115997.8953507-864032.52508-9115932.8952509-66402.52009-101219140.145010-1155225.2920011-483725.220010-12872245.61560012-312911.5020012-141093337.7860014-151103423.567001

40、4-212911.1020015-16532453.2957001-161025500.22580012-13495 11.002002.6.2环状网平差(最高日最高时用水量)： 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。平差结果一区管网平差结果= 迭代次数=14 = 环号= 1 闭合差= -.025 - 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) - 1 438 800 1.08 -545.16 1.71 -.75 .0014 2 437 800 1.06 -532

41、.63 1.64 -.72 .0013 3 1358 800 .97 -487.52 1.39 -1.88 .0039 4 639 200 .26 8.25 .79 .50 .0611 5 971 600 1.28 362.09 2.90 2.82 .0078 sqtotal= .164 dq= -.08 = 环号= 2 闭合差= -.040 - 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) - 1 639 200 .26 -8.25 .79 -.50 .0611 2 1150 700 1.05 -405.77 1.93 -2.2

42、2 .0055 3 639 200 .21 6.73 .55 .35 .0523 4 1150 600 .97 274.91 2.03 2.33 .0085 sqtotal= .131 dq= -.15 = 环号= 3 闭合差= -.030 - 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) - 1 639 200 .21 -6.73 .55 -.35 .0523 2 1077 450 .90 -143.55 2.57 -2.76 .0193 3 639 200 .24 7.68 .70 .44 .0579 4 1077 500 .95 186.21 2.45 2.64 .0142 sqtotal= .