给水排水管道系统课程设计15

1、给水排水管道系统河 南 城 建 学 院设计（论文）设 计 题 目： 安阳市给水排水管道工程设计 系 别： 环境与市政工程系 专 业： 给水排水工程 班 级 学 号： 学 生 姓 名： 指 导 教 师： 、宋丰明、刘萍 2013 年 12 月 25 日指导教师评语指导教师签字 答辩委员会评语主任委员签字： 综合成绩年 月 日前 言 雨露滋润和苗壮，万物生长离不开水。水是构成生命体的基本单位，科学的用水和排水是人类社会发展成为人类社会发展史上最重要的社会活动和生产活动之一。 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

2、，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。 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(建设)投资也很大,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

3、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。 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。本次课程设计我做的是安阳市给排水系统，通过参考管道课本和有关的资料，完成了老师布置的任务，有自己是第一次管道设计，在设计过程中会存在很多

4、问题，希望老师加以批评。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，培养学生独立分析和解决问题的能力是主要的目的。41河南城建学院 Foreword Rain and strong seedlings, growing from the boiling water. Water is the basic unit of life, scientific water and drainage development of human society is a history of the development of

5、 human society the most important social activities and production activities of the. Water drains, water supply and drainage project is an important component of the project can be divided into drains and water supply pipeline project works two categories.Water pipeline project is on the upgrading

6、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 quality standard transmission and distribution to users. This task through the pump stations, pipe

7、lines, 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 least the construction costs and management fees to ensure that the necessary water users and pre

8、ssure to ensure water quality and safety, reduce leakage and achieve the required reliability.Water drainage network project is a water supply and drainage project in the very important component of the needs (building) there is also a great investment, the general water supply and drainage works ab

9、out a total investment of 50% to 80%. At the same time network engineering systems direct services to the people, and people's lives and production activities are closely related, as part of a fault may be on people's lives, such as production and security have a great impact on fire. Theref

10、ore, the reasonable water drainage works for the planning, design, construction and operation of management, guarantee the security of its system to normal operation of the economy to meet the needs of life and production, and this is certainly very important.Outdoor urban water supply and drainage

11、project is the construction of an important component of its main tasks 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 purificatio

12、n of up to a certain quality standard, or repeated use, or irrigation 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 wate

13、r to remove outdoor pool drainage systems.The curriculum design, I do is the Anyang city water supply and drainage system, through the reference tube textbooks and relevant information, complete the task the teacher assigned, have their own is the first pipeline design, during the design process, th

14、ere will be many problems, hope that the teacher be criticized. As the engineering specialty students, practice study and design is our own knowledge and experience the best link. Students through the design, the integrated use of and deepen the study of basic theory, basic skills, to cultivate stud

15、ents' ability to analyze and solve problems independently is the main purpose .目 录前言-2第1章 课程设计任务书-6第2章 给水管网设计与计算-8 2.1 给水管网布置及水厂选址-8 2.2 给水管网设计计算-9 2.3 清水池调节容积-13 2.4 管网水力计算-16 2.5 管网平差-20 2.6 消防校核-24第3章 污水管网设计与计算-26 3.1 污水设计流量计算-26 3.2 污水管道水力计算-26第4章 雨水管网设计与计算-29 4.1 雨水设计流量计算-29 4.2 雨水管道水力计算-29

16、第5章 设计总结-31附表一: 管网平差结果-32附表二: 消防校核平差结果-37参考文献-43第1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 %，使用淋浴者占 70 %；一般车间使用淋浴者占 20 %

17、。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 %。2） 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。3） 5、城市河流水位： 最高水位：55米，最低水位：40B工厂，日用水量8000吨/天，最大班用水米，常水位： 45米。6三 课程设计内容：1、城市给水管网扩初设计1） 城市给水管网定线（包括方案比较）；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；5） 绘图（平面图、等水压线图）2、城市排水管网扩初设计。1） 排水体制选

18、择2） 城市排水管网定线的说明（包括方案比较）；3） 设计流量量计算；4） 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、给排水管道工程教材五 设计成果1、设计说明书一份（包括前言、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（2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）（2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

19、，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：2013-2013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： 张奎、谭水成 、宋丰明、刘萍第2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南向北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。因而采用分区给水系统。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

20、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500m800m 。 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8001000m左右。 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

21、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 给水管网设计计算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/公顷）面积（公顷）人口数（人）210717.681507132001088.89217778安阳市位于河南省，总人口36.

22、8491万，参考给水排水管道系统教材表4-2得，可知一区位于二分区，为中小城市城市。最高日综合生活用水定额为150240 L/(人·d)，故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=qNfQ1城市最高日综合生活用水，md ；q城市最高日综合用水量定额，（cap.d）；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=240×150713/1000=42199.642.2.1.2 一区工业用水量（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

23、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，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120036084021.84甲班90027063016.38乙班90027063016.38淋浴用水量：3000×0.3×0.7×0.06+3000×0.7×0.2×0.04=54.6(m3/d)Q3=54.6(m3/d)（3）工业生产用水量Q4：Q4=16

24、000 (m3/d)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2次。绿化用水量按2 L/ m2 计，由于面积太大浇洒面积按总面积的5%算Q5(717.68/50%×20%×10-3×104×2+717.68/50%×30%×2×10-3×104)×5% 717.68 (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）×20%11814.544(m3/d)2.2.1.5 一

25、区最高日用水量Qd：QdQ1 +Q2+Q3+Q4+Q5+Q670887.264 (m3/d) 2.2.1.6 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40L/s，同时火灾次数为2次。该城市消防用水量为： Q62×40=80 L/s2.2.2.1 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，可知二区位于一分区，为中小城市。最高日综合生活用水定额为150240 L/(人·d)，故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=qNfQ1城市最高日综合生活用水，md ；q城市最高日综合用

26、水量定额，（cap.d）；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=240×217778/1000=52266.722.2.2.2 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.Q2=（600×35+1400×25）×3/1000=168(m3/d)（2）工业企业职工的淋浴用水量Q3： 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2000600100051.2甲班1500450105038.4乙班1500450105038.4淋浴用水

27、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) 2.2.2.3 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2次。绿化用水量按2 L/ m2 计，由于面积太大浇洒面积按总面积的5%算Q5(1088.89/50%×30%×10-3×104×2+1088.89/50%×20%×2×10-3×104)×5%1088.8

28、9 (m3/d)2.2.2.4 消防用水：Q6 =11L/s=950.4(m3/d)2.2.2.5 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。Q7（Q1 +Q2+Q3+Q4+Q5 + Q6）×20%12520.402(m3/d)2.2.2.6 最高日用水量Qd：QdQ1 +Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 + Q775122.412 (m3/d) 2.2.2.7 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/s2.2.2.8 最高时用水量 从下表城市用水量变化情况表中可以看出，

29、6-7点为用水最高时， Qh=3656.146m3/h=1015.5961L/s2.3 清水池调节容积2.3.1 一区清水池调节容积，二级泵站供水情况如下表一区清水池调节容量计算因此一区清水池调节容积按最高日用水量的8.42%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安全贮量按W1+W2+W3取整后计算W1+W2+W370887.264×8.42%+2×288

30、+70887.264×7.5%11861.2524 m3故W4取11861.2524 -11000=861.2524 m3 因此：清水池总容积W：W11861.2524+861.252412722.5048 m3取整数为：W=13000 m3 清水池应设计成体积相同的二个，如仅有一个，则应分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。2.3.2 二区清水池调节容积，二级泵站供水情况如下表：清水池调节容量计算 Kh=1.21因此二区清水池调节容积按最高日用水量的8.47%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

31、m3；W1调节容积；m3；W2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安全贮量按W1+W2+W3取整后计算W1+W2+W375122.412×8.47%+2×396+75122.412×7.5% =12789.0492 m3故W4取12789.0492-12000=789.0492 m3 因此：清水池总容积W：W12789.0492+789.049213578.0984m3取整数为：W=13000 m3 二区清水池可以设计成一个，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 管

32、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。2.4.1 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：一区： q=（875 +4.2） m3/h=244.22 (L/s)其中A厂244.22 L/s 二区：q=（375+7+39.6）m3/h=117.11 (L/s)。其中B厂106.11 L/s，火车站 11 (L/s)2.4.2 比流量计算：一区： qs=( Qh -q)/ L=（991.69-244.22）/13164.49=0.056779 (L/(s.m)

33、二区： qs=( Qh -q)/ L=（1015.5961-117.11）/16347.69=0.054961 (L/(s.m)Qh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 m2.4.3 沿线流量计算:沿线流量的计算按下公式qi-jq si-j；i-j有效长度；mq s比流量 一区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/s1-28008000.05677945.423 2-3110011000.05677962.457 3-4120012000.05677968.135 4-585

34、08500.05677948.262 5-6115011500.05677965.296 6-76503250.05677918.453 7-8115011500.05677965.296 8-98508500.05677948.262 9-10120012000.05677968.135 10-11110011000.05677962.457 11-124504500.05677925.551 12-134002000.05677911.356 13-14502250.05677912.775 2-116506500.05677936.906 3-106506500.05677936.906

35、 4-96506500.05677936.906 5-86506500.05677936.906 总和1395013200749.483 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/s1-24004000.05496121.984 2-3115011500.05496163.205 3-48008000.05496143.969 4-5120012000.05496165.953 5-65405400.05496129.679 6-78008000.05496143.969 7-88008000.05496143

36、.969 8-96703350.05496118.412 9-108008000.05496143.969 10-118008000.05496143.969 11-12120012000.05496165.953 12-138004000.05496121.984 13-1411505750.05496131.603 14-1510005000.05496127.481 15-165002500.05496113.740 16-19409400.05496151.663 205496165.953 305496165.953 4-12120

37、012000.05496165.953 6-116706700.05496136.824 7-106706700.05496136.824 总和1849016430903.009 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，qiq: 折算系数取0.5q ：相连的个管段沿线流量和一区节点计算结果见表：节点流量计算表 节点流量计算表节点连接管段节点流量L/s集中流量L/s节点总流量L/s11-2,1-1329.09929.099 22-1,2-3,2-1172.39372.393 33-2,3-10,3-483.749244.22327.969 44-3,4

38、-9,4-576.651576.652 55-4,5-8,5-675.23275.232 66-5,6-741.874541.875 77-6,7-841.874541.875 88-7,8-5,8-975.23275.232 99-8,9-4,9-1076.651576.652 1010-9,10-3,10-1183.74983.749 1111-10,11-2,11-1262.457162.457 1212-11,12-1318.453518.454 1313-12,13-112.065512.066 总和749.482244.229 93.702 二区节点流量计算表：节点流量计算表 节点

39、流量计算表节点连接管段节点流量L/s集中流量L/s节点总流量L/s11-2,1-1636.823536.824 22-1,2-3,2-1475.57175.571 33-2,3-4,-1386.563586.564 44-3,4-5,4-1287.937587.938 55-4,5-647.816106.11153.926 66-5,6-7,6-1155.23655.236 77-6,7-8,7-1062.38162.381 88-7,8-931.190531.191 99-8,9-1031.190531.191 1010-9,10-7,10-1162.38162.381 1111-10,11

40、-6,11-1273.37373.373 1212-11,12-13,12-476.9576.950 1313-12,13-3,13-1459.7551170.755 1414-13,14-2,14-1562.518562.519 1515-14,15-1620.610520.611 1616-15,16-132.701532.702 总和902.999117.111020.109 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： 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

41、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。2.管径的确定管径与设计流量的关系：qv3v（4q/v）公式中 D管段管径，m；q管段计算流量，m3/s；管段过水断面面积，m2v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

42、流量991.69L/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分配流量L/s管径mm5-6115051.94006-7650104007-8115031.94004-5850137.14505-8650104008-985097.14003-41200467.97004-9650104509-101200163.84502-31100561.68003-106501060010-111100237.56001-280064480011-1245029060012-13400308.46001-13450320.56002-1165010600二区最大时流量分配表管段编号管段长

43、m分配流量L/s管径mm8-967053507-880036.23509-1080026.23507-1067053506-7800130.645010-1180083.63506-1167054505-6540163.845011-1212001524504-51200317.716004-121200105003-4800415.6170012-13800218.95003-131200106002-31150512.2180013-141150268.66002-141200106001-2400597.8180014-151000321.160015-16500342.760016-1

44、940375.47002.5.2 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。平差结果如附表所示。2.5.3 水压计算管段起端的水压标高和终端水压与该管段的水头损失存在下列关系=+ 节点水压标高，自由水压与该处地形标高存在下列关系=- 水压计算结果如下： 一区水压计算表节点水压标高（m）地形标高（m）自由水压（m）197.0860.4536.63295.5560.7534.80393.6560.9532.70490.7060.8529.85588.5060.7027.80685.0560.9024.15784

45、.3560.3524.00888.7060.2028.50990.3560.2530.101093.4060.3033.101195.0560.0535.001295.9560.0035.951396.4060.0036.40二区水压计算表 节点 水压标高 （m） 地形标高 （m） 自由水压 （m）196.1060.3035.8294.8060.2034.6392.9860.4832.5490.7560.3530.4587.6060.2027.4686.3060.5025.8784.7560.9523.8880.2060.0020.2980.0060.0020.001085.1060.9024

46、.21186.9260.5226.41291.8061.2030.61394.3061.5032.81494.5060.0034.51596.7261.3235.41697.2561.0536.22.5.4 二级泵站一区二级泵站的计算：清水池地面标高60 m，清水池最低水位2m，最低水位地面标高58m。从水厂向管网两条输水管长为562.9m最高时管中流量为991.96 L/s，依此每条输水管渠的管径选为1100mm，查得输水管最高时I为0.001068，所以沿程水头损失为0.001068×562.9=0.6012m，局部水头损失按沿程水头损失的10%计算，故压水管水头损失为0.601

47、2×1.1= 0.66132m。6点为控制点，其地面标高为60.25 m ，控制点需要的服务水头为五层楼即24m。水泵安全扬程为2m，吸水管长度取20m，其水头损失计算得：沿程水头损失为0.05m，局部水头损失为0.160m，故吸水管水头损失为0.05+0.160=0.210m。取最不利管段6-7-8-9-10-11-12-13-1，最大时水泵扬程H1h+32+2+0.66132+0.210+241.501m二区二级泵站的计算：清水池地面标高60m，清水池最低水位2m，最低水位地面标高58m。从水厂向管网两条输水管长为913.5m最高时管中流量为1015.596 L/s，依此每条输水管渠的管径选为1200mm，查得输水管最高时I为0.000716，所以沿程水头损失为0.000716×913.5=0.654m，局部水头损失按沿程水头损失的10%计算，故压水管水头损失为0.654×1.1= 0.719m。9 点为控制点，其地面标高为 60.00 m ，控制点需要的服务水头为四层楼即20m。水泵安全扬程为2m，吸水管长度取20m，其水头损失计算得：沿程水头损失为0.05m，局部水头损失为0.160m，故吸水管水头损失为0.05+0.160=0.210m。取最不利管段9-10-11-12-13-14-15-16-1，管网水头损失