北京市给水排水管道工程设计

1、给排水管道系统课程设计计算说明书设 计 题 目： 北京市给水排水管道工程设计系 别： 市政与环境工程学院 专 业： 给水排水工程 班 级 学 号：学 生 姓 名：前 言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。这次课程设计的主要任务是为北京市某区设计给水排水管道系统，主要内容包括：1. 初步计算两区总人口，测量两区面积，确定供水定额2. 根据城市供水管道、污水管道、雨水管道的设计要求设计，定线3. 修正管线，测量长度，进行水力计算，确定各段管道的管径4. 进行平差，核算（管网核算、消防核

2、算），最终确定设计方案5. 测绘等压线，绘制污水管剖片图等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，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。PrefaceWater supply pipeline engineerin

3、g is discussed water lifting, transportation, storage, regulation and distribution science. Its most basic task is to ensure that water source raw water to water treatment structures and in line with the user water quality standard water transmission and distribution to the user.This curriculum desi

4、gn is the main task for a district of Beijing city water supply and drainage pipeline system design, the main contents include:1.Preliminary calculation of two district general population, measuring two area, determination of water quota2.According to the city water supply pipe, sewer pipe, rainwate

5、r pipeline design requirements design, fixed line3.Fixed line, measuring the length, hydraulic calculation, determines each pipe diameter4.Adjustment, accounting ( accounting, accounting network fire ), final design5.Mapping the isobar, sewage pipe profile sheet diagram drawingAs the engineering spe

6、cialty 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 students' ability to analyze and solve problems independently, through the design can

7、make the student have:Grasp inspection specification, standard design atlas, catalogue method, improve the calculation, drawing and writing the design level, make a basic engineer training.The skilled town water supply and drainage engineering system for the detailed calculation and cultivate a cert

8、ain theoretical analysis and design skills. Improved scheme comparison, technical economic, environmental, social and other aspects of the comprehensive analysis and argumentation ability.The cultivation of computer operation and application ability. Professional software application.目 录第1章 课程设计任务书1

9、1.2 原始资料：11.4 设计参考资料21.5 设计成果21.6 要求21.7其他：3第2章 给水管网设计与计算42.1 给水管网布置及水厂选址42.2 给水管网设计计算52.3 清水池调节容积102.4 管网水力计算132.5 管网平差182.6 消防校核22第3章 污水管网设计与计算243.1 污水设计流量计算243.2 污水管道水力计算24第4章 雨水管网设计与计算274.1 雨水设计流量计算274.2 雨水管道水力计算27第5章 设计总结29附录30第1章 绪论1.1 设计题目：北京市给水排水管道工程设计。1.2 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

10、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2004+3207+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 10 L/s。4

11、、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。地面种类面积（%）屋面50混凝土路面20草地307、 该城市居住区每小时综合生活用水量变化如下表：时间0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-12用水量2.532.452.502.532.573.095.314.925.175.105.215.21时间12-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24用水量5.094.814.994.704.624.975.184.89

12、4.394.173.122.481.3 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）1.4 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1.5 设计成果1、设计说明书一份（包括

13、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）；1.6 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1.7其他：1、设计时间：2010-2011学年第一学期（第16、17周 12月13号-12月25号）2、上交设计成果时间： 19周周五下午3、设计指导教师： 张奎、谭水成 、宋丰明、余海静第2章 给水管网设计与计算2.1 给

14、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

15、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

16、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2-1分区人口密度（人/公顷）面积（公顷）人口数（人）200738.001476003201000.00320000北京市总人口1800万，参考给水排水管道系统教材表4-2得，可知一区位于一分区，为大城市。最高日综合生活用水定额为190280 L/(人·d)，故取综合生活用水定额为280L/(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，（

17、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=280×147600/1000=413282.2.2一区工业用水量（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：表2-2班次总人数热车间人数一般车间人数用水量最大班120036084015.36甲班90027063011.

18、52乙班90027063011.52淋浴用水量：3000×0.3×0.4×0.06+3000×0.7×0.2×0.04=38.4(m3/d)Q3=38.4(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(1475.06/50%×30%×10-3×104×2+1475.06/50%×20%×2

19、5;10-3×104)×5%1475.06 (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%计算。Q6（Q1 +Q2+Q3+Q4+Q5）×20%5894.226(m3/d)2.2.5一区最高日用水量Qd：QdQ1 +Q2+Q3+Q4+Q5+Q635365.356 (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45L/s，同时火灾次数为2次。该城市消防用水量为：Q62×45=90 L/s2.2.7一区最高时用水量从下表城市用水量变化情况表中可以看出，15-16点为用水最高时，最高时用水量为：

20、Qh=3396.974m3/h=943.60 L/s表2-3时段用水量（%）总和生活用水m3/h职工生活用水m3/h淋浴用水m3/h工厂生产用水m3/h市政用水m3/h未预见用水m3/h总用水量m3/h总用水量（%）0-12.531045.5984.211.52600245.59281942.9112.951-22.451012.5364.2600245.59281898.3292.882-32.51033.24.2600245.59281918.9932.913-42.531045.5984.2600368.765245.59282300.1563.494-52.571062.134.260

21、0368.765245.59282316.6873.525-63.091277.0354.2600245.59282162.8283.286-75.312194.5174.2600245.59283080.314.677-84.922033.3384.2600245.59282919.134.438-95.172136.6584.211.52800245.59283233.974.919-105.12107.7284.2800245.59283193.5214.8510-115.212153.1894.2800245.59283238.9824.9111-125.212153.1894.280

22、0245.59283238.9824.9112-135.092103.5954.2800245.59283189.3884.8413-144.811987.8774.2800245.59283073.674.6614-154.992062.2674.2800245.59283148.064.7815-164.71942.4164.2800368.765245.59283396.9745.1516-174.621909.3544.215.36800368.765245.59283379.2715.1317-184.972054.0024.2600245.59282939.7944.4618-19

23、5.182140.794.2600245.59283026.5834.5919-204.892020.9394.2600245.59282906.7324.4120-214.391814.2994.2600245.59282700.0924.121-224.171723.3784.2600245.59282609.173.9622-233.121289.4344.2600245.59282175.2263.323-242.481024.9344.2600245.59281910.7272.9总和10041328100.8182.6160001475.065894.22665900.491002

24、.2.8二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，为大城市。最高日综合生活用水定额为190280 L/(人·d)，故取综合生活用水定额为280 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=280×320000/1000=896002.2.9工业用水量（1） 工业企业职工的生活用水量Q2：Q2=（600×35+1400×

25、25）×3/1000=168(m3/d)（2）工业企业职工的淋浴用水量Q3： B工厂：表2-4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=8000(m3/d)2.2.10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2 L/ m2 计，由于面积太大浇洒面

26、积按总面积的5%算Q5(737.96/50%×30%×10-3×104×1+737.96/50%×20%×2×10-3×104)×5%516.572 (m3/d)2.2.11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%12579.2(m3/d)2.2.12最高日用水量Qd：QdQ1 +Q2+Q3+Q4+Q5+Q6117475.2 (m3/d) 2.2.13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45L/s，同时火灾次数为2

27、次。该城市消防用水量为：Q62×45=90L/s2.2.14最高时用水量从下表城市用水量变化情况表中可以看出，10-12点为用水最高时，最高时用水量为：Qh=5218.293m3/h=1449.53 L/s表2-5时段用水量（%）综合生活用水m3/h火车站用水量m3/h市政用水m3/d未预见用水m3/h总用水量m3/h总用水量（%）0-12.532266.8836514.13332817.0132.731-22.452195.236514.13332745.3332.662-32.5224036514.13332790.1332.73-42.532266.8836514.133328

28、17.0132.734-52.572302.7236514.13332852.8532.765-63.092768.6436514.13333318.7733.216-75.314757.7636514.13335307.8935.147-84.924408.3236514.13334958.4534.88-95.174632.3236514.13335182.4535.029-105.14569.636514.13335119.7334.9610-115.214668.1636514.13335218.2935.0511-125.214668.1636514.13335218.2935.05

29、12-135.094560.6436514.13335110.7734.9513-144.814309.7636514.13334859.8934.714-154.994471.0436514.13335021.1734.8615-164.74211.236258.286514.13335019.6194.8616-174.624139.5236258.286514.13334947.9394.7917-184.974453.1236514.13335003.2534.8418-195.184641.2836514.13335191.4135.0219-204.894381.4436514.1

30、3334931.5734.7720-214.393933.4436514.13334483.5734.3421-224.173736.3236514.13334286.4534.1522-233.122795.5236514.13333345.6533.2423-242.482222.0836514.13332772.2132.68总和10089600864516.57212579.2103319.81002.3 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表2-6 一区清水池调节容量计算清水池调节容量计算 Kh=时间用水量%二泵站供水量%一泵站供水量%清水池调节容积%0

31、-12.532.534.17-1.641-22.452.454.17-1.722-32.502.504.16-1.663-42.532.534.17-1.644-52.572.574.17-1.605-63.093.094.16-1.096-75.315.314.171.147-84.924.924.170.758-95.175.174.161.019-105.105.104.170.9310-115.215.214.171.0411-125.215.214.161.0512-135.095.094.170.9213-144.814.814.170.6414-154.994.994.160.8

32、315-164.704.704.170.5316-174.624.624.170.4517-184.974.974.160.8118-195.185.184.171.0119-204.894.894.171.7220-214.394.394.160.2321-224.174.174.17022-233.123.124.17-1.0523-242.482.484.16-1.68总计1001001000.98 因此一区清水池调节容积按最高日用水量的0.98%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；W

33、2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+W335365.356 ×9.32%+0.3×2×3600+321049.5456×7.5% 8108.4529 m3故W4取8108.4529-8000=108.4529 m3 因此：清水池总容积W：W8108.4529+108.45298126.9058 m3取整数为：W=8000 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.

34、2二区清水池调节容积，二级泵站供水情况如下表：表2-7清水池调节容量计算 Kh=时间用水量%二泵站供水量%一泵站供水量%清水池调节容积%0-12.532.534.17-1.641-22.452.454.17-1.722-32.502.504.16-1.663-42.532.534.17-1.644-52.572.574.17-1.605-63.093.094.16-1.096-75.315.314.171.147-84.924.924.170.758-95.175.174.161.019-105.105.104.170.9310-115.215.214.171.0411-125.215.214

35、.161.0512-135.095.094.170.9213-144.814.814.170.6414-154.994.994.160.8315-164.704.704.170.5316-174.624.624.170.4517-184.974.974.160.8118-195.185.184.171.0119-204.894.894.171.7220-214.394.394.160.2321-224.174.174.17022-233.123.124.17-1.0523-242.482.484.16-1.68总计1001001000.98因此二区清水池调节容积按最高日用水量的0.98%计算清

36、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+W3117475.2 ×0.98%+0.3×2×3600+117475.2 ×7.5% = 12121.8970m3故W4取 12121.8970-12000=121.8970 m3 因此：清水池总容积W：W12121.8970+121.897012243.

37、7940m3取整数为：W=12000 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=185.18 (L/s)二区： q=92.59+10=102.59(L/s)2.4.2比流量计算：一区：qs=( Qh -q)/L=758.42/19000=0.03992(L/(s.m)二区：qs=( Qh -q)/L=1346.9

38、4/40600=0.03318(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-ji-j有效长度；mq s比流量一区沿线流量按管段计算见表表2-8北京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/s1-25005000.19996199.982-36006000.199961119.983-48008000.199961159.974-55005000.19996199.985-67007000.199961139.976-7100010000.

39、199961199.967-8126.696126.6960.19996125.338-95005000.19996199.989-106006000.199961119.989-1410005000.19996199.9810-116006000.199961119.9811-12100010000.199961199.9612-136006000.199961119.9813-146006000.199961119.9814-155005000.19996199.9815-16326.696326.6960.19996165.3316-177007000.199961139.9717-18

40、5005000.19996199.9818-198008000.199961159.9719-206006000.199961119.9820-215005000.19996199.9821-22483.2483.20.19996196.6222-235005000.19996199.9823-245005000.19996199.9824-25173.175173.1750.19996134.6325-26922.073922.0730.199961184.3826-27373.8373.80.19996174.751-27466.8466.80.19996193.3427-28533.22

41、66.60.19996153.3122-28316.8158.40.19996131.6728-295002500.19996149.992-2910005000.19996199.9829-306003000.19996159.993-3010005000.19996199.9819-308004000.19996179.9830-318004000.19996179.984-3110005000.19996199.9818-318004000.19996179.9831-325002500.19996149.997-327003500.19996169.998-16673.304336.6

42、520.19996167.32总和25695.74420584.0924116.02二区管道沿线流量计算表：表2-9北京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/s1-28008000.05998347.992-35005000.05998329.993-46006000.05998335.994-55505500.05998332.995-66006000.05998335.996-75005000.05998329.997-87507500.05998344.998-98008000.05998347.999-10100010000.05

43、998359.9810-118008000.05998347.9911-127507500.05998344.9912-135005000.05998329.9913-146006000.05998335.9914-155505500.05998332.9915-166006000.05998335.9916-175005000.05998329.9917-184344340.05998326.0318-19412.8412.80.05998324.761-198098090.05998348.532-1710005000.05998329.993-1610005000.05998329.99

44、4-1510005000.05998329.995-1410005000.05998329.996-1310005000.05998329.997-1210005000.05998329.998-1110005000.05998329.99总和18664.815555.8933.082.4.4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.q ：相连的个管段沿线流量和一区计算结果见表2-10节点节点流量（L/s）集中流量(L/s)节点总流量（L/s）节点节点流量（L/s）集中流量（L/s）节点总流量(L/s)196.6696.6618169.965

45、169.9652159.97159.9719179.96515194.9653189.965189.96520109.98109.984179.965179.9652198.398.35119.975119.97522114.135114.1356169.965106.11276.0752399.9899.987147.64147.642467.30567.305896.31596.31525109.505109.5059159.97159.9726129.565129.56510119.98119.9827110.7110.711159.97159.972867.485244.22311.7

46、0512159.97159.9729104.98104.9813119.98119.9830159.965159.96514159.97159.9731154.965154.9651582.65582.6553259.9959.9916136.31136.31总计4116.02365.334481.3517119.975119.975二区节点流量计算表：表2-11节点计算节点流量（L/s）集中流量(L/s)节点总流量（L/s）节点计算节点流量（L/s）集中流量（L/s）节点总流量(L/s)147.99+48.5348.261147.99+44.99+29.9961.485247.99+29.99+29.9953.9851244.99+29.99+29.9952.485329.99+35.99+29.9947.9851329.99+35.99+29.9947.985435.99+32.99+29.9949.4851435.99+32.99+29.9949.485532.99+35.99+29.9949.4851532.99+35.99+29.9949.485635.99+29.99+29.9947.9851635.99+29.99+29.9947.985729.99+49.99+29.9952.4851729.99+26.03+29.9943.005844.9