排水管网课程设计

1、成绩徐M工程f院排水管网课程设计徐州市某城镇排水管网设计学生姓名IJg学院名称环境工程学院专业名称给排水科学与工程学号20131704226指导教师孟亚锋2016年10月27日徐州工程学院课程设计（论文）目录绪论1.1设计资料及任务2.1.1 设计原始资料2.1.1.1 地形地貌2.1.1.2 工程水文地质情况21.1.3 图纸资料2.1.1.4 城市建筑规范2.1.1.5 工业企业规划2.1.1.6 地面覆盖百分比3.1.1.7 暴雨强度公式3.1.2 设计任务及主要内容3.2设计说明书4.2.1 设计计算说明书内容4.2.1.1 设计要求4.2.1.2 设计步骤4.2.2 管道系统的水力计

2、算及设计5.2.3 图纸绘制5.3设计计算书6.3.1 污水管网定线6.3.1.1 污水管道定线的基本原则63.1.2 污水管道定线考虑的因素63.1.3 排水流域的划分6.3.1.4 污水主干管定线6.3.1.5 污水干管定线7.3.2 污水设计流量7.3.2.1 管道定线7.3.2.2 街区编号及街区面积计算：83.2.3 计算设计流量8.3.2.4 管段设计流量计算1.03.3 污水管道的水力计算123.3.1 设计充满度123.3.2 设计流速1.23.3.3 最小管径1.2徐州工程学院课程设计（论文）3.3.4 最小设计坡度123.3.5 水力计算134雨水管网工程设计1.44.1

3、雨水管网定线1.44.1.1 雨水管道定线的基本原则1.44.1.2 雨水管道定线144.2 雨水设计流量154.2.1 雨水设计流量154.2.2 暴雨强度154.2.3 雨水设计流量154.2.4 集水时间1.64.2.5 径流系数的计算公式和数值1.64.3 雨水管道的水力计算174.3.1 设计参数1.74.3.2 雨水管道水力计算成果1.8结语1.9参考文献20II徐州工程学院课程设计（论文）绪论本次设计为徐州市某城镇排水管网设计，目的是通过运用课堂所学知识，完成某城镇排水管网的初步设计，以达到巩固基本理论，提高设计与绘图能力，熟悉查阅和使用技术资料，了解设计的方法与步骤，进一步使理

4、论与实践相结合等教学要求。设计内容包括：一、确定污水处理厂位置、污水管网的定线和平面布置与水力计算。二、雨水管的定线和平面布置与水力计算。三、城市污水管道和雨水管道总平面图各一张。四、污水总干管纵剖面图一张、某一雨水干管纵剖面图一张徐州工程学院课程设计（论文）1设计资料及任务1.1 设计原始资料1.1.1 地形地貌地势较平坦，地形标高如CADS。1.1.2 工程水文地质情况土壤冰冻深度：30厘米；地下水位深度：490厘米；土壤性质：表土0.5m,砂质粘土1.8m,大孔型砂质粘土10m;河流水位：最高水位：25.10米；正常水位：23.10米；最低水位：21.50米。1.1.3 图纸资料城镇总平

5、面图一张，具体见CAD图纸。1.1.4 城市建筑规范表1-1人口分布、卫生状况表总人口密度（人/公顷）卫生设备情况生活卫生量标准（升/人天）350室内后卫生设备但无淋浴设备1501.1.5 工业企业规划:表1-2工、企业规划表工业企业名称生产污水最大班职工人数高温车间人数占全班淋浴人数占%最大班平均生产污水量（米3/班）时变化系数（K寸）高温车间其他车间甲厂4001.3600608040乙厂3501.6800409030丙厂2801.5500308020徐州工程学院课程设计(论文)1.1.6 地面覆盖百分比表1-3地面覆盖百分比表地回覆盖名称各种屋间碎沥青路面碎石路面非铺砌路面沥目表面处理碎石

6、路面公园菜地所占百分比(%4284206201.1.7 暴雨强度公式：A=3.0,c=1.38,n=0.65,b=0,11=10分钟。雨水管道设计重现期直选为23年。1.2 设计任务及主要内容(1)确定污水处理厂位置、污水管网的定线和平面布置与水力计算(计算主干管)(2)雨水管的定线和平面布置与水力计算(计算一条干管)。(3)图纸：1).城市排水管网总平面布置图，(污水管网和雨水管网的平面布置)；2) .选定一条至污水厂最长的污水主干管，绘制该管道的纵剖面图。3) .绘制一条雨水干管的纵剖面图。徐州工程学院课程设计(论文)2设计说明书2.1 设计计算说明书内容2.1.1 设计要求(1)在设计过

7、程中要应用所学有关知识，掌握城镇排水管网设计的方法和步骤；(2)在设计过程中要独立地分析与解决问题，增加独立工作能力；(3)阅读熟悉有关手册、规范和资料；(4)逐步增加实际工程概念。2.1.2 设计步骤首先要熟悉原始资料，阅读有关规范、规定、参考书籍及资料，然后按如下步骤进行(1)管道系统的规划及排水体制的选择仔细研究所给的城市总平面图及原始资料，弄清该市的地形、地貌、街坊布置及水体的情况。根据该市的情况确定排水系统的区界及排水系统的体制，污水出路。然后规划管道的布置形式，这两点可形成不同的方案。本设计要求至少要有两个方案，通过方案的技术比较最后确定一个最优的方案。排水管道的布置形式：确定主干

8、管走向、污水厂、出水口及提升泵站位置；根据地形及街坊的位置，确定支管的布置方式；对支管、干管进行编号，布置检查井。(2)设计水量的计算1)居民区污水量计算按街道建筑层次及卫生设备情况，根据规范，采用每人每日排水量，用加权平均法计算出街坊的每人每日排水量，并计算出该街坊的比流量q0O根据支管的布置和实际地形的雨水分水线确定对街坊划分排水范围，进行流量计算，平均分配到邻近的排水管道。2)工厂医院、公用事业作为集中流量，根据所提供的日平均流量及工作班次、变化系数确定这些单位最大秒流量，可列表进行。3)流量计算可按各支管、干管所接受街坊和集中流量汇总成表，格式见教材一一污水干管设计流量计算表。4)关于

9、总变化系数K总的确定，只是对沿线流量包括本段流量和转输流量，每一管段分析按该管段的平均流量大小按规范确定。5)雨水管道流量计算，根据教材所述的有关内容和规范，结合本地区实际情况确定重现期P和地面流行时间t1,根据已给的雨量计算公式算出雨水流量。徐州工程学院课程设计(论文)2.2 管道系统的水力计算及设计(1)确定最小覆土厚度和管道的控制点，计算该管段的起始埋深。(2)进行水力计算。水力计算步骤和注意事项参考教材及设计手册，水力计算表格形式见教材一一污水管道水力计算表；水力计算时，根据管道布置绘成计算草图，在各管段上标明各管段长度、流量、流速、充满度、管径和坡度。(3)根据水力计算的结果，考虑管

10、道的埋深及沿线地质资料、地震强度等，确定采用管道接口的方法和基础形式。(4)雨水管道水力计算和流量计算在同一表上进行。2.3 图纸绘制城市排水管网总平面布置图，(比例尺：1：10000)两张(污水管网和雨水管网的平面布置)；选定一条至污水厂最长的污水主干管，绘制该管道的纵剖面图。(1)城镇污水管道和雨水管道总平面图各一张。(2)污水管道和雨水管道的纵剖面图各一张。徐州工程学院课程设计（论文）3设计计算书3.1 污水管网定线3.1.1 污水管道定线的基本原则充分利用城市地形、地质、地貌特点，尽可能在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。布置管线是确定污水管道系统总体布置的重要步

11、骤。在定线时应考虑地形等因素的影响。根据地形，污水厂和出水口位置布置污水管道，依次定出主干管、干管、街道支管，并考虑设置泵站的合理位置。一般应将主干管和流域干管放在较平坦的集水线上，让污水尽量以重力流排送，污水干管与主干管应尽量避免和障碍物相交，如遇特殊地形时应考虑特殊措施（如跨越河道的倒虹管等），在图上标明。3.1.2 污水管道定线考虑的因素污水管道定线考虑的因素有：地形和用地布局；排水体制和线路数目；污水厂和出水口位置；水文地质条件；道路宽度；地下管线及构筑物的位置；工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况。 在一定条件下，地形一般是影响管道定线的主要因素。定线时应充分利用地形，利用排水系

12、统的布置形式，使管道的走向符合地形趋势，尽量做到顺坡排水，尽可能不设泵站或少设泵站。 污水支管的平面布置取决于地形及街区建筑特征，并应便于用户接管排水。 污水主干管的走向取决于污水厂和出水口的位置。 采用的排水体制也影响管道定线。3.1.3 排水流域的划分定线前首先根据地形划分排水流域。排水流域划分一般根据地形及城镇（地区）的竖向规划进行。每一个排水流域往往有1个或1个以上的干管，根据流域地势标明水流方向和污水需要抽开的地区。3.1.4 污水主干管定线该区域的地形属于平原地带，地势较平坦，布设排水管段的区域具有明显的坡度走向和分界，又因为河流在该区域旁通过，为排水创造了很好的条件和可能，经分析

13、，本市的徐州工程学院课程设计（论文）排水管道采用分流式的排水体制，各区污水经收集后由主干管输送到污水处理厂后集中排放。综合考虑该区的地形，地貌，坡度，污水厂的位置与可能的埋设深度等因素。具体布置请参看排水管道设计布置总平面图。3.1.5 污水干管定线由于各区具有明显的坡度走向，故各区污水干管的布置宜充分利用这种地形顺坡铺设，使每个小区的污水能够自流排出。各区污水经支管系统进入污水干管收集并经污水主干管汇流至污水处理厂处理达标后排放。具体布置请参看排水管道设计布置总平面图。3.2 污水设计流量3.2.1 管道定线正确的定线是合理的、经济的设计污水管道系统的先决条件，是污水管道设计系统的重要环节。

14、图3-1污水管网平面图徐州工程学院课程设计(论文)3.2.2 街区编号及街区面积计算：将各街区边上号码，并按各街区的平面范围计算他们的面积，用箭头标出个街区污水排除方向。表3-1街区编号及街区面积街区编号12345678街区向积(ha)34.843.818.327.322.032.041.067.2街区编号910111213141516街区向积(ha)43.538.828.346.641.733.648.161.7街区编号1718192021222324街区向积(ha)74.744.366.353.551.662.437.155.5街区编号12526272829303132街区向积(ha)44

15、.726.437.845.125.038.530.412.63.2.3 计算设计流量(1)平均日污水流量Qd一qN一(L/s)(式3-1)243600式中q居民区生活污污水量标准(L/(cap.d),取150L/(cap.d)。N设计人口数(cap),计算设计467110人则Qd810.95L/s(2)居民区生活污水设计流量按下式计算：QiKz式中Qi居民区生活设计流量(Kz：2436002.7-0.11QdL/s）（式3-2）（式3-3）q居民区生活7亨污水量标准(L/(cap.d)N设计人口数(cap)Kz生活污水量总变化系数，计算得Kz=1.3贝UQ11054.24(L/s)徐州工程学院

16、课程设计（论文）（3）工业废水设计流量Q2（式3-4）式中q最大班平均生产污水量（米3/班）；N各工业最高日生产产值（万元）；f各工业生产用水重复利用率；T最高日生产时数，取24;K总变化系数。1.43003（115%）UQ甲12.40L/S3.624q-3503（120%）i5.67l/s3.624Q1.34503（110%）18.28L/S3.624则Q2Q甲Q乙Q丙46.35l/s（4）工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量按下式计算:（式3-5）（NiKq）（360CT3600，式中q1各工业车间职工生活用水量定额L/（人班）,一般车间采用24L/（人班），高温车间采用25L/（人班）；

17、q2各工业车间职工淋浴用水量定额L/（人班）,一般车间采用40L/（人班），高温车间采用60L/（人班）；Ni各工业车间最高日职工生活用水总人数；N2各工业车间最高日职工淋浴用水总人数；T各工业车间最高日每班工作小时数，取8小时；K各工业车间最高日职工生活污水量班内变化系数，一般车间采用3.0,高温车间采用2.5。则Q甲6.73L/SQ乙7.97L/SQ丙6.67L/S则Q3Q甲Q乙Q丙21.37L/S徐州工程学院课程设计(论文)(5)城市污水设计总流量城市污水总的设计流量是居住区生活污水，工业企业生活污水和工业废水设计流量三部分之和。QhQ1Q2Q3(式3-6)式中Qi居住区生活污水设计流量

18、(L/s);Q2工业废水设计流量(L/s);Q3工业企业生活污水及淋浴污水设计流量(L/s)。贝UQh1054.2446.3521.371121.96L/S3.2.4管段设计流量计算(1)比流量：qA-Q-810950.608(L/s)/hm2A1334.6(2)污水管段设计流量计算，表3-2污水管段设计流量计算管段编P居民生活污水日平均流量分配管段设计流量计算本段转输流量(L/s)合计流量(L/s)总变化系数沿线流量(L/s)集中流量设计流量(L/s)街坊编号街坊面积(ha)比流量(L/s)/ha流里(L/s)本段(L/s)转输(L/s)1-2134.800.60821.16-21.161.

19、9340.84-40.846-7522.000.608-13.3813.382.0327.16-24.9552.117-85-0.608-13.3813.382.0327.16-24.9552.118-94、5-0.608-29.9829.981.8655.69-24.9580.649-104、5、9-0.608-56.4356.431.7397.77-24.95122.7210-113-5、9-0.608-67.5667.561.70114.76-24.95139.71111235、8、9-0.608-108.42108.421.61174.83-24.95199.7810徐州工程学院课程设

20、计（论文）续表3-212-1325、8、9-0.608-135.05135.051.57212.57-24.95237.5213-225、79-0.608-159.97159.971.54247.15-24.95272.102-326、7-932.000.60819.46181.13200.591.51302.2919.1324.95346.3714-1514、20-0.608-52.9652.961.7492.40-92.4015-1613、14、19、20-0.608-118.62118.621.60189.39-189.3916-1713、14、18-20-0.608-145.55145

21、.551.56227.22-227.2217-1812-14、18-20-0.608-173.88173.881.53266.19-266.1918-1911-14、17-20-0.608-236.50236.501.48350.00-350.0019-310-14、16-20-0.608-297.60297.601.44429.43-429.433-410-15、16-2048.100.60829.24498.19527.431.35714.6523.6444.08782.3720-2125、31、32-0.608-53.3253.321.7492.96-92.9621-2224、25、30

22、-32-0.608-110.47110.471.61177.77-177.7722-2323-25、29-32-0.608-148.23148.231.56230.94-230.9423-2422-25、28-32-0.608-212.59212.591.50318.33-318.3324-421-25、27-32-0.608-266.95266.951.46389.84-389.844-5125、27-3226.400.60816.05794.38810.951.301054.24-67.721121.9611徐州工程学院课程设计（论文）3.3污水管道的水力计算3.3.1 设计充满度在设计流

23、量下，污水在管道中的水深h和管道直径D之间的比值称为设计充满度（或水深比）。图3-2充满度示意当也=1时成为满流，当n<i时，成为非满流、其中雨水管道按满流设计，污水管道DD按非满流设计。3.3.2 设计流速污水在管内流动缓慢时，污水中所含杂质可能下沉，产生淤积；当污水流速增大时，可能产生冲刷现象，甚至损坏管道。为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速不宜过小或过大，应在最大和最小设计流速范围之内。3.3.3 最小管径一般在污水管道系统的上游部分，设计污水流量很小，若根据流量计算，则管径会很小。根据养护经验证明，管径过小极易堵塞，比如150m成管的堵塞次数，有时达到200mm支管堵塞次数的

24、两倍，使养护管道的费用增加。而200mr#150mi<道在同样埋深下，施工费用相差不多。止匕外，采用较大的管径，可选用较小的坡度，使管道埋深减小。3.3.4 最小设计坡度在污水管道系统设计时，通常使管道埋设坡度与设计地区的地面坡度基本一致，但管道坡度造成的流速应等于或大于最小设计流速，以防止管道内产生沉淀。这一点在地势平坦或管道走向与地面坡度相反时尤为重要。具体规定见规范。12徐州工程学院课程设计(论文)3.3.5 水力计算在确定设计流量后，便可以从上有管段开始依次进行主干管各设计管段的水力计算。主干管水力计算结果见表3-3o表3-3污水管网主干管水力计算管段编号管段长度L(m)设计流量

25、q(L/s)管径(mm管段坡度I(%。)管内流速v(m/s)充满度h/D(%)h(m)154240.843503.000.8010.550.192884327.248002.001.2010.700.563839346.378002.001.2010.700.5641304758.7310001.501.2440.750.7551099782.3710001.501.2440.750.75611151121.9612001.301.3080.750.90降落量I-L(m)标高(m)埋设深度地面水面管内底(m)上端下端上端下端上端下端上端下端1.62626.5026.7025.1923.5725

26、.0023.371.503.331.76826.7026.8025.8524.0825.2923.521.413.281.67826.8026.7025.9724.2925.4123.731.392.971.95626.7026.4026.0624.1025.3123.351.393.051.648526.4026.1025.21P23.5624.4622.811.943.291.449526.1025.7024.1222.6723.2221.772.883.9313徐州工程学院课程设计（论文）4雨水管网工程设计4.1 雨水管网定线4.1.1 雨水管道定线的基本原则雨水管渠的布置遵循以下原则：

27、充分利用地形，以最短的距离，靠重力流就近排入水体。根据城市规划布置雨水管道。合理布置雨水口，以保证路面雨水排除通畅。雨水管道采用明渠或暗管应结合具体条件确定。设置排洪沟排除设计地区以外的雨洪径流。4.1.2 雨水管道定线该市的雨水采用管道收集后直接排入就近水体的方式处理，因为各区汇水分界明显，坡度走势清晰，部分区域有逆坡现象，故雨水管道布置采用沿街顺坡布置，使雨水能够被很好的收集与排放。图4-1雨水排水管道设计平面图14徐州工程学院课程设计(论文)4.2雨水设计流量4.2.1雨水设计流量QqF式中Q雨水设计流量(L/s);山一一径流系数，其值小于1;F汇水面积(ha);q设计暴雨强度(L/s.

28、ha)。(式4-1)4.2.2暴雨强度Ai(1ClgP)(tb)n(式4-2)式中q设计暴雨强度P设计重现期(a);t降雨历时(min)；A1,C,b,n地方参数，根据统计方法进行计算确定。本设计采用如下公式计算：501(11.38lg2)(10t2)065(式4-3)4.2.3雨水设计流量暴雨强度随重现期的不同而不同。在设计中若重现期选用较大，则暴雨强度大，相应的雨水设计流量大，管渠的断面相应大。这样偏安全，有利于防止地面积水，但工程造价高。若重现期选用较低，则暴雨强度小，雨水设计流量小，管渠断面小。这样工程造价低,但可能会发生排水不畅、地面积水，或对城市生活及生产造成危害。应根据汇水地区性

29、质、地形特点和气候特征等因素确定。在同一排水系统中可采用同一重现期或不同重现期。重现期一般选用0.53a,重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般选用35a,并应与道路设计协调。特别重要地区和次要地区可酌情增减。15徐州工程学院课程设计（论文）4.2.4集水时间对管道的某一设计断面来说，集水时间t由地面集水时间tl和管内流行时间t2两部分组成：t=ti+mt2式中t降雨历时（min）；ti地面集水时间（min）,视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定。m折减系数，暗管m=2明渠m=1.2,在陡坡地区，暗管m=1.22;t2管渠内雨水流行时间（min）。t2（式4-4）60v式

30、中L各管段的长度（m）;v各管段满流时的水流速度（m/s）;60单位换算系数，1min=60s。本设计中选择ti=10min。4.2.5径流系数的计算公式和数值影响径流系数取值的主要因素有1）降雨条件：包括降雨强度，降雨历时，雨峰位置，前期雨量，强度递减情况，全场雨量，年降雨量等。其中前期雨量对巾值的影响较为突出。2）地面条件：包括地面覆盖，地面坡度，地貌，建筑物密度分布，路面铺砌情况，汇水面积及其宽长比，地下水位，管渠疏密等。其中地面覆盖是主要因素。（式4-5）Fiiav式中Fi汇水面积上各类地面的面积（ha）;巾i相应于各类地面的径流系数；F全部汇水面积（ha）。根据市区地面覆盖情况av=

31、0.42*0.9+0.08*0.45+0.04*0.6+0.2*0.3+0.06*0.6+0.2*0.15=0.56416徐州工程学院课程设计(论文)4.3雨水管道的水力计算4.3.1 设计参数(1)设计充满度雨水管道设计充满度按满流考虑，即h/D=1。明渠则应有等于或大于0.20m的超高。街道边沟应有等于或大于0.03m的超高。(2)最小设计流速满流时最小流速不得小于0.75m/so起始管段地形平坦，不小于0.6m/s。明渠内最小设计流速为0.40m/so雨水中往往泥沙含量大于污水，特别是初降雨水，为避免雨水所挟带的泥砂等无机物质在管渠内沉淀下来而堵塞管道，雨水管渠的最小设计流速应大于污水管

32、道。(3)最大设计流速雨水管渠的最大设计流速规定为：金属管最大流速为10m/s；非金属管最大流速为5m/s；明渠中水流深度为0.41.0m时，最大设计流速宜按规范采用。管渠设计流速应在最小流速与最大流速范围内。(4)最小管径和最小设计坡度最小管径和最小设计坡度见相关规范。(5)覆土厚度覆土厚度要求同污水管。(7)采用的管材采用钢筋混凝土圆管排水，粗糙系数n=0.014。17徐州工程学院课程设计(论文)4.3.2 雨水管道水力计算成果表4-1雨水干管水力计算管段编号管长(L)汇水面积A(104m2)管内雨水流行时间(min)单位面积径量q0(L/(s-104m2)设计流量Q(L/s)管径D(mm

33、)水力坡度S(%o)流速v(m/s)t2=SL/VL/v1-223710.620.002.29158.731685.6612002.501.722-323817.742.922.14P134.382383.8513002.601.853-428943.355.062.13121.645272.8918002.502.264-528952.207.19:2.09111.615826.2318002.602.305620264.499.281.28103.596680.6518003.402.636-720270.9810.561.3999.357052.0820002.502.427-82159

34、8.0211.951.3195.229333.1621003.002.748-9234104.9613.261.4091.709624.4021003.102.799-10232111.90P14.661.34P88.289878.2721003.302.8810-11216119.7716.001.3285.2910215.5522002.802.7311-12177P169.38P17.32P1.03P82.5913989.3025002.602.8712-13185171.5618.291.0880.7413851.6325002.602.8713-14183181.74P19.371.

35、04P78.8014320.5325002.702.9214-15178191.9220.410.9877.0314784.4725002.903.03管段编号管道输力能力Q'(L/s)坡降S-L(m)设计地面标高(m)设计管内底标高(m)埋深(m)起点终点起点终点起点终点1-219500.5932.5032.2030.6030.011.902.192-324610.6232.2031.7029.9129.292.292.413-457480.7231.7031.4028.7928.072.913.334-558600.7531.4030.9028.0727.323.333.585667030.6930.9030.6027.3226.633.583.976-776120.5130.6030.3026.4325.934.174.387-894970.6530.3029.9025.8325.194.474.728-996530.7329.9029.5025.1924.464.7157729.5029.1024.46P23.695.045.4110-11103850.6029.1028.702