H镇雨水管网课程设计

1、徐州工业职业技术学院城市给排水管道工程课程设计设计计算说明书姓 名设计题目 G镇雨水管网工程规划 所属系部 环境工程系班 级 给排水102 学 号 100030722指导教师G 镇雨水管网工程规划摘要：本设计的题目是G 镇雨水管网工程规划，为了保护环境，防止污水将自然水体的进一步恶化，推进该地区经济的持续发展，所以采用的是雨污分流体制。因此要求建设排水管渠，对该地区的原有管道进行改造，对雨水进行收集、处理，以适应市政建设发展，居民日常生活的需要。关键词： 雨水管网 雨污分流 保护环境 市政发展目录摘要 . . 2 关键词 . 2 1概述 . . 41.1设计任务 . 41.2设计依据 . 41

2、.2.1雨水管道设计一般规定 . . 41.3城市概况及自然条件 . . 51.3.1 地理位置 . 51.3.2 地形地貌 . 51.3.3 地质 . . 51.3.4 水文地质 . 51.3.5 地下水 . . 61.3.6 气候 . . 61.4现有给排水工程概况 . 6 2方案比选 . 72.1工程规模 . 72.2系统/体制选择 . 72.3管道定线 . 83构筑物 . 103.1 检查井 . 103.2 跌水井 . 103.3 雨水口 . 113.4 倒虹管 . 113.5 出水口 . 114 雨水管网设计计算 . 114.1划分设计管段 . 114.2主要设计参数 . 124.3

3、雨水干管水力计算 . 124.4 雨水出水口 . 165 工程概算 . 166设计总结 . . 177参考文献 . . 181概述1.1设计任务G 镇雨水管网工程规划1.2设计依据1.2.1雨水管道设计一般规定（1） 充满度：一般按满流计算（2） 流速： 室外排水设计规范规定污水灌渠在设计充满度下的最小设计流速为0.6m/s。最大设计流速是保证管道不被冲刷损坏的流速，该值与管材有关，非金属管道最大设计流速为5m/s。（3） 最小管径、坡度：雨水支干管最小管径300mm ，最小设计坡度0.003；雨水口连络最小管径200mm ，设计坡度不小于0.002。（4） 覆土或挖深： 小覆土在车行道下一般

4、不小于0.7m 局部条件不允许时，须对管道进行包封加固 最大埋深不超过78米（5） 管渠连接与构筑物的连接：管道在检查井内连接，一般采用管顶平接。相同管径的管段可以采用水面平接；不同断面管道必要时也可采用局部管段管底平接。在任何情况下，进水管底不得低于出水管底。1.3城市概况及自然条件1.3.1 地理位置城镇位于江苏省西北部，地处苏、鲁、皖三省交界，介于北纬340°2437340°569、东经116°2116116°5152之间1.3.2 地形地貌城区属黄泛冲击平原，地势低洼平坦。地面高程一般在365385m 之间，西南略低于东北，地面坡降为5/1000

5、15/1000。1.3.3地质城区大地构造位于山东台背斜与河淮台向斜交界部位。构造属黄河下游苏、鲁、豫、皖一带新生界凹陷区边缘。按国家地震裂度区划分，城区基本烈度为7度。最大冻土层深度24cm1.3.4 水文地质主城区一般桃汛在3月中旬至4月底出现，雨量一般在40mm 左右，入汛一般在6月底至7月中旬。出汛一般在8月底至9月中旬。汛期雨量大小不等，汛期天数长短不等，少则20多天，多则150多天。根据水文站多年测报资料：河流常年平均水位218m ，二十年一遇水位232m ，低于规划主城区。河流最大流量350立方米/秒，最大流速2.34米/秒，洪水频率百年一遇542毫米、五十年一遇458毫米、二十

6、年一遇349毫米、十年一遇266毫米、五年一遇185毫米，最大含沙量49.7公斤/立方米（1965年统计），最小含沙量14.2公斤/立方米（1968年统计）。由于河床高，水位低，流程短，只在丰水期作季节性通航。暴雨强度公式： q2 = 1510.7(1 + 0.514 gP (t + 9 . 0 0.64 ( L / s ha 1.3.5 地下水 主城区海拔较低，平均在 36.338.5m 左右，地下水位较浅，但水质差。 地下水源主要分布于松散沉积层，该沉积层较厚，深度达 300m 以上，共分 五个承压含水组，储水量为 1520m3/Km2，可供开采的是第二、三层承压 含水岩组，深埋分别为 8

7、0120m 和 200m 左右，地下水流向为东北至北西 南。 1.3.6 气候 属暖温带半湿润季风气候区，四季分明，日照充足，年平均气温在 15 左右，最冷月（一月）平均气温零下 1.5左右；最热月（七月）平均气温 27.9左右。年平均降水量 630.44mm 左右，无霜期 200 天左右。 1.4 现有给排水工程概况 城区中有部分合流制管渠，但多为石砌暗沟，设在人行道下面，盖板裸 露地面。由于断面较小，加以年久失修，有的已堵塞或断裂。新发展区域中 建有一些分流制排水管道， 但为真正分流。 由于排水管道长度短， 覆盖率低， 城市中未形成排水管网，致使城区污水未经处理就排入水体，对冷暖江造成 严

8、重污染。为了保护环境，防止污水将水质的进一步恶化，推进该地区经济 的持续发展，因此要求建设排水管渠，对该地区污水进行收集、处理，以适 应市政建设发展的需要。 第 6 页 共 18 页 2 方案比选 2.1 工程规模 该城镇 228 万平方米，若采用合流制，管道必须采用很粗的管径，投入 量非常大，所以采用分流制比较好。 2.2 系统/体制选择 从该城区的平面图和资料知该城区地形平坦，无明显分水线，故排水流 域按城市主要街道的汇水面积划分。河流的位置确定了雨水出口的位置在每 段街区的下方。雨水出口位于河岸边。由于河流的洪水位低于该地区地面的 平均标高，所以雨水可以靠重力排入河流，不用设置雨水泵站。

9、 河流的位置确定了雨水出水口的位置，雨水出水口位于河岸边，由于该 地区地势以一定坡度坡向河流，地形对排除雨水有利，拟采用分散出口的雨 水管道布置形式，雨水干管基本垂直于等高线，即正交式布置，这样雨水能 以最短距离靠重力流分散就近排入水体。 正交式布置的干管长度短、 管径小， 因而经济，雨水排出较迅速。 雨水管道布置平面图详见城市雨水系统总平面图。 雨水管道的设计计算见：雨水管水力计算表 注：1、雨水管道各设计管段在高程上采用管顶平接 2、出现下游管段的设计流量小于上游管段设计流量的情况，取上一 管段的设计流量作为下游管段的设计流量 3、在支管与干管相接的检查井处，会有两个t2 值和两个管底标高

10、值， 再继续计算相交后的下一个管段时，取大的那个t2 值和小的那个管底标高 值。 当雨水管道与污水管道交叉布置时， 应小管让大管， 必要时设置倒虹管。 第 7 页 共 18 页 2.3 管道定线 定线原则：应尽可能地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。 排水管网的布置原则既要使管道工程量为最小，又要使水流畅通节省能 量。 支管、干管、主干管的布置要顺直，水流不要绕弯。 充分利用地形地势，最大可能采用重力流形式，避免提升。 在起伏较大的地区， 应将高区系统与低区系统分离， 高区不宜随便跌水， 应直接重力流入污水厂，并尽量减少管道埋深。至于个别低洼地区应局部提 升，做到高水

11、高排。 尽量减少中途加压站的个数。如果遇山岗尽量采用隧洞方式。若须经过 土壤不良地段，应根据具体情况采用不同的处理措施，以保证地基与基础有 足够的承载能力。当污水管道无法避开铁路、河流或其它地下建（构）筑物 时，管道最好垂直穿过障碍物，并根 2，据具体情况采用倒虹管、管桥或其 它工程设施。 若各种管线布置发生矛盾，处理的原则是，新建让已建的，临时让永久 的，小管让大管，压力管让重力管，可弯让不可弯的，检修次数小让检修次 数多的。 具体方案如下图所示，因方案一只有一个出水口，故最下面的管径选择 较大的才能满足设计要求，所以选择方案二，有三个出水口的设计方案，将 城区划分为三块，分别排水，既满足设

12、计要求，又符合节省开支的宗旨。 第 8 页 共 18 页 方案一： 方案一： 367.00 方案二： 方案二： 367.00 第 9 页 共 18 页 3 构筑物 排水管渠上的附属构筑物包括检查井、跌水井、倒虹管、雨水口、溢流 井、排出口等。 3.1 检查井 排水系统中设置检查井，主要用于连接管渠和定期检查清通。检查井通 常设在管渠交汇、转弯、尺寸或坡度改变、跌水以及相隔一定距离的直线管 渠上 检查井一般采用圆形，由井底、井深和井盖三部分组成，建筑材料主要 有混凝土、砖、石或钢筋混凝土。 3.2 跌水井 跌水井是设有消能设施的检查井。跌水井的设置条件：当遇到下列情况 且跌差大于 1m 时应设跌

13、水井： 管道中的流速过大，需要加以调节处理； 管道垂直于陡峭地形的等高线布置，按照原定坡度将要露出地面处； 接入较底的管道处； 管道遇到地下障碍物，必须跌落通过处； 当淹没排放时，在出口前设一个井。 第 10 页 共 18 页 3.3 雨水口雨水口主要在雨水管渠系统中收集雨水，地面雨水先经雨水口流入连接管再流入排水管渠。雨水口一般设在交叉路口、广场、路侧边沟以及道路低洼地段，以防止雨水漫过道路。雨水口间距一般为2550 m。3.4 倒虹管当排水管渠遇到河流或地下构筑物等障碍物时，不能按原有的坡度埋设时，必须设置倒虹管。倒虹管应尽可能与障碍物轴线垂直，并设在地质条件较好处。3.5 出水口在江河边

14、设置出水口时，应保持与取水构筑物，游泳区及家畜饮水区有一定距离，同时也应不影响下游居民点的卫生和饮用。出水口的位置和形式应取得当地卫生监督、水体管理和交通管理等部门同意。污水管渠的出水口一般采用淹没式，以使污水与水体较好地混合，必要时污水出水口可以长距离分散伸入水体，以使混合更充分，同时要征得航运部门的同意。雨水出水口可以采用非淹没式，其底标高最好在水体最高水位以上，一般在常水位以上，以避免水体倒灌。4 雨水管网设计计算4.1划分设计管段根据管道的具体位置，划分设计管段，将各管段的检查井依次遍上号码。4.2主要设计参数暴雨强度(storm smear公式：/(0. 9(514. 01(7. 1

15、51064. 02ha s L t gP q +=式中：P 为设计重现期（recurrence period）取值一年；t=t1+mt2 其中t1为地面汇流时间，汇水时间t1取15min ；m 为折减系数。本设计取m=2的系数乘以用满流时的流速算出的管内雨水时间t2=v L60.综合径流系数：=0.654.3雨水干管水力计算 雨水干管水力计算表 44-45 45-46 46-22 365.5 365 364.5 365 364.5 360 361.096 360.5022 359.23 360.6 360 358 4.40 4.50 5.27 4.4 4.5 2 雨水干管平面图以及剖面图详见图

16、纸。 4.4 雨水出水口 雨水出水口可以采用非淹没式，其底标高最好在水体最高水位 232m 以 上，一般在常水位 232m 以上，以避免水体倒灌 5 工程概算 此方案中涉及各类型管道和若干跌水井，详见图纸及水力计算表。由于 本方案设计的是城镇雨水排污，属于重力自流，雨水排入自然水体中，无需 处理。具体工程造价详参市场价及甲方工程要求。 第 16 页 共 18 页 6 设计总结 两周的课程设计，我用了 5 天时间，其中一半的时间还是浪费掉了， 这让我相当的苦恼。 课程设计的第一天，我意气风发，想要一天搞定，结果现实很残酷，第 一天我只不过才在 CAD 软件上大致的布了管，量了距离，重新划分了雨水

17、 汇水面积，应为我不想我的第一份作品不够完善，跟其他人一样，马路上的 雨水不考虑了。所以第一天连汇水面积表格都没有完成。 第二天开始往表格里填数据，等填数据的时候才发现，前一天有些管子 没有设计合理，然后开始改动一些管线。第一张表格是最简单的，但由于缺 乏经验，还有初期变换管线，结果两天时间还是没有完成汇水面积表格。 第三天就开始了纠结的旅程。完成了汇水面积表格，下面就开始紧张的 开展下一项工作干管水力计算，这是我一辈子都难以磨灭的记忆，因为 我在这上面花了两天半时间。这段时间我不是用来计算数据的，而是用来删 除表格再重新计算，再删再算，再删再算，算了 4 遍计算好了，CAD 布线完 成了，悲

18、剧来了，保存错了。因为我当时弄了两份 EXCEL 表格，在保存的 时候，我将原来的数据（前一份表格里的）替换进我修改好的表格里，然后 保存、修改、关闭表格。再等我打开的时候，就发现我算了 4 遍算出来的数 据没了。 在万分悲痛下，我又开始了第五遍计算 再然后，等计算埋深的时候，由于前几次大量重复计算，加上埋深管径 等让我毫无头绪，我彻底崩溃了，然后那天我就放心的玩了。 通过几天的计算，让我更加巩固了前面学到的专业知识，算然我想要以 后在建排上做，但这样的计算，也能积累很多的经验。尤其是在计算方面， 我就在 EXCEL 表格里面编辑了几个公式，省了我大量时间和经历，单位面 积径流量应该是计算量最大了部分，可是我编辑了公式，根本不需要计算， 表格里直接就有结果，我想，这是很多同学没有想到的方法。 第 17 页 共 18 页 在这里， 我要感谢我的老师， 李秀芳老师， 没有她上课一丝不苟的教学， 我就会有很多的疑惑，我就不能在这么短的时间内完成完成这份设计。由于 本人出入茅庐，在这方面还显得很稚嫩，这份设计里可能有一些瑕疵，恳请 请老