兰州某地区给排水管网毕业设计

摘要本设计包括给水系统、污水系统及雨水系统三部分。给水工程为城市和工矿企业的一个重要基础设施，必须保证以足够的水量、合格的水质、充裕的水压供应生活用水、生产用水和其它用水。给水系统设计步骤：根据最高日用水量变化曲线计算水塔和清水池调节容积；进行管网定线，计算管段设计流量、管径和水头损失；最高时环状网管网平差计算；确定水塔高度和水泵扬程；分别进行不利管段事故时、消防时、最大转输时校核。然后根据上述计算，算出最高时各节点水压，绘制等水压线。排水工程在环境保护、保障人民健康和经济上有重要意义。排水系统根据对生活污水、工业废水和雨水的不同排除方式所形成的排水系统称作排水体制。排水体制一般可分为两种类型：合流制和分流制。本设计根据当地地形特点和经济状况，采用雨水、污水分流制。设计步骤：分别对污水和雨水系统进行管网定线；然后根据各自汇水面积计算管段流量；确定管径、坡度及埋深，最后根据计算结果绘制污水管道纵断面图。关键词：设计流量，给水系统，排水系统，雨水系统，管网定线ABSTRACTThedesignincludeswatersupplysystems,sewerageanddrainagesystemsinthreeparts.Watersupplyprojectforurban,industrialandminingenterprisesasanimportantinfrastructure,theneedtoensureasufficientquantityofqualifiedwater,amplesupplyofwaterpressure,waterandotherproductionwater.Watersystemdesignsteps,Accordingtothemaximumdailywaterdemandcurvecalculationofthetowersandadjustvolume-pool.Networkforalignmentofthecalculationofthedesignflow,diameterandheadloss.RingNetworkatthehighestnetadjustmentcalculation;Identifyhightowersandpumpslift.Wereadversepossessionoftheaccident,fire,thebiggesttransferwhenchecking.ThenBasedontheabovecalculations,calculatedatthemaximumnodepressure,drawingwaterpressureline.Drainageprojectsinenvironmentalprotection,protectionofthepeople'shealthandeconomicimportance.Accordingtothedrainagesystemofdomesticsewage,industrialwastewaterandstormwaterdifferentexclusionasaresultofthedrainagesystemknownasthedrainagesystem.Drainagesystemcanbedividedintotwogeneraltypes:Combinedandtriagesystem.Accordingtothedesigncharacteristicsofthelocalterrainandthestateoftheeconomy,useofrainwaterandsewagetriagesystem.Designsteps:Respectivelyofsewageandstormwatersystemsnetworkalignment.Thenaccordingtotheirrespectivecatchmentareaofpipeflow;Determineddiameter,depthandslope,Finally,accordingtotheresultssectionofmapdrawingsewers.KEYWORDS:Designflow，Water-supplySystem,Drainagesystem,Stormwatersystem，Pipenetworkfixed-line目录前言...……...………………1第1章给水排水管网设计任务1．1给水设计....….…...………………21．1．1某城镇输水与配水管网的课程设计（扩初）..…….…..……...…21．1．2兰州某移民新镇所在地区状况资料.….….…..……...…………41．2排水管网部分.....……...…………51．2．1某城镇城市排水管网工程初步设计..……..……51．2．2排水系统所在地区状况资料..…….…..……...…………………7第2章给水设计计算2．1计算最高日用水量及调节构筑物容积..…….…..……...………82．1．1计算最高日用水量....….…...……………………82．1．2绘制日用水量变化曲线及计算水塔和清水池容积..…….…..……...…………92．1．3清水池和水塔有效容积的计算…….…..……...………………102．2管网布置及水力计算…….…..……...…………122．2．1给水管网的平面布…….…..……...……………122．2．2管网计算…….…..……...………132．2．3水泵的选择…….…..……...……………………202．3管网校核………….…..……...…………………212．3．1最不利事故时校核…….…..……...……………212．3．2最高时加消防时校核…….…..……...…………242．3．3最大转输时校核…….…..……...………………272．4管网水压计算…….…..……...…………………30第3章排水设计3．1管网水压计算…….…..……...…………………333．2设计任务…….…..……...………333．3排水体制选择……….…..……...………………333．3．1排水系统规划设计原则……….…..……...……333．3．2排水系统体制的选择……….…..……...………343．4污水管道的设计……….…..……...……………353．4．1在小区平面图上布置污水管道……….…..……...……………353．4．2街区编号并计算其面积……….…..……...……363．4．3划分设计管段及计算设计流量……….…..……...……………363．4．4水力计算……….…..……...……………………393．4．5绘制管道平面图和纵剖面图……….…..……...………………403．4．6中途泵站设计……….…..……...………………413．4．7倒虹吸的设计……….…..……...………………413．4．7注意事项……….…..……...……………………413．5雨水管道的设计…….…..……...………………413．5．1划分排水流域和管道定线……….…..……...…………………413．5．2划分设计管段……….…..……...………………423．5．3划分并计算各设计管段的汇水面积……….…..……...………433．5．4求单位面积径流量q0……….…..……...………463．5．5雨水水力计算……….…..……...………………47参考文献………..…………49致谢….…….………………50附录….…….………………51诚信声明………..…………60前言在我国，给水排水是一个传统的行业和学科，传统给水排水自本世纪初形成和逐步完善以来一直是土木工程的一部分。随着科学技术的迅猛发展，国民经济发展和人民群众生活水平的日益提高，以及社会主义市场经济体制的逐步确立，我国的给水排水事业面临新世纪的挑战与机遇。

水是人类最宝贵的资源，是人类生存的基本条件，又是国民经济的生命线。日益严重的水资源短缺和水环境污染不但严重困扰着国计民生，而且已经成为制约社会经济可持续发展的主要因素。

给水排水工程技术是本世纪初建立和逐步完善的工程技术体系，近百年来它有效地指导着给水排水事业的发展。在给水排水工程技术的指导下，我国逐步建立了一批自来水厂、污水处理厂等给水排水公用设施，并建立了相当规模的，与之对应的工程研究、教学、设计、生产系统，为我国的给水排水事业发展起了重要的推动作用。本设计为了生活和生产上的需要，建造良好的基础设施条件，满足生活、生产和其他用水的要求，给水工程将给生活生产提供足够的水量和合格的水质。相反地，生产和生活产生的大量污水严重的污染了生活环境和阻碍了日常顺利进行，给生产生活带来诸多不便，排水工程能将生产生活污水及雨水有效的治理，从而美化环境并能有效的促进生产发展。第1章给水排水管网设计任务1.1给水部分1.1.1兰州某地输水与配水管网的课程设计（扩初）（1）全镇最大设计供水量计算原始资料1）该镇居住面积上人口密度按600人/公顷计算，位于北纬30°，东经110°42′，即按生活用水分区划分属一区。2）该镇规划有完善的给水排水设备和家用太阳能热水器，无集中供热水设备。平均日用水量为120L/人·d，其不均匀系数为K日=1.2，K时=1.5。3）工业企业用水和工作人员用水染整厂生产及生活最大用水量为15L/s；针织厂生产及生活最大用水量为20L/s；棉纺厂生产及生活最大用水量为15L/s；食品厂生产及生活最大用水量为30L/s；化工区生产及生活最大用水量为30L/s；设其用水量变化与该镇居民用水同步。城市污水处理厂最大用水量为15L/s。4）公共建筑设计用水量火车站：5L/s；火车用水：3L/s；5）浇洒绿地、道路设计用水量按5L/s计。6）未预见水量：按设计流量20%考虑。上述（1）～（6）项水量之和作为设计水量，由Ⅱ泵站供给。7）消防用水：根据《给水工程》（四版）附表3、4、5确定，此水量在管网平差时用作校核用。（2）绘制日用水量变化曲线及计算水塔、清水池容积1）计算最高日用水量2）根据给定的最高日用水量比例绘制最高日逐时用水量变化曲线。表1-1最高日各时段用水量（%）时间（h）0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-12用水量（%）2.53.05.5时间（h）12-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24用水量（%）5.15.05.05.25.04.13.02.82.63）按如下表2计算出清水池和水塔的容积---4）根据消防条件确定清水池和水塔的容积（3）环状管网布置1）输水管定线；2）环状管网定线；3）环状管网简化。表1-2清水池和水塔调节容积计算表时段用水量（）二级泵站供水量（）一级泵站供水量（）清水池调节容积（%）水塔调节容积（）无水塔时有水塔时（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）0—11—2······22—2323—24（4）管段流量、管径和水头损失计算及环状网计算1）求沿线流量和节点流量；2）求管段计算流量；3）参考经济流速，确定各管段在设计流量时的流速、水头损失，进行管网平差（精度要求闭合差≤0.5m）；4）平差结果按教材《给水工程（第四版）》表6-6（P57）格式填写完成。（5）确定水塔高度、水泵扬程（房屋按4层计算）1）最大用水时，控制点所需最小服务水头；2）最大用水时水泵扬程；3）水塔水柜底标高；4）最大转输时水泵的扬程。（6）异常情况下的校核1）不利管段事故时，供水能力按70%设计流量校核；2）消防时管径校核；3）最大转输时校核。1.1.2兰州某地所在地区状况资料（1）自然状况1）镇中心位于北纬30°，3、东经110°42′，4、在未污染的香溪河下游，5、平均海拔高度253.0m。2）平均风速2.5m/s，7、夏季为2.7m/s。3）风向：冬季西南向频率24%；夏季南西向频率28%；年主导风向南西向频率22%。4）大气压力：夏季722mmHg；冬季735mmHg。5）温度：年平均温度10℃；最高温度40℃；最低温度-5℃。6）最大冻土深度：0.5m。7）地下水水位：平均距地表4m。8）地质状况：地表0.5m为耕土，14、0.5~1.5m为亚粘土，15、1.5~4.0m为粘土，16、4~10m为砂、砾石、卵石层，17、地表2m处承载能力为2Kg/cm2。9）河流水文地质状况：在95%水量保证率下流量为50m3/s，流速1.2m/s，水位标高（Ⅰ级泵站处）251.0m；20年一遇洪水时，流量为300m3/s，流速3.0m/s，水位标高（Ⅰ级泵站处）256.0m。10）地震等级：因水库会诱发地震，故该镇设计按砖-混凝土结构建筑，四层为主。地震烈度等级按里氏6级。（2）工程现状资料1）该镇由国家出资建设，规划道路设计宽度25m。其中人行道宽按3m两侧布设，用混凝土面砖铺设；非机动车道按4m两侧布设；机动车道宽11m均用沥青路面。2）地表以下敷设有通讯光缆。给水管道布置标高（管中心）距地表2.0m。生活污水、雨水管道位于路面下3m及以下。本设计暂不考虑其相互（空间及平面）交叉。3）道路设计宽度25米，其中人行道宽度3米两侧布设，非机动车道4米两侧布设，机动车道11米。沥青路面，人行道为专块铺设4）地表以下1.5米内设有通讯、天然气、给水管道。雨水在路中央，本设计暂不考虑与污水管立体交叉。5）人防工程设于城市绿地以下3米处6）本地区可自产钢筋混凝土排水管和供应地方建材7）电力供应充足8）管道建设拟采用招标方式进行9）市内排向污水管道的生产废（污）水经局部处理达到排放下水道的标准（3）远期规划10年内达到设计人口。自然人口增长率按2‰考虑，在20年内随高层建筑发展人口密度按增加1倍考虑。1.2排水管网部分1.2.1兰州某城镇排水管网工程初步设计（1）排放污水的设计流量计算厂内生产、生活污水量按给水的90%计。染整厂设总排出管埋深为-2.0米，请将其接入城市污水管道；针织厂设总排出管埋深为-1.8米，请将其接入城市污水管道；棉纺厂设总排出管埋深为-2.5米，请将其接入城市污水管道；食品厂设总排出管埋深为-2.5米，请将其接入城市污水管道；化工区设总排出管埋深为-2.8米，请将其接入城市污水管道；（2）公共建筑（火车站）设计排水量计算车站集中排水量4升/秒，设计总排出管埋深为-2.0米（3）城市人口生活污水设计流量计算人口密度：600人/公顷居住地污水量标准：按给水标准的80%计（有热水淋浴）居民区见附图1）平面布置1>定排水区界2>划分排水流域(污水及雨水两个系统)3>选择城市污水处理理厂位及排出出口4>拟定干管及主干管管路线及水力力计算(污水及雨水水两个系统)5>支管路线及接管6>泵站（中途、局部部或终点）位位置的确定7>管道附属构筑物的的布设要求绘出：污水及及雨水管道平平面布置图2）水力计算1>计算，填写街街坊面积表2>计算比流量，q03>填写污水干管管设计流量计计算表4>填写污水主干干管水力计算算表要求绘出：绘制污污水或雨水干干管纵剖面图图（4）雨水设计流量计算算地区：兰州暴雨公式、综合径径流系数按地地区取值。设计重现期P：PP=1地面积水时间t11：t1=100min折减系数m：m==2（5）集水池和污水或雨雨水泵的选择择提升污水泵的台数数选择（含备备用泵）1>集水池容积的的计算2>水泵吸水管在在集水池中的的布置3>集水池深度与与水位标高计计算1.2.2排水系系统所在地区区状况资料1） 自然状况：同（11） 给水3） 工程现状资料：同同（2） 给水5） 近期与远期规划：：同（3） 给水附某城镇1：100000平面规划图图一张第2章给水设计计算2.1计算最最高日用水量量及调节构筑筑物容积计算最高日用水量量Q（1）居民生活用水量量的计算Q1考虑远期规划：110年内达到设设计人口。自自然人口增长长率按2‰考虑，到2025年达到最大大人口数，之之后实现人口口置换水平。故人口密度M=6600×(11+2‰)10=612人/公顷用水区域面积可以以在图纸上直直接量出A=308..37公顷N=612×3308.377=1888723caapQ1=qNKKdf=0.12××1887223×1.22×100%%=277176.1112m3/d【1】Q1―—城市最高日综合生生活用水，m3/d；q――城市最高日综合用用水量定额，m3／（cap.d）；Ｎ――城市设计年限内计计划用水人口口数；f――城市自来水普及率率，采用f=1000%Kd――日变化系数,取11.2（2）工业企业用水和和工作人员生生活用水Q2=15+115+20++30+300+15+115=1140L/SS=80064m33/d（3）公共建筑设计用用水量Q3=5+33=8L/S==460.88m3/d（4）浇洒绿地、道路设设计用水量Q4=5LL/S=432mm3/d（5）未预见水量：按设设计流量20%考虑Q5=（Q1++Q2+Q3+QQ4）×20%该镇最大设计水量量Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=443359..5m3/d考虑I泵站本身使用及输输水管漏损量量占3%，同时考虑虑自来水厂自自用水占10%和确保II泵站自用、输输配水管漏损损，故各段设设计流量分别别为：I泵站到自来水厂前前设计流量为为QI=1.16QQ=1..16×433359.55=500297.002m3/d自来水厂到II泵泵站前设计流量为为Q自=1.13QQ=1..13×433359.55=488996.22m3/dII泵站以后设设计流量为QII=1.003Q=1.03××433599.5=446600.3m33/d2.1.2绘制日日用水量变化化曲线及计算算水塔、清水水池容积（1）根据最高日用水水量比例绘制制最高日逐时时用水量变化化曲线表2-1最高日各时时段用水量（%） 时间（h）0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-12用水量（%）2.53.05.5时间（h）12-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24用水量（%）5.15.05.05.25.04.13.02.82.6最高日逐时用水量量变化曲线如如下如：图2-1用水量量变化曲线1—用水量变化曲线22—二级泵站设设计供水量2.1.3清清水池和水塔塔有效容积的的计算表2-2清水池池和水塔调节节容积计算时段用水量

(%)二级泵站

供水量量

（%）一级泵站供水量（%）清水池调节容积（%）水塔调节容积（%%）无水塔时有水塔时(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)0—7-1.57-0.99-0.581—7-1.67-0.98-0.682—6-1.66-0.99-0.683—7-1.67-0.99-0.684—53.03.184.17-1.17-0.98-0.185—6-1.07-0.98-0.086—7-0.070.830.917—84.95.004.170.730.83-0.108—95.15.004.160.940.840.109—105.45.0030.4010—116.25.004.172.030.831.2011—125.55.004.161.340.840.5012—135.15.004.170.930.830.1013—145.05.004.170.830.830.0014—155.05.004.160.840.840.0015—164.95.004.170.730.83-0.1016—174.75.004.170.530.83-0.3017—185.25.004.161.040.840.2018—195.25.004.171.030.830.2019—205.05.004.170.830.830.0020—6-0.060.970.9121—223.03.184.17-1.17-0.99-0.1822—7-1.37-0.99-0.3823—6-1.56-1.98-0.58累计100.00100.00100.0012.9210.854.52根据上表可知：设设有水塔时清清水池的调节节容积为最高高日用水量的的10.855%，水塔的调调节容积是最最高日用水量量的4.52%。（1）清水池有效容积WW清1)W清==W1+W2+W3+W4其中W1—调节容容积，m3。根据上表可可知为最高日日用水量的11%。W1=10..85%×443359..5=44705mm3W2—消防贮贮水量，m3。本镇人口为18.87万，按照规规范要求同一一时间内的火火次数是2次，一次灭灭火用水量是是45L/s，按2h火灾延续时时间计算。W2=45××2×2×33600÷11000==648m3W3—水厂自用用水，按最高日用用水量的100%考虑，m3。W3=10%%×433559.5==43366m3W4—安全贮量量，按最高日日用水量的2.0%考虑，m3。W4=2.00%×433359.5=8677.19mm3W清=4705+6488+43336+8867.199=100556.22m32）清水池尺寸计算清水池设为两个，每每个容积是55278mm3，采用方形钢筋混凝凝土结构边长L=36.322m,总高度为4..3m，水深深为4m，最低水水位（消防水水位及安全贮贮量）是0..93m大体结构如图2--2所示【2】图2-2圆形钢筋混凝土蓄蓄水池1-进水管；2--水位尺孔；3-检修孔；4-铁梯；5-通风口；6-溢水管7-出水管；8-排排水管；9-导流墙；10-集水坑（2）水塔容积W塔1）W塔=W1+W2其中W1—调节容积积，m3。根据上表表可知为最高高日用水量的的4.52%。W1=4.552%×433359.55=19959.855m3W2—消防贮水水量，m3。按10min室内消防用用水量计算。W2=15××10×6000÷10000=99m3W塔=1958..41+9=11968.885m32）水塔尺寸计算设h/D=1，可得D=13..6m则有效水深h=13.66m2.2管网布置置及水力计算算给水管网的平面布布置（1）管网布置形式该镇的给水管网布布置由五个环环状网加几条条支管组成。如如图1—3所示，管段0—1是自来水厂厂到管网的输输水管道（II泵站清水池池在节点0处）；管段9—10连接水塔（水水塔在节点10处），根据据工程现状资资料，给水管管道布置标高高（管中心）距距地表2.00m。（2）管网定线干管由水厂延伸到到大用户，最最后到达末端端的水塔，干干管从用水较较大的街区通通过，均匀布布置于整个供供水区，然后后通过分配管管就近供给两两侧用户。（3）输水管定线考虑到安全不断供供水，设计了了2条输水干管管。其彼此间间可用同管径径连接管连接接，用同管径径闸阀分隔，每每间距1.55km连络分分割一次【3】。图2-3管网布置置形式管网计算（1）管网设计流量计算算设计流量按最大日日最高时流量量来计Qh=Qd×Khh/86.44=7552.77L/s(时变化系数Kh=1.5))（2）比流量qs表2-3管段长长度表管段编号管长（m）管段编号管长（m）0-18607-1310501-277011-1210752-397512-1311401-481513-142954-527514-152705-649511-164402-681516-1710756-764512-174407-833017-1811403-881513-184408-933018-192959-1065019-202705-12105020-21255qs=其中—大用户集中中用水量之和和—配水干管总长度，不不包括穿越广广场，公园等等无建筑物地地区的管线，对对于单侧供水水，管道长度度按1/2计算。由表1—3可得=123155mqs=（752.77-1153）/123115=00.04877023955L/(mm·s)（3）管段节点流量计算算根据任一节点i的的节点流量qi等于与该节节点相连各管管段的沿线流流量qi总和的一半半。即：表2-4节点流流量计算（最最高用水时）节点节点流量（L/s）12345678910111213节点节点流量（L/s）1415161718192021（4）管径计算最大时供水量：水水塔=7522.77×11.2%/66.2%=1145.7LL/s水厂=752.777-1477.16=6607.077L/s输水管设2条，故故每条流量是是QII/2=3033.535L/s根据管网的布置及及最大时的供供水量，以及及各个节点的的流量初分配配各管段的流流量，按界限限流量公式q0=q1，（f=0.8）。求出界界限流量，然然后根据界限限流量表（见见表2-5）查处处各管段的经经济管径【1】。表2-5界限流量表表管径DN(mm)100150200250300(350)400界限流量（L/ss）<99～1515～28.528.5～4545～6868～9696～130管径DN(mm)（450）5006007008009001000界限流量（L/ss）130～168168～237237～355355～490490～685685～822822～11200（5）环状网计算最高日最高时平差差1）准备工作①拟订各管段水流流流向②在节点上标出集中中供水量；③填写节点流量表；；④按比例尺计算出各各管段长度（m）；⑤按界限流量选定管管径；⑥标注各个管段，分分子为长度（m）－管径（mm），分母为为管段流量（L/s）－此管段段水头损失（m）;⑦根据管径、管段流流量查水力计计算表【4】得出1000ii;⑧由h=il计算出水水头损失；⑨根据顺时针方向为为正，逆时针针方向为负的的原则，计算算各环水头损损失总结果，并并填入设计专专用的表格中中。2）管网平差【1】①计算各管段摩阻系系数Sij和水头损损失h(0)=Sij(q(0)ij)2；②按假定各环水流顺顺时针方向管管段水头损失失为正，逆时时针为负计算算该环内各管管段水头损失失代数和，当当其不为零时时，其差值成成为第一次闭闭合差；③计算每环内各管段段的Sij*qq(0)ij及其总总和∑|Sij*q(0)ij|，按公式计计算出校正流流量△q，注意△qi方向与闭合合差方向相反反即闭合差为为正，则△qi为负；④按管网校正流量符符号，凡是流流向＆校正流流量方向一致致的管段加上上△qi,与△qi方向相反反的则减去△qi，从而获获得第一次校校正的管段流流量；⑤根据q(0)ij重新计计算各管段的的阻力系数，1000i等相关技术术参数，然后后按上述环节节再计算闭合合差；⑥计算精度控制手工计算时，小环环闭合差≤0.5m，大大环闭合差≤1.0m。⑦根据每次计算结果果绘环状管网网平差计算图图，进行二次次以上平差时时，将该表沿沿第一次校正正方向右沿，直直至达到符合合精度要求的的次数为止；；⑧输水管路计算按每每条输水管流流量相等计算算其水量和水水头损失。计算结果见表2--6。表2-6环状网网计算（最高高用水时）环号管段管长（m）管径（mm）初步分配流量︱sq︱q（l/s）1000ih(m)I1-4815600259.471.821.480.00574-5275500215.933.230.890.00415-6495400-85.001.76-0.870.01022-6815600-180.660.93-0.760.00421-2770700-279.000.96-0.740.00270.000.0269II2-6815600180.660.930.760.00426-764540045.052.291.480.03287-8330250-59.007.98-2.630.04473-881520026.926.695.450.20252-3975250-42.875.18-5.050.11790.010.4021III5-121050600230.007912004.775.440.132713-71050300-80.316.67-7.010.08726-7645400-45.052.29-1.480.03285-649540085.001.760.870.01020.050.2708IV11-12107530063.904.364.690.073311-1644015012.006.342.790.232316-171075200-24.895.79-6.220.244917-12440400-112.632.95-1.300.0115-0.040.5620632.951.30.011517095.045.750.248913-18440300-55.323.34-1.470.026612-131140250-41.004.77-5.440.13270.140.4197注：顺时针方向的的流量为负，逆逆时针方向为为正。经过一次校正后，各各基环的闭合合差下于0..5m，大环1—4—5—12—11—16—17—18—13—7—8—3—2—1的闭合差为为：=0.000+0.001+0.005-0.004+0.114=0..16<1mm所以满足要要求。然后根据上述结果果绘制出环状状网平差计算算图，见图22-4。图2-4环状网网计算（最高高用水时）各个支管流量、水水头损失见表表2-7表2-7支管水力力计算表（最最高用水时）管段管长

（m）流量

（L/S）管径DN

(mm)流速

（m/l）1000i水头损失

（m）0—1860306.5357000.791.150.9913—1429520.332000.654.101.2114—152706.571500.483.100.8418—1929532.752500.683.320.9819—2027018.992000.613.620.9820—212556.211500.473.000.778—9280127.294001.013.711.049—10650145.705000.741.571.02（2）确定II泵站水泵扬程最大日最高时III泵站水泵扬扬程1)控制点8到到清水池最低低水位的几何何高差=253.4-（254-44+0.422）=2.98mm2)四层房屋的的供水最小服服务水头=20m3)由表1—88和表1—9列出了各个个管段的沿程程水头损失，局局部水头损失失估为沿程水水头损失的10%。=0.99+=112.55mm=10%×=1..26m4)设II泵站站内富裕水头头为2m。吸水管管和泵站内的的水头损失取取2m则II泵站的水泵扬程：：=++++2+2=2.98+200+12.555+1.226+4=40.79m（3）水塔高度1）控制点18到水水塔所在地节节点10的几何高差差=253.4-2264=-110.6m2）四层房屋的供水水最小服务水水头=20m3）由表1—8和表表1—9列出了各个个管段的沿程程水头损失=1.04+1..02+2..03+7..01+1..47=133.174）局部水头损失估估为沿程水头头损失的10%=10%×=1..32m则=+++=-10.6+220+13..17+1..32=233.89m水塔有效深度=113.6m水塔总高度：=+=23.89+113.6=337.49mm2.3水泵的的选择：根据环状网计算所所得的水压和和流量，查给给水排水手册册第十一侧水水泵特性曲线线表【6】，选择供水水效率较高的的水泵，进行行比较分析，最终结果如下：选用14SH-133，三台（两两用一备）;14SH-9,两两台（一用一一备）具体参数：（1）14SH-13型型泵，流量（270—410L/s）扬程（50—37m），转速1470（转／分）,泵轴功率164—180千瓦，配电动机功率230kw,,效率79-84％，允许吸上真空高度3.5m，叶轮直径400mm,泵重1000kg。图2-514ssh-13型水泵特性性曲线图（2）14SH-9型泵泵，流量（270—400LL/s）扬程（80—65m），转转速1470（转／分）,泵轴功率275—323千瓦，配电电动机功率410kww,效率77-80％，允许吸吸上真空高度度3.5m，叶叶轮直径5000mm,泵重12000kg。图2-614ssh-9水泵特性曲曲线图在最高时和最大转转输时水泵的的扬程差距过过大，为使水水泵在高效段段运行，故选选两中型号水水泵，当在所所需扬程较低低的时段运行行14SH--13型水泵泵，当在例如如时最大转输输这样的所需需较高扬程的的时段，运行行14SH--9型泵【7】。2．3管网较核2.3.1最最不利事故时时校核以最高时用水量确确定的管径为为基础，流量量最大管段为为最不利管段段，即管段1—2无法供水时时，供水能力力按70%设计流量，从从其他人管段段供水以完成成输水任务，故故各节点流量量也为原来的的70%，见表2-88，平差方法法最高时管网网平差，计算算结果见表22-9。最不利事故时供水水量：总水量量=752..77×700%=5266.94LL/s水塔=145.7×770%=1001.99LL/s水厂=526.94--101.999=4244.95L//s表2-8节点流量（最最不利事故时时）节点编号节点流量（L/SS）节点编号节点流量（L/SS）148.02912.89238.831136.33348.851245.25430.481346.19513.131625.82635.431745.25716.621854.89828.96表2-9环状网计算算（最不利事事故时）环号管段管长（m）管径（mm）初步分配流量︱sq︱q（l/s）1000ih(m)II2-6815600-66.910.16-0.130.00196-764530025.600.830.530.02087-8330250-39.374.43-1.460.03718-381520020.774.153.380.16293-2975250-28.082.38-2.320.08280.000.3055III5-121050600205.30612153.413.890.11387-131050300-48.352.61-2.740.05666-7645300-25.600.83-0.530.02085-6495400-127.943.74-1.850.01450.010.2117IV11-12107530044.812.272.440.054411-164401508.483.371.480.174816342.99-3.210.185212-1744040081.181.62-0.710.00880.000.4232V12-1744040081.181.620.710.008817593.393.860.207913-18440300-36.31.55-0.680.018812-131140250-34.153.41-3.890.113800.3493注：顺时针方向的的流量为负，逆逆时针方向为为正。经过校正后，各基基环的闭合差差下于0.55m，大环5—12—11—16—17—18—13—7—8—3—2—6—5的闭合差：：=1.244+2.444+1.488-3.211+3.866-0.688-2.744-2.322-1.466+3.666-0.133-1.833=0.011<1m所以满足要求。各个支管流量、水水头损失见表表2-10表2-10支管水水力计算表（最最不利事故时时）管段管长

（m）流量

（L/S）管径DN

(mm)流速

（m/l）1000i水头损失

（m）0—1860212.4757000.550.5890.471—4815376.936001.333.723.034—5275346.455001.768.12.238—933089.104000.711.910.639—10650101.995000.520.8130.53然后根据上述结果果绘制出环状状网平差计算算图，见图2-7。图2-7环状网计计算（最不利利事故时）最不利时输水管所所需的输出水水压：1）控制点18到清清水池最低水水位的几何高高差=253.4-（254-44+0.422）=2.98mm2）最不利时控制点点所需的服务务水头=20m3）由表1—14和和表1—15列出了各个个管段的沿程程水头损失，局局部水头损失失估为沿程水水头损失的10%。m=10%×=1..15m4）设II泵站内富裕水头为为2m。吸水管管和泵站内的的水头损失取取2m则II泵站的水泵扬程::H=++++2++2=2.98+200+11.554+1.115+2+22=39.67m所选水泵的扬程为为37~299m，满足要求。2.3.2最最高时加消防防时校核以最高时用水量确确定的管径为为基础，根据据《给排水设设计手册》其其城镇的消防防用水量为同同一时间内的的火灾次数是是两次，一次次灭火用水量量是45L/s【5】。把消防流流量加在控制制点18处和距离II泵站较远节节点16处，其他点点不变，见表表2-11。消防用水水全部由水厂厂提供，平差差计算见表2-12最高时加消防时供供水量：总水水量=752..77+455×2=8442.77LL/s水厂=607.07++90=6997.07LL/s 水塔=145.7L//s表2-11节点点流量（消防防时）节点编号节点流量（L/SS）节点编号节点流量（L/SS）168.6918.41255.471151.90369.791264.65443.541365.99518.751681.89650.611764.65723.7418123.41841.37表2-12环状状网计算（消消防时）环号管段管长

（m）管径

（mm）初步分配流量q

（l/s）1000ih

(m)︱sq︱I1-4815600309.932.632.070.00674-5275500266.30435-6495400-100.502.39-1.180.01182-6815600-217.451.31-1.070.00491-2770700-318.541.23-0.950.00300.010.0306II2-6815600217.451.311.070.00496-764540066.354.673.010.04547-8330250-61.758.74-2.890.04673-881520024.175.484.470.18492-3975250-45.625.82-5.670.1243-0.010.4062III5-121050600348.142.682.820.008112707.888.980.16737-131050300-104.359.50-9.980.09566-7645400-66.354.67-3.010.04545-6495400100.502.391.180.0118-0.010.3282IV11-12105030083.327.157.680.092211-1644020031.4233.9314.930.475216-171050150-50.4719.06-20.490.406012-17440400-146.474.81-2.120.01450.000.9879474.812.120.014517348.8710.110.322613-18440300-92.077.40-3.250.035312-131140200-53.707.88-8.980.16730.000.5397注：顺时针方向的的流量为负，逆逆时针方向为为正。经过校正后，各基基环的闭合差差下于0.55m，大环1—4—5—12—11—16—17—18—13—7—8—3—2—1的闭合差:=2.07+1..14+2..82+7..68+144.93-220.49++10.111-3.255-9.988-2.899+4.477-5.677-0.955=-0.001<1m所以满足要求。各个支管流量、水水头损失见表表2-13表2-13支管管水力计算表表（消防时）管段管长

（m）流量

（L/S）管径DN

(mm)流速

（m/l）1000i水头损失

（m）0—1860348.5357000.901.451.258—9280127.294001.023.701.049—10650145.705000.741.561.01根据环状网计算结结果画环状网网计算图，图图2-8.图2-8环状网网计算（消防防时）消防时输水管所需需的输出水压压：1）控制点9到清水水池最低水位位的几何高差差=253.4-（254-44+0.422）=2.98mm2）消防时控制点所所需的服务水水头=10m3）由表1-12和和表1-13列出了了各个管段的的沿程水头损损失，局部水水头损失估为为沿程水头损损失的10%。m=10%×=1..95m4）设II泵站内富裕水头为为2m。吸水管管和泵站内的的水头损失取取2m则II泵站所需的水泵扬扬程:H=++++2++2=2.98+100+19.551+1.995+2+22=38.44m其值满足所选水泵泵扬程37~599m,且水泵工作作处于高效段段。2.3.3最最大转输时校校核根据水塔调节容积积的计算可得得到在时段1-4为最大转输输时段，以最最高时用水量量确定的管径径为基础，对对此时段的管管网进行平差差。根据公式式：最大时节点流量==×最高用水时时该节点的流流量【1】水厂供水量占最大大日用水量的的3.18%，用户量占2.5%，转输到水水塔的占0.68%，然后以此此进行平差，计计算见表2-15。最大转输时供水量量：水厂=752..77×3..18%÷66.2%=3386.1LL/s 水塔=752.77××0.68÷÷6.2%==82.566L/s管网==386.1--82.566=303..54L/ss计算最大转输时各各个节点流量量，见表2-14。表2-14节点点流量（最大大转输时）节点编号节点流量（L/S）节点编号节点流量（L/S）127.6697.42222.371082.56328.141120.93417.561226.0757.561326.6620.411614.8879.571726.07816.681831.62表2-15环状状网计算（最最大转输时）环号管段管长（m）管径（mm）初步分配流量q（l/s）1000ih(m)︱sq︱I1-4815600151.570.680.550.00374-5275500134.011.340.370.00275-6495400-17.570.11-0.050133.330.54-0.440.00331-2770700-206.870.56-0.430.00210.000.0148II2-6815600133.330.540.440.00336-764540095.347.935.120.05377-833025085.6316.825.550.06483-8815200-23.035.02-4.090.17752-3975250-51.177.20-7.020.13720.000.4365III5-121050600144.030.620.650.004512633.884.420.120713-71050300-2.240.01-0.010.00566-7645400-95.347.93-5.120.05375-649540017.570.110.050.003-0.010.1875IV11-12107530026.010.850.910.035111-164402005.081.350.590.116616-171075150-9.801.07-1.150.117517-12440400-55.320.81-0.350.00640.000.2756序表2-15V12-1744040055.320.810.350.006417353.654.160.214913-18440300-12.270.22-0.100.008112-13114250-36.633.88-4.420.1207-0.010.3501注：顺时针方向的的流量为负，逆逆时针方向为为正。经过校正后，各基基环的闭合差差下于0.5m，大环1—4—5—12—11—16—17—18—13—7—8—3—2—1的闭合差：：=0.555+0.377+0.655+0.911+0.599-1.155+4.166-0.1--0.01++5.55--4.09--7.02--0.43==-0.022<1所以满足要求。然后根据上述结果果绘制出环状状网平差计算算图，见图2-9。图2-9环状网网计算（最大大转输时）各个支管流量、水水头损失见表表2-16表2-16支管管水力计算表表（最大转输输时）管段管长（m）流量（L/S）管径DN(mm)流速（m/l）1000i水头损失（m）0—1860193.057000.50.490.428—928089.884000.721.950.559—1065082.565000.420.550.36最大转输时输水管管所需的输出出水压：1）水塔到清水池最低低水位的几何何高差=264-（2554-4+00.42）=13.588m2）水塔高度=37.49m3）由表1—14和和表1—15列出了各个个管段的沿程程水头损失，局局部水头损失失估为沿程水水头损失的10%。m=10%×=1..29m则II泵站的水泵扬程::H=+++=13.68+337.49++12.922+1.299=65.38m最大转输时启动第第二套14SSH-9型水泵，其扬扬程为65-800m，满足要求。校核总结：经过最最不利管段事事故时、消防防时及最大转转输时的管网网较核发现，部部分管段出现现小管径大流流量或大管径径小流量的情情况，这种情情况下应做调调整，适当的的扩大或缩小小管径，再次次分配流量进进行计算。本本设计中的设设计计算是经经过数次反复复计算后整理理的最终计算算。2.4管网水水压计算根据最高时和最大大转输时环状状网计算，以以二泵和水塔塔为起点，分分别向最不利利点进行节点点水压计算，每每个节点水压压减去节点所所在地面高程程，即本节点点的节点自由由水压。根据据地形图可知知各个节点的的地面标高，见见表2-17表2-17地面标标高节点编号标高（m）节点编号标高（m）0254.211251125512252225313252.63251.414252.2425515251.45525516250.22625317252.867251.518254.38252.719252.8925620252.31026421251.7表2-18自由水压、节节点水压计算算（最高日最最高时）节点编号标高（m）累计水头损失

(含含局部水头损损失)节点水压（m）自由水压(m)0252.420291.2140.7912550.99290.3335.2222531.73289.4836.483251.46.76284.4533.0542552.47288.7433.7452553.36287.8532.8562533.59287.6234.627251.55.07286.1434.648252.72.05288.7936.0992561.01289.8333.8310264290.8436.841125110.24280.9729.97122525.55285.6633.6613252.611.01280.2027.6013250.2213.05278.1627.9417252.866.85284.3631.5018253.411.61279.6026.20注：节点0是清水水池最低水位位标高表2-19自由由水压、节点点水压计算（最最大转输时）节点编号标高（m）累计水头损失

(含含局部水头损损失)节点水压自由水压0250.42315.8065.3812550.42315.3860.3822531.16314.6461.643251.47.81307.9356.5342550.97314.8359.8352551.34314.4659.4662531.29314.5161.517251.56.41309.3957.898252.711.59304.2151.51925612.14303.6647.661026412.50303.3039.30112512.90312.9061.90122521.99313.8161.8113252.66.42309.3856.7816250.223.49312.3162.0917252.862.34313.4660.6018253.46.51309.2955.89注：节点0是清水水池最低水根据上述表中数据据分别画最大大转输时环状状网等水压线线图和最高时时环状网等水水压线图。第3章排水设计3.1设计原始始资料（1）城市总平面图一张张。（2）居住情况人口密度为6000cap/hha,卫生设备齐齐全，污水量量设计标准996L/(capp·d),有有集中流量。（3）城市位于我国的华华北地区，冻冻线深度为00.5米。（4）土壤为砂粘土，地地下水位距地地表5米。（5）雨量资料：本地暴暴雨强度公式式【8】为q=L//s·ha（6）设计重现期为1aa,地面集水时时间为10min。（7）当地综合径流系数数为0.6。3.2设计任务根据给予的城市规规划平面图，做做出该城市排排水管道的初初步设计。包包括计算说明明书一份（列列出作为设计计依据的资料料及全部计算算），排水系系统总平面图图一张，污水水主干管纵断断面图一张。3.3排水体体制选择3.3.1排水系系统规划设计计原则（1）排水系统规划应符符合城市和工工业企业的总总体规划，并并应与城市工工业企业中期期他单项工程程建设密切配配合，相互协协调，该现成成的道路规划划、建筑界限限、设计规模模对排水系统统的设计有很很大的影响。（2）排水系统设计要与与邻近区域的的污水和污泥泥处理和处置置协调。（3）考虑污水的集中处处理与分散处处理。（4）设计排水区域内需需考虑污水排排水问题与给给水工程的协协调，以节省省总投资。（5）排水工程的设计应应全面规划，按按近期设计考考虑远期发展展，。（6）排水工程设计师考考虑原有管道道系统的使用用可能。（7）在规划设计排水工工程时必须认认真观测执行行国家和地方方有关部门制制定的现行有有关标准、规规范和规定【9】。3.3.2排水系系统体制的选选择排水系统体制应根根据城市及工工业企业的规规划、环境保保护的要求、污污水利用情况况、原油排水水设施、水质质、水量、地地形、对条件件确定。(1）从环境保护方面来来看如果采用合流制将将污水和雨水水全部截流送送往污水厂进进行处理，然然后再排放，从从控制和防止止水体的污染染来看，是较较好的，但这这时截流主干干管很大，污污水厂容量也也增加很多，建建设费用也相相应增加。采采用截流是合合流制时，雨雨天有部分混混合污水经溢溢流井溢入水水体，水体受受到污染。分流制排出污水和和雨水，初雨雨径流未加处处理就直接排排入水体，对对城水体也会会造成污染，但但它比较灵活活，比较容易易适应社会发发展的需要，故故应采用分流流制。（2）从造价方面来看合流制排水管道的的造价比分流流制一般要低低20%-440%，可是合流流制的泵站和和污水厂却比比分流制的造造价要高。（3）从维护管理方面来来看晴天时污水在合流流制管道中只只是部分流，雨雨天时才接近近满管流，因因而雨天时合合流制管道内内流速较低，易易于产生沉淀淀。但据经验验，管中的沉沉淀易被暴雨雨水流冲走，这这样，合流管管道的维护费费用可降低。但但是，晴天和和雨天时流入入污水厂的水水量变化很大大，增加了合合流制排水系系统污水厂运运行管理的复复杂性。而分分流制系统可可以保证管内内的流速，不不致发生沉淀淀，同时，流流入污水厂的的水量和水质质比合流制变变化小得多，污污水厂的运行行易于控制。综合考虑各个因素素，为了更好好的保护环境境，适应以后后的发展，且且便于污水厂厂的运行管理理，采用分流流制排水系统统，即采用两两个（雨水、污污水）管道系系统。3.4污水管道的的设计3.4.1在小区区平面图上布布置污水管道道从城镇平面图上可知知该区地势较较为复杂，坡坡度较大，有明显分水线线、可划分为为好多个排水流流域。街道支支管布置在街街区地势较低低一侧的道路路下，干管基基本上与等高高线垂直布置置，主干管布布置在地势较较低的河岸一一册，基本上上与等高线平平行。整个管管道系统呈低低边式形式布布置。排水管管道平面布置置图如下：图3-1排水管管道平面布置置图3.4.2街区编编号并计算其其面积将各街区遍上号码码，并按各街街区的平面范范围计算它们们的面积，列列入表3-1中。用箭头头标出各街区区的污水排出出方向。表3-1街区面面积街区编号12345678910街区面积3.43.913.063.573.915.275.615.13.743.74街区编号11121314151617181920街区面积3.913.403.913.063.573.915.275.615.103.74街区编号21222324252627282930街区面积3.743.913.403.913.063.573.915.275.615.10街区编号31323334353637383940街区面积3.743.742.533.403.913.063.573.915.275.61街区编号41424344454647484950街区面积5.103.742.3355.525.364.624.765.887.606.75街区编号51525354555657585960街区面积6.444.314.363.753.914.836.295.513.233.40街区编号61626364656667686970街区面积2.962.893.574.864.254.757.371.704.425.46街区编号7172737475767778街区面积4.162.853.603.428.9415.6019.0013.263.4.3划分设设计管段，计计算设计流量量根据设计管段的定定义和划分方方法，将各干干管和主干管管中有本段流流量进入的点点和旁侧支管管进入的点，作作为设计管段段的起迄点，并并给检查井编编上号码。因因排水管区遇遇到铁路，不不能按原有的的坡度埋设，所所以要设倒虹虹管。管段编编号如图：各设计管短的设计计流量应列表表计算【9】。在初步设设计阶段只计计算干管和主主干管的设计计流量，如表表3-2该城镇，人口密度度为600caap/ha,,污水量设计计标准96LL/(capp·d)，则每ha街区面积的的生活污水平平均流量（比比流量）为：：q0==0.667（LL/s·haa）图3-2污水管管管段编号表3-2污水干干管设计流量量计算表（上上区）管段编号居住区生活污水量量集中流量设计流量(L/s)本段流量转输流量(L/s)合计平均流量(L/s)总变化系数生活污水设计流量量(L/s)本段(L/s)转输(L/s)街区编号街区面积（ha）比流量L/(s*ha))流量(L/s)12345678910111212-17.4813-1416.9816.892.033.7815-121.8721.872.043.741-2432.33460.6671.5621.8723.432.046.862-3423.740.6672.4923.4325.921.949.2515-15.7116-1714.2814.282.028.5617-321.4221.421.940.703-4415.10.6673.447.3250.721.891.304-5405.610.6673.7450.7254.461.898.035-6395.270.6673.5254.4657.981.798.576-7383.910.6672.6157.9860.591.7103.0017-14.0819-2012.24020-718.3618.362.036.727-8373.570.6672.3878.9581.331.7138.268-9363.060.6672.0481.3383.371.7141.7321-224.424.422.310.1722-238.848.842.219.4523-913.2613.262.026.529-10353.910.6672.6196.6399.241.6158.7824-254.884.882.311.2225-269.769.762.221.4726-1014.6414.642.029.2810-11343.40.6672.27113.88116.151.6185.84表3-3污水干干管设计流量量计算表（下下区）管段编号居住区生活污水量量集中流量设计流量(L/s)本段流量转输流量(L/s)合计平均流量(L/s)总变化系数生活污水设计流量量(L/s)本段(L/s)转输(L/s)街区编号街区面积（ha）比流量L/(s*ha))流量(L/s)1234567891011121-2516.440.669.8913.523.3910-1140.540.5011-122.832.832.36.5118.040.560.5012-14.9558.573.452-3506.750.6674.510.815.32.030.6058.589.103-4497.5950.6675.0715.320.372.040.7458.599.2413-144.004.0014-156.426.422.314.764.018.7615-1617.9517.952.035.94.039.916-425.325.32.050.64.054.64-5485.880.6673.9245.6749.591.889.2662.5151.765-6474.760.6673.1749.5952.761.894.9762.5157.4717-184.084.082.39.389.3818-197.987.982.217.5617.5619-613.0913.092.127.4927.496-7464.620.6673.0865.8568.931.7117.1862.5179.687-8455.3550.6673.5768.9372.501.7123.2562.5185.7520-21272721-226.586.582.315.132742.1322-2314.6714.672.029.342756.3423-2419.0919.092.038.182765.1824-824.8724.871.947.252774.258-997.37101.051.6161.6889.5251.18其中生活污水量总总变化系数查查表3-4表3-4生活污污水量总变化化系数污水平均日流量（L/s）5154070100200500≥1000总变化系数（）2.32.03.4.4水力计计算在确定设计流量后后，便可以从从上游管段开开始依次进行行干管，主干管管各设计管段段的水力计算算。一般常列列表进行计算算【9】，如附表1，2，3，4所示。水力力计算步骤如如下：1.从管道平面面布置图上量量出每一设计计管段的长度度，列入下表表的第2项。2.将各设计管段的设设计流量列入入表中第3项。设计管管段起讫点检检查井处的地地面标高列入入表中第10、11项。3.计算每一设计管段段的地面坡度度（），作为为确定管道坡坡度时参考。4.确定起始管段的管管径以及设计计流速v，设计坡度I，设计充满满度h/D。首先拟采采用最小管径径mm，即查水力力计算图。在在这张计算图图中，管径D和管道粗糙糙系数n为已知，其其于4个水力因素素只要知道2个即可求出出另外2个。现已知知设计流量，另1个可根据水力计算设计数据的规定设定。本城镇由于管段的地面坡度很小，为了不使整个管道系统的埋深过大，宜采用最小设计坡度为设定数据。将所确定的管径D、管道坡度I、流速v、充满度h/D分别列入下表中的第4、5、6、7项。5.确定其它管段的管管径D、设计流速v、设计充满满度h/D和管道坡度I。通常随着着设计流量的的增加，下一一个管段的管管径一般会增增大一级或两两级（50mmm为一级），或或者保持不变变，这样便可可根据流量的的变化情况确确定管径。然然后可根据设设计流速随着