杭州市給水排水管道工程設(shè).doc

給水排水管道系統(tǒng)課程設(shè)計計算說明書題 目：杭州市給水排水工程設(shè)計 學 院：市政與環(huán)境工程學院 專 業(yè)：給排水科學與工程 姓 名： 學 號： 指導(dǎo)老師：譚水成 張奎 宋豐明 劉萍 完成時間：2013年12月27日 前 言水是人類生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟發(fā)展的重要資源，科學用水和排水是人類社會史上最重要的社會活動和生產(chǎn)活動內(nèi)容之一。特別是近現(xiàn)代史中，隨著人類居住和生產(chǎn)的城市化進程，給排水工程己經(jīng)發(fā)展成為城市建設(shè)和工業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，成為人類生命健康安全和工農(nóng)業(yè)科技與生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)保障。給水管道工程是論述水的提升，輸送，貯存，調(diào)節(jié)和分配的科學。其最基本的任務(wù)是保證水源的原料水送至水處理構(gòu)筑物及符合用戶用水水質(zhì)標準的水輸送和分配到用戶。這一任務(wù)是通過水泵站，輸水管，配水管網(wǎng)及調(diào)節(jié)構(gòu)筑物等設(shè)施的共同工作來實現(xiàn)的，它們組成了給水管道工程。設(shè)計和管理的基本要求是以最少的建造費用和管理費用，保證用戶所需的水量和水壓，保證水質(zhì)安全，降低漏損，并達到規(guī)定的可靠性。 這次課程設(shè)計，主要練習自己對整個城市管網(wǎng)，管線的布置，然后根據(jù)已有的設(shè)計資料，初步設(shè)計出自己的管網(wǎng)圖。在這其中我學會怎么選擇更好的方案。方案的選擇中，得考慮城市的地形，城市今后的發(fā)展方向以及總體的投資規(guī)劃等。除了這些，還得考慮給水管網(wǎng)，污水管網(wǎng)，雨水管網(wǎng)的整體規(guī)劃布置。做為工程類專業(yè)的學生，實踐學習和設(shè)計是我們學生自身獲取知識和經(jīng)驗的最好環(huán)節(jié)。通過設(shè)計，綜合運用和深化所學的基本理論、基本技能，培養(yǎng)了我獨立分析和解決問題的能力，通過設(shè)計使我具有掌握查閱規(guī)范、標準設(shè)計圖集，產(chǎn)品目錄的方法，提高計算、繪圖和編寫設(shè)計說明的水平，作好了一個工程師的基本訓(xùn)練。熟練城鎮(zhèn)給水排水工程系統(tǒng)的詳細計算和培養(yǎng)一定的理論分析和設(shè)計的能力。提高方案的比較、技術(shù)經(jīng)濟、環(huán)境、社會等諸方面的綜合分析和論證能力。培養(yǎng)計算機操作和應(yīng)用能力。熟練專業(yè)軟件應(yīng)用。 PrefaceThe water is the important resource of humanity lives, the industry and agriculture production and the social economy developments .The scientific how to use water and draining water are the most important in the human social history and social activity and one of production active contents.Specially in the near contemporary history, along with the human housing and the production urbanized advancement,the project of the give and drain water is become into the urban construction and the industrial production important infrastructure, becomes the humanity life 、health security 、 industry 、agriculture science technology and the production development foundation safeguard.Water supply pipeline project is discussed water lifting, transportation, storage, conditioning and distribution of science. Its basic task is to ensure that water raw water to the water treatment structures and user water quality standard of water transmission and distribution to the user. This task is through the water pumping stations, water pipe, water pipe network and to adjust structures and other facilities to work together, they form the water supply pipeline engineering. Design and management of the construction of the basic requirements are the least cost and management cost, ensure the water quantity and water pressure according to users requirements, to ensure the safety of water quality, reduce the leakage, and the reliability of the reach regulation. The curriculum design, the main work of the whole urban pipeline, pipeline layout, on the basis of the existing design data, and then the preliminary design out their own network diagram. In it I learn to how to choose a better solution. Scheme choice, have to consider terrain of the city, city of the future development direction and the overall investment plan, etc. In addition to these, also have to consider is the water supply pipe network, sewage pipe network, the overall planning layout of rainwater pipe network. As for students majoring in engineering, the practice is our students in studying and designing their own access to the best link of knowledge and experience. By design, the integrated use of learned and deepen the basic theory, basic skills, has trained me independent analysis and problem solving skills, through the design that I have master refer to specification and standard atlas, catalogue, the method of calculation, drawing, and write design level, was an engineers basic training. Proficient in urban water supply and drainage engineering system detailed calculation and cultivate the ability of certain theoretical analysis and design. Improve scheme comparison, technical and economic, environmental, social and other aspects of comprehensive analysis and reasoning ability. Train the ability of computer operation and application. Skilled professional software application. 目 錄第一章 課程設(shè)計任務(wù)書1第二章 給水管網(wǎng)設(shè)計與計算32.1 給水管網(wǎng)布置及水廠選址32.2 給水管網(wǎng)設(shè)計計算42.2.1 最高日用水量計算42.2.2 最高日設(shè)計用水量計算42.2.3 清水池的調(diào)節(jié)容積計算62.4 管網(wǎng)水力計算62.4.1 最高日最高時用水量62.4.2 比流量計算72.4.3 沿線流量82.4.4 管徑的確定92.4.5 官網(wǎng)平差112.5 二級泵站152.6 消防校核162.7 節(jié)點的自由水頭20第三章 污水管網(wǎng)設(shè)計與計算213.1 污水管網(wǎng)設(shè)計總流量計算213.1.1 污水設(shè)計流量計算213.2.1 污水管網(wǎng)設(shè)計總流量計算233.2 污水管道水力計算23第四章 雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算261設(shè)計參考數(shù)據(jù)26. 雨水設(shè)計流量計算264.1 雨水設(shè)計流量計算公式264.2 單位面積的徑流274.3雨水管道水力計算27第五章 設(shè)計總結(jié)29附錄 參考文獻30第一章 課程設(shè)計任務(wù)書1、1 設(shè)計題目： 杭州 市給水排水管道工程設(shè)計。1、2 原始資料1、城市總平面圖1張，比例為1：10000。2、城市各區(qū)人口密度、平均樓層和居住區(qū)房屋衛(wèi)生設(shè)備情況：分區(qū)人口密度（人/公頃）平均樓層給排水設(shè)備淋浴設(shè)備集中熱水供應(yīng)4007+3304+3、城市中有下列工業(yè)企業(yè)，其具體位置見平面圖：1） A工廠，日用水量10000噸/天，最大班用水量：4000噸/班，工人總數(shù)3000人，分三班工作，最大班1200人，其中熱車間占 30 %，使用淋浴者占 40 %；一般車間使用淋浴者占 20 %。2） B工廠，日用水量8000噸/天，最大班用水量：3000噸/班，工人總數(shù)5000人，分三班工作，最大班2000人，熱車間占 30 %，使用淋浴者占 80 %；一般車間使用淋浴者占 40 %。3） 火車站用水量為 L/s。4、城市土質(zhì)種類為粘土，地下水位深度為 8 米。5、城市河流水位： 最高水位：85米，最低水位：70米，常水位： 75米。1、3 課程設(shè)計內(nèi)容：1、城市給水管網(wǎng)初步設(shè)計1） 城市給水管網(wǎng)定線（包括方案定性比較）；2） 用水量計算，管網(wǎng)水力計算；3） 清水池、水塔容積計算、水泵揚程計算4） 管網(wǎng)校核；（三種校核人選一種）5） 繪圖（平面圖、等水壓線圖）2、城市排水管網(wǎng)初步設(shè)計。1） 排水體制選擇2） 城市排水管網(wǎng)定線的說明；3） 設(shè)計流量計算；4） 污水控制分支管及總干管的水力計算；5） 任選1條雨水管路的水力計算（若體制為分流制）；6） 繪圖（平面圖、縱剖面圖）1、4 設(shè)計參考資料1、給排水設(shè)計手冊第一冊或給排水快速設(shè)計手冊第5冊2、給排水管道系統(tǒng)教材1、5 設(shè)計成果1、設(shè)計說明書一份（包括中英文前言、目錄、設(shè)計計算的過程、總結(jié)）2、城市給水排水管道總平面布置圖1張，比例尺為1：10000（1號圖）；3、給水管網(wǎng)等水壓線圖1張（3號圖）；4、污水總干管縱剖面圖1張（由指導(dǎo)教師指定某一段，長度大約1000米左右）（3號圖）；1、6 要求1、按正常上課嚴格考勤；2、設(shè)計說明書要求條理清楚，書寫端正，無錯別字；圖紙線條、符號、字體符合專業(yè)制圖規(guī)范）；3、按時完成設(shè)計任務(wù)1、7 其他：1、設(shè)計時間：2013-2014學年第一學期（第15、16周 12月16號-12月28號）2、上交設(shè)計成果時間： 16周周五下午3、設(shè)計指導(dǎo)教師：譚水成 、張奎、宋豐明、劉萍第二章 給水管網(wǎng)設(shè)計與計算2.1 給水管網(wǎng)布置及水廠選址該城市有一條自南向北轉(zhuǎn)自西向東向西流的水量充沛，水質(zhì)良好的河流，可以作為生活飲用水水源。該城市的地勢相對比較平坦沒有太大的起伏變化。城市的街區(qū)分布比較均勻，城市中各工業(yè)企業(yè)對水質(zhì)無特殊要求。因而采用統(tǒng)一的給水系統(tǒng)。城市給水管網(wǎng)的布置取決于城市的平面布置、水源、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的位置、大用戶的分布等。考慮要點有以下： 1.定線時干管延伸方向應(yīng)和二級泵站輸水到水池、水塔、大用戶的水流方向一致。干管的間距一般采用500m800m 。 2.循水流方向，以最短的距離布置一條或數(shù)條干管，干管位置從用水量較大的街區(qū)通過。干管盡量靠近大用戶，減少分配管的長度。 3.干管按照規(guī)劃道路定線，盡量避免在高級路面或重要道路下通過，盡量少穿越鐵路。減小今后檢修時的困難。 4.干管與干管之間的連接管使管網(wǎng)成環(huán)狀網(wǎng)。連接管的間距考慮在8001000m左右。 5.力求以最短距離鋪設(shè)管線，降低管網(wǎng)的造價和供水能量費用。輸水管線走向應(yīng)符合城市和工業(yè)企業(yè)規(guī)劃要求，沿現(xiàn)有道路鋪設(shè)，有利于施工和維護。城市的輸水管和配水管采用鋼管（管徑）1000mm時）和鑄鐵管。配水管網(wǎng)共設(shè)14個環(huán)。對水廠廠址的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求，并且通過技術(shù)經(jīng)濟比較來確定：（1）、給水系統(tǒng)布局合理；（）、不受洪水威脅；（）、有較好的廢水排除條件；（）、有良好的工程地質(zhì)條件；（）、有良好的衛(wèi)生環(huán)境，并便于設(shè)立防護地帶；（）、少拆遷，不占或少占良田；（）、施工、運行和維護方便。2.2 給水管網(wǎng)設(shè)計計算2.2.1 最高日用水量計算城市最高日用水兩包括綜合用水、工業(yè)生產(chǎn)用水及職工生活用水及淋浴用水、澆灑道路和綠化用水、未預(yù)見用水和管網(wǎng)漏失水量。分區(qū)人口密度面積人口數(shù)1400252100800233031761048080杭州市位于浙江省，城市人口數(shù)1148880人，參考給水排水管道系統(tǒng)教材表42，該城市位于一區(qū)，為特大城市，故綜合生活用水定額采用300L/（人d），用水普及率為100%。2.2.2 最高日設(shè)計用水量計算1. 生活用水量計算1） 最高日綜合生活用水量Q1， q城市最高日綜合用水量定額，（人.d）；城市設(shè)計年限內(nèi)計劃用水人口數(shù)；設(shè)計年限10年內(nèi)人口增長為120萬人；f城市自來水普及率，采用f=100%所以最高日綜合生活用水量為 2. 工業(yè)用水量1） 工廠生產(chǎn)用水量Q2：Q2=8000+10000=18000(m3/d)2） 工業(yè)企業(yè)職工的生活用水量A工廠：工人總數(shù)3000人，熱車間人數(shù)300030%=900（人），使用淋浴人數(shù)90040%=360（人）。普通車間人數(shù)300070%=2100（人），使用淋浴人數(shù)210020%=420（人）。Q=（90035+210025+36060+42040）/1000=122.4(m3/d)B工廠：工人總數(shù)5000人，熱車間人數(shù)500030%=1500（人），使用淋浴人數(shù)150080%=1200（人）。普通車間人數(shù)500070%=3500（人），使用淋浴人數(shù)350040%=1400（人）。Q=（150035+350025+120060+140040）/1000=268(m3/d)工業(yè)企業(yè)職工的生活用水和淋浴用水量Q2Q3=Q+ Q=122.4+268=390.4(m3/d) 4） 澆灑道路用水Q4澆灑道路用水量按4000噸/天計算，澆灑路面時間定在每天10:00-11:00、14：:0-16:00兩個時段；澆灑綠地水量按2000噸/天計，澆灑綠地時間定在7:00-10:00Q44000+20006000(m3/d)5）城市的未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失水量 管網(wǎng)漏失水量Q5按最高日用水量的10%計算 Q5=（Q1 +Q2+Q3+Q4）10%=27341(m3/d) 城市的未預(yù)見水量Q6按最高日用水量的8%計算。 Q6（Q1 +Q2+Q3+Q4+Q5）8%24060.13(m3/d) 最高日設(shè)計流量 QdQ1 +Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 =438436.6 (m3/d) 6）消防用水量根據(jù)建筑設(shè)計防火規(guī)范該城市消防用水量定額為100L/S，同時火災(zāi)次數(shù)為4。城市消防用水量為： 2.2.3 清水池的調(diào)節(jié)容積計算1. 清水池的調(diào)節(jié)容積因缺乏用水量的變化規(guī)律，城市水廠的清水池的調(diào)節(jié)容積按最高日用戶水量的15%估算 = W1= Qd15%=65765.5 m2. 消防儲水量；按2h火災(zāi)延續(xù)時間計算 3. 水廠生產(chǎn)用水，等于最高日用水量的8% W3 = Qd3%= 13153.1m4. 安全儲水量按計算 5. 清水池的有效面積 取整數(shù)為： =清水池的個數(shù)一般不少于兩個，并能單獨工作和分別放空。如有特殊措施能保證供水要求時，亦可采用一個，但需分格或采取適當措施，以便清洗或檢修時不間斷供水。2.4 管網(wǎng)水力計算2.4.1 最高日最高時用水量1. 平均時用水量 2. 最高時用水量參考給水排水管道系統(tǒng)教材表48，杭州市屬特大城市，所以時變化系數(shù)取， =3. 集中用水量集中用水量主要為工廠的生產(chǎn)用水量和職工生活用水量或其他大用戶的用水量，當工人淋浴時間與最大時供水重合時淋浴用水也應(yīng)該計入集中用水量，否則不計入集中用水量。A、B兩廠的集中處流分別設(shè)在3、27節(jié)點。q=503.5+380.8=245.7 (L/s)2.4.2 比流量計算 Qh-官網(wǎng)總用水量L/s; q-為大用戶集中流量 L/s; L-管網(wǎng)總的有效長度 m Qs=( Qh -q)/ L=(5074.5-245.7)/34348.8 =0.14058 (L/(s.m)表2-3沿線流量按管段計算見表管段長度L/m管段計算長度Li-j /m沿線比流量q s沿線流量qi-j /(L/s)1-2498.5 498.5 0.14058 70.11-8502.2 502.2 70.6 2-3566.4 566.4 79.7 2-51558.4 1558.4 219.13-41170.3 1170.3 164.5 4-5830.1 830.1 116.74-10705.0 705.0 99.15-6280.8 280.8 39.5 6-7421.3 421.3 59.2 6-12957.0 957.0 134.5 7-81144.2 1144.2 160.9 7-13964.4 964.4 135.6 8-91438.4 719.2 101.19-141684.1 842.1 118.4 10-111340.7 670.4 94.211-12655.2 655.2 92.1 11-151326.5 1326.5 186.512-13539.1 539.1 75.8 12-161201.7 1201.7 168.913-141676.1 838.1 117.8 13-212482.2 1241.1 174.515-161024.6 1024.6 144.015-19880.1 880.1 123.7 16-201228.1 1228.1 172.617-18869.0 869.0 122.217-221648.5 1648.5 231.718-19585.6 585.6 82.3 18-231505.4 1505.4 211.6 19-201041.9 1041.9 146.519-25826.6 826.6 116.2 20-211292.8 1292.8 181.7 20-26485.5 485.5 68.3 22-23675.0 675.0 94.9 23-24849.4 849.4 119.4 24-25555.0 555.0 78.024-271231.7 615.8 86.7 25-26796.2 796.2 111.9 26-28640.2 640.2 90.027-281197.1 1197.1 168.3 合計34348.8 4828.72.4.3 沿線流量管段中任一點的節(jié)點流量等于該點相連各管段的沿線流量總和的一半，qiq: 折算系數(shù)取.q ：相連的個管段沿線流量和表2-4節(jié)點流量計算表節(jié)點連接管段節(jié)點流量節(jié)點流量集中流量節(jié)點總流量11-2、1-870.4 70.4 70.421-2、2-3、2-5184.5 184.5 184.5 32-3、3-4122.1 122.1 105.7227.9 43-4、4-5、4-10190.2 190.2 190.2 52-5、4-5、5-6187.7 187.7 187.7 65-6、6-7、6-12116.6 116.6 116.6 76-7、7-8、7-13177.9 177.9 177.9 81-8、7-8、8-9166.3 166.3 166.3 98-9、9-14109.8 109.8 109.8 104-10、10-1196.7 96.7 96.7 1110-11、11-12、11-15186.4 186.4 186.4 126-12、11-12、12-13、12-16235.7 235.7 235.7 137-13、12-13、13-14、13-21 251.9251.9 251.9 149-14、13-14118.1 118.1 118.1 1511-15、15-16、15-19227.1 227.1 227.1 1612-16、15-16、16-20242.8 242.8 242.81717-18、17-22177.0 177.0 177.0 1817-18、18-19、18-23208.0 208.0 208.0 1915-19、18-19、19-20、19-25234.4 234.4 234.4 2016-20、19-20、20-21、20-26284.6 284.6 284.6 2113-21、20-21178.1 178.1 178.1 2217-22、22-23163.3 163.3 163.3 2318-23、22-23、23-24213.0 213.0 213.0 2423-24、24-25、24-27142.0 142.0 142.0 2519-25、24-25、25-26153.0 153.0 153.0 2620-26、25-26、26-28135.1 135.1 135.1 2724-27、27-28127.5 127.5 140.0267.5 2826-28、27-28129.1 129.1 129.1 合計4829.3 4829.3 245.75075 2.4.4 管徑的確定管徑與設(shè)計流量的關(guān)系：qv2v（4q/v）公式中 D管段管徑，m； q管段計算流量，m/s； 管段過水斷面面積，m v設(shè)計流速，m/s；設(shè)計中按經(jīng)濟流速來確定管徑進行平差，確定實際管徑。平均經(jīng)濟流速與管徑的確定：管徑mm平均經(jīng)濟流速（m/s）100400D4000.6.90.91.4初步分配流量如下：表2-5最大時流量分配表管段長度/m管段計算長度/m初選管徑mm初分配流量q（l/s）1-2498.5 498.5 150030001-8502.2 502.2 13002004.12-3566.4 566.4 10001000 2-51558.4 1558.4 13001815.53-41170.3 1170.3 900772.14-5830.1 830.1 35081.9 4-10705.0 705.0 800500 5-6280.8 280.8 13001709.7 6-7421.3 421.3 8005006-12957.0 957.0 10001093.1 7-81144.2 1144.2 1000837.8 7-13964.4 964.4 11001159.9 8-91438.4 719.2 10001000.0 9-141684.1 842.1 1000890.2 10-111340.7 670.4 700403.3 11-12655.2 655.2 10001000.0 11-151326.5 1326.5 11001216.9 13-12539.1 539.1 700400.0 12-161201.7 1201.7 600257.4 14-131676.1 838.1 900772.1 13-212482.2 1241.1 11001280.1 15-161024.6 1024.6 600300.0 15-19880.1 880.1 900689.8 16-201228.1 1228.1 600314.6 17-18869.0 869.0 600292 17-221648.5 1648.5 400116.3 19-18585.6 585.6 700400.0 18-231505.4 1505.4 400100 19-201041.91041.93005019-25826.6 826.6 25134.1 20-211292.8 1292.8 10001102 20-26485.5 485.5 11001182 22-23675.0 675.0 30047 23-24849.4 849.4 700360.7 24-25555.0 555.0 40099.3 24-271231.7 615.8 700403.4 25-26796.2 796.2 600246.8 26-28640.2 640.2 900800 27-281197.1 1197.1 800670.9 合計34348.8 2.4.5 官網(wǎng)平差根據(jù)節(jié)點流量進行管段的流量分配的步驟：按照管網(wǎng)的主要供水方向，初步擬定各管段的水流方向，并選定整個管網(wǎng)的控制點。為了可靠供水，從二級泵站到控制點之間選定幾條主要的平行干管線，這些平行干管中盡可能均勻地分配流量，并且符合水流連續(xù)性即滿足節(jié)點流量平衡的條件。與干管線垂直的連接管，其作用主要是溝通平行干管之間的流量，有時起一些輸水作用，有時只是就近供水到用戶，平時流量一般不大，只有在干損壞時才轉(zhuǎn)輸較大的流量，因此連接管中可以分配較少的流量。= 迭代次數(shù)=33 = 環(huán)號= 1 閉合差= -.001 - 管段號 管長 管徑 流速 流量 1000I 水頭損失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) - 1 566 1000 .95 748.17 1.00 .57 .0008 2 830 350 .06 6.18 .03 .03 .0044 3 1170 900 .82 520.27 .87 1.02 .0020 4 1558 1300 1.26 -1677.29 1.03 -1.61 .0010 sqtotal= .004 dq= -.07 = 環(huán)號= 2 閉合差= .000 - 管段號 管長 管徑 流速 流量 1000I 水頭損失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) - 1 499 1500 1.48 2609.95 1.17 .59 .0002 2 1558 1300 1.26 1677.29 1.03 1.61 .0010 3 281 1300 1.13 1495.77 .98 .27 .0002 4 421 800 .42 211.21 .30 .13 .0006 5 1144 1000 1.12 -875.86 1.35 -1.54 .0018 6 502 1300 1.80 -2394.15 2.11 -1.06 .0004 sqtotal= .007 dq= -.03 = 環(huán)號= 3 閉合差= .000 - 管段號 管長 管徑 流速 流量 1000I 水頭損失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) - 1 1438 1000 .83 648.01 .77 1.11 .0017 2 1684 1000 .69 538.21 .55 .92 .0017 3 1676 900 .66 420.11 .59 .98 .0023 4 964 1100 1.48 -1410.63 1.77 -1.71 .0012 5 1144 1000 1.02 -799.74 1.14 -1.30 .0016 sqtotal= .005 dq= -.04 = 環(huán)號= 4 閉合差= -.001 - 管段號 管長 管徑 流速 流量 1000I 水頭損失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) - 1 705 800 .64 323.88 .65 .46 .0014 2 1341 700 .59 227.18 .66 .89 .0039 3 655 1000 1.11 875.12 1.34 .88 .0010 4 957 1000 1.49 -1167.96 2.02 -1.93 .0017 5 281 1300 1.13 -1495.77 .98 -.27 .0002 6 830 350 .06 -6.18 .03 -.03 .0044 s