保定市給水排水管道工程設計

1、給水排水管道系統(tǒng)課程設計計算說明書題 目： 保定市給水排水管道工程設計 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： 指導老師： 譚水成 張奎 宋豐明 劉萍 完成時間： 2013年12月27日 前 言 給水排水管道工程是給水排水工程的重要組成部分，可分為給水管道工程和排水管道工程兩大類。給水管道工程是論述水的提升，輸送，貯存，調節(jié)和分配的科學。其最基本的任務是保證水源的原料水送至水處理構筑物及符合用戶用水水質標準的水輸送和分配到用戶。這一任務是通過水泵站，輸水管，配水管網及調節(jié)構筑物等設施的共同工作來實現(xiàn)的，它們組成了給水管道工程。設計和管理的基本要求是以最少的

2、建造費用和管理費用，保證用戶所需的水量和水壓，保證水質安全，降低漏損，并達到規(guī)定的可靠性。 給水排水管網工程是給水排水工程中很重要的組成部分,所需(建設)投資也很大，一般約占給水排水工程總投資的50%80%。同時管網工程系統(tǒng)直接服務于民眾,與人們生活和生產活動息息相關,其中任一部分發(fā)生故障,都可能對人們生活、生產及保安消防等產生極大影響。因此,合理地進行給水排水管道工程規(guī)劃、設計、施工和運行管理,保證其系統(tǒng)安全經濟地正常運行,滿足生活和生產的需要,無疑是非常重要的。 室外給水排水工程是城鎮(zhèn)建設的一個重要組成部分，其主要任務就是為城鎮(zhèn)提供足夠數(shù)量并符合一定水質標準的水；同時，把人們在生活、生產過

3、程中使用后的污水匯集并輸送到適當?shù)攸c進行凈化處理，達到一定水質標準后，或重復使用，或灌溉農田，或排入水體。 室內給水排水工程的任務是將室外給水系統(tǒng)輸配的凈水組織供應到室內各個用水點，將用后的污水排除匯集到室外排水系統(tǒng)中去。做為工程類專業(yè)學生，實踐學習和設計是我們自身獲取知識和經驗的最好環(huán)節(jié)。學生通過設計，綜合運用和深化所學的基本理論、基本技能，培養(yǎng)我們獨立分析和解決問題的能力，通過設計能使我們具有掌握查閱規(guī)范、標準設計圖集，產品目錄的方法，提高計算、繪圖和編寫設計說明的水平，作好一個工程師的基本訓練。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計的能力。提高方案的比較、技術經濟、

4、環(huán)境、社會等諸方面的綜合分析和論證能力。培養(yǎng)計算機操作和應用能力。熟練專業(yè)軟件應用。PrefaceWater drains, water supply and drainage project is an important component of the project can be divided into drains and water supply pipeline project works two categories.Water pipeline project is on the upgrading of water, transmission, storage, dist

5、ribution and regulation of science. Its most basic task is to ensure that the raw water source sent to the water treatment structures and water users with the water quality standard transmission and distribution to users. This task through the pump stations, pipelines, distribution mains network str

6、ucture and regulation and other facilities to work together to achieve, and they formed a water pipeline project. Design and management is a basic requirement for at least the construction costs and management fees to ensure that the necessary water users and pressure to ensure water quality and saf

7、ety, reduce leakage and achieve the required reliability.Water drainage network project is a water supply and drainage project in the very important component of the needs (building) there is also a great investment, the general water supply and drainage works about a total investment of 50% to 80%.

8、 At the same time network engineering systems direct services to the people, and people's lives and production activities are closely related, as part of a fault may be on people's lives, such as production and security have a great impact on fire. Therefore, the reasonable water drainage wo

9、rks for the planning, design, construction and operation of management, guarantee the security of its system to normal operation of the economy to meet the needs of life and production, and this is certainly very important.Outdoor urban water supply and drainage project is the construction of an imp

10、ortant component of its main tasks is to provide adequate number of towns and meet certain water quality standards; At the same time, people in the life of the production process to use the effluent water pooling and transported to a suitable site for purification of up to a certain quality standard

11、, or repeated use, or irrigation or discharged into the water body. Indoor water supply and drainage project is the task of distribution of outdoor water supply system to supply water purification organizations in all indoor water, the sewage will be used to water to remove outdoor pool drainage sys

12、tems.Does for the project class specialized student, the practice study and the design is our own knowledge acquisition and the experience best link. Moreover in the graduation project undergraduate course plan of instruction the essential link, after the undergraduate course stipulates the practica

13、l education which completes the complete curriculum to have to carry on, the student through the graduation project, the synthesis utilizes the elementary theory, the basic skill which and deepens studies, trains the student independently to analyze and to solve the question ability, can enable the

14、student through the graduation project to haveGrasps the consult standard, the standard design atlas, the product catalog method, enhances the computation, the cartography and the compilation design explanation level, finishes an engineer's basic training.Skilled cities give the water sewerage s

15、ystem the detailed computation and the raise certain theoretical analysis and the design ability. Enhances the plan the comparison, the technical economy, the environment, the society and so on the various aspects generalized analysis and proves the ability.Raise computer operation and application a

16、bility. Skilled specialized software application.目 錄第1章 課程設計任務書1一、設計題目1二、原始資料1三、課程設計內容1四、設計參考資料2五、設計成果2六、要求2七、其他2第2章 給水管網設計與計算32.1 給水管網布置及水廠選址32.2 給水管網設計計算4.最高日用水量計算4工業(yè)用水量4市政用水量5 管網漏失水量5城市的未預見水量5最高日用水量5最高時用水量52.3 清水池調節(jié)容積52.4 管網水力計算6最大時集中流量為6比流量計算62.4.3 沿線流量計算:72.5 管網平差102.5.1 環(huán)狀管網流量分配計算與管徑確定10環(huán)狀網平差1

17、2 二級泵站212.6 消防校核22第3章 污水管網設計與計算313.1 污水設計流量計算313.2 污水管道水力計算323.2.1 設計要求32第4章 雨水管網設計與計算344.1 雨水設計流量計算344.1.1 該城市的平均徑流系數(shù)344.1.2 單位面積的徑流344.2 雨水管道水力計算35設計總結37附錄 參考文獻38第1章 課程設計任務書一、 設計題目： 保定 市給水排水管道工程設計。二、 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)生設備情況：分區(qū)人口密度（人/公頃）平均樓層給排水設備淋浴設備集中熱水供應3105+2604+3、城

18、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 80 %；一般車間使用淋浴者占 20 %。2） 火車站用水量為 L/s。4）城市土質種類為粘土，地下水位深度為 7 米。5）城市河流水位： 最高水位：70米，最低水位：60米，常水位： 65米。三、課程設計內容：1、城市給水管網初步設計1） 城市給水管網定線（包括方案定性比較）；2） 用水量計算，管網水力計算；3） 清水池、水塔容積計算、水泵揚程計算4） 管網校核；（三種校核任選一種）5） 繪圖（平

19、面圖、等水壓線圖）2、城市排水管網初步設計。1） 排水體制選擇2） 城市排水管網定線的說明；3） 設計流量計算；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）四、設計參考資料1、給排水設計手冊第一冊或給排水快速設計手冊第5冊2、給排水管道系統(tǒng)教材五、設計成果1、設計說明書一份（包括中英文前言、目錄、設計計算的過程、總結）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（由指導教師指定某一段，長度大約1000米左右）（3號圖）；六、要

20、求1、按正常上課嚴格考勤；2、設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、按時完成設計任務七、其他：1、設計時間：2013-2014學年第一學期（第15、16周 12月16號-12月28號）2、上交設計成果時間： 16周周五下午3、設計指導教師：譚水成 、張奎、宋豐明、劉萍第2章 給水管網設計與計算2.1 給水管網布置及水廠選址該城市有一條自南向北轉自西向東向西流的水量充沛，水質良好的河流，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)對水質無特殊要求。因而采用統(tǒng)一的給水系統(tǒng)。城市給水管網

21、的布置取決于城市的平面布置、水源、調節(jié)構筑物的位置、大用戶的分布等?？紤]要點有以下： 定線時干管延伸方向應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 。 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。 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。 干管與干管之間的連接管使管網成環(huán)狀網。連接管的間距考慮在8001000m左右。 力求以最短距離鋪設管線，降低管網的造價和供水能量費用。輸水管線走向應符合城市和工業(yè)企業(yè)規(guī)劃要求，沿現(xiàn)有道路鋪

22、設，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。對水廠廠址的選擇，應根據(jù)下列要求，并且通過技術經濟比較來確定：（）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；（）有良好的工程地質條件；（）有良好的衛(wèi)生環(huán)境，并便于設立防護地帶；（）少拆遷，不占或少占良田；（）施工、運行和維護方便。2.2 給水管網設計計算.最高日用水量計算城市最高日用水量包括綜合生活用水、工業(yè)生產用水、職工生活用水及淋浴用水、市政用水、未預見用水和管網漏失水量。表2-1分區(qū)人口密度（人/公頃）面積（公頃）人口數(shù)（人）3101515.9470000II260995.2259000

23、保定位于河北省，總人口72.9萬，位于二區(qū)，為大城市，參考給水排水管道系統(tǒng)教材表4-2，取綜合生活用水定額為260 L/(人·d)。用水普及率為100%。最高日綜合生活用水量Q1 ： Q1=qNf/1000Q1城市最高日綜合生活用水，q城市最高日綜合用水量定額，/（cap.d）；城市設計年限內計劃用水人口數(shù)；設計十年內規(guī)劃人口數(shù)為90萬；f城市自來水普及率，采用f=100%Q1=qNf/1000=260×900=2340002.2.2工業(yè)用水量（1）工業(yè)企業(yè)職工的生活用水和淋浴用水量Q2：工廠職工生活用水量采用一般車間每人每班25L，高溫車間每人每班35L計算.淋浴用水按一

24、般車間每人每班40L，高溫車間每人每班60L計算.A工廠：工人總數(shù)3000人，熱車間人數(shù)3000×30%=900（人），使用淋浴人數(shù)900×80%=720（人）。普通車間人數(shù)3000×70%=2100（人），使用淋浴人數(shù)2100×20%=420（人）。Q=（900×35+2100×25+720×60+420×40）/1000=144(m3/d)工業(yè)企業(yè)職工的生活用水和淋浴用水量Q2Q2=Q=144(m3/d)（2）工業(yè)生產用水量Q3：Q3=10000 (m3/d)2.2.3市政用水量Q4：澆灑道路用水量一般為每平方

25、米路面每次1.02.0L，每日兩到三，次這里取每日兩次。大面積綠化用水可采用1.54.0L/（m2·d）Q4（0.2×2511.1×104+592×104×2）×10-316862.2(m3/d) 管網漏失水量Q5按前四項用水量的10%計算Q5=（Q1 +Q2+Q3+Q4）×10%=26101(m3/d)城市的未預見水量Q6按前五項用水量的8%計算。Q6（Q1 +Q2+Q3+Q4+Q5）×8%22968.6(m3/d)最高日用水量Qd：QdQ1 +Q2+Q3+Q4+Q5+Q6 =310075.8 (m3/d)最高時

26、用水量根據(jù)給水排水管道系統(tǒng)教材，最高日城市綜合用水的時變化系數(shù)Kh宜采用1.31.6，大中城市的用水比較均勻，Kh較小，可取下限。因此，Kh取1.3，最高時用水量為：Qh=Kh·Qd/24=16795.8m3/h=4665.5L/s2.3 清水池調節(jié)容積根據(jù)給水排水管道系統(tǒng)教材，目前，大中城市一般不設水塔。保定市人口為72.8萬，為大城市，故不設置水塔，設置清水池調節(jié)供水。清水池中除了儲存調節(jié)用水外還存放消防用水,則清水池有效容積W為:W= W1+ W2+ W3+ W4W清水池總容積（m）；W1清水池調節(jié)容積（m）；W2消防儲水量（m），按2小時火災延續(xù)時間計算；W3水廠沖洗濾池和沉

27、淀池排泥等生產用水，取最高日用水量的5%計算；W4安全儲水量清水池調節(jié)容積W1= Qd×15%=46511.4m消防水量 W2 : 該城市人口為72.8萬人，確定同一時間內的火災次數(shù)為3次，一次用水量為95L/s，火災持續(xù)時間為2.0h故W23×95×22052 m水廠自用水按最高日用水量的5%計：W3 = Qd×5%=15503.8 m清水池的安全儲量W4 按以上三部分容積和的10%計算。因此清水池的有效容積為W=（1+1/6）（W1 +W2 +W3 ）=（1+1/6）(46511.4+2052+15503.8)=74745.1m考慮部分安全調節(jié)容積，

28、取清水池有效容積為78000m3。2.4 管網水力計算集中用水量主要為工廠的生產用水量和職工生活用水量，當工人淋浴時間與最大時供水重合時淋浴用水也應該計入集中用水量，否則不計入集中用水量。2.4.1最大時集中流量為： A廠的集中出流設在50節(jié)點。q=0.97+138.9 =139.9(L/s)比流量計算：Qs=( Qh -q)/ L =(4665.5-139.9)/ 50336.2=0.08991(L/(s.m)Qh為最高日最大時用水量 L/sq為大用戶集中流量L/sL管網總的有效長度 m 沿線流量計算:沿線流量的計算按下公式qi-jq sLi-jLi-j有效長度；mq s比流量L/s.m表2

29、-2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)171577788.50.089910.0899170.894035121450.3725.265.20273223531.8531.847.81413834386.5386.534.750215451196.71196.7107.5952975671071063.8361671137.21137.2102.24565268790.3790.371.05587389916.5916.582.40251559820.6820.673.78014691015821582142.23762

30、410577.6577.651.9320161014529.3529.347.58936331180480472.287641112182.1182.116.3726111213742.3742.366.74019313141084.4542.248.7492021415478.2478.242.99496215161368.8684.461.5344041617933.4466.741.9609971718752.4376.233.82414217211512.31512.3135.97089318191621.1810.672.881046192097897887.931981923585

31、.2585.252.6153322021422.2422.237.9600022022543.2543.248.8391121521707.3707.363.593343922293.5293.526.3885852223967.6967.686.9969162324697.2697.262.68525223261230.81230.8110.661228824576.1576.151.79715124251332.31332.3119.78709325261043.71043.793.8390672531920.7920.782.7801372627643.8643.857.88405826

32、3012311231110.679212728546.3546.349.11783328291827.5913.682.1417761928664.1332.129.85911129301296.91296.9116.60427930311024.71024.792.1307773042494.3494.344.442513313251351346.123833233283.9283.925.525449333455055049.45053435841.7841.775.6772473551864.1864.177.6912313536683.8683.861.4804583637449.34

33、49.340.3965633738606.5606.554.5304153839707.5707.563.61132539401068.41068.496.0598444041652.3652.358.648293324130030026.9734151368.3368.333.1138533851941.4941.484.6412743342794.3794.371.4155134243468.5468.542.1228354247663.6663.659.6642764344709.1709.163.7551814445461.2461.241.4664924546274.5274.524

34、.6802954650597.7597.753.7392074647562.8562.850.60134847481279.81279.8115.066818484969634831.2886849501274.81274.8114.617268總和50336.2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0.5q ：相連的個管段沿線流量和表2-3節(jié)點流量計算表節(jié)點節(jié)點連接管段節(jié)點流量節(jié)點集中流量節(jié)點總流量112,1768.05068.05212,2356.51056.51323,34,31177.43077.43434,45,41097.14097.14

35、545,56,59122.610122.61656,67，68118.570118.57717,6786.57086.57868,89,824102.640102.64959,910,89,922162.4050162.4110410，910,1014120.880120.8811311,111244.33044.33121112,121341.56041.56131213,131457.74057.74141014,1314,141569.67069.67151415,1516,152184.06084.06161516,161751.75051.75171617,1718,1721105.

36、880105.88181718,181953.55053.55191819,1920,1923,1928121.640121.64201920,2021,202287.37087.37211521,1721,2021118.760118.7622922,2022,222381.11081.11232223,2324,1923,2326156.480156.4824824,2324,2425117.130117.13252425,2526,2531148.20148.2262326,2526,2627,2630186.530186.53272627,272853.5053.5281928,282

37、980.56080.56292829,293099.37099.37302630,2930,3031,3042181.930181.93312531,3031,3132110.520110.52323132，3233,324149.31049.31333233,3334,334273.2073.2343334,343562.56062.56353435,3536,3551107.420107.42363536,363750.94050.94373637,373847.46047.46383738,3839，3851101.390101.39393839,394079.84079.8440394

38、0,404177.35077.35413241,4041,415159.37059.37423042，3342，4243，4247108.820108.82434243，,434452.94052.94444344,444552.61052.61454445,454633.07033.07464546,4647，465064.51064.51474247,4647,4748112.670112.67484748,484973.18073.18494849,495072.95072.95504650,495084.18139.9224.08513551，3851，415197.72097.722

39、.5 管網平差2.5.1 環(huán)狀管網流量分配計算與管徑確定1.根據(jù)節(jié)點流量進行管段的流量分配，分配步驟： 按照管網主要方向，初步擬定各管段的水流方向，并選定整個管網的控制點。 為可靠供水，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的分配流量，并且滿足節(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，平時流量不大，只有在干管損壞時 才轉輸較大的流量，因此連接管中可以較少的分配流量。2.管徑的確定各管段管徑從界限流量表中查得。3.流量初分配，管徑初選擇如下表24：表24最大時流量分配表管段編號管段

40、長度管徑初分流量1157715002236.521450.315002304.531137.215002149.94710450140.251196.7700402.96386.5140020007531.815002304.58804500227.079577.61200150010820.6450140.211790.315002171.512916.5500168.9131582500179.114182.1500182.7415742.3450141.18161084.435083.4417529.31000120018478.211001213.8191368.8400329.742

41、0707.390080021933.4600277.99221512.335081.2423752.4600253.35241621.1500199.825978800634.9326422.280060027543.2400122.328293.5600325.829576.11300190030967.6400122.331697.2600282.8732585.2400113.0933664.1800600341230.8700361.78351332.312001500361043.7600351.837643.830065.9438546.3400119.44391827.57004

42、00401231800592.9941920.710001000421024.735089.48431296.9600300.6344494.3900801.174551390080046283.9450150.747794.31006.5548663.680060049468.535085.850709.125032.8651461.220019.7552274.530052.6153597.7600282.8854562.8700400551279.835087.33561274.830058.85769615014.155855035084.055984.1720021.4960864.

43、1400102.2861683.820016.3562449.325034.5963606.535082.0564707.520016.56651068.430063.2866941.450020067652.3450140.636830080060069368.3700400環(huán)狀網平差(最高用水時)：以最高日最高時用水量確定的管徑為基礎，將最高時用水量分配、管段流量進行管網平差，平差過程采用平差軟件。平差結果如表25所示表25平差結果第1環(huán)編號流量損失hf'12259.661.751.4422327.661.71.3532173.061.171-4-124.87-1.319.29-5

44、-412.04-2.3310.46-6-2034.75-0.490.45-7-2281.34-0.60.49總h= -.0949總hf'= 34.4816q= 2.7527第2環(huán)編號流量損失hf'62034.750.490.45-8-169.16-1.5516.9491525.610.921.12-14-124.83-0.22.96-15-83.27-0.6414.28-16-25.53-0.3625.91171204.841.322.03總h= -.0111總hf'= 63.6948q= .1747第3環(huán)編號流量損失hf'5412.042.3310.46-9-

45、1525.61-0.921.1210164.672.5128.23-13-199.88-4.1538.43總h= -.2293總hf'= 78.2274q= 2.9313第4環(huán)編號流量損失hf'4124.871.319.29-10-164.67-2.5128.23112179.330.820.71253.160.217.2總h= -.1815總hf'= 55.4234q= 3.2741第5環(huán)編號流量損失hf'-12-53.16-0.217.2-28-255.31-0.53.61292023.571.050.96-30-125.74-3.1946.9431397.172.6812.51總h= -.1622總hf'= 71.2265q= 2.2766第6環(huán)編號流量損失hf'-25-699.69-2.657-27-48.37-0.311.6830125.743.1946.94-32-58.39-0.4714.77總h= -.2292總hf'= 80.3898q= 2.8511第7環(huán)編號流量損失hf'13199.884.1538.43-17-1204.84-1.322.03-18-1160.72-