給水排水管道課程設(shè)計(jì)

PAGE33-摘要給排水設(shè)計(jì)在城市規(guī)劃中占有十分重要的地位和作用,對(duì)滿足城市居民的基本生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的供水、排水系統(tǒng)建設(shè)具有很重要的意義。在城市整體規(guī)劃中,市政相關(guān)部門(mén)要緊緊抓住給排水設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn),并以其為基礎(chǔ),制定出科學(xué)、合理的城市給排水設(shè)計(jì)方案,進(jìn)一步促進(jìn)城市的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展。通過(guò)課程設(shè)計(jì)使我們具備調(diào)查研究、文獻(xiàn)檢索、綜合分析及總體規(guī)劃設(shè)計(jì)和細(xì)部深入設(shè)計(jì)的能力，對(duì)學(xué)科發(fā)展新動(dòng)向有所了解，并在設(shè)計(jì)過(guò)程中，提高圖紙表達(dá)能力，熟練掌握工具書(shū)的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)的使用，并能進(jìn)行外語(yǔ)翻譯，從而使我們具備獨(dú)立工作和進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的能力。本設(shè)計(jì)為淮南市謝家集區(qū)給排水管道工程設(shè)計(jì)。整個(gè)設(shè)計(jì)包括兩大部分:給水管道設(shè)計(jì)、污水管道設(shè)計(jì)。給水管道的設(shè)計(jì)主要包括管網(wǎng)的布置及選址、流量的設(shè)計(jì)計(jì)算、管網(wǎng)的水力計(jì)算、管網(wǎng)平差和消防校核。排水體制為不完全分流制，根據(jù)資料顯示淮南市山南新區(qū)為新建的城區(qū)，應(yīng)先解決污水排放問(wèn)題，待城市進(jìn)一步發(fā)展，再建雨水排水系統(tǒng)，完成完全分流制的排水系統(tǒng)。所以，在本次課程設(shè)計(jì)中，排水管網(wǎng)系統(tǒng)的體制選擇不完全分流制。主要包括排水體制的確定、設(shè)計(jì)流量計(jì)算和設(shè)計(jì)水力計(jì)算。目錄引言6給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算6給水管網(wǎng)布置及水廠選址6水源地瓦埠湖6水廠選址7給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算8居民生活用水量計(jì)算8工業(yè)用水量8市政用水量9未預(yù)見(jiàn)水量和管網(wǎng)漏失水量9最高日和最高時(shí)設(shè)計(jì)用水量9管網(wǎng)水力計(jì)算9集中流量10比流量計(jì)算10沿線流量計(jì)算10節(jié)點(diǎn)流量11設(shè)計(jì)工況水力分析11環(huán)狀管網(wǎng)流量分配計(jì)算11流量分配及管網(wǎng)平差12水頭計(jì)算14消防工況16污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算16排水管網(wǎng)系統(tǒng)體制的確定16排水管網(wǎng)布置原則和形式17排水管網(wǎng)布置原則17排水管網(wǎng)布置形式17污水管網(wǎng)布置17污水設(shè)計(jì)流量18不完全分流制管道水力計(jì)算19設(shè)計(jì)要求19污水管道設(shè)計(jì)20設(shè)計(jì)總結(jié)22參考文獻(xiàn)23引言水是人類的生命之源，是城市生存和發(fā)展的最重要的要素。在某種程度上決定了一個(gè)城市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生活方式，就是說(shuō)城市的發(fā)展很大程度上依賴于水。水資源的合理開(kāi)發(fā)利用與保護(hù)是為城市可持續(xù)發(fā)展提供有力保證。因此就有了城市給水排水工程規(guī)劃，對(duì)城市的給水工程和排水工程進(jìn)行合理規(guī)劃，以達(dá)到合理利用、排水無(wú)污染的效果。城市給水排水工程規(guī)劃在水資源、土木工程、地質(zhì)、氣象、水文等多方面都有涉及。

隨著城市的發(fā)展，各個(gè)城市間的給排水工程不再是一個(gè)孤立的系統(tǒng)，水域把這些子系統(tǒng)連接為一個(gè)系統(tǒng)，原有的工程規(guī)劃方法在一定程度上顯示其局限性，這就急需改進(jìn)工程規(guī)劃方法。首先，我們要知道什么是城市給水排水工程規(guī)劃？城市給水排水工程規(guī)劃是對(duì)城市給水排水工程系統(tǒng)的統(tǒng)一安排，保證給水排水工程建設(shè)與城市發(fā)展相協(xié)調(diào)，促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。它是城市規(guī)劃中的一項(xiàng)專業(yè)規(guī)劃，也是城市整體開(kāi)發(fā)建設(shè)的一個(gè)重要組成部分。城市給排水工程規(guī)劃的綜合作用是不能被代替的。

城市給水排水工程規(guī)劃相對(duì)于城市規(guī)劃，也劃分為不同的階段，即城市給水排水總體規(guī)劃、城市給水排水分區(qū)規(guī)劃、城市給水排水詳細(xì)規(guī)劃等三個(gè)層次。在各層次中各有側(cè)重，其關(guān)系是相互聯(lián)系、承上啟下、逐漸深化，上一層次規(guī)劃指導(dǎo)下一層次規(guī)劃，下一層次規(guī)劃要在落實(shí)上一層次規(guī)劃的基礎(chǔ)上，進(jìn)行深入，并可根據(jù)具體情況對(duì)上一層次規(guī)劃作適當(dāng)調(diào)整。給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算給水管網(wǎng)布置及水廠選址水源地瓦埠湖瓦埠湖水域遼闊，水質(zhì)優(yōu)良，盛產(chǎn)銀魚(yú)、瓦蝦，其中銀魚(yú)最為有名，在清代被列為貢品，現(xiàn)出口歐美、東南亞等許多國(guó)家，成為享譽(yù)世界的名菜佳肴。瓦埠湖水質(zhì)優(yōu)良，湖邊居民經(jīng)常直接飲用，湖水淡淡的微甜。瓦埠湖位于淮河右岸。壽縣境內(nèi)，東淝河的中游，河湖一體，為河道擴(kuò)展的湖泊。受南北不均勻升降運(yùn)動(dòng)，黃河南泛河口段被淤，洼地積水逐漸形成。瓦埠街（現(xiàn)為瓦埠鎮(zhèn)）濱其右，故名。湖面跨壽縣、長(zhǎng)豐兩縣及淮南市，主要在壽縣境內(nèi)。湖區(qū)南起白洋淀，北至錢(qián)家灘，長(zhǎng)52公里，東西平均寬約5公里。正常水位18.0米，水面積156平方公里，湖底高程15.5米，相應(yīng)容積為2.2億立方米。主要來(lái)水南有東淝河，流域呈扇形，屬丘陵區(qū)。西自龍穴山，東北至吳山廟江淮分水嶺以北的來(lái)水，分兩支匯入瓦埠湖，一支源出肥西的大潛山，一支出六安的龍穴山，兩支于董鋪匯合后進(jìn)入平原，至白洋淀進(jìn)入湖區(qū)；東有瓦埠河，亦稱沿河，即古閻澗水；西有陡澗河。湖水經(jīng)東淝河下段于壽縣北五里廟，過(guò)東淝河閘（1951年建），北流至趙臺(tái)子注入淮河?？偪刂泼娣e4200平方公里。1951年治淮工程中，瓦埠湖被列為淮河中游四處蓄洪區(qū)之一，計(jì)劃蓄洪水位22.0米，總蓄水量12.9億立方米，水面積386平方公里。1954年大水，未進(jìn)洪前湖內(nèi)最高水位已達(dá)23.29米，蓄洪存在不少困難，1954年以后從未進(jìn)過(guò)洪。東淝河閘進(jìn)洪退水兩用，另有船閘（1992年建）溝通淮河。水源選擇前，必須進(jìn)行水源的勘察必須先對(duì)水源進(jìn)行詳細(xì)勘察和可靠性綜合評(píng)價(jià)。如當(dāng)?shù)氐乃?、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、地形、衛(wèi)生、施工等方面條件。應(yīng)確定可利用的水資源量，避免與工農(nóng)業(yè)用水及環(huán)境用水發(fā)生矛盾；興建水庫(kù)作為水源時(shí)，應(yīng)對(duì)水庫(kù)韻匯水面積進(jìn)行勘察，確定水庫(kù)的蓄水量。水源的選用應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后綜合考慮確定，水源選擇必須在對(duì)各種水源進(jìn)行全面分析研究，掌握其基本特征的基礎(chǔ)上，綜合考慮各方面因素，結(jié)合城市遠(yuǎn)近期規(guī)劃和工業(yè)總體布局，從整個(gè)給水系統(tǒng)的安全（取水、輸水、水處理設(shè)施），并經(jīng)過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。水質(zhì)良好，水量充沛、便于防護(hù)；作為生活飲用水的水源應(yīng)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于水源的若干規(guī)定；國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)的其他用水，應(yīng)滿足其工藝要求。確定水源時(shí)，要統(tǒng)一規(guī)劃，合理分配，綜合利用。符合衛(wèi)生條件的地下水，應(yīng)優(yōu)先作為飲用水源。用地表水作為城市供水水源時(shí)，其設(shè)計(jì)枯水流量的保證率，應(yīng)根據(jù)城市規(guī)模和工業(yè)大用水戶的重要性選定，一般可采用90％～97％。地下水與地表水聯(lián)合使用；確定水源、取水地點(diǎn)和取水量等，應(yīng)取得水資源管理機(jī)構(gòu)以及衛(wèi)生防疫等有關(guān)部門(mén)的書(shū)面同意。對(duì)于水源衛(wèi)生防護(hù)應(yīng)積極取得環(huán)保等有關(guān)部門(mén)的支持配合。水廠選址本小組設(shè)計(jì)區(qū)域左側(cè)有一南北向湖泊—瓦埠湖，水質(zhì)良好。根據(jù)以上水源地選擇的依據(jù)，瓦埠湖是最佳生活飲用水水源地，并且以上條件基本滿足。該區(qū)域的地勢(shì)相對(duì)比較平坦沒(méi)有太大的起伏變化，區(qū)域的街區(qū)分布比較均勻，區(qū)域中各工業(yè)企業(yè)對(duì)水質(zhì)無(wú)特殊要求，因而采用統(tǒng)一的給水系統(tǒng)。區(qū)域給水管網(wǎng)的布置取決于區(qū)域的平面布置、水源、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的位置、大用戶的分布等。考慮要點(diǎn)有以下：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(hù)地帶；少拆遷，不占或少占良田；施工、運(yùn)行和維護(hù)方便。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(hù)。城市的輸水管和配水管采用鋼管（管徑1000mm時(shí)）和鑄鐵管。對(duì)水廠廠址的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求，并且通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來(lái)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(zhì)條件；有良好的衛(wèi)生環(huán)境，并便于設(shè)立防護(hù)地帶；少拆遷，不占或少占良田；施工、運(yùn)行和維護(hù)方便。給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算居民生活用水量計(jì)算城市最高日用水量包括綜合生活用水量、工業(yè)用水量、市政用水量、未預(yù)見(jiàn)用水和管網(wǎng)漏失水量?？?cè)丝诘挠?jì)算，根據(jù)原始資料可知，該區(qū)域共有四個(gè)分區(qū)，每個(gè)分區(qū)的人口為5000人，則總?cè)丝诹繛椋?000×4=20000cap居民生活用水量為居民人口數(shù)乘以每人每天的最高額定用水量：Q1=∑q1N1i/1000Q1=20000×100/1000=2000m3/d式中：q1——該區(qū)域最高日綜合生活用水量定額：100L/（cap﹒d）N1i——設(shè)計(jì)人口數(shù)工業(yè)用水量工業(yè)用水量包括工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量和工作人員生活用水量，本次課程設(shè)計(jì)我組所計(jì)算的區(qū)域共有2個(gè)工廠，為了計(jì)算方便，將生產(chǎn)用水流量和工作人員生活用水流量合計(jì)為40L/sQ2=nq2/1000Q2=40×2×24×3600/1000=6912m3/d。式中：q2——該區(qū)域最高日各工業(yè)企業(yè)的用水量定額：40L/sn——工業(yè)企業(yè)個(gè)數(shù)市政用水量市政用水量，主要指道路和綠地澆灑用水量。在本次課程設(shè)計(jì)中，綠地澆灑用水量由城市綠化覆蓋面積乘以每單位面積綠地所用額定澆灑水量計(jì)算得到。根據(jù)資料顯示，淮南山南新區(qū)的綠化覆蓋面積為30%Q3=∑q3afab+q3bS×30%/1000Q3=（12240×20×1×2+4104000×30%×2）/1000=2952m3/d式中：q3a——該區(qū)域澆灑道路用水量每平方米路面每次1.0～2.0L，此處為1.0Lf——該區(qū)域澆灑道路次數(shù)，此處為2次a——該區(qū)域澆灑道路的路長(zhǎng)12240mb——該區(qū)域澆灑道路的路寬20mq3b——該區(qū)域綠化用水量1.5～4.0L/(m2﹒d)S——該區(qū)域總面積，綠化面積占總面積的30%未預(yù)見(jiàn)水量和管網(wǎng)漏失水量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可知，未預(yù)見(jiàn)的管網(wǎng)漏失水量一般為城市生活用水量、工業(yè)用水量和市政用水量總和的0.15至0.25倍。所以：Q4=（0.15～0.25）（Q1+Q2+Q3）Q4=0.2×（2000+6912+2952）=2372.8m3/d最高日和最高時(shí)設(shè)計(jì)用水量在一日內(nèi)，每小時(shí)用水量的變化可以用時(shí)變化系數(shù)表示，最高時(shí)用水量與平均時(shí)用水量的比值，稱為時(shí)變化系數(shù)。根據(jù)指導(dǎo)老師的建議，本次課程設(shè)計(jì)的時(shí)變化系數(shù)的取值為1.4，即：Kh=1.4。在上述中，在設(shè)計(jì)年限以內(nèi)城鎮(zhèn)最高日設(shè)計(jì)用水量Qd為：Qd=∑Qi=14236.8m3/dQh=KhQd/86.4=1.4×14236.8/86.4=230.69L/s管網(wǎng)水力計(jì)算集中流量用水戶分為兩類，一類稱為集中用水戶，另一類稱為分散用水戶。所謂集中用水戶是從管網(wǎng)中一個(gè)點(diǎn)取得用水，且用水流量較大的用戶，其用水量稱為集中流量，如工業(yè)企業(yè)、事業(yè)單位、大型公共建筑等用水均可作為集中流量。本次課程設(shè)計(jì)中，集中流量主要是工業(yè)企業(yè)用水量，由兩個(gè)節(jié)點(diǎn)單獨(dú)流出，所以：qn=40×2×1.4=112L/s比流量計(jì)算：比流量是用于計(jì)算沿線流量的，根據(jù)比流量的計(jì)算結(jié)果，再乘以管段配水長(zhǎng)度即可得沿線流量。需要指出的是，在實(shí)際工程中，配水長(zhǎng)度并不一定是實(shí)際管長(zhǎng)，只有當(dāng)管段兩側(cè)全部配水時(shí)管段的配水長(zhǎng)度才等于其實(shí)際長(zhǎng)度。比流量：qs=(Qh-∑qn)/∑L=（230.69-112.00）/12240=0.0097L/(s﹒m)式中：Qh——為最高時(shí)最大用水量L/s;∑qn——為大用戶集中流量L/s∑L——管網(wǎng)總的有效長(zhǎng)度m沿線流量計(jì)算:分散用水戶是從管段沿線取得用水，且流量較小的用戶，其用水量稱為沿線流量，如居民生活用水、道路澆灑或綠化用水等。沿線流量一般按管段配水長(zhǎng)度計(jì)算，或按配水管段的供水面積分配計(jì)算，在本次課程設(shè)計(jì)中，我組才用呢管段配水長(zhǎng)度計(jì)算表2-1沿線流量計(jì)算表管段編號(hào)管長(zhǎng)（m）配水系數(shù)有效長(zhǎng)度（m）比流量L/(s.m)沿線流量（雙側(cè)配水）L/s11020110200.00979.89296019600.00979.3131020110200.00979.89496019600.00979.3151260112600.009712.22696019600.00979.3171260112600.009712.22884018400.00978.1591260112600.009712.221084018400.00978.15111020110200.00979.891284018400.00978.15節(jié)點(diǎn)流量:管段中任一點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)流量等于該點(diǎn)相連各管段的沿線流量總和的一半α＝0.5，再加上該節(jié)點(diǎn)的集中流量。計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-2：表2-2節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算表節(jié)點(diǎn)編號(hào)節(jié)點(diǎn)連接管段節(jié)點(diǎn)流量(L/s)集中流量(L/s)節(jié)點(diǎn)總流量(L/s)1[1]、[2]9.609.602[1]、[4]、[5]15.7115.713[5]、[6]10.7710.774[2]、[3]、[12]13.685669.685[3]、[4]、[7]、[10]19.795675.796[6]、[7]、[8]14.8414.847[11]、[12]9.029.028[9]、[10]、[11]15.1315.139[8]、[9]10.1810.18設(shè)計(jì)工況水力分析環(huán)狀管網(wǎng)流量分配計(jì)算根據(jù)節(jié)點(diǎn)流量進(jìn)行管段的流量分配分配步驟：按照管網(wǎng)的主要方向，初步擬定個(gè)管段的水流方向，并選定整個(gè)管網(wǎng)的控制點(diǎn)。2.為可靠供水，從二級(jí)泵站到控制點(diǎn)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(diǎn)流量平衡的條件。3.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(shí)起一些輸水作用，有時(shí)只是就近供水到用戶，平時(shí)流量不大，只有在干管損壞時(shí)才轉(zhuǎn)輸較大的流量，因此連接管中可以較少的分配流量。分配應(yīng)遵循的原則：1.從一個(gè)或多個(gè)水源出發(fā)進(jìn)行管段設(shè)計(jì)流量分配，使供水流量沿較短的距離輸送到整個(gè)管網(wǎng)的所有節(jié)點(diǎn)上，體現(xiàn)供水的目的性。2.在遇到要向兩個(gè)及以上方向分配設(shè)計(jì)流量時(shí)，要向主要供水方向分配較多流量，向次要方向分配較少流量，特別注意不要出現(xiàn)逆流，體現(xiàn)供水的經(jīng)濟(jì)型。3.應(yīng)確定兩條或以上平行的主要供水方向，使得主要供水方向上管段損壞時(shí)，流量可通過(guò)這些管段繞道通過(guò)，體現(xiàn)供水可靠性。流量分配及管網(wǎng)平差用哈代—克羅斯法進(jìn)行多定壓節(jié)點(diǎn)給水管網(wǎng)水力分析，必須先設(shè)置虛節(jié)點(diǎn)和虛管段，將多定壓節(jié)點(diǎn)問(wèn)題轉(zhuǎn)化成單定壓節(jié)點(diǎn)問(wèn)題。本設(shè)計(jì)中取逆時(shí)針為正方向，如圖：圖2-1多定壓節(jié)點(diǎn)管網(wǎng)水力分析圖用哈代—克洛斯法進(jìn)行平差計(jì)算（注意流量總是以L/s列出的，但計(jì)算水頭損失時(shí)用m3/s），經(jīng)過(guò)兩次平差計(jì)算，各環(huán)水頭閉合差均小于0.5m，見(jiàn)下表：表2-3哈代—克羅斯法平差計(jì)算表環(huán)號(hào)管段編號(hào)流量初分配1000il（m）q(L/s)h(m)s|q|0.85218.14102013.408.30619.6125.1396023.004.92214.12136.091020-116.00-6.2153.5547.75960-8.00-7.44930.00-0.421817.2847.759608.007.44930.00512.7012605.6916.002812.302610.00960-5.00-9.601920.0075.561260-24.21-7.01289.376.845951.6775.56126024.217.01289.3787.968404.376.691530.073913.601260-5.86-17.142924.23107.75840-8.00-6.51813.75-9.955557.4236.091020116.006.2153.55107.758408.006.51813.754117.601020-12.99-7.75596.77124.73840-22.01-3.97180.521.001644.58環(huán)號(hào)管段編號(hào)第Ⅰ次平差1000il（m）q(L/s)h(m)s|q|0.85218.14102013.538.30613.8425.1396023.134.92212.95136.091020-115.55-6.2153.7646.56960-7.25-6.30868.190.721748.7446.569607.256.30868.19510.412605.0713.102584.732612.3960-5.62-11.812100.9876.441260-25.80-8.11314.54-0.525868.4476.44126025.808.11314.54811.28405.349.411762.75399.681260-4.89-12.202492.77105.62840-6.71-4.72704.000.605274.0636.091020115.556.2153.76105.628406.714.72704.004117.871020-13.32-8.03602.78124.93840-22.34-4.14185.39-1.241545.94環(huán)號(hào)管段編號(hào)第Ⅱ次平差1000il（m）q(L/s)h(m)s|q|0.85218.14102013.308.30624.0725.1396022.904.92215.02136.091020-116.20-6.2153.4646.90960-7.52-6.62880.450.391773.0046.909607.526.62880.45510.4012605.1213.102560.532612.30960-5.57-11.812119.0576.441260-25.69-8.11315.89-0.195875.9276.44126025.698.11315.89811.208405.289.411783.443910.001260-4.95-12.602542.99106.40840-7.20-5.38746.74-0.455389.0636.091020116.206.2153.46106.408407.205.38746.744117.601020-12.89-7.75601.61124.73840-21.91-3.97181.38-0.141583.18水頭計(jì)算給水管網(wǎng)按最高日最高時(shí)用水流量進(jìn)行設(shè)計(jì)，如果管網(wǎng)出現(xiàn)事故造成損壞，所以要進(jìn)行工況水力分析，校核管網(wǎng)在這些工況條件下能否滿足供水流量與水壓要求。校核進(jìn)行水力分析有兩種方法，一種是將定供水流量要求可以滿足，通過(guò)水力分析求出供水水壓，校核其是否滿足要求，稱水頭校核法；另一種是假定供水水壓力要求可以滿足，通過(guò)水力分析求出供水流量，校核其是否可以滿足要求，稱流量校核法。本設(shè)計(jì)中采用水頭校核法。水頭是指單位重量的流體所具有的機(jī)械能。當(dāng)流體受固定邊界限制做均勻流動(dòng)時(shí)，流動(dòng)阻力中只有沿程不變的切應(yīng)力，稱為沿程阻力。由沿程阻力產(chǎn)生的水頭損失稱為沿程水頭損失。管段起端的水壓標(biāo)高Hi和終端水壓Hj與該管段的水頭損失存在下列關(guān)系Hi=Hj+hij節(jié)點(diǎn)水壓標(biāo)高Hi，自由水壓Hoi與該處地形標(biāo)高Zi存在下列關(guān)Hoi=Hi-Zi流量的初分配及設(shè)計(jì)管徑選取經(jīng)濟(jì)流速和確定管徑是，可以考慮以下原則：大管徑可取較大的經(jīng)濟(jì)流速，小管徑可取較小的經(jīng)濟(jì)流速。管段設(shè)計(jì)流量占整個(gè)管網(wǎng)供水流量比例較小時(shí)，取較大的經(jīng)濟(jì)流速；反之取較小的經(jīng)濟(jì)流速。從供水泵站到控制點(diǎn)的管線上的管段可取較小的經(jīng)濟(jì)流速，其余管段可取較大的經(jīng)濟(jì)流速。如輸水管必位于供水泵站到控制點(diǎn)的管線上，所以輸水管所取的經(jīng)濟(jì)流速應(yīng)較管網(wǎng)中的管段小。管線造價(jià)較高而電價(jià)相對(duì)較低時(shí)取較大的經(jīng)濟(jì)流速，反之取較小的經(jīng)濟(jì)流速。重力供水時(shí)，各管段的經(jīng)濟(jì)管徑或經(jīng)濟(jì)流速按充分利用地形高差來(lái)確定。其中計(jì)算管徑按平均經(jīng)濟(jì)流速，在查表設(shè)計(jì)管徑時(shí)，100～400mm的管徑，其平均經(jīng)濟(jì)0.6～0.9；當(dāng)管徑≥400時(shí)，其平均經(jīng)濟(jì)流速0.9～1.4。表2-4給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)表管段編號(hào)初分配流量經(jīng)濟(jì)流速計(jì)算管徑設(shè)計(jì)管徑(L/s)（m/s)（mm)（mm)113.300.77148150222.900.741992003116.201.2135035047.520.6212412555.120.669910065.570.7399100725.690.8419720085.280.699910094.950.6599100107.200.601241251112.890.751481501221.910.711982002．節(jié)點(diǎn)水壓設(shè)計(jì)在引入管網(wǎng)供水壓力條件后，控制點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)水頭可以確定，稱為已知量，理論上可以用控制點(diǎn)作為定點(diǎn)水壓。節(jié)點(diǎn)服務(wù)水頭，即節(jié)點(diǎn)地面高程加上節(jié)點(diǎn)所連接用戶的最低供水壓力?？刂泣c(diǎn)，給水管網(wǎng)用水壓力最難滿足的節(jié)點(diǎn)。在水力分析時(shí)，假設(shè)節(jié)點(diǎn)（3）為控制點(diǎn)，結(jié)果如表2-5，并且計(jì)算出來(lái)的節(jié)點(diǎn)水頭比服務(wù)水頭高，所以都滿足要求。表2-5節(jié)點(diǎn)水壓計(jì)算表節(jié)點(diǎn)123456789服務(wù)水頭(m)66.0066.0066.0065.0065.0065.0064.0064.0064.00地面標(biāo)高(m)36.0036.0036.0035.0035.0035.0034.0034.0034.00自由水壓(m)30.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0030.0030.00節(jié)點(diǎn)水頭(m)87.4079.1066.0092.1385.9277.8188.7581.0068.40消防工況給水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)流量未計(jì)入消防流量，當(dāng)火災(zāi)發(fā)生在最高日最高時(shí)時(shí)，由于消防流量比較大，一般用水肯定不能滿足。為了安全起見(jiàn)，要按照最不利的情況，即最高時(shí)用水流量加上消防流量的工況進(jìn)行消防校核，但節(jié)點(diǎn)服務(wù)水頭只要滿足火災(zāi)處節(jié)點(diǎn)的滅火服務(wù)水頭，而不必滿足正常用水的服務(wù)水頭。滅火處節(jié)點(diǎn)服務(wù)水頭按低壓消防考慮，即10m的自由水壓。本設(shè)計(jì)中未進(jìn)行消防校核，在此說(shuō)明。污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算排水管網(wǎng)系統(tǒng)體制的確定排水系統(tǒng)的體制主要有合流制和分流制兩種基本方式。其中合流制又分為直排式合流制、截留式合流制和完全合流制，而分流制又分為完全分流制、不完全分流制和半分流制。排水系統(tǒng)體制的選擇，應(yīng)根據(jù)城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)規(guī)劃、當(dāng)?shù)亟涤昵闆r和排放標(biāo)準(zhǔn)、原有排水設(shè)施、污水處理和利用情況、地形和水體等條件，在滿足環(huán)境保護(hù)的前提下，全面規(guī)劃，按近期設(shè)計(jì)，考慮遠(yuǎn)期發(fā)展，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，綜合考慮而定。從城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、投資、管理上來(lái)看新建的城鎮(zhèn)和小區(qū)宜采用分流制和不完全分流制；老城鎮(zhèn)可采用截流式合流制；在干旱少雨地區(qū)；或街道較窄地下設(shè)施較多而修建污水和雨水兩條管線有困難的地區(qū)，也可考慮采用合流制。根據(jù)資料可知，淮南市山南新區(qū)為新建的城區(qū)，應(yīng)先解決污水排放問(wèn)題，待城市進(jìn)一步發(fā)展，再建雨水排水系統(tǒng)，完成完全分流制的排水系統(tǒng)。所以，在本次課程設(shè)計(jì)中，排水管網(wǎng)系統(tǒng)的體制選擇不完全分流制。這樣可以節(jié)省初期投資，有利于城鎮(zhèn)的逐步發(fā)展，而且見(jiàn)效快，工期短。排水管網(wǎng)布置原則和形式排水管網(wǎng)布置原則按照城市總體規(guī)劃，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況布置排水管網(wǎng)，要進(jìn)行多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。先確定排水區(qū)域和排水體制，然后布置排水管網(wǎng)，應(yīng)按從干管到支管的順序進(jìn)行布置。充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并使管線最短、埋深最小。協(xié)調(diào)好與其他管道、電纜和道路等工程的關(guān)系，考慮好與企業(yè)內(nèi)部管網(wǎng)的銜接。規(guī)劃時(shí)要考慮到使管道的施工、運(yùn)行和維護(hù)方便。遠(yuǎn)近期結(jié)合，考慮發(fā)展，盡可能安排分期實(shí)施。排水管網(wǎng)布置形式排水管網(wǎng)一般布置成樹(shù)狀網(wǎng)，根據(jù)地形不同，可采用平行式或正交式。平行式：排水干管與等高線平行，而主干管則與等高線基本垂直。平行式布置適應(yīng)于城市地形坡度較大時(shí)，可以減少管道埋深，避免設(shè)置過(guò)多的跌水井，改善干管的水力條件正交式：排水干管與地形等高線垂直相交，而主干管與等高線平行敷設(shè)。正交式適應(yīng)于地形平坦略向一邊傾斜的城市。污水管網(wǎng)布置在進(jìn)行城市污水管道的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，先要在城市總平面圖上進(jìn)行管道系統(tǒng)平面布置，也稱定線。主要內(nèi)容有：確定排水區(qū)屆，劃分排水流域；選擇污水廠和出水口的位置；擬定污水干管及主干管的路線；確定需要提升的排水區(qū)域和設(shè)置泵站的位置等。1.劃分排水區(qū)域與排水流域：排水區(qū)屆是排水系統(tǒng)規(guī)劃的界限，在排水區(qū)界內(nèi)應(yīng)根據(jù)地形和城市的豎向規(guī)劃，劃分排水流域。每一個(gè)排水流域應(yīng)有一根或一根以上的干管，根據(jù)流域高程情況，可以確定干管水流方向和需要污水提升的地區(qū)。2.干管布置與定線：通過(guò)干管布置，將各排水流域的污水收集并輸送到污水處理廠或排放口中。污水干管應(yīng)布置成樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)地形條件，可采用平行式或正交式。3.支管布置與定線：污水支管的平面布置取決于地形及街區(qū)建筑特征，并應(yīng)便于用戶接管排水。以下是污水管網(wǎng)布置圖，為下面水力計(jì)算方便觀看：圖3-1污水管網(wǎng)布置圖污水設(shè)計(jì)流量污水管道的設(shè)計(jì)流量包括生活污水設(shè)計(jì)流量和工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量?jī)纱蟛糠?。查綜合生活用水定額，淮南市山南新區(qū)平均日綜合生活用水定額取100L/（cap﹒d）.又該區(qū)給水排水系統(tǒng)較完善，根據(jù)指導(dǎo)老師的建議，綜合生活污水定額為100×80%=80L/（cap﹒d）由居民區(qū)人口數(shù)為5000×4=20000人，可以推出：居民日生活污水總流量為：Q1=80×20000/24×3600=18.52L/s。工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量為：qn=80%×工業(yè)用水量=80%×112=89.6L/s求總變化系數(shù)Kz，用內(nèi)插法求的總變化系數(shù),其范圍為1.3～2.32.3Qd≤5Kz=2.7/Qd0.115<Qd<10001.3Qd≥1000綜合污水設(shè)計(jì)流量為:Qh=80%×最高時(shí)設(shè)計(jì)用水量=80%×230.69=184.552L/s計(jì)算污水比流量qs=(Qh-∑qn)/∑Ai=（184.552-112.00）/12240=0.0097L/(s﹒m)式中：Qh——綜合污水設(shè)計(jì)流量L/s;∑qn——工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量L/s∑Ai——各管段排污水面積m2居民生活污水平均日流量按街坊面積比例分配，則生活污水設(shè)計(jì)流量見(jiàn)表3-1表3-1居民生活污水日平均流量分配表管段編號(hào)居民生活污水日平均流量分配本段轉(zhuǎn)輸流量（L/s)合計(jì)流量（L/s)街坊編號(hào)街坊面積(×103m2)比流量（L/s)/m2流量（L/s)12345677～812162.32×10-55.015.018～96244.82.32×10-55.685.0110.699～111187.22.32×10-54.3410.6915.031～2162162.32×10-55.0115.0320.042～3172432.32×10-55.6420.0425.6810～1122432.32×10-55.649.431622.32×10-53.7611～127275.42.32×10-56.3910.6520.058183.62.32×10-54.269.412～312210.62.32×10-54.898.1528.213140.42.32×10-53.2620.053～4181622.32×10-53.7653.8857.644～519195.752.32×10-54.5457.6462.1813～144195.752.32×10-54.549.395209.252.32×10-54.8514～159221.852.32×10-55.1510.6520.0410237.152.32×10-55.59.3915～514169.652.32×10-53.948.1528.1915181.352.32×10-54.2120.045～620209.252.32×10-54.8590.3795.22不完全分流制管道水力計(jì)算設(shè)計(jì)要求1.不完全分流制管道應(yīng)按非滿管流設(shè)計(jì)，最大設(shè)計(jì)充滿度應(yīng)盡量小于0.55。2.設(shè)計(jì)流速：不完全分流制管道的最小設(shè)計(jì)流速為0.60m/s，以防止因流速太小造成管道中雜物堵塞管道；最大設(shè)計(jì)流速，金屬管道為10m/s，非金屬管道為5m/s。3.最小管徑：采用較大的管徑，可以選用較小的管道坡度，使管道埋深減小。因此，為了養(yǎng)護(hù)工作的方便，規(guī)定采用允許的最小管徑。在居住區(qū)和廠區(qū)內(nèi)的污水支管最小管徑為200mm，干管最小管徑為300mm。城鎮(zhèn)道路下的污水管道最小管徑為300mm。4.最小設(shè)計(jì)坡度：將相應(yīng)于最小設(shè)計(jì)流速的管道坡度稱為最小設(shè)計(jì)坡度。規(guī)范規(guī)定最小管徑對(duì)應(yīng)的最小設(shè)計(jì)坡度：管徑200mm的最小設(shè)計(jì)坡度為0.004；管徑300mm的最小設(shè)計(jì)坡度為0.003.5.最小埋深：一般在干燥土壤中，最大埋深不超過(guò)7-8米，污水管道的最小覆土厚度，一般應(yīng)滿足三個(gè)因素的要求：（1）防止管道內(nèi)污水冰凍和因土壤冰凍膨脹而損壞管道（2）防止地面載荷破壞管道（3）滿足街區(qū)污水連接管銜接要求6.管道的銜接:污水管道在檢查井中銜接，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮檢查井的上游管段和下游管段銜接的高程關(guān)系。管道銜接時(shí)要遵守兩個(gè)原則：其一，避免上游管道形成回水，造成淤積；其二，在平坦地區(qū)應(yīng)盡可能提高下游管道的標(biāo)高，以減少埋深。銜接方式有水面平接和管頂平接，在本次課程設(shè)計(jì)中，選擇管頂平接。3.3.2污水管道設(shè)計(jì)1.根據(jù)上述污水的設(shè)計(jì)流量列表計(jì)算各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量，見(jiàn)下表3-2：表3-2污水管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算管段編號(hào)居民生活污水日平均流量分配管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算本段轉(zhuǎn)輸流量（L/s)合計(jì)流量（L/s)總變化系數(shù)沿線流量（L/s)集中流量設(shè)計(jì)流量街坊號(hào)街坊面積(103m2)比流量（L/s)/m2流量（L/s)本段（L/s)轉(zhuǎn)輸（L/s)1234567891011127～812162.32×10-55.015.012.2611.3211.328～96244.82.32×10-55.685.0110.692.0822.2444.867.049～111187.22.32×10-54.3410.6915.03230.0644.874.861～2162162.32×10-55.0115.0320.041.9438.8844.883.682～3172432.32×10-55.6420.0425.681.8948.5444.893.3410～1122432.32×10-55.649.42.1119.8319.8331622.32×10-53.7611～127275.42.32×10-56.3910.6520.051.9438.983.78183.62.32×10-54.269.444.812～312210.62.32×10-54.898.1528.21.8752.7344.897.5313140.42.32×10-53.2620.053～4181622.32×10-53.7653.8857.641.7399.7289.6189.324～519195.752.32×10-54.5457.6462.181.71106.3389.6195.9313～144195.752.32×10-54.549.392.1119.8119.815209.252.32×10-54.8514～159221.852.32×10-55.1510.6520.041.9438.8838.8810237.152.32×10-55.59.3915～514169.652.32×10-53.948.1528.191.8752.7252.7215181.352.32×10-54.2120.045～620209.252.32×10-54.8590.3795.221.64156.16245.762.進(jìn)行旱流校核根據(jù)污水管道的最小覆土厚度，要滿足的三個(gè)因素的要求：防止管道內(nèi)的污水冰凍和因土壤冰凍膨脹而損壞管道在我國(guó)北方的部分地區(qū)氣候比較寒冷，屬于季節(jié)性凍土區(qū)。本設(shè)計(jì)安徽省淮南市屬于暖溫帶季風(fēng)氣候。年平均氣溫偏高，平均氣溫16.4℃，較常年偏高0.8℃。其中1月平均氣溫較常年異常偏低1.7℃，4月、11月平均氣溫較常年分別異常偏高2.3℃、3.0℃，其余月份均較常年略偏高。年高溫（≥35℃）日數(shù)21天，較常年偏多4天。年極端最高氣溫38.4℃，出現(xiàn)在6月8日；年極端最低氣溫-6.7℃,出現(xiàn)在1月16日。初霜出現(xiàn)在12月1日，終霜出現(xiàn)在3月25日，全年無(wú)霜期250天?；茨鲜械匦味鄻樱貏?shì)南高北低。土壤類型亦復(fù)雜多樣，淮河以北的平原地區(qū)，基質(zhì)是古河流沉積物，主要為砂礓黑土和黃土?；春友匕兜臑车貫槌蓖令愅寥馈车嘏c丘陵之間的崗地，基質(zhì)為下蜀系黃土，土壤主要為黃棕壤。此外，鳳臺(tái)縣留有部分白堿土。以上是淮南市氣候簡(jiǎn)介，所以不存在凍土現(xiàn)象，本設(shè)計(jì)中不考慮止管道內(nèi)的污水冰凍和因土壤冰凍膨脹而損壞管道的因素。防止地面荷載而破壞管道為了使住宅和公共建筑內(nèi)產(chǎn)生的污水順暢地排入污水管網(wǎng)，就必須保證污水干管起點(diǎn)的埋深大于或等于街區(qū)內(nèi)污水支管終點(diǎn)的埋深，而污水支管起點(diǎn)的埋深大于或等于建筑物污水出戶連接管的埋深。埋設(shè)在地面下的污水管道承受著管頂覆蓋土壤靜荷載和地面上車(chē)輛運(yùn)行產(chǎn)生的動(dòng)荷載?？紤]這一因素并結(jié)合實(shí)際，車(chē)行道下的污水管最小覆土厚度不宜小于0.7m。滿足街區(qū)污水連接管銜接的要求為了是住宅和公共建筑內(nèi)產(chǎn)生的污水暢通地排入污水管網(wǎng)，就必須保證污水干管起點(diǎn)的埋深大于或等于街區(qū)內(nèi)污水支管終點(diǎn)的埋深。一般污水出戶連接管的最小埋深在0.5～0.7m，所以污水支管起點(diǎn)最小埋深要有0.6～0.7m。在設(shè)計(jì)中節(jié)點(diǎn)（7）的最小埋深可以采用1.0m，以下是污水管網(wǎng)水力計(jì)算，見(jiàn)表3-3表3-3污水管網(wǎng)水力計(jì)算管段編號(hào)管段長(zhǎng)度L（m）設(shè)計(jì)流量q（L/s）管段直徑D（mm）管段坡度（‰）管內(nèi)流速（m/s）充滿度降落量I﹒L(m)h/D（%）h（m）7～851011.322503.300.6040.000.101.688～939067.044501.300.6562.000.280.519～145074.865001.200.6557.000.290.541～248083.685001.140.6563.000.320.552～354094.346001.270.7051.000.310.693～4360189.327000.980.7562.000.430.354～5435195.937000.960.7564.000.450.425～6465245.767001.320.9067.000.470.61管段編號(hào)標(biāo)高（m）埋設(shè)深度(m)地面水面管內(nèi)底上端下端上端下端上端下端上端下端7～835.5035.0034.6032.9234.5032.821.002.188～935.0034.5033.1032.5932.8232.312.182.199～134.5034.0032.6032.0632.3131.772.192.231～234.0034.0032.0931.5431.7782～334.0034.0031.5330.8431.2230.542.783.463～434.0034.0030.9730.6230.5430.183.463.824～534.0034.0030.6330.2130.1829.773.824.235～634.0034.0030.2429.6229.7729.154.234.設(shè)計(jì)總結(jié)課程設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)計(jì)劃的一個(gè)重要的實(shí)踐性學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，是對(duì)前期所學(xué)基礎(chǔ)理論、基本技能及專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用。通過(guò)課程設(shè)計(jì)調(diào)動(dòng)了我們學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)我們分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，為我們走向?qū)嶋H工作崗位，走向社會(huì)打下良好的基礎(chǔ)。這次的課程設(shè)計(jì)讓我認(rèn)識(shí)到，平時(shí)里的知識(shí)積累是多么重要。不光是局限于教科書(shū)上的，更多應(yīng)該是翻閱課外書(shū)籍，擴(kuò)大自己的視野。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，非常疲憊，甚至有時(shí)要弄到通宵，雖然如此，但是不妨礙我做設(shè)計(jì)的決心與毅力。給水排水管道設(shè)計(jì)過(guò)程，需要進(jìn)行的步驟比較繁瑣，如果認(rèn)真閱讀書(shū)籍，循序漸進(jìn)的過(guò)來(lái)，還是可以著手的。對(duì)于給水管道設(shè)計(jì)中，比較繁瑣的就是哈代—克洛斯法平差計(jì)算。來(lái)來(lái)回回，平差了不下十次，這樣總算是可以使得閉合差小于0.5m。經(jīng)過(guò)這一次的計(jì)算，我發(fā)現(xiàn)管道流量初分配時(shí)，還是有規(guī)律可循的。如果開(kāi)始流量分配好的話，計(jì)算平差的次數(shù)可以減少，在本設(shè)計(jì)中如果是流向是反向的話，除了主干管，其余管道可以平均分配。在排水管道設(shè)計(jì)中，主要在其水力計(jì)算上，對(duì)于埋深并不是我們所想象的那么簡(jiǎn)單，應(yīng)該認(rèn)真參考書(shū)籍，而不是自己認(rèn)為所以。埋深和覆土是兩個(gè)概念，要注意分清。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)與實(shí)際的相結(jié)合，初步掌握了給水排水管道設(shè)計(jì)的基本方法，進(jìn)一步加深了我對(duì)知識(shí)的理解，或許這就是課程設(shè)計(jì)的目的所在，在我們自己動(dòng)手設(shè)計(jì)的過(guò)程中，掌握知識(shí)，并具備初步的設(shè)計(jì)能力。在這期間也是我對(duì)合作有了更深一步的了解，只要我們共同努力，齊心協(xié)力，再大的困難，再麻煩的事情我們也能按時(shí)按量的完成。像老師開(kāi)始我的那樣，設(shè)計(jì)可以促進(jìn)我們同學(xué)之間的交流與相互理解，在相互合作的過(guò)程中，也增進(jìn)了我們同學(xué)之間的友誼。事情的意義在于實(shí)踐的過(guò)程及在其中獲取的經(jīng)驗(yàn)，我努力付出過(guò)，也得到了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn)和對(duì)合作的意思在新的高度上的理解。這次設(shè)計(jì)讓我覺(jué)得知識(shí)的寶貴性，所以日后的生活里多閱讀書(shū)籍，來(lái)增加自己的見(jiàn)識(shí)。5.參考文獻(xiàn)[1]陳耀宗，姜文源等.建筑給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1992.[2]黃江麗.給水排水設(shè)計(jì)概論[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011.[3]孫慧修.排水工程（上冊(cè)）[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1999.[4]嚴(yán)熙世,劉遂慶.給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)[M]北京.:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.附錄資料：不需要的可以自行刪除busybox詳解制作根文件系統(tǒng)詳解制作根文件系統(tǒng)一、FHS（FilesystemHierarchyStandard）標(biāo)準(zhǔn)介紹當(dāng)我們?cè)趌inux下輸入ls

/的時(shí)候，見(jiàn)到的目錄結(jié)構(gòu)以及這些目錄下的內(nèi)容都大同小異，這是因?yàn)樗械膌inux發(fā)行版在對(duì)根文件系統(tǒng)布局上都遵循FHS標(biāo)準(zhǔn)的建議規(guī)定。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了根目錄下各個(gè)子目錄的名稱及其存放的內(nèi)容：目錄名存放的內(nèi)容/bin必備的用戶命令，例如ls、cp等/sbin必備的系統(tǒng)管理員命令，例如ifconfig、reboot等/dev設(shè)備文件，例如mtdblock0、tty1等/etc系統(tǒng)配置文件，包括啟動(dòng)文件，例如inittab等/lib必要的鏈接庫(kù)，例如C鏈接庫(kù)、內(nèi)核模塊/home普通用戶主目錄/rootroot用戶主目錄/usr/bin非必備的用戶程序，例如find、du等/usr/sbin非必備的管理員程序，例如chroot、inetd等/usr/lib庫(kù)文件/var守護(hù)程序和工具程序所存放的可變，例如日志文件/proc用來(lái)提供內(nèi)核與進(jìn)程信息的虛擬文件系統(tǒng)，由內(nèi)核自動(dòng)生成目錄下的內(nèi)容/sys用來(lái)提供內(nèi)核與設(shè)備信息的虛擬文件系統(tǒng)，由內(nèi)核自動(dòng)生成目錄下的內(nèi)容/mnt文件系統(tǒng)掛接點(diǎn)，用于臨時(shí)安裝文件系統(tǒng)/tmp臨時(shí)性的文件，重啟后將自動(dòng)清除

制作根文件系統(tǒng)就是要建立以上的目錄，并在其中建立完整目錄內(nèi)容。其過(guò)程大體包括：編譯／安裝busybox，生成/bin、/sbin、/usr/bin、/usr/sbin目錄利用交叉編譯工具鏈，構(gòu)建/lib目錄手工構(gòu)建/etc目錄手工構(gòu)建最簡(jiǎn)化的/dev目錄創(chuàng)建其它空目錄配置系統(tǒng)自動(dòng)生成/proc目錄利用udev構(gòu)建完整的/dev目錄制作根文件系統(tǒng)的jffs2映像文件下面就來(lái)詳細(xì)介紹這個(gè)過(guò)程。二、編譯／安裝busybox，生成/bin、/sbin、/usr/bin、/usr/sbin目錄這些目錄下存儲(chǔ)的主要是常用命令的二進(jìn)制文件。如果要自己編寫(xiě)這幾百個(gè)常用命令的源程序，mygod，這簡(jiǎn)直是一個(gè)噩夢(mèng)！好在我們有嵌入式Linux系統(tǒng)的瑞士軍刀——busybox，事情就簡(jiǎn)單很多。1、從/下載busybox-1.7.0.tar.bz22、tarxjvfbusybox-1.7.0.tar.bz2解包3、修改Makefile文件175ARCH

?=arm

176CROSS_COMPILE

?=arm-linux-4、makemenuconfig配置busyboxbusybox配置主要分兩部分。第一部分是BusyboxSettings，主要編譯和安裝busybox的一些選項(xiàng)。這里主要需要配置：1）、BuildOptions--BuildBusyBoxasastaticbinary(nosharedlibs)，表示編譯busybox時(shí)，是否靜態(tài)鏈接C庫(kù)。我們選擇動(dòng)態(tài)鏈接C庫(kù)。2）、InstallationOptions--Appletslinks(assoft-links)--(X)assoft-links，表示安裝busybox時(shí)，將各個(gè)命令安裝為指向busybox的軟鏈接還是硬鏈接。我們選擇軟鏈接。3）、InstallationOptions--(/work/nfs_root/fs_mini3)BusyBoxinstallationprefix，表示busybox的安裝位置。我們選擇/work/nfs_root/fs_mini34）BusyboxLibraryTuning。保留Commandlineediting以支持命令行編輯；保留Historysize以支持記憶歷史命令；選中Tabcompletion和Usernamecompletion以支持命令自動(dòng)補(bǔ)全第二部分是Applets，他將busybox的支持的幾百個(gè)命令分門(mén)別類。我們只要在各個(gè)門(mén)類下選擇想要的命令即可。這里我們基本保持默認(rèn)設(shè)置。1）選中NetworkingUtilities--httpd下的Enable-u<user>option，以啟用http服務(wù)器的功能allowstheservertorunasaspecificuser5、編譯busyboxmake6、安裝busyboxmakeinstall安裝完成后，可以看到在/work/nfs_root/fs_mini3目錄下生成了binsbinusr/binusr/sbin目錄，其下包含了我們常用的命令，這些命令都是指向bin/busybox的軟鏈接，而busybox本身的大小不到800K：dennis@dennis-desktop:/work/nfs_root/fs_mini3$ls

bin

linuxrc

sbin

usr

dennis@dennis-desktop:/work/nfs_root/fs_mini3$

ls-lbin

total740

lrwxrwxrwx1dennisdennis

72010-04-0323:57addgroup->busybox

lrwxrwxrwx1dennisdennis

72010-04-0323:57adduser->busybox

lrwxrwxrwx1dennisdennis

72010-04-0323:57ash->busybox

-rwxr-xr-x1dennisdennis7496322010-04-0323:57busybox

lrwxrwxrwx1dennisdennis

72010-04-0323:57cat–>busybox而普通PC機(jī)上的ls命令就有差不多80K的大?。篸ennis@dennis-desktop:/work/nfs_root/fs_mini3$ls-l/bin/ls

-rwxr-xr-x1rootroot780042007-09-2920:51/bin/lsbusybox以它嬌小的身軀容納了數(shù)以百計(jì)的命令代碼，實(shí)在是讓人佩服不已，其不愧嵌入式系統(tǒng)瑞士軍刀之美譽(yù)。據(jù)說(shuō)，busybox的作者身患絕癥，這更讓人欽佩GNU開(kāi)源軟件的作者們。三、利用交叉編譯工具鏈，構(gòu)建/lib目錄光有應(yīng)用程序（命令）是不夠的，因?yàn)閼?yīng)用程序本身需要使用C庫(kù)的庫(kù)函數(shù)，因此還必需制作forARM的C庫(kù)，并將其放置于/lib目錄。mygod，要自己寫(xiě)C庫(kù)的源代碼嗎？不用！還記得交叉編譯工具鏈的3個(gè)組成部分嗎？交叉編譯器、forARM的C庫(kù)和二進(jìn)制工具。哈哈，forARM的C庫(kù)是現(xiàn)成的，我們只需要拷貝過(guò)來(lái)就可以了。遺憾的是：整個(gè)C庫(kù)目錄下的文件總大小有26M。而我們根文件系統(tǒng)所在分區(qū)不過(guò)區(qū)區(qū)16M而已，根本放不下。怎么辦呢？dennis@dennis-desktop:/work/nfs_root/fs_mini3$du-s--si/work/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib

26M

/work/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib需要C庫(kù)目錄下所有的文件嗎？no，absolutelyno!讓我們來(lái)分析一下glibc庫(kù)目錄下內(nèi)容的組成。該目錄下的子目錄和文件共分8類：目標(biāo)文件，如crtn.o，用于gcc鏈接可執(zhí)行文件libtool庫(kù)文件（.la），在鏈接庫(kù)文件時(shí)這些文件會(huì)被用到，比如他們列出了當(dāng)前庫(kù)文件所依賴的其它庫(kù)文件，程序運(yùn)行時(shí)無(wú)需這些文件gconv目錄，里面是各種鏈接腳本，在編譯應(yīng)用程序時(shí)，他們用于指定程序的運(yùn)行地址，各段的位置等靜態(tài)庫(kù)文件（.a），例如libm.a，libc.a動(dòng)態(tài)庫(kù)文件（.so、.so.[0-9]*）動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)加載器ld-2.3.6.so、ld-linux.so.2其它目錄及文件很顯然，第1、2、3、4、7類文件和目錄是不需要拷貝的。由于動(dòng)態(tài)鏈接的應(yīng)用程序本身并不含有它所調(diào)用的C庫(kù)函數(shù)的代碼，因此執(zhí)行時(shí)需要?jiǎng)討B(tài)鏈接庫(kù)加載器來(lái)為它加載相應(yīng)的C庫(kù)文件，所以第6類文件是需要拷貝的。除此之外，第5類文件當(dāng)然要拷貝。但第5類文件的大小也相當(dāng)大。dennis@dennis-desktop:/work/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib$du-c--si*.so*7.2M

total需要全部拷貝嗎？非也，非也！其實(shí)，需要哪些庫(kù)完全取決于要運(yùn)行的應(yīng)用程序使用了哪些庫(kù)函數(shù)。如果我們只制作最簡(jiǎn)單的系統(tǒng)，那么我們只需要運(yùn)行busybox這一個(gè)應(yīng)用程序即可。通過(guò)執(zhí)行dennis@dennis-desktop:/work/nfs_root/fs_mini3$arm-linux-readelf-abin/busybox|grep'Shared'

0x00000001(NEEDED)

Sharedlibrary:[libcrypt.so.1]

0x00000001(NEEDED)

Sharedlibrary:[libm.so.6]

0x00000001(NEEDED)

Sharedlibrary:[libc.so.6]可知：busybox只用到了3個(gè)庫(kù)：通用C庫(kù)（libc）、數(shù)學(xué)庫(kù)（libm）、加密庫(kù)（libcrypt），因此我們只需要拷貝這3個(gè)庫(kù)的庫(kù)文件即可。但是每個(gè)庫(kù)都有4個(gè)文件，4個(gè)文件都要拷貝嗎？當(dāng)然不是。dennis@dennis-desktop:/work/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib$ls-llibcrypt[.-]*

-rwxr-xr-x1dennisdennis307002008-01-2205:32libcrypt-2.3.6.so

-rw-r--r--1dennisdennis231182008-01-2205:32libcrypt.a

lrwxrwxrwx1dennisdennis

132008-12-2215:38libcrypt.so->libcrypt.so.1

lrwxrwxrwx1dennisdennis

172008-12-2215:38libcrypt.so.1->libcrypt-2.3.6.so

dennis@dennis-desktop:/work/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib$ls-llibm[.-]*

-rwxr-xr-x1dennisdennis

7790962008-01-2205:31libm-2.3.6.so

-rw-r--r--1dennisdennis11342822008-01-2205:32libm.a

lrwxrwxrwx1dennisdennis

92008-12-2215:38libm.so->libm.so.6

lrwxrwxrwx1dennisdennis

132008-12-2215:38libm.so.6->libm-2.3.6.so

dennis@dennis-desktop:/work/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib$ls-llibc[.-]*

-rwxr-xr-x1dennisdenni01-2205:48libc-2.3.6.so

-rw-r--r--1dennisdennis27682802008-01-2205:31libc.a

-rw-r--r--1dennisdennis

1952008-01-2205:34libc.so

lrwxrwxrwx1dennisdennis

132008-12-2215:38libc.so.6->libc-2.3.6.so4個(gè)文件中的.a文件是靜態(tài)庫(kù)文件，是不需要拷貝的。另外3個(gè)文件是：實(shí)際的共享鏈接庫(kù)：libLIBRARY_NAME-GLIBC_VERSION.so。當(dāng)然需要拷貝。主修訂版本的符號(hào)鏈接，指向?qū)嶋H的共享鏈接庫(kù)：libLIBRARY_NAME.so.MAJOR_REVISION_VERSION，程序一旦鏈接了特定的鏈接庫(kù)，將會(huì)參用該符號(hào)鏈接。程序啟動(dòng)時(shí)，加載器在加載程序前，會(huì)檢索該文件。所以需要拷貝。與版本無(wú)關(guān)的符號(hào)鏈接，指向主修訂版本的符號(hào)連接（libc.so是唯一的例外，他是一個(gè)鏈接命令行：libLIBRARY_NAME.so，是為編譯程序時(shí)提供一個(gè)通用條目）。這些文件在程序被編譯時(shí)會(huì)被用到，但在程序運(yùn)行時(shí)不會(huì)被用到，所以不必拷貝它。關(guān)于共享庫(kù)的2個(gè)符號(hào)鏈接的作用的特別說(shuō)明：當(dāng)我們使用gcc

hello.c

-o

hello

-lm編譯程序時(shí)，gcc會(huì)根據(jù)-lm的指示，加頭（lib）添尾（.so）得到libm.so，從而沿著與版本無(wú)關(guān)的符號(hào)鏈接（libm.so->libm.so.6）找到libm.so.6并記錄在案（hello的ELF頭中），表示hello需要使用libm.so.6這個(gè)庫(kù)文件所代表的數(shù)學(xué)庫(kù)中的庫(kù)函數(shù)。而當(dāng)hello被執(zhí)行的時(shí)候，動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)加載器會(huì)從hello的ELF頭中找到libm.so.6這個(gè)記錄，然后沿著主修訂版本的符號(hào)鏈接（libm.so.6->libm-2.3.6.so）找到實(shí)際的共享鏈接庫(kù)libm-2.3.6.so，從而將其與hello作動(dòng)態(tài)鏈接?？梢?jiàn)，與版本無(wú)關(guān)的符號(hào)鏈接是供編譯器使用的，主修訂版本的符號(hào)鏈接是供動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)加載器使用的，而實(shí)際的共享鏈接庫(kù)則是供應(yīng)用程序使用的。通過(guò)以上分析，我們只需要拷貝3個(gè)庫(kù)（每個(gè)庫(kù)各1個(gè)主修訂版本的符號(hào)鏈接和1個(gè)實(shí)際的共享鏈接庫(kù)）以及動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)加載器（1個(gè)符號(hào)鏈接和1個(gè)實(shí)體文件）。步驟如下：dennis@dennis-desktop:/work/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib$mkdir/work/nfs_root/fs_mini3/libdennis@dennis-desktop:/work/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib$cp

libcrypt-*/work/nfs_root/fs_mini3/lib

dennis@dennis-desktop:/work/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib$cp-llibcrypt.so.*/work/nfs_root/fs_mini3/lib

dennis@dennis-desktop:/work/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib$cp

libm-*/work/nfs_root/fs_mini3/lib

dennis@dennis-desktop:/work/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib$cp-llibm.so.*/work/nfs_root/fs_mini3/lib

dennis@dennis-desktop:/work/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib$cp

libc-*/work/nfs_root/fs_mini3/lib

dennis@dennis-desktop:/work/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib$cp-llibc.so.*/work/nfs_root/fs_mini3/libdennis@dennis-desktop:/work/tools/gcc-3.4.5-glibc-2.3.6/arm-linux/lib$cp-lld-*/work/nfs_root/fs_mini3/lib四、手工構(gòu)建/etc目錄/etc目錄存放的是系統(tǒng)程序的主配置文件，因此需要哪些配置文件取決于要運(yùn)行哪些系統(tǒng)程序。即使最小的系統(tǒng)也一定會(huì)運(yùn)行1號(hào)用戶進(jìn)程init，所以我們至少要手工編寫(xiě)init的主配置文件inittab。busybox的inittab文件的語(yǔ)法、語(yǔ)義與傳統(tǒng)的SYSV的inittab有所不同。inittab文件中每個(gè)條目用來(lái)定義一個(gè)需要init啟動(dòng)的子進(jìn)程，并確定它的啟動(dòng)方式，格式為<id>:<runlevel>:<action>:<process>。例如：ttySAC0::askfirst:-/bin/sh<id>表示子進(jìn)程要使用的控制臺(tái)，若省略則使用與init進(jìn)程一樣的控制臺(tái)<runlevel>表示運(yùn)行級(jí)別，busyboxinit程序這個(gè)字段沒(méi)有意義<action>表示init進(jìn)程如何控制這個(gè)子進(jìn)程sysinit：系統(tǒng)啟動(dòng)后最先執(zhí)行，只執(zhí)行一次，init進(jìn)程等待它結(jié)束后才繼續(xù)執(zhí)行其它動(dòng)作wait：系統(tǒng)執(zhí)行完sysinit條目后執(zhí)行，只執(zhí)行一次，init進(jìn)程等待它結(jié)束后才繼續(xù)執(zhí)行其它動(dòng)作once：系統(tǒng)執(zhí)行完wait條目后執(zhí)行，只執(zhí)行一次，init進(jìn)程不等待它結(jié)束respawn：?jiǎn)?dòng)完once進(jìn)程后，init進(jìn)程監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)子進(jìn)程退出時(shí)，重新啟動(dòng)它askfirst：?jiǎn)?dòng)完respawn進(jìn)程后，與respawn類似，不過(guò)init進(jìn)程先輸出”P(pán)leasepressEntertoactivatethisconsole“，等用戶輸入回車(chē)后才啟動(dòng)子進(jìn)程shutdown：當(dāng)系統(tǒng)關(guān)機(jī)時(shí)restart：Busybox中配置了CONFIG_FEATURE_USE_INITAB，并且init進(jìn)程接收到SIGUP信號(hào)時(shí)執(zhí)行，先重新讀取、解析/etc/inittab文件，再執(zhí)行restart程序ctrlaltdel：按下ctrl+alt+del鍵時(shí)執(zhí)行，不過(guò)在串口控制臺(tái)中無(wú)法輸入它<process>表示進(jìn)程對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制文件。如果前面有-號(hào)，表示該程序是“可以與用戶進(jìn)行交互的”我們制作最簡(jiǎn)單的/etc/inittab文件，其內(nèi)容如下：::sysinit:/etc/init.d/rcS

::askfirst:-/bin/sh

::ctrlaltdel:/sbin/reboot

::shutdown:/bin/umount-a–r制作最簡(jiǎn)單的腳本程序文件/etc/init.d/rcS，其內(nèi)容如下：#!/bin/sh

ifconfigeth07修改shell腳本文件/etc/init.d/rcS的權(quán)限，以使其可被執(zhí)行：#chmoda+x/etc/init.d/rcS五、手工構(gòu)建最簡(jiǎn)化的/dev目錄在linux機(jī)器上，執(zhí)行l(wèi)s

/dev可看到幾百個(gè)設(shè)備文件，我需要手工創(chuàng)建它們嗎？maybe，我只需要手工創(chuàng)建幾個(gè)設(shè)備文件！我怎么知道我應(yīng)該創(chuàng)建哪幾個(gè)設(shè)備文件呢？管它呢，先看看開(kāi)發(fā)板上可愛(ài)的linux的反應(yīng)再說(shuō)。啟動(dòng)Linux操作系統(tǒng)，顯示：VFS:Mountedroot(nfsfilesystem).

Freeinginitmemory:112K

Warning:unabletoopenaninitialconsole.這說(shuō)明，內(nèi)核已經(jīng)成功掛載根文件系統(tǒng)，但卻未能成功啟動(dòng)第1個(gè)用戶進(jìn)程init。通過(guò)錯(cuò)誤消息“unabletoopenaninitialconsole”搜索內(nèi)核源代碼，找到init/main.c文件。748staticintnoinlineinit_post(void)

749{

750

free_initmem();

751

unlock_kernel();

752

mark_rodata_ro();

753

system_state=SYSTEM_RUNNING;

754

numa_default_policy();

755

756

if(sys_open((constchar__user*)"/dev/console",O_RDWR,0)<0)

757

printk(KERN_WARNING"Warning:unabletoopenaninitialconsole.\n");

758

759

(void)sys_dup(0);

760

(void)sys_dup(0);

761

762

if(ramdisk_execute_command){

763

run_init_process(ramdisk_execute_command);

764

printk(KERN_WARNING"Failedtoexecute%s\n",

765

ramdisk_execute_command);

766

}

767

768

/*

769

*Wetryeachoftheseuntilonesucceeds.

770

*

771

*TheBourneshellcanbeusedinsteadofinitifweare

772

*tryingtorecoverareallybrokenmachine.

773

*/

774

if(execute_command){

775

run_init_process(execute_command);

776

printk(KERN_WARNING"Failedtoexecute%s.

Attempting"

777

"defaults...\n",execute_command);

778

}

779

run_init_process("/sbin/init");

780

run_init_process("/etc/init");

781

run_init_process("/bin/init");

782

run_init_process("/bin/sh");

783

784

panic("Noinitfound.

Trypassinginit=optiontokernel.");

785}顯然，內(nèi)核錯(cuò)誤是由175行不能打開(kāi)/dev/console所致。通過(guò)查看已經(jīng)安裝好的linux機(jī)器的/dev/console設(shè)備文件，可知其是字符設(shè)備文件，主設(shè)備號(hào)為5，次設(shè)備號(hào)為1：dennis@dennis-desktop:/work/nfs_root/fs_mini3/etc$ls-l/dev/console

crw1rootroot5,12010-04-0808:40/dev/console因此，我們使用下面的命令創(chuàng)建它：dennis@dennis-desktop:/work/nfs_root/fs_mini3/dev$sudomknodconsolec51還需要?jiǎng)?chuàng)建其它設(shè)備文件嗎？只有天知道！再看看linux的反應(yīng)。VFS:Mountedroot(nfsfilesystem).

Freeinginitmemory:112K

init:can'topen'/dev/null':Nosuchfileordirectory這次我們有經(jīng)驗(yàn)了，如法炮制，創(chuàng)建/dev/null設(shè)備文件：dennis@dennis-desktop:/work/nfs_root/fs_mini3/dev$sudomknodnullc13再次重啟開(kāi)發(fā)板上的linux，顯示VFS:Mountedroot(nfsfilesystem).

Freeinginitmemory:112K

initstarted:BusyBoxv1.7.0(2010-04-0323:53:55CST)

startingpid229,tty'':'/etc/init.d/rcS'PleasepressEntertoactivatethisconsole.

startingpid231,tty'':'/bin/sh'

#哈哈，我們成功了，終于可以K歌去了。六、創(chuàng)建其它空目錄K完歌回來(lái)，繼續(xù)戰(zhàn)斗。dennis@dennis-desktop:/work/nfs_root/fs_min