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1、精选优质文档-倾情为你奉上哈尔滨工业大学排水管网课程设计朝阳镇排水管网课程设计学生姓名张 婷学院名称市政环境工程学院专业名称给水排水工程指导教师2013年11月 4日 专心-专注-专业目 录1 设计说明书1.1 课程设计题目朝阳镇排水管网课程设计1.2课程设计的原始数据：1.2.1原始资料1)城镇总平面图一张2)城镇自然资料： 土壤冰冻深度： 30 厘米；地下水位深度： 450 厘米； 土壤性质： 表土0.5m，砂质粘土1.8m，大孔型砂质粘土10m ；河流水位，最高水位： 96.10 米； 正常水位： 94.60 米； 最低水位： 92.20 米。3)城市建筑规范：总人口密度（人/公顷）卫生
2、设备情况生活卫生量标准（升/人天）410室内有卫生设备但无淋浴设备1004)工业企业规划：工业企业名称生产污水最大班职 工人 数高温车间人数占全班%淋浴人数占 %最大班平均生产污水量（米3/班）时变化系数（K时）高温车 间其 他车 间甲厂4001.3600608040乙厂3501.6800409030丙厂2801.5500308020 注：各工业企业均为三班制，每班工作8小时； 日变化系数KS=1。5)地面覆盖百分比 （%）屋面沥青道路和人行道干砌砖石路面非铺砌土路面公用和绿地10201040206)暴雨强度公式：A1=3.0，c=1.38，n=0.65，b=0，t1=10分钟，m=2。 雨水
3、管道设计重现期宜选为0.331.00年。1.3 课程设计(论文)的内容和要求(包括技术要求、图表要求以及工作要求等)1.3.1设计任务与内容1)确定污水处理厂位置、污水管网的定线和平面布置与水力计算(计算主干管)。2)雨水管的定线和平面布置与水力计算(计算一条干管)。3)图纸： 城镇污水管道和雨水管道总平面图各一张。 污水管道和雨水管道的纵剖面图各一张。4)设计计算说明书10页左右。1.3.2进度安排课程设计时间为一周，主要完成方案设计、设计计算及图纸绘制等。课程设计布置任务 0.5天 排水管网定线 0.5天 排水管道计算 2天 附属构筑物布置及计算 0.5天 绘图 1.0天 编制计算说明书
4、0.5天 1.3.3基本要求学生应在教师指导下，按时独立完成所规定的内容和工作量，同时必须满足以下几项要求：1)通过调查研究与收集有关资料，拟定设计方案，选择合理的设计方案。2)课程设计计算说明书，应包括设计的主要原始资料、方案比较以及各系统的设备选型分析，说明，参数选择，设计计算与有关简图等，要求内容系统完整，计算正确，论述简洁明了，文理通顺，书写工整，装订整齐。说明书一般应包括目录、前言、正文、小结及参考文献等。3)课程设计图纸应能较准确地表达设计意图，图面力求布局合理、紧凑、正确清晰，符合制图标准，专业规范及有关规定，用工程字注文。1.4课程设计应完成的技术文件：1.4.1绘制图纸图纸内
5、容包括：画出管网设计成果图（平面图和纵剖图），包括管网构造形式，各管段管径、管长、坡度、流量、流速及水头损失，各节点地面标高、管内底标高及管道埋深；课程设计图纸应能较好地表达设计意图，图面应布局合理、正确、清晰，并符合制图标准及有关规定。1.4.2写出计算书和说明书设计计算说明书内容包括：1)设计原始资料的叙述；2)管网及管道定线依据；3)按指导书步骤详述设计的全部内容（包括计算过程及结论）。课程设计计算说明书应包括目录、前言、正文、小结及参考文献等。要求内容系统完整，计算正确，论述简洁明了，文理通顺，书写工整，装订整齐。2 设计方案的确定2.1管网及管道的定线2.1.1排水管网布置原则与形式
6、 （1）排水管网布置原则按照城市总体规划，结合当地实际情况布置排水管网，要进行多方案技术经济比较；先确定排水区域和排水体制，然后布置排水管网，应按从干管到支管的顺序进行布置；充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并使管线最短、埋深最小；协调好与其他管道、电缆和道路等工程的关系，考虑好与企业内部管网的衔接。规划时要考虑到使管渠的施工、运行和维护方便；远近期规划相结合，考虑发展，尽可能安排分期实施。 （2）排水管网布置形式排水管网一般布置成树状网，根据地形不同，可采用两种基本布置形式平行式和正交式。 （3）排水管道的连接方式由于排水管网一般依靠重力进行排水，管道的连接方式是保证管网中水流畅通和管
7、道运行安全的重要因素。排水管网中的管道交汇、直线管道中的直径变化、方向的改变以及管道高程变化，均需要设置合理的连接方式。排水管道的连接主要采用检查井和跌水井等连接井方式，通常亦统称为窨井。检查井的主要功能是在管道交汇、直线管道中的管径变化、方向的改变处设置，保证衔接畅通，方便清通和维护。2.1.2污水管定线根据设计区域情况，在充分考虑到排水安全性和可能性的基础上，应尽量减少工程造价，少占农田，同时尽可能避免穿越人工或天然障碍。尽可能利用水的重力作用流到污水厂。本设计采用一条主干管，三条干管。3 排水管网设计计算书3.1污水设计流量计算3.1.1居民生活污水设计流量由街坊总面积53.28hm2，
8、居住人口密度为410cap/hm2。则服务总人口数为居民生活污水量定额为100L/(capd),则居民平均日生活污水量为式中 q1i排水区域平均日居民生活污水定额L/（cap.d） 本设计中取100L/(cap.d) N1i 排水区域在设计使用年限终期所服务的人口数（cap) 其中人口密度为370（cap/hm2） K生活污水量总变化系数。通常，污水管道的设计断面系根据最大日最大时无水流量确定，因此需要求出总变化系数。当5Qd1000时，3.1.2工业废水设计流量工业废水的设计流量Q2用下式计算：式中 各公共建筑最高日污水量标准L/（用水单位.d）； 各公共建筑在设计使用年限终期所服务的用水单
9、位数； 各公共建筑污水量时变化系数； 各公共建筑最高日排水小时数（h).3.1.3工业企业生活污水量和淋浴污水设计流量工业企业生活污水和淋浴污水的设计流量Q3用下式计算：式中 Q3 -工矿企业生活污水及淋浴污水设计流量(L/s)； N3ai-各工矿企业车间最高日职工生活用水总人数(cap)； N3bi-各工矿企业车间最高日职工沐浴用水总人数(cap)； q3ai-各工矿企业车间职工生活用水量定额一般车间以25(L/(cap班)计；高温车间以35(L/(cap班)计； q3bi-各工矿企业车间职工沐浴用水量定额一般车间以40(L/(cap班)计；高温车间以60(L/(cap班)计； T3ai-各
10、工矿企业车间最高日每班工作小时数(h)。 Kh3ai-各工矿企业车间最高日职工生活污水量班内时变化系数，一般车间采用3.0，高温车间采用2.5则甲厂:乙厂:丙厂:Q3=Q31+Q32+Q33=7.59+8.62+4.14=0.24(L/s)3.1.4城市污水设计总流量城市污水设计总流量一般采用直接求和的方法进行计算，即直接将上述各项污水设计流量计算结果相加，作为污水管网设计依据，城市污水设计总流量用下式计算：3.2管段设计流量计算3.2.1污水管段设计流量计算朝阳镇平面如图3.1所示，街坊划分为19各，图中用箭头标出的各街坊污水排出的方向，经测算各街坊的面积列于表3.1中。该镇地势自南向北倾斜
11、，坡度较小，无明显分水线，可划分为一个排水区域。街道支管布置在街坊地势较低一侧，干管基本上与等高线垂直，布置在小区北面河岸低处，主干管基本与等高线平行。污水管网平面布置初步设计方案如图3.1所示。图3.1 朝阳镇污水管网平面布置 街坊面积 表3.1街坊编号12345678910街坊面积Ai(hm2)2.79 2.70 3.21 1.29 3.40 2.72 0.95 2.71 3.32 3.31 街坊编号111213141516171819街坊面积Ai(hm2)2.712.713.083.241.932.713.383.863.26本污水管网中主干管为10，可划分为12、23、34、45、56
12、、60等6个管段，管段34输送甲工厂的集中流量，管段12、23、45、56分别接纳街坊1、2、8、16的生活污水，作为这些管段的本段流量，三条干管为62、134和96，均仅输送与它们连接的支管所输入的转输流量，而没有直接的本段流量。居民生活污水平均日流量按街坊面积比例分配，比流量为：管段设计流量采用列表进行计算，见表3.2 污水管段设计流量计算 表3.2管段编号居民生活污水日平均流量分配本段转输流量(L/s)合计流量（L/s)街坊编号街坊面积(ha) 比流量(L/s)/ha流量(L/s)12345671212.790.4741.321.3216151.291.2915143.513.51142
13、6.326.322322.70 0.4741.287.648.92348.928.9213120.910.9112113.913.9111106.486.481049.629.62457、83.660.4741.7318.5420.2756162.710.4741.2820.2721.55981.551.55874.934.93766.536.536028.0828.08管段编号管段设计流量计算总变化系数沿线流量(L/s)集中流量设计流量(L/s)本段(L/s)转输(L/s)189101112122.30 3.04 3.0416152.30 2.97 2.94 15142.30 8.07 8.
14、07 1422.20 13.90 0.111.47 232.12 18.91 0.119.01342.12 18.91 0.090.119.113122.30 2.09 2.09312112.30 8.99 8.99311102.20 14.26 14.2561042.10 20.20 20.202451.94 39.32 0.1939.51561.93 41.59 0.1941.78982.30 3.57 3.57 872.30 11.34 0.0511.39762.20 14.37 0.0514.42601.87 52.51 0.2452.75有三个集中流量，分别在节点4,14,8汇入管道
15、，相应的设计流量分别为0.09,0.1和0.05（L/s)。管段12为主干管的起始管段，只有街坊1的生活污水流量流入，街坊1的汇水面积为2.79hm2,故本段日平均流量为。管段23除接纳街坊2排入的本段流量外，还转输流量12的汇入生活污水流量1.32L/s和管段162的生活污水量，街坊2的平均流量为1.28L/s，由管段1615142汇入管段23的生活污水日平均流量为，则管段23中的居民生活污水合计日平均流量为。计算出总变化系数为2.12，则该管段居民生活污水设计流量为，管段设计流量为。其余干管设计流量计算方法同上。3.3污水管道设计参数3.3.1设计充满度在一个设计管段中，污水在管道中的水深
16、h和管道直径D的比值称为设计充满度。当h/D=1时称为满管流，当h/D=10000.75 3.3.2设计流速根据国内污水管道实际运行情况的观测数据并参考国外经验，室外排水设计规范（GB 500142006）规定污水管渠在设计充满度下最小设计流速为0.6m/s。3.3.3最小管径在污水管网的上游部分，污水管段的设计流量一般很小，若根据设计流量计算管径，则管径会很小，极易堵塞。为了养护工作的方便，规定采用允许的最小管径。在居住区和厂区内的污水支管最小管径为200mm，干管最小管径为300mm。在城镇道路下的污水管径小于最小管径时，应采用最小管径值。3.3.4最小设计坡度管径相同的管道，因充满度不同
17、，其最小坡度也不同。当在给定的设计充满度条件下，管径越大，相应的最小设计坡度值越小。规范规定最小管径相应的最小设计坡度为：管径200mm的最小设计坡度为0.004；管径300mm的最小设计坡度为0.003；管径为400mm的最小设计坡度为0.0015。较大管径的最小设计坡度可按设计充满度下不淤流速控制，当管道坡度不能满足不淤流速要求时，应有防淤、清淤措施。3.4污水管网水力计算3.4.1污水管网主干管水力计算 污水管网主干管水力计算 表3.4管段编号管段长度L(m)设计流量q(L/s)管径（mm)管段坡度I()管内流速v(m/s)充满度降落量IL(m)h/D(%)h(m)12345678912
18、363.0430060.650.10.150.22239819.0130030.650.40.150.29348019.130030.652.50.160.24457139.513501.60.663.60.220.11568541.783501.60.662.40.220.14609752.754001.30.664.10.260.13管段编号标高(m)埋设深度地面水面管内底（m)上端下端上端下端上端下端上端下端1101112131415161712100.00 99.80 98.85 98.63 98.70 98.48 1.31.32 2399.80 99.70 97.90 97.61 9
19、7.75 97.46 2.052.24 3499.70 99.80 97.21 96.97 97.05 96.81 2.652.99 4599.80 99.85 97.02 96.91 96.80 96.69 33.16 5699.85 99.70 96.82 96.68 96.60 96.46 3.253.24 6099.70 100.30 96.46 96.33 96.20 96.07 3.54.23 3.5雨水管网水力计算3.5.1区域综合径流系数如果汇水面积由径流系数不同的地面组合而成，则整个汇水面积上的平均径流系数值可按各类地面的面积用加权平均法计算：式中 汇水面积上各类地面的面积
20、相应于各类地面的径流系数 F总汇水面积3.5.2暴雨强度式中 q计算给水断面上应于降雨历时的降雨强度 P设计重现期，取0.5年A1、C、P、b、n暴雨强度公式中的参数，A1=3.0，C=1.38，b=0，n=0.65，t1=10，m=23.5.3雨水主干管水力计算图 3.2 朝阳镇雨水管网平面布置 雨水干管水力计算表 表3.5设计管段编号管长L（m)汇水面积（）管内雨水流行时间（min)单位面积径流量设计流量Q（L/s)管径D（mm)水力坡度S()流速v（m/s)1234567891012622.79 01.1730.16 84.15 3503.3960.88239718.82 1.171.2
21、426.31 495.11 7002.9141.3347621.09 2.410.9723.83 502.57 8002.9141.01456644.10 3.381.0821.56 950.82 11000.9851.02569146.81 4.461.4920.53 960.78 11000.9851.02673759.44 5.950.6118.12 1077.03 12000.871.02 续表3.5设计管段编号管道输力能力(L/s)坡降SL(m)设计地面标高（m)设计管内底标高（m)埋深（m)起点终点起点终点起点终点111121314151617181284.62 0.21 100.
22、00 99.80 99.50 99.29 0.50 0.71 23500.05 0.28 99.80 99.70 98.85 98.57 0.95 1.23 34507.42 0.22 99.70 99.80 98.20 97.98 1.50 1.72 45968.85 0.07 99.80 99.85 97.90 97.83 1.90 1.97 56968.85 0.09 99.85 99.70 97.75 97.66 2.10 2.19 671153.01 0.03 99.70 96.50 97.20 97.17 2.50 2.53 4小结与建议经过一个星期的排水管网课程设计，从开始拿到设
23、计课题的不知所措，到如今设计的基本完成，过程曲折可谓一语难尽。通过本次的课程设计，对排水管网设计有了进一步的认识，学会了查阅规范，按规范设计。CAD绘图水平得到了进一步的提升。在一个星期后的今天我已明白课程设计对我来说的意义，它不仅仅是让我们把所学的理论知识与实践相结合起来，提高自己的实际动手能力和独立思考的能力，更重要的是同学间的团结协作，虽然我们这次花去的时间比别人多，但我相信我们得到的也会更多。通过这次课程设计我也发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积
24、极的影响。通过这次设计，我懂得了学习的重要性，了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。觉得课程设计反映的是一个从理论到实际应用的过程，但是更远一点可以联系到以后毕业之后从学校转到踏上社会的一个过程。5参考文献1 严煦世，刘遂庆主编给水排水管网系统（第二版）北京：中国建筑工业出版社，20082 严煦世，范瑾初主编.给水工程（第四版）.北京：中国建筑工业出版社，19993 戚盛豪，汪洪秀，王家华主编.给水排水设计手册第3册（第二版）. 北京：中国建筑工业出版社，19864 中华人民共和国国家标准室外给水设计规范（GB50013-2006）.北京：中国计划出版社，2006