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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流给排水管网课程设计.精品文档.目录第一篇设计任务书2第二章 设计说明说31.工程概况31.1基本资料31.2自然资料41.3排水规划设计资料52设计任务63 方案选择及管道定线63.1 管道定线63.2 方案的确定8第三章 污水排水管网设计计算81 综合污水设计定额，划分设计管段，计算设计流量81.1 综合污水设计定额81.2划分设计管段，计算设计流量82 污水管道水力计算112.1 控制点的确定及管道衔接方式142.2 管道水利计算153 绘制管道平面图和剖面图164 设计心得体会17第一篇 设计任务书1 设计题目：陕西省西安市排水管网工程
2、设计2 设计内容：根据给定的街区，结合自己家乡的资料，设计街区排水管网布置。3 设计计算 污水管网总设计，布置总平面图，确定排水区界，划分排水流域。排水流域可理解为污水要集中排放的较大的区域。在地形平坦无明显分水线的地区，可按照面积的大小划分；在丘陵及地形起伏的地区，可按等高线划分出分水线。管道定线一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。 污水管网各管段流量设计 确定污水管网管段直径，进行水力计算 确定污水管网的埋深和衔接设计，控制点是对管道系统的埋深起控制作用的地点。 绘制污水管道平面图和剖面图4 编写说明书及计算书各一份 说明书按下列格式编写： 设计任务 基本资料 设计依据及参考资料。 设计
3、说明：要求论证合理，层次分明，计算无误，文字通顺，图表准确，书写整洁。5 绘制设计图纸(1) 排水管网平面布置图。(2) 排水主干管)管道纵剖面图。绘图的基本要求：设计图纸所采用的比例、标高、管径、编号和图例等应符合给水排水制图标准的有关规定。6 提交的成果（）课程设计任务书（）设计说明书（）设计计算书（）图纸2张：污水管网平面布置图，污水管网主干管纵剖面图第二章 设计说明说1.工程概况1.1基本资料人口密度：1949年以来随着人口急剧增长，西安市人口密度越来越大，由1949年的平均每平方公里228人上升到1990年的610人，为全国平均密度的4.7倍。但地区间极不平衡。市区面积仅占全市的10
4、.7，人口却高达275.67万人（1990年），人口密度高达每平方公里2586人，高出全市平均密度的3.24倍。表1 西安市人口密度变化表 单位：人/平方公里1949年 1960年 1970年 1980年 1990年 面积 密度 面积 密度 面积 密度 面积 密度 面积 密度 全市 9963 228 9963 368 9963 437 9963 514 9983 610 一、市区 861 836 861 1949 861 2069 861 2428 1066 2586 新城 31 14221 碑林 22 22150 莲湖 38 13657 雁塔 152 2466 未央 261 1255 灞桥
5、322 1249 阎良 240 854 二、属县 9102 169 9102 216 9102 278 9102 327 8917 374 长安 1580 253 1580 321 1580 397 1580 463 1583 529 户县 1174 183 1174 261 1174 342 1174 391 1213 435 周至 2974 78 2974 102 2974 138 2974 166 2956 192 高陵 294 269 294 381 294 502 294 605 290 742 临潼 1111 268 1111 352 1111 468 1111 572 898 6
6、67 蓝田 1969 171 1969 188 1969 236 1969 271 1977 296资料来源：西安历史统计资料汇编，西安统计年鉴（1990）。1.2自然资料1. 位置：西安市位于中国大陆腹地黄河流域中部的关中盆地，东经1074010949和北纬33393445之间。东以零河和灞源山地为界，与华县、渭南市、商州市、洛南县相接；西以太白山地及青化黄土台塬为界，与眉县、太白县接壤；南至北秦岭主脊，与佛坪县、宁陕县、柞水县分界；北至渭河，东北跨渭河，与咸阳市市区和杨凌区、三原、泾阳、兴平、武功等县和扶风县、富平县相邻。辖境东西204公里，南北116公里；面积9983平方公里，其中市区面
7、积1066平方公里。 面积9983平方公里。西安地处陕西省关中平原偏南地区，北部为冲积平原，南部为剥蚀山地。大体地势是东南高，西北与西南低，呈一簸箕状。秦岭山脉横旦于西安以南，山脊海拔20002800米，是我国地理上北方与南方的重要分界。2. 气候：西安属于暖温带半湿润的季风气候区，雨量适中，四季分明。年最高气温在40摄氏度左右，年最低温度在-8摄氏度左右.无霜期平均为219233天。1月份最冷，平均气温-0.51.3,平均最低温度-3.8；7月份最热，平均气温26.327，平均最高气温32.2；年平均气温13.6。土壤冰冻深度1m。3. 风向：常年主风向：夏季，西南风；冬季，西北风。4. 降
8、水：西安年平均降水量为573.0mm，最多为903.2mm（1983年），最少为312.2.（1995年）。1952年来西安年降水量总体呈下降趋势，尤其进入90年代以后降水递减趋势明显。1951-2007年各年代际平均递减为9.7mm/10a。 表2 西安1951-2007年各年代降水量与历年平均值的差值表 mm1.3排水规划设计资料1. 改服务区采取分流制排水形式。总面积1100ha。地势北高南低，西部稍高于东部。2. 有室内卫生设备。城区近期人口密度为250人ha。远期510年按年递增2%考虑设计。3. 街区编号及计算面积见表3.表3. 街区编号及计算面积表街区编号123456789街区面
9、积(ha)4.7010.315.6211.4118.8216.8911.2510.6012.96街区编号101112131415161718街区面积(ha)12.2410.627.139.0621.3312.0521.4913.638.53街区编号192021222324252627街区面积(ha)2.4413.7511.894.785.5710.1816.2218.0316.72街区编号282930313233343536街区面积(ha)29.3413.9615.539.8514.6512.2010.029.9311.41街区编号373839404142434445街区面积(ha)9.891
10、1.7523.1818.2419.0018.2418.8114.4018.72街区编号464748495051525354街区面积(ha)12.3126.5928.129.6616.6516.5119.8020.5015.07街区编号555657585960616263街区面积(ha)19.7723.0526.0315.3911.9713.6921.5526.8926.08街区编号6465666768街区面积(ha)26.6117.8326.1640.7125.604. 工业污水排放情况。 工厂A：污水设计流量35.0 Ls，排水管出口埋深200m。 工厂B：污水设计流量23.0 Ls，排水管
11、出口埋深200m。 工厂C：污水设计流量17.0 Ls，排水管出口埋探200m。 工厂D：污水设计流量12.0 Ls，排水管出口埋深200m。 工厂E：污水设计流量10.0 Ls，排水管出口埋深200m。 工厂污水包括生产污水(经处理可以与生活污水混合排放，计算时应考虑时变化系数)、生活污水、淋浴污水。管区材料为混凝土圆管和钢筋混凝土圆管。5. 西安市平均日人均用水量定额为130-210L/capd，取中值为170 L/capd，污水量定额采用平均日人均用水量定额的80%计算，即136 L/capd。2设计任务1. 进行污水管网布置。要求：布置合理、论证充分。2. 进行排水管网水力计算。要求：
12、 污水管网总设计，布置总平面图，确定排水区界，划分排水流域。排水流域可理解为污水要集中排放的较大的区域。在地形平坦无明显分水线的地区，可按照面积的大小划分；在丘陵及地形起伏的地区，可按等高线划分出分水线。管道定线一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。 污水管网各管段流量设计 确定污水管网管段直径，进行水力计算 确定污水管网的埋深和衔接设计，控制点是对管道系统的埋深起控制作用的地点。3. 绘制污水管道平面图和剖面图要求：(1) 排水管网平面布置图。(2) （排水主干管)管道纵剖面图。4. 设计说明书。要求：论证合理，层次分明，计算无误，文字通顺，图表准确。5. 课程设计资料（1）给水排水设计手册
13、（第一册）常用资料(2) 给水排水设计手册（第五册）城镇排水(3) 给水排水设计手册（第十册）器材与装置(4) 给水排水设计手册（第十一册）常用设备(5) 室外给水设计规范GB50013-2006(6) 给水排水管网系统第二版，严煦世，刘遂庆。北京：中国建筑工业出版社，2008(7) 水污染控制工程(上册) 第二版，高廷耀，顾国维主编. 高等教育出版社，1999年6. 提交的成果1) 课程设计任务书2) 设计说明书3) 设计计算书4) 图纸2张：污水管网平面布置图，污水管网主干管纵剖面图3 方案选择及管道定线3.1 管道定线从街区平面图中可知，该地区地势北高南低，西部稍高于东部，坡度较小。本设
14、计的管道定线按照主干管、干管、支管的顺序依次进行。并且在管线较短的和埋深较小的情况，让污水能自流排出。管道定线前对地形和用地布局，排水体制和管线数目、污水厂的和出水口位置、道路宽度及工业企业的分布情况进行考虑。首先，主干管布设在城市南面，主干管沿线共有9个街区，分别在每个街区设一个节点，由于地形北高南低，则大部分污水应由北至南流动，少部分由西向东流，因此干管大部分由北向南布设，同时应尽量让每根污水干管的流量平均分配，减少施工难度和成本。其次，污水处理厂应布置在沿主干管一线，整个街区的东南位置。因为，地区常年主导风向为西北风。厂址选在东南角，可以减小污水厂所产生臭气对城市环境的影响。污水厂建在河
15、流的下游，这样避免对城市取用水水质的影响。最后，在设计污水支管时，为便于用户排水，尽量在每块区域排水方向布设支管。示意图如下：河1951941931921911901891881870等高线单位：m比例：1：1000012345678910111213141516171819202122232425262728293031333234353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656766681961981971860BCDEA西安市某区排水管网平面布置图3.2 方案的确定由上述依据，最终确定主干管的位置及长度，如下表
16、4.管段编号12233445566778899101011设计管长（m）160170210230220200190210240100第三章 污水排水管网设计计算1 综合污水设计定额，划分设计管段，计算设计流量1.1 综合污水设计定额由给水排水管网系统（第二版）查的西安市应属于二区大城市，即取区间130-210L/capd，取中值为170 L/capd，污水量定额采用平均日人均用水量定额的80%计算，即136 L/capd。将此值带入污水管道计算中。根据居民生活污水设计流量计算公式：式中：Q1居住区的生活污水设计流量； qn1居住区的生活污水量标准； N 使用管道的设计人数； K总1 生活污水量
17、总变化系数。查表5 由于该地区人口密度为250人ha，且5-10年内人口增长率为2%，得Q1=519.44。 表5 生活污水量总变化系数KZ平均日污水流量（L/s）51540701002005001000总变化系数KZ2.32.01.81.71.61.51.41.31.2划分设计管段，计算设计流量根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点、集中流量及旁边侧支管进入非热点，作为检查井并对其编号。各设计管段设计流量列表进行计算，如表6. 表6 污水干管设计流量计算表管段编号居民生活污水日平均流量分配管段设计流量计算本段转输流量（L/s)合计流量（L/s)总变化系数沿线流量（
18、L/s)集中流量设计流量（L/s)街坊编号街坊面积(hm2) 比流量(L/s)/hm2 流量（L/s） 本段（L/s) 转输（L/s)123456789101112125815.390.4727.26417.26412.316.70716.707235911.970.4725.64987.264112.9142.228.41128.41071918210.310.4724.86632.21847.08472.215.58615.5864181707.087.082.215.57615.5761716010.4510.452.121.94521.9451615014.7314.73229.462
19、9.461514022.3822.381.942.52242.5221413027.7727.771.952.76352.7631312499.660.4724.559527.7732.331.961.4262384.42611234828.120.47213.27350.7764.0431.7108.87108.872346013.690.4726.461776.95783.4191.7141.8123164.812323102.652.652.36.0956.0953130518.820.4728.8838.0416.923233.84633.846130291512.050.4725.6
20、87616.92322.611245.22145.221229282716.720.4727.891822.61130.5031.957.95557.955428271621.490.47210.14330.50340.6461.873.16373.16332723040.64640.6461.873.16373.163326252618.030.4728.510210.0718.58237.1637.16032524379.890.4724.668118.5823.2481.944.17144.171424232829.340.47213.84823.24837.0961.866.77466
21、.77372321037.09637.0961.866.77366.772822213923.180.47210.9415.54616.487232.97432.973921205016.650.4727.858853.58361.4421.8110.6110.5952045219.80.4729.345661.44270.7881.7120.34120.339456121.550.47210.172154.21164.381.5246.5723269.56838376740.710.47219.2157.9727.1851.951.65251.65173736027.18527.1851.9
22、51.65251.65153635033.61833.6181.963.8741780.87423534040.20740.2071.872.37372.37263433048.8248.821.887.87687.876335056.60956.6091.8101.912113.896566226.890.47212.692220.99233.681.5350.5252402.522474605.315.312.312.21312.2134645010.31310.3132.222.68922.68864544013.3413.342.128.01428.0144443015.4915.49
23、230.9830.984342022.8222.82245.6445.644241031.7931.791.960.40160.4014140040.440.41.872.7272.724039050.07450.0741.890.13390.1332396057.18857.1881.8102.94102.938676426.610.47212.56290.87303.431.5455.1452507.142786517.830.4728.4158303.43311.851.5467.7752519.769896626.160.47212.348311.85324.21.5486.35253
24、8.296616004.84.82.311.0411.046059011.7211.722.124.61224.61259584518.720.4728.835818.51727.3531.951.9751.97045848036.81736.8171.866.27166.2706575606.1176.1172.314.06914.06915655012.60712.6072.126.47526.47475554018.21918.219236.43836.4385453022.86822.868245.73645.7365352028.62728.6271.954.39154.391352
25、51028.62728.6271.954.3911064.39135150037.50537.5051.867.50967.5095049049.81549.8151.889.66789.6674948049.81549.8151.889.66735124.6674890113.63113.631.6181.8145226.8119106825.60.47212.083437.83449.911.4629.8897726.87868661110.620.4725.01265.77710.792.223.73723.73726766235.570.4722.6292.2564.8852.311.
26、23611.235666653410.020.4724.729415.67520.404240.80940.80896564359.930.4724.68720.40425.091250.18250.1819646330.82930.8291.958.57558.5751636243.3843.381.878.08478.084621055.66655.6661.8100.2100.1991011505.8505.81.4708.1197805.1141.比流量的计算依照居民生活污水平均日流量按街坊面积比例分配的规则，该街区比流量为：qA= Qd/Ai=519.44/1100=0.472(L/
27、s)/hm22. 本段流量q1：是从管段沿线街坊流来的污水量。 q1=q0F(L/s) 式中：q1生活污水本段流量； q0每公顷街区面积的生活污水平均流量（比流量）(L/s)/ha； F街区面积（ha）。例：设计管段1-2中，面积为15.39ha的58号街区的生活污水直接排入设计管道1-2中，此段有本段流量：q1=0.47215.39=7.2641(L/s)。3. 转输流量q2：是从上游管段和旁侧管段流来的污水量。 q2= q0F(L/s)例：设计管段3-4，该管段的转输流量是从旁侧支管18-17-16-15-14-13-12以及1-2-3管段流入的生活污水平均流量，其值为： q2=0.472
28、（4.70+10.31+28.12）+12.914=76.957(L/s)4.总变化系数： Kz=2.7/Q0.11根据表5，查的相应流量下的总变化系数，代入公式计算。例：计算1-2管段的生活污水设计流量Q时，通过上式，改管段的总变化系数为： Kz=2.7/7.26410.11=2.35.生活污水设计流量：Q1=QKz例：设计管段1-2的生活污水设计流量Q1通过上式计算得： Q1=7.26412.3=16.707(L/s)6.集中流量：从工业企业或其他大型公共建筑物流出来的污水量。根据已知的各个工厂的污水排放情况，可将相应的排放量直接填入表内。直接向干管排放的填写在本段流量，排到支管的天线在转
29、输流量。（） 总设计流量：生活污水设计流量+集中流量=总设计流量例：设计管段3-4的总设计流量为：Q=141.83+23=164.83(L/s)2 污水管道水力计算在确定设计流量后，便可从上游管段开始依次进行主干管各设计算段的水利计算。布设管道时应注意一下参数的设计：（1）设计充满度 在设计流量下，污水在管道中的水h和管道直径D的比值称为设计充满度（或水深比）。我国的按非满流（h/D1）进行设计，这样按规定的原因是：保留一部分管道断面，为未预见水量的增长留有余地，避免污水溢出。 出适当空间，以利管道的通风，排出有害气体。表7 充满度规范管径（mm）最大设计充满度2003000.55350450
30、0.655009000.7010000.75在计算污水管道充满度时，不包括淋浴或短时间内突然增加的污水量，但当管径小于或等于300mm时，应按满流复核。（2）设计流速 和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度叫做设计流速。为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速不宜过小或过大，应在最大和最小设计流速范围之内。最小设计流速是保证管道内不致发生淤积的流速。室外排水设计规范规定污水管道在设计充满度下的最小设计流速定为0.6m/s。含有金属、矿物固体或重油杂质的生产污水管道，其最小设计流速适当加大，其值要根据实验或调查研究决定。最大设计流速是保证管道不被冲刷损坏的流速。该值与管道材料有关，通常，金属管道
31、的最大设计流速为10m/s，非金属管道的最大设计流速为5m/s。（3）最小管径 在污水管道系统的上游部分，设计污水流量很小，若根据流量计算，则管径会很小，而管径过小极易堵塞；此外，采用较大的管径，可选用较小的坡度，使管道埋深减小。因此，为了养护工作的方便，常规定一个允许的最小管径。在街区和厂区内污水管道最小管径为200mm，街道下为300mm。 在污水管道系统上游管段，由于管段服务的排水面积较小，因而设计流量小，按此流量计算得出的管径小于最小管径时，应采用最小管径值。一般可根据最小管径在最小设计流速和最大充满度情况下能通过的最大流量值，计算出设计管段服务的排水面积。若设计管段服务的排水面积小于
32、此值，即直接采用最小管径而不再进行水力计算。这种管段称为不计算管段。在这些管段中，当有适当的冲洗水源时，可考虑设置跌水井。（4）最小设计坡度 不同管径的污水管道有不同的最小坡度。管径相同的管道，因充满度不同，其最小坡度也不同。在给定设计充满度条件下，管径越大，相应的最小设计坡度值越小。通常对同一直径的管道只规定一个最小坡度，以满流或半满流时的最小坡度作为最小设计坡度。我国室外排水设计规范只规定最小管径对应的最小设计坡度，街坊内污水管道的最小管径为200mm，相应的最小设计坡度为0.004mm；街道下为300mm，相应的最小设计坡度为0.003。若管径增大，相应于该管径的最小坡度由最小设计流速保
33、证。（5）污水管道埋设深度 污水管道的埋设深度是指管道的内壁底到地面的距离。管道外壁顶部到地面的距离称为覆土厚度。管道埋深是影响管道造价的重要因素，是污水管道的重要设计参数。 管道埋设深度愈深，则造价愈贵，施工期愈长。所以，管道的埋设深度小些好，并有一个最大值，这个限值称做最大埋深。管道的最大埋深需要根据技术经济指标及施工方法决定。在干燥土壤中，管道最大埋深一般不超过7-8m；在多水、流沙、石岩地层中，一般不超过5m。 为了降低造价，缩短施工期，管道埋设深度愈小愈好。但覆土厚度应有一个最小的限值，否则就不能满足技术上的要求，这个最小限值称为最小覆土厚度。 污水管道的最小覆土厚度，一般应满足下述
34、三个因素的要求。必须防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道我国室外排水设计规范规定：无保温措施的生活污水沟道或水温和它接近的工业废水沟道，沟底在冰冻线之上的距离不得大于0.15m。必须防止管壁因地面荷载而受到破坏我国室外排水设计规范规定：在车行道下，沟顶最小覆土厚度一般不宜小于0.7m，在保证沟道不会受外部荷重损坏时，最小覆土厚度可适当减小。必须满足街区污水连接管衔接的要求污水出户连接管的最小埋深一般采用0.5-0.7m，所以污水支管起点最小埋深也应有0.6-0.7m。对每一个具体管道，从上述三个不同的因素出发，可以得到三个不同的管底埋深或管顶覆土厚度值，这三个数值中的最大一个值就是这一管道
35、的允许最小覆土厚度或最小埋设深度。本设计最大冻土深度为1.0m,所以管道埋深最小为0.9m。（6）管道的衔接污水管道系统中的检查井是清通维护管道的设施，也是管道的衔接设施。一般在管道管径、坡度、方向发生变化及管道交汇时，必须设置检查井以满足结构和维护管理的需要。在检查井中上、下游管段必须有较好的衔接，以保证管道顺利运行。检查井上下游的管道在衔接时应遵循下述原则：尽可能提高下游管段的高程，以减少埋深，从而降低造价，在平坦地区这点尤其重要；避免在上游管道中形成回水而造成淤积；不允许下游管段的沟底高于上游管段的沟底。管道的衔接方法通常采用管顶平接，有时也采用水面平接。在特殊情况下需要采用管底平接。在
36、一般情况下，异管径管段采用管顶平接。有时，当上下游管段管径相同而下游管段的充盈深小于上游管段的充盈深时，（由小坡度转入较陡的坡度时，可能出现这种情况），也可采用管顶平接。通常，同管径管段往往是下游管段的充盈深大于上游管段的充盈深，为了避免在上游管段中形成回水而采用水面平接。在平坦地区，为了减少管段埋深，异管径的管段有时也采用水面平接或充满度0.8处平接。当异管径管段采用管顶平接而发现下游管段的水面高于上游管段的水面时（这种情况并不常见），应改用水面平接。在特殊情况下，下游管段的管径小于上游管段的管径（坡度突然变陡时，可能出现这种情况），而不能采用管顶平接或水面平接时，应采用管底平接以防下游管段的沟底高于上游管段的沟底。为了减少管道系统的埋深，虽然下游管段管径大于上游管段管径，有时也可采用管顶平接。无论采用哪种衔接方法，下游管段起端的水面和管底标高都不得高于上游管段终端的水面和管底标高。根据以上规定，污水主干管水力计算表如表8.表8 污水主干管水力计算表管段编号管段长度L（m）设计流量q(L/s)管段直径D(mm)管段坡度I()管内流速v（m/s)充满度降落量h/D(%)h(m)IL（m）123456789