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1、给水排水管道系统课程设计计算说明书题 目：长沙市给水排水管道工程设计 学 院：市政与环境工程学院 专 业：给排水科学与工程 姓 名：庄晨 学 号：024411110 指导老师： 谭水成、张奎、宋丰明、刘萍 完成时间：2013年12月26日 前 言随着现代建设的发展，给水排水逐渐发展成一门国家重要学科。给排水工程可以分为给水管道工程和排水管道工程两大类。给水排水管道系统的学习应用已经表现在社会生活中越来越重要的地位，城市的现代化建设都离不开给水排水。所以学好给水排水对我们将来建设现代化城市有极其重要的作用，我们很重视这次给水排水课程设计。我们这次课程设计主要任务是设计某城市某地区的给水排水管道设
2、计：它主要包括城市给水管网扩初设计和城市排水管网扩初设计。在设计过程中要首先仔细阅读设计任务书中的原始资料，对设计的该城市有全面的了解。给水排水管网工程是给水排水工程中很重要的组成部分,所需(建设)投资也很大,一般约占给水排水工程总投资的50%-80%。同时管网工程系统直接服务于民众,与人们生活和生产活动息息相关,其中任一部分发生故障,都可能对人们生活、生产及保安消防等产生极大影响。 ForewordWith the development of modern construction, water supply and drainage gradually developed into a
3、national key discipline. Water supply and drainage engineering can be divided into the pipeline of water supply engineering and drainage pipeline project in two categories.Water supply and drainage pipe system learning applications have been demonstrated in social life is becoming more and more impo
4、rtant position, city modernization is inseparable from the water supply and drainage. So well of water supply and drainage for our future construction modernization city are extremely important role, we attach great importance to the water supply and drainage design.Our design of this course the mai
5、n task is the design of a city in a certain area of the feed water and drainage pipeline design: it mainly consists of city water supply network preliminary design and city drainage pipe network expansion design. In the design process to first read the design task Book Sourcebook, to design the city
6、 has a comprehensive understanding of.Water supply and drainage pipe networks of water supply and sewerage engineering project is a very important part of the required ( construction ), investment is large, generally about water supply and drainage projects with a total investment of 50% - 80%. At t
7、he same time, network engineering system directly to serve the people, and the peoples living and production activities are closely related, any portion of the failure, can to people life, production and security fire and other produce great influence. 目 录第1章 课程设计任务书1第2章 给水管网设计与计算32.1 给水管网布置及水厂选址32.
8、2 给水管网设计计算42.2.1 一区水量计算42.1.2二区水量计算72.2 给水管网水力计算92.2.1一区给水管网水力计算92.2.2二区给水管网水力计算122.3管网平差132.3.1 环状管网流量分配计算与管径确定132.3.2环状管网平差162.3.3水压计算162.4 二级泵站18第3章 污水管网设计与计算203.1 污水设计流量计算203.2 污水管道水力计算213.2.1设计要求213.2.2污水水力计算22第4章 雨水管网设计与计算244.1 雨水设计流量计算244.1.1该城市的平均径流系数av244.1.2 单位面积的径流244.2 雨水管道水力计算24第5章 设计总结
9、26长沙市给水排水管道课程设计第1章 课程设计任务书一、设计题目： 长沙 市给水排水管道工程设计。二、原始资料1、城市总平面图1张，比例为1：10000。2、城市各区人口密度、平均楼层和居住区房屋卫生设备情况：分区人口密度（人/公顷）平均楼层给排水设备淋浴设备集中热水供应3207+1804+3、城市中有下列工业企业，其具体位置见平面图：1） A工厂，日用水量7000吨/天，最大班用水量：3000吨/班，工人总数3000人，分三班工作，最大班1200人，其中热车间占 30 %，使用淋浴者占 80 %；一般车间使用淋浴者占 20 %。2） B工厂，日用水量5500吨/天，最大班用水量：2000吨/
10、班，工人总数5000人，分三班工作，最大班2000人，热车间占 30 %，使用淋浴者占 90 %；一般车间使用淋浴者占 10 %。3） 火车站用水量为 15 L/s。4、城市土质种类为粘土，地下水位深度为 7 米。5、城市河流水位： 最高水位：75米，最低水位：60米，常水位： 65米。三、课程设计内容：1、城市给水管网初步设计1） 城市给水管网定线（包括方案定性比较）；2） 用水量计算，管网水力计算；3） 清水池、水塔容积计算、水泵扬程计算4） 管网校核；（三种校核人选一种）5） 绘图（平面图、等水压线图）2、城市排水管网初步设计。1） 排水体制选择2） 城市排水管网定线的说明；3） 设计流
11、量计算；4） 污水控制分支管及总干管的水力计算；5） 任选1条雨水管路的水力计算（若体制为分流制）；6） 绘图（平面图、纵剖面图）四、设计参考资料1、给排水设计手册第一册或给排水快速设计手册第5册2、给排水管道系统教材五、设计成果1、设计说明书一份（包括中英文前言、目录、设计计算的过程、总结）2、城市给水排水管道总平面布置图1张，比例尺为1：10000（1号图）；3、给水管网等水压线图1张（3号图）；4、污水总干管纵剖面图1张（由指导教师指定某一段，长度大约1000米左右）（3号图）；六、要求1、按正常上课严格考勤；2、设计说明书要求条理清楚，书写端正，无错别字；图纸线条、符号、字体符合专业制
12、图规范）；3、按时完成设计任务七、其他：1、设计时间：2013-2014学年第一学期（第15、16周 12月16号-12月28号）2、上交设计成果时间： 16周周五下午3、设计指导教师：谭水成 、张奎、宋丰明、刘萍第2章 给水管网设计与计算2.1 给水管网布置及水厂选址该城市有一条由北向南转向西的河流，该河水量充沛，水质良好，可以作为生活饮用水水源。该城市的地势相对比较平坦没有太大的起伏变化。城市的街区分布比较均匀，城市中各工业企业对水质无特殊要求。但由于城市被一条河流分割成两部分，因而采用分区的给水系统。城市给水管网的布置取决于城市的平面布置、水源、调节构筑物的位置、大用户的分布等。考虑要点
13、有以下： 定线时干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户的水流方向一致。干管的间距一般采用500m800m 。 循水流方向，以最短的距离布置一条或数条干管，干管位置从用水量较大的街区通过。 干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度。 干管按照规划道路定线，尽量避免在高级路面或重要道路下通过，尽量少穿越铁路。减小今后检修时的困难。 干管与干管之间的连接管使管网成环状网。连接管的间距考虑在8001000m左右。 力求以最短距离铺设管线，降低管网的造价和供水能量费用。输水管线走向应符合城市和工业企业规划要求，沿现有道路铺设，有利于施工和维护。城市的输水管和配水管采用钢管（管径）1000mm时）和
14、铸铁管。对水厂厂址的选择，应根据下列要求，并且通过技术经济比较来确定：（）给水系统布局合理；（）不受洪水威胁；（）有较好的废水排除条件；（）有良好的工程地质条件；（）有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；（）少拆迁，不占或少占良田；（）施工、运行和维护方便。2.2 给水管网设计计算城市最高日用水量包括综合生活用水、工业生产用水、职工生活用水及淋浴用水、市政用水、未预见用水和管网漏失水量。表2-1 城市人口计算表分区人口密度（人/公顷）面积（公顷）人口数（人）320244078080018037667860长沙市位于湖南省，为一区。参考给水排水管道系统教材表4-2，1号分区780800人，为大城
15、市，所以最高日综合生活用水定额为240390 L/(人d)，故取综合生活用水定额为350 L/(人d)。2号分区67860人，为中小城市，所以最高日综合生活用水定额为220370L/(人d)，故取综合生活用水定额为350L/(人d)。用水普及率为100%。2.2.1 一区水量计算 1、一区生活用水量计算Q1居民最高日综合生活用水量Q1 ： Q1=qNf/1000=350780800100%=273280 Q1城市最高日综合生活用水，md ；q城市最高日综合用水量定额，（cap.d）；城市设计年限内计划用水人口数；f城市自来水普及率，采用f=100%2、 一区工业用水量计算Q2（1）工业企业职工
16、的生活用水量q1：工厂职工生活用水量采用一般车间每人每班25L，高温车间每人每班35L计算.q1=（300070%25+300030%35）/1000=84 (m3/d)（2）工业企业职工的淋浴用水量q2：淋浴用水按一般车间每人每班40L，高温车间每人每班60L计算.A工厂：36080%60+84020%40=24(m3/d)27080%60+63020%40=18(m3/d)27080%60+63020%40=18(m3/d)表2-2A工厂职工淋雨用水量班次总人数热车间人数一般车间人数用水量最大班120036084024甲班90027063018乙班90027063018淋浴用水量：q2=2
17、4+18+18=60(m3/d)（3）工业生产用水量q3：q3=70000(m3/d)Q2=q1+q2+q3=70144(m3/d)=815.6(L/s)3、 一区市政用水量Q3：浇洒道路用水量按2.0L/m2计算；每天浇洒2次,其面积为总面积的5%。绿化用水量按2 L/ m2 计，由于面积太大浇洒面积按总面积的5%算Q3=22.05%2440104+2.05%2440104=7320000L/d=7320m3/d4、一区管网漏失水量和未遇见水量Q4城市管网漏水Q4按Q1 ,Q2,Q3的10%12%计算，未遇见水量按Q1 ,Q2,Q3,Q4的8%12%计算Q5(Q1 +Q2+Q3)11%+（Q
18、1 +Q2+Q3+Q4）10%77514.424(m3/d)5、 一区最高日设计用水量Qd：Qd（1.151.25)(Q1 +Q2+Q3+Q5)513910(m3/d) 6 、 一区消防用水量：根据建筑设计防火规范该城市一区消防用水量定额为95L/s，同时火灾次数为3次。一区消防用水量为：Q6=395=285 L/s7 、 一区最高日最高时用水量Qh=khQd/86.4=(1.21.4)5948=7732L/sQh-最高日最高时用水量Kh-城市用水日变化系数表Qd-最高日设计用水量表2-3 城市用水日变化系数表特大城市大城市中等城市小城市1.11.31.21.41.31.51.41.88、 一
19、区清水池容积W= W1+ W2+ W3+ W4式中 W清水池总容积m3,按最高日用水量的10%20%计算,这里取15%； W1调节容积；m3； W2消防储水量m3，按2小时火灾延续时间计算； W3水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水，取最高日用水量的5%!10%计算，这里取8%； W4安全贮量W1=15%Qd=15%513910=77086.5m3=77086500L一区人口在7080之间，查给水排水管道系统一次用水量95L/s，同一时间灭火次数3次。W2=39523600=2052000LW3=8%Qd=41112.8m3 W1+W2+W3120251.3m3 W4=（W1+ W2+ W3）/
20、6=20041.9m3 W= W1+ W2+ W3+ W4=140293.2m32.1.2二区水量计算1、二区生活用水量计算Q1居民最高日综合生活用水量Q1 ： Q1=qNf/1000=35067860100%=23751Q1城市最高日综合生活用水，md ；q城市最高日综合用水量定额，（cap.d）；城市设计年限内计划用水人口数；f城市自来水普及率，采用f=100%2、二区工业用水量（1）工业企业职工的生活用水量q1：工厂职工生活用水量采用一般车间每人每班25L，高温车间每人每班35L计算.q1=（500070%25+500030%35）/1000=140 (m3/d)（2）工业企业职工的淋浴
21、用水量q2：淋浴用水按一般车间每人每班40L，高温车间每人每班60L计算.A工厂：60090%60+140010%40=38(m3/d)45090%60+105010%40=28.5(m3/d)45090%60+105010%40=28.5(m3/d)表2-4B工厂职工淋雨用水量班次总人数热车间人数一般车间人数用水量最大班2000600140038甲班1500450105028.5乙班1500450105028.5淋浴用水量：q2=38+28.5+28.5=95(m3/d)（3）工业生产用水量q3：q3=55000(m3/d)Q2=q1+q2+q3=55235(m3/d)=639(L/s)3、
22、 二区市政用水量Q3：浇洒道路用水量按2.0L/m2计算；每天浇洒2次,其面积为总面积的5%。绿化用水量按2 L/ m2 计，由于面积太大浇洒面积按总面积的5%算Q3=22.05%377104+2.05%377104=1131000L/d=1131m3/d4、二区管网漏失水量和未遇见水量Q5城市的管网漏水Q4按Q1 ,Q2,Q3的10%12%计算，未遇见水量按Q1 ,Q2,Q3,Q4的8%12%计算Q5(Q1 +Q2+Q3)11%+（Q1 +Q2+Q3+Q4）10%17706(m3/d)5、 二区最高日设计用水量Qd：Qd（1.151.25)(Q1 +Q2+Q3+Q5)117387.4(m3/
23、d) 6 、 二区消防用水量：根据建筑设计防火规范该城市一区消防用水量定额为35L/s，同时火灾次数为2次。一区消防用水量为：Q7=235=70 L/s7 、二区最高日最高时用水量Qh=khQd/86.4=(1.41.8)117387.4=2038L/sQh-最高日最高时用水量Kh-城市用水日变化系数表Qd-最高日设计用水量9、 二区清水池容积W= W1+ W2+ W3+ W4式中 W清水池总容积m3,按最高日用水量的10%20%计算,这里取15%； W1调节容积；m3； W2消防储水量m3，按2小时火灾延续时间计算； W3水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水，取最高日用水量的5%!10%计算，
24、这里取8%； W4安全贮量W1=15%Qd=15%117387.4=17608.11m3/d=204L/s一区人口在7080之间，查给水排水管道系统一次用水量95L/s，同一时间灭火次数3次。W2=23523600=504000L=504m3W3=8%Qd=9391m3 W1+W2+W3120251.3m3 W4=（W1+ W2+ W3）/6=84052L/s W= W1+ W2+ W3+ W4=588365L/s2.2 给水管网水力计算2.2.1一区给水管网水力计算1、比流量qs=( Qh -q)/ L=0.164 (L/(s.m)Qh-为最高日最大用水量L/s;q-为大用户集中流量 L/s
25、;L-管网总的有效长度 m表2-5一区比流量管段管长/m有效长度/m比流量L/(s*m)沿线流量(L/s)1-25935930.16497.2521-40100510050.164164.822-205055050.16482.8220-215455450.16489.3840-218218210.164134.6442-3212921290.164349.1563-9101810180.164166.9529-89649640.164158.0968-175095090.16483.47617-181221220.16420.00818-197987980.164130.87219-2060
26、96090.16499.8763-46016010.16498.5644-56736730.164110.3725-65445440.16489.2166-98178170.164133.9886-76798170.164111.3567-89939930.164162.8527-105905900.16496.7610-118158150.164133.6611-129039030.164148.09212-13118411840.16494.13613-14477238.50.16439.11414-152602600.16442.6415-168448440.164138.41616-1
27、7114911490.164188.4367-13132213220.164216.80815-252272270.16437.22825-24154315430.164353.05224-23100110010.164164.16421-226836830.164112.01222-394264260.16479.86439-385595590.16491.67640-389749740.164169.73616-238108100.164132.8424-263633630.16459.53226-279204600.16475.4427-39119611960.164196.14422-
28、235955950.16497.5837-38102110210.164167.44428-379459450.164154.9827-2812906450.164105.7828-291067533.50.16487.49436-378208200.164134.4836-298088080.164132.51229-30927463.50.16476.01430-333253250.16453.333-358338330.164136.61235-369799790.164160.55634-358728720.164143.00832-347947940.164130.21632-336
29、986980.164114.47230-31172817280.164283.39231-32116811680.164191.552总计43897.542090.56902.8422、节点流量管段中任一点的节点流量等于该点相连各管段的沿线流量总和的一半，qiq -折算系数取0.5q-相连的个管段沿线流量和一区节点流量结果见下表：表2-6一区节点流量节点连接管节点流量/(L/s)11-2,1-4013122-1,2-20,2-326533-2,3-9,3-430744-5,4-3,10455-4,5-610066-5,6-9,6-716777-6,7-8,7-13,7-1029488-7,8-
30、17,8-920299-6,9-3,9-82301010-7,10-111151111-12,11-101411212-13,12-111211313-7,12-13,13-141751414-13,14-15411515-14,15-25，15-161091616-15,16-17,16-232301716-17,17-8,17-181461818-17,18-19751919-18,19-201152020-21,20-2,20-191362121-20,21-40，21-221682222-23，22-39，22-211402323-24,23-16,23-221972424-26,24
31、-25,24-232382525-15，15-241452626-24,26-27672727-26,27-39,27-281892828-27,28-37,28-291742929-28,29-36,29-301483030-33,30-29,30312063131-30,31-322383232-33,32-31,32-342183333-30,33-35,33-321523434-32,34-351373535-34,35-36,35-332203636-35,36-37,36=292143737-36,37-28,37-382283838-40,38-37,38-392093939-3
32、8,39-22,39-271794040-41,40-38，40-12302.2.2二区给水管网水力计算qs=( Qh -q)/ L=0.142(L/(s.m)表2-7 二区沿线流量管段管长有效长度比流量l/(s.m)沿线流量41-42 100010000.14214242-43555277.50.14239.40543-469859850.142139.8741-466476470.14291.87441-487857850.1421114748-476466460.14291.73246-478058050.142114.3143-4412626310.14289.60244-455282
33、460.14237.48846-45113411340.142161.02847-517977970.142113.17451-5011005500.14278.147-4911005500.14278.149-507977970.142113.174总和121419868.50.1421401.327管段中任一点的节点流量等于该点相连各管段的沿线流量总和的一半，qiq -折算系数取0.5q-相连的个管段沿线流量和二区节点流量结果见下表：表2-8二区节点流量节点连接管段节点流量4143-44，43-48，43-51734243-44，44-45914344-45，45-48，45-461344
34、445-46，46-47644547-48，46-47994648-47，43-48，45-48，48-492644748-49，49-53,，50-49，49-511994850-49，43-501024949-51，51-52965051-52，53-52965149-53，53-52952.3管网平差2.3.1 环状管网流量分配计算与管径确定1.根据节点流量进行管段的流量分配，分配步骤： 按照管网主要方向，初步拟定各管段的水流方向，并选定整个管网的控制点。 为可靠供水，从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线，这些平行干管中尽可能均匀的分配流量，并且满足节点流量平衡的条件。 与干管
35、线垂直的连接管，其作用主要是沟通平行干管之间的流量，有时起一些输水作用，有时只是就近供水到用户，平时流量不大，只有在干管损坏时 才转输较大的流量，因此连接管中可以较少的分配流量。2.管径的确定管径与设计流量的关系：qV2VD公式中 D管段管径，m；q管段计算流量，m3/s；A管段过水断面面积，mv设计流速，m/s；设计中按经济流速来确定管径表2-9平均经济流速与管径的确定管径mm平均经济流速（m/s）D100400D4000.60.90.91.4一区最高日最高时设计流量7732 L/s流量初步分配如下表：表2-10一区初分配流量管段编号管长初分配流量管径1-2593400020001-4010
36、05360120002-205051735120020-2154580090040-21821200013002-32129200013005-910186939009-89642135008-1750923150017-1812260880018-1979868480019-206097999003-4601100010004-567389610005-65447969006-98172506006-767987910007-89932426007-1059058580010-1181547070011-1290332960012-13114820850013-1447727560014-1
37、526023450015-1684455080016-1711492315007-13132224260015-2522767680025-24154353080024-23100150080021-226832632160022-394261246110039-385591102100040-389741371120016-2381054980024-2636379290026-2792072490027-3911963530022-235951246110037-3810212264140028-379451000100027-28129050080028-2910671326110036
38、-378201036100036-2980830060029-309271478120030-3332527260033-358336030035-3697952280034-3587224260032-3479410540032-3369818050030-3117281000100031-32116852300二区最高日最高时流量2038L/s表2-11二区初分配流量管段编号管长分配流量l/s管径 /mm41-42100065080042-4355555980043-469857540041-4664771590041-4876550080048-4764639870046-4780584
39、40043-44126235070044-4552828650046-45113445270047-5179720050051-50110010440047-49110013350049-50797373002.3.2环状管网平差 以最高日最高时用水量确定的管径为基础，将最高时用水量分配、管段流量进行管网平差。平差结果如 附表（一、二）所示2.3.3水压计算管段起端的水压标高和终端水压与该管段的水头损失存在下列关系=+ 节点水压标高，自由水压与该处地形标高存在下列关系=- 水压计算结果如下： 表2-12一区水压计算节点水压标高m地形标高m自由水压m1 121.3877.5043.882120.8377.1543.683119.8577.6042.254119.077.6741.335118.3977.7340.666117.6177.7539.897117.6077.8039.808117.8777.6540.229118，277.6