给排水管网课程设计计算说明书.doc

《给水排水管网系统》课程设计
计算说明书

题 目：衡阳市给水排水管网工程
学 院：市政与环境工程学院
专 业：给排水科学与工程
姓 名：孔庆培
学 号：026413158
指导老师：谭水成
完成时间：2015年12月30日

前 言

衡阳市给水排水管道工程设计，其市总人口54.32万左右，有一工厂A和火车站。总设计时间为2周，设计内容主要是给水管道的定线、水力计算及部分区域的污水、雨水设计，并作出平面图和纵剖面图。
设计过程中，先大致了解衡阳市地形分布后，决定通过分区供水满足整个城市的用水需求。定线，给水水力计算，确定管径，校核等等，把定下的管径标图并整理报告。考虑城市初步规划，以及资金投资问题，采用完全分流制排水系统。生活污水和工业废水通过污水排水系统送至污水处理厂，经处理后再排入水体。雨水是通过雨水排水系统直接排入水体。
课程设计让我们结合所学知识，运用CAD制图，画出衡阳市给水排水管道总平面分布图，部分污水干管剖面图,学会灵活运用知识。

Preface
The design of water supply and drainage pipeline engineering of Hengyang city , the total population of the city is 543，200 around,there are a factory “A” and a train station in the city. The total time of the design for 2 weeks, the content of the design is mainly about the water supply pipeline alignment, hydraulic calculation and the sewage of part of area, rainwater design, and make the plane figure and profile.
In the design process, first understand topographic distribution of Hengyang city roughly, decide to meet the whole city water demand by the district water supply. Fixed line, calculation, to determine the water hydraulic diameter, checking and so on, to set the diameter of plotting and finishing the report. Considering the preliminary planning of the city, and the problem of capital investment, using completely separate drainage system. Domestic sewage and industrial wastewater is sent to the sewage treatment plant through the sewage system, and then discharged into the water body after the theatment. The rain water is directly discharged into the water body through rainwater drainage system.
Curriculum design allows us to combine the knowledge which we have learned, the use of CAD drawing, drawing a distribution map of general layout of water supply and drainage pipeline in Hengyang City, part of the sewage trunk pipe profile, learn to use knowledge flexibly.

目录
1 设计任务 1
1.1 设计原始资料 1
1.2 课程设计内容 1
2 一区给水管网设计与计算 3
2.1 供水方式的选择 3
2.2 基本数据的确定 3
2.3 设计用水量计算 3
2.3.1居民综合生活用水 3
2.3.2.工业用水量 4
2.3.3市政用水量 4
2.3.4 管网漏失水量 5
2.3.5城市的未预见水量 5
2.3.6最高日用水量 5
2.3.7最高日最高时用水量 5
2.4 清水池调节容积 5
2.5 管段设计流量计算 6
2.5.1集中流量的计算 6
2.5.2给水管网平差1 6
2.5.3给水管网平差2 9
2.5.4给水管网平差3 11
2.5.6二级泵站扬程 14
3 二区给水管网设计与计算 15
3.1居民综合生活用水 15
3.2市政用水量 15
3.3管网漏失水量 16
3.4城市的未预见水量 16
3.5最高日用水量 16
3.6最高日最高时用水量 16
3.7 清水池调节容积 16
3.8给水管网平差1 17
3.9给水管网平差2 18
3.10给水管网平差3 18
3.11 二级泵站扬程 19
4 污水管道设计 21
4.1排水体制的确定 21
4.2 设计要求 21
4.3 污水计算书表 21
5 雨水管道计算 23
5.1 雨水管网的定线 23
5.2设计参数 23
5.3 雨水计算书 23
6 设计总结 24
参考文献 25

河南城建学院水资源给水排水管网课程设计 第一章 设计任务

1 设计任务
1.1设计原始资料

1.设计题目： 衡阳 市给水排水管道工程设计。
2.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
Ⅰ
320
6
+
+
+
Ⅱ
350
8
+
+
+
Ⅲ

（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8000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————吨/天，最大班用水量：————吨/班，工人总数————人，分三班工作，最大班————人，热车间占 %，使用淋浴者占 %；一般车间使用淋浴者占 %。
3） 火车站用水量为 8 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：59米，最低水位：50 米，常水位： 55 米。
(6）城市地面覆盖情况：
地面种类
面积（%）
屋面
50
混凝土路面
20
草地
30

1.2课程设计内容
城市给水管网扩初设计
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；
5） 绘图（平面图）
城市排水管网扩初设计。
1） 排水体制选择
2） 城市排水管网定线；
3） 任选1条污水和雨水管路进行水力计算；
4） 绘图（平面图、纵剖面图）

24

河南城建学院水资源给水排水管网课程设计 第二章 一区给水管网设计与计算
2 一区给水管网设计与计算
2.1 供水方式的选择
该城市的地势相对比较平坦，没有太大的起伏变化。城市的中心有一条自北向东转向西南流的河流，有天然划分，故采用分区供水；市中各工业企业对水质无特殊要求，故不进行分质供水。综上所述，因而采用分区的给水系统。

2.2 基本数据的确定
由原始资料该城市位于衡阳,1区1479公顷，2区200公顷 人口数为1479×320+200×350=54.32万
根据《给水排水管网系统》附录2附表2可知该城市位于一区，为大城市。
从设计规范查出：
综合生活用水定额采用300 L/(人·d)；
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，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；
浇洒道路用水量按每平方路面每次1.5L，每日2次；
绿化用水量按3L/d.m2 计算；
城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的20%合并计算。
2.3 设计用水量计算
城市设计用水量按最高日用水量计算,包括:居民综合生活用水、工业企业职工生活用水、淋雨用水和生产用水、浇洒道路和绿化用水等市政用水及城市未预见水量和管网漏失水量
。
2.3.1. 居民综合生活用水
分区
人口密度（人/公顷）
面积（公顷）
人口数（人）
Ⅰ
320
1479
473200
Ⅱ
350
200
70000
参考教材，取综合生活用水定额为300 L/(人·d)。用水普及率为90%。
最高日综合生活用水量Q1 ：
Q1=qNf/1000+8×24×3600/1000
Q1―—城市最高日综合生活用水，
q――城市最高日综合用水量定额，Ｌ/（人.d）；
Ｎ――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=90%
Q1=qNf/1000=300×473200×0.9/1000+8×24×3600/1000=128455.2
2.3.2.工业用水量
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.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：工人总数3000人，热车间人数3000×30%=900（人），使用淋浴人数900×80%=720（人）。普通车间人数3000×70%=2100（人），使用淋浴人数2100×20%=420（人）。
工业企业职工的生活用水和淋浴用水量Q
Q=（900×35+2100×25+720×60+420×40）/1000=144(m3/d)
A工业生产用水量Q：
Q=8000(m3/d)
工业生产用水量Q2
Q2= Q+ Q=144+8000=8144(m3/d)
2.3.3市政用水量Q3：

q3a―—城市浇洒道路用水量定额 L/(㎡·次)；
q3b―—城市大面积绿化用水量定量 L/(㎡·d)；
N3a―—城市最高日浇洒道路面积（㎡）；
N3b―—城市最高日大面积绿化面积（㎡）；
n ―—城市最高日浇洒道路次数。
根据《给排水快速设计手册》浇洒道路用水量按每平方米路面每次1.5L计算，每天浇洒2次，绿化用水量采用3.0L/(㎡·d)，所以浇洒道路和绿地等市政用水量为：
=39000m³／d
2.3.4 管网漏失水量Q4
按最高日用水量的10%计算
Q4=（Q1 +Q2+Q3）×10%=17559.92(m3/d)
2.3.5城市的未预见水量Q5
按最高日用水量的10%计算。
Q5＝（Q1 +Q2+Q3+Q4）×10%＝19315.912(m3/d)
2.3.6最高日用水量Qd
Qd＝Q1 +Q2+Q3+Q4+Q5=212475.032(m3/d)
2.3.7最高日最高时用水量Qh
Qh=Kh Qd /86.4=2951.1 (L/S)
2.4 清水池调节容积
由教材可知，取清水池调节容积为15%。清水池中除了储存调节用水外还存放消防用水,则清水池有效容积W为
W= W1+ W2+ W3+ W4
W－清水池总容积（m）；
W1－清水池调节容积（m）；
W2－消防储水量（m），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8%计算；
W4－安全储水量
清水池调节容积W1= Qd×15%=31871.25 m
该城市1区人口为47.32万人，确定同一时间内的火灾次数为3次，一次用水量为75L/s，火灾持续时间为2.0h故
W2＝3×75×2×3600/1000＝1620 m
水厂自用水按最高日用水量的8%计：W3= Qd×8%=16998m
清水池的安全储量W4 按以上三部分容积和的10%计算。因此清水池的有效容积为：
W=（1+10%）（W1 +W2 +W3）=（1+10%）(31871.25+1620+16998)=50489.25m

2.5 管段设计流量计算
2.5.1 集中流量的计算
A工厂最高时集中流量为8000×1000/8×3600+（25×3000×70%+3000×30%×35）/24×3600+（3000×30%×80%×60）/3600+（3000×70%×20%×40）/3600=295.42 L／s。
火车站用水量为8 L/S。
2.5.2给水管网平差1：
给水管网平差
一、平差基本数据
1、平差类型：反算水源压力。
2、计算公式：
柯尔－勃洛克公式
I=λ*V^2/(2.0*g*D)
1.0/λ^0.5=-2.0*lg[k/(3.7*D)+2.5/(Re*λ^0.5)]
Re=V*D/ν
计算温度：10 ，ν=0.000001
3、局部损失系数：1.50
二、节点参数
节点编号 流量(L/s) 地面标高(m) 节点水压(m) 自由水头(m)
1 -2289.550 59.580 101.657 42.077
2 48.158 59.314 101.333 42.019
3 -2289.550 59.855 101.830 41.975
4 79.561 60.047 100.408 40.361
5 93.222 60.616 99.595 38.979
6 38.120 61.036 98.888 37.852
7 138.182 61.215 98.685 37.470
8 214.375 61.560 98.071 36.511
9 166.430 62.699 92.130 29.431
10 126.271 62.528 94.290 31.762
11 74.050 62.068 96.160 34.092
12 120.166 62.188 95.356 33.168
13 126.864 61.980 95.568 33.588
14 120.021 61.810 94.103 32.293
15 88.655 62.009 94.758 32.749
16 23.579 62.029 95.177 33.148
17 106.661 61.944 96.674 34.730
18 38.641 61.438 96.605 35.167
19 325.700 61.392 96.746 35.354
20 125.827 62.249 90.249 28.000
21 163.464 61.141 94.213 33.072
22 152.624 59.938 98.247 38.309
23 132.974 59.903 98.935 39.032
24 92.511 59.258 100.744 41.486
25 72.355 59.528 100.329 40.801
26 132.103 59.865 99.588 39.723
27 39.640 60.152 99.077 38.925
28 108.814 60.439 98.610 38.171
29 153.812 60.781 98.773 37.992
30 114.948 61.370 97.781 36.411
31 112.413 61.578 97.206 35.628
32 192.489 61.305 93.544 32.239
33 252.694 61.820 95.195 33.375
34 118.320 62.468 93.220 30.752
35 63.485 62.069 90.775 28.706
36 183.693 61.595 97.214 35.619
37 244.852 60.774 97.746 36.972
38 193.426 60.355 97.195 36.840
三、管道参数
管道编号 管径(mm) 管长(m) 流量(L/s) 流速(m/s) 千米损失(m) 管道损失(m)
2-4 1600 1075.9 2440.849 1.170 0.860 0.925
2-3 1600 654.9 2289.550 1.097 0.760 0.497
2-1 1600 427.0 2289.550 1.097 0.760 0.324
4-25 500 592.5 43.464 0.209 0.133 0.079
5-4 1600 1045.2 2317.824 1.111 0.778 0.813
6-5 1200 979.2 1052.428 0.894 0.721 0.706
7-32 350 1982.2 82.961 0.806 2.593 5.141
7-6 1200 302.5 1014.308 0.862 0.672 0.203
8-7 1000 586.4 793.164 0.969 1.047 0.614
9-34 350 344.4 92.019 0.894 3.165 1.090
9-8 300 3941.9 41.774 0.550 1.507 5.941
10-9 300 2285.3 32.637 0.430 0.945 2.160
10-34 300 1059.1 33.812 0.445 1.010 1.070
11-31 700 880.6 333.358 0.828 1.187 1.046
11-10 500 843.6 192.720 0.929 2.217 1.870
12-11 350 472.3 66.588 0.647 1.703 0.804
12-36 300 1099.5 44.368 0.584 1.690 1.858
13-14 300 1148.9 38.256 0.504 1.276 1.466
13-12 300 2322.3 9.210 0.121 0.091 0.212
14-37 300 1309.7 57.614 0.758 2.782 3.644
15-14 300 1219.1 24.150 0.318 0.537 0.655
16-15 300 427.7 33.260 0.438 0.979 0.419
17-23 500 1293.7 170.328 0.821 1.748 2.262
17-16 300 552.1 56.839 0.748 2.711 1.497
18-17 300 1292.7 6.828 0.090 0.053 0.069
19-22 900 1412.8 606.535 0.914 1.063 1.502
19-21 500 1210.1 187.026 0.901 2.093 2.532
19-18 300 156.5 31.813 0.419 0.901 0.141
20-19 300 2029.0 61.996 0.816 3.202 6.497
21-20 300 1170.7 63.831 0.840 3.386 3.964
22-21 300 2869.4 40.269 0.530 1.406 4.034
23-22 1000 647.2 799.428 0.976 1.063 0.688
24-23 1200 2291.0 1102.730 0.937 0.789 1.808
24-2 1600 925.3 2090.093 1.002 0.637 0.589
25-24 1000 314.0 894.852 1.093 1.322 0.415
25-26 1000 596.8 865.961 1.058 1.240 0.740
26-27 800 397.4 493.439 0.939 1.288 0.512
27-28 800 426.3 453.799 0.864 1.096 0.467
28-37 800 1122.7 377.341 0.718 0.769 0.863
28-29 400 711.9 32.356 0.243 0.230 0.164
29-5 1200 924.7 1172.175 0.996 0.888 0.821
30-29 1200 1559.2 986.006 0.838 0.636 0.992
30-36 700 411.7 360.069 0.894 1.377 0.567
31-30 800 417.5 510.990 0.972 1.377 0.575
32-31 300 1037.6 65.219 0.859 3.529 3.662
33-8 800 1896.7 537.015 1.022 1.516 2.876
33-32 300 979.6 44.309 0.583 1.686 1.651
34-33 500 1054.9 176.527 0.851 1.873 1.975
35-33 300 1319.0 63.485 0.836 3.351 4.420
36-13 500 900.3 174.330 0.840 1.828 1.646
36-37 400 1405.2 42.322 0.317 0.379 0.532
37-38 350 1249.8 32.552 0.316 0.441 0.551
38-15 350 1018.6 79.545 0.773 2.393 2.437
38-26 600 1750.5 240.419 0.809 1.367 2.393
四、管网平差结果特征参数
水源点 1: 节点流量(L/s):-2289.550 节点压力(m):101.66
水源点 3: 节点流量(L/s):-2289.550 节点压力(m):101.83
最大管径(mm):1600.00 最小管径(mm):300.00
最大流速(m/s):1.170 最小流速(m/s):0.090
水压最低点 20, 压力(m):90.25 自由水头最低 20, 自由水头(m):28.00
2.5.3给水管网平差2：
给水管网平差
一、平差基本数据
1、平差类型：事故校核。
2、计算公式：
柯尔－勃洛克公式
I=λ*V^2/(2.0*g*D)
1.0/λ^0.5=-2.0*lg[k/(3.7*D)+2.5/(Re*λ^0.5)]
Re=V*D/ν
计算温度：10 ，ν=0.000001
3、局部损失系数：1.50
二、节点参数
节点编号 流量(L/s) 地面标高(m) 节点水压(m) 自由水头(m)
1 -1602.685 59.580 95.991 36.411
2 33.711 59.314 95.858 36.544
3 -1602.685 59.855 96.161 36.306
4 55.693 60.047 95.408 35.361
5 65.255 60.616 94.997 34.381
6 26.684 61.036 94.641 33.605
7 96.727 61.215 94.538 33.323
8 150.063 61.560 94.229 32.669
9 116.501 62.699 91.221 28.522
10 88.390 62.528 92.318 29.790
11 51.835 62.068 93.259 31.191
12 84.116 62.188 92.847 30.659
13 88.805 61.980 92.955 30.975