给水管网课程设计说明书.doc

课程设计
说明书

姓名：陈启帆
学号：23
专业：环境工程

吉林建筑大学城建学院
2016年07月

课程设计说明书

(吉林省长春地区宽城区给水管网设计)

学 生 姓 名：
陈启帆
导师：

学科、专业：
环境工程
所 在 系 别：
市政与环境工程系
日期：
2016年07月
学 校 名 称：
吉林建筑大学城建学院

目录

1. 课程设计题目 4
2. 课程设计目的及要求 4
3. 设计任务 5
4. 原始资料 5
5. 基本要求 8
6. 设计成果 8
7. 设计步骤 8
8. 设计用水量计算 9
9. 确定给水管网定线方案 11
10. 设计流量分配与管径设计 11
11. 设计结束语与心得体会 14
12. 参考资料 16

1. 课程设计题目
吉林省长春地区宽城区给水管网设计

2. 课程设计目的及要求
通过城镇给水管网设计管网的设计步骤和方法，为以后毕业设计及从事给水管网的工程设计打下初步基础。
（1）了解管网定线原则；
（2）掌握经济管径选择要求；
（3）掌握给水系统压力关系确定方法；
（4）掌握管网水力计算。

3. 设计任务
根据给定的原始资料进行城市给水工程的规划及给水管网工程的初步设计，编写设计说明书。

4. 原始资料
1、比例尺为：1：10000的城市总平面图一张，等高线间距为1m，给水水源及城市的划分，工厂位置见平面图。
2、人口密度及房屋层数
区号
人数（万人）
房屋层数
Ⅰ

6

各区的卫生设备情况：
区号
卫生设备情况

室内无给水设备，从集中给水栓取水，而用室外排水管道排水

室内有给排水设备，但无水厕
Ⅰ
室内有给排水设备，但有浴室设备占100%

室内有给排水设备，但有浴室设备占50%

4、使用城市给水管网的工厂
（1） 工厂（A厂）
日用水量2800m3/d，最大班用水量1600m3/d;
工人数：第一班320人；第二班300人；第三班300人；其中在热车间工作的工人占全部工人的30%。
淋浴情况：
车间特征
淋浴工人数（占该当班工人的%）
不太脏污身体车间
95
非常脏污身体车间
95

（2） 工厂（B厂）
日用水量4500m3/d，最大班用水量2600m3/d;
工人数：第一班550人；第二班560人；第三班560人；其中在热车间工作的工人占全部工人的35%。
淋浴情况：
车间特征
淋浴工人数（占该当班工人的%）
不太脏污身体车间
95
非常脏污身体车间
95

火车站用水量___1800___吨/日。

5、城市位于我国的 东北 地区，冰冻线深度： 1.65m
6、用水量逐时变化：
时间
A
B
C
D
E
F
G
Error! No bookmark name given.H
0-1
1.14
1.10
1.45
3.00
2.14
1.85
1.17
1.70
1-2
0.96
0.75
1.45
3.20
2.06
1.72
1.18
1.67
2-3
0.96
0.90
1.50
2.50
2.03
1.38
1.18
1.63
3-4
1.31
1.10
1.50
2.60
2.12
1.19
1.79
1.63
4-5
1.65
1.30
1.50
3.50
3.08
1.64
2.82
2.56
5-6
3.12
3.90
2.50
4.10
3.45
4.14
4.48
4.35
6-7
6.85
6.61
4.50
4.50
3.80
6.38
6.14
5.14
7-8
6.85
5.83
5.50
4.90
3.85
6.69
6.38
5.64
8-9
6.21
7.04
6.25
4.90
6.50
6.35
5.86
6.00
9-10
6.12
6.68
6.25
5.10
7.00
6.14
5.75
5.84
10-11
5.60
7.16
6.25
5.00
4.95
5.97
5.44
5.07
11-12
5.48
7.30
6.25
4.80
4.45
5.26
4.98
5.15
12-13
4.97
6.61
5.00
4.50
4.21
5.35
5.28
5.15
13-14
4.82
5.22
5.60
4.20
4.25
5.26
4.65
5.15
14-15
4.11
3.68
5.50
4.10
3.80
4.15
4.46
5.27
15-16
4.18
4.75
6.00
4.40
3.81
4.35
5.18
5.52
16-17
4.52
4.24
6.00
4.30
3.80
4.65
4.61
5.75
17-18
4.93
5.98
5.50
4.10
4.05
4.44
5.58
5.83
18-19
5.14
6.96
5.00
4.50
4.40
4.19
5.69
5.62
19-20
5.66
5.65
4.50
4.50
5.70
4.65
5.38
5.00
20-21
5.80
3.04
4.50
4.50
6.30
4.97
4.54
3.19
21-22
4.92
2.01
3.00
4.90
6.80
4.21
3.55
2.69
22-23
3.05
1.41
3.00
4.60
4.90
2.96
2.35
2.58
23-24
1.65
0.78
1.50
3.30
2.55
2.11
1.56
1.87
该设计一区选E

7、敷设地区的土壤资料
土壤名称
标高
厚度
砂粘土

16

8、地下水位标高 199.15米。
9、河的最高水位 428 米，最低水位 422 米。

5. 基本要求
1、根据提供的总平面图（1：10000）确定给水管网定线方案；
2、进行基础资料分析提出给水管网设计的可行性方案；
3、完成相关的设计计算书及图纸绘制工作；
4、课程设计必须独立完成；
5、图中文字一律用仿宋体书写；图例的表示方法应符合一般规定和制图标准；图纸应注明图标栏及图名；图纸应清洁美观，主次分明，线条粗细有别；图幅宜采用3 号图，必要时可选用2 号图；
6、计算书内容简要，论证充分、文字通顺、字迹端正。

6. 设计成果
1．设计计算书一份；
2．设计图纸：给水管网设计总平面图、给水管网的等水压线图。

7. 设计步骤
1．明确设计任务及基础资料，复习有关知识及设计计算方法
2．在平面图上确定给水管网定线方案，进行水力学计算
3．设计图纸绘制
4．设计计算书校核整理

8. 设计用水量计算

2.1.1 最高日设计用水量
(1) 城市最高日综合生活用水量:

规划人口为30万人,用水普及率为95%，居民生活综合用水定额（含公建用水）：200L/人·日，建筑物为6层。

式中 Q1——城市最高日综合生活用水量，m3/d;
q1i——城市各用水分区的最高日综合生活用水量定额，取200L/(人•d)
N1i——设计年限内城市各用水分区的计划用水人口数，人；
f1i——城市各用水分区的自来水普及率，%。

(2) 工业企业生产用水量:

式中 Q2——城市工业企业用水量，
q2i——城市各工业企业最高日生产用水定额，m3/产量单位；
N2i——城市各工业企业生产值，产量单位/d；
f2i——城市各工业企业用水量重复率，%。

(3) 工业企业职工的生活用水和淋浴用水量：

A厂：总人数920人，其中一般车间644人，热车间276人。职工生活用水量采用：不太脏污身体车间取30 L/(人•d)，非常脏污身体车间取40 L/(人•d)；职工淋浴用水量采用：不太脏污身体车间取40 L/(人•d)，非常脏污身体车间取60 L/(人•d)。
生活用水：644*30+276*40=33360L/d=33.36m3/d
淋浴用水：644*95%*40+276*95%*60=40204 L/d=40.2m3/d
用水总量：33.36+40.2=73.56 m3/d

B厂：总人数1670人，其中一般车间1085人，热车间585人。职工生活用水量采用：不太脏污身体车间取30 L/(人•d)，非常脏污身体车间取40 L/(人•d)；职工淋浴用水量采用：不太脏污身体车间取40 L/(人•d)，非常脏污身体车间取60 L/(人•d)。
生活用水：1085*30+585*40=55950L/d=55.95m3/d
淋浴用水：1085*95%*40+585*95%*60=74575L/d=74.58m3/d
用水总量：55.95+74.58=130.53m3/d

Q3=73.56+130.53=204.09

（4） 浇洒道路和绿化用水量：

1）绿地面积210300m2，用水定额2L/（d•m2）
故设计用水量=210300*2/1000=420.6m3/d
2）道路面积约为1100000m2，用水量2 L/（d•m2）
故设计用水量=1100000*2*3/1000=6600 m3/d
故 Q4=420.6+6600=7020.6m3/d

（5） 火车站用水量：
Q5=1800 m3/d

（6）未预见水量和管网漏水量：

Q6=(0.15~0.25)（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）
式中 Q6——城市未预见水量和管网漏失水量，m3/d
Q6=0.2*（60000+7300+204.09+7020.6+1800）=15264.94m3/d

(7) 消防用水量：
根据《建筑设计防火规范》该城市消防用水定额为35L/s，同时火灾次数为3次，城市消防用水量为：
Q7=35*3=105L/s=9072 m3/d

最高日设计用水量：
Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=60000+7300+204.09+1050.6+1800+15264.94
=91589.63.63m3/d=1160.07L/s
（城市逐时用水量表见附表）

9. 确定给水管网定线方案
管网定线
为了供水安全，采用环状管网，在定管线时，主要考虑了以下因素：
⒈ 只考虑到配水干管和连接管；
⒉ 干管尽可能通过用水量较大的区域，在定线时，尽可能满足大用户用水；
⒊ 平行干管间距为500—800m；
⒋ 按现有的道路规划，尽可能减少过铁路和过高级路面。
5.根据所给资料，结合城镇规划并考虑经济性和供水可靠性的要求，采用城区环状给水。

10. 设计流量分配与管径设计
1 集中流量的计算：

式中：——集中用水户的集中流量，L/s；
——集中用户最高日用水量，L/s；

2 沿线流量的计算：

式中： ——长度比流量,
——管网总用水量，L/s
——大用户集中用水量总和，L/s
——配水管段总长度，m，不包括穿越广场、公园等无建筑地区的管线，有一侧配水的管线，长度按一半计算，两侧无用水的输水管，配水长度为零。

从比流量求出各管段沿线流量为：

式中： ——各管段沿线流量，L/s
——各管段沿线配水长度，m。
（沿线流量计算与管径选取表见附表）

3 节点设计流量的计算

j=1,2,3,4....N
式中：——节点j的节点设计流量，L/s
——最高时位于节点j的集中流量，L/s
——位于节点j的（供水泵站或水塔）供水设计流量
——最高时各管段沿线流量，L/s
——与节点j关联的所有管段编号的集合；
N——管网图的节点总数
（节点流量计算表见附表）

4 设计工况水力分析计算
参照《给水排水管网系统》第三章表3-2 选取新铸铁管Cw=130
应用LOOP平差软件做管网平差计算结果：根据《室外给水设计规范》规定节点自由水压按照6层建筑所需水头设计，即为28m.
从计算结果可知，所有节点的自由水头都大于28m，满足水压要求。大部分管段的流速都在经济流速范围内，满足流速要求（个别管段因位于供水分界线附近，流速偏小）。故选取的（20）节点为控制点。（平差结果见附表）

5 消防校核：

按照室外消防用水量

城镇、居住区室外的消防用水量：（附表3）
火灾次数：3
一次灭火用水量：35L/s

城镇消防用水量为 105 L/s

将火灾点选在控制点，靠近大用户和工业企业的节点处，选取节点（15），（8），（20）火灾点各加上35L/s的节点流量。
应用平差软件得到各节点数据：（消防校核图）（见附表）
灭火节点（15），（8），（20）自由水压分别为32.73m，32.26m,29.05m 均大于低压消防10m水头的要求,故满足消防校核。

11. 设计结束语与心得体会

首先，我觉得最重要就是要细心谨慎、时刻保持清晰的头脑，因为课程设计中出现的一点差错会让你花大量的时间来纠正。所以在做事情的时候还是要先端正态度。
本次的课程设计题目是“某城市给水管网初步设计”，经过对题目的理解、城市基本资料的采集、数据的推算和深度处理、数据的水力分析等一系列过程，得到了设计的初步方案，并对方案中的一些问题采取了相应的可执行的措施。在整个课程设计的过程中，我对管网系统与设计有了更加深刻的理解，并且也掌握了对于类似工程的处理，对于以后从事本专业的工作有很大帮助。

此外，通过这次课程设计，我熟悉了epanet，选泵等软件的基本操作及其应用，巩固了CAD的操作，收获颇多。

最后，还是那句话，书到用时方恨少，做课程设计的过程很曲折，因为好多问题都不懂，需要重新看书或者请教同学，所以学好专业知识很有必要。

12. 参考资料
1、《给水排水设计手册》（第1册）
2、《给水排水设计手册》（第3册）
3、《给水排水设计手册》（第12册）
4、《给水工程》（第四版）严煦世,范谨初主编。北京：中国建筑工业出版社，1999
5、《给水排水工程专业课程设计》张志刚主编。北京：化学工业出版社，2004