给排水管网设计毕业设计.docx

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给排水管网设计毕业设计

给排水管网设计

第一章给水工程设计

第一节给水管网布置及水厂选址

该城市有两条河流通过，水量充沛，水质良好，能够作为生活饮用水水源。

该城市的地形比较平坦没有太大的起伏转变。

城市的街区散布比较均匀，城市中各工业企业对水质无特殊要求。

但有人口密度相差大，用水要求不同因此采纳分区的给水系统。

城市给水管网的布置取决于城市的平面布置、水源、调剂构筑物的位置、大用户的散布等。

考虑要点有以下：

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。

干管的间距一样采纳500m－800m。

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。

1干管尽可能靠近大用户，减少分派管的长度。

2干管依照计划道路定线，尽可能幸免在高级路面或重要道路下通过，尽可能少穿越铁路。

减小尔后检修时的困难。

3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800－1000m左右。

4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计划要求，沿现有道路铺设，有利于施工和保护。

城市的输水管和配水管采纳钢管（管径）1000mm时）和铸铁管。

配水管网共设11个环。

第二节工程概述和设计资料

1.2.1工程概述：

本设计为上海某新城区的给水管网初步设计，该城市位于上海，有两条河流通过，并聚集一路通往城市下游。

城市分为Ⅰ、Ⅱ两个行政区，总共估量人口万人；一区城市密集而且还有工业区，还有火车站；城市中各工业企业对水质无特殊要求，城市一区楼房平均层数7层，一区楼房平均层数4层。

其大体资料具体如下。

1.2.2设计资料

一、城市总平面图1张，比例为1：

10000。

二、城市各区人口密度、平均楼层和居住区衡宇卫生设备情形：

分区计算

人口密度（人/公顷）

街坊面积（公顷）

总面积（公顷）

道路/绿地

人口数

Ⅰ

420

264188

Ⅱ

200

84780

3、城市中有以下工业企业，其具体位置见平面图：

1）A工厂，日用水量10000吨/天，最大班用水量：

7000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%，利用淋浴者占70%；一样车间利用淋浴者占20%。

2）火车站用水量为30L/s。

4、城市土质种类为粘土，地下水位深度为8米。

五、城市河流水位：

最高水位：

55米，最低水位：

40米，常水位：

45米。

六、城市地面覆盖情形：

地面种类

面积（%）

屋面

混凝土路面

草地

7、该城市居住区每小时综合生活用水量转变如下表：

8、

时间

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

10-11

11-12

用水量

时间

12-13

13-14

14-15

15-16

16-17

17-18

18-19

19-20

20-21

21-22

22-23

23-24

用水量

第三节给水管网设计计算

1.3.1最高日用水量

城市最高日用水两包括综合用水、工业生产用水及职工生活用水及淋浴用水、浇洒道路和绿化用水、未预见用水和管网漏失水量。

该城市在上海，总人口40万人（包括估量人口），查《室外排水设计标准》可知该城市位于一区，为中小城市。

考虑到上海的进展水准，故综合生活用水定额采纳上限350L/

最高日综合生活用水量Q1：

Q1=qNf

Q1―—城市最高日综合生活用水，m3／d；

q――城市最高日综合用水量定额，Ｌ／（）；

Ｎ――城市设计年限内打算用水人口数；

f――城市自来水普及率，采纳f=100%

因此最高日综合生活用水为：

Q1=qNf=350×400000×100﹪=140000m3／d

（1）工业企业生活用水Q2：

工厂职工生活用水量采纳一样车间每人每班25L，高温车间每人每班35L计算，淋浴用水按一样车间每人每班40L，高温车间每人每班60L计算；

A工厂热车间Q＇2A=3000×30%×35=31500L/d=d

一样车间Q″2A=3000×70%×25=52500L/d=d

Q2=Q′2A+Q″2A=+=d

（3）工业企业洗澡用水Q3:

淋浴用水按一样车间每人每班40L，高温车间每人每班60L计算；

A工厂热车间Q＇3A=3000×30%×70%×60=37800L/d=d

一样车间Q″3A=3000×70%×20%×40=16800L/d=d

Q3A=Q＇3A+Q″3A=+=m3/d

工业企业生产用水Q4;

工厂用水量Q=16000m3/d

（4）市政用水Q5:

a浇撒道路用水量计算

每日浇洒两次，每日单位面积浇洒量为，浇洒面积为骨干道的10%，浇洒时刻为每日5:

00～6:

00和16:

00~17:

00浇洒，共2小时。

共：

2××30%×10%×1000=d

b绿地用水量计算，浇洒时刻是每日早晨的05:

00～06:

00，16:

00～17:

00，天天为2小时。

每日单位面积浇洒量为2L。

共：

×20%×10%×2/1000=d

（5）车站用水量Q6

Q6=3600×30/1000=108m3/h

（7）未预见量计算Q7

未预见用水量取综合生活用水量、工业企业生活用水量、工业企业洗澡用水量、生产用水量及市政用水量总和的20﹪。

共:

Q7=（140000＋84＋＋16000＋＋＋﹢108）×20%=d

（8）最高日总用水量计算Qd：

最大日用水总量为综合生活用水量、工业企业职工用水量、工业企业职工洗澡用水量、生产用水量、市政用水量及未预见用水量总和。

Qd=Q1＋Q2＋Q3＋Q4＋Q5＋Q6＋Q7=﹙Q1＋Q2＋Q3＋Q4＋Q5＋Q6﹚=×（140000＋84＋＋16000＋＋＋﹢108）=d

1.3.2最高时用水量

Qh=m3/h=s

时间

时变化系数

综合生活用水

工业生产用水

淋浴用水

工厂职工生活用水

m3/h

0-1

3542

1-2

3430

2-3

3500

3-4

3542

4-5

3598

5-6

4326

6-7

7434

7-8

6888

8-9

7238

875

9-10

7140

875

10-11

7294

875

11-12

7294

875

12-13

7126

875

13-14

6734

875

14-15

6986

875

15-16

6580

875

16-17

6468

17-18

6958

18-19

7252

19-20

6846

20-21

6146

21-22

5838

22-23

4368

23-24

3472

总和

100

140000

16000

火车站

浇洒道路

绿地用水

未预见水

城市每小时用水

m3/h

108

2592

1.3.3清水池调剂容积

清水池调剂容积，二级泵站供水情形如下表：

时间

用水量%

二泵站供水量%

一泵站供水量%

清水池调节容积％

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

10-11

11-12

12-13

13-14

14-15

15-16

16-17

17-18

18-19

19-20

20-21

21-22

22-23

23-24

合计

因此清水池调剂容积按最高日用水量的%计算

清水池中除贮存调剂用水外还寄存消防用水,那么清水池有效容积W为

W=W1+W2+W3+W4

W－清水池总容积m3；

W1－调剂容积；m3；有附录得清水池的调剂容积W1=（100）×=m3；

Ｗ２－消防储水量m3，按2小时火灾延续时刻计算；该城市人口约40万，查教材得，确信同一时刻内的火灾次数为两次，一次灭火用水量为70L/S，火灾延续时刻按计，故火灾延续时刻内需用水量为W2=2×70L/S××2h=432m3；

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；W3=8%×Qd=m3

W4－平安贮量按W1+W2+W3的1/6计算

W4=1/6（W1+W2+W3）=m3

因此：

清水池总容积

W＝W1+W2+W3+W4

＝m3

取整数为：

W=27785m3

清水池应设计成体积相同的两个，如仅有一个，那么应分格或采取适当方法，以便清洗或检修时不中断供水。

1.3.4二级泵站的供水曲线：

依照该城市的用水量转变情形，一级泵站一天工作24小时平均供水，二级泵站工作分两级：

6时~20时，二级泵站运转，流量占最高日用水量的%，其他时刻20~第二天6时二级泵站运转流量占最高日用水量的%，城市最高日用水转变曲线图如

第四节管段设计流量计算

1.4.1管网最高日最高时用水量和大用户流量计算

有附录得，该城区最高日最高时用水量是在10-11和11-12时，流量为Qh=h=s，而在现在工厂的用水量为QA=875m3/h=L/s，火车站Q火=30L/s。

管网总长度计算有附录得，∑L=31105m长度比流量qs=（Qh-QA-Q火）/∑L=L/s

管网中任一管段的沿线流量计算结果如附录表二所示

管网各节点流量计算结果见附表一所示

流量分派、确信管径和水头损失和管网平差。

见附录三

为了保证平安供水，二级泵站至管网的输水管，均采纳双管输水。

依照管网布置情形和用水情形，假定各管的流向，按环状网的流量分派原那么和方式进行流量分派。

各管段流量分派后，参照经济管径流速选定管径。

然后进行管网平差。

结果见附表

水压计算。

由于一区和二区楼层高度不同，采纳统一供水扬程浪费过大，造价也大，故采纳分区供水，两个区域水厂建在一块，只是拥有不同的二级泵，共用一个清水池。

第一，选择适合的操纵点，操纵的要求是水压最难知足的点。

我采纳的是一区确信15和16两个节点，二区选用的是28和29两个节点，选择一条干管推算到泵站，依照管网平差的水头损失，找出操纵点，确信为一区的16点和二区的29点。

由此依照地形标高和自由水压进行推算，得出各个节点的水压标高和自由水压、地形标高并标在相应的节点上。

1.4.2二级泵站总扬程计算

无水塔时二泵站的扬程为HP=ZC+Hs+hs+hc+hn

即HP1=（）+32++2+=≈

HP2=（）+20++2+=≈

其中HP代表水泵扬程；ZC代表操纵点地面标高和二级泵站清水池最低水位。

泵站地面标高为。

清水池深度为。

Hs代表效劳水头。

hs代表输水管的水头损失；hc代表平安水头；hn代表管网中水头损失。

1.4.3消防校核

由于一区和二区分区供水，故需别离校核。

由于供水进程中有为分区供水，因此校核进程中采纳别离校核。

假设一区和二区在同一时刻发生火灾的次数为两次，一次消防用水量为35L/S，从平安和经济的角度考虑，一区失火点设在A工厂和操纵点16点处。

二区失火点设在28和29点。

依照流量初分派的方式进行流量分派，进行消防校核，。

校核以后的结果H‘P1=<。

H'P2=<。

故符合消防校核要求。

其消防校核管网平差结果见附录。

第二章污水管网设计与计算

第一节污水设计流量计算

我国《室外排水设计标准》规定,居民生活污水定额和综合生活污水（即包括居民生活污水和公共建筑排放的污水）定额应依照本地采纳的用水定额,结合建筑内部给排水设施水平和排水系统普及程度等因素确信,可按本地用水定额的80%～90%计算,即排放系数为～;工业企业内生活污水量,淋浴污水量的确信,应与国家现行的《室外给水设计标准》的有关规定和谐;工业企业的工业废水量及其总转变系数应依照工艺特点确信,并与国家现行的工业用水量有关规定和谐.

在计算设计污水量时还应明确,污水管网是按最高日最高时污水排放流量进行设计的.生活污水量总转变系数Kz

平均日污水流量（L/s）

100

200

500

≥1000

总变化系数Kz

注:

1当污水平均日流量为中间数值时,总转变系数用内插法求得;

当Qd<5L/S时，Kz取，当Qd>1000L/S时,KZ=。

污水设计流量计算

（1）居民生活污水设计流量

同一城市中可能存在着多个排水效劳区域,其污水量标准不同,计算时要对每一个区别离依照其计划目标.取用适当的污水量定额,按各区估量效劳人口计算该区的生活污水设计流量.

1.居民生活污水设计流量：

依照给排水设计标准，居民生活污水定额按生活给水的定额的90%取，居民生活污水定额为350×=315L/（人•d）

此题计算的为估量十年的进展，故需从头计算人口密度

单位时刻的流量大于1000L/S，时转变系数取。

2.工业废水设计流量

（1）工业企业生活污水的设计流量

（2）工业生产的废水量

假设该工厂每日产量和单位产品的废水量为基础的工业废水量计算：

（3）火车站废水设计流量

3.城市污水设计总流量

城市污水设计总流量一样采纳直接求和的方式进行计算，即直接将上述各项污水设计流量计算结果相加，作为污水管网设计的依据，城市污水设计总流量Qh用下式计算:

即

4.生活污水流量的计算也采纳比流量法。

一区人口密度为人/ha，综合生活污水定额为315L/（人•d），

二区人口密度为300人/ha，综合生活污水定额为315L/（人•d），比流量如下：

污水干管的计算

2.2.1设计充满度及设计流速

1.设计充满度

污水管道应按非满管流设计，缘故如下：

（1）污水流量是随时转变的，而且雨水或地下水可能通过检查井或管道接口渗入污水管道。

因此，有必要保留一部份管道内的空间，为预见水量的增加留有余地，幸免污水溢出而妨碍环境卫生。

（2）污水管道内沉积的污泥可能分解析出一些有害气味，需留出当的空间，以利管道内的通风，排除有害气体。

（3）便于管道的疏通和保护治理。

设计标准规定污水管道的最大设计充满度如表所示。

最大设计充满度

管径D或渠道高度H（mm）

最大设计充满度h/D或h/H

200～300

350～450

500～900

≥1000

在计算污水管道充满度时，设计流量不包括淋浴或短时刻内突然增加的污水量，但当管径小于或等于300mm时，应按短时刻内的充满度复核，保证污水不能从管道中溢流到地面。

2.设计流速

最小设计流速是保证管道内不产生淤积的流速。

《室外排水设计标准》规定污水管渠在设计充满度下最小设计流速为s，含有金属，矿物固体或重油杂质的生产污水管道，其最小设计流速宜适当加大；明渠的最小设计流速为s。

2.2.2最小设计坡度

在污水管网设计时，通常使管道敷设坡度与设计区域的地面坡度大体一致，在地形平坦或管道走向与地面坡度相反时，尽可能减小管道敷设坡度和埋深关于降低管道造价显得尤其重要。

但由该管道敷设坡度形成的流速应等于或大于最小设计流速，以避免管道内产生沉积。

因此，将相应于最小设计流速的管道坡度称为最小设计坡度。

从水力计算公式可知。

设计坡度与设计流速的平方成正比，与水力半径的4/3次方成反比。

标准只规定最小管径对应的最小设计坡度：

管径200mm的最小设计坡度为；管径300mm的最小设计坡度为；较大管径的最小设计坡度由最小设计流速保证。

2.2.3污水管道埋设深度及管道的衔接

1.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部离开地面的垂直距离，亦称管道埋深，管道的顶部离开地面的垂直距离称为覆土厚度。

污水管道的最小覆土厚度，一样应知足下述三个因素的要求。

（1）避免管道内污水冰冻和因土壤冰冻膨胀而损坏管道；

（2）避免地面荷载而破坏管道

（3）知足街区污水连接管衔接的要求。

2.污水管道的衔接

管道衔接时要遵守两个原那么：

其一，幸免上游管道形成回水，造成淤积；其二，在平坦地域应尽可能提高低游管道的标高，以减少埋深。

管道的经常使用衔接方式有两种：

一为水面平接；二为管顶平接；污水干管的水力计算表见附录六

第三章雨水管网设计与计算

第一节雨水管网设计流量

暴雨强度公式

依照数理统计理论，暴雨强度i（或q）与降雨历时t和年重现期p之间关系，可用一个体会函数表示，称为暴雨强度公式。

其函数形式能够有多种。

依照不同地域的利用情形，能够采纳不同的公式。

我国《室外排水设计标准》（1997）中规定我国采纳的暴雨强度公式的形式为：

式中q--设计暴雨强度，

;

T--降雨历时，min;

P--设计重现期，a;

--待定参数。

上海的暴雨强度公式如下：

在本设计中，重现期采纳。

降落在地面上的雨水在沿地面流行的进程中，一部份雨水被地面上的植物，洼地，土壤或地面裂缝截留，剩余的雨水在地面上沿地面坡度流动，称为地面径流。

不同地面的径流系数

地面种类

屋面

混凝土路面

草地

径流系数Ψ

若是汇水面积由径流系数不同的地面组合而成，那么整个汇水面积上的平均径流系数Ψav值可按各类地面的面积用加权平均法计算：

式中:

--为汇水面积上各类地面的面积；

--为相应于各类地面的径流系数；

F--为总汇水面积；

--为设计断面上游各管道的长度，（m）;

--为上游各管道中的设计流速，m/s.

地面集水时刻t1视距离长短，地形坡度和地面覆盖情形而定，一样采纳5～15min；折减系数m的取值如下：

暗管的折减系数m=2；明渠折减系数m=；而在陡坡地域，采纳暗管时的折减系数m=～2.本设计中m取，t1取15min；

第二节雨水管渠设计参数

设计充满度

　　雨水较污水清洁得多，对环境的污染较小，加上暴雨径流量大，而相应的较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时一样可不能很长，且从减少工程投资的角度来讲，雨水管渠许诺溢流。

故雨水管渠的充满度按满流考虑，即h/D=1,明渠那么应有等于或大于的超高，街道边沟应有等于或大于的超高。

（1）设计流速

　　　在雨水进行设计时，所用的最小设计流速应大于污水管渠，满流时管道内的最小设计流速为s。

而明渠由于便于清除疏通，可采纳较低的设计流速，一样明渠内最小设计流速为s.

（2）最小坡度

　　为了保证管内不发生沉积，雨水管内的最小坡度应按最小流速计算确信。

在街区内，一样不宜小于，在街道下，一样不宜小于,雨水口连接管的最小坡度不小于.

（3）最小管径

　　为了保证管道在养护上的便利，便于管道的清除阻塞，雨水管道的管径不能过小，因此规定了最小管径。

街道下的雨水管道，最小管径为300mm，相应的最小坡度为；街坊内部的雨水管道，最小管径一样采纳200mm，相应的最小坡度为。

本次雨水计算是选取一区的一条骨干管进行的计算。

雨水计算管段的汇水面积如下：

管段编号

本段汇水面积/hm2

转输汇水面积/hm2

汇水总面积hm2

1-2

2-3

3-4

4-5

本次雨水计算是选取一区的一条骨干管进行的计算，其水力计算表如下：

雨水管道水力计算表

设计管段编号

管段长度L/m

汇水面积F/hm2

管内雨水流行时间/min

设计流量Q/（L/S）

管径D/mm

水力坡度I（‰）

∑t2=∑L／V

t2=L/V

1-2

292

2227

1500

2-3

334

1640

3-4

346

1800

4-5

319

1800

流速V/（m/s）

管道输水能力

坡降IL/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

2250

3750

5000

6000

附录

附录一

管网各节点流量如下：

节点

连接管段

管段流量

1-2

1-4

2-1

2-10

3-4

3-6

3-9

3-10

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