建筑给排水工程常熟市给水排水管道工程设计.docx

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建筑给排水工程常熟市给水排水管道工程设计

《给水排水管道工程》课程设计

计算说明书

题目：

常熟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：

学号

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

给水排水工程是城市或工业企业从水源取水到最终处置的全部工业过程。

一般由取水工程、净水工程、污水（废水）净化工程、污泥处理与处置工程、废水最终处置工程等主要枢纽工程和给水排水管网工程组成。

给水排水工程是城市基础设施建设与工业企业建设的重要组成部分之一，它的建设与发展直接关系到城市居民的生活水平、生活质量的提高与工业企业规模的扩大与发展，但是又受到当地自然资源状况、经济发展水平、文化背景与发展历史的限制。

随着我国城市化步伐的加速和工业经济的发展，城市居民生活用水和工业企业用水需求量日益增加，对用水水质的要求也日益严格。

但是，我国是一个人均水资源量十分匮乏的国家，目前严重的水污染使得部分水体丧失原有功能，更加剧了水资源的紧张局面。

缺水已成为城市与工业发展最为重要的限制条件之一，有效利用现有的有限水资源成为摆在给水排水工程技术人员面前一个重要而紧迫的课题。

给水排水专业的毕业生，不仅需要掌握给水排水工程学科的基础理论和基础知识，更重要的是具有分析和解决给水排水工程问题的能力和积极探索、勇于创新的精神，以适应当前用水形势对给水排水工程技术人员的挑战与要求。

给水排水专业的基本教学内容由理论教学和实践性教学两个主要组成部分。

课程设计是本专业设计类课程重要的实践教学环节之一，是对学生综合运用相应课程基础理论与基础知识能力的全面训练，是培养学生综合运用工程语言表述工程思想的重要环节，是培养学生分析与解决工程实际问题和创新意识的重要手段。

Preface

Waterandwastewaterengineeringisthecityorindustrialenterprisefromwaterintaketofinaldisposalofallindustrialprocess.Thegeneralwaterengineering,waterpurificationengineering,sewage（waste）purificationengineering,sludgetreatmentanddisposalproject,thewastewaterfinaldisposalengineeringmainterminalengineeringandwaterdrainagepipenetworkofengineering.

Waterandwastewaterengineeringisthecityinfrastructureconstructionandindustrialenterpriseisanimportantpartoftheconstructionofoneofitsconstructionanddevelopmentdirectlyrelatedtotheurbanresidentslivingstandardandlifequalityimprovementandindustrialenterpriseoftheenlargementofscaleanddevelopment,butalsobythelocalnaturalresources,economicdevelopmentlevel,culturalbackgroundanddevelopmenthistoryofthelimit.Alongwiththeacceleratedthepaceofurbanizationandindustrialeconomicdevelopment,urbanlifeinthewaterandindustrialenterprisewaterdemandisincreasing,thewaterqualityrequirementsareincreasinglystrict.But,ourcountryisaverylackwaterquantitypercountry,atpresenttheseverepollutionofwatermakespartoftheoriginalwaterlossfunction,moreincreasedtensionofwaterresources.Watershortagehasbecomeacityandtheindustrialdevelopmentisthemostimportantoneoftheconstraints,theeffectiveuseoftheexistingwaterresourcesco.,LTD.,asinwaterandwastewaterengineeringtechnicalpersonnelbeforeanimportantandurgenttask.

Waterdrainageprofessionalgraduates,notonlyneedtoacquirewaterdrainageengineeringdisciplineofthebasictheoryandbasicknowledge,moreimportantistohavetheanalysisandsolutionofwaterandwastewaterengineeringabilityandactivelyexplore,innovativespirit,toadapttothecurrentsituationofwaterforwaterandwastewaterengineeringandtechnicalpersonnelofthechallengesandrequirements.

Waterdrainageprofessionalbasicteachingcontentofthetheoreticalteachingandpracticalteachingtwomainpart.Curriculumdesignistheprofessionaldesigncoursesanimportantpracticalteachinglinkisoneofthestudents'comprehensiveuseofcorrespondingcoursebasictheoryandbasicknowledgeability,comprehensivetrainingistocultivatestudents'comprehensivelanguageusingengineeringexpressionengineeringthoughtimportantlink,istotrainstudentstoanalyzeandsolvepracticalengineeringproblemsandanimportantmeansofinnovationconsciousness.

第一章课程设计任务书

河南城建学院0244111、2班《给水排水管道系统》课程设计任务书

一、设计题目：

常熟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

Ⅰ

220

Ⅱ

200

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16000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%，使用淋浴者占70%；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6L/s。

4、城市土质种类为粘土，地下水位深度为8米。

5、城市河流水位：

最高水位：

55米，最低水位：

40米，常水位：

45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

第二章给水管网设计与计算

2.1给水管网布置及水厂选址

该城市有一条自东向西穿过城市的河流，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。

城市的街区被河流分为两个区，分布比较均匀，城市中各工业企业对水质无特殊要求。

因而采用统一的给水系统。

城镇给水管网定线取决于城镇平面布置，供水区的地形，水源和调节构筑物位置，街区和用户特别是大用户的分布，河流、铁路、桥梁的位置等。

定线时可按以下步骤和要点进行：

1）定线时干管延伸方向应和水源（二级泵站）、输水管渠、水池、水塔、大用户的水流方向基本一致。

干管的间距一般采用500m－800m左右。

2）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。

3）连接管的间距考虑在800－1000m左右。

4）干管与干管、连接管与连接管间距的大小，主要取决于供水区域大小和要求，一般是在保证供水要求的前提下，干管和连接管的数量尽量减少，以节省投资

5）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。

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：

（１）给水系统布局合理；

　　（２）不受洪水威胁；

　　（３）有较好的废水排除条件；

　　（４）有良好的工程地质条件；

　　（５）有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；

　　（６）少拆迁，不占或少占良田；

　　（７）施工、运行和维护方便。

2.2一区给水管网设计计算

2.2.1.一区最高日用水量计算

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。

分区

人口密度（人/公顷）

面积（公顷）

人口数（人）

Ⅰ

220

737.96

162351

Ⅱ

200

1250.10

250020

常熟市属于江苏，总人口41.24万，参考《给水排水管道系统》教材表4-2得，常熟市为中、小城市，属于第一城市分区。

最高日综合生活用水定额为220-370L/（人·d），故可取综合生活用水定额为300L/（人·d）。

用水普及率为100%。

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量，

／d；

q―设计期限内城市各用水分区的最高日综合生活用水定额，L／（人·d）；

Ｎ―设计期限内城市各用水分区的计划用水人口数（人）；

F—用水普及率；

Q1=qNf=300×162351×100％=48705.3m³/d

2.2.2一区工业用水量

一区无工厂所以一区工业用水不计。

2.2.3一区市政用水量

：

浇洒道路用水量按每平方米路面每次2.0L计算；每天浇洒2次。

绿化用水量按4L/m2计,每天浇洒1次。

浇洒面积按总面积的5%计算

＝（737.96×20%×2×10-3×2×104）×5%＝295m3/d

2.2.4一区城市的未预见水量和管网漏失水量

按最高日用水量的20%计算。

＝（Q1+Q2）×20%＝9800.06m3/d

2.2.5一区最高日用水量Qd：

Qd＝Q1+Q2+Q3＝58800.06m3/d

2.2.6一区消防用水量：

根据《建筑设计防火规范》该城市消防用水量定额为55L/s，同时火灾次数为2次。

该城市消防用水量为：

＝55×2=110L/s

2.2.7一区最高时用水量

由于缺乏城市用水变化资料，最高时用水由公式推算得出，

为时变化系数中小城市可取1.3-1.6故此处

=1.6

1088.89L/s

2.3二区给水管网设计计算

2.3.1.二区最高日用水量计算

取综合生活用水定额为300L/（人·d）。

用水普及率为100%。

最高日综合生活用水量Q1：

Q1=qNf=300×250020×100％=75006m³/d

Q1―城市最高日综合生活用水，m³／d；

q―设计期限内城市各用水分区的最高日综合生活用水定额，L／（人·d）；

Ｎ―设计期限内城市各用水分区的计划用水人口数（人）；

f—用水普及率；

2.3.2工业用水量

（1）工业企业职工的生活用水量Q2：

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.

Q2=3000×30％×35/1000+3000×70％×25/1000=84m³/d

（2）工业企业职工的淋浴用水量Q3：

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.

淋浴用水量：

=0.3×3000×60×0.7+2100×0.2×40=54.6m3/d

（3）工业生产用水量Q4：

=16000m3/d

2.3.3市政用水量Q5：

浇洒道路用水量按每平方米路面每次2.0L计算；每天浇洒2次。

绿化用水量按2L/m2计,每天浇洒2次。

浇洒面积按总面积的5%计算：

绿地面积A=41.35公顷

Q5＝（1250.10×30%×2×10-3×104×2+1250.10×30%×4×10-3×104）×5%

＝832.7m3/d

2.3.4城市的未预见水量和管网漏失水量

按最高日用水量的20%计算。

Q6＝（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）×20%＝18395.32m3/d

2.3.5火车站每小时用水量

Q7＝6×3600×24/1000（m3/d）=518.4（m3/d）

2.3.6最高日用水量Qd：

Qd＝Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6＝92497.5（m3/d）

2.3.7消防用水量：

根据《建筑设计防火规范》该城市消防用水量定额为55L/s，同时火灾次数为2次。

该城市消防用水量为：

Q6＝2×55=110L/s

2.3.8最高时用水量

由于缺乏城市用水变化资料，最高时用水由公式推算得出，

为时变化系数中小城市可取1.3-1.6故此处

=1.6

1712.917L/s

2.4清水池调节容积

由于缺乏城市用水变化资料，一区二区的清水池容积可凭借运转经验按最高日用水量的10％-20％估算：

一区W=18％×

=10584.01m³/d取整W=10000m³/d

二区W=18％×

=16649.46m³/d取整W=16000m³/d

清水池可以设计成一个，但应分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。

2.5管网水力计算

集中用水量主要为工厂的生产用水量和职工生活用水量或其他大用户的用水量，当工人淋浴时间与最大时供水重合时淋浴用水也应该计入集中用水量，否则不计入集中用水量。

2.5.1最大时集中流量为：

从各时段城市用水量变化情况表中可知：

一区：

∑q=0

二区：

∑q=（84+54.6+16000）m3/d+16L/s=190.79L/s

其中1节点处有A厂，9节点处有火车站。

2.5.2比流量计算：

一区：

qs=（Qd-∑q）/∑L=0.0597L/（s.m）

二区：

qs=（Qd-∑q）/∑L=0.0630L/（s.m）

Qd——为最高日最大时用水量L/s

∑q——为大用户集中流量L/s

∑L——管网总的有效长度m

2.5.3沿线流量计算:

沿线流量的计算按下公式

qi-j＝qsＬi-j　　

Ｌi-j—有效长度；m

qs—比流量

一区沿线流量按管段计算见表:

管道编号

管道长度（m）

有效长度（m）

比流量

（L/（s*m））

沿线流量（L/s）

1-2

1470.4

0.0597

87.78288

2-3

1178

0.0597

70.3266

3-4

885.6

0.0597

52.87032

4-5

802

0.0597

47.8794

5-6

684.1

0.0597

40.84077

6-7

802

0.0597

47.8794

7-8

885.6

0.0597

52.87032

8-9

1178

0.0597

70.3266

9-10

1470.4

1470

0.0597

87.759

10-1

684.1

0.0597

40.84077

2-9

684.1

0.0597

40.84077

3-8

684.1

0.0597

40.84077

4-7

684.1

0.0597

40.84077

总和

12092.5

12092.1

0.0597

721.89837

二区管道沿线流量计算表：

管道编号

管道长度（m）

有效长度（m）

比流量（L/（s*m））

沿线流量（L/s）

1-2

933.5

0.063

58.8105

2-3

1399.2

0.063

88.1496

3-4

1236.6

0.063

77.9058

4-5

598.7

0.063

37.7181

5-6

1199.1

0.063

75.5433

6-7

664.2

0.063

41.8446

7-8

1199.1

0.063

75.5433

8-9

1236.6

0.063

77.9058

9-10

486.5

0.063

30.6495

10-11

1399.2

0.063

88.1496

11-12

1598.6

1598.86

0.063

100.7118

5-8

664.2

0.063

41.8446

3-10

776.5

0.063

48.9195

2-11

776.5

0.063

48.9195

12-1

1022.4

0.063

64.4112

总和

15190.9

15191.16

0.063

957.0267

2.5.4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，

qi＝α∑q１　　　　

α:

折算系数取α＝０.５

∑q：

相连的各管段沿线流量和

一区节点流量计算表:

节点

节点流量（L/s）

集中流量（L/s）

节点总流量（L/s）

64.31

99.475

82.015

70.795

44.345

70.795

82.105

99.475

64.31

总和

721.97

二区节点流量计算表:

节点

节点流量（L/s）

集中流量（L/s）

节点总流量（L/s）

64.31

99.475

82.015

70.795

44.345

70.795

82.105

99.475

64.31

总和

721.97

2.6管网平差

2.6.1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：

1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。

2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。

3与干管线垂直的连接管，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：

Ｄ

公式中D—管段管径，m；

　　　　q—管段流量，

；

　　　　　v—设计流速，m/s；

设计中按经济流速来确定管径

平均经济流速与管径的确定

管径／mm

平均经济流速／（m/s）

Ｄ＝100～400

D≥400

0.6～

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