重庆大学给排水管网综合设计说明书.docx
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重庆大学给排水管网综合设计说明书
课程设计指导教师评定成绩表
项目
分值
优秀
（100>x≥90）
良好
（90>x≥80）
中等
（80>x≥70）
及格
（70>x≥60）
不及格（x<60）
评分
参考标准
参考标准
参考标准
参考标准
参考标准
学习态度
15
学习态度认真，科学作风严谨，严格保证设计时间并按任务书中规定的进度开展各项工作
学习态度比较认真，科学作风良好，能按期圆满完成任务书规定的任务
学习态度尚好，遵守组织纪律，基本保证设计时间，按期完成各项工作
学习态度尚可，能遵守组织纪律，能按期完成任务
学习马虎，纪律涣散，工作作风不严谨,不能保证设计时间和进度
技术水平与实际能力
25
设计合理、理论分析与计算正确，实验数据准确，有很强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献查阅能力强、引用合理、调查调研非常合理、可信
设计合理、理论分析与计算正确，实验数据比较准确，有较强的实际动手能力、经济分析能力和计算机应用能力，文献引用、调查调研比较合理、可信
设计合理，理论分析与计算基本正确，实验数据比较准确，有一定的实际动手能力，主要文献引用、调查调研比较可信
设计基本合理，理论分析与计算无大错，实验数据无大错
设计不合理，理论分析与计算有原则错误，实验数据不可靠，实际动手能力差，文献引用、调查调研有较大的问题
创新
10
有重大改进或独特见解，有一定实用价值
有较大改进或新颖的见解，实用性尚可
有一定改进或新的见解
有一定见解
观念陈旧
论文（计算书、图纸）撰写质量
50
结构严谨，逻辑性强，层次清晰，语言准确，文字流畅，完全符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸非常工整、清晰
结构合理，符合逻辑，文章层次分明，语言准确，文字流畅，符合规范化要求，书写工整或用计算机打印成文；图纸工整、清晰
结构合理，层次较为分明，文理通顺，基本达到规范化要求，书写比较工整；图纸比较工整、清晰
结构基本合理，逻辑基本清楚，文字尚通顺，勉强达到规范化要求；图纸比较工整
内容空泛，结构混乱，文字表达不清，错别字较多，达不到规范化要求；图纸不工整或不清晰
指导教师评定成绩：
指导教师签名：
年月日
给排水管网综合设计说明书目录
第2章给水管道设计
2.1设计方案比较
2.1.1给水系统的体制及选择
2.1.2二泵站供水方案设计
2.2给水管道设计
2.2.1管道定线
2.2.2给水管道的水力计算
2.2.2.1基础数据
2.2.2.2电算
2.2.2.2.1方法一：
运用LOOP程序进行平差计算
2.2.2.2.1.1最高日最大时供水时
2.2.2.2.1.2最大转输校核
2.2.2.2.1.3消防校核
2.2.2.2.1.4事故校核
2.2.2.2.2方法二：
运用鸿业软件进行平差计算
2.2.2.2.2.1最高日最大时供水时
2.2.2.2.2.2最大转输校核
2.2.2.2.2.3消防校核
2.2.2.2.2.4事故校核
2.2.3给水管道的管材及接口
3.2.3污水干管的敷设方式、管材、接口及基础
4.1.管网综合设计的原则
4.2.设计范围及内容
4.3.各管线现状
4.4各管网布置方案、管道材料及主要设计参数
4.5管线综合平面布置
4.6管线综合断面布置
1.1水量计算
1.1.1综合生活用水量
1.1.2工业企业用水量
1.1.3浇洒道路和绿地用水量
1.1.4管网漏损水量
1.1.5未预计水量
1.1.6消防用水量
1.2二泵站供水及及清水池，水塔容积计算
1.2.1二级泵站供水方案设计
1.2.1分时用水量计算表
1.2.2清水池，水塔容量计算
1.3管网定线
1.4管网水力计算
1.4.1基础数据
1.4.2电算
1.4.2.1方法一：
运用LOOP程序进行平差计算
1.4.2.1.1最高日最大时供水时
1.4.2.1.2最大转输校核
1.4.2.1.3消防校核
1.4.2.1.4事故校核
1.4.2.2方法二：
运用鸿业软件进行平差计算
1.4.2.2.1最高日最大时供水时
1.4.2.2.2最大转输校核
1.4.2.2.3消防校核
1.4.2.2.4事故校核
1.5确定水塔高度，二泵站扬程及管网各节点的水压
2.1.1量取街区面积，制作街区面积表
参考文献
第一篇给排水管网综合设计说明书
第一章设计原始资料与设计任务
重庆大学本科学生课程设计任务书
课程设计题目
某城镇给排水管道系统综合设计
学院
城市建设与环境工程学院
专业
给水排水工程
年级
2009级
已知参数和设计要求：
（一）城市（含工业区）总平面图一张，比例1∶5000，等高线间距100米。
（二）城市基础资料
1.城市位于青藏高原，某江的上游；给水水源位置见城市总平面图。
2.城区地质情况良好，土壤为砂质粘土，冻土层厚度1.5米，地下水位距地表14m；该市的地貌属高原地区，海拔标高在4280m左右，地势平坦。
3.城市居住区面积见图纸，给水人口普及率为100%，污水收集率95％；城市总人口见附表（每位同学设计人口数不同）。
4.居住区建筑为六层及六层以下的混合建筑；城市卫生设备情况，室内有给排水设备和淋浴设备。
5.暴雨强度公式：
三个不同的城镇分别选用如下不同的暴雨强度公式。
（L/s·ha）；
（L/s·ha）；
（L/s·ha）；
城市常年主导风向为西南风，多年平均风速3m/s，极端风速23m/s。
6.本城镇附近某河流穿城而过，河流历史最高洪水位4280m，二十年一遇洪水位4260，95%保证率的枯水位4244m，常水位4250m，河床标高4238m，平均水面坡降1.4‰。
7.由城市管网供水的工厂为造纸厂，生产能力为2吨/日（每吨纸耗水量为500m3），该厂按三班制工作，每班人数为300人，每班淋浴人数25%；该厂建筑物耐火等级为三级，厂房火灾危险性为丙级，建筑物体积约为2500m3；对水压无特殊要求，个别生产车间压力不足，自行加压解决。
8.城市管网供水的长途客运车站用水量280米3/日；
9.未预见水及管漏系数取K=1.2。
10.老城区中有部分合流制管渠，但多为石砌暗沟，设在人行道下面，盖板裸露地面。
由于断面较小，加以年久失修，有的已堵塞或断裂。
新城区中建有一些分流制排水管网，但未真正分流。
由于排水管道长度短，覆盖率低，城区中未有形成排水管网，致使城区污水未经处理就排入水体，对某江造成严重污染。
为了保护环境，防止某江水质的进一步恶化，推进该市经济的持续发展，因此要求建设排水管渠，对该市污水进行收集、处理，以适应市政建设发展的需要。
11.城区主要工厂的工业废水量及职工人数见表1，污水水质见表2。
工厂污水经局部处理后，其水质符合CJ18-86《污水排入城市下水道水质标准》，可与城市生活污水合并进行处理，或经局部处理后，其水质符合GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》的规定，可直接排入水体。
表1主要工厂的工业废水量
工厂名称
工业废水
设计污水流量
职工人数
生产
污水
（m3/d）
生产
废水
（m3/d）
第一班
第二班
第三班
淋浴人数
百分比
热车间
一般车间
热车间
一般车间
热车间
一般车间
热车间
一般车间
甲厂
45
64
386
486
297
440
320
440
84
45
乙厂
30
52
299
278
248
460
260
460
72
32
丙厂
23
40
254
341
230
345
210
380
71
41
表2主要工厂污水水质
工厂
项目
甲厂
（制糖厂）
乙厂
（造纸厂）
丙厂
（锻压厂）
BOD5（mg/l）
600-1200
1100
30-80
SS（mg/l）
300-1500
2000
100-400
COD（mg/l）
1200-2400
600
60-160
12.主要大型公共建筑主要有火车站、公园、医院、旅馆等，具体集中流量见表3。
表3公共建筑设计流量
公共建筑
汽车站
公园
医院
旅馆
设计流量
280m3/d
7.8l/s
6.4l/s
6.8l/s
13.城市地面覆盖种类见表4。
表4城市地面覆盖种类
地面种类/％
屋面
混凝土路面
碎石路面
绿地
非铺砌路面
老城区（Ⅰ区）
30
20
12
20
18
新城区（Ⅱ区）
32
15
18
25
10
注：
以城市的面积为100％计算。
学生应完成的工作：
1.设计计算
（1）计算各种用水量，编制城市逐时合并用水量图表。
（2）进行给水管网定线布置，确定水厂及水塔（或高位调节水池）位置。
（3）拟定水泵工作制度，确定计算管网的几种情况，进行管网计算。
（4）决定水塔高度和二泵站扬程。
（5）计算管网各节点的自由水头。
（6）划分污水及雨水汇集面积，进行污水管、雨水管和合流制管道的定线布置
（7）计算各种污水管道、雨水管道及合流制管道设计流量
（8）完成各种排水管道的水力计算
2.编写设计计算说明书一份
说明书中应列举作为设计根据的资料、详细阐述方案选择的理由及全部计算过程，并附有必要的草图（可用单线表示注明尺寸）。
说明书要求计算正确，叙述清楚，简明扼要，文字通顺，篇幅30页左右。
3.绘制下列设计图各一张
（1）城市给水管网平面布置图；
（2）城市排水管网平面布置图；
（3）给水干管节点详图；
（4）污水主干管纵断面图及雨水干管纵剖面图；
（5）城市给排水综合管网平面及断面布置图。
目前资料收集情况（含指定参考资料）：
参考资料：
1．中国市政工程西南设计研究院主编，给水排水设计手册（第二版）第1册《常用资料》，北京：
中国建筑工业出版社，2000
2．中国市政工程西南设计研究院主编，给水排水设计手册（第二版）第3册《城镇给水》，北京：
中国建筑工业出版社，2000
3．北京市政工程设计研究总院主编，给水排水设计手册（第二版）第5册《城镇排水》，北京：
中国建筑工业出版社，2000
4．北京市政工程设计研究总院主编，给水排水设计手册（第二版）第6册《工业排水》，北京：
中国建筑工业出版社，2000
5．中国市政工程东北设计研究院主编，给水排水设计手册（第二版）第7册《城镇防洪》，北京：
中国建筑工业出版社，2000
6．于尔捷、张杰主编，给水排水工程快速设计手册第1册《给水工程》，北京：
中国建筑工业出版社，1996
7．于尔捷、张杰主编，给水排水工程快速设计手册第2册《排水工程》，北京：
中国建筑工业出版社，1996
8．中华人民共和国国家标准，《室外给水设计规范》GB50013-2006，北京：
中国计划出版社，2006
9．中华人民共和国国家标准，《室外排水设计规范》GB50014-2006，北京：
中国计划出版社，2006
10．中华人民共和国建设部主编，给水排水制图标准GB/T50106-2001，北京：
中国计划出版社，2002
11．中华人民共和国国家标准，城镇污水处理厂污染物排放标准GB18918-2002
课程设计的工作计划：
1．布置设计工作2学时
2．计算用水量、编制逐时合并用水量图表6学时
3．给排水系统方案的确定4学时
4．给水管网定线布置、确定水厂及水塔（或高位调节水池）位置6学时
5．污水管道的布置和定线4学时
6．雨水管渠的布置和定线3学时
7．拟定水泵工作制度，进行管网计算8学时
8．决定水塔高度和二泵站扬程、计算管网各节点自由水头7学时
9．污水管道的设计流量计算4学时
10．污水主干管的水力计算6学时
11．雨水管渠的设计流量计算及水力计算6学时
12．绘制给水及排水管道平面图12学时
13．绘制给水干管水力坡线图、给水干管节点详图和最大用水量管网的等水压线
8学时
14．绘制污水主干管及雨水干渠的纵断面图6学时
15．绘制给水排水管道综合平面及断面图6学时
16．整理说明书8学时
任务下达日期年月日
完成日期年月日
指导教师（签名）
学生（签名）
说明：
1、学院、专业、年级均填全称，如：
城市建设与环境工程学院、给排水工程、2003。
2、本表除签名外均可采用计算机打印。
本表不够，可另附页，
第二章给排水管道设计
2.1设计方案比较
2.1.1给水系统的体制及选择
给水系统分为统一给水系统和分系统给水系统（包括分质给水系统、分区给水系统及分压给水系统）。
本实例中，该城镇工业用水量占总供水量比例较小，且地形较为平坦，故可采用单一水质、水压进行统一供水，不必分区、分质或分压供水。
另外，从实例的具体水源情况及铺设管道的距离来看，该城镇水源为地下水源，且取水点位于城镇中部，较为经济。
综上，本实例选择采用统一给水系统。
2.1.2二级泵站供水方案设计
所给基础资料有：
一天中各小时的城市居民用水量所占百分数及一天中各小时的车间生活用水量所占百分数，该城镇总人口数等。
列出分时用水量计算表，最终得出该城镇分时用水量百分数曲线如下：
可以由分时用水量百分数曲线看出，该城镇分时用水量总体呈现出“中间多两头少”的规律（从1时到5时用水量较小，从6时到22时用水量较大，最后从23时到24时用水量再次回落），因此二泵站可以按此规律分两级供水，1～5时及23～24时为一级供水，二泵站供水量占全日供水量百分数为2.14%；6～22时为二级供水，二泵站供水量占全日供水量百分数为5.00%。
进而可由此绘制出二泵站供水百分数曲线如上图所示。
2.2给水管道设计
2.2.1管道定线
根据基础资料，该城镇地处平原地区。
以使各街区均有接管地点，并能获取足量、安全的用水为基础，考虑道路建设及城市发展等因素，遵循管网定线的基本原则：
①.干管应通过两侧负荷较大的用水区，并以最短距离向用户送水。
②.靠近道路、公路，以便于施工及维修。
③.利于发展，并考虑分期修建的可能性。
④.干管尽量沿高地布置，使管道内压力较小，而配水管压力则更高些。
⑤.注意与其他管线交叉时平面与立面相隔间距的规定与要求。
对该城镇进行管网定线，并给各节点及管段编号，具体定线方式如所附1#大图所示。
2.2.2给水管道的水力计算
2.2.2.1基础数据
首先准备进行管道平差所需基础数据，即管段沿线流量计算表和节点流量计算表。
2.2.2.2电算
2.2.2.2.1方法一：
运用LOOP程序进行平差计算
2.2.2.2.1.1最高日最大时供水时
进入LOOP程序后，出现界面：
选择“C”创建一个新文件，即进入下一界面：
工程名称（TITLE）命名为“zuidashi”；管段数（NO.OFPIPES）输入98；节点数NO.OFNODES）输入69；高峰因子（PEAKFACTOR）输入1；最大水力坡度（MAXHL/KM）输入8；最大流量修正值（MAXUNBALANCE）输入0.001。
输入完毕回车即进入下一界面：
管段编号（PIPENO.）输入1；起始节点编号（FROMNODE）输入1；终到节点编号（TONODE）输入2；管段长度（LENGTH（M））输入378；管段直径（DIA（MM））输入400；海曾-威廉系数（HWC）：
由《给水工程》教材41页表5-5查得旧铸铁管的海曾-威廉系数为100。
以此类推，直至将98条管段输入完毕。
输入完毕后进入下一界面：
节点编号（NODENO.）输入1；节点流量给定方式（FIX）输入0（跳过，无值）；节点流量（FLOW（LPS））输入-6.78；节点地面高程（ELEV（M））输入4280.7。
依此类推，直至将69个节点均输入完毕。
输入完毕后即进入下一界面：
节点编号（NODENO.）输入1（水厂处节点）；已知的节点水头海拔标高（GRADELINE）设为4308.7（1节点地面标高加上28米自由水头）。
输入完毕后，保存即可执行“Run”（运行）命令，根据所得数据进行调试（调节输入的各管段管径DIA），直至输出符合要求的流速（VELOCITY）及水力坡度（HEADLOSS）；同时应对先前选定的控制点进行调整，使该点对应自由水头最小（28.00m），其余各点保证在40～60m范围内，最高不超过80m。
最后对输出的结果截屏，粘贴到Excel中。
2.2.2.2.1.2最大转输校核
通过计算得出转输时管网进入水塔的流量为42.02L/s，转输时城市用水量为202.22L/s，二泵站供水量为244.23L/s，最大时城市用水量为344.08L/s。
最大转输时，管网中除水厂、水塔节点外，各节点流量均减小，因而高峰因子应设置为0.59（转输时城市用水量/最大时城市用水量），同时水厂、水塔节点流量应固定（将节点流量给定方式（FIX）置为1）。
此时执行“Run”（运行）命令即可得出最大转输时的各数据。
观察数据，看是否满足所有水压大于等于28m，出厂水压不超过最大时，水塔水压大于最大时水塔水压，若不满足则调整管网，直至满足为止。
2.2.2.2.1.3消防校核
消防时，在最大时基础上加消防，查得同一时间内的火灾次数为2次，一次灭火用水量为35L/s，将一处置于控制点66，另一处置于20节点，在20节点流量基础上加上35L/s，将控制点的节点水头调节为地面高程加10m，再执行“Run”（运行）命令。
若输出结果中出厂压力不高于最大时压力则通过；若略高则调整部分管径；若高出太多则设消防泵。
2.2.2.2.1.4事故校核
事故时，设某一管段遭到破坏，此时各未破坏的管段须保证正常供水时流量的70%，因此删除破坏管段，将各未破坏管段节点流量均乘以高峰因子0.7，执行“Run”（运行）命令即可得出事故时的各所需数据。
若最不利点28m水厂出水压力和水塔压力均不高于最大时则通过。
2.2.2.2.2方法二：
运用鸿业软件进行平差计算
本次我运用鸿业市政管线6.0-CAD2005软件进行了管网平差计算。
2.2.2.2.2.1最高日最大时供水时
在鸿业软件中打开城镇土地利用规划图，点击“设置”按钮，选择“设工程名”，设置工程名称为“给水设计”，而后弹出以下对话框：
选择管材为球墨铸铁管。
点击“给水”按钮，选择“交互布管”，而后在图中按设计的方案画出管线；点击“给水”按钮，选择“节点编号”→“主节点编号”，在图中选择给水节点，并输入相应的节点编号；点击“平差”按钮，选择“平差计算”，出现以下对话框：
在“管道参数”中输入管段的起端-末端节点编号、管径、管长（粗糙度将会自动给出，其值为110），在“节点参数”中输入节点编号、地面高程、设计节点流量。
点击“计算”按钮，将会出现所得数据列表；点击“赋回图面”将数据赋到图中；点击“写计算书”可得到记事本格式的计算数据列表。
2.2.2.2.2.2最大转输校核
在“平差计算”对话框中选择“平差计算类型”为“最大转输校核”，设置“最大转输时供水系数”为0.59，将“节点参数”中水厂及水塔节点（1及61节点）流量更改为最大转输时对映流量即可进行“计算”、“赋回图面”、“写计算书”等操作。
2.2.2.2.2.3消防校核
在“平差计算”对话框中选择“平差计算类型”为“消防校核”，设置“最小自由水头”为10.0m，将“节点参数”中水厂及水塔节点（1及61节点）流量更改为消防时对映流量，在66节点（控制点）及17节点分别加上35L/s的消防流量，即可进行“计算”、“赋回图面”、“写计算书”等操作。
2.2.2.2.2.4事故校核
点击“平差”按钮，选择“定义事故管”，在图中选择事故管，在“平差计算”对话框中选择“平差计算类型”为“事故校核”，将“节点参数”中水厂及水塔节点（1及61节点）流量更改为事故时对映流量，删去消防流量，将39管段（通过桥梁）“事故管”选项选择为“是”，即可进行“计算”、“赋回图面”、“写计算书”等操作。
2.2.3给水管道的管材及接口
根据本次任务要求，选择给水管道为球墨铸铁管，其接口形式为承插式接口。
根据《给水工程》教材102页：
承插式接口适用于埋地管线，安装时将插口插入承口内，两口之间的环形空隙用接头材料填实。
第3章排水管道设计
3.1设计方案比选
3.1.1排水系统的体制及选择
由本次课程设计任务书可知：
城市排水现状是，老城区中有部分合流制管渠，但多为石砌暗沟，设在人行道下面，盖板裸露地面。
由于断面较小，加以年久失修，有的已堵塞或断裂。
新城区中建有一些分流制排水管网，但未真正分流。
由于排水管道长度短，覆盖率低，城市中未形成排水管网，致使城区污水未经处理就排入水体，对某江造成严重污染。
1.采用直排式合流制排水体制：
管渠系统的布置就近坡向水体，分若干个排水口，混合的污水不经处理和复用直接就近排入水体。
这样虽然方案简单、极大地降低了管网建设费用，但无法达到任务书中“防止某江水质的进一步恶化，推进该市经济的持续发展”的目标，因此不选择该种方案。
2.采用全处理式合流制排水体制：
将污水雨水用同一管渠系统收集并全部送入污水处理厂进行处理。
这样虽然将污水全部处理，对环境保护较为有利，但建设费用较高，且这样管渠过水断面很大，而在晴天时流量小，流速低，往往在管底形成淤积，会给管理、运行、维护带来诸多不便。
《城市排水工程规划规范》（GB50318-2000）中2.2.4规定：
“合流制排水体制适用于条件特殊的城市，且应采用截流式合流制。
”所以不采用以上两种合流制。
3.采用截流式合流制排水体制：
在早期直排式合流制排水系统的基础上，临河岸边建造一条截流干管，同时，在截流干管处设溢流井，并设污水厂，晴天和初雨时，所有污水都排送至污水厂，经处理后排入水体；当雨量增加，混合污水的流量超过截流干管的输水能力后，将有部分混合污水经溢流井溢出直接排入水体。
这样在同一管渠内排除所有的污水，管线单一，管渠总长度减少，造价降低，对管网系统的管理水平要求较低，同时可以减少直接进入河流的污水量，在一定程度上减轻污染。
环境保护方面，由给定的暴雨强度公式可知该城镇年降雨量较大，因此在雨季降雨强度大或历时过长时，部分雨污水混合后直接排入水体，造成水体的周期性污染；在暴雨径流之初，原沉淀在合流管渠的污泥被大量冲起，经溢流井溢人水体。
另外造价方面，截流管、污水处理厂的设计规模都比分流制排水系统大，截流管的埋深也比单设雨水管渠的埋深大。
在维护管理上，晴天时合流制管道中为部分流，流速较低，易于产生沉淀；并且晴雨天进入污水厂的水量变化很大，，这些都在一定程度上增加了管网的运行管理费用。
从水质的角度看,分流制与合流制有各自的适用条件:
在环境卫生较好的地区,分流制带来的污染物更少,更适合采用分流制;反之,采用合流制的同时对溢流水采取必要的控制措施也不失为一种可选方案，这里由于该城镇地处青藏高原，可以认为其环境卫生较好，其开发强度、工业发展程度较经济发达地区低。
综合考虑以上各点，这里不采用截留式合流制。
4.不完全分流式排水体制：
只设有污水排水系统，没有完整的雨水排水系统。
污水通过污水排水系统，处理后排入水体，而雨水沿天然地面，街道边沟，水渠等排泄。
从而投资节省，且
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