给排水专业系统毕业设计论文.docx
《给排水专业系统毕业设计论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《给排水专业系统毕业设计论文.docx（72页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
给排水专业系统毕业设计论文
给排水专业系统毕业设计论文
前言
生命离不开水，随着现代社会的飞速发展，人类对水资源的重视程度在不断提高。
它不仅仅是重要的基础性自然资源，更是与能源资源同样重要的战略资源。
当前世界都在提倡节约水源，同样中国也面临着极其严峻的水资源问题，表现在以下几个方面。
首先，随着人口、经济、社会的不断发展，人们对水资源的需求越来越大，水资源缺乏所带来的制约也越来越明显。
其次，水环境污染问题加重，由此带来的水质性缺水现象也越来越普遍，特别是山区等贫困地区水源极为匮乏。
第三，全球气候变暖已经成为事实，加剧了水资源在时间和地域上的不均衡分布，由气候变化所带来的各种不确定性问题，给水资源管理带来了更严峻的挑战。
因此，在当前以及今后相当长的时期内，水资源将成为制约我国经济社会发展的关键性因素。
贵州省六盘水市人口众多，为了不影响经济的发展和人民的正常生活，建设给水排水管网系统迫在眉睫。
在此次设计中，我将根据所提供的基础设计资料和图纸，完成六盘水市给水排水管道系统的定线，给排水管道计算和图纸的绘制。
设计的主要内容和深度应按照基本建设程序及有关的设计规定、规程确定。
根据给水管道系统基础数据设计流量计算和水力计算并绘制给水管网分布图。
根据所给污水管道系统基础数据进行设计流量计算和水力计算；确定污水管道系统上某些附属构筑物，如污水中途泵站的设计计算；绘制污水管道系统平面图和纵断面图等。
根据居住区汇水情况，绘制雨水干管分布图。
划分排水流域，进行雨水管渠的定线，计算设计流量和进行水力计算，确定每一设计管段的断面尺寸、坡度、管底标高及埋深；绘制管渠平面图和纵剖面图。
第1章设计资料
1.1设计任务与内容
在本设计中，将根据所提供的基础设计资料和图纸，完成六盘水市给水排水管道系统的定线，给排水管道计算和图纸的绘制。
设计的主要内容和深度应按照基本建设程序及有关的设计规定、规程确定。
通常，给水管道系统的主要设计内容包括：
设计基础数据（包括设计地区的面积、设计人口数、用水定额）的确定；给水管道系统的平面布置；给水管道系统设计流量计算和水力计算。
污水管道系统主要设计内容包括：
污水设计基础数据（包括设计地区的面积、设计人口数、污水定额、防洪标准等）的确定；污水管道系统的平面布置；污水管道系统设计流量计算和水力计算；污水管道系统上某些附属构筑物，如污水中途泵站的设计计算；污水管道在接到横断面上位置的确定；绘制污水管道系统平面图和纵断面图等。
雨水管渠系统是由雨水口、雨水管渠、检查井、出水口等构筑物所组成的一整套工程设施。
雨水管渠设计的主要内容包括：
确定当地暴雨强度公式；划分排水流域，进行雨水管渠的定线，计算设计流量和进行水力计算，确定每一设计管段的断面尺寸、坡度、管底标高及埋深；绘制管渠平面图和纵剖面图。
1.2贵州省六盘水市某地区状况资料
1.2.1自然状况
1.该镇平均风速4m/s，夏季为3m/s。
2.风向：
冬季，西北向，频率20%；夏季，东南向，频率26%；年主导风向，东南向，频率22%。
3.大气压力：
夏季710mmHg；冬季722mmHg。
4.温度：
年平均温度15℃；最高温度40℃；最低温度-1℃。
5.最大冻土深度：
0.6m。
6.地下水水位：
平均距地表8m。
7.地质状况：
地表0.5m为耕土，0.5~1.5m为亚粘土，1.5~4.0m为粘土，4~10m为砂、砾石、卵石层，地表2m处承载能力为2Kg/cm2。
8.河流水文地质状况：
在95%水量保证率下流量为50m3/s，流速1.2m/s；20年一遇洪水时，流量为300m3/s，流速3.0m/s。
9.地震等级：
因水库会诱发地震，故该镇设计按砖-混凝土结构建筑，四层为主。
地震烈度等级按里氏6级。
1.2.2工程现状资料
1.该镇由国家出资建设，规划道路设计宽度25m。
其中人行道宽按3m两侧布设，用混凝土面砖铺设；非机动车道按4m两侧布设；机动车道宽11m均用沥青路面。
2.地表以下敷设有通讯光缆。
给水管道布置标高（管中心）距地表2.0m。
生活污水、雨水管道位于路面下1.5m及以下。
本设计暂不考虑其相互（空间及平面）交叉。
3.地表以下1.5米内设有通讯、天然气、给水管道。
雨水在路中央，本设计
4.人防工程设于城市绿地以下3米处。
5.本地区可自产钢筋混凝土排水管和供应地方建材。
6.电力供应充足。
7.管道建设拟采用招标方式进行。
8.市内排向污水管道的生产废（污）水经局部处理达到排放下水道的标准。
1.2.3远期规划
10年内达到设计人口。
自然人口增长率按2‰考虑，到2024年达到最大人口数，之后实现人口置换水平。
1.3给水管网设计资料
1.3.1原始资料
（1）该镇居住面积上人口密度按700人/公顷计算，按生活用水分区划分属一区。
（2）该镇规划有完善的给水排水设备和家用太阳能热水器，无集中供热水设备。
平均日用水量为110L/人·d，其不均匀系数为K时=1.3。
（3）工业企业用水和工作人员用水
印染厂生产及生活最大用水量为5L/s，设其用水量变化与该镇居民用水同步。
城市污水处理厂最大用水量为10L/s。
（4）公共建筑最高日设计用水量
镇政府：
3.5L/s；中学：
3.5L/s；火车站：
4.0L/s；宾馆：
3.0L/s，车厂：
3.6L/s
（5）浇洒绿地、道路设计用水量按3.0L/s计。
（6）未预见水量：
按设计流量20%考虑。
上述
（1）～（6）项水量之和作为设计水量，由Ⅱ泵站供给。
（7）消防用水：
此水量在管网平差时用作校核用。
1.3.2绘制日用水量变化曲线及计算水塔、清水池容积的数据资料
见表2-1（最高日各时段用水量）
1.4排水管网设计资料
1.4.1排水量的计算设计
1.工业企业排放污水的设计流量计算
印染厂厂内生产、生活污水量按给水的90%计，设总排出管埋深为-2.0米，请将其接入城市污水管道；
2.公共建筑（火车站）设计排水量计算
（1）火车站集中排水量按给水的90%计，设计总排出管埋深为-2.0米
（2）镇政府排水量按给水的90%计，设总排出管埋深为-1.8米，请将其接入城市污水管道；
（3）中学排水量按给水的90%计，设总排出管埋深为-1.5米，请将其接入城市污水管道；
（4）车场排水量按给水的90%计，设总排出管埋深为-1.5米，请将其接入城市污水管道；
（5）宾馆排水量按给水的90%计，设总排出管埋深为-1.8米，请将其接入城市污水管道；
3.城市人口生活污水设计流量计算
人口密度：
700人/公顷居住地
污水量标准：
按给水标准的80%计（有热水淋浴）
1.4.2雨水的设计
暴雨公式:
错误！
未找到引用源。
；q=167i
综合径流系数按地区取值（本设计采用平均径流系数，取0.5）
设计重现期P：
P=3
地面积水时间t1：
t1=20min
折减系数m：
m=1.5
第2章给水管网系统设计
2.1设计水量
该镇居住面积上人口密度按700人/公顷计算，按生活用水分区划分属一区。
该镇规划有完善的给水排水设备和家用太阳能热水器，无集中供热水设备。
平均日用水量为110L/人·d，其不均匀系数为Kd=1.3。
2.1.1最高日用水量计算
（1）居住区最高日生活用水量
Qd=Kd*Nq
式中Kd日变化系数；Kd=1.3
Qd最高日用水量；
q平均日用水量定额，110L/人·d
N设计年限内计划人口数，该镇人口密度700cap/ha,居住面积参考排水管网中表F=227.68ha
Qd=1.3×110×700×227.68×（1+2‰）10=13010193L/d=22836.35m3/d
（2）工业企业用水和工作人员用水
印染厂生产及生活最大用水量为9L/s,城市污水处理厂最大用水为9L/s。
Q2=5+10=15L/s=1296m3/d
（3）公共建筑用水量
镇政府：
3.5L/s；中学：
3.5L/s；火车站：
4.0L/s；宾馆：
3.0L/s，车厂：
3.6L/s
Q3=3.5+3.5+4.0+3.0+3.6=17.6L/s=1520.64m3/d
（4）浇洒绿地、道路用水量
Q4=3.0L/s=259.2m3/d
（5）未预见水量和管网漏水量
按设计流量20%考虑。
上述
（1）～（4）项水量之和作为设计水量，由Ⅱ泵站供给。
Q5=20%（Q1+Q2+Q3+Q4）=0.2×（22836.35+1296+1520.64+259.2）=5182.44m3/d
（6）最大日用水量为
Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5
Qd=22836.35+1296+1520.64+259.2+5182.44=31094.63m3/d
查表2-1为则最高时用水量为
Qh=31094.63×6.1%=1896.77m3/h
2.1.2消防用水量计算
1．室外消防用水量，查《给水工程（第四版）》523页附表3城镇、居住区则消防用水定额为35L/s，同一时间内火灾次数2次，消防历时取两小时则消防用水量为：
Q=35×2×2×3600=504m3
2．室内消防用水量按两处同时发生火灾，各处有两个消火栓同时工作10min,每个水枪流量取5L/s
Q=5×2×2×10×60=12m3
2.2绘制日用水量变化曲线及计算水塔和清水池容积
表2-1最高日各时段用水量（%）
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（%）
2.6
2.5
2.6
2.5
3.0
3.1
4.1
4.8
5.1
5.5
6.1
5.5
时间（h）
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（%）
5.1
5.0
5.0
4.9
4.7
5.2
5.2
5.0
4.1
3.0
2.8
2.6
图2-1最高日用水量变化曲线
清水池和水塔有效容积计算，如下表2-2
表2-2清水池和水塔调节容积计算
时间
（%）
用水量
（%）
二级泵站
供水量（%）
一级泵站
供水量（%）
有水塔时清水池
调节容积（%）
水塔调节容积（%）
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
0~1
2.6
2.99
4.17
-1.18
-0.39
1~2
2.5
2.99
4.17
-1.18
-0.49
2~3
2.6
2.99
4.16
-1.17
-0.39
3~4
2.5
2.99
4.17
-1.18
-0.49
4~5
3.0
3.00
4.17
-1.17
0.00
5~6
3.1
2.99
4.16
-1.17
0.11
6~7
4.1
3.00
4.17
-1.17
1.10
7~8
4.8
5.16
4.17
0.99
-0.36
8~9
5.1
5.16
4.16
1.00
-0.06
9~10
5.5
5.16
4.17
0.99
0.34
10~11
6.1
5.16
4.17
0.99
0.94
11~12
5.5
5.16
4.16
1.00
0.34
12~13
5.1
5.16
4.17
0.99
-0.06
13~14
5.0
5.16
4.17
0.99
-0.16
14~15
5.0
5.16
4.16
1.00
-0.16
15~16
4.9
5.16
4.17
0.99
-0.26
续表2-2
16~17
4.7
5.16
4.17
0.99
-0.46
17~18
5.2
5.16
4.16
1.00
0.04
18~19
5.2
5.16
4.17
0.99
0.04
19~20
5.0
5.16
4.17
0.99
-0.16
20~21
4.1
3.00
4.16
-1.16
1.10
21~22
3.0
2.99
4.17
-1.18
0.01
22~23
2.8
2.99
4.17
-1.18
-0.19
23~24
2.6
2.99
4.16
-1.17
-0.39
累计
100.0
100.00
100.00
12.91
4.02
由表得水塔、清水池调节容积按分别为最高日用水量的4.02%和12.91%。
（1）水塔容积计算：
水塔中需贮存消防用水，因此总容积等于：
W=W1+W2（m3）
式中：
W1调节容积，m3；
W2消防贮水量，m3，按10min室内消防用水量计算。
计算：
W1=4.02%×31094.63=1250m3
W2=5×2×2×10×60=12m3
总容积计算:
W=1250+12=1262m3
（2）清水池有效容积计算：
清水池中除了贮存调节用水以外，还存放消防用水和水厂生产用水，因此，清水池有效容积等于：
W=W1+W2+W3+W4（m3）
式中：
W1调节容积，m3；
W2消防贮水量，m3，按两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，等于最高日用水量的5%-10%；
W4安全贮量，按W1+W2+W3之和的2%计算，m3。
计算：
W1=12.91%×31094.63=4014.32m3
W2=35×2×2×3600÷1000=504m3
W3=8%×31094.63=2487.57m3
W4=2%（W1+W2+W3）=2%×（4104.32+504+2487.57）=140.12m3
因此，清水池的总容积为W=7146.01m3，这里取7200m3。
清水池应设体积相同的两个，如仅有一个，则应分隔或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供。
第3章管网布置及水力计算
3.1管网定线
城镇中有一条香溪河水质良好，可作为生活饮用水水源。
城市地势较平坦，没有太大的起伏变化。
城市街区分布均匀城市中工企业对水质无特殊要求，因而采用统一的供水系统。
城市给水管网的布置取决于城市的平面布置、水源、调结构筑物的位置、大用户的分布等。
主要考虑以：
下几点
（1）定线时干管的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。
干管间距一般采用500m-800m。
（2）循水流方向，以最短的距离布置一条或数条干管，干管位置从水量较大的街区通过。
（3）干管尽量靠近大用户，减小分配管的长度。
（4）干管按照规划道路定线，尽量避免在高级路面或重要路面下通过。
（5）干管与干管的连接使管网成环状网。
连接管的间距考虑在800m-1000m。
（6）力求以最短的距离铺设管线，以减少管网的造价和供水能量费用
3.2管网水力计算
3.2.1比流量计算
最大时集中流量为：
Q=（3.5+3.5+4.0+3.0+3.6+5+10）=32.6L/s
最大时管网总流量：
Q=31094.63×6.1%=1896.77m3/h=526.86L/s
管线总长度:
L=7315m，则比流量为qs=0.06757L/s·m
3.2.2由比流量确定管网的沿线流量
管段
管段长度（m）
沿线流量（L/s）
1-2
830
56.08
2-3
800
54.06
4-5
830
56.08
5-6
800
54.06
7-8
830
56.08
8-9
530
35.81
1-4
560
37.84
4-7
390
26.35
2-5
560
37.84
5-8
390
26.35
3-6
560
37.84
6-9
235
15.87
合计
7315
494.26
表3-1沿线流量计算
3.2.3节点流量计算
表3-2节点流量计算
节点
（L/s）
集中流量（L/s）
节点流量（L/s）
1
1/2×（56.08+37.84）
46.96
2
1/2×（56.08+54.06+37.84）
4.0
77.99
3
1/2×（56.06+37.84）
3.5
49.45
4
1/2×（37.84+26.35+56.08）
60.135
5
1/2×（37.84+26.35+56.08+54.06）
10.1
97.265
6
1/2×（37.84+15.87+54.06）
53.885
7
1/2×（26.35+56.08）
41.215
8
1/2×（26.35+56.08+35.81）
15
74.12
9
1/2×（35.81+15.87）
25.84
合计
494.26
32.6
526.86
3.2.4初步流量分配
图3-1最大用水时流量分配
3.2.5管段直径设计
表3-3管段直径表
管段编号
1-2
2-3
3-二泵站
4-5
5-6
7-8
8-9
设计管径（mm）
300
450
500
250
450
200
250
管段编号
1-4
4-7
2-5
5-8
3-6
6-9
设计管径（mm）
150
150
150
150
600
300
注：
管径确定参照《给水工程》第四版92页表7-1。
3.3最大用水时管网平差
表3-4最大用水时管网平差
环号
管段编号
管长（m）
管径DN（mm）
初分配流量
q（L/s）
v（m/s）
1000i
h（m）
∣h/q∣
Ⅰ
1-2
830
300
53.960
0.7634
3.1921
-2.6495
0.0491
1-4
560
150
7.000
0.4015
2.4661
-1.3810
0.1973
2-5
560
150
6.000
0.3441
1.8714
1.0480
0.1747
4-5
830
250
35.135
0.7215
3.6666
3.0433
0.0866
∑
0.0608
0.5077
△q
-0.0599
Ⅱ
2-3
800
450
137.950
0.8674
2.3851
-1.9081
0.0138
2-5
560
150
6.000
0.3441
1.8714
-1.0480
0.1747
3-6
560
600
258.270
0.9134
1.8060
1.0114
0.0039
5-6
800
450
136.400
0.8576
2.3358
1.8686
0.0137
∑
-0.0761
0.2061
△q
0.1847
Ⅲ
4-5
830
250
35.135
0.7215
3.6666
-3.0433
0.0866
4-7
390
150
18.000
1.0323
13.8646
5.4072
0.3004
5-8
390
150
10.000
0.5735
4.6981
1.8323
0.1832
7-8
830
200
21.935
0.7052
4.7057
-3.9057
0.1781
∑
0.2905
0.7483
△q
-0.1941
Ⅳ
5-6
800
450
136.400
0.8576
2.3358
-1.8686
0.0137
5-8
390
150
10.000
0.5735
4.6981
-1.8323
0.1832
6-9
235
300
67.985
0.9618
4.8935
1.1500
0.0169
8-9
530
250
42.145
0.8655
5.1271
2.7174
0.0645
∑
0.1665
0.2783
△q
-0.2991
图3-2最高日最高时用水环状图
最高时选节点4为控制点，其水压标高=374.03+20=394.03其余节点的水压标高如下表：
表3-5水压标高
节点
地形标高（m）
水压标高（m）
自由水压（m）
节点流量（L/s）
1
374.04
395.411
21.371
46.96
2
375.90
398.061
22.161
77.99
3
377.70
399.969
22.269
49.45
4
374.03
394.03
20
60.135
5
375.50
397.073
21.573
97.265
6
376.60
398.942
22.342
53.885
7
373.30
399.437
26.137
41.215
8
375.01
395.531
20.521
74.12
9
375.55
398.248
22.698
25.84
3.4确定水塔高度、水泵扬程（房屋按4层计算）
3.4.1水塔高度计算
从二泵站到管网的输水管计两条，每条计算流量为222.835/s,选定管DN500,水头损失为h=alq2=2.408m；
从水塔到管网输水管，流量81.19l/s，选定管径DN350，水头损失h=alq2=1.569m。
根据地形图可知各节点地面标高
表3-6节点地面标高
节点编号
1
2
3
4
5
地面标高（m）
374.04
375.90
377.70
374.03
375.50
节点标高
6
7
8
9
地面标高（m）
376.60
373.30
375.01
375.55
最大用水时控制点所需最小服务水头：
Hc=20m（按4层计算）
水塔水柜高于地面高度：
Ht=Hc+hn-（Zt-Zc）
式中Hc控制点要求的最小服务水头，m；
hn按最高时用水量计算的从水塔到控制点的管网水头损失，m；
Zt设置水塔处
升级会员 