小郭课程设计给水部分.docx
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小郭课程设计给水部分
0
给水排水管网系统课程设计
学生学号：
201000918
学生姓名：
郭文婷
指导老师：
王宝山
兰州交通大学环境与市政工程学院给水排水系
第一部分任务书
一、设计题目：
某县城区室外给水排水管网设计
二、设计任务及内容
（一）给水管网设计
1、计算最高日用水量
2、计算最高时秒流量
3、选择给水系统进行管网及输水管定线
4、进行管网水力计算
5、确定水塔或水池调节容积
6、确定二级泵站扬程和设计流量
（二）排水管道设计
1、制定该县排水系统规划，选择排水体制；
2、城市污水和雨水管道系统的定线；
3、城市污水各设计管段和雨水一根干管各设计管段的流量计算；
4、城市污水各设计管段和雨水一根干管的水力计算
三、应完成的设计成果
1、设计计算说明书一份（50页左右。
包括设计说明、水量、水力计算表格及草图）。
2、铅笔绘图纸3张（室外管网）
①绘制给水排水管网总平面布置图一张
②管网起点至控制点选定线路的纵断面图一张
比例横1:
1000纵1:
200
或横1:
500纵1:
100
③、排水管道某一干管纵剖面图一张，比例纵向1：
100-200
横向1：
500
四、设计原始资料
1、县城平面图
该县城为我国西北地区一小县城，城内有工厂数家及部分公共建筑。
居民区居住人口在规划期内近期按268人／公顷设计，远期按318人/公顷考虑。
最高建筑为六层楼，室内有给排水设备，无淋浴设备，给水普及率为近期85%，远期90%。
居住区时变化系数为Kh为1.5。
2、规划期内大用户对水量、水质和水压要求资料见用户对水量、水压要求一览表（表1）。
3、浇洒道路用水：
60m3/d，绿地用水：
140m3/d，
4、未预见水量按最高日用水量的15～25%计算。
5、消防用水量、水压及延续时间按规范要求确定。
6、该区地表水污染严重，水质不好，故近期不考虑采用地表水作为水源。
7、气象资料
（1）主导风向：
夏季东南风，冬季东北风
（2）年最高温度39℃，年最低温度-8℃
（3）年平均降雨量：
800mm
（4）最大积雪深度0.4m，最大冰冻深度1.0m
（5）土壤性质：
（最低处）
0.4m-0.8m垦殖土
0.8m-3.8m粘沙土
3.8m-8m中沙及砂石
（6）地下水位深度：
10.0m（最浅）；地下坡度：
0.2％
（7）地震等级：
中国地震划分为七级地震区
（8）该县城暴雨强度公式（注意：
选择其中一个）
①
②
③
（9）地面径流系统φ＝0.31；0.38；0.40；0.45；0.50
（10）地基承载力2.0Kg/cm2
（11）可保证二级负荷供电
8、地面水系：
（1）最高水位31.5
（2）最低水位27.5
（3）常水位29.0
9、材料来源及供应：
本地区自产砖、混凝土及混凝土管。
附表1用户对水量、水压要求一览表
序号
用水单位名称
近期用水量（m3/d）
远期用水量（m3/d）
每日班次
时变化系数
水压要求
（Kg/cm2）
生产
生活
生产
生活
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
化肥厂
磷肥厂
化工厂
发电厂
橡胶厂
陶瓷厂
汽修厂
水泵厂
仪表厂
洗煤厂
400
350
400
500
200
250
300
200
200
400
25
25
30
30
35
30
35
20
20
35
500
450
500
550
300
350
400
350
300
500
35
40
50
45
45
50
45
35
35
45
2
2
3
3
2
1
2
3
1
2
1.8
1.4
1.5
1.7
1.3
1.3
1.9
1.2
2.0
1.4
2.0
2.0
1.6
1.2
1.8
1.2
1.8
2.0
1.2
1.6
注：
每班8小时
第二部分指示书
一、目的与任务
给水排水管道设计的目的是使学生巩固所学课程内容并加以系统化，联系工程实际树立正确设计思想，培养分析问题和解决问题的能力，学习编写说明书、使用规范、查阅参考资料和运用设计手册及其他工具书；提高计算机能力和绘图能力。
给水管道设计的任务是根据给出的各项原始资料计算用水量、选择给水系统进行管网及输水管定线、进行管网水力计算、确定水塔或水池调节容积，并将计算成果用文字与图纸表达说明。
排水管道设计的任务就是根据给出的各项原始资料，选择管道系统的体制，布置管道系统，计算设计污水量、雨水量、进行水力计算，并将计算成果用文字与图纸表达说明。
二、工作步骤
I、给水管道部分
（一）用水量计算
1、居民区用水量计算
按街道建筑层次及卫生设备情况，根据规范采用最高日每人每日综合生活用水量，用加权平均计算出居民区的每人每日用水量，并应用下列公式计算出居民区的最高时流量Q1
2、工业企业用水量Q2
工厂作为集中流量，根据所提供的最高日平均流量及工作班次，变化系数，确定这些单位最大秒流量，可列表进行。
3、计算市政用水Q3及未预见水量Q4
4、计算管网最高时总用水量Qh
Qh=Q1+Q2+Q3+Q4
5、计算各水源供水量
最高时要求水厂供应70%设计流量，其余由水塔或高位水池供给。
（二）选择给水系统进行管网及输水管定线
1、弄清县城平面图、地形、水体、街坊布置情况，绘制等高线；
2、选择给水系统、确定水塔或高位水池的位置
3、进行管网及输水管定线，对管段、节点进行编号；绘制管网图
（三）计算最高时工况下节点流量、管段设计流量、确定管段直径
1、计算比流量
2、计算沿线流量
3、计算节点流量
以上计算可列表进行。
4、按照节点流量平衡条件、依据供水经济性和安全可靠性初步分配各管段设计流量
5、根据各管段设计流量确定管道直径
（四）进行最高时工况下管网水力计算
1、选择平差方法，进行管网水力计算，求出各管段实际流量、水头损失、管段流速及各节点压力水头、自由水压。
2、确定泵站扬程及水塔高度，确定水泵型号及台数。
（清水池水位=其所在地地面标高—1.0m）
3、绘制管网平差草图，图上注明各管段主要水力参数。
图例：
（五）管网校核
1、消防时校核
（1）确定火灾发生点位置
（2）火灾流量全部由二级泵站供给
（3）采用水头校核法校核
（4）绘制管网平差草图
2、最大转输时校核
最大转输时管网用水量按最高时用水量的30%计算
（1）二泵站供水量按最高日平均时计算
（2）采用水头校核法校核
（3）绘制管网平差草图
3、事故时校核
（1）确定最不利管段
（2）事故时管网用水量按最高时用水量的70%计算
（3）二泵站供水量按最高时用水量的50%计算，其余由水塔供给。
（4）采用水头校核法校核
（5）绘制管网平差草图
（六）确定清水池、水塔调节容积
1、清水池有效容积按最高日用水量的10～20%计。
2、水塔有效容积按最高日用水量的2.5～3%计。
（七）绘图
1、管网总平面布置图一张
（1）比例1：
10000
（2）图上标明管段结构参数
图例：
L（m）----D（mm）
（3）选定2-3个节点绘制节点详图
2、管网起点至控制点选定线路的纵断面图一张
比例横1:
1000纵1:
200
或横1:
500纵1:
100
纵剖面图表头格式如下：
（见表2）
表2
10
10
10
10
10
地面标高
管底标高
管道坡度
水平距离
节点编号及转折点
Ⅱ排水管道部分
（一）管道系统的规划及排水系统的选择
1、弄清县城平面图、地形、水体、街坊布置情况，绘制等高线；
2、确定排水系统的区界及排水系统体制，污水出路；
3、排水管道布置形式：
（1）确定主干管走向，污水厂、出水口及提升泵站位置；
（2）根据地形及街坊的布置确定支管的布置方式；
（3）对支管、干管进行编号，布置检查井。
（二）污水量计算
1、居民区污水量计算
按街道建筑层次及卫生设备情况，根据规范采用每人每日排水量，用加权平均计算出该街坊的每人每日排水量，并应用下列公式计算出该街坊的比流量q0
根据支管的布置和实际地形的分水线，对街坊划分排水范围，进行流量计算，平均分配到所邻近的排水管道。
2、工厂作为集中流量，根据所提供的日平均流量及工作班次，变化系数，确定这些单位最大秒流量，可列表进行。
3、流量计算可按各支管、干管所接受街坊和集中流量汇总成表格，形式见教材“污水干管设计流量计算表”。
4、关于总变化系数K总的确定，只是对沿线流量包括本段流量和转输流量，每一管段分析按该管段的平均流量值大小按规范确定。
5、雨水管道流量计算，根据教材所叙述的有关内容和规范，结合本地区实际情况确定重现期T和地面径流时间t1。
（三）管道系统的水力计算及设计
1、确定最小埋设深度和沟道的控制点，计算该管段的起始埋深；
2、进行水力计算：
水力计算时，根据管道布置绘成计算草图，在各管道上标明各段长度、流量、流速、充满度、管径和坡度；
3、根据水力计算结果，考虑管道埋深及沿线地质资料，地震烈度等，确定采用管道接口方法和基础形式；
4、雨水管道水力计算和流量计算在同一表上进行。
（四）绘图
1、管道系统的总平面图，可直接用彩色铅笔绘在所给图纸上，图上表明各管段主要水力因素如：
污水管：
雨水：
L（m）-D（mm）-I
2、管道纵剖面图比例：
垂直方向1：
100～200
水平方向：
1：
5000～10000（单位：
mm）
纵剖面图表头格式如下：
（见表3）
表3
10
10
10
10
10
10
地面标高
管径、坡度
流量、充满度、流速
管底标高
水平距离
检查井编号及转折点
（五）说明书和计算书
1、说明书内容：
包括设计任务来源及原始资料，设计要求，设计指导思想及计算原则；设计中采用的技术参数；主要干线管道材料数量，管底基础形式，接口方法；管道上的建筑物及特殊构建物（跌水井，倒虹管、阀门井）的设置等。
2、计算书包括计算表格和计算草图，装订成册
三、参考资料
1、室外排水设计规范GBJ14-87，（1997年局部修改条文）中国建筑工业出版社出版。
2、室外给水设计规范GBJ13-86。
（1997年局部修改条文）中国建筑工业出版社出版。
3、给排水设计规范手册，第二册、第三册、第五册、第六册。
中国建筑工业出版社出版
4、《给水排水管网系统》）严熙世、刘遂庆主编中国建筑工业出版社出版。
5、《排水工程（上册）》（第四版）孙慧修主编，建筑工业出版社。
6、《给水工程》（第四版），严熙世主编中国建筑工业出版社出版。
注：
表头尺寸以毫米计
附图标题栏格式（单位mm）
图纸名称
10
10
10
设计学生
图号
指导教师
日期
25252525
.给水管道部分
1．用水量计算
（1）居民生活用水量计算
按街道建筑层次及卫生设备情况，根据规范采用最高日每人每日综合生活用水量，用加权平均计算出居民区的每人每日用水量。
县城最高建筑为六层楼，室内有给排水设备，无淋浴设备。
根据规范取每人每天用水定额为200L/cap.d，近期人口密度268人/公顷，远期人口密度318人/公顷，给水普及率近期85％，远期90％。
居住区时变化系数为1.5。
计算公式及计算表如下所示：
居民生活用水量计算表
序号
图上
面积
㎡
实际
面积
㎡
近期
人口
远期
人口
近期最高
日用水量
m³
远期最高
日用水量
m³
近期最高
时用水量
L/s
远期最高
时用水量
L/s
1
1148.9156
28723
770
913
130.90
164.34
2.27
2.85
2
751.5107
18788
504
597
85.68
107.46
1.49
1.87
3
735.6235
18391
493
585
83.81
105.30
1.46
1.83
4
847.8141
21195
568
674
96.56
121.32
1.68
2.11
5
981.7722
24544
658
781
111.86
140.58
1.94
2.44
6
943.6681
23592
632
750
107.44
135.00
1.87
2.34
7
813.7119
20343
545
647
92.65
116.46
1.61
2.02
8
623.1472
15579
418
495
71.06
89.10
1.23
1.55
9
926.8803
23172
621
737
105.57
132.66
1.83
2.30
10
241.699
6042
162
192
27.54
34.56
0.48
0.60
11
617.1178
15428
413
491
70.21
88.38
1.22
1.53
12
654.3419
16359
438
520
74.46
93.60
1.29
1.63
13
491.5413
12289
329
391
55.93
70.38
0.97
1.22
14
703.3414
17584
471
559
80.07
100.62
1.39
1.75
15
281.3727
7034
189
224
32.13
40.32
0.56
0.70
16
449.5577
11239
301
357
51.17
64.26
0.89
1.12
17
841.4781
21037
564
669
95.88
120.42
1.66
2.09
18
416.1831
10405
279
331
47.43
59.58
0.82
1.03
19
569.0678
14227
381
452
64.77
81.36
1.12
1.41
20
810.7043
20268
543
645
92.31
116.10
1.60
2.02
21
73.0091
1825
49
58
8.33
10.44
0.14
0.18
22
479.9075
11998
322
382
54.74
68.76
0.95
1.19
求和
14402.3653
360059
9650
11450
1640.50
2061.00
28.48
35.78
（2）工业企业用水量
计算
工厂作为集中流量，根据所提供的最高日平均流量及工作班次，时变化系数，确定这些单位最大秒流量，计算表如下所示：
工业企业用水量计算表
序号
用水单位名称
近期用水量（m³/d）
远期用水量（m³/d）
每日班次
时变化系数
水压要求kg/cm²
近期最高时用水量（L/s）
远期最高时用水量（L/s）
生产
生活
生产
生活
1
化肥厂
400
25
500
35
2
1.8
2.0
13.28
16.72
2
磷肥厂
350
25
450
40
2
1.4
2.0
9.11
11.91
3
化工厂
400
30
500
50
3
1.5
1.6
7.47
9.55
4
发电厂
500
30
550
45
3
1.7
1.2
10.43
11.71
5
橡胶厂
200
35
300
45
2
1.3
1.8
5.30
7.79
6
陶瓷厂
250
30
350
50
1
1.3
1.2
12.64
18.06
7
汽修厂
300
35
400
45
2
1.9
1.8
11.05
14.68
8
水泵厂
200
20
350
35
3
1.2
2.0
3.06
5.35
9
仪表车
200
20
300
35
1
2.0
1.2
15.28
23.26
10
洗煤厂
400
35
500
45
2
1.4
1.6
10.57
13.25
11
合计
3200
285
4200
425
98.19
132.26
注：
每班8小时
（3）计算市政用水Q3及未预见水量Q4
浇洒道路用水：
60m3/d，绿地用水：
140m3/d，未预见水量主要考虑管网漏损按最高日用水量的15%计算。
近期：
远期：
（4）管网最高时总用水量
近期：
远期：
（5）水厂供应70%
149.66×70%=104.76（L/s）
高位水池供应:
149.66-104.76=44.90（L/s）
.选择给水系统进行管网及输水管定线
1、弄清县城平面图、地形、水体、街坊布置情况，绘制等高线；
2、选择给水系统、确定水塔或高位水池的位置
3、进行管网及输水管定线，对管段、节点进行编号；绘制管网图
.计算最高时工况下节点流量、管段设计流量、确定管段直径
1、计算比流量
2、计算沿线流量
3、计算节点流量
4、按照节点流量平衡条件、依据供水经济性和安全可靠性初步分配各管段设计流量
5、根据各管段设计流量确定管道直径（取
）
（4,5步见下表）
管段编号
管径（m）
管道长度（m）
S
1
0.20
330
1506
2
0.30
681
431
3
0.20
325
1483
4
0.15
391
7242
5
0.20
398
1816
6
0.15
423
7835
7
0.20
339
1547
8
0.15
240
4445
9
0.25
972
1496
4、进行最高时工况下管网水力计算
1、选择平差方法，进行管网水力计算，求出各管段实际流量、水头损失、管段流速及各节点压力水头、自由水压。
：
用平差方法计算。
管段编号
S
q（L/s）
/q/
h（m）
Zi
△q（L/s）
Ⅰ
-1
1506
-21.8
21.8
-1.26
107.11
6.77
-4
7242
-11.574
11.574
-1.88
300.32
-5
1816
-12
12
-0.50
77.66
-6
7835
-1.646
1.646
-0.05
61.67
求和
-3.70
546.77
Ⅱ
-2
431
-33.468
33.468
-0.80
44.17
-3.44
3
1483
10
10
0.29
54.30
4
7242
11.574
11.574
1.88
300.32
求和
1.37
398.79
Ⅲ
5
1816
12
12
0.50
77.66
-1.20
-3
1483
-10
10
-0.29
54.30
9
1496
20
20
1.07
98.87
8
4445
1.181
1.181
0.02
26.37
-7
1547
-14.695
14.695
-0.62
78.62
求和
0.67
335.82
第一次平差
管段编号
S
q（L/s）
/q/
h（m）
Zi
△q（L/s）
Ⅰ
-1
1506
-15.03
15.03
-0.63
78.03
0.91
-4
7242
-1.364
1.364
-0.04
48.57
-5
1816
-4.03
4.03
-0.07
30.65
-6
7835
5.124
5.124
0.45
162.28
求和
-0.29
319.53
Ⅱ
-2
431
-36.908
36.908
-0.96
48.01
5.27
3
1483
7.76
7.76
0.18
43.75
4
7242
1.364
1.364
0.04
48.57
求和
-0.74
140.32
Ⅲ
5
1816
4.03
4.03
0.07
30.65
-0.43
-3
1483
-7.76
7.76
-0.18
43.75
9
1496
18.8
18.8
0.95
93.79
8
4445
-0.019
0.019
0.00
0.78
-7
1547
-15.895
15.895
-0.72
84.06
求和
0.11
253.03
第二次平差
管段编号
S
q（L/s）
/q/
h（m）
Zi
△q（L/s）
Ⅰ
-1
1506
-14.12
14.12
-0.56
73.98
1.11
-4
7242
-5.724
5.724
-0.51
164.84
-5
1816
-2.69
2.69
-0.03
21.72
-6
7835
6.034
6.034
0.61
186.53
求和
-0.50
447.08
Ⅱ
-2
431
-31.638
31.638
-0.72
42.10
-1.08
3
1483
13.46
13.46
0.51
69.94
4
7242
5.724
5.724
0.51
164.84
求和
0.30
276.88
Ⅲ
5
1816
2.69
2.69
0.03
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