给水排水管道工程设计书.docx
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给水排水管道工程设计书
给水排水管道系统课程设计
系别:
市政与环政工程学院
专业:
给水排水工程
姓名
学号0
指导教师:
张奎、谭水成、刘萍、宋丰明
完成时间:
2013年12月16号—26号
河南城建学院
2013年12月26日
前言
给排水管道工程是给水排水工程的重要组成部分,管网工程系统直接服务于民众,与人们生活和生产活动息息相关,其主要任务就是为城市提供足够数量并符合一定水质标准的水;同时,把人们在生活、生产过程中使用后的污水汇集并输送到适当地点进行净化处理,达到一定水质标准后,或重复使用,或灌溉农田,或排入水体以及对初降雨水进行排放。
其中任一部分发生故障,都可能对人们生活、生产及保安消防等产生极大影响,因此,合理地进行给水排水管道工程设计,是保证其系统安全经济地正常运行,满足生活和生产的需要的前提条件,无疑是非常重要的。
本次设计课程就是为了更好的了解城市的给水排水管道的设计,为以后工作和学习打下更好的基础,融会贯通书本上的知识,调动学习的积极性和主动性,培养我们分析和解决实际问题的能力,为我们走向实际工作岗位,走向社会打下良好的基础。
preface
Watersupplyanddrainagepipelineengineeringiswaterengineeringasanimportantpartofthenetworkengineeringsystemdirectservicetopeople,andpeople'slifeandproductionactivitiesarecloselyrelated,itsmaintaskistoprovideenoughcityandaccordwithcertainwaterqualitystandardsofwater;Atthesametime,peopleinthelife,usedintheproductionprocessofsewagecollectionanddeliverytotheappropriateplacetocarryonthepurificationtreatment,reachesacertainwaterqualitystandards,orrepeateduse,orirrigationfarmland,orintothewaterandontherainwaterdischarge.Anypartofthemalfunction,mightbeinpeople'slife,productionandsecurityfireproducedgreatinfluence,therefore,reasonableonfeedwaterdrainagepipelineengineeringdesign,istoguaranteethesafeandeconomicsystemtonormaloperation,tomeettheneedsoflivingandproductioncondition,itisveryimportant.Thiscourseisdesignedtobetterunderstandthecitywaterdrainagepipelinedesign,workandstudyforthefuturelayabetterfoundation,achievesmasterythroughacomprehensivestudyonthebooksofknowledge,arousetheenthusiasmoflearningandinitiative,developouranalysisandtheabilityofsolvingpracticalproblems,forustoactualwork,tolayagoodfoundationforthesociety.
第一章课程设计任务书
一、设计题目:
北京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
200
4
+
+
+
Ⅱ
320
7
+
+
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40%;一般车间使用淋浴者占20%。
2)B工厂,日用水量8000吨/天,最大班用水量:
3000吨/班,工人总数5000人,分三班工作,最大班2000人,热车间占30%,使用淋浴者占80%;一般车间使用淋浴者占40%。
3)火车站用水量为10L/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、城市给水管网扩初设计
1)城市给水管网定线(包括方案比较);
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;
5)绘图(平面图、等水压线图)
2、城市排水管网扩初设计。
1)排水体制选择
2)城市排水管网定线的说明(包括方案比较);
3)设计流量量计算;
4)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、《给排水管道工程》教材
五、设计成果
1、设计说明书一份(包括前言、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(2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)(2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:
2012-2013学年第一学期(第16、17周12月17号-12月29号)
2、上交设计成果时间:
17周周五下午
3、设计指导教师:
张奎、谭水成、刘萍、余海静
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
图中可得有一条自东向西河和自南向北转向西流的河流,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。
城市给水管网的布置取决于城市的平面布置、水源、调节构筑物的位置、大用户的分布等。
考虑要点有以下:
1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,干管位置从用水量较大的街区通过。
3干管尽量靠近大用户,减少分配管的长度。
4干管按照规划道路定线,尽量避免在高级路面或重要道路下通过,尽量少穿越铁路。
减小今后检修时的困难。
5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。
6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规划要求,沿现有道路铺设,有利于施工和维护。
城市的输水管和配水管采用钢管(管径)1000mm时)和铸铁管。
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给水管网设计计算
2.2.1.1一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。
表1-1
分区
人口密度(人/公顷)
面积(公顷)
人口数(人)
Ⅰ
200
423.056
84611
Ⅱ
320
563.721
180391
北京市总人口26.5万,参考《给水排水管道系统》教材表4-2得,可知北京市为二区城市,为中、小城市。
最高日综合生活用水定额为150~240L/(人·d),故取综合生活用水定额为240L/(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,
/d;
q――城市最高日综合用水量定额,L/(人.d);
N――城市用水人口数;
f――城市自来水普及率;
Q1=qNf=240×84611/1000=20306.64
2.2.1.2一区工业用水量
(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+3000×70%×25)/1000=84(m3/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:
Q3:
3000×0.3×0.4×0.06+3000×0.7×0.2×0.04=38.4(m3/d)
(3)工业生产用水量Q4:
Q4=16000(m3/d)
2.2.1.3一区市政用水量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1.5L/m2计,由于面积太大浇洒面积按总面积的5%算
Q5=(423.056/50%×20%×2×10-3×2×104
+423.056/50%×30%×1.5×10-3×104)×5%
=528.82(m3/d)
2.2.1.4一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。
Q6=(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)×20%=7391.6(m3/d)
2.2.1.5一区最高日用水量Qd:
Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=44349.4(m3/d)
2.2.1.6一区消防用水量:
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:
Q6=55×2=110L/s
2.2.1.7一区最高时用水量
北京属于大城市,用水比较均匀,查最高日城市综合用水时变化系数表,取KH=1.12.则最高日最高时用水量为Q=Ad×Kh=573.6L/s
2.2.2.1.二区最高日用水量计算
参考《给水排水管道系统》教材表4-2得,可知二区位于二分区,为中小城市。
最高日综合生活用水定额为150~240L/(人·d),故取综合生活用水定额为240L/(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,m3/d;
q――城市最高日综合用水量定额,L/(cap.d);
N――城市设计年限内计划用水人口数;
f――城市自来水普及率,采用f=100%
Q1=qNf=240×180391/1000=43293.9
2.2.2.2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=(5000×30%×35+5000×70%×25)/1000=140
(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:
Q3=5000×0.3×0.8×0.06+5000×0.7×0.4×0.04=128(m3/d)
(3)工业生产用水量Q4:
Q4=8000(m3/d)
(4)2.2.2.3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1.5L/m2计,由于面积太大浇洒面积按总面积的5%算
Q5=(563.72/50%×20%×2×10-3×104×2
+563.72/50%×30%×1.5×10-3×104)×5%
=704.7(m3/d)
2.2.2.4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%=10453.3(m3/d)
2.2.2.5最高日用水量Qd:
Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=62719.8(m3/d)
2.2.2.6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
2.2.2.7最高时用水量
同一区查表取Kh=1.20则最高日最高时用水量为Q=Kh×Qd=863.8L/s
2.3清水池调节容积
2.3.1一区清水池调节容积,
一区清水池调节容量计算
凭运转经验一区清水池调节容积按最高日用水量的5.39%计算
清水池中除了储存调节用水外还存放消防用水,则清水池有效容积W为
W=W1+W2+W3+W4
W-清水池总容积m3;
W1-调节容积;m3;
W2-消防储水量m3,按2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,取最高日用水量的7.5%计算;
W4-安全贮量按W1+W2+W3取整后计算
W1+W2+W3=44350.9×5.39%+0.11×2×3600+44350.9×7.5%=6508.9m3
故W4取6508.9—6000=508.9m3
因此:
清水池总容积W:
W=6508.9+508.9=7017.8m3
取整数为:
W=7000m3
清水池设计成一个,应分格或采取适当措施,以便清洗或检修时不间断供水。
2.3.2二区清水池调节容积
凭运转经验二区清水池调节容积按最高日用水量的9.06%计算
清水池中除了储存调节用水外还存放消防用水,则清水池有效容积W为
W=W1+W2+W3+W4
W-清水池总容积m3;
W1-调节容积;m3;
W2-消防储水量m3,按2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,取最高日用水量的7.5%计算;
W4-安全贮量按W1+W2+W3取整后计算
W1+W2+W3=62719.8×9.06%+0.11×2×3600+62719.8×7.5%=11178.4m3
故W4取11178.4-10000=1178.4m3
因此:
清水池总容积W:
W=11178.4+1178.4=12356.8m3
取整数为:
W=12000m3
二区清水池可以设计成一个,应分格或采取适当措施,以便清洗或检修时不间断供水。
2.4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。
2.4.1最大时集中流量为:
一区:
∑q=84+38.4+16000m3/d=186.6(L/s)
其中3节点处有A厂;
二区:
其中5节点处有B厂,13节点处有火车站。
2.4.2比流量计算:
一区:
qs=(Qd-∑q)/∑L
二区:
qs=(Qhd-∑q)/∑L
(L/(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
2.4.3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
北京市一区管道沿线流量计算
管段编号
管段长度/m
有效长度/m
比流量L/(s*m)
沿线流量L/s
1--2
1358
1358
0.0293
39.79
2--3
1150
1150
33.70
3--4
1077
1077
31.56
4--5
765
765
22.41
5--6
780
780
22.85
6--7
639
320
9.38
7--8
780
780
22.85
8--9
765
765
22.41
9--10
1077
1077
31.56
10--11
1150
1150
33.70
11--12
971
971
28.45
12--13
438
219
6.42
13--1
437
219
6.42
2--11
639
639
18.72
3--10
639
639
18.72
4--9
639
639
18.72
5--8
639
639
18.72
总和
13943
13187
386.38
二区管道沿线流量计算表:
北京市二区管道沿线流量计算
管段编号
管段长度/m
有效长度/m
比流量L/(s*m)
沿线流量L/s
1--2
414
414
0.0478
19.79
2--3
1093
1093
52.25
3--4
1187
1187
56.74
4--5
904
904
43.21
5--6
651
651
31.12
6--7
1159
1159
55.40
7--8
640
640
30.59
8--9
1159
1159
55.40
9--6
640
640
30.59
9--10
1219
1219
58.27
10--11
552
552
26.39
11--4
837
837
40.01
10--12
872
436
20.84
12--3
1291
1291
61.71
12--14
1093
547
26.15
14--15
1103
552
26.39
14--2
1291
1291
61.71
15--16
532
266
12.71
1--16
1025
1025
49.00
12--13
495
0
0.00
总和
18157
15863
758.25
2.4.4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=0.5qs∑Li
∑Li:
与该节点相连各管段的计算长度之和
一区计算结果见表:
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)
1
23.11
23.11
2
46.11
46.11
3
42.04
186.6
228.64
4
36.35
36.35
5
31.99
31.99
6
16.12
16.12
7
16.12
16.12
8
31.99
31.99
9
36.35
36.35
10
41.99
41.99
11
40.44
40.44
12
17.35
17.35
13
6.42
6.42
总和
386.34
572.94
二区节点流量计算表:
节点流量计算表
节点
计算节点流量(L/s)
集中流量(L/s)
节点总流量(L/s)
1
34.40
34.40
2
66.88
66.88
3
85.35
85.35
4
69.98
69.98
5
37.17
96.02
133.19
6
58.56
58.56
7
43.00
43.00
8
43.00
43.00
9
72.13
72.13
10
52.75
52.75
11
33.20
33.20
12
54.35
54.35
13
0.00
10.00
10.00
14
57.13
57.13
15
19.55
19.55
16
30.86
30.86
总和
758.27
834.29
2.5管网平差
2.5.1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
由分配得到的管段流量参照经济流速如下表,查铸铁管水利计算表确定管径
管径/mm
平均经济流速/(m/s)
D=100~400
D≥400
0.6~0.9
0.9~1.4
流量分配,管径选择如下:
最大时流量初步分配
一区最大时设计流量573.6L/s,流量初步分配如下表:
一区最大时流量分配表
管段编号
管段长(m)
分配流量(L/s)
管径(mm)
1--2
1358
335.44
700
2--3
1150
294.33
600
3--4
1077
70.69
350
4--5
765
39.34
300
5--6
780
12.35
200
6--7
639
4.39
150
7--8
780
20.51
200
8--9
765
57.5
300
9--10
1077
98.85
400
10--11
1150
145.84
450
11--12
971
191.28
500
12--13
438
364.97
700
13--1
437
358.55
700
2--11
639
5
150
3--10
639
5
150
4--9
639
5
150
5-
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