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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。
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:
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
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×
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×
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
3.0
3.1
4.1
4.8
5.1
5.5
6.1
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
5.0
4.9
4.7
5.2
2.8
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
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
2.99
4.17
-1.18
-0.39
1~2
-0.49
2~3
4.16
-1.17
3~4
4~5
3.00
0.00
5~6
0.11
6~7
1.10
7~8
5.16
0.99
-0.36
8~9
1.00
-0.06
9~10
0.34
10~11
0.94
11~12
12~13
13~14
-0.16
14~15
15~16
-0.26
续表2-2
16~17
-0.46
17~18
0.04
18~19
19~20
20~21
-1.16
21~22
0.01
22~23
-0.19
23~24
累计
100.0
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×
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)
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。
W1=12.91%×
31094.63=4014.32m3
W2=35×
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)
830
56.08
800
54.06
530
35.81
1-4
560
37.84
4-7
390
26.35
2-5
5-8
3-6
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
(56.08+54.06+37.84)
4.0
77.99
3
(56.06+37.84)
3.5
49.45
4
(37.84+26.35+56.08)
60.135
5
(37.84+26.35+56.08+54.06)
10.1
97.265
6
(37.84+15.87+54.06)
53.885
7
(26.35+56.08)
41.215
8
(26.35+56.08+35.81)
15
74.12
9
(35.81+15.87)
25.84
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
3-二泵站
设计管径(mm)
300
450
500
250
200
150
600
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
830
53.960
0.7634
3.1921
-2.6495
0.0491
560
7.000
0.4015
2.4661
-1.3810
0.1973
6.000
0.3441
1.8714
1.0480
0.1747
35.135
0.7215
3.6666
3.0433
0.0866
∑
0.0608
0.5077
△q
-0.0599
Ⅱ
800
137.950
0.8674
2.3851
-1.9081
0.0138
-1.0480
258.270
0.9134
1.8060
1.0114
0.0039
136.400
0.8576
2.3358
1.8686
0.0137
-0.0761
0.2061
0.1847
Ⅲ
-3.0433
390
18.000
1.0323
13.8646
5.4072
0.3004
10.000
0.5735
4.6981
1.8323
0.1832
21.935
0.7052
4.7057
-3.9057
0.1781
0.2905
0.7483
-0.1941
Ⅳ
-1.8686
-1.8323
235
67.985
0.9618
4.8935
1.1500
0.0169
530
42.145
0.8655
5.1271
2.7174
0.0645
0.1665
0.2783
-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
地形标高(m)
水压标高(m)
自由水压(m)
374.04
395.411
21.371
375.90
398.061
22.161
377.70
399.969
22.269
374.03
394.03
20
375.50
397.073
21.573
376.60
398.942
22.342
373.30
399.437
26.137
375.01
395.531
20.521
375.55
398.248
22.698
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
地面标高(m)
节点标高
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
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