h镇给排水工程规划城市给排水管道工程课程设计设计计算说明书--大学毕业设计论文.doc

XXXX学院城市给排水管道工程课程设计设计计算说明书题 目H镇给排水工程规划班 级给排水XXX宿舍号XXX床位号XX学生姓名XXX学 号XXXXXXXXXXX指导教师XXX职 称XX导师单位XXXX学院土木工程系成果提交日期2015.12摘要 课程设计师学习计划的一个重要的实践性学习环节，是对前期所学基础理论、基本技能及专业知识的综合应用。通过此次课程设计使我们具备调查研究、文献检索、综合分析及总体规划设计和细部深入设计能力，对科学发展新动向有所了解，并在设计过程中，提高图纸表达能力，熟练掌握工具书的应用，计算机的使用，从而使我们具备独立工作和进行工程设计的能力。本设计为H镇给排水管网课程设计。它是城市 基础设施的重要组成部分，关系着城镇的可持续发展和居民生活质量，是创造良好环境的基础。因此要求建设给排水管网对该地区进行供水，以适应市政建设发展的需要。整个设计包括三大部分：给水管道设计、污水管道设计和雨水管道设计。给水管道的设计主要包括管网的布置及选址、流量的设计计算、高低水池、清水池容积的确定、管网的水力计算、管网的平差和消防校核。排水体制确定为分流制，污水和雨水各用一条管道。主要包括排水体制的确定、设计流量计算和设计水力计算。37目 录摘要2目 录3第一章 概述51.1规划任务51.2.规划依据51.3.工程概况51.3.1规划范围51.3.2规划人口61.3.3基础设施61.4基础资料61.4.1 气象61.4.2 水文61.4.3 地质61.5现有给排水现状7第二章 规划方案比选82.1.给水工程规划82.1.1水源选择82.1.2水厂选址82.1.3给水管网布置82.2 排水方案112.2.1排水流域划分112.2.2排水体制112.2.3污水厂选址112.2.4污水管网布置12比选及结果14第三章 给水设计计算153.1城市的规划人口153.2最高日设计用水量153.2.1综合生活用水量153.2.2工业生产用水量153.2.3工业企业生活用水量163.2.4市政用水量173.2.5未预见水量和管网漏失水量173.2.6 最高日用水量183.2.7最高时用水量183.3清水池和高地水池183.3.1清水池的容积和尺寸183.3.2水塔有效容积和尺寸193.4 给水管网计算203.4.1比流量203.4.2沿线流量203.4.3节点流量213.4.4水力计算213.4.5 水塔高度243.4.6 二级泵站243.4.7 管网校核25第四章 污水管网设计计算264.1 最高日污水量264.1.1 综合生活污水设计流量计算264.1.2 工业企业生活污水和淋浴污水设计流量264.1.3 工业污水设计流量计算274.2 污水管网设计计算284.2.1 街区面积计算284.2.2 污水设计流量计算294.2.3 污水水力计算31设计总结36参考文献37第一章 概述1.1规划任务根据给定原始资料，进行某城市居住区给排水工程规划及给排水管网的初步设计。1.2.规划依据建设部城市供水2000年技术进步发展规划；徐州市城市总体规划纲要（19982020）；1.3.工程概况水量计算各镇建筑以6层建筑为主，街区面积可由图中量取，人口密度为300人/ha。工业企业用（污）水量以8.8、13.5、19.1、23.2、25.8L/S等数据选取（或以下表的数据选取）城镇主要工业企业用水量计算资料企业代号工业产值（万元/d）生产用水生产班制每班职工人数每班淋浴人数定额（m3/万元）复用率（%）一般车间高温车间一般车间污染车间F0116.673004008,816,1624310160170230F0215.8315030715,15231550700F038.204008162022020220F0428.24705519,917,17157000310F052.79120081611001100F0660.6020060237,715,15238200350140F073.388008169509501.3.1规划范围城镇的各部分面积住宅面积hm2绿地面积hm2企业面积hm2道路面积hm2上部分16.870.941.684.11下部分25.865.880.5413.98城镇每小时用水量变化表时间0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-11用水量（%）1.821.621.652.452.873.954.114.815.925.475.40时间11-1212-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-22用水量（%）5.665.084.814.925.245.575.635.285.144.113.65时间22-2323-24用水量（%）2.832.011.3.2规划人口人口密度1.3.3基础设施给水管网中设有水塔，二级泵站分两级供水，1.4基础资料1.4.1 气象属暖温带半湿润季风气候区，四季分明，日照充足，年平均气温在15左右，最冷月（一月）平均气温零下1.5左右；最热月（七月）平均气温27.9左右。年平均降水量630.44mm左右，无霜期200天左右。风向仪东北风为主，历年平均日照时数为3462.3小时。该地区暴雨强度公式：1.4.2 水文主城区一般桃汛在3月中旬至4月底出现，雨量一般在40mm左右，入汛一般在6月底至7月中旬。出汛一般在8月底至9月中旬。汛期雨量大小不等，汛期天数长短不等，少则20多天，多则150多天。小镇内平均径流系数镇内河流常水位195m。1.4.3 地质城区大地构造位于山东台背斜与淮河台向斜交界部位。构造属黄河下游苏、鲁、豫、皖一带新生界凹陷区边缘。按国家地震裂度区划分，城区基本烈度为7度。最大冻土层深度24cm1.5现有给排水现状H镇以前没有系统的供水设施，主要以人工水井和家用水泵供水；都是用自备水进行自己的生活，生产，公共建筑，消防，绿化用水量的供给，还没有供水的普及率的历史。第二章 规划方案比选2.1.给水工程规划随着H镇经济的发展，原来的自备水系统已经不能满足本镇的需求，必须要建立一套新的给排水系统。2.1.1水源选择该镇有一条自东向西流的水量充沛，水质良好的河流，可以作为生活饮用水水源。该镇的地势比较平坦没有太大的起伏变化，街区分布比较均匀，工业企业对水质无特殊要求，因此采用统一的给水系统，并设调节构筑物。2.1.2水厂选址1）水厂厂址应选在不受洪水威胁，卫生条件好的地方，也就是河流的上游。2）由于取水点距离用水区较近，所以水厂设置在取水泵站附近，或者与取水泵站建在一起。3）水厂应尽量设在交通方便、靠近电源的地方，有利于施工管理和降低输电线路的造价；4）选址要考虑近、远期发展的需要，为新增附加工艺和未来规模扩大发展留有余地；5）当取水点距离用水区较近时，水厂一般设置在取水构筑物附近，通常与取水构筑物建在一起。2.1.3给水管网布置一、输水管渠沿着现有道路尽量缩短输水距离充分利用地形高差，优先考虑重力输水。本设计是单水源供水，为保证供水的安全性，采用双管输水。二、配水管网干管延伸方向应和二级泵站到大用户的方向一致，干管间距采用300-500m。干管和干管之间有连接管形成环状网，连接管的间距为800-1000m左右。干管按照规划道路定线，尽量避免在高级路面或者重要道路下通过，尽量少穿越铁路。干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度。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。本设计采用树状网。干管布置的主要方向按供水主要流向延伸。管网中输水干管到大用户的距离要求最近。三、布置方案方案1图2-1方案2图2-2方案3图2-3比选及结果方案一和方案二为树状管网，方案三为环状管网，按最节省费用的方法，我选择了方案一为实际计算方案。 2.2 排水方案2.2.1排水流域划分城市污水管网主要功能是收集和输送城市区域中的生活污水和生产废水1）污水管网总设计流量及格管段设计流量计算；2）污水管网各管段直径，埋深，衔接设计与水力计算；3）污水管网施工绘图等；2.2.2排水体制合理地选择排水系统的体制，是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题。排水系统的选择应满足环境保护的需要，根据当地条件，通过技术经济比较确定，而环境保护应是选择排水体制所考虑的主要问题。下面从不同角度进一步分析：一般来说，城市排水系统的排水体制有三种情况：分流制、合流制和混流制。合流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排除的系统。其有部分混合污水未经处理直接排放，成为水体的污染源而使水体遭受污染，对于环境保护、维护管理方面来讲，是较差的。分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个以上各自独立的管渠内排除的系统。从环保方面来看，分流制将城市污水全部送至污水厂进行处理，与合流制比较它较为灵活，截流干管尺寸不算太大，比较容易适应社会发展的需要，一般又能符合城市卫生的要求，所以在国内获得了较广泛应用。从造价方面来看，分流制可节省初期投资费用。从维护管理方面来看，分流制系统可以保持管内流速，不易发生沉淀，同时，流入污水厂的水量和水质比合流制变化小得多，污水厂的运行易于控制。综上所述，并考虑到该区雨季雨量较大，且该城市地区道路较宽，环保要求较高，本设计采用完全分流制排水系统。2.2.3污水厂选址1）厂址应位于水源下游，且应设在城镇、工厂厂区及生活区的下游和夏季主风向的的下风向；2）要充分利用地形，如果有条件可选择有适当坡度的地区，以满足污水处理构筑物高程布置的需要，减少工程土方量；3）有良好的工程地质条件及方便的交通、运输、水电条件；4）厂址不应设在雨季易受水淹的低洼处，靠近水体的处理厂，要考虑不受洪水威胁，厂址应尽量设在地形条件好的地方；5）厂址的选择应考虑远期发展的可能性，有扩建的余地。2.2.4污水管网布置有街坊平面图可知该建筑小区的边界为排水区界。早排水区界内地势东南高西北低，坡度较小，无明显分水线，且河流在城镇中间穿过，故污水采用两个污水厂，而此次只为初步设计，所以在污水方面只做河流东面部分。在排水流域内小区支管布置在街坊地势较低的一侧；干管基本上等于高线垂直；主干管布置在小区南面靠近河岸的地势较低处，基本上与等高线平行。整个建筑小区管道系统呈截流式，雨水排水系统主要采用正交式布置。 方案1图2-1方案2图2-2方案3图2-3比选及结果方案二跟方案三比方案一要复杂得多，有多余路线，造价也表较高，最终确定使用方案一进行计算。第三章 给水设计计算3.1城市的规划人口总人口=总街区面积人口密度 =43.88400 =175523.2最高日设计用水量3.2.1综合生活用水量该镇位于徐州为一分区，为中小城市，查室外给排水设计规范得最高日综合生活用水定额220-370L/capd。由于该镇人口数较少，人数用水量浮动较大所以取上限350L/capd。按下式计算：=17552350=6143.23.2.2工业生产用水量F01=30016.67（1-40%） =3000.6F02=15015.83（1-30%） =1662.15F03=408.2（1-0%） =328F04=7028.24（1-55%） =889.56F05=1202.79（1-0%） =334.8F06=20060.60（1-60%） =4848F07=803.38（1-0%） =270.4=3000.6+1662.15+328+889.56+334.8+4848+310.4=11373.513.2.3工业企业生活用水量F01=(331025+316035)=40.05F02=(215525)=7.75F03=(2025+22035)=8.2F04=(357025)=42.75F05=(11025)=2.75F06=(382025)=61.5F07=(9525)=2.375淋浴用水量F01=(317040+323060)=61.8F02=(27040)=5.6F03=(2040+22060)=14F04=(331060)=55.8F05=(11040)=4.4F06=(335040+314060)=67.2F07=(9540)=.8=40.05+7.75+8.2+42.75+2.75+61.5+2.375+61.8+5.6+14+55.8+4.4+67.2+3.8=377.9753.2.4市政用水量根据室外给排水设计规范，该镇浇洒道路用水量按每平方米路面每次1.5L计算；绿地每次2L计算；每天浇洒1次。道路面积：18.09=180900 绿地面积：6.82=682003.2.5未预见水量和管网漏失水量根据徐州市城市总体规划纲要（19982020）该镇的未预见水量和管网漏失水量按上述各项用水量总和的20%计入。则：=0.2（6143.2+11333.51+377.975+407.75）=3652.4873.2.6 最高日用水量=6143.2+11333.51+377.975+407.75+3652.487=22888.9373.2.7最高时用水量=5.92%22888.937=1355.03=376.403.3清水池和高地水池 3.3.1清水池的容积和尺寸调节容积水厂自用水量调节容积按最高日设计用水量的8%算，则：该城镇人口为17552人，同一时间内发生火灾次数为两次，一次用水量15，火灾时间为2h，则：安全储备水量：有效容积：考虑部分安全调节容积，取清水池有效容积5200，采用两座96S837钢筋混凝土水池。每座池子有效容积3000，长28.7m，宽28.7m，有效水深4m。3.3.2水塔有效容积和尺寸调节容积取最高日用水量的4.52%，则：室内消防储备水量：高地水池没有储备消防水，所以有效容积：采用一座96S831钢筋混凝土水池，赤子有效容积70，有效水深4m，底面积1753.4 给水管网计算3.4.1比流量 管网总用水量：工业企业及其他大用户的集中流量之和： 管线总长度：3.4.2沿线流量管段编号管段长度（M）管段计算长度（M）比流量（L/(sm)）沿线流量(L/S)1283.7683.760.04313.612399.7099.704.3034146.80146.806.3345183.16183.167.8936953.38768.6133.1347953.38822.3535.4458953.38822.3535.4429252.15252.1510.87910123.65100.034.311011919.84919.8439.65912919.84856.8236.93合计5589.045055.57217.93.4.3节点流量计算公式：节点连接管段节点流量（L/S）集中流量（L/S）节点总流量（L/S）112351.67351.67212，23,290.5（3.61+4.30+10.87）9.39323,36,340.5（4.30+6.33+33.13）21.88434,47,450.5（6.33+7.89+35.44）24.83545，580.5（7.89+35.44）21.676360.5（33.13）3.2019.777470.5（35.44）17.728580.5（35.44）17.72929,910,9120.5（10.87+4.31+36.93）26.0610910,10110.5（4.31+39.65）21.981110110.5（39.65）38.8458.671291120.5（36.93）93.51111.98合计316.12135.55351.673.4.4水力计算由于各节点要求的自由水压相同，根据地形和用水量情况，控制点选为节点5和节点10，干管确定为12910,12345，其余为支管：干管水力计算表节点地形标高（m）管段编号管段长度(m)流量(L/s)管径(mm)1000i流速(m/s)水头损失(m)水压标高(m)自由水压(m)12071283.76351.676003.221.240.27228.121.12209228.3719.372399.70120.394003.320.950.333209228.719.734146.8081.943503.200.850.474209229.1720.1745183.1639.392504.540.810.83521023020921129252.1586.343503.500.890.88230.1219.12910123.6541.812505.090.860.631021123120管段计算流量：水头损失计算，水头损失，则：水压标高，自由水压计算：控制点的自由水压给定20m控制点水压标高： 5：210+20=230 9：211+20=231节点4：水压标高：230-0.83=229.17 自由水压：229.17-209=20.17节点3：水压标高：229.17-0.47=228.7 自由水压：228.7-209=19.7节点2：水压标高：228.7-0.33=228.37 自由水压：228.37-209=19.37节点1：水压标高：228.37-0.27=228.1 自由水压：228.1-207=21.1节点9：水压标高：231-0.88=230.12 自由水压：230.12-211=19.12支管水力计算表节点地形标高（m）管段编号管段长度(m)管段流量(L/s)允许1000i管段管径(mm)实际1000i水头损失(m)水压标高(m)自由水压(m)320936953.3816.571.782002.792.66228.719.76207226.0419.04420947953.3817.721.232003.122.97229.1720.177208226.218.2521058953.3817.721.042003.122.97230208211227.0316.039211912919.8418.475.572003.453.17230.1219.1212205226.9521.95102111011919.8419.837.612003.803.502312011204227.523.5允许1000i：水头损失计算：水压标高，自由水压计算：节点6：水压标高：228.7-2.66=226.04 自由水压：226.04-207=19.04节点7：水压标高：229.17-2.97=226.2 自由水压：226.2-208=18.2节点8：水压标高：230-2.97=227.03 自由水压：227.03-211=16.03节点12：水压标高：230.12-3.17=226.95 自由水压：226.95-205=21.95节点11：水压标高：231-3.50=227.5 自由水压：227.5-204=23.53.4.5 水塔高度由干管水力计算表得知，水塔高度应为21.1m。3.4.6 二级泵站设吸水井最低水位标高206m泵站内的水头损失为3.0m水塔水柜深度4.5m水泵至5点间的水头损失0.5m则，总扬程为：3.4.7 管网校核消防时核算：同一时间火灾次数为两次，一次灭火用水量为25，失火点为节点4和节点10,。消防时总流量为二级泵站：305.19+25=330.19高低水池（水塔）：71.21+25=96.21高地水池设计标高满足管网各节点出的实际自由水压均大约10MH2O(98kPa),符合低压消防时的要求。消防时，所需二级泵站最低供水水压标高230.5m。清水池最低设计水位标高209m，安全储水深度为0.5m，泵站内水头损失为3.0m则所需二级泵站总扬程为：第四章 污水管网设计计算4.1 最高日污水量4.1.1 综合生活污水设计流量计算查综合生活用水定额，徐州位于第一分区，中小城市的平均日综合用水定额为170-280，取200，则综合生活污水定额为：20080%=160。居住区人口数为17552人综合生活污水平均流量为： 用关系式综合生活污水设计流量为4.1.2 工业企业生活污水和淋浴污水设计流量F01F02F03F04F05F06F074.1.3 工业污水设计流量计算F01F02F03F04F05F06F07污水管道系统设计的总流量为：最高日污水量为：4.2 污水管网设计计算4.2.1 街区面积计算根据污水管网平面图，将建筑小区内各街坊编上号码，并将各街坊的平面范围按比例计算出面积，将其面积值列入表中，并用箭头标出各街坊污水排除方向各街坊面积汇总表街坊编号123456789街坊面积0.260.300.240.280.350.410.430.440.29街坊编号101112131415161718街坊面积0.290.300.260.300.240.280.350.410.43街坊编号192021222324252627街坊面积0.440.290.290.300.260.300.240.280.35街坊编号282930313233343536街坊面积0.410.430.440.290.290.260.300.240.280.28街坊编号373839404142434445街坊面积0.350.410.430.440.290.570.630.630.34街坊编号464748495051525354街坊面积0.340.310.400.480.430.310.180.390.40街坊编号555657585960616263街坊面积0.440.440.250.260.230.290.370.330.23街坊编号646566676869707172街坊面积0.430.540.570.630.630.370.450.690.54街坊编号737475767778798081街坊面积0.640.540.570.630.630.300.370.570.44街坊编号828384858687888990街坊面积0.350.200.790.860.860.490.490.940.10街坊编号9192939495街坊面积0.440.540.820.650.204.2.2 污水设计流量计算根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点（一般定义为街坊两端）、有集中流量进入及有旁侧支管接入的点，作为设计管段的起止点并将该点的检查井编上号码。各设计管段的设计流量应列表进行计算。在初步设计中，只计算干管和主干管的设计流量；在技术设计和施工图设计中，要计算所有管段的设计流量。本设计为初步设计，故只有计算干管和主干管的设计流量。该城镇居住区人口密度为400，查综合生活用水定额可知，其平均综合生活用水量定额为170-280，取平均综合生活用水量定额200，则综合生活污水量定额取综合生活用水量定额的80%。所以综合生活污水量定额为，则生活污水比流量为：设计管段的设计流量计算表管段编号综合生活污水量集中流量q3设计流量(L/s)本段流量传输流量q2 (L/s)合计平均流量(L/s)总变化系数Kz生活污水设计流量(L/s)本段(L/s)转输(L/s)街坊编号街坊面积（hm2）比流量qs L/(sm)流量q1 (L/s)1234567891011121251,520.490.740.360.360.361.80.830.832180.741.391.391.83.203.2018160.741.991.991.84.584.5816150.741.501.501.83.453.4515140.741.961.961.84.514.5123500.430.740.327.207.561.817.3917.3934490.480.740.367.567.921.818.2218.2245480.400.740.307.928.221.818.9118.91567470.310.740.238.228.451.819.4419.4478460.340.740.258.458.701.820.0120.0189450.340.740.258.708.951.820.5920.599210.740.380.381.80.870.8721190.741.491.491.83.423.42910440.630.740.4710.5711.041.825.3925.391011430.630.740.4711.0411.511.826.4726.4711250.741.241.241.82.852.8525240.741.751.751.84.034.0324230.741.751.751.84.034.0323220.742.012.011.84.624.621113420.570.740.4217.7918.211.841.8810.3110.3152.192627110.300.740.220.220.221.80.510.512728100.290.740.210.430.431.80.990.9928460.740.980.981.82.252.2546450.740.750.751.81.731.7345440.740.540.541.81.241.24282990.290.740.212.702.911.86.696.69293080.440.740.332.913.241.87.457.45303170.430.740.323.243.561.88.198.19313260.410.740.303.563.861.88.888.8832490.741.091.091.82.512.5149480.741.091.091.82.512.5148470.741.091.091.82.512.51323350.350.740.267.137.391.817.017.0333440.280.740.217.397.601.817.4817.48343530.240.740.187.607.781.817.8917.89353620.300.740.227.788.001.818.418.436520.740.590.591.81.3612.7112.7114.0752510.740.590.591.81.3650.6350.6351.9951500.740.590.591.81.361.36363710.260.740.199.779.961.822.9186.2537380.74-14.3514.35100.638400.74-15.5115.51116.1140410.74-22.7722.77138.8841420.74-33.0133.01171.8942430.7422.91148.9148.9171.94.2.3 污水水力计算各设计管段的设计流量确定后，即可从上游管段开始依次进行各设计管段的水力计算。本设计为初步设计，只进行污水干管和主干管的水力计算。污水干管水力计算表管段编号管段长度L(m)设计流量Q(L/s)管道直径D(mm)设计坡度I()设计流速v（m/s）设计充满度降落量IL(m)h/dH(m)12345678921880.933.203004.00.600.500.1500.32