给水排水管道系统课程设计-.doc

河 南 城 建 学 院

给排水管道系统课程设计

设 计 题 目： 信阳市给水排水管道工程设计
院 别： 市政与环境工程学院
专 业： 给排水科学与工程
班 级 学 号：
学 生 姓 名：
指 导 教 师： 谭水成、张奎、宋丰明、刘萍

2023 年 12 月 28 日

前言
该设计为信阳市给水排水管道工程设计，设计内容包含了供水，排水，雨水，管道定线，管道埋深，雨量计算，方案选择等给水排水的大部分内容。本设计涉及三大部分:给水管道的设计、污水管道的设计和雨水管道的设计。
给水管道的设计涉及供城市给水管网定线（涉及方案定性比较），用水量计算，管网水力计算；清水池、水塔容积计算、水泵扬程计算，管网校核；污水管道的设计涉及排水体制的选择、污水管道定线以及污水管道的水力计算雨水管道的设计涉及雨水定线和雨水管道干管的水力计算等。
通过这次设计，使我得到了一次综合训练，把以前学到的不牢固的知识进一步加强与巩固，并使之系统化，理论和实际相结合，加深了我对城市给排水水管网设计的更进一步结识，使我在查阅文献、编写计算书和说明书、 CAD绘图，excel软件的应用等这几方面的技能又进一步的提高。
当然，在给排水实际中，由于知识水平有限，在设计中难免出现局限性的，敬请各位老师加以指正。

Preface
The design of xinyang water supply and drainage pipeline engineering design, the design content includes the water supply, drainage, rainwater, pipe line, pipeline buried depth, rainfall calculation, scheme selection, etc. Much of the content of water supply and drainage.This design includes three parts: the design of the feed water pipe and sewage pipe design and the design of rainwater pipe.
Water supply pipeline design including for urban water supply pipe network routing (including scheme qualitative comparison), water consumption calculation, hydraulic calculation;Clear water reserviors, water tank volume calculation, pump head, pipeline check;Sewage pipeline design including the selection of drainage system, sewage pipe routing and sewage pipeline hydraulic calculation design of rainwater pipe including rainwater alignment and rainwater pipe main hydraulic calculation, etc.
Through this design, I received a comprehensive training, learn the past unstable to further strengthen and consolidate the knowledge, and make it systematic, combining theory with practice, deepened my further understanding of urban water supply and drainage water pipe network design, make me in the literature, writing, calculations and specifications, CAD drawing, and excel software application skills of this a few aspects, such as further improvement.
In water supply and drainage in practice, of course, because knowledge is limited, hard to avoid in the design appears insufficient, please the teacher to correct them.

目录
第一章 给水管道的设计 2
1.1 工程概况 2
1.2 原始资料 2
1.3 供水方式的选择 3
1.4 给水管网定线 3
1.5 给水管网设计计算 4
1.5 清水池有效调节容积计算 6
1.6 管网水力计算 7
1.7 管网平差 11
1.8 水压计算 18
1.9 水泵扬程计算 19
1.10 消防校核计算 19
第二章 污水管道的设计 25
2.1 排水体制的拟定 25
2.2 污水管度设计流量计算 25
2.3 污水管道水力计算 25
第三章 雨水管道设计计算 29
3.1 雨水管网定线 29
3.2 雨水相关参数的拟定 29
3.3 雨水管道设计计算 29
第四章 总结 31

第一章 给水管道的设计
1.1 工程概况
本设计为河南省信阳市的给水管网初步设计，在城市位于信阳某河的中下游。城市分一、二两个行政区，总人口数约为89.6万人；某河从该城市的西部向东北方向流出，1区有一个A工厂和一个B工厂。城市中工业公司对水质无特殊规定。原始资料如下所述。
1.2 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
320
8
+
+
+
Ⅱ
160
4
+
+
+
Ⅲ

3、城市中有下列工业公司，其具体位置见平面图：
1） A工厂，日用水量7000吨/天，最大班用水量：3000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 80 %；一般车间使用淋浴者占 20 %。
2） B工厂，日用水量4000吨/天，最大班用水量：2023吨/班，工人总数5000人，分三班工作，最大班2023人，热车间占 30 %，使用淋浴者占 80 %；一般车间使用淋浴者占 10 %。
3） 火车站用水量为 12 L/s。
4、城市土质种类为粘土，地下水位深度为 9 米。
5、城市河流水位： 最高水位：75米，最低水位：60米，常水位： 65米。
1.3 供水方式的选择
该城市有一条自西向东流的水量充沛、水质良好的河流，可以作为生活饮用水水源。由于地形起伏不大，相对平坦，且河流位于城市的外围，无天然划分，故不采用分区供水而采用统一的供水方式，城市对水质无的定的规定，故不进行分质供水。
1.4 给水管网定线
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。定线时管道应当沿着道路走，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，干管应当靠近大用户，干管的间距一般采用500m－800m ，连接管的间距在800－1000m左右，但可以根据情况适当增长。设立成环状管网可以提高供水安全性，输水管线走向应符合城市和工业公司规划规定，沿现有道路铺设，有助于施工和维护。根据以上原则给水管网共设立了16个环、37个节点，城市的输水管和配水管采用铸铁管。给水管网定线如下图所示：

1.5 给水管网设计计算
该城市1区面积为2516公顷，2区面积为568公顷，人口密度分别为320

人/公顷和160人/公顷，则可得到该城市总人口数为：
N=2516×320＋568×160=896000人
查《室外给水设计规范》可知：该城市位于二区，属于大城市，取综合生活定额为200L／(人·d)。
城市设计用水量按最高日用水量计算,涉及:居民综合生活用水、工业公司生产用水和工作人员生活用水、浇洒道路和绿化用水、城市未预见水量和管网漏失水量居民综合生活用水。
1. 居民综合生活用水

――城市最高日综合生活用水，m3/d；
q――城市综合用水量定额，L∕(人•d）；
N――城市设计年限内人口总数；
所以最高日用水量为：
=170240 m3/d

2.工业职工生活用水和淋浴用水量
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，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。
工厂职工生活用水量：A:(35*3000*30%+25*3000*70%)/1000=84 m3/d
B:(35*5000*30%+25*5000*70%)/1000=140 m3/d
工厂职工淋浴用水量：A:(60*3000*30%*80%+40*3000*70%*20%)/1000=60 m3/d
B:(60*5000*30%*80%+40*5000*70%*10%)/1000=86 m3/d
则工厂职工生活用水量和淋浴用水量为：
=224＋146=370 m3/d
3.工业生产用水量
=11000 m3/d
4.市政用水量
由于市政用水取自河水 所以=0
5.火车站用水量
121036.8
6.未预见水量及管网漏失水量
未预见水量及管网漏失量一般取以上各项用水量之和的15％—25％计算，取20％进行计算，则未预见水量为：
=20％×﹙＋＋＋+﹚=36529.36m3/d
则最高日用水量为：
=＋＋＋＋=219176.16m3/d
7.最高日最高时流量计算
由于信阳市是大城市，所以时变化系数取1.3，最高时最高时用水量为：==11872.042m3/d=3297.79 L/S
1.5 清水池有效调节容积计算
由于缺少用水量变化规律的资料，城市水厂的清水池调节容积，凭经验，按最高日用水量的10%-20%估算。由于为大城市，所以取10%。
则清水池调节容积W=219176.1610%=21917.616m3
1.6 管网水力计算
1.6.1 各管段长度计算
为了提高计算精度和合理性,在按管段计算长度分派沿线流量时,应尽量准确的拟定各管段的计算长度,计算长度不一定就是实际管长,两侧无用水的输水管,计算长度为零.单侧用水管段的计算长度取其实际长度的50％，只有当管段两侧所有配水时，管段的长度才是计算长度。各管段的长度计算结果见下表：

表3：各管段的长度
管段编号
管段长度m
配水系数
管段计算长度m
管段编号
管段长度m
配水系数
管段计算长度m
09-01
1450
0.5
725
07-16
599
1
599
09-10
763
1
763
06-07
1049
0.5
525
10-11
395
1
395
19-50
1189
1
1189
01-02
1210
1
1210
50-18
598
1
598
02-03
926
0.5
463
50-52
502
1
502
03-11
797
1
797
50-51
346
1
346
01-08
1162
1
1162
26-29
945
1
945
08-48
909
1
909
26-27
781
0.5
391
48-02
1122
0.5
561
29-30
809
1
809
11-12
1572
1
1572
27-30
908
1
908
12-04
1003
1
1003
30-31
775
1
775
03-04
1494
0.5
747
27-53
445
1
445
12-22
703
1
703
53-28
597
1
597
12-13
1256
1
1256
28-47
495
1
495
13-23
424
1
424
47-31
450
1
450
22-23
1213
1
1213
31-34
895
1
895
04-05
1211
0.5
605
30-33
699
1
699
05-13
1317
1
1317
33-32
410
1
410
05-06
840
0.5
420
32-35
579
0.5
290
06-14
1033
1
1033
35-36
568
1
568
02-13
1264
1
1264
36-34
967
1
967
13-14
1070
1
1070
09-20
622
0.5
311
23-25
690
1
690
20-21
1464
1
1464
22-24
760
1
760
21-10
529
1
529
24-25
1112
1
1112
20-37
781
1
781
25-26
1082
1
1082
37-40
524
0.5
262
14-16
941
0.5
471
37-38
1288
0.5
644
15-26
760
1
760
38-41
945
1
945
15-17
1209
0.5
605
41-42
1123
1
1123
17-19
354
1
354
38-39
1103
0.5
552
19-53
500
1
500
39-42
873
0.5
437
41-44
827
1
827
45-46
830
1
830
44-43
944
1
944
44-49
964
1
964
44-46
1015
1
1015
合计
58980

50470

1.6.3 比流量的计算
==0.063
Q――为最高日最大时用水量L/s;
∑Q――为大用户集中流量 L/s;
∑L――管网总的计算长度 m ;
1.6.4 沿线流量计算
沿线流量按如下计算公式计算：

其中：Ｌi-j—管段计算长度，m ； q s—比流量
各管段沿线流量计算结果如下表所示：
表4：各管段沿线流量计算结果
管段编号
管段计算长度m
比流量
沿线流量L/s
管段编号
管段计算长度m
比流量
沿线流量L/s
09-01
725
0.063
45.675
07-16
599
0.063
37.737
09-10
763
0.063
48.069
06-07
525
0.063
33.075
10-11
395
0.063
24.885
19-50
1189
0.063
74.907
01-02
1210
0.063
76.23
50-18
598
0.063
37.674
02-03
463
0.063
29.169
50-52
502
0.063
31.626
03-11
797
0.063
50.211
50-51
346
0.063
21.798
01-08
1162
0.063
73.206
26-29
945
0.063
59.535
08-48
909
0.063
57.267
26-27
391
0.063
24.633
48-02
561
0.063
35.343
29-30
809
0.063
50.967
11-12
1572
0.063
99.036
27-30
908
0.063
57.204
12-04
1003
0.063
63.189
30-31
775
0.063
48.825
03-04
747
0.063
47.061
27-53
445
0.063
28.035
12-22
703
0.063
44.289
53-28
597
0.063
37.611
12-13
1256
0.063
79.128
28-47
495
0.063
31.185
13-23
424
0.063
26.712
47-31
450
0.063
28.35
22-23
1213
0.063
76.419
31-34
895
0.063
56.385
04-05
605
0.063
38.115
30-33
699
0.063
44.037
05-13
1317
0.063
82.971
33-32
410
0.063
25.83
05-06
420
0.063
26.46
32-35
290
0.063
18.27
06-14
1033
0.063
65.079
35-36
568
0.063
35.784
02-13
1264
0.063
79.632
36-34
967
0.063
60.921
13-14
1070
0.063
67.41
09-20
311
0.063
19.593
23-25
690
0.063
43.47
20-21
1464
0.063
92.232
22-24
760
0.063
47.88
21-10
529
0.063
33.327
24-25
1112
0.063
70.056
20-37
781
0.063
49.203
25-26
1082
0.063
68.166
37-40
262
0.063
16.506
14-16
471
0.063
29.673
37-38
644
0.063
40.572
15-26
760
0.063
47.88
38-41
945
0.063
59.535
15-17
605
0.063
38.115
41-42
1123
0.063
70.749
17-19
354
0.063
22.302
38-39
552
0.063
34.776
19-53
500
0.063
31.5
39-42
437
0.063
27.531
41-44
827
0.063
52.101
45-46
830
0.063
52.29
44-43
944
0.063
59.472
44-49
964
0.063
60.732
44-46
1042
0.063
65.646
40-41
1245
0.063
78.435

1.6.5节点流量计算
管网中的流量一直在发生变化。为了容易计算，需要对其进行简化。简化的方法是以变化的沿线流量折算为管段两端节点流出的流量，即节点流量。为了便于计算，将管段沿线流量平分到管段两端的节点上。计算公式为：
qi＝α∑qy　　　 折算系数取α＝０.５
即管网中任一节点的节点流量qi等于与该节点相连各管段的沿线流量总和的一半。城市管网中，工公司等大用户所需流量，可直接作为接入大用户节点的节点流量。则各节点流量计算结果如下表所示：
表5：各节点流量计算结果
节点
连接管段
沿线流量L/s
节点流量L/s
集中流量L/s
节点总流量L/s
1
1-9，1-2，1-8
195.111
97.5555
12
109.5555
2
1-2，2-3，48-2
140.742
70.371
0
70.371
3
2-3，3-11，3-4
126.441
63.2205
0
63.2205
4
3-4，12-4，4-5
148.365
74.1825
0
74.1825
5
4-5，5-6，5-13
147.546
73.773
0
73.773
6
5-6，6-7，6-14
124.614
62.307
0
62.307
7
6-7，16-7
70.812
35.406
0
35.406
8
1-8，8-48
130.437
65.2185
0
65.2185
9
1-9，9-20，9-10
113.337
56.6685
0
56.6685
11
9-113-11，11-12
222.201
111.1005
0
111.1005
12
11-12，12-13，12-4，12-22
285.642
142.821
0
142.821
13
12-13，5-13，13-14
229.509
114.7545
0
114.7545
14
13-14，14-16，6-14
162.162
81.081
0
81.081
15
15-26，15-17
85.995
42.9975
0
42.9975
16
14-16，16-7
67.41
33.705
0
33.705
17
15-17，17-53
91.917
45.9585
0
45.9585
18
50-18
37.674
18.837
0
18.837
20
9-20，20-21，20-37
161.028
80.514
0
80.514
21
20-21，10-21
125.559
62.7795
0
62.7795
22
12-22，22-24，22-23
168.588
84.294
0
84.294
23
22-23，13-23，23-25
146.65
73.325
0
73.325
24
22-24，24-25
117.936
58.968
0
58.968
25
24-25，25-26，23-25
181.692
90.846
0
90.846
26
25-26，15-26，26-29
175.581
87.7905
0
87.7905
27
26-27，27-30，27-28
147.483
73.7415
0
73.7415
28
27-28，28-31
125.181
62.5905
0
62.5905
29
26-29，29-30
110.502
55.251
0
55.251
30
29-30，27-30，30-31，30-33
201.033
100.5165
0
100.5165
31
30-31，31-28
108.36
54.18
0
54.18
32
32-33，32-35
44.1
22.05
0
22.05
35
35-32，35-36，
135.064
67.532
81.01
148.542
36
35-36，36-34
96.705
48.3525
0
48.3525
34
36-34，34-31
163.596
81.798
46.29
128.088
37
20-37，37-40，37-38
106.281
53.1405
0
53.1405
38
37-38，38-39，38-41
134.883
67.4415
0
67.4415
39
38-39，39-42
62.308
31.154
0
31.154
40
37-40，40-41
94.941
47.4705
0
47.4705
41
40-41，38-41，41-42，41-44
260.7
130.35
0
130.35
42
41-42，39-42
98.28
49.14
0
49.14
43
43-44
59.472
29.736
0
29.736
44
43-44，44-49,41-44, 44-46
224.1
112.05
0
112.05
45
45-46
52.29
26.145
0
26.145
46
45-46，46-44
117.936
58.968
0
58.968
49
44-49
60.732
30.366
0
30.366
48
8-48，48-2
92.61
46.305
0
46.305
50
19-50，50-18，50-51，50-52
165.992
82.996
0
82.996
51
50-51
21.798
10.899
0
10.899
52
50-52
31.626
15.813
0
15.813
53
26-53，17-53，53-28
144.068
72.034
0
72.034
合计

3158.495
139.3
3297.795

1.7 管网平差
1.7.1 环状管网流量分派计算
根据节点流量进行管段的流量分派。分派环节如下：
①按照管网的重要供水方向，初步拟定各管段的水流方向，并选定整个管网的控制点。
②为了可靠供水，从二级泵站到控制点之间选定几条重要的平行干管线，这些平行干管中尽也许均匀地分派流量，并且符合水流连续性即满足节点流量平衡的条件。
③与干管线垂直的连接管，其作用重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，平时流量一般不大，只有在干损坏时才转输较大的流量，因此连接管中可以分派较少的流量。
1.7.2 管径的拟定
设计中根据初分派流量和经济流速查《给水排水设计手册（第一册）》来拟定管径。
表6：平均经济流速与管径的拟定
管径／mm
平均经济流速／（m/s）
D＝100～400
D≥400
0.6～0.9
0.9～1.4
1.7.3 流量分派及平差计算
根据以上环节得到最大时流量分派结果如下表所示：
表7：最高时流量分派结果
环号
管段编号
管长/m
管径/mm
初分派流量L/s
影响
1
1-2
1210
1000
940.5
2

1-8
1162
450
-150
21

8-48
909
350
-84.79
21

48-2
1122
250
-38.49
21
2
1-2
1210
1000
-940.5
1

2-3
926
1000
-908.62
21

3-11
797
150
-10
4

9-1
1450
1100
-1200
21

9-10
763
1100
1297.79
3
3
9-10
763
1100
-1297.79
2

9-20
622
900
800
21

20-21
1464
350
83.53
21

21-10
529
200
20.73
21
4
3-4
1494
1000
-835.4
21

4-12
1003
150
-15
5

3-11
797
150
10
21

11-12
1572
1100
1199.42
21
5
4-12
1003
150
15
4

4-5
1211
900
-746.22
21

5-13
1317
800
-539.53
8

12-13
1256
600
271.6
6
6
12-13
1256
600
-271.6
5

13-23
424
800
-587.32
21

12-22
703
900
800
21

22-23
1213
400
130
7
7
22-23
1213
400
-130
6

23-25
690
800
-644
21

22-24
760

589.48
21

24-25
1112
800
430.518
21
8
13-14
1070
400
109.08
21

5-13
1317
800
539.53
5

5-6
840
450
-132.92
21

6-14
1033
150
-15
9
9
6-14
1033
150
15
8

14-16
941
150
13
21

6-7
1049
300
-55.613
21

7-16
599
200
-20.207
21
10
15-17
1209
500
-3207
21

17-53
854
250
-32.51
21

26-15
760
600
250
21

26-27
781
800
520.63
2

27-53
445
600
250
3
11
26-27
781
800
-520.63
1

26-29
945
500
212.21
21

29-30
809
450
156.96
21

27-30
908
500
-196.89
3
12
27-53
445
600
-250
1

53-28
597
500
-210.51
21

28-31
945
450
-147.92
21

27-30
908
500
196.89
2

30-31
775
350
70
4
13
30-32
1109
500
183.3
21

32-35
579
450
160.3
21

35-36
568
150
12
21

30-31
775
350
-70
3

31-34
895
450
-163.74
21

34-36
967
250
-34.84
21
14
37-38
1288
600
-305.86
21

38-41
945
200
-20
2

37-40
524
600
277
21

40-41
1245
500
229.53
21
15
38-39
1103
500
-218.42
21

39-42
873
500
-187.26
21

42-41
1123
450
-138.126
21

38-41
945
200
20
1

然后进行管网平差，平差结果如下表所示：
表8：管网平差结果

======================================================================
迭代次数=12
======================================================================
环号= 1
闭合差= .000
----------------------------------------------------------------------
管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq
(米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米)
----------------------------------------------------------------------
1 1210 1000 1.24 972.46 1.40 1.69 .0017
2 1162 450 .63 -100.62 1.33 -1.55 .0154
3 909 350 .37 -35.41 .69 -.63 .0178
4 1122 250 .22 10.89 .44 .49 .0452
sqtotal= .541 dq= .00
======================================================================
环号= 2
闭合差= .036
----------------------------------------------------------------------
管段号 管长 管径 流速 流量 1000I 水头损失 sq