给水排水管道课程设计.doc

《给排水管道系统》
课程设计

设 计 题 目： 安阳市给水排水管道工程设计
系 别： 市政与环境工程学院
专 业： 给水排水工程
班 级 学 号：
学 生 姓 名：
指 导 教 师：

2023 年12 月 26 日

目 录

前言 4
第1章 设计任务书 6
第2章 给水管网设计与计算 9
2.1 给水管网布置及水厂选址 9
2.2 给水管网设计计算 9
2.2.1最高日用水量计算 9
2.2.2工业用水量 10
2.2.3市政用水量 10
2.3 清水池调节容积 12
2.4 管网水力计算 13
2.5 管网平差 17
2.6 消防校核 26
2.7 水泵的选择 35
第3章 截流式合流制管网设计与计算 36
3.1排水系统体制的拟定 36
3.2 设计流量计算 36
3.2.1 城市原始资料 36
3.2.2 雨水设计流量 36
3.2.2 污水设计流量 38
3.3 合流制管道水力计算 38
第4章 设计总结 40
第5章 致谢 41
参考文献 41

前言

课程设计是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。通过课程设计调动了我们学习的积极性和积极性，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。
通过毕业设计使我们具有调查研究、文献检索、综合分析及总体规划设计和细部进一步设计的能力，对学科发展新动向有所了解，并在设计过程中，提高图纸表达能力，纯熟掌握工具书的应用，计算机的使用，并能进行外语翻译，从而使我们具有独立工作和进行工程设计的能力。
本设计为平顶山市给排水管道工程设计。整个设计涉及三大部分:给水管道设计、污水管道设计和雨水管道设计。给水管道的设计重要涉及管网的布置及选址、流量的设计计算、清水池容积的拟定、管网的水力计算、管网平差和消防校核。排水体制拟定为截流式合流制，污水和雨水共用一条管道。重要涉及排水体制的拟定、设计流量计算和设计水力计算。

Foreword

Curriculum design is the learning plan is an important practice link of learning, is the early studies the basic theory, basic skills and expertise of the integrated application. Through courses designed to mobilize our learning enthusiasm and initiative, to cultivate our ability of analyzing and solving practical problems, as we move toward actual work, to society to lay a good foundation.
Through the graduation design so that we have investigation and study, literature retrieval, analysis and design of overall planning and detailed insight into the ability to design, to understand the subject new development trend, and in the design process, improve the drawing skills, master the tools on the application, the use of the computer, and can carry on the foreign language translation, so we work independently and engineering design ability.
The design for the Pingdingshan city water supply and drainage pipeline engineering design. The design includes three parts: water supply pipeline design, sewage pipeline design and rainwater pipeline design. Water supply pipeline design mainly includes the design of pipe network layout and site selection, design and calculation of the flow, clear water tank volume determination, hydraulic calculation, pipe network adjustment and fire check. Drainage system for intercepting combined sewage and storm water, share a pipeline. The main drainage system, including determination of design flow calculation and design hydraulic calculation.

河南城建学院0244111班《给水排水管道系统》
课程设计任务书

一、 设计题目： 安阳 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
320
7
+
+
+
Ⅱ
200
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 70 %；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2023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 15 L/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、城市给水管网初步设计
1） 城市给水管网定线（涉及方案定性比较）；
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；（三种校核人选一种）
5） 绘图（平面图、等水压线图）
2、城市排水管网初步设计。
1） 排水体制选择
2） 城市排水管网定线的说明；
3） 设计流量计算；
4） 污水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、《给排水管道系统》教材
五、设计成果
1、设计说明书一份（涉及中英文前言、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（3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）（3号图）；
六、规定
1、按正常上课严格考勤；
2、设计说明书规定条理清楚，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、准时完毕设计任务
七、其他：
1、设计时间：2023-2023学年第一学期（第15、16周 12月16号-12月28号）
2、上交设计成果时间： 16周周五下午
3、设计指导教师：谭水成 、张奎、宋丰明、刘萍

第2章 给水管网设计与计算
2.1 给水管网布置及水厂选址
该城市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。该城市的地势比较平坦没有太大的起伏变化。城市的街区分布比较均匀，城市中各工业公司对水质无特殊规定。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） 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、运营和维护方便。
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。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，应根据下列规定，并且通过技术经济比较来拟定：
（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、运营和维护方便。
2.2 给水管网设计计算
2.2.1最高日用水量计算
城市最高日用水量涉及综合生活用水、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。
总人口的计算：由原始资料可知，该城市为安阳市，一区面积740公顷
二区面积1040公顷，所以人口总数为740×320+ 1040×200=444800 人
该城市在河南省，总人口44.5万人，查《室外排水设计规范》可知该城市位于二区，为中小城市。综合生活用水定额采用160L/cap.d.用水普及率定为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=160×445000/1000=71200m3/d
2.2.2工业用水量
（1）工业公司职工的生活用水量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，淋浴用水按一般车间每人每班25L，高温车间每人每班35L计算. Q2 =
{35×（3000×30%+5000×30%）+25×（3000×70%+5000×70%）}/1000=224 m3/d
（2）工业公司职工的淋浴用水量Q3：
A工厂淋浴用水：（35×3000×30%×70%+25×3000×70%×20%)/1000=
32.55m3/d
B工厂淋浴用水量：(35×5000×80%×30%+25×5000×70%×40%)/1000=
77.00 m3/d
Q3=32.5+77.0=109.5m3/d
（3）工业生产用水量Q4：
Q3=16000+8000=24000m3/d
2.2.3市政用水量Q：市政用水量不计，为零。
2.2.4 城市的未预见水量和管网漏失水量Q5
按各项用水量之和的18%计算。（一般选取15%-25%）
综上所述，在设计年限以内城乡最高日设计用水量Qd 为
Qd=1.18×（Q1+Q2+Q3+Q4） =133020.26m3/d
2.2.5 最高日平均时和最高时设计用水量计算
由于6-7点为用水最高时，所以时变化系数为

所以最高时用水量为133020.26×1.21/86.4=1862.89 L/s
2.3 清水池调节容积
清水池的调节容积计算数据见下表2-2：
表2-2 清水池调节容积计算表
时间
用水量
二级泵站供水量
一级泵站供水量
清水池调节容积
h
%
%
%
%
0-1
2.96
3.11
4.17
-1.21
1-2
2.87
3.11
4.17
-1.30
2-3
2.91
3.11
4.16
-1.25
3-4
2.93
3.11
4.17
-1.24
4-5
2.96
3.11
4.17
-1.21
5-6
3.35
4.80
4.16
-0.81
6-7
5.03
4.80
4.17
0.86
7-8
4.73
4.80
4.17
0.56
8-9
4.95
4.80
4.16
0.79
9-10
4.87
4.80
4.17
0.70
10-11
4.95
4.80
4.17
0.78
11-12
4.95
4.80
4.16
0.79
12-13
4.86
4.80
4.17
0.69
13-14
4.65
4.80
4.17
0.48
14-15
4.78
4.80
4.16
0.62
15-16
4.57
4.80
4.17
0.40
16-17
4.53
4.80
4.17
0.36
17-18
4.77
4.80
4.16
0.61
18-19
4.93
4.80
4.17
0.76
19-20
4.71
4.80
4.17
0.54
20-21
4.33
3.11
4.16
0.17
21-22
4.17
3.11
4.17
0.00
22-23
3.37
3.11
4.17
-0.80
23-24
2.89
3.11
4.16
-1.27
总计
100.00
100.00
100.00
9.09

因此清水池调节容积按最高日用水量的9.09%计算
2.3.1 清水池的调节容积
W1 =9.09%1862.89×86.4=14630.69 m³/d
2.3.2 自来水厂自用水量按最高日用水量的5%计
W2 =5%×1862.89×86.4=8047.68 m3/d
2.3.3 消防储水量（火灾延续时间按2h算，一次用水量按80L/s,同一时间火灾次数为三次）
W3 =qfNT=80×3.6×3×2=1728.0m³
则清水池有效容积W为：W＝W1＋W2＋W3＝24406.38m³
取整数为：W=24400 m³
清水池的个数一般不少于两个，并能单独工作和分别放空。如有特殊措施能保证供水规定期，亦可采用一个，但须分格或采用适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。本次取两个清水池，每座有效容积为12200m³。

2.4 管网水力计算
集中用水量重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当计入集中用水量，否则不计入集中用水量。
2.4.1最大时集中流量为：
9、22节点有工厂A和B，∑q=185.2+92.6=277.8 L/S
最高日最高时用水量Qh = 1862.89L/s
2.4.2比流量计算：
qs=( Qh -∑q)/ ∑L=（1862.89-277.8）/36355=0.0436L/(s.m)
Qh----为最高日最大用水量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:
沿线流量计算数据见下表：
表2-3 沿线流量计算表
管段编号
管长
配水系数
有效长度
比流量
沿线流量
1-2
830
1
830
0.0436
36.188
2-3
800
1
800
0.0436
34.88
3-4
470
1
470
0.0436
20.492
4-5
820
1
820
0.0436
35.752
5-6
760
1
760
0.0436
33.136
6-7
1040
1
1040
0.0436
45.344
7-8
420
1
420
0.0436
18.312
8-26
580
1
580
0.0436
25.288
1-11
640
0.5
320
0.0436
13.952
11-12
830
0.5
415
0.0436
18.094
12-14
830
0.5
415
0.0436
18.094
14-15
1100
0.5
550
0.0436
23.98
15-16
320
0.5
160
0.0436
6.976
16-17
480
0.5
240
0.0436
10.464
17-18
670
0.5
335
0.0436
14.606
18-19
1840
0.5
920
0.0436
40.112
19-10
570
0.5
285
0.0436
12.426
18-7
920
1
920
0.0436
40.112
8-9
880
1
880
0.0436
38.368
9-10
870
1
870
0.0436
37.932
21-2
680
1
680
0.0436
29.648
12-2
640
1
640
0.0436
27.904
14-3
600
1
600
0.0436
26.16
22-4
210
1
210
0.0436
9.156
16-5
880
1
880
0.0436
38.368
17-6
780
1
780
0.0436
34.008
20-21
830
0.5
415
0.0436
18.094
21-22
800
0.5
400
0.0436
17.44
22-23
790
0.5
395
0.0436
17.222
23-24
820
0.5
410
0.0436
17.876
24-25
760
0.5
380
0.0436
16.568
25-26
1040
0.5
520
0.0436
22.672
26-27
820
0.5
410
0.0436
17.876
27-28
610
1
610
0.0436
26.596
5-24
1000
1
1000
0.0436
43.6
25-6
1000
1
1000
0.0436
43.6
28-29
1090
1
1090
0.0436
47.524
29-31
1090
1
1090
0.0436
47.524
31-32
840
1
840
0.0436
36.624
32-33
840
1
840
0.0436
36.624
27-34
920
0.5
460
0.0436
20.056
34-35
400
0.5
200
0.0436
8.72
35-36
610
0.5
305
0.0436
13.298
36-37
840
0.5
420
0.0436
18.312
37-38
1090
0.5
545
0.0436
23.762
38-39
1090
0.5
545
0.0436
23.762
39-40
840
0.5
420
0.0436
18.312
40-41
840
0.5
420
0.0436
18.312
27-42
1090
0.5
545
0.0436
23.762
42-43
600
0.5
300
0.0436
13.08
43-44
490
0.5
245
0.0436
10.682

44-45
840
0.5
420
0.0436
18.312

45-46
840
0.5
420
0.0436
18.312

35-28
840
1
840
0.0436
36.624

28-37
610
1
610
0.0436
26.596

38-29
610
1
610
0.0436
26.596

39-31
610
1
610
0.0436
26.596

40-32
610
1
610
0.0436
26.596

33-41
610
0.5
305
0.0436
13.298

42-29
610
1
610
0.0436
26.596

44-31
610
1
610
0.0436
26.596

45-32
610
1
610
0.0436
26.596

46-33
610
0.5
305
0.0436
13.298

1-20
340
0.5
170

5.64553

总计
48950

36355

1583.3115

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 α＝0.5

表 2-4 节点流量计算表
节点编号
节点连接管段
节点流量
集中流量
节点总流量
1
1-2、1-11、1-20
27.892

27.892
2
1-2、2-3、21-2
50.358

50.358
3
2-3、3-4、14-3
40.766

40.766
4
22-4、3-4、4-5
32.7

32.7
5
4-5、16-5、5-24、5-6
75.428

75.428
6
5-6、6-7、6-17、25-6
78.044

78.044
7
6-7、18-7、7-8
51.884

51.884
8
7-8、8-9、8-26
40.984

40.984
9
8-9、9-10
38.15

38.15
10
9-10、19-10
25.179
185.2
210.379
11
1-11、11-12
16.023

16.023
12
11-12、12-2、12-14
32.046

32.046
14
12-14、14-15、14-3
34.117

34.117
15
14-15、15-16
15.478

15.478
16
15-16、16-17、16-5
27.904

27.904
17
16-17、17-18、17-6
29.539

29.539
18
17-18、18-19、18-7
47.415

47.415
19
18-19、19-10
26.269

26.269
20
1-20、20-21
11.869765

11.869765
21
20-21、21-22、2-21
32.591

32.591
22
21-22、22-4、22-23
21.909
92.6
114.509
23
22-23、23-24
17.549

17.549
24
23-24、24-25、5-24
39.022

39.022
25
24-25、25-26、25-6
41.42

41.42
26
8-26、25-26、26-27
32.918

32.918
27
27-42、27-34、26-27、27-28
44.145

44.145
28
35-28、27-28、28-29、28-37
68.67

68.67
29
42-29、28-29、29-31、38-29
74.12

74.12
31
29-31、31-32、39-31、44-31
68.67

68.67
32
31-32、32-33、40-32、45-32
63.22

63.22
33
46-33、32-33、33-41
31.61

31.61
34
27-34、34-35
14.388

14.388
35
35-36、35-28、34-35
29.321

29.321
36
35-36、36-37
15.805

15.805
37
28-37、36-37、37-38
34.335

34.335
38
37-38、38-39、38-29
37.06

37.06
39
38-39、39-40、39-31
34.335

34.335
40
39-40、40-41、40-32
31.61

31.61
41
40-41、33-41
15.805

15.805
42
27-42、42-44、42-29
37.06

37.06
44
42-44、44-45、44-31
34.335

34.335
45
44-45、45-46、45-32
31.61

31.61
46
45-46、46-33
15.805

15.805
总计

1569.359

1847.159

2.5 管网平差
2.5.1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：
（1）按照管网的重要方向，初步拟定个管段的水流方向，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重要的平行干管线，这些平行干管中尽也许均匀的分派流量，并且满足节点流量平衡的条件。
2.5.2 管径的拟定
管径与设计流量的计算：q=Av=
D=
设计中按经济流速来拟定管径进行平差，拟定实际管径
表2-5 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
0.6-0.9
D >=400
0.9-1.4

2.5.3 流量分派及管网平差结果见下表2-6“管网平差结果”。
表2-6“管网平差结果

======================================================================
迭代次数=57
======================================================================
环号= 1
闭合差= .159
----------------------------------------------------------------------
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)
----------------------------------------------------------------------
1 640 100 2.77 -21.73 139.27 -89.14 4.1010
2 830 200 2.77 87.04 56.69 47.05 .5406
3 640 200 3.39 106.47 84.83 54.29 .5099
4 830 150 1.06 -18.79 14.52 -12.05 .6413
sqtotal= .397 dq= .20
======================================================================
环号= 2
闭合差= .220
----------------------------------------------------------------------
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)
----------------------------------------------------------------------
1 640 200 2.43 -76.47 43.76 -28.01 .3663
2 800 300 2.81 198.90 34.52 27.62 .1388
3 600 200 3.51 110.25 90.97 54.58 .4950
4 830 200 2.97 -93.22 65.03 -53.97 .5790
sqtotal= .397 dq= .28
======================================================================
环号= 3
闭合差= .301
----------------------------------------------------------------------
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)
----------------------------------------------------------------------
1 470 400 1.27 159.42 4.83 2.27 .0142
2 600 200 2.55 -80.25 48.20 -28.92 .3603
3 1100 300 2.40 -169.35 25.03 -27.53 .1626
4 880 200 2.78 87.31 57.05 50.20 .5750
5 320 300 2.18 -153.87 20.66 -6.61 .0430
6 820 450 2.27 361.23 13.28 10.89 .0301
sqtotal= .595 dq= .25
======================================================================
环号= 4
闭合差= .228
----------------------------------------------------------------------
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)
----------------------------------------------------------------------
1 480 350 2.22 -213.28 17.54 -8.42 .0395
2 780 200 1.60 50.32 18.95 14.78 .2937
3 760 500 2.25 441.10 11.33 8.61 .0195
4 880 200 1.51 -47.31 16.75 -14.74 .3116
sqtotal=