给排水管网规划系统毕业设计(计算书-说明书).doc

给水排水管网规划设计计算说明书

专业：给水排水三班
学号：
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时间：二零一三年十二月二十九日

第一节 地理位置
萩芦镇地处涵江区北部，省道五秀路旁，北连新县镇，西接白沙镇，西南与梧塘镇为邻，东南与江口镇接壤，东北与福清市交界。镇区驻点距莆田市区19公里、涵江9公里，距国道324线9公里。
第二节 行政区划
萩芦镇镇域总面积86平方公里，现辖萩芦村、崇圣村、东张村、双亭村、洪南村、崇联村、崇福村、林美村、潭井村、深固村、友谊村、南下村、官林村、利东村 洪里村、梅洋村、樟洋村、水办村、晏井村、枫山村等20个行政村，209个村民小组，共6145户。崇圣村为萩芦镇政府所在地，是萩芦镇政治、经济、文化中心。
第三节 自然条件
一、 地形地貌
萩芦镇位于平原和山区交错处，戴云山东伸支脉中有2调蜿蜒入萩芦镇境内，其中一支延伸到萩芦梅洋寨，另一支由仙游观音埔分支入境，经常太龙贡山至银坑山分布为两支，一分支延伸到萩芦大尖山。萩芦镇地势由北向南倾斜，主要山峰海拔在500米以上的有10座，其中以双髻山为最高，海拔707.5米。萩芦镇的地貌由中山、低山、高丘、台地、平原等构成，地形破碎，相对高差大。根据地貌等类型组合特征，本镇地貌可分为平原区、半山区和山区是哪个地貌小区。
二、 水文土壤
萩芦镇河网弥补，水系发达。萩芦溪为镇境内第一大河流，自西北向东南贯穿全镇，经崇圣江至江口出海。全场60公里，流域面积709平方公里，水矿化度以重碳酸类为主，总硬度较低，属软水区，天然水较好，有害物质含量没有超过卫生标准，适宜工农业用水，稍经处理可作饮用水。另有南坛、南山洪里、林美、友谊、樟洋、水办的山溪支流，水资源丰富。镇域内现有海洋水库、顶坑水库、洪里水库、上莲水库、北埕水库、樟洋水库等多座大小水库，总集雨面积7.81平方公里，总库容108.4多万方。崇联的太平陂灌溉着本镇及周围乡镇1.665万亩耕地，全镇基本上实现了自流灌溉和电灌。
本镇土壤属中亚热带和南亚热带土壤类型，地带性分别明显。自然土壤以山地红
壤与暗红壤为主，一般土层达一米左右，表层10-20厘米腐植层，在海拔600米以上，黄红壤过渡为红壤，从双季稻向单季稻过渡。半山区花岗岩占大部分，丘陵下部有较厚坡集物，在河溪山谷出口处，有季节性的流水冲积物，丘麓有二元母质的过渡，海拔多在20-30米之间，多充分利用与生产。
三、 气候气象
萩芦镇属湿润的亚热带海洋性季风气候，雨量丰沛，多年平均降雨量为1398mm，丰水年降水量达1800mm，枯水年为1030mm。降水量主要集中在3-9月，占全年降水量的85%，9月以后主要是台风雨，50年一遇的实测最大日降水量为255mm。年平均气温20.2℃，年最高气温（7月份）37℃，最低气温（1-2月份）0℃，相对湿度78%左右，夏季长而凉爽，秋冬季短而少寒，全年无霜期达345天，≥10℃的积温为5548℃，适宜多种植物的生长。
第四节 自然资源
一、 土地资源
萩芦镇全镇土地总面积128306亩（85.5平方公里），人均占有地4.4亩；现有耕地面积17411亩，占全镇土地的13.6%，人均0.6亩；林地70965亩，人均2.44亩，占土地总面积的55.3%；园地17610亩，人均0.61亩，占土地总面积的13.7%，其中以果园为主，占全镇园地的88%。本镇地貌类型多样，气候条件优越，光热资源丰富，降水比较充沛，对农作物、果树、林木生长十分有利。
第五节 人口与社会经济概况
一、 人口概况
全镇面积86平方公里，境内平原、山区兼备，辖管20个行政村，人口3.2万人，其中外来人口2000多人。

1、镇区户籍人口规模预测
2008年，萩芦镇城镇人口为4117人，规划将双亭、崇圣、洪南、林美、萩芦、东张六个村划入规划区，六村2008年末总人口为12164人。根据相关政策，萩芦镇的人口自然增长率控制在3‰以内。
前面已经论述，萩芦镇因项目引进的建设发展将为镇区带来约3万人机械增长人口；另外，按照有关研究资料，发展现代化农业人均占地5-10亩。据《涵江区统计年鉴2009》，2009年，萩芦镇共有农作物播种面积2008年为18768亩，2007年为25850亩，2008年人均耕地面积约1.2亩，2007年人均耕地面积约1.2亩。考虑到萩芦镇社会经济的发展态势，城乡统筹政策的实行，规模化农业生产的趋势，结合到现状农业从业人口数量及现状人均耕地面积，规划远期（2030年）农业劳动力人均耕地5亩，则到2030年萩芦镇约有1.2万个富足农业劳动力将从农业产业转移出去。
由于农村劳动力人口就地就近转移具有很多优势，如使农村劳动力就业呈现较强的兼业性，在务工的同时，可以利用早晚从事农业生产，减少农民工就业的不确定性，同时缩短了转移的距离，减缓交通压力，节省来往费用，又减少了转移的盲目性，农民工的就业成本也大大降低。分析萩芦镇未来社会经济发展态势，规划认为在有条件就近转移的劳动力人口的情况下，萩芦镇的农村剩余劳动力主要以就地就近转移为主。同时，为了涵江城区的人口及就业压力，规划萩芦镇的1.2万个农村富足劳动力全部就近转移到镇区就业。按带眷系数0.67计算，则转移人口为1.8万人。
此外，生态旅游业也将是萩芦镇一个主要提供就业的产业。温泉等景区的建设将促进萩芦镇旅游业的发展。在产业规划中预测至规划期末，从事旅游业的人员约有5000人左右。
2015年，镇区人口规模为：4117×(1＋3‰)5＋20000≈24000人。
2020年，镇区人口规模为：4117×(1＋3‰)10＋40000≈44200人。
2030年，镇区人口规模为：4117×(1＋3‰)20＋58000≈62300人。
二、 经济发展水平与产业结构
2009年全镇完成国内生产总值2.71亿元，固定资产总额达3.74亿元，工业产值2.05亿元，人均纯收入5271元。
景观住区全为二类居住用地，建议采6—12层住宅，以保证开发强度。

（二） 用（排）水资料
1）大用户
序号
用户名称
最高日用水量（m3/d）
用水时间
Kd
Kh
重复利用率（%）
要求水压（mH2O）
1
食品加工厂
3200
全天使用
1.2
1.5
60
28
2
针织印染厂
4000
全天使用
1.1
1.6
62
28
3
制药厂
1800
8~24时使用
1.1
1.3
57
28
4
氮肥厂
1200
8~24时使用
1.1
1.3
55
28
工厂出水口和干管起点的埋深均不得小于1.2m。
（2）综合生活用水量
人口密度ρ为 101 cap/ha，综合生活用水定额（最高日）q为260 L/(cap·d)。
（3）雨水设计流量
径流系数ψ为 0.5 ，地面集水时间t1＝ 10 min，设计重现期P取 1 a，暴雨强度公式为 ，干管起点埋深不得小于1.2m。

给水管网系统设计
一 、给水工程现状
（一）供水工程现状
1.水源工程现状
萩芦溪由西向东流经镇北部边缘，萩芦溪水质功能达标率为91.7%，其中Ⅰ~Ⅲ类水质达标率为91.7%，水质状况优。
2.给水工程现状
镇区现有1座净水站，萩芦净水站现状供水规模为8万立方米/天，水源来自萩芦溪外渡栏闸坝引水工程。乡镇自来水普及率比较低。
（二）存在问题
1. 水源单一，管线单一，供水安全存在隐患；
2. 饮水工程建设滞后；
二、 用水量预测
用水标准选取：
近期：
居住用地 70立方米/公顷·日
公共设施用地 50立方米/公顷·日
对外交通用地 15立方米/公顷·日
道路广场用地 20立方米/公顷·日

市政公共设施用地 30立方米/公顷·日
绿化用地 10立方米/公顷·日
远期：
居住用地 90立方米/公顷·日
公共设施用地 70立方米/公顷·日
工业用地 50立方米/公顷·日
对外交通用地 20立方米/公顷·日
道路广场用地 20立方米/公顷·日
市政公共设施用地 30立方米/公顷·日
绿化用地 10立方米/公顷·日
因此规划区近期用水量为：1.42万立方米/日，远期用水量为：3.39万立方米/日。
三、 供水水源及水厂
为保证供水管网经济安全的运行，确定萩芦镇供水采用统一给水系统，由区域水厂集中向城市供水。规划扩建萩芦水厂28万m3/d，占地6公顷，水源取自外度水库。镇区供水拟依靠萩芦水厂供水。
四、管网建设规划
供水管网统一规划，改造完善现状管网，重点配套新扩建水厂输配水管网，逐步实现主干管网及支管的互连互通，主干管网沿主要道路敷设，供水管网采取环状供水系统。
五、消防供水设施
（1）规划区消防供水由市政供水管网统一供给，按同时发生2次火灾，每次用水量40L/s校核消防用水量。
（2）按消防规范，在路幅大于16m以上的城市道路上布置消火栓，间距不超过120米。
六、 管网及供水设施规划
（1）本规划区统一压力的供水管网，控制点服务水头28m，区域内高层供水压力自行解决。
（2）在主要道路上敷设DN500～DN300的供水干管，其余部分道路上敷设
DN150～DN200的供水支管，形成环状的供水系统，保证供水的安全性。
（3）结合大石综合产业区实际情况，综合来源可靠、维护维修简单、施工方便、工程综合造价低等因素，规划的＜DN300 管道选用PE 管，≥DN300 管道选用球墨铸铁管，≥DN800 管道选用钢筋混凝土管，局部过河和过铁路段管道均采用钢管。
给水官网计算
（1）全镇用水量分析与设计用水量计算
综合生活用水量（m3/d）=260*62300/1000=16198 m3/d（福建为一区，萩芦镇为小城镇）
工业企业用水量Q2（m3/d）=3200+4000+1800+1200=10200 m3/d
（m3/h）= ?（L/s）
1．3200*1.5/24=200 m3/h
2．4000*1.6/24=266.67 m3/h
3．1800*1.3/16=146.25 m3/h
4．1200*1.3/16=97.5m3/h
3200*1.5/24+4000*1.6/24+1800*1.3/16+1200*1.3/16=710.42 m3/h
（L/s）=197.34L/s

浇洒道路和绿地用水量Q3（m3/d）
浇洒道路面积81.98公顷，每公顷用水10立方米；绿地用水面积139.68公顷，没公顷用水20公顷。
10*81.98+20*139.68=3613.4 m3/d
管网漏损水量
(11%)(16198+10200+3613.4)=3301.25 (m3/d)
未预见用水量
(10%)(16198+10200+3613.4+3301.25)=3034.17(m3/d)
消防用水量Q6 = qn（L/s）=40*2=80
最高日用水量Qd = Q1+Q2+Q3+Q4+Q5（m3/d）
16198+10200+3613.4+3301.25+3034.17=36346.82 m3/d(取37000 m3/d)
l 该城镇的最高日用水量变化曲线采用课本中P119页图6.1（相关数据在P121表6.4中）
最高时用水量（m3/h）= ?（L/s）
1.42*37000/24=608.10 L/s

l

（1）.清水池容积计算。

（2）给水管网的布置与定线
（3）比流量、沿线流量、节点流量的计算
比流量（L/(s·m)） 沿线流量（L/s）节点流量（L/s）
计算节点流量

计算管段流量

（4）最高用水时平差计算
①根据初步分配各管段流量qij。
②根据初分流量qij，按界限流量选择各管段直径Dij。
③计算各管段水头损失hij。

④计算每环闭合差，验证是否满足计算精度要求，即判断每环（Excel）或0.01m（管网平差软件）

⑤如每环均满足计算精度条件，则qij为所求，根据此qij计算各管段hij，计算水泵扬程Hp等，计算结束。
⑥如有任一环不满足计算精度的条件，说明初分流量qij有误差，需要进行流量校正，计算每环校正流量△qi，各管段流量qij要按△qi校正流量，得到新的管段流量qij+△qs－△qn，回到第③步重新计算，直到每环均满足计算精度要求为止。

设计工况水利分析结果（*以7号节点为控制点）
管段或节点号
管段流量（L/s）
管径
管内流速（m/s）
管段压降
节点水头
地面标高
自由水压
要求自由水压
节点水头调整
0

34.00

34.00
1
608.10
800*2
9.68
-0.14
54.56
36.69
17.87
10
81.98
2
247.72
600
0.88
2.88
51.68
39.42
12.26
10
79.10
3
183.89
500
0.94
3.24
48.44
42.40
6.04
28
75.86
4
62.87
300
0.89
2.01
46.43
43.20
3.23
28
73.85
5
51.23
300
0.73
1.99
43.42
42.84
0.58
28
70.84
6
14.31
150
0.81
3.03
45.41
41.51
3.90
28
72.83
7
99.84
400
0.78
3.09
48.50
38.50
10.00
10
75.92
8
15.71
150
0.89
2.72
51.46
35.05
16.41
10
78.88
9
120.47
400
0.96
2.82
44.88
31.75
13.13
10
72.30
10
210.24
500
1.07
3.10
43.52
31.33
12.19
10
70.94
11
40.04
250
0.82
6.58
42.00
30.01
11.99
10
69.42
12
69.81
300
0.99
1.36
40.35
31.65
8.70
10
67.77
13
33.98
250
0.69
1.52
42.19
32.29
9.90
10
69.61
14
15.02
150
0.85
1.65
53.39
32.18
21.21
10
80.81
15
3.50
100
0.45
1.84

16
17.43
200
0.56
1.33

17
77.57
300
1.10
8.51

18
105.00
400
0.84
1.12

水坝扬程计算

（5）消防校核计算，若不满足要求，应说明必须采取的措施
管网总流量：最高时用水量加消防用水量
各节点流量：消防点的节点流量为最高用水时的该节点流量加一次灭火用水量，其余节点流量不变
管网水压：10mH2O
消防点的位置：管网控制点或者离二泵最远点。同时发生一处火灾，消防流量必须定在管网控制点；同时有两处发生火灾，消防流量一处设在控制点，另一处设在离二泵最远或靠近大用户的节点处。

按照消防时的节点流量重新分配各管段流量qij（Dij不能变），进行平差计算。
管段编号
加消防流量（L/s）
原来（L/s）
现在（L/s）
1
70
608.10
678.10
2
26.5
247.72
274.22
3
16.5
183.89
200.39
4
0
62.87
62.87
5
35
51.23
86.23
6
16.5
14.31
29.81
7
18.5
99.84
118.34
8
10
15.71
25.71
9
9
120.47
129.47
10
26.5
210.24
236.74
11
17.5
40.04
57.54
12
0
69.81
69.81
13
0
33.96
33.96
14
0
15.02
15.02
15
0
3.50
3.50
16
0
17.43
17.43
17
17.5
77.57
95.07
18
17.5
105.00
122.50

消防平差

消防工况校核结果（以节点5为控制点）
管段或节点号
管段流量（L/s）
管径
管内流速（m/s）
管段压降
节点水头
地面标高
自由水压
要求自由水压
0

34.00

1
678.10
800*2
0.67
-0.17
71.53
36.69
34.84
10.00
2
262.51
600
0.93
3.21
68.67
39.42
29.25
10.00
3
192.57
500
0.98
3.53
64.79
42.40
22.39
10.00
4
62.87
300
0.89
2.01
62.78
43.20
19.58
10.00
5
86.23
300
1.22
5.23
52.84
42.84
10.00
10.00
6
21.99
150
1.25
6.72
58.07
41.51
16.56
10.00
7
126.16
400
1.00
4.77
63.67
38.50
25.70
10.00
8
21.82
150
1.24
5.00
67.45
35.05
32.40
10.00
9
141.18
400
1.12
3.78
56.38
31.75
24.63
10.00
10
243.96
500
1.24
4.08
55.02
31.33
23.69
10.00
11
53.05
250
1.08
11.07
53.50
30.01
23.49
10.00
12
69.81
300
0.99
1.36
51.85
31.65
20.20
10.00
13
33.96
250
0.69
1.65
53.69
32.29
21.40
10.00
14
15.02
150
0.85
1.65
69.90
32.18
37.72
10.00
15
3.50
100
0.45
1.84

16
17.43
200
0.56
1.33

17
99.56
300
1.41
13.52

18
126.99
400
1.01
1.60

（6）事故校核计算，若不满足要求，应说明必须采取的措施
管网总流量：在城镇按最高时用水量的70%考虑，工业企业的事故流量按有关规定执行
各节点流量：最高用水时该节点流量的70%
事故工况水利分析

管网水压：管网控制点的最小服务水头
按照事故时的节点流量重新分配各管段流量qij（Dij不能变），进行平差计算。
* 给水管网中各管段直径应该按照最高用水时用水情况进行确定，不能仅是为了满足消防或事故时用水要求而加大管径，导致消防和事故时确定的水泵扬程比最高用水时小。一般地，消防和事故时确定的水泵扬程应比最高用水时大。

事故管网平差

事故水力分析结果（以7号节点为控制点）
管段或节点号
管段流量（L/s）
管径
管内流速（m/s）
管段压降
节点水头
地面标高
自由水压
要求自由水压
0

34.00

1
425.67
800*2
0.42
-0.07
51.68
36.69
14.99
10.00
2
173.44
600
0.61
1.49
50.19
39.42
10.77
10.00
3
129.17
500
0.66
1.69
48.50
42.40
6.10
28.00
4
44.01
300
0.62
1.21
47.29
43.20
4.09
28.00
5
35.86
300
0.51
1.20
45.60
42.84
2.76
28.00
6
10.46
150
0.59
1.70
46.80
41.51
5.29
28.00
7
69.45
400
0.55
1.58
48.50
38.50
10.00
10.00
8
10.59
150
0.60
1.31
50.08
35.05
15.03
10.00
9
84.29
400
0.67
1.46
46.67
31.75
14.92
10.00
10
147.18
500
0.75
1.60
45.97
31.33
14.64
10.00
11
28.08
250
0.57
3.41
45.19
30.01
15.18
10.00
12
48.87
300
0.69
0.70
44.34
31.65
12.69
10.00
13
23.75
250
0.48
0.78
45.30
32.29
13.01
10.00
14
10.50
150
0.59
0.85
51.06
32.18
18.88
10.00
15
2.47
100
0.31
0.96

16
12.22
200
0.39
0.69

17
54.25
300
0.77
4.39

18
73.4
400
0.58
0.58

（7）根据三种工况的计算结果，最终确定二级泵站的水泵型号及台数（几用几备）
（8）绘制给水管网平面图、平差图。（见附表）

排水工程规划
一、排水工程现状
目前镇区没有污水处理站，也没有完善的污水收集处理系统，污水最终排入附近水系。
二、存在问题
1.乡镇无完善的污水收集系统及处理设施，严重影响居民的生活环境、生活质量；
2.污水直接排入河流，致使河流水系遭受不同程度污染，水体水质恶化；
三、规划目标
根据自然地形条件、排水工程现状，以改善环境为目的，合理确定排水体制。合理划分排水分区，根据相应的污水排放标准和环境保护要求，建设排水设施，确定污水处理对策和措施。规划近期、远期相结合，重点解决近期矛盾，完善排水设施。
四、污水量预测
生活污水量按用水量的85%计，管网渗入量取5%，污水处理率为90%。则镇区污水量近期为1.14万立方米/日，远期为2.73万立方米/日。
五、排水工程规划
（一）规划排水体制
为保护生态环境可持续发展，场镇及农村居民点的排水体制采用雨污分流制。

（二）污水处理设施规划
1.镇区污水处理设施规划
根据《莆田市总体规划》，在涵江区规划1座涵江污水处理厂，规划远期总规模为10万立方米/日，出水达标排放。
结合地形，在镇区北部远期新建一座污水泵站，规模340m3/d。
镇区及有条件的农村纳入镇区污水处理管网系统，统一收集，排入涵江污水处理厂处理；
2.污水收集系统
完善镇区污水收集系统，提高管道标准和覆盖率，逐步形成较完善的分流制排水体系，使镇区污水得到有效收集；扩大镇区周边村庄污水收集范围。
3.污水管网规划
建立较为完善的城镇污水管网。严格执行雨、污分流制；新建污水管道应沿规划路设置，并以排水线路短、埋深浅、管网密度均匀合理为原则；根据埋深情况设置中途提升泵站。污水管线布置与地形相适应，管道尽量采用重力流形式。

污水管道系统设计
生活污水总变化系数Kz
平均日污水流量
5
15
40
70
100
200
500

大于等于1000
总变化系数
2.3
2.0
1.8
1.7
1.6
1.5
1．4
1.3

（1）污水管道的布置与定线

（2）街区编号，计算街区面积

经计算街区总面积为345.78hm2，预计2030年人口总数62300人。
人均污水定额按人均综合生活用水定额的80%计算，则
最高日最高时污水量为
Q=260*80%*62300=12958400L/d=149.98L/s
比流量q=149.98/345.78=0.434(L/s)/hm2

序号
用户名称
最高日用水量（m3/d）
用水时间
Kd
Kh
重复利用率（%）
要求水压（mH2O）
1
食品加工厂
3200
全天使用
1.2
1.5
60
28
2
针织印染厂
4000
全天使用
1.1
1.6
62
28
3
制药厂
1800
8~24时使用
1.1
1.3
57
28
4
氮肥厂
1200
8~24时使用
1.1
1.3
55
28

工厂1污水量3200*（1-0.6）*1000/24/3600*1.5=59.26
工厂2污水量4000*（1-0.62）*1000/24/3600*1.6=75
工厂3污水量1800*（1-0.57）*1000/16/3600*1.3=32.71
工厂4污水量1200*（1-0.55）*1000/16/3600*1.3=21.53
（3）划分设计管段，计算本段流量、转输流量和各管段设计流量

污水管段设计流量计算

由于当前主干管坡度较大可采取地面坡度作为管段的设计坡度，由已知管段

设计流量和坡度，在教材附图1中即可确定一个点，根据该点所在的区域可选定
一个合适的管径。
期望坡度I=(E1-H1)-(E2-H2)/L
其中：
E1,E2为管段上下游节点处的地面高程；
H1,H2为管段上下游节点处的埋设深度，根据管段衔接等技术条件确定；
L为管段长度
（4）进行污水管道水力计算（确定各管段的管径、坡度、流速、充满度、水面标高、管内底标高和管道埋深等）

污水管网主干管水力计算

（5）绘制污水管道平面图和纵剖面图。（见附图）

雨水管道系统设计
一．雨水工程规划
镇区及集中居民点雨水系统采用就近排放方式。
（1）雨水量预测
1.雨水量计算

雨水量的计算采用如下公式：

式中：Q——雨水设计流量（L/s）；
Ψ——径流系数，
F——汇水面积（ha）；
q——暴雨强度，（L/(s.ha)）
其中，暴雨强度公式采用莆田市暴雨强度公式：

式中：q——暴雨强度，（L/(s.ha)）；
p——重现期
t——降雨历时（min）t＝t1+ mt2；
m－延缓系数，取2.0；
t1－集水时间：根据距离远近，取10min；
t2－管渠内雨水过流时间（min）。
2.雨水管网规划
（1）规划原则
－形成独立的雨水排水系统，与灌溉体系分家。近远期结合，解决排水和灌溉矛盾的问题。
－以最短的线路按重力流直接排入河道。
－充分利用现有设施，加以改造和扩充，提高排水能力。
－考虑充分利用规划区周边已建成的雨水管道和片区内的沟渠。
－对于规划区内无水源保证和不承担雨水排放的沟渠，一般不考虑保留。
（2）排水区域划分
镇区北部排入萩芦溪。其他部分排入左干渠和穿镇而过的河流。

雨水水管计算
1. 汇水面积计算

2. 雨水干管水力计算表

（3）. 绘制污水管道平面图和纵剖面图。（见附图）