安阳平顶山市给水排水管道工程设计.docx

《给排水管道工程》课程设计
计算说明书

设 计 题 目： 安阳平顶山市给水排水管道工程设计
系 别： 市政与环境学院
专 业： 给水排水工程
班 级 学 号：
学 生 姓 名：
指 导 教 师： 谭水成 、张奎、宋丰明、刘萍

2013 年 12 月 27日

指导老师评语

指导老师签字

答辩委员会评语

主任委员签字

设计成绩

年 月 日

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主动性，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，熟练掌握工具书的应用，计算机的使用，并能进行外语翻译，从而使我们具备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、清水池容积的确定、管网的水力计算、管网平差和消防校核。排水体制确定为截流式合流制，污水和雨水共用一条管道。主要包括排水体制的确定、设计流量计算和设计水力计算。

Preface
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 Anyang 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.

目 录
第一章 绪论 1
1.1 设计题目 1
1.2 设计基础资料 1
第二章 给水管网设计与计算 2
2.1 给水管网布置及水厂选址 2
2.2 给水管网设计计算 3
2.3 清水池有效容积 4
2.4消防储水量 4
2.5 管网水力计算 5
2.6 管网平差 8
2.7 消防校核 17
2.8 水泵的选择 19
第三章 截流式合流制管网设计与计算 20
3.1排水系统体制的确定 20
3.2 设计流量计算 20
3.3 合流制管道水力计算 23
第四章 设计总结 26
参考文献 27

第一章 绪论
1.1 设计题目
安阳市给排水管道工程设计。
1.2 设计基础资料
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
210
5
+
+
+
Ⅱ
200
4
+
+

Ⅲ

3、城市中有下列工业企业，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2000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 11 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。

第二章 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，城市中各工业企业对水质无特殊要求。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、运行和维护方便。
输水管线走向应符合城市和工业企业规划要求，沿现有道路铺设，有利于施工和维护。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，应根据下列要求，并且通过技术经济比较来确定：
（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、运行和维护方便。
2.2 给水管网设计计算
2.2.1最高日用水量计算
城市最高日用水量包括综合生活用水、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438.6公顷二区面积567.6公顷，所以人口总数为438.6×210+ 567.6×200=205626人
该城市在河南省，总人口20.56万人，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200L/cap.d.用水普及率定为100%。
最高日综合生活用水量

——城市最高日综合生活用水，m3/d；
——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%
=205600×200=41120m3/d
2.2.2工业用水量
（1）工业企业职工的生活用水量：
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25L，高温车间每人每班35L计算. =
{35×（3000×30%+5000×30%）+25×（3000×70%+5000×70%）}/1000=224 m3/d
（2）工业企业职工的淋浴用水量：
A工厂淋浴用水量：60×（3000×30%×70%+5000×30%×80%)/1000=104.4m3/d
B工厂淋浴用水量：40×(3000×70%×20%+5000×70%×40%)/1000=72.8m3/d
=104.4+72.8=177.2m3/d
（3）工业生产用水量：
=16000+8000=24000m3/d
2.2.3市政用水量不计，为零。
2.2.4 城市的漏水水量
按最高日用水量的10%计算。
综上所述，在设计年限以内城镇最高日设计用水量Qd 为
6552.1m3/d
2.2.5城市未预见用水量
7207.3m3/d
2.2.6最高日平均时和最高时设计用水量计算
所以安阳市最高日用水量
m3/d
由于资料不充分，安阳市又属于小城市，故时变化系数为

2.3 清水池有效容积
由于基础资料不足，所以清水池的有效容积按最高时的10％取

2.4消防储水量
火灾延续时间按2h算，一次用水量按55L/s,同一时间火灾次数为二次

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要求时，亦可采用一个，但须分格或采取适当措施，以便清洗或检修时不间断供水。本题取两个清水池，每座有效容积为18000，直径80m。
2.5 管网水力计算
集中用水量主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该计入集中用水量，否则不计入集中用水量。
2.5.1最大时集中流量为
4、24、35节点有工厂A、B和火车站，L/s
2.5.2比流量计算
L/(s.m)
----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。
2.5.3 沿线流量计算:
沿线流量计算数据见下表：
表2-1 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
795.24
1
795.24
0.031761
25.26
2-3
881.27
1
881.27
0.031761
27.99
3-4
600.84
1
600.84
0.031761
19.08
4-5
594.22
1
594.22
0.031761
18.87
5-6
590.13
1
590.13
0.031761
18.74
6-7
872.3
1
872.3
0.031761
27.71
8-9
872.3
1
872.3
0.031761
27.71
9-10
590.13
1
590.13
0.031761
18.74
10-11
594.22
1
594.22
0.031761
18.87
11-12
600.84
1
600.84
0.031761
19.08
12-13
881.27
1
881.27
0.031761
27.99
13-14
795.54
1
795.54
0.031761
25.27
7-8
685.86
1
685.86
0.031761
21.78
6-9
685.86
1
685.86
0.031761
21.78
5-10
685.86
1
685.86
0.031761
21.78
4-11
685.86
1
685.86
0.031761
21.78
3-12
685.86
1
685.86
0.031761
21.78
2-13
685.86
1
685.86
0.031761
21.78
1-14
685.86
1
685.86
0.031761
21.78
9-18
1114.17
0
0
0.031761
0.00
12-16
1114.17
0
0
0.031761
0.00
15-16
826.28
0.5
413.14
0.031761
13.12
16-17
766.55
0.5
383.27
0.031761
12.17
17-18
1020.15
0.5
510.07
0.031761
16.20
18-19
960.76
0.5
480.38
0.031761
15.26
20-21
960.76
1
960.76
0.031761
30.51
21-22
1020.15
1
1020.15
0.031761
32.40
22-23
766.55
1
766.55
0.031761
24.35
23-24
826.28
1
826.28
0.031761
26.24
15-24
551.48
0.5
551.48
0.031761
17.52
16-23
551.48
1
551.48
0.031761
17.52
17-22
551.48
1
551.48
0.031761
17.52
18-21
551.48
1
551.48
0.031761
17.52
19-20
551.48
1
551.48
0.031761
17.52
24-25
578.51
0.5
289.25
0.031761
9.19
25-30
193.34
1
193.34
0.031761
6.14
23-31
771.85
1
771.85
0.031761
24.51
22-32
771.85
1
771.85
0.031761
24.51
21-33
771.85
1
771.85
0.031761
24.51
20-34
1057.7
1
1057.7
0.031761
33.59
34-33
1683.86
1
1683.86
0.031761
53.48
33-32
1020.15
1
1020.15
0.031761
32.40
32-31
766.55
1
766.55
0.031761
24.35
31-30
826.28
1
826.28
0.031761
26.24
25-26
417.05
1
417.05
0.031761
13.25
26-27
799.03
1
799.03
0.031761
25.38
27-28
697.07
1
697.07
0.031761
22.14
28-29
799.03
1
799.03
0.031761
25.38
29-37
417.05
1
417.05
0.031761
13.25
26-29
697.07
1
697.07
0.031761
22.14
30-37
493.63
1
493.63
0.031761
15.68
31-36
598
1
598
0.031761
18.99
33-35
646.59
1
646.59
0.031761
20.54
35-36
1040.37
0.5
520.18
0.031761
16.52
36-37
1159.79
1
1159.79
0.031761
36.84
总计

36984.49

1174.66

2.5.4 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
计算结果见表2-4：
表 2-2 节点流量计算表
节点标号
节点连接管
节点流量
集中流量
节点总流量
1
1-2、1-14
25.32
0.00
25.32
2
2-1、2-3、2-13
25.01
0.00
25.01
3
3-2、3-4、3-12
22.95
0.00
22.95
4
4-3、4-5、4-11
19.91
186.80
206.71
5
5-4、5-6、5-10
19.80
0.00
19.80
6
6-5、6-7、6-9
22.74
0.00
22.74
7
7-8、7-6
24.75
0.00
24.75
8
8-7、8-9
24.75
0.00
24.75
9
9-6、9-8、9-10、9-18
22.74
0.00
22.74
10
10-9、10-5、10-11
19.80
0.00
19.80
11
11-4、11-10、11-12
19.91
0.00
19.91
12
12-3、12-11、12-13、12-10
22.95
0.00
22.95
13
13-2、13-12、13-14
25.01
0.00
25.01
14
14-1、14-13
25.32
0.00
25.32
15
15-16、15-24
15.32
0.00
15.32
16
16-15、16-17、16-23
14.27
0.00
14.27
17
17-16、17-21、17-22
15.30
0.00
15.30
18
18-9、18-17、18-19、18-21
16.33
0.00
16.33
19
19-18、19-20
16.39
0.00
16.39
20
20-19、20-21
27.21
0.00
27.21
21
21-18、21-20、21-22、21-33
26.24
0.00
26.24
22
22-17、22-21、22-23、22-32
24.70
0.00
24.70
23
23-16、23-22、23-24、23-31
23.23
0.00
23.23
24
24-15、24-23、24-25
17.65
95.70
113.35
25
25-24、25-26、25-30
9.55
0.00
9.55
26
26-25、26-27、26-29
20.26
0.00
20.26
27
27-26、27-28
23.76
0.00
23.76
28
28-27、28-29
23.76
0.00
23.76
29
29-26、29-28、29-37
20.26
0.00
20.26
30
30-25、30-32、30-31
16.02
0.00
16.02
31
31-23、31-30、31-32、31-36
23.52
0.00
23.52
32
32-22、32-31、32-33
27.09
0.00
27.09
33
33-21、33-32、33-34、33-35
32.73
0.00
32.73
34
34-20、34-33
43.54
0.00
43.54
35
35-33、35-36
18.53
11.00
29.53
36
36-31、36-35、36-37
24.12
0.00
24.12
37
37-29、37-30、37-29
21.92
0.00
21.92
总计

822.66
293.50
1116.16
（接上表）

2.6 管网平差
2.6.1环状管网流量分配计算
根据节点流量进行管段的流量分配
分配步骤：
（1）按照管网的主要方向，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主要的平行干管线，这些平行干管中尽可能均匀的分配流量，并且满足节点流量平衡的条件。
（3）与干管线垂直的连接管，其作用主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，平时流量不大，只有在干管损坏时 才转输较大的流量，因此连接管中可以较少的分配流量。
2.6.2管径的确定
管径与设计流量的计算：q=Av=
D=
设计中按经济流速来确定管径进行平差，确定实际管径
表2-3 平均经济流速与管径的确定
管 径 （mm）
平均经济流速（m/s）
D=100-400
0.6-0.9
D >=400
0.9-1.4

2.6.3初分流量表及管网平差结果
表2-4 给水管道初分流量表
管道标号
初分流量
管道标号
初分流量
管道标号
初分流量
管道标号
初分流量
1
698.78
15
704.78
29
78.60
43
16.24
2
641.26
16
90.36
30
234.68
44
9.62
3
586.84
17
80.50
31
12.5
45
6.87
4
350.18
18
70.80
32
50
46
25.19
5
300.48
19
196.88
33
106.74
47
67.44
6
246.36
20
600
34
2.8
48
58.07
7
221.62
21
253.56
35
40
49
3.54
8
20
22
250
36
157.07
50
30
9
20
23
250
37
50
51
90
10
20
24
29.07
38
94.79
52
0.47
11
20
25
100
39
100
53
54.29
12
20
26
83.61
40
5.71
54
29.37
13
20
27
100
41
80
55
7.52
14
722.3
28
256.13
42
40

表2-5管网平差结果
编号
流量
损失
1
609.45
0.94
2
580.35
1.69
3
550.26
1.04
4
323.39
1.56
5
283.16
1.22
6
238.19
1.3
7
11.83
0.83
8
2.68
0.05
9
10.53
0.67
10
10.21
0.63
11
-4.33
-0.13
12
-8.43
-0.44
13
632.97
0.87
14
811.63
1.6
15
765.69
1.59
16
87.12
1.92
17
67.47
1.18
18
48.3
0.64
19
229.79
2.96
20
639.82
2.55
21
183.75
1.03
22
259.87
1.45
23
245.58
1.21
24
-10.75
-0.35
25
91.09
1.74
26
74.7
1.33
27
129.99
1.93
28
181.9
0.5
29
112.97
2.85
30
244.55
0.86
31
3.24
0.37
32
38.12
1.12
33
39.53
0.39
34
-2.63
-2.1
35
36.52
0.2
36
123.32
1.38
37
54.86
2.22
38
108.02
1.92
39
119.13
3.3
40
23.21
0.11
41
81.63
1.18
42
43.76
1.51
43
20
2.23
44
7.49
0.36
45
34.74
0.61
46
35.56
1.07
47
34.1
0.91
48
19.87
0.45
49
7.02
0.11
50
30.97
1.57
51
59.53
0.94
52
1.44
0.75
53
24.79
0.77
54
27.74
0.82
55
3.76
3.38

每个环的平差结果：
第1环

编号

流量

损失

hf'
1

609.45

0.94

2.85
12

-8.43

-0.44

97.27
13

632.97

0.87

2.54
-14

-811.63

-1.6

3.64

总h= -.2311
总hf'= 106.3026

△q= 2.1743

第2环

编号

流量

损失

hf'
2

580.35

1.69

5.38
11

-4.33

-0.13

55.15
-15

-765.69

-1.59

3.84
-12

8.43

0.44

97.27

总h= .4123
总hf'= 161.6431

△q= -2.5508

第3环

编号

流量

损失

hf'
3

550.26

1.04

3.51
10

10.21

0.63

114.54
-16

-87.12

-1.92

40.86
-11

4.33

0.13

55.15

总h= -.1199
总hf'= 214.0601

△q= .5602

第4环

编号

流量

损失

hf'
4

323.39

1.56

8.95
9

10.53

0.67

117.66
-17

-67.47

-1.18

32.5
-10

-10.21

-0.63

114.54

总h= .4168
总hf'= 273.6473

△q= -1.523

第5环

编号

流量

损失

hf'
5

283.16

1.22

7.99
8

2.68

0.05

36.65
-18

-48.3

-0.64

24.45
-9

-10.53

-0.67

117.66

总h= -.0319
总hf'= 186.7425

△q= .1707

第6环

编号

流量

损失

hf'
6

238.19

1.3

10.12
7

11.83

0.83

129.86
-19

-229.79

-2.96

23.86
8

11.83

0.83

129.86

总h= 0
总hf'= 293.6965

△q= 0

第7环

编号

流量

损失

hf'
16

87.12

1.92

40.86
17

49.59

0.67

25
18

48.3

0.64

24.45
21

183.75

1.03

10.37
24

-10.75

-0.35

60.07
-23

-245.58

-1.21

9.13
-20

-639.82

-2.55

7.39

总h= .1437
总hf'= 177.2621

△q= -.8105

第8环

编号

流量

损失

hf'
-22

-259.87

-1.45

10.33
29

112.97

2.85

46.79
-31

-3.24

-0.37

210.79
-30

-244.55

-0.86

6.54

总h= .1721
总hf'= 274.4525

△q= -.6271

第9环

编号

流量

损失

hf'
23

245.58

1.21

9.13
28

181.9

0.5

5.09
32

38.12

1.12

54.61
-29

-112.97

-2.85

46.79

总h= -.0198
总hf'= 115.6214

△q= .1714

第10环

编号

流量

损失

hf'
-21

-183.75

-1.03

10.37
27

129.99

1.93

27.52
-33

-39.53

-0.39

18.46
-28

-181.9

-0.5

5.09

总h= .0096
总hf'= 61.4404

△q= -.1555

第11环

编号

流量

损失

hf'
25

91.09

1.74

35.42
26

74.7

1.33

32.9
34

-2.63

-2.1

1479.47
-17

-49.59

-0.67

25

总h= .2953
总hf'= 1572.7853

△q= -.1878

第12环

编号

流量

损失

hf'
-34

2.63

2.1

1479.47
35

36.52

0.2

10.09
-49

-7.02

-0.11

28.36
-36

-123.32

-1.38

20.75

总h= .8136
总hf'= 1538.6726