资源描述
吉林化工学院给水排水管道工程10级课程设计
目录
第1章 工程概况 1
1.1 设计依据、原则、任务、要求 1
1.1.1 设计题目 1
1.1.2 设计依据 1
1.1.3 设计编制原则 1
1.1.4 设计任务 2
1.1.5 设计要求: 2
1.2 设计资料 2
1.2.1 原始资料: 2
第2章 设计用水量计算 5
2.1用水量定额 5
2.2设计用水量 5
第3章 管网定线及水力计算 8
3.1管网的布置形式 8
3.1.1给水管网布置的要求 8
3.1.2给水管网布置的形式: 8
3.1.3方案的比较 8
3.2管网定线 8
3.3沿线流量的计算 9
3.3.1比流量的计算 9
3.3.2沿线流量的计算 9
3.4节点流量的计算 11
3.5管段初分流量 12
3.6管网平差 13
第4章 工程概况 14
4.1 设计依据、原则、任务、要求 14
4.1.1 设计题目 14
4.1.2 设计依据 14
4.1.3 设计编制原则 14
4.1.4 设计任务 14
4.1.5 设计要求: 15
4.2 设计资料 15
4.2.1 原始资料: 15
第5章 城市排水体制的确定 16
5.1 设计资料的调查 16
5.2 方案一:分流制 16
5.2.1 分流制的定义 16
5.2.2 分流制的优缺点 16
5.3 方案二:合流制 16
5.3.1 合流制的定义 16
5.3.2 合流制的优缺点 17
5.4 方案确定原则 17
5.5 选择排水体制的要求 17
5.6 方案确定 17
第6章 污水管道的设计 18
6.1 确定排水区界及划分排水流域 18
6.2 排水管道定线 18
6.2.1 排水管道定线原则 18
6.2.2 定线的影响因素 18
6.2.3定线方案比较 18
6.3 污水管道水力计算 18
6.3.1 在小区平面图上布置污水管道 19
6.3.2 街区编号并计算其面积 19
6.3.3 划分设计管段,计算设计流量 21
6.3.4 水力计算 22
第7章 雨水管渠的设计 25
7.1确定雨水排水区界及划分排水流域 25
7.2 雨水管网定线 25
7.3 雨水管网水力计算 25
7.3.1雨水管网水力计算步骤: 25
7.3.2雨水管网水力计算 25
7.4绘制雨水管道平面图 27
附表 28
参考文献 52
结束语 53
II
第I部分 给水部分
第1章 工程概况
1.1 设计依据、原则、任务、要求
1.1.1 设计题目
扶余县给水排水管道工程初步设计
1.1.2 设计依据
1.《给水工程设计任务指导书》 ;
2.《给水排水设计手册》(1-12册);
3.《给水工程》上册;
4.给水工程设计规范;
5.《给水排水标准图集》;
6.《给水排水工程结构设计规范》;
7.《给水排水制图标准》;
8.其他相关设计资料。
1.1.3 设计编制原则
给水工程的规划与设计,应遵循下列原则:
1、给水系统管网的布置应满足以下要求:
(1)按照城市规划,考虑给水系统分期建设的可能,留有充分的发展余地;
(2)必须安全可靠,当局部管网发生故障时,断水范围应该最小;
(3)管网均匀遍布整个给水区内,保证用户有足够的水量和水压;
(4)力求以最短距离敷设管线,以降低管网造价和经营管理费用。
城市给水管网的定线一般只限于管网中的干管以及干管之间的连接管,不包括从干管取水而分配到用户的进水管。干管延伸方向应和二级泵站输水到大用户的水流方向一致,顺水流方向,以最短的距离布置数条干管,干管从用水量较大的街区通过。干管间距可根据街区情况,采用500~800m。干管之间设有连接管,从而形成了环状网。连接管作用在于局部管线损害时,可通过连接管重新分配流量,保证供水可靠。连接管间距一般在800~1000m 之间。干管一般规划道路定线,尽量避免在主要路面或高级路面下布线。管线在路面下的平面位置及标高应符合城市地下管线综合设计要求,为减少造价,应尽量减少穿越河流和铁路。管网水力计算的目的是确定管网各管段的管径和水头损失或管网水头损失,为选配二级泵站提供依据。考虑以上要求,对该市进行管网定线,为供水安全,采用环状网。。
2、具体要求:
1、管网设计考虑近、远期的用水发展,不同用水时(最大用水时,最大消防时,最大转输时)的设计、校核;调节构筑设计,确定泵站和管网的共同工作。布置管网时为保证安全供小要考虑环状管网供水。一个城市有几个分区时要正确选择各区管网的控制点和全城的总控制点。
2、管网中是否采用水塔,应当审核对待,因为水塔的高度是确定的,当用水量增加时常影响使用,要计算出主干管的管位、长度、深埋。管材种类,以便对工程进行(预)概算。
3、管网设计要按照城市规划,水源情况,城市地形,拥护对水量和水压、要求等方面不用情况,做到通盘考虑分期施工投产。既能即使供应生产、生活和消防用水,又能适应今后的发展。以上各点全面考虑设计成统一或分区,分质、分压等不用的给水系统。以上给水系统进行技术经济比较后确定最佳方案。
4、进行技术比较的管网定线方案,以两个为限。
5、管网部分包括输水管设计(极力、输水管走向、条数、管径、深埋、管材种类、分段等设计)。
1.1.4 设计任务
1、调查研究,收集必要的设计基础资料
在设计以前,必须深入现场进行收集有关资料和进行查勘工作,以便提出合理的设计方案。
2、计算管网设计流量
(1)计算管网设计流量
(2)管网定线;计算节点流量。
(3)管网流量分配;初步选定管径。
(4)管网平差计算。
(5)输、配水管线布置并进行方案比较。
3、图纸绘制
4整理计算书,写说明书。
1.1.5 设计要求:
1、设计均应达到初设计水平,力求方案计算正确。图纸说明细致准确,并书写工整,图面规范、美观。
2、设计要求独立完成,对设计内容做到全面掌握。
3、设计说明书一份。
(1)设计概况、城市概况、设计范围、设计任务与资料。
(2)根据原始资料给水设计流量计算。
(3)给水管网的布置和定线。
(4)给水管网平差计算(附表格);
(4)给水管网水力计算与工程概算;
4、设计图纸2张。
给水管网平面布置图、给水管件连接图。
5、所有设计内容按时完成。
1.2 设计资料
1.2.1 原始资料:
(一)城市规划资料
1、城市总平面图,比例:1:10000;
2、总平面图上等高线间距: 1 m;
3、给水水源及工厂位置见平面图,城市分区数目 3个。
4、城市人口分区、房屋层数。
人口密度、房屋层数及卫生设备情况表
区号
人数(万人)
房屋层数
卫生设备情况
用水普及率(%)
近期
远期
近期
远期
Ⅰ
9
11
6
7
100
Ⅱ
7
10
6
7
100
Ⅲ
5
6
6
7
100
5、 使用城市给水管网的工厂,其位置见底图
(1)甲厂,生产用水为1500 m3/d,重复利用率10 %。工人总数1500人,分 3班工作,其中热车间工作的工人占全部工人的50% 。
(2)乙厂,生产用水为1800m3/d,重复利用率15%。工人总数1500人,分3 班工作,其中热车间工作的工人占全部工人的60 %。
(3)第一中学:1000m³/d ,第二中学:1200m³/d
6、其他用水
(1)浇洒道路及绿地:600m3/d,每天两次。
(2)火车站用水量:600m3/d。
(二)气象及工程地质资料
(1)气温:年平均气温10℃;年最高气温30℃,年最低气温-30℃。
(2)年降雨量600mm。
(3)风向:常年主导风向西南风。
(4)城市土壤种类:亚粘土。
(5)地下水位深度:6.00m。
(6)冰冻线为1.40m。
(6)含沙量:2kg/m3。
(三)、水体的水文资料:
水体的最小流量 12.4 m3/s;相应的水流速度 0.22 m/s;最大流量 86.41 m3/s;相应的水流速度 8.96 m/s;污水厂排放口上游最小流量时水体溶解氧浓度为 5.8mg/L。
水体的水位标高:
最高水位165.5m
最低水位163.5m
常水位 164.5m
水体中BOD5= 3.0 mg/L
SS= 18 mg/L
水体温度T= 9℃
(四)给水用水量逐时变化
逐时用水量(%)
时间
A
B
C
D
E
F
G
0-1
1.80
2.53
2.10
1.50
3.20
1.10
1.60
1-2
1.72
2.45
1.46
1.50
2.50
1.76
1.60
2-3
1.38
2.50
1.43
1.50
2.60
1.90
1.60
3-4
1.19
2.53
1.53
1.50
1.30
1.10
1.60
4-5
1.64
2.57
2.66
0.50
3.70
1.30
1.60
5-6
4.14
3.09
4.55
3.50
4.10
3.91
3.50
6-7
6.28
5.31
5.34
4.50
4.50
6.61
4.50
7-8
6.69
4.92
5.74
5.50
4.90
5.84
5.50
8-9
6.35
5.17
5.90
6.25
4.90
6.04
6.25
9-10
6.10
5.10
5.74
6.25
5.00
6.69
6.15
10-11
5.87
5.21
4.97
6.25
4.90
5.17
6.15
11-12
5.59
5.21
4.95
6.25
4.70
6.31
6.15
12-13
5.35
5.09
5.05
5.00
4.40
5.62
5.10
13-14
5.16
4.81
5.05
5.60
4.10
5.23
5.50
14-15
4.15
4.99
5.37
5.60
4.10
3.69
5.80
15-16
4.35
4.70
5.62
6.00
4.40
4.76
5.90
16-17
4.65
4.62
5.85
6.00
4.30
4.24
5.90
17-18
4.40
4.97
5.93
5.00
4.10
5.99
5.90
18-19
4.19
5.18
5.25
5.00
4.50
5.97
5.10
19-20
4.65
4.89
4.90
5.00
4.50
5.50
5.00
20-21
4.97
4.39
3.19
4.50
4.30
3.05
4.30
21-22
4.21
4.17
2.50
3.00
4.80
3.01
3.00
22-23
2.96
3.12
2.57
3.00
4.60
3.42
3.00
23-24
2.11
2.48
2.06
1.50
3.50
1.79
1.30
第2章 设计用水量计算
2.1用水量定额
用水量定额是确定设计用水量的主要依据,它可以影响给水系统相应设施的规模,工程投资,工程扩建的期限,今后水量的保证等方面,所以必须慎重考虑,应结合现状和相应的规划资料并参考类似地区或工业的用水情况,确定用水量定额。
用水量定额是指在设计年限内所能达到的用水水平,因此必须从城市规划,工业企业生产情况,居民生活条件和气象资料等方面综合考虑,结合现状用水资料分析,近远期预测,在现有定额的基础上,结合给水专业规划和给水工程发展条件综合分析确定。
按《城市给水工程规划规范》规定:
城市给水工程规划的主要内容应包括:预测城市用水量,并进行水资源与城市用水量之间的供需平衡分析;选择城市给予水水源并提出相应的给水系统布局
框架;确定给水枢纽工程的位置和用地;提出水资源保护以及开源节流的要求
和措施。城市给水工程规划期限应与城市总体规划期限一致。城市给水工程规划应重视近期建设规划,且应适应城市远景发展的需要。
设计用水量由下列各项组成:1、 居民综合生活用水量Q1;2、 公共建筑生活用水量Q2;3、 工业企业生产用水量Q3;4、 工业企业职工生活用水量Q4;5、 工业企业职工沐浴用水量Q5;6、 市政用水量Q6;7、 未预计水量及管网漏失量Q7。
城市总用水量计算时,应包括设计年限内该给水系统所供应的全部用水;居住
区综合生活用水,工业企业生产用水和职工生活用水。消防用水,浇洒道路和
绿地用水以及未预见水量和管网漏失量,但不包括工业自备水源所需的水量。
设计用水量包括以下几个方面:⒈居民生活用水量;⒉工业企业生产用水和工作人员生活用水;⒊消防用水;⒋浇洒道路及绿地用水;⒌未预见水量及管网漏失水量;
2.2设计用水量
城市总用水量计算时,应包括设计年限内该给水系统所能供应的全部用水;居住区综合用水,工业企业生产用水及生活用水,消防用水,浇洒道路和绿地用水以及未预见水量和管网漏失水量,但不包括工业自备水源所需水量。
由设计资料可知,该地区位于吉林省,总人口数55万,查《室外排水设计规范》可知该城市位于二分区,为中小型城市。
从居民生活用水定额表可以查出:
居民生活用水定额采用120L/cap.d;
工厂职工生活用水量:
一般车间每人每班25L,高温车间每人每班35L;
企业职工淋浴用水:
一般车间每人每班40L,高温车间每人每班60L;
浇洒道路用水量按每平方路面每次1.0L计算;
城市的未预见水量和管网漏失水量按最高日用水量的20%计算;
(1)居民最高日生活用水量Q1 :
Q1=qNf
其中: Q1 —―城市最高综合生活用水,m3/d;
q —―最高日生活用水量定额,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%
所以: Ⅰ区:Q1 =120×11×104×100%/1000=13200 m3/d
Ⅱ区:Q1=120×10×104×100%/1000=12000 m3/d
Ⅲ区:Q1=120×6×104×100%/1000=7200 m3/d
(2)工业企业的生活用水量:
Q2=
其中: Q2 —―工业企业职工生活用水,m3/d;
n —―每日班制
ni —―工业企业每班职工人数;
qi —―职工生活用水量定额,L/(cap.d);
一般车间取25L/(cap.d),高温车间取35L/(cap.d)
所以: 甲厂:Q2==45 m3/d
乙厂: Q2==46.5 m3/d
(3)职工淋浴用水量:
Q3=
其中: Q3 —―工业企业职工淋浴用水,m3/d;
n —―每日班制
ni —―工业企业每班职工人口数;
qi —―职工淋浴用水量定额,L/(cap.d);
一般车间取40L/(cap.d),高温车间取60L/(cap.d)
所以: 甲厂:Q3==75 m3/d
乙厂:Q3==78 m3/d
(4)学校用水:
根据设计资料可知:第一中学用水1000 m3/d;
第二中学用水1200 m3/d;
中学的总用水量为:Q4=2200 m3/d;
(5)工业生产用水量:
Q5=q×(1-n)
其中: Q5 —―工业生产用水量,m3/d;
n —―工业用水重复利用率
q —―工艺总需用水量
由原始设计资料可知,该地区有甲、乙两座工厂,生产用水分别为1500m3/d,1800 m3/d重复利用率分别为10%,15%则工业生产用水分别为:
甲厂:Q5=1500×(1-0.10)=1350 m3/d
乙厂:Q5=1800×(1-0.15)=1530 m3/d
(6)浇洒道路及绿地用水量:
根据设计资料可知Q6=600 m3/d
分两次浇洒,可取时间段9-10,14-15时。
(7)火车站用水量:
根据设计资料可知Q7=600 m3/d
(8)未预见用水量的计算:
按最高日用水量的20%算。
最高日的用水量包括居民的生活用水;工业用水及企业生活用水;浇洒道路及绿化用水。
则未预见用水总量:
Q=(+++Q6+Q7)×0.20= 38924.50 m3/d
最高日设计流量Qd:
Qd =1.25×(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6+Q7+Q)= 46709.40 m3/d
最高日最高时用水量Qh:
Qh=3249.647 m3/d
用水量计算见附表2-1设计用水量计算表。
第3章 管网定线及水力计算
3.1管网的布置形式
3.1.1给水管网布置的要求
给水管网的布置应满足以下要求:
ⅰ:按照城市规划的平面布置图布置管网,布置时应考虑给水系统分期建设的可能,并留有发展的余地。
ⅱ:管网布置必须保证供水安全可靠,管线布置均匀,当局部管网发生事故时,断水范围应减到最小。
ⅲ:力求以最短的距离敷设管线,以降低管网造价和供水能量费用。
3.1.2给水管网布置的形式:
尽管给水管网有各种各样的要求,但不外乎最常用的两种布置形式,即树枝状管网和环状网。树枝状管网一般适用于小城市和小型工矿企业,这类管网每个管段只有一个水流方向,计算方便,节约管材,但供水安全性差。
环状网中,管线连接成环状,每个管段至少有一个供水方向,供水可靠性好,但管网造价比较高。它多用于大型城市,大型企业,断水影响大的城区等。
3.1.3方案的比较
有原始设计资料可以知道,本设计是为该地区新建给水系统,由于该城市有三个个分区,且有大型的工厂,铁路从城市中心穿过,把城市分为一区、二区和三区。为了保证铁路北侧的街区的供水安全,以及甲厂和火车站的用水安全可靠,本设计应采用环状管网布置形式,给水厂设在河流的上游,且位于一区,各个分区之间有干管横穿铁路形成一个大环,为北侧的三区供水,从一区和二区两条主干管可以保证一区的供水安全,使事故时的损失减到最小。
3.2管网定线
城市管网定线是指在地形平面图上确定管线的走向和位置。定线时一般只限于管网的干管和干管之间的连接管,不包括从干管到用户的分配管和街道用户的进水管。由于给水管线一般敷设在街道下,就近接入两侧的用户。
管网定线取决于城市的平面布置,供水区的地形,街区和用户的分布,特别是大用户的位置,河流,铁路,桥梁的位置等,管网定线一般遵循以下原则:
⒈沿道路规划定线,走直线;
⒉靠近大用户,指向大用户;
⒊尽量平行敷设,沿供水方向平行布设干管,相邻干管间距一般为500~800m;
⒋平行干管之间布设联络管,联络管平时不通水,只有事故时才采用,起到事故时输水的作用,一般间距为800~1000m。
考虑了上述要求,城市管网将是环状管网,管线均匀分布整个城市的给水区。
给水管网中还必须考虑管线的附属设备,如消火栓,阀门,排气阀,泄水阀等。一般的,消火栓应120m设一个,经有关部门同意,也可适当的增减,阀门则800~1000m设一个,且不能同时关闭5个消火栓或阀门。排气阀一般设在标高较高的地方,而泄水阀用于事故时放空管中的水,应设在标高较低的地方。
3.3沿线流量的计算
3.3.1比流量的计算
比流量是指假想的把除大用户之外的水量均匀分布在全部干管的计算长度上,单位长度的流量成为比流量。若以qs表示比流量,则有:
其中:qs —―比流量,L/s.m ;
Q —―管网总用水量. L/s;
∑q —―大用户集中用水量. L/s;
∑l —―干管计算长度.m
由设计用水量可以知道,该城区的总用水量为902.68L/s,其中大用户用水为66.8L/s,管长中包括不供水管不计算管段,计算长度为0,还有单侧供水管,计算长度取实长的一半,其余管段则以实长计算。
由平面布置图得到:∑30266m,所以该环状网的比流量为:
q s ==0.0276 L/s
3.3.2沿线流量的计算
沿线流量是指供给该管段两侧的用户所需的流量,是比流量与管段长度的乘积。由沿线流量定义可以得到:
ql=L*q s
计算得到的沿线流量见表3-1沿线流量计算表。
表3-1
沿线流量
管段
实际长度(m)
计算长度(m)
比流量(l/s)
沿线流量(l/s)
整合
1—2
470
470
0.0276
12.972
12.972
2—3
1120
1120
0.0276
30.912
30.912
3—4
144
144
0.0276
3.9744
4.115
4—5
812
812
0.0276
22.4112
22.411
5—6
204
204
0.0276
5.6304
5.63
6—7
632
632
0.0276
17.4432
17.444
7—8
1126
864
0.0276
23.8464
23.846
8—9
1061
935
0.0276
25.806
25.806
9—10
1114
1114
0.0276
30.7464
30.747
7—10
1078
1078
0.0276
29.7528
29.753
10—11
989
989
0.0276
27.2964
27.296
5—11
1135
1135
0.0276
31.326
31.326
11—12
698
546
0.0276
15.0696
15.07
12—13
144
144
0.0276
3.9744
4.074
3—13
766
766
0.0276
21.1416
21.142
13—14
609
609
0.0276
16.8084
16.808
2—14
591
591
0.0276
16.3116
16.312
14—19
504
504
0.0276
13.9104
13.91
15—16
389
389
0.0276
10.7364
10.737
16—17
306
306
0.0276
8.4456
8.445
17—18
190
190
0.0276
5.244
5.344
18—19
270
270
0.0276
7.452
7.452
1—15
373
373
0.0276
10.2948
10.295
19—20
469
246
0.0276
6.7896
6.789
20—21
671
671
0.0276
18.5196
18.52
21—22
939
939
0.0276
25.9164
25.916
22—23
795
795
0.0276
21.942
21.942
23—24
289
289
0.0276
7.9764
7.976
24—25
231
231
0.0276
6.3756
6.376
25—26
398
398
0.0276
10.9848
10.984
26—27
638
638
0.0276
17.6088
17.609
21—26
733
733
0.0276
20.2308
20.23
20—27
691
691
0.0276
19.0716
19.072
27—28
861
861
0.0276
23.7636
23.763
28—29
825
825
0.0276
22.77
22.77
29—25
543
543
0.0276
14.9868
14.987
23—30
516
516
0.0276
14.2416
14.241
29—30
518
518
0.0276
14.2968
14.297
29—31
180
180
0.0276
4.968
5.068
31—32
1432
1197
0.0276
33.0372
33.037
32—33
543
543
0.0276
14.9868
14.987
33—34
814
537
0.0276
14.8212
14.821
34—35
880
701
0.0276
19.3476
19.348
35—36
254
254
0.0276
7.0104
7.01
36—37
263
263
0.0276
7.2588
7.259
37—38
533
533
0.0276
14.7108
14.71
33—38
701
701
0.0276
19.3476
19.348
38—39
546
546
0.0276
15.0696
15.07
39—40
563
563
0.0276
15.5388
15.538
40—41
173
173
0.0276
4.7748
4.875
41—42
262
262
0.0276
7.2312
7.231
42—35
500
500
0.0276
13.8
13.8
9—42
496
234
0.0276
6.4584
6.459
合计
31982
30266
835.3416
835.88
3.4节点流量的计算
管网中任意管段的流量,都由两部分组成,一部分是沿该管段长度L配水的沿线流量q1,另一部分则是通过该管段输水到以后管段的转输流量qt,转输流量沿线不变,而沿线流量则沿线配水,所以管段中的流量随水流方向逐渐减小,到管段末端只剩下转输流量,因此,从管段的起点到终点,管段中的流量是变化的。
按照用水量在全部干管上均匀分配的假定求出沿线流量,只是一种近似的方法,如上面所述,每一管段的沿线流量是沿线分配的。对于流量变化的管段,难以确定管径和水头损失,所以有必要将沿线流量转化为从节点流出的流量。这样,沿管线不再有流量流出,即管段中的流量不再沿管线变化,就可根据该流量确定管径。
节点流量就是假想的把沿线流量折算成管段两端节点流出的流量,节点流量可按公式计算:
qi=0.5
其中:∑ql—―与该节点相连的管段的沿线流量. L/s
计算得到的节点流量见表3-2节点流量计算表:
表3-2
节点流量
节点号
节点流量(m³)
大用户(m³)
整合节点流量(m³)
节点号
节点流量(m³)
大用户(m³)
整合节点流量(m³)
1
11.634
11.634
23
22.080
22.08
2
30.098
30.098
24
7.176
7.176
3
28.085
28.084
25
16.174
16.174
4
13.263
13.263
26
24.412
24.42
5
29.684
29.684
27
30.222
30.222
6
11.537
11.537
28
23.267
16.146
39.412
7
35.522
35.521
29
28.561
11.575
40.136
8
24.826
24.826
30
14.269
14.269
9
31.506
31.506
31
19.053
19.052
10
43.898
43.898
32
24.012
24.012
11
36.846
6.9
43.79
33
24.578
24.578
12
9.572
9.602
34
17.085
17.085
13
21.012
21.012
35
20.079
20.079
14
23.515
13.889
37.404
36
7.135
7.135
15
10.516
10.516
37
10.985
10.984
16
9.591
9.591
38
24.564
24.564
17
6.895
6.895
39
15.304
15.304
18
6.398
6.398
40
10.207
10.207
19
14.076
14.075
41
6.053
6.083
20
22.191
22.19
42
13.745
18.247
31.922
21
32.333
32.333
合计
835.88
66.757
902.68
22
23.929
23.929
3.5管段初分流量
任一管段的计算流量实际上包括该管段两侧的沿线流量和通过该管段输送到以后管段的转输流量,为了初步确定管段的计算流量,必须按最大时用水量进行流量分配,得出各管段流量后,才能据此确定管径和进行水力计算,所以流量分配在管网计算中是一个重要的环节。
求出节点流量后,就可以进行管网的流量分配,分配到各管段的流量已经包括了沿线流量和转输流量,环状网的流量分配比较复杂,因为各管段的流量没有直接的联系,并且在一个节点上连接几条管段,因此任一节点的流量包括该节点流量和流向以及流离该节点的几条管段流量。所以环状网流量分配时,由于到任一节点的水流情况较为复杂,不能像树枝网一样,对任一管段得到唯一的流量值。分配时,必须保证每一节点的水流连续性,也就是流向任一节点的流量必须等于流离任一节点的流量,以满足节点流量平衡条件。
用公式可表示为:
∑qij+ qi=0
其中:∑qij —―从节点i到节点j的管段流量,L/s;
qi —―节点i的节点流量,L/s;
一般假定流离节点的流量为正,流向节点的流量为负。
流量分配的原则有:
⑴按照管网的主要供水方向,初拟各管段的水流方向,并确定控制点(最不利点)
⑵从二泵站到控制点间,选定几条主要的平行干管线,尽可能平均分配流量,并满足节点方程。
⑶连接管中可以分配少部分流量。
⑷多水源管网,初步确定各水源的供水分界线,从各水源开始,寻供水的主流方向,按每一节点符合节点方程的条件,同时考虑经济性和安全性,进行流量的分配。
环状网流量分配后,即可得出各管段的计算流量,由此可初步选定管径。
3.6管网平差
管网水力计算的目的在于求出各水源点的供水量,各管段的流量,管网平差的目的在于使各环状网能够均匀供水,保证供水的安全可靠,同时使管网的造价降到最低。
环状网的平差采用哈代-罗斯法,并忽略了公共管段传来的临环的校正流量对本环校正流量的影响,可以简化计算。
管网平差的步骤是首先计算比流量,沿线流量,节点流量,然后进行流量的初步分配,初步选定流量的方向,一般以顺时针为正,逆时针为负,然后可以用经济流速确定管径,要求DN<400mm时,流速应处于0.6~0.9m/s,之间,当DN≥400mm时,流速处于0.9~1.4m/s之间,这样就可以查给水排水管材手册,确定了i‰,以及水头损失,并计算校正流量,直到各环水头损失都达到允许的精度,一般要求手工平差每环闭合差小于0.5m,大环闭合差小于1.0m,计算机计算时,一般要求精度为0.01m。当求出各管段中的流量及水头损失后,就可以从最远点开始进行节点水压标高的推算,节点水压标高等于节点处地面标高加上服务水头。本设计中自由水头为20m。
平差过程及结果见附录表3-3管道参数表:
第Ⅱ部分 排水部分
第4章 工程概况
4.1 设计依据、原则、任务、要求
4.1.1 设计题目
扶余县排水管网初步设计
4.1.2 设计依据
1.《给水排水设计手册》;
2.《排水工程》(上册);
3.《排水工程设计规范》;
4.《给水排水标准图集》;
5.《给水排水工程结构设计规范》;
6.《给水排水制图标准》;
7.《室外排水工程设计规范》97版(GBJ14-87);
8.其他相关设计资料。
4.1.3 设计编制原则
排水管网的规划与设计,应遵循下列原则:
a、根据建设规划,对管网和污水处理厂进行统一规划,做到近、远期相结合,以近期为主,为远期发展留有余地。
b、排水管网的规划应符合区域规划以及城市和工业企业的总体规划,并应与城市和工业企业中其他单项工程建设密切配合,相互协调。
c、依据建设规划和排水专业规划,确定出符实际需要的排水工程建设规模。
d、根据城镇建设规划,确定合适的排水系统。
e、结合城镇具体情况,提出技术可靠经济合理的工程建设方案。
f、保证污水达标排放,并得以综合利用(城市污水是可贵的淡水资源,在规划中要考虑污水经再生后回用的方案)。
4.1.4 设计任务
1、污水设计流量计算。
2、雨水设计流量计算。
3、确定排水体制(合流制或分流制)。
4、排水管网的布置和定线。
5、排水管网水力计算与工程概算。
6、确定排水管网的最优方案。
7、设计计算书一份。
8、绘制排水管网平面布置图、污水管道纵剖面图。
4.1.5 设计要求:
1、为该城市设计排水管网系统。
2、交设计图纸两张(排水管网平面布置图、污水干管纵剖面图)。
3、课程设计计算书一份。
4、要求CAD绘图,要求按时提交图纸和设计计算书。
5、时间一周。
4.2 设计资料
扶余县,地势大至西北高,东南低,城市南部有一条自西向东流的河流。河流水位常年变化不大,河中泥沙较少。一条铁路贯穿城区,一条河流横亘该城市的南部,城市位于河北岸,铁路把城市分成三个区,该市区有两座大型工厂,二区有甲厂,三区有乙厂,且有两所中学,一区的第二中学和二区的第一中学,火车站位于Ⅰ区。
4.2.1 原始资
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