管网设计计算说明指导书.doc

目录第一篇给水管网设计1.概述21.1给水现状21.2规划用水单位21.3水源选取.21.4水压规定.22.设计用水量计算.33.管网设计.43.1管网定线.43.2比流量,沿线流量和节点流量以及流量出分派.43.3管网平差计算.84泵站流量扬程计算95.管网设计校核95.1消防工况校核.95.2事故工矿校核.11第二篇污水管网设计1.概述.122.管道定线及设计管段、面积划分.123.设计流量、比流量计算.134.污水管段设计流量计算表145.污水干管水力和埋设深度计算.14第三篇雨水管网设计1.概述.162.雨水量计算.162.1暴雨强度公式.162.2综合径流系数.163.雨水管网定线.164.划分设计管段.175.汇水面积划分.176.管段设计流量及管道水力计算.187.各设计管段上、下端管内底标高和埋设深度计算19第一篇 给水管网设计1. 概述1.1 给水现状当前镇区没有统一给水，居民用水多采用自发组织引山泉水及地下水,其水量不能满足镇区用水量规定，此外，镇区内给水管网不成系统，管径和管材都不能满足规定。1.2 规划用水单位镇区内规划以居住生活用地为主，用水量重要涉及：居民生活用水量、工业用水量、公建用水量及市政用水量。规划可依照远期镇区发展状况、人民生活水平、工业性质及水资源状况，同步参照国家关于规范及相似城乡用水原则，合理预测远期镇区用水量。远期规划用水单位数如下：用水性质用水单位用水定额用水量（万m3/d）备注居民生活用水31000人按人口计绿地面积9.50ha按用地计道路广场用水45.40ha按用地计1.3 水源选取依照水利部门提供资料，本镇区上游溪水库（在规划范畴之外，位于本镇东北方向，溪上游）流域集雨面积为约为10km2，水量充分，水质符合地面水环境质量原则（GB3838）二级原则，溪在水质及水量方面均能满足远期镇区供水规定，故规划拟定以溪水库作为镇区供水水源。供水方式采用统一，均由位于镇区东北角自来水厂统一供应。1.4 水压规定镇区内多数建筑为3层，最小自由水压应能保证3层居住建筑能直接供水，最小自由水压应保证16m。给水管材应结合本地状况综合考虑技术先进性、经济性，并符合卫生规定，可采用塑料管或球墨铸铁管。2. 设计用水量计算 远期规划用水单位数如下：用水性质用水单位用水定额用水量（md)备注居民生活用水25000人300capd7500按人口计一类工业用地49.08ha1.6万m/Kmd7852.16按用地计绿面积5.5ha0.2万m/Kmd110按用地计绿地、道路广场用水45ha0.25万m/Kmd1125按用地计都市最高日综合生活用水量该城乡为小都市，都市分区为一区，查给水排水管网系统第二版323页附录2，取最高日用水定额为300capd。则最高日综合生活用水量为Q1=300250001000=7500一类工业用地用水量计算工业区面积九龙木业53635m，宜久工贸81817m,佳详家俬355309m。Q2=1.653635818173553091000000100007852.16绿地、道路广场用水量为：浇洒道路用水指标采用0.25万m/Kmd，绿地、道路广场面积为45haQ3=451000.2510000=1125绿地用水量为： 绿地指标采用0.2万m/Kmd,绿地面积为5.5ha。Q4=5.51000.210000=110未预见用水量和管网漏失水量由给排水设计手册第三册城乡给水得未预见用水量和管网漏失水量取以上用水量之和20%， Q5=20%(Q1+Q2+Q3+Q4) =0.2（75007852.161125110=3317.43(6) 最大日设计用水量为 Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=19904.59，取Qd=21000,最高时用水量为m/s3、消防用水量计算查给水排水管网系统第二版324页附表3，则消防用水定额为15，同步火灾次数为1次，消防历时取2小时则消防用水量为：Q7=1513600=54000L54m 2.供水系统方案选取 ： ( 1 ) 选定水源及位置和净水厂位置水源选在河流上游，以保证水质、管网中水流流向整体与河流流向一致，净水厂选在水源附近，（见图）水塔暂定在地势高处，以运用地势高度。（2）选定供水系统方案 单水源，不分区供水。 3.管网设计 3.1 管网定线管网采用环状网和树状网结合方式,在平面图上拟定管线测量出管段长度并进行节点编号.详细定线及编号见平面图。 3.2比流量,沿线流量和节点流量以及流量出分派由于采用环状网和树状网结合方式,有两条向外延伸管路（下文用支管表述）不能形成环，解决方式是将其沿线流量当作其端点节点集中流量。(1) 考虑支管在内沿线比流量： (2)支管沿线流量（集中流量） (2) 节点流量式中 N管网图节点总数 -节点设计流量 管道沿线流量 节点集中流量 节点j关联集，即与节点j关联所有管段编号集合。表11沿线流量计算表管段编号实际长度（m）配水长度（m）沿线流量（L/s）1724.1300.00 2284.87284.878.09 3698.25349.129.92 42445.491567.8944.53 5492.98492.9814.00 6723.69723.6920.55 7502.75502.7514.28 8964.49964.4927.39 9503.78503.7814.31 101460.311460.3141.47 112043.411021.7129.02 12514.71257.367.31 13169.62169.624.82 14294.98147.494.19 15925.08925.0826.27 16233,47233.476.63 17697.22697.2219.80 181095.85547.9315.56 19233.29233.296.63 201553.281067.4830.32 共计12150.53345.08 表12节点连接管段集中流量（L/s）沿线流量（L/s）供水流量（L/s）节点总流量（L/s）110.00 345.08 -345.08 21、2、1024.78 24.78 32、3、916.16 16.16 43、4、734.36 34.36 54、5、1143.77 43.77 65、6、1220.93 20.93 76、7、831.11 31.11 88、9、1323.26 23.26 911、12、1420.26 20.26 1014、15、1823.01 23.01 1115、16、1919.76 19.76 1213、16、1715.62 15.62 1310、17、2045.80 45.80 1418、19、2026.25 26.25 共计345.08 0.00 0.00 (3) 流量初分派（程序计算）参见给水排水管网系统第七章第三节“给水管网优化设计数学模型”管段输水费用最小为目的函数进行规划。对于管网模型中任意节点j，依照质量守恒定律，流入节点所有流量之和等于流出节点所有流量之和并且流量延程递减。min ； ； ；，；(4) 管径选取按照经济流速来选取。表1-3管段或节点编号长度配水长度沿线流量节点设计流量流量初分派经济管径1724.1300.00 -345.08 345.086002284.87284.878.09 24.78 232.35003698.25349.129.92 16.16 9540042445.491567.8944.53 34.36 252005492.98492.9814.00 43.77 9.311006723.69723.6920.55 20.93 49.413007502.75502.7514.28 31.11 35.642508964.49964.4927.39 23.26 44.883009503.78503.7814.31 20.26 121.14400101460.311460.3141.47 23.01 88400112043.411021.7129.02 19.76 9.4710012514.71257.367.31 15.62 19.1720013169.62169.624.82 45.80 5330014294.98147.494.19 26.25 10.5615015925.08925.0826.27 2520016233,47233.476.63 58.4830017697.22697.2219.80 21.1200181095.85547.9315.56 8.5710019233.29233.296.63 13.72150201553.281067.4830.32 21.1200总和16328.1812150.53345.08节点流量等于设计流量阐明节点流量无误。经验证流量初分派满足质量守恒定律即流入节点所有流量之和等于流出节点所有流量之和并且流量延程递减。阐明程序精确可靠。3.3 管网平差计算（程序计算）：采用哈代克罗斯法进行平差计算，其中灌渠水头损失采用海曾威廉公式。其中管道材料为新铸铁管故Cw=130，程序输入各管段管长、管径、流量出分派值（均为正）和各环路管段编号（顺时针为负，逆时针为正），精度（环路水头损失闭合差）为0.01，得出成果见下页表1-4。平差成果见附表1.管段编号流量初分派平差后流量管径平差后流速水头损失长度1345.08345.086001.221.576724.132232.3231.47 5001.180.719284.8739595.534000.761.015698.2542528.892000.9211.3452445.4959.3110.171001.291.34492.98649.4139.263000.561.999723.69735.6433.292500.681.023502.75844.8837.093000.522.397964.499121.14118.724000.941.095503.78108881.824000.653.0521460.31119.474.721000.69.6752043.411219.178.161001.046.717514.71135358.383000.830.19169.621410.5616.821500.950.503294.98152535.022001.112.067925.081658.4865.823500.680.326233.471721.123.072000.732.132697.22188.574.811000.615.3751095.851913.7211.051500.630.741233.292021.120.022000.643.6531553.284.1 泵站流量扬程计算由于镇区内多数建筑为3层，最小自由水压应保证不不大于16m，对管网进行简化,假定节点5为最不利点，算出各节点自由水头、节点水头。从中找出自由水头最低点，是为最不利点重新推求各节点自由水头、节点水头（只需在本来基本上加上最不利点自由水头提高量）。表15节点地面标高自由水头节点水头压降1317.538.34355.841.576230945.27354.270.72331439.55353.551.03433616.52352.5211.345325163419.686309.2941.39350.680.827322.2229.28351.51.02831636.49352.490.999304.545.95350.451.0910305.746.79352.491.5911307.351.32358.629.6812308.551.81360.310.2313314.1547.29361.440.41430651.87357.872.04156.13160.69172.13185.38190.74203.65节点（1）泵站出口有效压力应为38.43m。流量为345.14m/s。5. 管网设计校核给水管网按最高日最高时用水流量进行设计，虽然基本能满足供水规定，但特殊状况，如管网浮现事故导致某些管段损坏，或管网提供消防灭火流量等状况则不一定能保证供水。校核两种办法:一是假定供水流量规定可以满足，通过水利分析求析求出供水流量，校核其与否满足规定，称为水头校核法。二是假定供水压力规定可以满足，通过水利分析求析求出供水水量，校核其与否满足规定，称为流量校核法。5.1消防工况校核消防工况校核普通采用水头校核法。灭火处节点服务水头按低压消防考虑，即10m自由水压。消防流量15L/s,该城乡只考虑一处火灾时，在控制点5加上15L/s上，进行消防校核平差,继而算出各节点自由水头。消防平差成果见附表2.人数（万人）同一时间内火灾次数一次性灭火用水量（L/s）2.51155.022510.0235校核成果表16消防校核自由水头地面标高节点水头管段水头损失140.68317.5358.181.57247.61309356.610.8341.81314355.811.22418.59336354.5919.1651032533517.52643.23309.29352.520.99731.29322.22353.511.08838.65316354.651.14947.78304.5352.281.151048.97305.7354.671.391153.93307.3361.2317.131253.45308.5361.950.241350.17314.15364.320.41452.58306358.582.39156.56160.72172.37185.83190.73203.74从表中可看出各节点自由水头均满足消防规定。5.2事故工矿校核采用水头校核法。事故工矿各节点流量=事故工矿供水比例最高时工矿各节点流量。最不利状况第9管段出事故，各节点流量按百分之70计算，用本文第三点办法通过水利分析得各节点自由水头。事故平差成果见附表3.校核成果表17事故校核节点或管段编号节点水头地面标高自由水头管段水头损失131.4317.5348.91.57238.33309347.330.08333.25314347.250.43410.82336346.825.745163253415.16636.87309.29346.160.4724.34322.22346.560.26831.33316347.330.77941.58304.5346.08事故管段1041.63305.7347.335.081143.1307.3350.45.241242.4308.5350.90.081355.95314.15370.10.291457.9306363.91.25153.07160.051719.2185.62192.652016.57从表中可以看到第4节点水头有略微局限性，因而可以将泵站抬高6m。 第二篇 污水管网设计1. 概述当前镇区内污水靠小型沟渠排放至，对水体污染较为严重。镇区内未形成完整排水管网，并且平时缺少管理，沟渠易发生淤塞，使雨、污水不能及时排放。因而，尽快建设镇区排水设施，是改进居民生活环境，适应工业发展需要。依照总体规划，片区内所有污水均须收集输送到污水解决厂解决后排放，并执行污水综合排放原则（GB8978-1996）一级原则。污水解决厂位于镇区南面，详见平面图。管材可采用塑料管。2管道定线及设计管段、面积划分2.1管道定线 管道布置成树状网，依照地形、规划、污水厂位置、土壤条件、河流按主干管、干管、支管顺序进行布置。重要原则：采用重力流排除污水，尽量在管线最短和埋深较小状况下，让最大区域污水能自流排出。定线方案见CAD图。2.2划分设计管段只是预计可以采用同样管径和坡度持续管段，就可以划作一种设计管段。依照管道平面布置图，凡有集中流量流入，有旁侧管接入检查井均可作为设计管段起止点。设计管段起止点应依次编上号码。2.3面积划分汇水面积划分重要依照地形条件，采用对角线法或角平分线法。编号及面积污水管段汇水面积污水管段汇水面积管段编号面积大小管段编号面积大小管段编号面积大小管段编号面积大小 1-219437 17-2026725 123-2698020 57-587796 2-318041 8-2441705 28-2623999 55-577020 3-474566 25-2649547 29-289631 70-713338 5-615169 27-287913 41-428076 56-5712299 6-719533 24-4925240 118-2425593 72-736015 7-853695 33-4810729 49-1179787 39-734623 9-228200 34-476988 62-493246 73-714156 10-368515 35-464905 50-625989 71-691823 4-857527 26-459899 63-626432 69-673464 11-1247416 36-4310596 51-617720 67-6510685 23-872195 37-426148 61-634740 65-633835 13-1442394 38-417373 60-617767 74-7510615 12-1453913 20-394179 52-608837 75-7622159 15-1615799 48-4926168 64-6510127 76-776779 16-1760205 47-4819160 59-607144 77-8310495 14-1784678 46-476692 53-595580 79-8314308 18-1910915 45-4610745 66-6711065 78-7915873 19-2029289 43-4522729 58-594423 82-8321603 21-1810829 42-4310073 54-585726 80-8225523 22-1946299 40-4117150 68-695328 83-8630831 污水管段汇水面积污水管段汇水面积管段编号面积大小管段编号面积大小管段编号面积大小管段编号面积大小84-8738594 121-7726941 98-1012930 108-1092650085-8823382 89-3921360 101-10215750 109-11315160120-8642572 92-9721766 106-10320396 112-11430297124-8730377 96-9715462 102-10429741 114-1152760586-8934646 93-9017003 103-10519709 117-1168945887-9057661 94-8912429 105-490 116-119088-9113744 95-9955960 104-10564673 90-8922620 99-9813869 110-1076065481-7911478 97-9833187 107-1176455991-9036898 100-997482 112-1162131593.设计流量、比流量计算（1）居民生活污水采用定额法计算，国内现行室外排水设计规范规定，可按本地用水定额8090采用。对给排水系统完善地区可按90计，普通地区可按80计。综合生活污水定额(还涉及公共建筑排放污水)。这里取平均日用水定额为230L/(人d)。则： 总变化系数为：居民生活污水设计流量： 比流量：（2）城乡工业废水排放系数依照都市工业构造和生产设备、工艺先进限度及城乡排水设施普及率拟定。工业污水排放系数取1。工业污水按集中流量解决，取总变化系数为1.5。工业用水为： 比流量： 4. 污水管段设计流量计算见附表4 5. 污水水力计算和埋设深度计算在各设计管段设计流量拟定后，便可按照污水管道水力计算办法，从上游管段开始依次进行各设计管段水力计算，计算过程中规定保证各设计参数符合规范规定，并作到经济合理。其中1.设计管道坡度： 污水管道应按非满流设计即h/D1,因素如下：污水流量是随时变化，并且雨水或地下水也许通过检查井盖或管道接口渗入污水管道。因而，有必要保存一某些管道内空间，为未预见水量增长留有余地，避免污水溢出而妨碍环境卫生。污水管道内沉积污泥也许分解析出有害气体，需留出恰当空间，以利管道内通风，排除有害气体。也便于管道疏通和维护管理。2.设计流速：最小设计流速：防止管道内产生淤积，最小设计流速为0.6m/s,具有金属、矿物固体或重油杂质生产污水管道，其最小设计流速宜恰当加大；明渠最小流速为0.4m/s。最大设计流速：最大设计流速是保证管道不被冲刷损坏流速。该值与管道材料关于，普通，金属管道最大流速为10m/s,非金属管道最大设计流速为5m/s。3.设计最小坡度：在污水管网设计时，普通使管道敷设坡度与设计区域地面坡度基本一致，在地势平坦或管道走向与地面坡度相反时，尽量减小管道敷设坡度和埋深对于减低管道造价更显得尤为重要。但由该管道敷设坡度形成流速应等于或不不大于最小设计流速，以防止管道内产生沉淀。因而，相应于最小设计流速管道坡度叫做最小设计坡度。4.污水管道埋设深度： 污水出户连接管最小埋深普通采用0.50.7m,因此污水支管起点最小埋深也应有0.60.7m。污水在管道中依托重力从高处流向低处。当管道坡度不不大于地面坡度时，管道埋深就越来越大，特别在地形平坦地区更为突出。埋深愈大，则造价愈高，施工期愈长。因此普通在干燥土壤中，最大埋深不超过78m。在多水、流砂等地层中，普通不超过5m。5.污水管道衔接： 管道惯用衔接办法有两种：一种为水面平接，一种是管顶平接。6.依照各管段管道标高降落量及计算检查井处水面平接方式，计算各管段管内底标高及管道埋深。污水水力计算表见附表5。标注见总平面图。第三篇 雨水管网设计1. 概述规划区排水设施不完善，无完整排水系统，雨污合流排放，未经解决就近排入水体。规划区防洪原则为30年一遇，片区内规划用地竖向高程均在30年一遇洪水位线之上。暴雨强度公式参见附录福建各地暴雨强度公式（注：各人依照自已学号选用）。管材采用钢筋混凝土管。2 雨水量计算2.1 暴雨强度公式国内暴雨强度公式为：式中 q 设计暴雨强度（L/sha）； P 设计重现期（a）； t 降雨历时（min）；A1、c、b、n 地方参数，查得A1=2555.94，c=0.547,b=6.53,n=0.769。重现期：普通地区重现期为0.53年，重要地区35年；取P=3a。降雨历时：。式中 t 设计降雨历时（min）； t1 地面集水时间（min），取515min，取10min； t2 管渠内雨水流行时间（min）； m 折减系数，暗管取2。2.2 综合径流系数 采用区域综合径流系数为0.6。3.雨水管网定线充分运用地形，就近排入水体。管道尽量运用自然地形坡度布置，以最短距离靠重力流将雨水排入附近河流中。在总平面图上绘出各流域主干管、干管和支管详细位置。4.划分设计管段把两个检查井之间流量不变且预测管径和坡度也不变管段定为设计管段。依照管道平面布置图，凡有集中流量流入，有旁侧管接入检查井均可作为设计管段起止点。设计管段检查井从上游往下游依次编号。5.汇水面积划分各设计管段汇水面积划分应结合地形坡度、汇水面积大小以及雨水管道布置等状况而划定。地形较平坦，按就近排入附近雨水管道原则划分；地形坡度较大时，按地面雨水径流水流方向划分。将每块面积进行编号，计算其面积。汇水面积除涉及街坊外，还应涉及街道、绿地等。雨水街坊面积雨水街坊面积面积编号面积大小面积编号面积大小面积编号面积大小面积编号面积大小1632632131283412354461344922905222683714233152623396334521231233604321820631309041372624559294419559646009570432589269455180765715862739026507794640620663951712492272731147518466714688811373281435648119176814670972156293399149306446911340106737730238865019152701134011185453140570511163371631412124173225879521680727035131803433306895317487376641440644341960554107507494151572533529671559450753304162760736195585680837636691738951372893457100957759231818528384442058592178534519495583954874596697791110120845574037891605564808434雨水街坊面积雨水街坊面积面积编号面积大小面积编号面积大小面积编号面积大小面积编号面积大小811450110127538121324814144728211102102784341223955142813783758210385841233539143459584807610467151243192144354785130341053427125426214523378624741106327212637551461271587388001077380127489814762878816829108753612847871487021894