城市给水工程毕业设计计算说明书.doc

目录

1. 前言 …………………………………………………………………………1
2. 绪论 …………………………………………………………………………… 1
2.1 原始资料 ………………………………………………………………… 1
2.1.1原始资料 ………………………………………………………… 1
2.1.2毕业设计内容 …………………………………………………… 4
3. 水量及管网计算 ………………………… ……………………………… 4
3.1 设计水量计算 …………………… ………………………………… 4
3.1.1 用水量组成 ………………… …………………………………… 4
3.1.2 各项用水量计算 …………………………………………………… 5
3.2 管网计算 …………………………………………………………… 10
3.2.1管网定线 …………………………………………………………… 10
3.2.2管网平差 …………………………………………………………… 22
4. 技术经济比较 …………………………………………………………… 71
4.1 经济比较 ………………………………………………………………… 71
4.1.1取水部分 ……………………………………………………………71
4.1.2净水厂部分 …………………………………………………………71
4.1.3 输配水部分 …………………………………………………72
4.1.4 附属构筑物部分 ……………………………………………………72
4.1.5两个方案的经济比较 ………………………………………………73
4.2 技术比较 ……………………………………………………………… 74
5. 净水厂设计 …………………………………………………………………… 74
5.1 设计规模及处理工艺的确定 ………………………………………… 74
5.2 混凝反应池的设计 …………………………………………………… 74
5.2.1混凝剂的选择 …………………………………………………………74
5.2.2加药间的设计及药剂仓库的设计 ………………………………75
5.3 平流式沉淀池的设计 ………………………………………………… 76
5.3.1平流式沉淀池的设计要点 …………………………………………76
5.3.2设计计算 …………………………………………………………77
5.4 往复式隔板絮凝池的设计 …………………………………………… 79
5.4.1设计要点 ……………………………………………………………79
5.4.2设计计算 …………………………………………………………80
5.5 V型滤池的设计 …………………………………………………… 82
5.5.1V型滤池的设计要点 ………………………………………………… 82
5.5.2V型滤池的设计计算 ………………………………………………83
5.6 清水池的设计 ………………………………………………………… 94
5.6.1清水池的设计计算 ………………………………………………… 94
5.6.2 消毒 ………………………………………………………………97
6. 取水泵站的设计计算 …………………………………………………… 97
6.1 设计资料 ……………………………………………………………… 97
6.2 取水构筑物形式的选定 ……………………………………………… 98
6.2.1集水井设计 ………………………………………………………… 98
6.2.2取水泵站工艺设计 ………………………………………………101
6.2.3取水泵站管路布置 ………………………………………………104
7. 送水泵站的设计计算 …………………………………………………… 109
7.1 送水泵站工作制度的确定 …………………………………… 109
7.1.1设计流量 ……………………………………………………… 109
7.1.2设计扬程 …………………………………………………………109
7.1.3 选水泵和电机…………………………………………………………110
7.2 管路布置及管道计算 ……………………………………………… 113
7.2.1管路布置 …………………………………………………………… 113
7.2.2吸水管计算 ……………………………………………………………113
7.2.3压水管计算 ……………………………………………………………115
7.2.4吸水井计算…………………………………………………………… 116
7.3 泵站工艺 …………………………………………… 117
7.3.1 泵站内工艺标高的确定 ………………………………………… 117
7.3.2 水头损失的计算 …………………………………………… 119
7.3.3 附属设备 …………………………………………… 120
7.3.4 泵房高度的计算 …………………………………………… 121
8.总概算 ………………………………………………………………………121
8.1 工程总概算 …………………………………………………… 121
8.1.1取水部分 …………………………………………………………… 122
8.1.2净水厂部分 ………………………………………………………122
8.1.3输配水部分 ………………………………………………………122
8.1.4附属构筑物部分 …………………………………………………123
8.2 制水成本计算 ……………………………………………………… 124
8.2.1计算资料 …………………………………………………………… 124
8.2.2制水成本计算 ………………………………………………………124
9. 净水厂平面及高程布置 ……………………………………………………… 127
9.1净水厂平面布置 ………………………………………………………… 127
9.1.1水厂的基本组成 …………………………………………… 127
9.2净水厂高程布置 …………………………………………………………128
9.2.1各构筑物之间损失的计算 …………………………………………… 128
9.2.2各构筑物高程计算 …………………………………………………128
10. 结论 ………………………………………………………………………… 129
致谢 ………………………………………………………………………………129
参考文献 …………………………………………………………………………130

1.前 言
水是生命之源，城市给水系统是保证城市、工矿企业等用水的各项构筑物和输配水管网组成的系统，水在日常和生产生活中占有极其重要的地位，我的毕业设计题目就是设计一个中小城市的给水工程。
毕业设计是本科生教学环节中重要的一环，通过毕业设计，可以把所学习的理论知识进行系统地实践，培养学生的综合分析问题和解决问题的能力，为今后的实际工作奠定必要的基础，同时把书本上学到的知识系统化。我们在今后的实践中还需要不断学习，不断探索，不断总结经验。从这个意义上说，毕业设计是我们在大学期间最接近工程实践的一次训练，通过它我们可以掌握工程中的一般思想，计算方法和设计技巧，为今后的实际工作奠定良好的基础。所以说毕业设计也是一次最重要最正规的大型考核。

2.绪论

2.1原始资料

2.1.1原始资料
⒈条件图： 1：10000 城平面图
⒉ 城市各区人口密度：
Ⅰ区 415 人/公顷；Ⅱ区　　　370　　　人/公顷；
Ⅲ区 590 人/公顷；Ⅳ区 485 人/公顷；
⒊城市居住房中的卫生设备情况：
Ⅰ区：室内卫生设备情况（有给水、排水、淋浴、热水供应）；
Ⅱ区：室内卫生设备情况（有给水、排水、淋浴、热水供应）；
Ⅲ区：室内卫生设备情况（有给水、排水、淋浴、热水供应）；
Ⅳ区：室内卫生设备情况（有给水、排水、淋浴、热水供应）；
⒋城市中房屋的平均层数：
Ⅰ区　6　层；Ⅱ区　8　层；Ⅲ区　9　层；Ⅳ区　8　层。
⒌工业用水情况：
城市中有下列工业企业，其位置在城市平面图；
①　　酒精　　厂，生产用水量 2400 +3000 米3／天。
工人总数 450 人，分 3 班工作。热车间占每班人数的 15 %
第一班 150 人，使用淋浴者 100 人；其中热车间 27 人
第二班 150 人，使用淋浴者 90 人；其中热车间 30 人
第三班 150 人，使用淋浴者 85 人；其中热车间 20 人
② 印染 厂，生产用水量 4500 米3／天。
工人总数 1200 人，分 3 班工作，热车间占每班人数的 20 %
第一班 400 人，使用淋浴者 200 人；其中热车间 80 人
第二班 400 人，使用淋浴者 160 人；其中热车间 75 人
第三班 400 人，使用淋浴者 180 人；其中热车间 80 人
③ 制革 厂，生产用水量 5000 米3／天。
工人总数 700 人，分 3 班工作，热车间占每班人数的 10 %
第一班 260 人，使用淋浴者 60 人；其中热车间 26 人
第二班 270 人，使用淋浴者 60 人；其中热车间 25 人
第三班 270 人，使用淋浴者 60 人；其中热车间 27 人
6.火车站用水量： 600 米3／天。
7.工程地质及水文地质：
城市土壤种类　　　亚粘土 　；地下水位深度　　-46　 　　米；
冰冻线深度　　　0　米；年降水量　　　1460 　毫米； 城市最高温度　　　39.2　　　℃；最低温度　　　5.8　　　℃；年平均温度　　　20.4　　　　℃ ；常年主导风向 西南风 。
8.自来水厂处的土壤种类：　　　亚粘土　　　； 地下水位深度　　　　　－3.6　　　　　米。
9. 给水水源：
甲.地面水源：
①流量：最大流量　　3200+5000　米3／秒； 最小流量　　280+1000　米3／秒；
②最大流速　　　2.6　　　米／秒。
③水位：最高水位　　263　　米，常水位　　　261　　　米。最低水位　　258　　米，冰冻期水位　　　　　　　米。
④最低水位时河宽　　　160　　　　米。
⑤冰的最大厚度　　　　　　　　　米，有无潜水，有无锚定冰。
⑥该河流为通航河流。
乙.地下水源：
①地下水含水层厚度　　　　　　　　　米；
②含水层深度　　　　　　　　　　　　米；
③土壤种类见表 ；
④深井抽水试验结果。
10.水源水质分析结果：
编　号
　　名　　　　　称
单　　位
　分　析　结　果
　１
水的嗅和味
级
无
　２
浑浊度
度
50~680
　３
色度
度
19
　４
总硬度
毫克／升
8

碳酸盐硬度
毫克／升
6

非碳酸盐硬度
毫克／升
2

钙硬
毫克／升
6

镁硬
毫克／升
2
　５
PH值

7.0~7.2
　６
碱度
度
3.9
　７
溶解性固体
毫克／升
500
　８
水的温度：最高温度
度
31

　　　　　最低温度
度
5
　９
细菌总数
个／毫升
200
１０
大肠菌群
个／升
25000

11.石英砂筛分曲线：
筛 孔 直 径（毫米）
0.3
0.4
0.5
0.6
0.75
1.0
1.2
1.5
通过砂量所占的百分比（%）
28
39
48
56
70
82
90
92

2.1.2毕业设计内容
1.城市给水管网扩初设计；
2.取水工程技术设计的工艺部分；
3.自来水厂技术设计的工艺部分；
4.二泵站技术设计的工艺部分；
5.个别同学在教师指导下可完成一个设计专题；
6.城市给水工程的总估算和制水成本计算。

3.水量及管网计算

3.1 设计水量计算

3.1.1 用水量组成
设计用水量由下列各项组成：
1、综合生活用水量，Q1
包括居民生活用水和公共建筑及设施用水。前者指城市中居民的饮用、烹调、洗涤、冲侧、洗澡等日常生活用水；公共建筑及设施用水包括娱乐场所、宾馆浴室、商业、学校和机关办公楼等用水，但不包括城市浇洒道路、绿化和市政等用水；
2、工业企业生产用水量和工作人员生活用水量，Q2
3、城市浇洒道路和绿地用水，Q3
4、火车站用水量，Q4
5、未预计水量及管网漏失量，Q5
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，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。
消防用水量不累计到总用水量中，仅做设计校核。一般最高日用水量中不计入消防用水量，这是由于消防用水时偶然发生的，其数量占总用水量比例较小，但是对于较小规模的给水工程，消防用水量占总用水量比例较大时，应该将消防用水量计入最高日用水量。

3.1.2 各项用水量计算
综合生活用水量
本城市分为四个区：
Ⅰ区面积和人口：
经计算，Ⅰ区居住区面积为299.6公顷（其中不包括公园和工厂面积），则人口为：
N=299.6×415=124334（人）
同理，Ⅱ区居住区面积为389.44公顷（其中不包括公园和工厂面积），则人口为：
N=389.44×370=144093（人）
同理，Ⅲ区居住区面积为205.09公顷（其中不包括公园和工厂面积），则人口为：
N=205.09×590=121003（人）
同理，Ⅳ区居住区面积为146.79公顷（其中不包括公园和工厂面积），则人口为：
N=146.79×485=71193（人）
总人数为：N总=124334+144093+121003+71193=460623 （人）
北海市为中小城市,综合生活用水定额采用350L/(人·d)，自来水普及率为100%，则综合生活用水量为：
Q1= N总×350=161218.0675m3/d （3-1）

1、 工业企业生产生活用水量

表3.1 工业生产用水量及人数：

印染厂
制革厂
酒精厂
生产用水量m3/d
4500
5000
5400
工人人数
1200
700
450
热车间人数
240

70
68

表3.2 工业企业淋浴人数：
车间类型

一般车间人数
热车间人数
印染厂
1班
120
80
2班
95
75
3班
100
80
总计

315
235
制革厂
1班
34
26
2班
35
25
3班
33
27
总计

102
78
酒精厂
1班
73
27
2班
60
30
3班
65
20
总计

198
77

工业企业工人生活用水一般车间25L,热车间35L；淋浴用水一般车间40L,热车间60L。
则印染厂生活用水量：
Q生活=240×35+(1200-240)×25+315×40+235×60
=59.1m3/d
印染厂总用水量：Q印=4500+59.1=4559.1 m3/d
制革厂生活用水量：
Q生活=70×35+(700-70)×25+102×40+78×60
=26.96 m3/d
则制革厂总用水量：Q制=5000+26.96=5026.96 m3/d
酒精厂生活用水量：
Q生活=68×35+(450-68)×25+198×40+77×60
=24.47 m3/d
则酒精厂总用水量：Q酒=5400+24.47=5424.47 m3/d
最后总的用水量为:
Q2= Q印+ Q制+ Q酒=4559.1+5026.96+5424.47
=15010.53 m3/d
3、城市浇洒道路和绿地用水，Q3
公园绿化面积按公园面积的0.6倍算,则公园绿化面积经计算得：(22.36+53.09) ×0.6=45.27公顷;
绿地面积为：10.64公顷;
浇洒道路面积为选其中一条长的道路的2.5倍进行计算：
2.5×14.43=36.075公顷
绿化用水量采用1.8L/(d·m2)，道路用水采用1.2L/(d·m2)，则：
Q3=(10.64+45.27) ×10000×1.8+36.075×10000×1.2
=1439.28 m3
4、火车站用水量，Q4
Q4= 600 m3/d
5、未预计水量及管网漏失量，Q5
未预见用水和管网漏失水量按最高日用水量的25%计算
所以最高日用水总量为：
Qd=1.25 ×(Q1 +Q2 +Q3 +Q4) （3-2）
Qd=1.25 ×(Q1 +Q2 +Q3 +Q4)
=1.25×(161218.0675+15010.53+1439.28+600)
=222834.8 m3/d
=9284.783 m3/h
=2.58 m3/s
根据《建筑设计防火规范》该城市消防用水量定额为75L/s，同时火灾次数为3次。
根据城市用水量变化曲线，城市逐时用水量计算表:

表3．3 城市逐时用水量计算表

居住区生活用水量
绿化
用水
量+
公园
(m3)
浇洒
道路
用水
量(m3)
印染厂
制革厂
酒精厂
火车站
用水量
未预
见水
量
每小时用水
时间
占
一
天
用
水
量
Q时
用水
量(m3)
高温
车间
生活用水
m3
一般
车间生活用水
m3
淋沐
用水量m3
生产
用水
高温
车间
生活
用水m3
一般车
间生活
用水m3
淋沐
用水
量
生产用水量
高温
车间
生活
用水m3
一般车间生活
用水m3
淋沐
用水
量m3
生产
用水
m3
百分比
0--1
1.910
3079.3

0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
851.2
4578.93
2.05
1--2
1.740
2805.2

0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
775.5
4229.10
1.90
2--3
1.660
2676.2

0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
739.8
4064.47
1.82
3--4
1.730
2789.1

0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
771.0
4208.52
1.89
4--5
2.070
3337.2

0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
922.5
4908.19
2.20
5--6
3.940
6352.0
503.19

0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
1755.9
9259.56
4.16
6--7
5.220
8415.6

216.45
0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
2326.4
11606.87
5.21
7--8

5.630
9076.6

0.35
1
9.6
187.5
0.10
0.66
2.92
208.33
0.10
0.40
4.54
225
25
2509.1
12251.19
5.50
8--9
5.800
9350.6

0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
2584.9
12583.97
5.65
9--10
5.860
9447.4

0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
2611.6
12707.44
5.70
10--11
5.380
8673.5

0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
2397.7
11719.67
5.26
11--12
4.930
7948.1

0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
2197.2
10793.64
4.84
12--13
4.930
7948.1

0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
2197.2
10793.64
4.84
13--14
4.850
7819.1

0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
2161.5
10629.01
4.77
14--15
4.920
7931.9

0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
2192.7
10773.06
4.83
15--16
5.230
8431.7

0.35
1
8.3
187.5
0.10
0.66
2.9
208.33
0.10
0.40
4.2
225
25
2330.9
11426.39
5.13
16--17
5.650
9108.8

0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
2518.0
12275.29
5.51
17--18
5.660
9124.9

216.45
0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
2522.5
12512.32
5.62
18--19
5.430
8754.1

0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
2420.0
11822.56
5.31
19--20
4.930
7948.1
503.19

0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
2197.2
11296.83
5.07
20--21
4.220
6803.4

0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
1880.7
9332.57
4.19
21--22
3.280
5288.0

0.35
1

1875
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
1461.8
7398.19
3.32
22--23
2.700
4352.9

0.35
1

187.5
0.10
0.66

208.33
0.10
0.40

225
25
1203.3
6204.63
2.78
23--24
2.330
3756.4

0.35
1
8.8
187.5
0.10
0.66
2.94
208.33
0.10
0.40
3.8

225
25
1038.4
5458.77
2.45
总计
100
161218.1
1006.38
432.9
8.4
24
26.7
4500
2.45
15.75
8.76
5000
2.33
9.56
12.54
5400
600
44567
222834.8
100

3.2 管网计算

3.2.1、管网定线
1、根据所给的城市市区平面图和以确定的水源位置、工厂、公共建筑等大用户的位置分布考虑一下几点进行管网定线：
（1）配水管网应根据用户要求合理分布于全供水区。在满足用户对水量、水压的要求原则下，尽可能缩短配水管线总长度，一般布置成环网状。
（2）干管的位置，尽可能布置在两侧均有较大用户的道路上，以减少配水支管的数量。
（3）配水干管之间应在适当间距处设置连接管，以形成管网。根据以上几点原则，结合本市地形特点，整个管网分为15个环，共分两套方案。
2、管网设计流量
（1）确定管网计算工况
此管网没有水塔或高位水池的等调节构筑物，仅依靠二泵房的统一供水来达到用
户的用水需要，供水水源为地表水。管网计算工况有最高用水时、最高用水时+消防及事故时三种。
（2）确定管网设计流量
1）比流量
由于本市区4个区的人口密度不同，4个区的总用水量不同，如用一个同样的比流量，会存在不能反映由于人口密度和用水标准不同而产生配水量差别的缺点，故现在采用以单位长度计的比流量的求法，所不同的是式中的流量与长度分别为各区的用水量和长度，这样就不会出现上述之缺点。而是计算趋于准确。
qs=(Q-∑q)/∑l，qs—比流量，Q—管网总用水量 ； —大用户集中用水量总和 ；∑l—干管总长度 。
qs=(Q-∑q)/∑l （3-3）

表3．4 Ⅰ区用水量逐时变化表格

居住区生活用水量
绿化用
水量+公园
(m3)
浇洒道
路用水
量(m3)
印染厂
火车站
用水量

未预见水量
每小时用水
时间
占
一
天
用
水
量
Q时用
水量
(m3)
高温车
间生活
用水m3
一般车
间生活
用水m3
淋沐用
水量m3
生产
用水
m3
百分比
0--1
1.910
831.2

0.35
1

187.5
25
234.17
1279.19
2.09
1--2
1.740
757.2

0.35
1

187.5
25
213.33
1184.37
1.93
2--3
1.660
722.4

0.35
1

1875
25
203.52
1139.75
1.86
3--4
1.730
752.8

0.35
1

187.5
25
212.10
1178.79
1.92
4--5
2.070
900.8

0.35
1

187.5
25
253.79
1368.44
2.23
5--6
3.940
1714.6
120.74

0.35
1

187.5
25
483.05
2532.21
4.13
6--7
5.220
2271.6

61.59
0.35
1

187.5
25
639.98
3187.01
5.20
7--8
5.630
2450.0

0.35
1
9.6
187.5
25
690.25
3363.70
5.49
8--9
5.800
2524.0

0.35
1

187.5
25
711.09
3448.92
5.63
9--10
5.860
2550.1

0.35
1

187.5
25
718.45
3482.39
5.68
10--11
5.380
2341.2

0.35
1

187.5
25
659.60
3214.66
5.24
11--12
4.930
2145.4

0.35
1

187.5
25
604.43
2963.66
4.83
12--13
4.930
2145.4

0.35
1

187.5
25
604.43
2963.66
4.83
13--14
4.850
2110.6

0.35
1

187.5
25
594.62
2919.04
4.76
14--15
4.920

2141.0

0.35
1

187.5
25
603.20
2958.08
4.83
15--16
5.230
2275.9

0.35
1
8.3
187.5
25
641.21
3139.29
5.12
16--17
5.650
2458.7

0.35
1

187.5
25
692.70
3365.25
5.49
17--18
5.660
2463.1

61.59
0.35
1

187.5
25
693.93
3432.43
5.60
18--19
5.430
2363.0

0.35
1

187.5
25
665.73
3242.54
5.29
19--20
4.930
2145.4
120.74

0.35
1

187.5
25
604.43
3084.40
5.03
20--21
4.220
1836.4

0.35
1

187.5
25
517.38
2567.64
4.19
21--22
3.280
1427.4

0.35
1

187.5
25
402.13
2043.34
3.33
22--23
2.700
1175.0

0.35
1

187.5
25
331.02
1719.83
2.81
23--24
2.330
1013.9

0.35
1
8.8
187.5
25
285.66
1522.26
2.48
总计
100.000
43516.9
241.488
123.19
8.4
24
26.7
4500
600
12260.17
61300.85
100

表3．5 Ⅱ区用水量逐时变化表格

居住区生活用水量

绿化用
水量+公园
(m3)
浇洒道
路用水
量(m3)
酒精厂
未预见水量
每小时用水
时间
占
一
天
用
水
量
Q时用
水量
(m3)
高温车
间生活
用水m3
一般车
间生活
用水m3
淋沐
用水
量m3
生产
用水
m3
百分比
0--1
1.910
963.3

0.10
0.40

225
268.37
1457.12
2.07
1--2
1.740
877.5

0.10
0.40

225
244.48
1347.50
1.92
2--3
1.660
837.2

0.10
0.40

225
233.24
1295.92
1.84
3--4
1.730
872.5

0.10
0.40

225
243.08
1341.05
1.91
4--5
2.070
1044.0

0.10
0.40

225
290.85
1560.30
2.22
5--6
3.940
1987.0
95.76

0.10
0.40

225
553.60
2861.89
4.07
67
5.220
2632.6

77.247
0.10
0.40

225
733.45
3668.77
5.22
7--8
5.630
2839.3

0.10
0.40
4.54
225
791.06
3860.44
5.50
8--9
5.800
2925.1

0.10
0.40

225
814.94
3965.52
5.64
9--10
5.860
2955.3

0.10
0.40

225
823.37
4004.21