排水管网课设.doc

2011给水排水工程专业
《给水排水管网系统》课程设计

班 级： 给排水L111
姓 名： 常艳梅
学 号： 11L0403122
指导教师： 张静
完成时间： 2014年1月

一、设计资料与要求
试进行某研究所西南区雨水管道（包括生产废水在内）的设计和计算。并绘制该区的雨水管道平面图。已知条件：
(1) 如图所示该区总平面图；
(2) 当地暴雨强度公式为
(3) 采用设计重现期P=1a,地面集水时间
(4) 厂区道路主干道宽6m,支干道宽3.5m,均为沥青路面；
(5) 各试验室生产废水量见表2-1，排水管出口位置见图2-1；
(6) 生产废水允许直接排入雨水道，各车间生产废水管出口埋深均为1.50m(指室内地面至管内底的高度)；
(7) 厂区各车间及试验室均无室内雨水道；
(8) 厂区地质条件良好，冰冻深度较小，可不予考虑；
(9) 出去的雨水口接入城市雨水道，接管点位置在厂南面，坐标为x=722.50,y=520.00,城市雨水道为砖砌拱形方沟，沟宽1.2m,沟高（至拱内顶）1.8m,改点处的沟内底标高为37.70，地面标高为41.10m.
表2-1 各车间生产废水量表
试验室名称
废水量(L/s)
试验室名称
废水量(L/s)
A试验室
2.5
南实验楼

B试验室

Y530出口
8
Y443出口
5
Y515出口
3
Y463出口
10
D试验室

Y481出口
5
Y406出口
15
C试验室
6.5
Y396出口
2.5

设计要求：
(1) 设计说明书一份；
(2) 扩大初步设计总平面图1张；
在已给的平面图中绘制污水管道和雨水管道，用粗实线绘出，管道代号污水管道用W表示，雨水管道用Y表示。每条管道上方应标注管经、管长和坡度。

二、划分排水流域及管道定线
根据厂区的总平面布置图，可知该厂地形平坦，雨水和生产废水就近排入各雨水口。厂区内建筑较多，相应的交通量会比较大，故雨水管道采取暗管。雨水出口接入城市雨水道，城市雨水道为砖砌拱形方。
根据总平面图给出的标高绘制等高线，可知厂区西北高，东南低，局部有高地。再根据等高线合理布置雨水口，适当划分排水区域。根据地形、雨水口分布定管线，使绝大部分雨水以最短的距离排入街道低侧的雨水管道。拟将该厂区划分为16个流域。如图2-2所示。
三、划分设计管段
根据管道的具体位置，在管道转弯处、管径或坡度改变出，有支管接入出或两条以上管道交汇处以及超过一定距离的直线管端上都应该设置检查井。把两个检查井之间流量没有变化且预计管径和坡度也没有变化的管段定位设计管段。并从管段从下游往下游按循序进行检查井的编号。
四、划分并计算各设计管段的汇水面积
各设计管段汇水面积的划分应结合地形坡度、汇水面积的大小以及雨水管道布置等情况而划定。地形较平坦时，可按就近排入附近雨水管道的原则划分汇水面积；地形坡度较大时，应按地面雨水径流的水流方向划分汇水面积。并将每块面积进行编号，计算其面积的数值。
经简化，厂区的流水区域如图2-3所示，图中每一区域已包含街道及绿地在内，不仅仅是建筑面积。表2-1为地面标高表。表2-2为管道长度表。表2-3为汇水面积计算表。

表2-1 图2-3中地面标高表
检查井编号

地面标高（m）
检查井编号
地面标高
1
42.36
6
41.66
2
42.23
7
41.46
3
42.01
8
41.38
4
41.96
9
41.20
5
41.76
城市雨水接管点
41.10

表2-2 图2-3中的管道长度表
管道编号
管道长度（m）
管道编号
管道长度（m）
1~2
40
6~7
48
2~3
41
7~8
13
3~4
7
8~9
21
4~5
40
9~城市雨水接管点
30
5~6
31

表2-3 汇水面积计算表
设计管段编号
本段汇水面积编号
本段汇水面积
(ha)
转输汇水面积
(ha)
总汇水面积
(ha)
1~2
1、2、3
0.3731
0
0.3731
2~3
4、5、6
0.6821
0.3731
1.0552
3~4
7、8、9A
0.6415
1.0552
1.6967
4~5
9B
0.2459
1.6967
1.9426
5~6
10、11、12A
0.5571
1.9426
2.4994
6~7
13、15
0.6071
2.4994
3.1068
7~8
14
0.0932
3.1068
3.2000
8~9
16
0.0651
3.2000
3.2651
9~城市雨水接管点
—
—
3.2651
3.2651

五、确定平均径流系数
沥青路面，径流系数；路面面积；建筑物径流系数；建筑物面积；绿地径流系数；绿地面积。

六、水力计算
本设计中地形坡度较大，地面集水时间采用t1=10min.设计重现期选用P=1a.管道起点埋深根据支管的接入标高等条件，采用2.0m.
列表进行干管的水力计算。

表2-4 水力计算表
设计
管段
编号
管长 L(m)
汇水
面积
F(ha)
管内雨水流行时间 (min)
单位面积径流量q0 (L/(s*ha))
雨水设计流量
Q1（L/s)
集中流量Q2 （L/s)
总设计流量Q （L/s)
管径D(mm)
∑t2
t2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11~1
45
0.1784
0
1.00
84.12
15.01
15
30.01
300
1~2
40
0.3731
1
0.89
76.79
28.65
15
43.65
300
2~3
41
1.0552
1.89
0.85

71.66
75.62
20
95.62
400
3~4
7
1.6967
2.74
0.14
67.59
114.68
40
154.68
500
4~5
40
1.9426
2.89
0.72
66.98
130.12
48
178.12
500
5~6
31
2.4994
3.61
0.47
64.10
160.21
57.5
217.71
500
6~7
48
3.1068
4.08
0.85
62.42
193.93
57.5
251.43
600

7~8
13
3.2000
4.93
0.23
59.69
191.01
57.5
248.01
600
8~9
21
3.2651
5.16
0.37
59.01
192.67
57.5
250.17
600
9~城市雨水接管点
30
3.2651
5.53
0.53
57.95
192.67
57.5
250.17
600
坡度I
流速
v(m/s)
管道输水能力Q’(L/s)
坡降I*L(m)
地面标高（m)
管内底标高（m)
埋深 （m)
上
下
上
下
上
下
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
0.0030
0.75
52.5
0.1350
42.48
42.36
40.495
40.360
1.985
2.000
0.0030
0.75
52.5
0.1200
42.36
42.23
40.360
40.240
2.000
1.990
0.0028
0.8
100
0.1148
42.23
42.01
40.140
40.025
2.090
1.985
0.0018
0.82
160
0.0126
42.01
41.96
39.925
39.912
2.085
2.048
0.0023
0.92
180
0.0920
41.96
41.76
39.912
39.820
2.048
1.940
0.0033
1.1
220
0.1023
41.76
41.66
39.820
39.718
1.940
1.942
0.0018
0.94
260
0.0864
41.66
41.46
39.618
39.532
2.042
1.928
0.0018
0.94
260
0.0234
41.46
41.38
39.532
39.509
1.928
1.871
0.0018
0.94
260
0.0378
41.38
41.20
39.509
39.471
1.871
1.729
0.0018
0.94
260
0.0540
41.20
41.10
39.471
39.417
1.729
1.683

水力计算说明：
1. 从表2-4中第1项为需要机算的设计管段，从上游至下游依次写出。第2、3、1314项从表2-1、2-2、2-3中去的。其余各项经计算得到。
2. 当有支管与干管相接的检查井处，必然会有两个甚至多个值和两个甚至多个的管底标高值。再继续计算相交后的下一个管段时，应采用大的那一个值和小的那个管底标高值。如管段1~2，是干管的其实管段，但是由于有支管的接入，支管之前有汇入区域1的的雨水以及y406出口的废水，所以=1min.而对于11~1段=0，将此值列于表2-4中第4项。
3. 根据确定的设计参数，求单位面积径流量q0
4. 设计径流量公式：

5. 单位面积径流量公式：

6. q0为管内雨水流行时间的函数，只要知道各设计管段内雨水流行时间，即可求出该设计管段的单位面积径流量q0。如管段1~2的=1min,代入（L(s*ha)）,将q0列入表中第6项。
7. 用各设计管段的单位面积径流量乘以该管段的总汇水面积得到雨水设计流量Q1，再加上集中流量Q2，可得到总设计流量Q。如管段1~2的雨水设计流量Q1=76.79×0.3736=28.65L/s. Q=Q1+Q2=28.69+15=43.65 L/s. 可将Q1,Q2,Q分别列入表中的第7.8.9项
8. 在求得设计流量后，即可进行水力计算，求管径，管道坡度和流速。在查水力计算图或表时，q,v,i,D， 4个水力因素可以相互适当调整，式计算结果既要符合水力计算设计数据的规定，又经济合理。将确定的管径，坡度，流速各值列入表中第10,11,12项。第13项管道输水能力Q’是指在水力计算中管段在确定的管径，坡度，流速的条件下，实际通过的流量。该值等于或略大于设计流量Q。
9. 根据设计管段的设计流速求本关断的馆内雨水流行时间t2.例如管段1~2的管内雨水流行时间t2=L1~2/v1~2=40/(0.75×60)=0.89min.将该值列入表中的第5项。
10.根据冰冻情况，雨水管道衔接要求及承受荷载的要求，确定管道起点的埋深或管底标高。本设计中，厂区雨水出口接入城市雨水道，接管点处的沟内底标高为37.70m,地面标高为41.10m,则得：沟底深41.10-37.70=3.40m; 覆土高3.40-1.80=1.60m. 起点埋深设定为2.0m,即管段1~2的起点埋深为2.0m,由水力计算的9—城市雨水接管点的末端埋深为1.683，符合条件，可接入城市雨水道。雨水管道各设计管段在搞成上采用管顶平接。
11.在划分各设计管段的汇水面积时，应尽可能使各设计管段的汇水面积均匀增加，否则会出现下游管段的设计流量小于上一管段设计流量的情况。如管段9~城市雨水接管点的设计流量小于8~9的设计流量，这是因为下游管段的集水时间大于上游管段的集水时间，故下游管段的设计暴雨强度小于上一管段的暴雨强度，而总的汇水面积又没有增加，出现这种情况，应取上一管段的设计流量作为下一管段的设计流量。
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