給水排水管道系統(tǒng)課程設計v1講課講稿

1、前言水是人類生活、工農業(yè)生產和社會經濟發(fā)展的重要資源，科學用水和排水是人類社會史上最重要的社會活動和生產活動內容之一。 特別是近現(xiàn)代史中，隨著人類居住和生產的城市化進程，給排水工程己經發(fā)展成為城市建設和工業(yè)生產的重要基礎設施， 成為人類生命健康安全和工農業(yè)科技與生產發(fā)展的基礎保障。從天然水體取水，為人類生活和生產供應各種用水，用過的水再排回天然水體，水的這一循環(huán)過程就稱為水的人工循環(huán)，又可稱為水的社會循環(huán)。在水的人工循環(huán)中，人類與自然在水質、水量等方面都存在著巨大的矛盾，這些矛盾的有效控制和解決，是通過建設一整套工程設施來實現(xiàn)的，著一整套工程設施的組合體就稱為給水排水工程。所以，給水排水工程就

2、是在某一特定范圍內（如一個城市或一個工廠等） ，研究水的人工循環(huán)工藝和工程的技術科學。其主要內容包括水的開采、加工、輸送、回收和利用等工藝和工程，通常由水資源與取水工程、 水處理工程和給水排水管道工程等部分組分。給水排水工程的目的和任務，就是保證以安全使用、經濟合理的工藝與工程技術，合理開發(fā)和利用水資源，向城鎮(zhèn)和工業(yè)供應各項合格用水，匯集、輸送、處理和再用利用污水，使水的人工循環(huán)正常運行；以提供方便、舒適、衛(wèi)生、安全的生活和生活環(huán)境；保障人民健康與正常生活，促進生產發(fā)展，保護和改善水環(huán)境質量。PrefaceThe water is the important resource of human

3、ity lives, the industry and agriculture production and the social economy developments .The scientific how to use water and draining water are the most important in the human social history and social activity and one of production active contents.Specially in the near contemporary history, along wi

4、th the human housing and the production urbanized advancement,the project of the give and drain water is become into the urban construction and the industrial production important infrastructure, becomes the humanity life 、health security 、 industry 、agriculture science technology and the production

5、 development foundation safeguard.Natural water from the water body for human life and the production and supply of water, the water used to row back to the natural water, the water cycle process is called artificial water cycle, water can be called the social circle. Artificial circle in the water,

6、 mankind and nature of water quality, water and so on there has been a great contradictions, and these contradictions and solve the effective control is a set of works by building facilities to achieve, and the combination of a set of engineering facilities called on the water supply and drainage wo

7、rks. Therefore, the water supply and drainage projects in a particular area (such as a city or a factory, etc.), the study of artificial water cycle process and the technical and scientific works. Its main contents include water extraction, processing, transmission, such as recycling and the use of

8、technology and engineering, usually by the water resources and water works, water treatment works and water drainage works and some other components。目錄第一章設計任務及資料 .11.1設計題目 .11.1.1原始資料 .11.1.2課程設計內容 .11.1.3設計參考資料 .21.1.4設計成果 .21.1.5要求 .21.1.6其他： .2第二章 給水管網設計與計算 .32.1給水管網布置及水廠選址 .32.2給水管網設計計算 .32.2.1最

9、高日用水量計算 .32.3管網水力計算 .72.2.1一區(qū)管網水力計算 .72.2.2二區(qū)管網水力計算 .8第三章污水管網設計與計算 .153.1污水設計流量計算 .153.2污水管道水力計算 .163.2.1設計要求 .163.2.2污水管道水力計算 .16第四章雨水管網設計與計算 .194.1雨水管網設計流量 .194.2雨水管渠設計參數(shù) .204.2.1設計參考數(shù)據 .204.2.2設計流速 .204.2.3最小坡度 .204.2.4最小管徑 .204.3設計內容 .20第四章總結 .22第一章設計任務及資料1.1 設計題目 ：?？谑薪o水排水管道工程設計。1.1.1 原始資料1、城市總平

10、面圖1 張，比例為1： 10000。2、城市各區(qū)人口密度、平均樓層和居住區(qū)房屋衛(wèi)生設備情況：分區(qū)人口密度（人平均樓層給排水設備淋浴設備集中熱/ 公頃）水供應3208+3505+3、城市中有下列工業(yè)企業(yè)，其具體位置見平面圖：1） A 工廠，日用水量8000 噸 /天，最大班用水量：3000 噸 /班，工人總數(shù)3000 人，分三班工作，最大班1200 人，其中熱車間占30 % ，使用淋浴者占80%；一般車間使用淋浴者占20%。2） B 工廠，日用水量5000 噸/ 天，最大班用水量：2000 噸 /班，工人總數(shù)5000 人，分三班工作，最大班2000 人，熱車間占30%，使用淋浴者占90%；一般車

11、間使用淋浴者占10%。3） 火車站用水量為18L/s 。4、城市土質種類為粘土，地下水位深度為7米。5、城市河流水位：最高水位： 59 米，最低水位：50 米，常水位：55 米。6、城市地面覆蓋情況：地面種類面積（ %）屋面50混凝土路面20草地30課程設計內容：1、城市給水管網初步設計1） 城市給水管網定線（包括方案定性比較）；2） 用水量計算，管網水力計算；3） 清水池、水塔容積計算、水泵揚程計算4） 管網校核；（三種校核人選一種）5） 繪圖（平面圖、等水壓線圖）2、城市排水管網初步設計。1） 排水體制選擇2） 城市排水管網定線的說明；3） 設計流量計算；4） 污水控制分支管及總干管的水力

12、計算；5） 任選 1 條雨水管路的水力計算（若體制為分流制）；6） 繪圖（平面圖、縱剖面圖）設計參考資料1、給排水設計手冊第一冊或給排水快速設計手冊第5 冊2、給排水管道系統(tǒng)教材設計成果1、設計說明書一份（包括中英文前言、目錄、設計計算的過程、總結）2、城市給水排水管道總平面布置圖1 張，比例尺為1： 10000（ 1 號圖）；3、給水管網等水壓線圖1 張（ 3 號圖）；4、污水總干管縱剖面圖1 張（由指導教師指定某一段，長度大約1000 米左右）（ 3 號圖）；要求1、按正常上課嚴格考勤；2、設計說明書要求條理清楚，書寫端正，無錯別字；圖紙線條、符號、字體符合專業(yè)制圖規(guī)范）；3、按時完成設計

13、任務其他：1、設計時間：2013-20142、上交設計成果時間：3、設計指導教師：譚水成學年第一學期（第15、 16 周16 周周五下午、張奎、宋豐明、劉萍12 月16 號 -12月28 號）第二章給水管網設計與計算2.1給水管網布置及水廠選址該城市有一條自北向南流的河流， 水量充沛， 水質良好，可以作為生活飲用水水源。該城市的地勢比較平坦沒有太大的起伏變化。 城市的街區(qū)分布比較均勻，城市中各工業(yè)企業(yè)對水質無特殊要求。 因而采用統(tǒng)一的給水系統(tǒng)。 城市給水管網的布置取決于城市的平面布置、水源、調節(jié)構筑物的位置、大用戶的分布等?？紤]要點有以下：1. 定線時干管延伸方向應和二級泵站輸水到水池、 水塔

14、、大用戶的水流方向一致。干管的間距一般采用 500m800m 。2. 循水流方向，以最短的距離布置一條或數(shù)條干管， 干管位置從用水量較大的街區(qū)通過。干管盡量靠近大用戶，減少分配管的長度。3. 干管按照規(guī)劃道路定線， 盡量避免在高級路面或重要道路下通過， 盡量少穿越鐵路。減小今后檢修時的困難。4. 干管與干管之間的連接管使管網成環(huán)狀網。連接管的間距考慮在8001000m左右。5. 力求以最短距離鋪設管線，降低管網的造價和供水能量費用。輸水管線走向應符合城市和工業(yè)企業(yè)規(guī)劃要求，沿現(xiàn)有道路鋪設，有利于施工和維護。城市的輸水管和配水管采用鋼管（管徑） 1000mm時）和鑄鐵管。配水管網共設 17 個環(huán)

15、。另外考慮到河流將該城市分成兩半， 為了安全供水起見在河流的上游鋪設倒虹管，在其兩岸應設閥門井， 閥門井頂部標高應保證洪水時不被淹沒。 井內有閥門和排水管等。倒虹管頂在河床下的深度不小于 0.5m，在航道線范圍內不應小于 1m，倒虹管使用鋼管并須加強防腐措施。對水廠廠址的選擇，應根據下列要求，并且通過技術經濟比較來確定：（）、給水系統(tǒng)布局合理；（）、不受洪水威脅；（）、有較好的廢水排除條件；（）、有良好的工程地質條件；（）、有良好的衛(wèi)生環(huán)境，并便于設立防護地帶；（）、少拆遷，不占或少占良田；（）、施工、運行和維護方便。2.2 給水管網設計計算最高日用水量計算城市最高日用水量包括綜合用水、工業(yè)生

16、產用水及職工生活用水及淋浴用水、澆灑道路和綠化用水、未預見用水和管網漏失水量。表 2-1 人口統(tǒng)計表分區(qū)人口密度（人 / 公頃） 面積（公頃）人口數(shù)（人）1 區(qū)320375.711202272 區(qū)3502409.20843219?？谑形挥诤Ｄ?，一區(qū)總人口12.02 萬人，參考給水排水管道系統(tǒng)教材表 42 可知該城市中小城市，故綜合生活用水定額采用290L/ （人· d），用水普及率為 100%。二區(qū)總人口 84.32 萬人，參考給水排水管道系統(tǒng)教材表4 2 可知該城市為大城市，故綜合生活用水定額采用380L/ （人· d），用水普及率為 100%。1. 一區(qū)最高日用水量計算

17、(1) 一區(qū)最高日綜合生活用水量 Q1 ：Q1 =qNf3Q1城市最高日綜合生活用水，m d；q城市最高日綜合用水量定額，（人· d）；城市設計年限內計劃用水人口數(shù)； f 城市自來水普及率，采用 f=100%所以最高日綜合生活用水為：-33Q1=qNf=290×10 ×120227× 100%=34865.83 md(2) 一區(qū)工業(yè)用水量工業(yè)企業(yè)職工的生活用水量： Q2=0工業(yè)企業(yè)職工的淋浴用水量：Q3 =0（3）工業(yè)生產用水量： Q4 =0(4) 二區(qū)市政用水量澆灑道路用水量按每平方米路面每次1.0L 計算，每天澆灑 2 次，澆灑道路按 5%計。4-3

18、3Q5 =375.71× 10 ×20%× 1.0×10×2×5%=75.14 md綠化用水量4-33Q5=375.71 ×10 ×30%× 2× 10 ×5%=112.71 md(5) 火車站用水量： Q7=0(6) 城市的未預見水量和管網漏失水量按最高日用水量的 20%計算Q8=0.2 （Q1+Q2+ Q3+Q4+Q5+Q6+Q7）=7010.74 m3d最高日設計流量 Qd ：Qd 1.20 （Q1+Q2+ Q3+Q4+Q5+Q6+Q7）=42064.42m3d(7) 消防用水量

19、根據建筑設計防火規(guī)范該城市消防用水量定額為40，同時火災次數(shù)為2。城市消防用水量為：Q5=40×2=80L/S(8) 最高日最高時用水量Qmax=Kh Qd/24Kh時變化系數(shù)Qd最高日設計流量Qmax=Kh Qd/24=1.3 ×42064.42/24=2278.49 m 3 h(9) 一區(qū)清水池調節(jié)容積此清水池調節(jié)容積按最高日用水量的 15%計算，清水池中除了儲存調節(jié)用水外還存放消防用水 , 則清水池有效容積W為 W=W1+W2+W3+W43W清水池總容積 m；3W1調節(jié)容積； m；3 消防儲水量 m , 按 2 小時火災延續(xù)時間計算；W3水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產

20、用水，取最高日用水量的10%計算；W4安全貯量按 1 (W1+W2+W3 ) 計算6W1+W2+W3420664.42 ×15%+0.08× 2× 3600+42064.42×10% 11092.1m 3故 W4取 11092.1/6=1848.68 m 因此：清水池總容積W11092.1+1848.68 12940.78m清水池應設計成體積相同的兩個， 如僅有一個， 則應分格或采取適當措施， 以便清洗或檢修時不間斷供水。2 二區(qū)最高日用水量計算(1) 二區(qū)最高日綜合生活用水量 Q1 ： Q1 =qNf3Q1城市最高日綜合生活用水，m d；q城市最高日綜

21、合用水量定額，（人· d）；城市設計年限內計劃用水人口數(shù)； f 城市自來水普及率，采用 f=100%所以最高日綜合生活用水為：-33Q1=qNf=380×10 ×843219× 100%=320423.4 md(2) 二區(qū)工業(yè)用水量工業(yè)企業(yè)職工的生活用水量 Q2工廠職工生活用水量采用一般車間每人每班 25L，高溫車間每人每班 35L 計算 .Q2 =（ 900×35+2100× 25）/1000=84 m3d工業(yè)企業(yè)職工的淋浴用水量Q3淋浴用水按一般車間每人每班40L，高溫車間每人每班60L 計算；A 工廠：班次總人數(shù)熱車間人數(shù)一般車

22、間人數(shù)用水量 (m3 d)最大班120036084024甲板90027063018乙班900270630183淋浴用水量： Q3 =24+18+18=60 m dB 工廠：班次總人數(shù)熱車間人數(shù)一般車間人數(shù)用水量最大班2000600140038.0甲班1500450105028.5乙班1500450105028.5淋浴用水量 Q6=38.0+28.5+28.5=95 m 3d工業(yè)生產用水量Q43Q4 =8000+5000=13000 md(3) 市政用水量澆灑道路用水量按每平方米路面每次1.0L 計算，每天澆灑2 次Q 54-33=2409.20× 10×20%×

23、1.0×10×2×5%=10982.56 md綠化用水量Q 54-33=2745.64×10×30%× 2× 10×5%=823,692 md(4) 火車站用水量Q 7=18×86.4=1555.2m3d(5) 城市的未預見水量和管網漏失水量按最高日用水量的 20%計算Q 7=0.2 （ Q1 +Q2+ Q3+Q4+Q5+Q6） =67699.53 m3 d最高日設計流量 Qd：Qd 1.20 （Q1+Q2+ Q3+Q4+Q5+Q6）=406197.18m3d(6) 消防用水量根據建筑設計防火規(guī)范 該城市

24、消防用水量定額為100，同時火災次數(shù)為 3。城市消防用水量為：Q5=100×3=300L/S(7) 二區(qū)最高日最高時用水量Q max=KhQd/24Kh時變化系數(shù)Qd最高日設計流量Qmax=Kh Qd/24=1.6 ×406197.18/24=27079.81 m 3h因此清水池調節(jié)容積按最高日用水量的 15%計算清水池中除了儲存調節(jié)用水外還存放消防用水 , 則清水池有效容積 W為 W=W1+W2+W3+W43W清水池總容積 m；3W1調節(jié)容積； m；3 消防儲水量 m , 按 2 小時火災延續(xù)時間計算；W3水廠沖洗濾池和沉淀池排泥等生產用水，取最高日用水量的10%計算；W

25、4安全貯量按 1 (W1+W2+W3 ) 計算6W1+W2+W3483271.4 ×9.18%+0.3× 2× 3600+483271.4×10% 94851.45 m 3故 W4取 94851.45/6=15808.58 m 因此：清水池總容積W94851.45+15808.58 110660.03m取整數(shù)為： W=111000 m清水池應設計成體積相同的兩個， 如僅有一個， 則應分格或采取適當措施， 以便清洗或檢修時不間斷供水。2.3 管網水力計算一區(qū)管網水力計算1 集中用水量集中用水量主要為工廠的生產用水量和職工生活用水量， 當工人淋浴時間與最大時

26、供水重合時淋浴用水也應該計入集中用水量，否則不計入集中用水量。從表（一）城市用水量變化情況表中可知：最大時集中流量為： q=02 比流量計算Qs=( Q h- q)/ LQs=632.91/8973.46=0.07L/(m·s)Qh為最高日最大時用水量L/sq為大用戶集中流量L/sL管網總的有效長度m3 沿線流量計算q q i-ji-jsi-j 有效長度； m管段編管段長度管段計算長度比流量沿線流量號(m)(m)L/(m ·s)L/s36371413.73706.8749.5836-401009.131009.1370.743738599.65599.6542.063839

27、573.78573.7840.263940609.96609.9642.8039-42814.49814.4957.114041789.50789.500.0755.374142609.45609.4542.7642-451103.941103.9478.284243818.71818.7158.3143441043.07521.5437.5144-45816.44816.4458.15累計8973.46632.914 節(jié)點流量q i q折算系數(shù)取 . 節(jié)點連接管段節(jié)點流集中流節(jié)點總量量流量（L/S)（L/S)（L/S)3636-37 36-4060.1460.143737-38 36-374

28、5.8145.813837-38 38-3941.1441.143938-39 39-40 39-4270.0970.094040-41 36-40 39-4084.4784.474140-41 41-4249.0649.064241-42 42-43 39-42 42-45118.23118.234342-43 43-4447.9147.914443-44 44-4547.8347.834544-45 42-4568.2368.22累計632.91632.915 管網平差： 根據節(jié)點流量進行管段的流量分配的步驟：按照管網的主要供水方向，初步擬定各管段的水流方向，并選定整個管網的控制點。為了可

29、靠供水，從二級泵站到控制點之間選定幾條主要的平行干管線，這些平行干管中盡可能均勻地分配流量，并且符合水流連續(xù)性即滿足節(jié)點流量平衡的條件。與干管線垂直的連接管，其作用主要是溝通平行干管之間的流量，有時起一些輸水作用，有時只是就近供水到用戶，平時流量一般不大，只有在干損壞時才轉輸較大的流量，因此連接管中可以分配較少的流量。見副表 11二區(qū)管網水力計算1. 集中用水量集中用水量主要為工廠的生產用水量和職工生活用水量， 當工人淋浴時間與最大時供水重合時淋浴用水也應該計入集中用水量，否則不計入集中用水量。從表（一）城市用水量變化情況表中可知：最大時集中流量為： q=(15.8+541.7+64.8) =

30、622.3m3 h=172.86L/s2 比流量計算Qs=( Q h- q)/ LQs=(7522.17-172.86)/ 40994.689=0.18L/(m· s)Qh為最高日最大時用水量L/sq為大用戶集中流量L/sL管網總的有效長度m3 沿線流量計算qi-j q si-j i-j 有效長度； m q s比流量管段長度 m管段計算長度 m比 流量管段編號沿線流量 L/sL/(m · s)1-2797.45398.7371.77141-61445.421445.42260.17562-31157.1061157.106208.279082-51220.1261220.1

31、760.18219.631683-42.3939.3169.0744-51093.751093.75196.8755-6888.233888.233159.881945-81443.138721.59129.88626-7839.804839.804151.164727-8843.883843.883151.898947-101130.2241130.224203.440328-9981.466490.73388.331949-101020.4121019.56183.52089-141207.64603.82108.687610-11261.78261.7847.120411-12988.2

32、1988.21177.877811-34967.23967.23174.101412-13960.68960.68172.922412-161067.011067.01192.061812-33674.66674.64121.435213-14365.88365.8865.858413-15864.38864.38155.588415-16684.21684.21123.157815-18945.64945.64170.215216-17937.67937.67168.780617-18335.46335.4660.382817-19953.9953.9171.70219-20845.0284

33、5.02152.103619-221301.331301.33234.239419-251208.961208.96217.612820-211086.41086.4195.55221-221054.481054.48189.806422-231004.791004.79180.862222-26698.91698.91125.803823-24246.13246.1344.303423-30962.11962.11173.179824-251013.511013.51182.431826-27542.22542.2297.599626-30816.51816.51146.971827-286

34、68.58668.58120.344428-29606.16606.16109.108829-301016.651016.65182.99729-311090.891090.89196.360231-321035.31517.6693.178832-331209.091090.09196.216232-35592.98592.98106.736433-34821.07821.07147.792634-351011.221011.22182.0196總計43846.98240994.6897379.0444 節(jié)點流量Qi q折算系數(shù)取 . 節(jié)連接管段節(jié)點流量集中流量節(jié)點總流點量量11-2,1-6

35、165.97350165.973521-2,2-3,2-5249.841118249.841132-3,3-4188.6766188.676643-4,4-5182.9745182.974552-5,4-5,5-6,5-8353.137494.26447.397461-6,5-6,6-7285.6111285.611176-7,7-8,7-10253.252253.25285-8,7-8,8-9185.0586185.058698-9,9-10,9-14190.27190.27107-10,9-10,10-11217.0408217.04081110-11,11-12,11-34199.549

36、8199.54981211-12,12-13,12-16,12-33332.1486332.14861312-13,13-14,13-15197.1846197.1846149-14,13-1487.27387.2731513-15,15-16,15-18224.4807224.48071612-16,15-16,16-17242.0001242.00011716-17,17-18,17-19200.4327200.43271815-18,17-18115.299115.2991917-19,19-20,19-22,19-25387.8289387.82892019-20,20-21173.8

37、278173.82782120-21,21-22192.6792192.67922219-22,21-22,22-23,22-26365.3559365.35592322-23,23-24,23-30199.1727199.17272423-24,24-25113.3676113.36762519-25,24-25200.0223200.02232622-26,26-27,26-30185.1876185.18762726-27,27-28108.972108.9722827-28,28-29114.726660.59175.31662928-29,29-30,29-31244.233244.

38、2333023-30,26-30,29-30251.5743251.57433129-31,31-32138.0879138.08793231-32,32-33,32-35198.0657198.06573312-33,32-33,33-34228.222228.2223411-34,33-34,34-35251.9568251.95683532-35,34-35144.378144.378累7367.862172.867522.17計5 管網平差：見副表26 管徑的確定管徑與設計流量的關系：2q v v公式中D 管段管徑， m；q管段計算流量， m/s ；管段過水斷面面積，mv設計流速， m/s；設計中按經濟流速來確定管徑進行平差，確定實際管徑。平均經濟流速與管徑的確定管徑 mm平均經濟流速（ m/s） 1004000.6 .9D 4000.9 1.4流量分配如下：