平頂山市給水排水管道工程設(shè)計(jì)

《給水排水管道系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)PAGE河南成建學(xué)院第6頁P(yáng)AGE1PAGE1河南城建學(xué)院課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：給水排水管道系統(tǒng)系別：市政工程系 專業(yè)：給水排水工程班級(jí)學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：張奎、譚水成、宋豐明、劉萍2013年12月指導(dǎo)老師評語指導(dǎo)老師簽字答辯委員會(huì)評語主任委員簽字設(shè)計(jì)成績年月日前言4第1章課程設(shè)計(jì)任務(wù)書7第2章給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算82.1給水管網(wǎng)布置與選址82.2給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算92.3管網(wǎng)水力計(jì)算162.4管網(wǎng)平差162.5消防校核20第3章污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算213.1污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算213.2污水管道水力計(jì)算22第4章雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算224.1雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算224.2雨水管道水力計(jì)算23附表124附表229附表329附表433參考文獻(xiàn)34結(jié)束語35前言課程實(shí)習(xí)是教學(xué)計(jì)劃中重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)之一，也是我們對教學(xué)過程中理論和實(shí)踐相結(jié)合的過程之一。水是人類生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要資源，科學(xué)用水和排水是人類社會(huì)史上最重要的社會(huì)活動(dòng)和生產(chǎn)活動(dòng)內(nèi)容之一。特別是近現(xiàn)代史中，隨著人類居住和生產(chǎn)的城市化進(jìn)程，給排水工程己經(jīng)發(fā)展成為城市建設(shè)和工業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，成為人類生命健康安全和工農(nóng)業(yè)科技與生產(chǎn)發(fā)展的基礎(chǔ)保障。從天然水體取水，為人類生活和生產(chǎn)供應(yīng)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(huì)循環(huán)。在水的人工循環(huán)中，人類與自然在水質(zhì)、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(shè)一整套工程設(shè)施來實(shí)現(xiàn)的，著一整套工程設(shè)施的組合體就稱為給水排水工程。所以，給水排水工程就是在某一特定范圍內(nèi)，研究水的人工循環(huán)工藝和工程的技術(shù)科學(xué)。其主要內(nèi)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(wù)，就是保證以安全使用、經(jīng)濟(jì)合理的工藝與工程技術(shù)，合理開發(fā)和利用水資源，向城鎮(zhèn)和工業(yè)供應(yīng)各項(xiàng)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(yùn)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(jìn)生產(chǎn)發(fā)展，保護(hù)和改善水環(huán)境質(zhì)量。通過為期兩周的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)地獲取給水排水的相關(guān)知識(shí)，理論與實(shí)踐相結(jié)合，更好的掌握了專業(yè)知識(shí)，也加深對CAD軟件的使用。并且通過這次課程設(shè)計(jì)，達(dá)到熟悉專業(yè)、熱愛專業(yè)、獻(xiàn)身專業(yè)的目的。在每天的實(shí)習(xí)課程設(shè)計(jì)中，遵守紀(jì)律，并且通過翻閱資料和這次課程設(shè)計(jì)中所了解到的知識(shí)，總結(jié)出了這篇設(shè)計(jì)報(bào)告，這也算是給這次認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)畫上一個(gè)圓滿的句號(hào)。PrefaceCoursedesignteachingprogramisanimportantpracticalteachinglinkofteachingprocess,wealsoonthecombinationoftheoryandpracticeintheprocessof.Thewateristheimportantresourceofhumanitylives,theindustryandagricultureproductionandthesocialeconomydevelopments.Thescientifichowtousewateranddrainingwaterarethemostimportantinthehumansocialhistoryandsocialactivityandoneofproductionactivecontents.Speciallyinthenearcontemporaryhistory,alongwiththehumanhousingandtheproductionurbanizedadvancement,theprojectofthegiveanddrainwaterisbecomeintotheurbanconstructionandtheindustrialproductionimportantinfrastructure,becomesthehumanitylife、healthsecurity、industry、agriculturesciencetechnologyandtheproductiondevelopmentfoundationsafeguard.Naturalwaterfromthewaterbodyforhumanlifeandtheproductionandsupplyofwater,thewaterusedtorowbacktothenaturalwater,thewatercycleprocessiscalledartificialwatercycle,watercanbecalledthesocialcircle.Artificialcircleinthewater,waterandsoontherehasbeenagreatcontradictions,andthesecontradictionsandsolvetheeffectivecontrolisasetofworksbybuildingfacilitiestoachieve,andthecombinationofasetofengineeringfacilitiescalledonthewatersupplyanddrainageworks.Therefore,thewatersupplyanddrainageprojectsinaparticularareathestudyofartificialwatercycleprocessandthetechnicalandscientificworks.Itsmaincontentsincludewaterextraction,processing,transmission,suchasrecyclingandtheuseoftechnologyandengineering,bythewaterresourcesandwaterworks,watertreatmentworksandwaterdrainageworksandsomeothercomponentsBytwoweeksofstudydesign,systemaccesstowatersupplyanddrainageoftherelatedknowledge,thecombinationoftheoryandpractice,abettergraspoftheprofessionalknowledge,butalsodeepentheirunderstandingoftheuseofCADsoftware.Throughthecurriculumdesign,achievethefamiliarprofessional,professional,dedicatedprofessionalpurposeoflove.Inthedailypracticeofcurriculumdesign,discipline,andreadingthedataandthecoursedesignistounderstandknowledge,summedupthedesignreport,thisalsoisthepracticeofpaintingthelastsatisfactoryfullstop.《給水排水管道系統(tǒng)》課程設(shè)計(jì)河南城建學(xué)院第7頁第1章課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè)計(jì)題目：平頂山市給水排水管道工程設(shè)計(jì)。原始資料1、城市總平面圖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(shè)備情況：分區(qū)人口密度（人/公頃）平均樓層給排水設(shè)備淋浴設(shè)備集中熱水供應(yīng)Ⅰ3006+++Ⅱ2004++Ⅲ3、城市中有下列工業(yè)企業(yè)，其具體位置見平面圖：A工廠，用水量10000噸/天，最大班用水量：4000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%。B工廠，用水量8000噸/天，最大班用水量：3000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80%；一般車間使用淋浴者占40%?；疖囌居盟繛長/s。4、城市土質(zhì)種類為粘土，地下水位深度為6米5、城市河流水位：最高水位：63米，最低水位：50米，常水位：三、課程設(shè)計(jì)內(nèi)容1、城市給水管網(wǎng)擴(kuò)初設(shè)計(jì)城市給水管網(wǎng)定線（包括方案比較）；用水量計(jì)算，管網(wǎng)水力計(jì)算；清水池、水塔容積計(jì)算、水泵揚(yáng)程計(jì)算管網(wǎng)校核；繪圖（平面圖、等水壓線圖）2、城市排水管網(wǎng)擴(kuò)初設(shè)計(jì)。排水體制選擇城市排水管網(wǎng)定線的說明（包括方案比較）；設(shè)計(jì)流量量計(jì)算；控制分支管及總干管的水力計(jì)算；任選1條雨水管路的水力計(jì)算（若體制為分流制）；繪圖（平面圖、縱剖面圖）四、設(shè)計(jì)參考資料1、《給排水設(shè)計(jì)手冊》第一冊或《給排水快速設(shè)計(jì)手冊》第5冊2、《給排水管道工程》教材五、設(shè)計(jì)成果1、設(shè)計(jì)說明書一份（包括前言、目錄、設(shè)計(jì)計(jì)算的過程、總結(jié)）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(hào)圖）；3、給水管網(wǎng)等水壓線圖1張（2號(hào)圖）；4、污水總干管縱剖面圖1張（由指導(dǎo)教師指定某一段，長度大約1000米左右）（2號(hào)圖）；六、要求1、按正常上課嚴(yán)格考勤；2、設(shè)計(jì)說明書要求條理清楚，書寫端正，無錯(cuò)別字；圖紙線條、符號(hào)、字體符合專業(yè)制圖規(guī)范）；3、按時(shí)完成設(shè)計(jì)任務(wù)七、其他1、設(shè)計(jì)時(shí)間：2010-2011學(xué)年第一學(xué)期（第16、17周12-13號(hào)-12-25號(hào)）2、上交設(shè)計(jì)成果時(shí)間：19周周五下午3、設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師：張奎、譚水成、宋豐明、劉萍第2章給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算2.1給水管網(wǎng)布置及水廠選址該城市有一條自東向西河和自南向北轉(zhuǎn)向西流的水量充沛，水質(zhì)良好的河流，可以作為生活飲用水水源。該城市的地勢相對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(zhì)無特殊要求。因而采用統(tǒng)一的給水系統(tǒng)。城市給水管網(wǎng)的布置取決于城市的平面布置、水源、調(diào)節(jié)構(gòu)筑物的位置、大用戶的分布等?？紤]要點(diǎn)有以下：定線時(shí)干管延伸方向應(yīng)和二級(jí)泵站輸水到水池、水塔、大用戶的水流方向一致。干管的間距一般采用500m－800m。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。干管按照規(guī)劃道路定線，盡量避免在高級(jí)路面或重要道路下通過，盡量少穿越鐵路。減小今后檢修時(shí)的困難。干管與干管之間的連接管使管網(wǎng)成環(huán)狀網(wǎng)。連接管的間距考慮在800－1000m左右。力求以最短距離鋪設(shè)管線，降低管網(wǎng)的造價(jià)和供水能量費(fèi)用。輸水管線走向應(yīng)符合城市和工業(yè)企業(yè)規(guī)劃要求，沿現(xiàn)有道路鋪設(shè)，有利于施工和維護(hù)。城市的輸水管和配水管采用鋼管（管徑）1000mm時(shí)）和鑄鐵管。對水廠廠址的選擇，應(yīng)根據(jù)下列要求，并且通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來確定：（１）給水系統(tǒng)布局合理；

（２）不受洪水威脅；

（３）有較好的廢水排除條件；

（４）有良好的工程地質(zhì)條件；

（５）有良好的衛(wèi)生環(huán)境，并便于設(shè)立防護(hù)地帶；

（６）少拆遷，不占或少占良田；

（７）施工、運(yùn)行和維護(hù)方便。2.2給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算2.2.1.1一區(qū)最高用水量計(jì)算城市最高用水量包括綜合生活用水、工業(yè)生產(chǎn)用水、職工生活用水及淋浴用水、市政用水、未預(yù)見用水和管網(wǎng)漏失水量。見表1。表1分區(qū)人口密度（人/公頃）面積（公頃）人口數(shù)（人）Ⅰ3002439.63731889Ⅱ200278.5155702平頂山市位于河南省，總?cè)丝?8.7591萬，參考《給水排水管道系統(tǒng)》教材表4-2得，可知平頂山位于二分區(qū)，為大城市。最高綜合生活用水定額為170～260L/(人·d)，故取綜合生活用水定額為260L/(人·d)。用水普及率為100%。最高綜合生活用水量Q1：Q1=qNfQ1―—城市最高綜合生活用水，m3/d；q――城市最高綜合用水量定額，Ｌ／（cap.d）；Ｎ――城市設(shè)計(jì)年限內(nèi)計(jì)劃用水人口數(shù)；f――城市自來水普及率，采用f=100%Q1=qNf=260×731889/1000=1902912.2.1.2一區(qū)（1）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(jì)算.Q2=（360×35+840×25+600×35+1400×25）×3/1000=268.8(m3/d)（2）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(jì)算。A工廠： 淋浴用水量：3000×0.3×0.8×0.06+3000×0.7×0.2×0.04=60(m3/d)B工廠：淋浴用水量：5000×0.3×0.8×0.06+5000×0.7×0.4×0.04=128(m3/d)Q3=60+128=188(m3/d)（3）工業(yè)生產(chǎn)用水量Q4：Q4=10000+8000=18000(m3/d)2.2.1.3一區(qū)市政用水量Q5澆灑道路用水量按每平方米路面每次1.0L計(jì)算；每天澆灑2次。綠化用水量按2L/m2計(jì)，由于面積太大澆灑面積按總面積的5%算Q5＝(2439.63×20%×10-3×104×2+2439.63×30%×10-3×104×2）×5%＝1219.82(m3/d)2.2.1.4一區(qū)城市的未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失水量按最高用水量的20%計(jì)算。Q6＝（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）×20%＝41993.55(m3/d)2.2.1.5一區(qū)最高日用水量Qd：00Qd＝Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6＝25196.31(m3/d)2.2.1.6一區(qū)消防用水量：根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》該城市消防用水量定額為95L/s，同時(shí)火災(zāi)次數(shù)為3次。該城市消防用水量為：Q7＝3×95=285L2.2.1.7一區(qū)最高時(shí)用水量最高時(shí)用水量為Qh=12552.89m3/h=3486.91L/s=3487L/s2.2.2.1二區(qū)最高用水量計(jì)算參考《給水排水管道系統(tǒng)》教材表4-2得，可知平頂山位于二分區(qū)，為大城市。最高綜合生活用水定額為170～260L/(人·d)，故取綜合生活用水定額為260L/(人·d)。用水普及率為100%。最高綜合生活用水量Q1：Q1=qNfQ1―—城市最高綜合生活用水，m3/d；q――城市最高綜合用水量定額，Ｌ/（cap.d）；Ｎ――城市設(shè)計(jì)年限內(nèi)計(jì)劃用水人口數(shù)；f――城市自來水普及率，采用f=100%Q1=qNf=260×55702/1000=14482.52m2.2.2.2工業(yè)用水量（1）工業(yè)企業(yè)職工的生活用水量Q2：Q2=0（2）工業(yè)企業(yè)職工的淋浴用水量Q3：Q3=0（3）工業(yè)生產(chǎn)用水量Q4：Q4=02.2.2.3市政用水量Q5澆灑道路用水量按每平方米路面每次1.0L計(jì)算，每天澆灑1次。綠化用水量按2L/m2計(jì)，由于面積太大澆灑面積按總面積的5%算Q5＝(278.51×20%×10-3×104×1+278.51×30%×2×10-3×104)×5%＝111.40(m3/d)2.2.2.4按最高用水量的20%計(jì)算。Q6＝（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）×20%＝2918.78(m3/d)2.2.2.5最高Qd＝Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6＝17512.70(m3/d)2.2.2.6根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》該城市消防用水量定額為35L/s，同時(shí)火災(zāi)次數(shù)為2次。該城市消防用水量為：Q7＝2×35=70L2.2.2.7最高時(shí)用水量為Qh=890.64m3/h=247.4L/s2.4管網(wǎng)水力計(jì)算集中用水量主要為工廠的生產(chǎn)用水量和職工生活用水量或其他大用戶的用水量，當(dāng)工人淋浴時(shí)間與最大時(shí)供水重合時(shí)淋浴用水也應(yīng)該計(jì)入集中用水量，否則不計(jì)入集中用水量。2.4.1最大時(shí)集中流量為：從各時(shí)段城市用水量變化情況表中可知：一區(qū)：∑q=（687.5+11.2）m3/h=194.08(L/s)其中A廠107.26L/s，B廠86.82L/s。1節(jié)點(diǎn)處有A工廠，13節(jié)點(diǎn)處有工廠B。二區(qū)：沒有集中流量。2.4.2比流量計(jì)算：一區(qū)：qs=(Qh－∑q)/∑L=（3486.9－194.08）/(0.5×3613.4＋35488.2)=0.0883(L/(s.m))二區(qū)：qs=(Qh－∑q)/∑L=247.4/（825.2×0.5+4352.9）=0.0519(L/(s.m))Qh——為最高最大時(shí)用水量L/s∑q——為大用戶集中流量L/s∑L——管網(wǎng)總的有效長度m2.4.3沿線流量計(jì)算:沿線流量的計(jì)算按下公式qi-j＝qsＬi-jＬi-j—有效長度；mqs—比流量一區(qū)沿線流量按管段計(jì)算見表7。表7平頂山市一區(qū)管道沿線流量計(jì)算管段編號(hào)管段長度m有效長度m比流量L/(s×m)沿線流量L/s1-21633.01633.00.0883144.192-5948.4948.40.088383.745-61851.41851.40.0883163.486-71251.21251.20.0883110.487-8486.9486.90.088342.998-9546.8546.80.088348.288-101221.61221.60.0883107.879-101423.51423.50.0883125.7010-11885.1885.10.088378.1511-12448.7448.70.088339.6212-131561.3780.70.088368.9413-14786.4786.40.088369.4413-181098.21098.20.088396.978-131024.51024.50.088390.4614-15995.8995.80.088387.9315-161306.91306.90.0883115.4016-17873.3873.30.088377.1117-18588.9588.90.088352.0017-141214.71214.70.0883107.2618-19894.2894.20.088378.967-181041.51041.50.088391.966-191052.11052.10.088392.9019-201338.61338.60.0883118.2020-21697.7697.70.088361.6120-24576.7288.40.088325.475-21594.2594.20.088352.476-211227.31227.30.0883108.3721-22973.7973.70.088385.982-22501.9501.90.088344.3222-23309.1309.10.088327.2923-24952.4952.40.088384.1023-28798.0798.00.088370.4624-25773.5386.80.088334.1525-26701.9351.00.088330.9925-28730.0730.00.088364.4626-271902.81902.80.0883168.0227-29560.2560.20.088349.4727-281186.11186.10.0883104.4029-231574.51574.50.0883139.031-29568.6568.60.088350.21總和39101.637295.13292.83二區(qū)管道沿線流量計(jì)算見表8。表8平頂山市二區(qū)管道沿線流量計(jì)算管段編號(hào)管段長度/m有效長度/m比流量L/(s×m)沿線流量L/s1-21633.01633.00.051984.752-5948.4948.40.051949.225-4825.2412.60.051921.414-3470.7470.70.051924.433-21300.81300.80.051967.51總和5178.14765.5247.332.4.4管段中任一點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)流量等于該點(diǎn)相連各管段的沿線流量總和的一半，qi＝α∑q１α:折算系數(shù)取α＝０.５∑q：相連的個(gè)管段沿線流量和一區(qū)計(jì)算結(jié)果見表9。表9節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)流量（L/s）集中流量(L/s)節(jié)點(diǎn)總流量（L/s）197.20107.26204.462136.13136.135149.85149.856237.62237.627122.71122.718144.80144.80986.9986.9910155.86155.861158.8858.881254.2854.2813162.9086.82249.7214132.32132.3215101.67101.671696.2696.2617118.18118.1818159.95159.9519145.02145.0220102.64102.6421154.21154.212278.8078.8023160.44160.442471.8571.852564.8064.802699.5199.5127161.11161.1128119.49119.4929119.36119.36總計(jì)3292.83194.083486.91二區(qū)節(jié)點(diǎn)流量計(jì)算見表10。表10節(jié)點(diǎn)計(jì)算節(jié)點(diǎn)流量（L/s）節(jié)點(diǎn)總流量（L/s）142.3842.382100.76100.76345.9845.98422.9422.94535.3435.34總計(jì)247.40247.402.5管網(wǎng)平差2.5.1環(huán)狀管網(wǎng)流量分配計(jì)算與管徑確定1.根據(jù)節(jié)點(diǎn)流量進(jìn)行管段的流量分配，分配步驟：按照管網(wǎng)主要方向，初步擬定各管段的水流方向，并選定整個(gè)管網(wǎng)的控制點(diǎn)。為可靠供水，從二級(jí)泵站到控制點(diǎn)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的分配流量，并且滿足節(jié)點(diǎn)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(shí)起一些輸水作用，有時(shí)只是就近供水到用戶，平時(shí)流量不大，只有在干管損壞時(shí)才轉(zhuǎn)輸較大的流量，因此連接管中可以較少的分配流量。2.管徑的確定管徑與設(shè)計(jì)流量的關(guān)系：q＝Ａv＝πＤ2v/４Ｄ＝（4q/πv）公式中D—管段管徑，m；q—管段計(jì)算流量，m３/s；Ａ—管段過水?dāng)嗝婷娣e，m２v—設(shè)計(jì)流速，m/s；設(shè)計(jì)中按經(jīng)濟(jì)流速來確定管徑平均經(jīng)濟(jì)流速與管徑的確定管徑／mm平均經(jīng)濟(jì)流速／（m/s）Ｄ＝100～400D≥4000.6～0.90.9～1.4流量分配，管徑選擇如下：最大時(shí)流量初步分配一區(qū)最大時(shí)設(shè)計(jì)流量3486.91L/s，流量初步分配如表10。表10管段編號(hào)管段長(m)分配流量(L/s)管徑（mm）1-21633.02598.6714002-5948.41799.8912005-61851.41300.0411006-71251.21081.6210007-8486.9586.548008-9546.8187.745008-101221.6164.006009-101423.5100.7540010-11885.1108.8945011-12448.750.0135012-131561.34.2710013-14786.453.9935013-181098.2110.0040013-81024.590.0040014-15995.896.3140015-161306.9197.9850016-17873.3294.2460017-18588.9502.4280017-141214.790.0050018-19894.2400.0070018-71041.5372.3770019-61052.1300.0060019-201338.6245.0270020-21697.7250.0070020-24576.797.6640021-5594.2350.0070021-61227.3319.2070021-22973.7373.4170022-2501.9662.6580022-23309.1210.4460023-24952.4100.0040023-28798.0100.0040024-25773.569.5135025-26701.964.3150025-28730.070.0035026-271902.8163.8260027-29560.2414.4270027-281186.189.4940029-231574.5150.0050029-1568.6683.78800二區(qū)最大時(shí)設(shè)計(jì)流量3486.91L/s，流量初步分配如表11。表11管段編號(hào)管段長/m分配流量L/s管徑（mm）1-21633205.026002-5948.438.243005-4825.22.91504-3470.720.042503-21300.866.023502.5.2環(huán)狀網(wǎng)平差(最高用水時(shí))：以最高最高時(shí)用水量確定的管徑為基礎(chǔ)，將最高時(shí)用水量分配、管段流量進(jìn)行管網(wǎng)平差，詳細(xì)采用哈工大平差軟件。平差結(jié)果如附表（一）所示2.5.3管段起端的水壓標(biāo)高和終端水壓與該管段的水頭損失存在下列關(guān)系=+。節(jié)點(diǎn)水壓標(biāo)高，自由水壓與該處地形標(biāo)高存在下列關(guān)系=-。一區(qū)水壓計(jì)算結(jié)果如表12。表12節(jié)點(diǎn)水壓標(biāo)高（m）地形標(biāo)高（m）自由水壓（m）1110.3765.6244.752108.8566.8142.045107.7967.4240.376104.9567.0937.867102.6867.5235.16899.2867.5831.70998.8567.8830.971098.6968.6230.071196.7868.1428.641296.4468.4428.001396.7267.2529.471497.0266.6030.421596.2165.6830.531697.1965.2331.961799.0365.9833.0518100.4366.5033.9319101.9865.9836.0020103.9166.0837.8321105.7366.7838.9522107.5466.5241.0223106.8866.2440.6424104.5766.0038.5725104.464.9039.5026104.1764.2639.9127106.8865.0441.8428105.0065.1839.8229108.4665.4243.04二區(qū)水壓計(jì)算結(jié)果如表13。表13節(jié)點(diǎn)水壓標(biāo)高（m）地形標(biāo)高（m）自由水壓（m）189.1265.6223.50289.9466.8123.13387.9767.5020.47488.3668.3620.00588.7767.4621.312.5.4二級(jí)泵站一區(qū)二級(jí)泵站的計(jì)算：清水池地面標(biāo)高65m，清水池最低水位2m，最低水位地面標(biāo)高63m。從水廠向管網(wǎng)兩條輸水管長為1386.6m最高時(shí)管中流量為3486.91L/s，依此每條輸水管渠的管徑選為1500mm，查得輸水管最高時(shí)I為0.002449，所以沿程水頭損失為0.002449×1386=3.39m，局部水頭損失按沿程水頭損失的10%計(jì)算，故壓水管水頭損失為3.39×1.1=3.73m。12點(diǎn)為控制點(diǎn)，其地面標(biāo)高為68.44m，控制點(diǎn)需要的服務(wù)水頭為六層樓即28m。水泵安全揚(yáng)程為2m，吸水管長度取20m，其水頭損失計(jì)算得：沿程水頭損失為0.05m，局部水頭損失為0.160m，故吸水管水頭損失為0.05+0.160=0.210m。取最不利管段1-2-5-6-7-8-10-11-12，故管網(wǎng)水頭損失為∑h=2.71+1.67+2.51+2.90+1.00+1.63+1.43+0.64=14.49最大時(shí)水泵揚(yáng)程H1＝∑h+28+2+3.73+0.210+5.44＝53.87m，最大時(shí)水泵揚(yáng)程H1＝∑h+28+2+3.73+0.210+5.44＝53.87m二區(qū)二級(jí)泵站的計(jì)算：清水池地面標(biāo)高65m，清水池最低水位2m，最低水位地面標(biāo)高63m。從水廠向管網(wǎng)兩條輸水管長為1386.6m最高時(shí)管中流量為247.4L/s，依此每條輸水管渠的管徑選為600mm，查得輸水管最高時(shí)I為0.00154，所以沿程水頭損失為0.00154×1386.6=2.13m，局部水頭損失按沿程水頭損失的10%計(jì)算，故壓水管水頭損失為2.13×1.1=2.343m。4點(diǎn)為控制點(diǎn)，其地面標(biāo)高為68.36m，控制點(diǎn)需要的服務(wù)水頭為四層樓即20m。水泵安全揚(yáng)程為2m，吸水管長度取20m，其水頭損失計(jì)算得：沿程水頭損失為0.05m，局部水頭損失為0.160m，故吸水管水頭損失為0.05+0.160=0.210m。取最不利管段1-2-3-4，管網(wǎng)水頭損失為∑h=3.73+2.59+0.47=6.79m。最大時(shí)水泵揚(yáng)程H1＝∑h+20+2+2.343+0.210+5.36＝36.70m2.6消防校核一區(qū)消防校核：該市同一時(shí)間火災(zāi)次數(shù)為三次，一次滅火用水量為95L/S，從安全和經(jīng)濟(jì)角度考慮，失火點(diǎn)設(shè)在1節(jié)點(diǎn)、12節(jié)點(diǎn)和18節(jié)點(diǎn)處，消防時(shí)管網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的流量除1、12、18節(jié)點(diǎn)各附加95L/S的消防流量外，其余各節(jié)點(diǎn)的流量按路線以管線分配。消防時(shí)管網(wǎng)平差計(jì)算結(jié)果見附表（三）所示由后圖可知管網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)處的實(shí)際自由水壓均大于10m（98）符合低壓消防制要求。12點(diǎn)為控制點(diǎn)，輸水管最高時(shí)坡度取為0.00154.消防時(shí)所需二級(jí)泵站總揚(yáng)程為H2＝∑h+10+2+3.73+0.210+5.44＝22.84+10+2+3.73+0.210+5.44=44.22m＜53.87二區(qū)消防校核：該市同一時(shí)間火災(zāi)次數(shù)為二次，一次滅火用水量為35L/S，從安全和經(jīng)濟(jì)角度考慮，失火點(diǎn)設(shè)在2節(jié)點(diǎn)、4節(jié)點(diǎn)處，消防時(shí)管網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)的流量除2、4節(jié)點(diǎn)各附加35L/S的消防流量外，其余各節(jié)點(diǎn)的流量按路線以管線分配。消防時(shí)管網(wǎng)平差計(jì)算結(jié)果見附表（四）所示由后圖可知管網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)處的實(shí)際自由水壓均大于10m（98）符合低壓消防制要求。4點(diǎn)為控制點(diǎn)，輸水管最高時(shí)坡度取為0.00154.消防時(shí)所需二級(jí)泵站總揚(yáng)程為H2＝∑h+10+2+2.343+0.210+5.36＝9.04+10+2+2.343+0.21+5.36=28.95m＜36.70第3章污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算城市污水管網(wǎng)主要功能是收集和輸送城市區(qū)域中的生活污水和生產(chǎn)廢水。污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：1)污水管網(wǎng)總設(shè)計(jì)流量及各管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算；2)污水管網(wǎng)各管段直徑,埋深,銜接設(shè)計(jì)與水力計(jì)算；3)污水管網(wǎng)施工圖繪制等；排水系統(tǒng)的確定：合流制由于污水未經(jīng)處理就排放，受納水體遭到嚴(yán)重污染，但合流制排水系統(tǒng)工程投資較低。分流制將雨水和污水分別在兩套或兩套以上管道系統(tǒng)內(nèi)排放，該系統(tǒng)使污水收集和處理，使水的重復(fù)利用率提高，但工程投資較大。平頂山市擁有78萬多人，排水設(shè)施較完備且該城市雨量豐富，污水和雨水的流量相對較大，因此采用分流制排水系統(tǒng)。3.1污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算污水管道的設(shè)計(jì)流量包括生活污水設(shè)計(jì)流量和工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量兩大部分。查居民生活污水量定額，通常生活污水量為同周期給水量的80%-90%，給水量采用260，假定該區(qū)給水排水系統(tǒng)完善，則綜合生活污水定額為260×90%=234。居住人口約為787591人。綜合生活污水平均流量為234×787591/（24×3600）=2133.059L/s故Kz=1.3綜合生活污水設(shè)計(jì)流量Q1′=2133.059×1.3=2772.977L工業(yè)企業(yè)職工的生活用水量和淋浴用水量Q2a=（840×25×3+360×35×2.5）/(3600×8)+(840×20％×40+360×80％×60)/3600=9.948Q2b=(1400×25×3+600×35×2.5)/（3600×8）+(1400×40％×40+600×80％×60)/3600=19.691L/s工業(yè)廢水Q3=18000×60％×1000/（24×3600）=125L/s該區(qū)污水設(shè)計(jì)總流量Q=Q1′+Q2a+Q2b+Q3=2772.977+9.948+19.691+125=29243.2污水管道水力計(jì)算由于管線太長，環(huán)路太多，為便于計(jì)算，選取其中的一個(gè)完整的設(shè)計(jì)管段1-2-3.2.1設(shè)計(jì)要求污水管道應(yīng)按非滿流設(shè)計(jì)，不同管段有最大設(shè)計(jì)充滿度要求。最小設(shè)計(jì)流速是保證管道內(nèi)不產(chǎn)生淤積的流速。在設(shè)計(jì)充滿度下最小設(shè)計(jì)流速為0.6m/s。最大設(shè)計(jì)流速是保證管道不被充數(shù)破壞的流速。該值與管道材料有關(guān)，金屬管道的最大設(shè)計(jì)流速為10m/s，非金屬管道的最大設(shè)計(jì)流速為5m/s.規(guī)范規(guī)定最小管徑對應(yīng)的最小設(shè)計(jì)坡度：管徑200mm的最小設(shè)計(jì)坡度為0.004；管徑300mm的最小設(shè)計(jì)坡度為0.003。污水管道的埋設(shè)深度是指管道的內(nèi)壁底部離開地面的垂直距離，亦稱管道埋深。街坊污水支管起點(diǎn)最小埋深至少為0.6-0.7m，干燥土壤中最大埋深不超過7-8m.管道銜接時(shí)要遵守兩個(gè)原則：其一，避免上游管道形成回水，造成淤積；其二，在平坦地區(qū)應(yīng)盡可能提高下游管道的標(biāo)高，以減少埋深。管道的常用銜接方法有兩種：一為水面平接（管徑相同時(shí)采用）；二為管頂平接（管徑不同時(shí)采用）。污水干管及主干管水力計(jì)算見表14。表14-1管段編號(hào)綜合生活污水量集中流量轉(zhuǎn)輸/(L/s)設(shè)計(jì)流量/(L/s)本段流量q1轉(zhuǎn)輸流量q2/(L/s)合計(jì)平均流量/(L/s)總變化系數(shù)Kz生活污水設(shè)計(jì)流量/(L/s)街坊面積ha比流量qs/L/(s.ha)流量q1/(L/s)1234567810111-200.81309.979.972.1512.12012.122-300.813023.5723.571.9325.50025.503-417.050.81313.862778.162792.021.302793.3202793.32表14-2管段編號(hào)管段長度L/m設(shè)計(jì)流量Q/(L/s)管道直徑D/mm設(shè)計(jì)坡度I/(%0)設(shè)計(jì)流速v/（m/s)設(shè)計(jì)充滿度降落量IL/mh/Dh/m1234567891-2416.212.122503.60.630.440.111.492-3292.525.503502.10.630.450.160.613-4595.62793.3215002.72.000.701.051.60表14-3管段標(biāo)高/m埋設(shè)深度/m編號(hào)地面水面管內(nèi)底上端下端上端下端上端下端上端下端110111213141516171-265.4265.3264.7363.2364.6263.120.802.202-365.3265.2163.1862.5663.0262.412.302.803-465.2164.7462.3160.7061.2659.653.955.09第4章雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算4.1雨水設(shè)計(jì)流量計(jì)算4.1.1該城市的平均徑流系數(shù)ΨavΨav=（1359.07×0.9+543.63×0.9+731.89×0.15）/2718.14=0.67查《我國若干城市暴雨強(qiáng)度公式表》得暴雨強(qiáng)度公式為q=883.8(1+0.837lgP)/(t×0.57)4.1.2單位面積的徑流該設(shè)計(jì)區(qū)域街區(qū)面積較小采用地面集水時(shí)間=10min，匯水面積設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P=1a,采用暗管排水故m=2.0，將確定設(shè)計(jì)參數(shù)代入暴雨強(qiáng)度公式得單位面積徑流量q0=582.15（10+2Σt2）×0.574.2雨水管道水力計(jì)算平頂山市相對雨量適中，故而采用完全分流制排水系統(tǒng)，衛(wèi)生條件較好，生活污水和工業(yè)廢水通過污水排水系統(tǒng)送至污水處理廠，經(jīng)處理后在排入水體。雨水是通過雨水排水系統(tǒng)直接排入水體。符合環(huán)境保護(hù)的要求。由于管線太長，環(huán)路太多，為便于計(jì)算，選取其中的一個(gè)完整的設(shè)計(jì)管段1-2-3-4進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果見下表15。表15管段編號(hào)管段長度/m匯水面積F/hm2管內(nèi)雨水流行時(shí)間/min單位面積徑流量q0/[L/(s.hm2)]設(shè)計(jì)流量Q/(L/s）管徑D/mm水力坡度I（‰）∑t2=∑L/vt2=L/v1234567891-2416.26.1303.2102.13626.0611003.42-3292.512.863.22.062.28800.9213003.43-4595.6100.215.22.150.065016.5122003.1流速v/(m/s)管道輸水能力Q′/(L/s）坡降IL/m設(shè)計(jì)地面標(biāo)高/m設(shè)計(jì)管內(nèi)底標(biāo)高/m埋深/m起點(diǎn)終點(diǎn)起點(diǎn)終點(diǎn)起點(diǎn)終點(diǎn)1011121314151617181.86634.601.4265.4265.3263.6262.501.802.821.98818.230.9965.3265.2162.4061.542.923.672.965413.221.8565.2164.7460.8458.994.375.65附表一：一區(qū)管網(wǎng)平差結(jié)果======================================================================迭代次數(shù)=4======================================================================環(huán)號(hào)=1閉合差=-.171管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)15947001.01387.381.771.05.002721227700.76292.731.051.29.00443185111001.30-1234.341.36-2.51.0020sqtotal=.022dq=-3.83======================================================================環(huán)號(hào)=2閉合差=-.034管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)15028001.27635.971.95.98.001526986001.08304.402.451.71.005635947001.01-387.381.77-1.05.0027494812001.57-1771.571.76-1.67.0009sqtotal=.030dq=-.58======================================================================環(huán)號(hào)=3閉合差=-.053管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)15698001.39698.782.351.34.001921575500.76149.891.642.59.01733309600.60-169.36.83-.26.001545028001.29-647.652.02-1.02.00165163314001.68-2583.671.66-2.71.0010sqtotal=.037dq=-.72======================================================================環(huán)號(hào)=4閉合差=-.187管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)15607001.12429.542.151.20.002821186400.6683.531.702.02.02423798400.50-63.331.03-.82.013041575500.76-149.891.64-2.59.0173sqtotal=.030dq=-3.14======================================================================環(huán)號(hào)=5閉合差=-.070管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)11903600.65184.89.981.86.01002702500.4385.38.59.41.00483730350.28-27.37.44-.32.011741186400.66-83.531.70-2.02.0242sqtotal=.030dq=-1.18======================================================================環(huán)號(hào)=6閉合差=-.002管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)1798400.5063.331.03.82.01302730350.2827.37.44.32.01173774350.5047.961.20.93.01944952400.76-95.482.18-2.07.0217sqtotal=.030dq=-.03======================================================================環(huán)號(hào)=7閉合差=-.128管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)1952400.7695.482.182.07.02172577400.5771.591.28.74.01043698700.96-368.251.61-1.12.003149747001.11-427.812.13-2.07.00485309600.60169.36.83.26.0015sqtotal=.037dq=-1.72======================================================================環(huán)號(hào)=8閉合差=-.198管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)1698700.96368.251.611.12.003121339700.88337.191.371.83.005431052600.90-255.411.77-1.86.007341227700.76-292.731.05-1.29.0044sqtotal=.030dq=-3.32======================================================================環(huán)號(hào)=9閉合差=-.199管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)11052600.90255.411.771.86.007328947001.16447.592.322.07.004631042700.81-311.421.18-1.23.00404125110001.59-1252.452.32-2.90.0023sqtotal=.030dq=-3.34======================================================================環(huán)號(hào)=10閉合差=-.039管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)11042700.81311.421.181.23.004021098400.7290.741.982.18.024031025400.80-100.462.39-2.45.024444878001.19-599.912.04-1.00.0017sqtotal=.030dq=-.66======================================================================環(huán)號(hào)=11閉合差=.388管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)15898001.01508.311.50.88.001721215500.89174.002.162.63.01513786350.50-48.101.21-.95.019741098400.72-90.741.98-2.18.0240sqtotal=.030dq=6.52======================================================================環(huán)號(hào)=12閉合差=.044管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)1873600.76216.141.301.13.005221307500.61119.881.091.43.01193996400.1418.21.11.11.006241215500.89-174.002.16-2.63.0151sqtotal=.030dq=.74======================================================================環(huán)號(hào)=13閉合差=.217管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)11025400.80100.462.392.45.024421561100.171.37.941.471.07723449350.55-52.911.43-.64.01224885450.70-111.791.62-1.43.012851222600.78-219.441.34-1.63.0074sqtotal=.037dq=2.91======================================================================環(huán)號(hào)=14閉合差=-.007管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)1547500.69-135.201.36-.74.005521424400.38-48.21.63-.90.018631222600.78219.441.341.63.0074sqtotal=.022dq=-.17======================================================================附表二：二區(qū)管網(wǎng)平差結(jié)果======================================================================迭代次數(shù)=2======================================================================環(huán)號(hào)=1閉合差=.070管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)11300350.66-63.351.99-2.59.04082948300.5840.911.921.82.04453825150.325.571.581.31.23484470250.35-17.371.00-.47.0271sqtotal=.109dq=.32======================================================================附表三：一區(qū)消防校核平差結(jié)果======================================================================迭代次數(shù)=8======================================================================環(huán)號(hào)=1閉合差=.023管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)15947001.07413.352.001.19.002921227700.88338.191.371.69.00503185111001.38-1314.221.54-2.85.0022sqtotal=.022dq=.51======================================================================環(huán)號(hào)=2閉合差=.040管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)15028001.33667.452.151.08.001626986001.28361.992.902.03.005635947001.07-413.352.00-1.19.0029494812001.66-1877.421.98-1.88.0010sqtotal=.030dq=.67======================================================================環(huán)號(hào)=3閉合差=.169管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)15698001.49751.452.721.55.002121575500.82161.391.882.96.01843309600.51-143.25.61-.19.001345028001.37-689.982.30-1.15.00175163314001.77-2721.001.84-3.00.0011sqtotal=.037dq=2.28======================================================================環(huán)號(hào)=4閉合差=.429管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)15607001.22470.702.171.21.002621186400.7696.132.202.61.02723798400.35-44.41.54-.43.009841575500.82-161.391.88-2.96.0184sqtotal=.030dq=7.26======================================================================環(huán)號(hào)=5閉合差=.300管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)11903600.75213.471.272.42.01132702500.58113.96.99.70.00613730350.22-21.04.28-.20.009641186400.76-96.132.20-2.61.0272sqtotal=.030dq=5.07======================================================================環(huán)號(hào)=6閉合差=.248管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)1798400.3544.41.54.43.00982730350.2221.04.28.20.00963774350.7370.202.401.86.02654952400.79-99.792.36-2.25.0225sqtotal=.030dq=4.19======================================================================環(huán)號(hào)=7閉合差=.162管段號(hào)管長管徑流速流量1000I水頭損失sq(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)1952400.79