城市給排水管網(wǎng)課程設(shè)計

精選資料可修改編輯目錄任務(wù)書 1TOC\h\z\t"節(jié)標題,2,章標題,1,條標題,3"設(shè)計說明書 4第一章 設(shè)計總說明 41.1 設(shè)計原始資料 41.2 分析設(shè)計資料 4第二章 給水管網(wǎng)設(shè)計說明 42.1 給水方案的確定 42.2 配水方案比較 5第三章 排水管網(wǎng)設(shè)計說明 73.1 排水體制 73.2 排水系統(tǒng)的布置形式 73.3 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計 93.3.1 污水處理廠廠址選擇 93.3.2 管道定線 93.3.3 污水管道設(shè)計規(guī)定 103.3.4 污水管道布置與敷設(shè) 113.3.5 管道穿越鐵路 113.4 雨水管道設(shè)計 113.4.1 雨水管道設(shè)計一般規(guī)定 113.4.2 雨水管道布置與敷設(shè) 113.5 雨水排水方案的選擇 12設(shè)計計算書 15第一章 給水管網(wǎng)設(shè)計計算 151.1 設(shè)計用水量的計算 151.2 管網(wǎng)水力計算 171.2.1 集中流量的計算 171.2.2 沿線流量的計算 171.2.3 節(jié)點流量的計算 181.2.4 流量的初步分配 191.2.5 管網(wǎng)平差 191.2.6 消防校核 231.2.7 事故校核 261.2.8 校核分析 301.2.9 節(jié)點服務(wù)水頭的計算 30第二章 污水管網(wǎng)設(shè)計計算 322.1 街區(qū)面積的計算 322.2 污水設(shè)計流量的計算 332.2.1 比流量的計算 332.2.2 集中流量的計算 332.3 設(shè)計管段劃分及流量的計算 342.4 水力計算 352.5 排水管道的材料、接口及基礎(chǔ) 37第三章 雨水管網(wǎng)的設(shè)計計算 383.1 劃分排水流域和管道定線 383.2 劃分設(shè)計管段 383.3 計算各設(shè)計管段的匯水面積 393.4 主要設(shè)計參數(shù) 403.5 水力計算 403.6 雨水出水口 41參考文獻 41精選資料可修改編輯《城市水網(wǎng)管道系統(tǒng)》課程設(shè)計任務(wù)書題目：南方某小城鎮(zhèn)給排水管網(wǎng)擴大初步設(shè)計目的與要求目的：1）綜合應(yīng)用所學的給水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和計算的基本理論、基本知識和方法，完成一座小城鎮(zhèn)的給水管道工程的設(shè)計，培養(yǎng)學生學會使用設(shè)計手冊，設(shè)計規(guī)范，標準圖集等。2）綜合應(yīng)用所學的污水、雨水、合流制管渠系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和計算的基本理論、基本知識和方法，深化和擴展專業(yè)知識，培養(yǎng)查閱資料、運用工具書、合理制定設(shè)計方案，編制設(shè)計計算書和繪制工程圖紙的能力。并培養(yǎng)學生學會合理使用設(shè)計手冊，設(shè)計規(guī)范，標準圖籍等。要求：1）進行給水管道系統(tǒng)及其附屬構(gòu)筑物的設(shè)計，并達到擴大初步設(shè)計的水平。要求管道水頭損失采用海曾-威廉公式進行計算（請注明系數(shù)Ch取值），平差精度為小環(huán)0.05m，大環(huán)0.10m。2）按完全分流制完成一座小城鎮(zhèn)的排水管道工程設(shè)計，進行污水管道系統(tǒng)和雨水管道系統(tǒng)的設(shè)計計算，并達到擴大初步設(shè)計的水平。設(shè)計成果：設(shè)計說明書一份。要求在進行管網(wǎng)定線時選擇兩個可比的方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較；給水系統(tǒng)要求做所有干管及主干管的設(shè)計計算；污水排水系統(tǒng)要求做所有干管及主干管的設(shè)計計算；雨水系統(tǒng)可只選一條干管進行計算。給水管網(wǎng)平差要求附上初步分配流量、第一次、第二次及最后一次平差過程。給水管道系統(tǒng)總平面圖一張（標注主干管、干管的管徑、管段長度、流量、水頭損失等）。圖號為A1，要求有圖名、比例尺、說明、圖例、等高線分布、河流走向等。給水主干管的縱剖面圖一張。圖號為A2。要求有圖名、說明、標高、比例尺、管材說明等。給水系統(tǒng)要求進行必要的校核。說明書中附上初步分配流量、第一次、第二次及最后一次平差過程。污水、雨水管道系統(tǒng)總平面圖一張（標注主干管、干管的管徑、坡度、管段長度等）。圖號為A1，要求有圖名、比例尺、說明、圖例、等高線分布、河流走向等。污水主干管的縱剖面圖。圖號為A2。要求有圖名、說明、標高、比例尺等。設(shè)計資料南方某小城鎮(zhèn)規(guī)劃總平面圖一張，圖中尺寸為實際尺寸，單位m，圖中標有等高線、水體、工廠分布及街坊道路、鐵路布置等。用戶要求最小服務(wù)水頭20.00m（一班用），24.00m（二班用），28m（三班用）。城區(qū)人口分布見附表一。集中流量：火車站用水量370m3/d，均勻用水，排水按用水量的80%均勻排出。污水出口埋深2.00m（一班用），2.10m（二班用），2.20m（三班用）。醫(yī)院用水量260m3/d，均勻用水，排水按用水量的80%均勻排出。出口埋深2.00m（一班用），2.10m（二班用），2.20m（三班用）。工廠分三班制，生產(chǎn)污水經(jīng)處理后可以與生活污水混合排放至市政管網(wǎng)。詳細資料見附表二。出口埋深均為1.50m。土壤無冰凍。土質(zhì)良好。水文資料：設(shè)計最高水位83.0m；設(shè)計最低水位65.2m；常水位78.6m。夏季主風向：東南風。冬季：北風。該市的地勢如平面圖所示，地下水位在地面以下68.5m。城區(qū)各類地面性質(zhì)所占百分比如附表三。.氣溫：最高溫度38.8℃，最低－3.5℃。降雨強度公式：附表一（學號單數(shù)用）區(qū)域街坊人口密度（cap/ha）備注134025103326附表一（學號雙數(shù)用）區(qū)域街坊人口密度（cap/ha）備注154026703480附表二（學號0-4用）工廠職工人數(shù)生產(chǎn)用（排）水量最大班平均日m3/d最大班用（排）水量m3/d熱車間一般車間職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)130018032030045038022501502602503602703400200350320520400附表二（學號5-9用）工廠職工人數(shù)生產(chǎn)用（排）水量最大班平均日m3/d最大班用（排）水量m3/d熱車間一般車間職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)136021024020051035022001202201904002803450220380350650480附表三（單號用）地面覆蓋情況屋面瀝青道路及人行道非鋪砌土地面綠地所占百分數(shù)（%）45131824附表三（雙號用）地面覆蓋情況屋面瀝青道路及人行道非鋪砌土地面綠地所占百分數(shù)（%）50131522設(shè)計說明書設(shè)計總說明給水管網(wǎng)的設(shè)計是給排水工程規(guī)劃設(shè)計的主要內(nèi)容，通過技術(shù)經(jīng)濟分析，選擇技術(shù)可行、經(jīng)濟合理的最佳方案。根據(jù)輸配水管網(wǎng)布置的原則，選擇管網(wǎng)控制點，進行平差和水力計算，確定輸配水干管的直徑、走向，并布置沿線的主要附件；繪制管道平面圖和縱斷面圖。排水管網(wǎng)設(shè)計根據(jù)確定的設(shè)計方案，在適當比例的總體布置圖上劃分排水流域，布置管道系統(tǒng)；根據(jù)設(shè)計人口數(shù)污水量標準，計算污水設(shè)計流量；進行污水管道水力計算，確定管道斷面尺寸、設(shè)計坡度、埋設(shè)深度；確定污水管道在道路橫斷面上的位置；繪制管道平面圖和縱斷面圖。設(shè)計原始資料（見設(shè)計任務(wù)書）分析設(shè)計資料本給排水管網(wǎng)規(guī)劃的城市是南方某城市，設(shè)計人口約為12萬人。城區(qū)生活用水的最小要求服務(wù)水頭為24m。根據(jù)該城區(qū)的平面圖，可知該城區(qū)自北向南傾斜，即北高南低，地形比較平坦，而且沒有太大的起伏變化。該城區(qū)分成三個區(qū)。城區(qū)中部有鐵路穿過街區(qū)分布，南面比北面的面積大。城區(qū)中的工業(yè)用戶對水質(zhì)和水壓沒有特殊要求。一區(qū)有三個大用戶，分別是工廠2、工廠3和火車站，南面有兩個大用戶，分別是工廠1和醫(yī)院。河流在城市的南面，水流自西向東流，上游可作為給水水源。給水管網(wǎng)設(shè)計說明給水方案的確定水源與取水點的選擇所選水源為城市南面的河流。取水點應(yīng)該選在水質(zhì)良好的河段，也就是河流的上游，并且要靠近用水區(qū)。取水泵站的位置定在取水點附近，即上游河岸，用以抽取原水。水廠廠址選擇水廠廠址應(yīng)該選在不受洪水威脅，衛(wèi)生條件好的地方，也就是河流的上游。由于取水點距離用水區(qū)較近，所以水廠設(shè)置在取水泵站附近，或者與取水泵站建在一起。輸水管渠定線沿著現(xiàn)有道路盡量縮短輸水距離充分利用地形高差，優(yōu)先考慮重力輸水。但是由于取水點選在城市南面的河流，地勢較低，所以輸水方式只考慮壓力輸水。本設(shè)計是單水源供水，為保證供水的安全性，采用雙管輸水。配水管網(wǎng)干管延伸方向應(yīng)和二級泵站到大用戶的方向一致，干管間距采用500—800m。干管和干管之間有連接管形成環(huán)狀網(wǎng)，連接管的間距為800—1000m左右。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。干管盡量靠近大用戶，減少分配管的長度。力求以最短距離鋪設(shè)管線，降低管網(wǎng)的造價和供水能量費用。本設(shè)計采用環(huán)狀網(wǎng)。干管布置的主要方向按供水主要流向延伸。管網(wǎng)中輸水干管到大用戶如工廠、火車站的距離要求最近。管網(wǎng)布置必須保證供水安全可靠，盡可能布置成環(huán)狀。干管盡可能布置在兩側(cè)有大用戶的道路上，以減少配水管的數(shù)量。配水方案比較水源與取水點的選擇根據(jù)估算，此城市為中小城市，城區(qū)面積約為610公頃，地形較平緩，考慮采用水泵直接供水，中途不設(shè)調(diào)節(jié)構(gòu)筑物，如水塔，高低水池等。由于城中心有鐵路穿過，故考慮盡量減少管道過鐵路的數(shù)量，但考慮供水可靠性，保證一區(qū)用水量及水壓條件，考慮采用2條管道穿過鐵路?，F(xiàn)有以下兩個方案：方案1：采用2條管穿鐵路，兩處穿鐵路的輸水管距離約為800m，干管呈橫向布置。整個管網(wǎng)形成7個環(huán)。（見圖1）方案2：采用3條管穿鐵路，間距約為800m。干管呈橫向，整個管網(wǎng)形成8個環(huán)，（如圖2）。給水系統(tǒng)的布置，應(yīng)密切配合城市和工業(yè)區(qū)的建設(shè)規(guī)劃，受水源地和地形的影響。從地勢和水源地來看，由于河流在地勢比較低的地方，很明顯不可能靠重力來供水，而且地形比較平坦，為了供水的安全和減少因水錘作用產(chǎn)生的危害，兩個設(shè)計都采用了環(huán)狀網(wǎng)；由于地勢相差不大，因此采用統(tǒng)一供水系統(tǒng)。方案比較：方案1：水廠設(shè)在河流上游，水質(zhì)較好。一共分7個環(huán)，供水可靠性較高；管線長度少，不需很多大管徑的管道從而節(jié)省了投資，比較經(jīng)濟。但是穿越鐵路的一條管道一旦管線出現(xiàn)事故，系統(tǒng)的水頭損失將很大，且水量不易得到保障，可靠性不如方案2。方案2：水廠設(shè)在河流上游，水質(zhì)較好，分8個環(huán)，供水較均勻。而且方案2的主要干管布局基本上敷設(shè)在接近大用戶的地方，既能及時供應(yīng)生產(chǎn)、生活和消防用水，又能適應(yīng)今后發(fā)展的需要。綜合分析，評價兩個方案主要從經(jīng)濟性和供水可靠性兩方面來進行評價。該市屬于中小城市，并且地形比較平坦，工業(yè)用水量不大且工廠和醫(yī)院等用戶對水壓沒有特殊的要求?？紤]到現(xiàn)在的人們隨著生活水平的提高對供水安全可靠性的要求越來越高，和城市的規(guī)模以及城市以后的發(fā)展需求，方案2相對更適合，較好。調(diào)節(jié)構(gòu)筑物由于此區(qū)是屬于大城市的一個城區(qū)，所以不設(shè)水塔。清水池適用于供水范圍不很大的中小型水廠，調(diào)節(jié)水池泵站適用于供水范圍較大的水廠以及部分地區(qū)用水壓力要求較高，采用分區(qū)供水的管網(wǎng)。所以考慮采用前者，即清水池。清水池布置在串聯(lián)分區(qū)管網(wǎng)、管網(wǎng)低壓區(qū)。所以布置在鐵路以南的分區(qū)。排水管網(wǎng)設(shè)計說明排水體制合理地選擇排水系統(tǒng)的體制，是城市和工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計的重要問題。排水系統(tǒng)的選擇應(yīng)滿足環(huán)境保護的需要，根據(jù)當?shù)貤l件，通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定，而環(huán)境保護應(yīng)是選擇排水體制時所考慮的主要問題。一般來說，城市排水系統(tǒng)的排水體制有三種情況：分流制、合流制和混流制。下面從不同角度進一步分析：合流制排水系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一個管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。其有部分混合污水未經(jīng)處理直接排放，成為水體的污染源而使水體遭受污染，對于環(huán)境保護、維護管理方面來講，是較差的。分流制排水系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水分別在兩個以上各自獨立的管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。從環(huán)保方面來看，分流制將城市污水全部送至污水廠進行處理，與合流制比較它較為靈活，截流干管尺寸不算太大，比較容易適應(yīng)社會發(fā)展的需要，一般又能符合城市衛(wèi)生的要求，所以在國內(nèi)外獲得了較廣泛應(yīng)用。從造價方面來看，分流制可節(jié)省初期投資費用。從維護管理方面來看，分流制系統(tǒng)可以保持管內(nèi)的流速，不易發(fā)生沉淀，同時，流入污水廠的水量和水質(zhì)比合流制變化小得多，污水廠的運行易于控制。綜上所述，并考慮到該區(qū)雨季雨量較大，且該城市地區(qū)道路較寬，環(huán)保要求較高，本設(shè)計采用完全分流制排水系統(tǒng)。排水系統(tǒng)的布置形式本設(shè)計主要采用正交式和截流式布置形式。表3.1正交式、截流式和平行式布置形式的比較布置形式優(yōu)點缺點適用范圍正交式干管長度短，管徑小，經(jīng)濟，污水排出迅速污水未經(jīng)處理直接排放，水體受污染，影響環(huán)境僅用于排除雨水截流式減輕水體污染、改善和保護環(huán)境雨天有部分混合污水泄入水體，造成水體污染適用于分流制污水排水系統(tǒng)根據(jù)城市地形分析，本設(shè)計的污水排水系統(tǒng)主要采用截流式布置；雨水排水系統(tǒng)主要采用正交式布置。對于污水，根據(jù)城區(qū)特征，進行布管的方案比較：具體形式見下圖：方案1方案2方案比較：方案1：分開4條污水干管穿鐵路，從一區(qū)出發(fā)，經(jīng)二三區(qū)，最后經(jīng)過總干管截流送至污水廠。此方案的污水設(shè)計成順坡流向，有利于節(jié)省能源，就減小了管道的長度，節(jié)省管材，減小管道的埋深，布網(wǎng)簡單，維護管理方便，有4條干管穿越鐵路，可靠性較好，雖然增加了鐵路的施工，但大大提高了可靠性。方案2：分開3條污水干管穿鐵路，雖然減少了干管穿越鐵路的數(shù)量，但其將大范圍的污水都匯集道3條管道上，排水流量大，這樣管徑必然會很大，或者這樣增加了管道的埋深，施工的難度，降低了可靠性。綜合比較后，決定采用方案1污水管道系統(tǒng)的設(shè)計污水處理廠廠址選擇在城市總體規(guī)劃中，污水廠的位置范圍已有規(guī)定，但是，在污水廠的總體設(shè)計時，對具體廠址的選擇，仍須進行深入的調(diào)查研究和詳盡的技術(shù)經(jīng)濟比較，應(yīng)遵循下列各原則：廠址與規(guī)劃居住區(qū)公共建筑群的衛(wèi)生防護距離應(yīng)根據(jù)當?shù)鼐唧w情況，與有關(guān)部門協(xié)商確定，一般不小于300米。廠址應(yīng)在城市集中供水水源的下游至少500米。廠址應(yīng)盡可能少占農(nóng)田或不占良田，且便于農(nóng)田灌溉和消納污泥。廠址應(yīng)盡可能設(shè)在城市和工廠夏季主導風向的下方。廠址應(yīng)設(shè)在地形有適當坡度的城市下游地區(qū)，使污水有自流的可能，節(jié)約動力消耗。廠址應(yīng)考慮汛期不受洪水的威脅。廠址的選擇應(yīng)考慮交通運輸、水電供應(yīng)地質(zhì)、水文地質(zhì)等到條件。廠址的選擇應(yīng)結(jié)合城市總體規(guī)劃，考慮遠景發(fā)展，留有充分的擴建余地。本設(shè)計中污水處理廠布置城市河流的下游，靠近岸邊，周圍300m內(nèi)無居住區(qū)。見城市污水系統(tǒng)總平面圖，其依據(jù)是：該地區(qū)常年主導風向：夏季主風向為東南風，冬季主風向為北風。污水廠建在河流的下游，這樣避免對城市取用水水質(zhì)的影響。污水廠布置在地勢較低處，有利于污水管道的重力流動，故設(shè)在河流下游的岸邊。管道定線定線原則：應(yīng)盡可能地在管線較短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。排水管網(wǎng)的布置原則既要使管道工程量為最小，又要使水流暢通節(jié)省能量。支管、干管、主干管的布置要順直，水流不要繞彎。充分利用地形地勢，最大可能采用重力流形式，避免提升。在起伏較大的地區(qū)，應(yīng)將高區(qū)系統(tǒng)與低區(qū)系統(tǒng)分離，高區(qū)不宜隨便跌水，應(yīng)直接重力流入污水廠，并盡量減少管道埋深。至于個別低洼地區(qū)應(yīng)局部提升，做到高水高排。盡量減少中途加壓站的個數(shù)。如果遇山崗盡量采用隧洞方式。若須經(jīng)過土壤不良地段，應(yīng)根據(jù)具體情況采用不同的處理措施，以保證地基與基礎(chǔ)有足夠的承載能力。當污水管道無法避開鐵路、河流或其它地下建（構(gòu)）筑物時，管道最好垂直穿過障礙物，并根據(jù)具體情況采用倒虹管、管橋或其它工程設(shè)施。若各種管線布置發(fā)生矛盾，處理的原則是，新建讓已建的，臨時讓永久的，小管讓大管，壓力管讓重力管，可彎讓不可彎的，檢修次數(shù)小讓檢修次數(shù)多的。污水管道設(shè)計規(guī)定最大設(shè)計充滿度：表3.2管徑與最大充滿度的關(guān)系管徑D（mm）最大設(shè)計充滿度h/D200~3000．55350~4500．65500~9000．70≥10000．75最小坡度：管徑300mm的最小設(shè)計坡度000.3。設(shè)計流速：最小設(shè)計流速是保證管道內(nèi)不致發(fā)生淤積的流速。污水管道的最小流速定為0.6m/s.金屬管道的最大設(shè)計流速為10m/s，非金屬管道的最大設(shè)計流速為5m/s.。最小管徑：廠區(qū)內(nèi)的工業(yè)廢水管、生活污水管、街坊內(nèi)的生活污水管200mm。城市街道下的生活污水管300mm。覆土：冰凍要求：在0.7m以上（本設(shè)計無冰凍要求）。最大覆土：不宜大于6m。理想覆土：在滿足各方面要求的前提下，爭取維持在1~2m。荷載要求：最小覆土在車行道下一般不小于0.7m。連接：管道在檢查井內(nèi)連接。管道管徑相同時的連接方式用水面平接，管徑不同時用管頂平接。在任何情況下進水管底不得低于出水管底，若出現(xiàn)三條管段連接的情況，選擇出水管管內(nèi)底標高低的一條管段連接。坡度驟變的處理：管道坡度驟然變陡，可由大管徑變小管徑。當D=200~300mm時，只能按生產(chǎn)規(guī)格減小一級。當D≥400mm時，應(yīng)根據(jù)水力計算確定，但減小不能超過二級。管道坡度驟然變緩，應(yīng)逐漸過渡。小管核算：當有公建筑物位于管線始端時，應(yīng)加入該集中流量進行滿流復(fù)核。流量很小而地形又較平坦的上游支線，可采用非計算管段，采用最小管徑，按最小坡度控制。溢流：污水管道在進入泵站或處理廠前，當條件允許時，可設(shè)事故溢流口，但必須取得當?shù)赜嘘P(guān)部門的同意。在充滿度過高的管段、跌水井、大濃度污水接入的井位以及污水管線上每隔500m左右的井位處宜設(shè)通風管。污水管道布置與敷設(shè)從該城區(qū)的平面圖可知該區(qū)地勢自南向北傾斜，坡度較小，根據(jù)自然地形管道順坡排水。一區(qū)污水主干管垂直穿過鐵路后沿程收集其他區(qū)污水量進入污水處理廠，整個管道系統(tǒng)呈截流式形式布置，見城市污水系統(tǒng)總平面圖。干管敷設(shè)在所服務(wù)排水區(qū)域的較低處，便于支管的污水自流接入。在地形較平坦處，將干管敷設(shè)在低區(qū)，使得污水能以最短距離排入干管，從而使支管最短，由于支管的管徑較小，保持最小流速所需坡度較大，所以減小支管長度能有效地減小整個管網(wǎng)的埋深。管道穿越鐵路管道垂直穿過鐵路。結(jié)構(gòu)尺寸按照相應(yīng)的外部荷載計算，并經(jīng)當?shù)罔F路交通管理部門同意。在穿越重要鐵路干線時，管道設(shè)在套管中，并設(shè)事故排出口；套管兩端設(shè)檢查井。頂管或套管管頂與鐵路軌底之間的垂直距離不小于1.2m。雨水管道設(shè)計雨水管道設(shè)計一般規(guī)定充滿度：一般按滿流計算流速：滿流時最小流速一般不小于0.75m/s起始管段地形平坦，最小設(shè)計流速不可小于0.6m/s最大允許流速同污水管道最小管徑、坡度：雨水支干管最小管徑300mm，最小設(shè)計坡度0.003；雨水口連絡(luò)最小管徑200mm，設(shè)計坡度不小于0.002。覆土或挖深：最小覆土在車行道下一般不小于0.7m局部條件不允許時，須對管道進行包封加固最大覆土與理想覆土同污水管道管渠連接與構(gòu)筑物的連接：管道在檢查井內(nèi)連接，一般采用管頂平接。相同管徑的管段可以采用水面平接；不同斷面管道必要時也可采用局部管段管底平接。在任何情況下，進水管底不得低于出水管底。雨水管道布置與敷設(shè)從該城區(qū)的平面圖和資料知該城區(qū)地形平坦，無明顯分水線，故排水流域按城市主要街道的匯水面積劃分。河流的位置確定了雨水排出口的位置。雨水排出口位于河岸邊。由于河流的洪水位低于該地區(qū)地面的平均標高，所以雨水可以靠重力排入河流，不用設(shè)雨水泵站。河流的位置確定了雨水出水口的位置，雨水出水口位于河岸邊，由于該地區(qū)地勢以一定坡度坡向河流，地形對排除雨水有利，擬采用分散出口的雨水管道布置形式，雨水干管基本垂直于等高線，即正交式布置，這樣雨水能以最短距離靠重力流分散就近排入水體。正交式布置的干管長度短、管徑小，因而經(jīng)濟，雨水排出較迅速。雨水管道布置平面圖詳見城市雨水系統(tǒng)總平面圖。雨水管道的設(shè)計計算見：雨水管水力計算表注：雨水管道各設(shè)計管段在高程上采用管頂平接出現(xiàn)下游管段的設(shè)計流量小于上游管段設(shè)計流量的情況，取上一管段的設(shè)計流量作為下游管段的設(shè)計流量在支管與干管相接的檢查井處，會有兩個∑t2值和兩個管底標高值，再繼續(xù)計算相交后的下一個管段時，取大的那個∑t2值和小的那個管底標高值。雨水管道敷設(shè)方式同污水管道敷設(shè)方式，當雨水管道與污水管道交叉布置時，應(yīng)小管讓大管，必要時設(shè)置倒虹管。雨水排水方案的選擇方案1方案2方案比較方案1：采用5條干管穿鐵路，可以減少工程造價，經(jīng)濟性好。從鐵路北面過來的污水在流經(jīng)鐵路南面時不接受沿途街坊的雨水量，這樣可以大大減小干管的管徑。方案2：方案采用7條干管穿越鐵路，匯水面積較均勻，管道布置簡潔介。但干管承擔的匯水面積比較大，需要的管徑很大，大大增加了工程造價。綜合分析選用方案1檢查井排水系統(tǒng)中設(shè)置檢查井，主要用于連接管渠和定期檢查清通。檢查井通常設(shè)在管渠交匯、轉(zhuǎn)彎、尺寸或坡度改變、跌水以及相隔一定距離的直線管渠上。直線管渠上檢查井之間的距離如下表：表3.3污水、雨水管道上檢查井間距管道類別管徑或暗渠凈高（mm）最大間距（m）常用間距（m）污水管道≤400500~9001000~140040507520~3535~5050~60雨水管道合流管道≤600700~11001200~160050659025~4040~5555~70檢查井一般采用圓形，由井底、井深和井蓋三部分組成，建筑材料主要有混凝土、磚、石或鋼筋混凝土。跌水井跌水井是設(shè)有消能設(shè)施的檢查井。跌水井的設(shè)置條件：當遇到下列情況且跌差大于1m時應(yīng)設(shè)跌水井：管道中的流速過大，需要加以調(diào)節(jié)處理；管道垂直于陡峭地形的等高線布置，按照原定坡度將要露出地面處；接入較底的管道處；管道遇到地下障礙物，必須跌落通過處；當淹沒排放時，在出口前設(shè)一個井。雨水口雨水口主要在雨水管渠系統(tǒng)中收集雨水，地面雨水先經(jīng)雨水口流入連接管再流入排水管渠。雨水口一般設(shè)在交叉路口、廣場、路側(cè)邊溝以及道路低洼地段，以防止雨水漫過道路。雨水口間距一般為25~50m。倒虹管當排水管渠遇到河流或地下構(gòu)筑物等障礙物時，不能按原有的坡度埋設(shè)時，必須設(shè)置倒虹管。倒虹管應(yīng)盡可能與障礙物軸線垂直，并設(shè)在地質(zhì)條件較好處。出水口在江河邊設(shè)置出水口時，應(yīng)保持與取水構(gòu)筑物，游泳區(qū)及家畜飲水區(qū)有一定距離，同時也應(yīng)不影響下游居民點的衛(wèi)生和飲用。出水口的位置和形式應(yīng)取得當?shù)匦l(wèi)生監(jiān)督、水體管理和交通管理等部門同意。污水管渠的出水口一般采用淹沒式，以使污水與水體較好地混合，必要時污水出水口可以長距離分散伸入水體，以使混合更充分，同時要征得航運部門的同意。雨水出水口可以采用非淹沒式，其管底標高最好在水體最高水位以上，一般在常水位以上，以避免水體倒灌。設(shè)計計算書給水管網(wǎng)設(shè)計計算設(shè)計用水量的計算城市用水量包括：居民綜合生活用水、工企業(yè)生產(chǎn)用水和職工生活用水、消防用水、澆灑道路和綠化用水、未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失量。居民綜合生活用水量Q1該城鎮(zhèn)為中小城市，城市分區(qū)為三區(qū)，每個區(qū)的待人口密度不同，所以每個區(qū)的生活用水定額也不同，三個區(qū)的最高日用水量計算見下表，自來水普及率均為100﹪。區(qū)域街區(qū)面積ha街坊人口密度cap/ha設(shè)計人口cap最高日生活用水定額L/(cap.d)最高日生活用水量(m3/d)1138.923404723332015114.56284.505104309532013790.40386.22326281083409556.72根據(jù)該城市的人數(shù)判斷此城市為中小城市，且位于南方，故其最高日居民綜合生活用水定額取220～370L/cap·d，由于城市分為三個區(qū)，根據(jù)各區(qū)人口數(shù)，一、二區(qū)綜合生活用水定額取320L/cap·d，三區(qū)取340L/cap·d，用水普及率為100％，用水時變化系數(shù)取1.5。則最高日綜合生活用水量：=15114.56+13790.40+9556.72=38461.68(m3/d)=445.16（L/s）工企業(yè)用水量Q2Q2包括：eq\o\ac(○,1)工企業(yè)職工生活用水量Qs；eq\o\ac(○,2)工企業(yè)職工沐浴用水量Qm工廠職工人數(shù)生產(chǎn)用（排）水量最大班平均日m3/d最大班用（排）水量m3/d熱車間一般車間職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)1360210..24020051035022001202201904002803450220380350650480根據(jù)規(guī)范，熱車間生活用水定額為35L/cap·班，時變化系數(shù)取2.5，一般車間為25L/cap·班，時變化系數(shù)取3；熱車間淋浴用水定額為60L/cap·班，一般車間為40L/cap·班，淋雨時間視為下班后1小時內(nèi)完成，時變化系數(shù)為1；生產(chǎn)用水時變化系數(shù)取1。eq\o\ac(○,1)工業(yè)企業(yè)職工生活用水量：Qs＝[（240+220+380）×35×2.5+（510+400+650）×25×3]/（8×3600）＝6.61L/s；eq\o\ac(○,2)工企業(yè)職工沐浴用水量：Qm＝[（200+190+350）×60+（350+280+480）×40]/3600＝24.67L/s。則工業(yè)企業(yè)職工生活用水量和沐浴用水量：Q2＝Qs+Qm＝6.61+24.67=31.28L/s工企業(yè)生產(chǎn)用水量Q4Q4＝（210+120+220）×1000/（8×3600）＝19.10L/s澆灑道路和大面積綠化用水量Q3計算城鎮(zhèn)面積約為6107940㎡，道路面積為市區(qū)的13﹪，則道路面積為794032㎡，綠地面積為市區(qū)的24﹪，綠地面積為1465906㎡。按照規(guī)范，澆灑道路水量一般取用2.0～3.0L/d·m2，大面積綠化用水量取用1.0～3.0L/d·m2。澆灑道路水量取2.5L/d·m2，大面積綠化用水量取用2.0L/d·m2（大面積綠化和澆灑道路都按均勻用水計算）：eq\o\ac(○,1)澆灑道路用水量計算；794032×2.5=1985080(L/d)=22.98L/seq\o\ac(○,2)綠地用水量計算；1465906×2=2971812(L/d)=34.40L/s則澆灑道路和大面積綠化用水量：Q3＝22.98+34.40＝57.38(L/s)火車站和醫(yī)院集中流量Q5火車站用水量為370m3/d，醫(yī)院用水量為260m3/d，所以Q5=370+260=630m3/d=7.29L/s未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏水量Q6按規(guī)范，未預(yù)見水量按最高日用水量8～12%計算，管網(wǎng)漏失水量按按最高日用水量10～12%計算，未預(yù)見水量取最高日用水量的8%，管網(wǎng)漏失水量取最高日用水量的10%Q6=（8%+10%）×（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）=0.18×（445.16+31.28+57.38+19.10+7.29）=100.84L/s=8712.39m3/d最大日總用水量Qd的計算：最大日用水總量為綜合生活用水量、工業(yè)企業(yè)職工用水量、工業(yè)企業(yè)職工沐浴用水量、生產(chǎn)用水量、市政用水量及未預(yù)見用水量和管網(wǎng)漏水量總和。則Qd＝（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6）＝（445.16+31.28+57.38+19.10+7.29+100.84）＝661.05(L/s)=57115m3/d最高日最高時設(shè)計用水量QhQh=Kh×Qd=1.5×661.05=991.58L/s管網(wǎng)水力計算集中流量的計算該城市給水系統(tǒng)設(shè)計最高日最高時的秒流量：Qh=991.58L/S，集中流量分布情況如下：1）工廠的集中流量計算：Q廠1＝（210×1000+240×35×2.5+510×25×3）/（8×3600）+（200×60+350×40）/3600＝16.57L/s（節(jié)點1）Q廠2＝（120×1000+220×35×2.5+400×25×3）/（8×3600）+（190×60+280×40）/3600＝12.16L/s（節(jié)點12）Q廠3＝（220×1000+380×35×2.5+650×25×3）/（8×3600）+（350×60+480×40）/3600＝21.65L/s（節(jié)點20）2）火車站集中量：Q火車站＝370m3/d＝4.28L/s（節(jié)點14）3）醫(yī)院總用水量：Q醫(yī)院＝260m3/d＝3.01L/s（節(jié)點9）4）集中流量共計。Q集=16.57+12.16+21.65+4.28+3.01=57.67L/s管網(wǎng)計算草圖，如圖1所示，管網(wǎng)系統(tǒng)包括8個基環(huán)，28個管段21個節(jié)點圖1沿線流量的計算Q沿=991.58-57.67=933.91L/s沿線流量的計算見表：管段編號管段長度/m配水系數(shù)計算長度m比流量沿線流量L/s1-211311113163.162-3956195653.393-410081100856.291-5484148427.032-7567156731.663-9692169238.644-10811181145.295-6624162434.856-7368136820.557-8419141923.408-9443144324.749-10877187748.975-11491149127.426-124911491274211-12624162434.851294130114-1512811287.1515-1615211528.491675112713-19555155530.9916-20382138221.3318-19774177443.2219-20855185547.7520-21805180544.9517-21215121512.01合計16724節(jié)點流量的計算將上述沿線流量轉(zhuǎn)化為節(jié)點流量（管段兩端點各負擔一半），并與該節(jié)點的集中流量合并計算如下，節(jié)點流量計算表：節(jié)點與節(jié)點相連的管段各管段沿線流量節(jié)點流量

L/s大用戶集中流量

L/s節(jié)點總流量

L/s11-5,1-227.0363.1645.0916.5761.6621-2,2-7,2-363.1631.6653.3974.10074.1032-3,3-4,3-953.3956.2938.6474.16074.1643-4,4-1056.2945.2945.2973.43073.4351-5,5-6,5-1127.0334.8527.4244.65044.6565-6,6-7,6-1234.8520.5527.4241.41041.4176-7,7-8,2-720.5523.4031.6637.81037.8187-8,8-9,8-1423.4024.7427.4237.78037.7898-9,9-10,3-924.7448.9738.6456.183.0159.19109-10,4-1048.9745.2947.13047.13115-11,11-12,11-1827.4234.8541.2751.77051.771211-12,6-12,12-1334.8527.4219.9441.1012.1653.261312-13,13-14,13-1919.9424.0130.9937.47037.471413-14,14-15,8-1424.017.1527.4229.294.2833.571514-15,15-167.158.497.8207.821615-16,16-17,16-208.4947.7521.3338.78038.781716-17,17-2147.7512.0129.88029.881811-18,18-1941.2743.2242.24042.241918-19,13-19,19-2043.2230.9947.7560.98060.982019-20,16-20,20-2147.7521.3344.9557.0221.6578.672120-21,17-2144.9512.0128.48028.48合計1014.22流量的初步分配根據(jù)用水情況，擬定各管段的水流方向如圖2所示。按照最短路線供水原則，并考慮可靠性的要求進行流量分配，流向節(jié)點的流量取負號，離開節(jié)點的流量取正號，分配時每一節(jié)點都要滿足連續(xù)性方程，幾條平行的干線，大致分配相近流量。并選定整個管網(wǎng)的控制點。與干管垂直的連接管，因平時流量較小，所以可分配較少的流量。管徑按界限流量確定，各項參數(shù)見于圖2。管網(wǎng)平差環(huán)狀網(wǎng)在初步分配流量之后，已經(jīng)符合連續(xù)性方程qi+∑qij=0的要求。但在選定管徑和求得各管段水頭損失以后，每環(huán)往往不能滿足∑hij=0或∑sijqijn=0的要求。因此必須在初步分配流量時確定管徑的基礎(chǔ)上，重新分配各管段的流量，反復(fù)計算，直到同時滿足連續(xù)性方程和能量方程組為止。借助Excel進行管網(wǎng)平差。假定各環(huán)內(nèi)水流順時針方向時，流量為正；水流逆時針時，流量為負。初分配流量管網(wǎng)平差結(jié)果如下：借助excel經(jīng)9次平差后，各個基環(huán)的閉合差△hi均小于設(shè)計要求的0.05m，平差結(jié)果如下：大環(huán)1—2—3—4—10—9—8—14—15—16—17—21—20—19—18—11—5—1的閉合差:∑h=-0.072小于設(shè)計要求值0.1m，所以滿足平差要求。平差最終結(jié)果圖：圖2重要說明：平差計算表中水頭損失h值的計算，使用海曾—威廉公式，Ch取130，采用的管道為新鑄鐵管。平差計算表中的，管段2—7的管徑為400mm，沒有嚴格按照界限流量值選取。是因為考慮到事故時管段1—5斷掉后，必然會增加管段2—7的流量，會大大增加系統(tǒng)水頭損失水泵揚程的計算從泵站到管網(wǎng)的輸水管設(shè)置兩條，每條輸水管的長度為367m，每條的計算流量為1014.24×0.5=507.12L/s，選定管徑800mm，水頭損失：水泵揚程由距離泵站較遠且地形較高的控制點21確定，該點地面標高為89.9m，水廠泵張的地面標高為84.900m，清水池最低水位標高為取80.900m，服務(wù)水頭hc為24m，吸水管和泵房內(nèi)的水頭損失h2取2m,安全水頭取2m，從泵站到控制點的水頭損失∑h取1—2—3—4—10—9—8—14—15—16—17—21,和1—5—11—18—19—20—21兩條路線的干管的平均值則水泵揚程：消防校核消防時的管網(wǎng)校核，是以最高時用水量確定的管徑為基礎(chǔ)，按照最高用水時另行增加消防設(shè)施時的流量進行流量分配。本設(shè)計城區(qū)人口約為12萬人，查建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50016-2006，人口數(shù)10~20萬時的消防用水量為45L/s，在節(jié)點20，21兩處分別加上45L/s的消防水量，求出各管段的消防時的流量和水頭損失。消防時平差結(jié)果如圖3所示：圖3消防時初分配流量管網(wǎng)平差計算表：借助excel經(jīng)12次平差后，各個基環(huán)的閉合差△hi均小于設(shè)計要求的0.05m，平差結(jié)果如下：大環(huán)閉合差大環(huán)1—2—3—4—10—9—8—14—15—16—17—21—20—19—18—11—5—1的閉合差:∑h=-0.076小于設(shè)計要求值0.1m，所以滿足平差要求。消防時水泵揚程的計算從泵站到管網(wǎng)的輸水管設(shè)置兩條，每條輸水管的長度為367m，每條的計算流量為（1014.24+90）×0.5=552.12L/s，選定管徑800mm，水頭損失： 水泵揚程由距離泵站較遠且地形較高的控制點21確定，該點地面標高為89.9m，水廠泵張的地面標高為84.900m，清水池最低水位標高為取80.900m，服務(wù)水頭hc為24m，吸水管和泵房內(nèi)的水頭損失h2取2m,安全水頭取2m，從泵站到控制點的水頭損失∑h取1—2—3—4—10—9—8—14—15—16—17—21,和1-5—11—18—19—20—21兩條路線的干管的平均值消防時管網(wǎng)要求的最低水壓為hmin10m，則消防時水泵揚程：hx<hp=45.54m,滿足消防的要求，不需要增設(shè)消防泵?？刂泣c21的節(jié)點水壓標高為h節(jié)21=89.9+10=99.9m，離控制點最近的大用戶用水節(jié)點20的地面標高為89.183m，節(jié)點水壓標高：h節(jié)20=h節(jié)21+7.113=99.9+7.113=107.013m所以節(jié)點20在消防時的服務(wù)水頭為107.013-89.183=17.83m>10m，滿足消防時管網(wǎng)的水壓要求。事故校核城市給水管網(wǎng)在事故工況下，必須保證70%以上的用水量。所以事故最不利管段選擇管徑較大的一條，本系統(tǒng)中選擇管段1—5為事故管段。1—5管段斷掉后，系統(tǒng)的Ⅰ環(huán)就不存在了，總共7個環(huán)。事故時的輸水管的輸水量為Q事故＝0.7×1014.24＝709.97L/s。使用事故流量重新進行流量初步分配，保證所有節(jié)點滿足連續(xù)性方程，再進行管網(wǎng)平差，事故校核時的平差結(jié)果見下表。事故時初分配流量管網(wǎng)平差計算表：借助excel經(jīng)9次平差后，各個基環(huán)的閉合差△hi均小于設(shè)計要求的0.05m，平差結(jié)果如下大環(huán)閉合差大環(huán)2—3—4—10—9—8—14—15—16—17—21—20—19—18—11—5—1—6—7—2的閉合差:∑h=-0.074小于設(shè)計要求值0.1m，所以滿足平差要求。事故時水泵揚程的計算從泵站到管網(wǎng)的輸水管設(shè)置兩條，每條輸水管的長度為367m，每條的計算流量為1014.24×70%×0.5=354.98L/s，選定管徑800mm，水頭損失：管段1—2的流量為709.97-43.16=666.81L/s，水頭損失： 水泵揚程由距離泵站較遠且地形較高的控制點21確定，該點地面標高為89.9m，水廠泵張的地面標高為84.900m，清水池最低水位標高為取80.900m，服務(wù)水頭hc為24m，吸水管和泵房內(nèi)的水頭損失h2取2m，從泵站到控制點的水頭損失∑h取2—3—4—10—9—8—14—15—16—17—21,和2—7—6—5—11—18—19—20—21兩條路線的干管的平均值：則事故時水泵揚程：hx>hp=45.54m,所以事故時水泵的揚程大于最高日設(shè)計流量。事故平差最結(jié)果圖校核分析通過以上的消防分析和事故分析可知，消防時水泵的揚程小于最高日的水泵揚程，事故時高于最高日的水泵揚程。因此在選擇水泵時，泵的揚程范圍應(yīng)當高于事故時的揚程。節(jié)點服務(wù)水頭的計算控制點要求的最小服務(wù)水壓為24m，根據(jù)各節(jié)點的地面標高和水壓標高求出，可以求出各個節(jié)點的服務(wù)水頭，見于下表：服務(wù)水頭計算表：最高日最高時節(jié)點編號節(jié)點地面標高管段編號水頭損失節(jié)點水壓標高服務(wù)水頭2189.90113.9024.002089.1821-221.89115.7926.611988.4020-192.13117.9229.521887.7219-181.34119.2631.541789.4721-170.42114.3224.851688.4317-162.26116.5828.161588.0516-150.35116.9328.881487.7715-140.34117.2729.501387.5814-131.52118.7931.211287.4013-120.72119.5132.111187.0012-111.12120.6433.641087.8910-90.11117.8229.93986.878-90.38117.9331.06886.6714-81.04118.3131.64786.638-71.37119.6933.06686.597-60.64120.3333.74586.186-51.12121.4535.27485.6110-40.45118.2732.66385.304-31.13119.4034.10285.453-21.08120.4835.03185.492-11.59122.0736.59污水管網(wǎng)設(shè)計計算街區(qū)面積的計算利用CAD的面積積分功能，計算出每個街坊的面積，列入表格中：街區(qū)面積總計/ha一區(qū)序號12345678138.92面積1.7510.6381.0131.2842.4132.0380.4761.837序號910111213141516面積1.7663.4582.4521.6170.7382.371.7433.464序號1718192021222324面積2.1192.242.3642.412.7332.4522.2032.233序號2526272829303132面積2.1251.6931.5141.5041.1323.8742.2012.323序號3334353637383940面積2.9081.7872.5272.4082.7822.311.774.08序號4142434445464748面積2.5272.8232.8342.6132.3792.7722.3073.325序號4950515253545556面積4.312.2372.7862.062.8281.6073.3233.566序號5758596061面積2.4312.2472.2011.5611.433二區(qū)序號626364656667686984.5面積1.3981.321.2811.61.5492.3811.8241.884序號7071727374757677面積2.432.1881.8130.920.5822.251.2592.297序號7879808182838485面積2.051.7092.3653.9681.6222.5381.5562.37序號8687888990919293面積2.9032.5721.9731.2251.391.4890.6761.526序號949596979899100101面積2.313.3091.9551.8942.3450.971.7321.477序號102103104105106107面積1.8961.2481.9841.7331.3881.351三區(qū)序號10810911011111211311411586.22面積2.9312.3071.4862.2842.1892.1362.5112.492序號116117118119120121122123面積2.7672.0861.8031.274.0683.692.8432.393序號124125126127128129130131面積1.512.6032.2473.4171.8911.5154.5775.087序號132133134135136137138139面積6.0444.332.5112.4962.2842.5632.0861.803污水設(shè)計流量的計算比流量的計算該城市人口總數(shù)約為12萬人，位于南方，屬中小型城市。由于是小城鎮(zhèn)，所以各區(qū)居民生活污水定額為用水定額的80％。屬一類地區(qū)，查表得：綜合生活用水定額平均日用水量就為170~280L/（人．d）。考慮到該市比較發(fā)達，人們生活水平較高，經(jīng)濟條件較好，公路、鐵路交通便利。水資源豐富，水質(zhì)及取水條件都較好。三個區(qū)選取平均日用水定額為240L/（人．d）。則各區(qū)的生活污水平均流量（比流量）為：一區(qū)：二區(qū)：三區(qū)：集中流量的計算（1）火車站污水量370×0.8=296m3/d＝3.43L/s，出口埋深2.10m。（2）醫(yī)院污水量260×0.8=208m3/d＝2.41L/s，出口埋深2.10m。（3）市內(nèi)有3個工廠，工廠分三班制，生產(chǎn)污水經(jīng)處理后可以與生活污水混合排放至市政管網(wǎng)，詳細資料見下表。出口埋深1.50m。工廠職工人數(shù)生產(chǎn)用（排）水量最大班平均日m3/d最大班用（排）水量m3/d熱車間一般車間職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)136021024020051035022001202201904002803450220380350650480工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水的設(shè)計參數(shù)：熱車間生活用水定額為35L/cap·班，時變化系數(shù)取2.5，一般車間為25L/cap·班，時變化系數(shù)取3；熱車間淋浴用水定額為60L/cap·班，一般車間為40L/cap·班。Q廠1＝（210×1000+240×35×2.5+510×25×3）/（8×3600）+（200×60+350×40）/3600＝16.57L/sQ廠2＝（120×1000+220×35×2.5+400×25×3）/（8×3600）+（190×60+280×40）/3600＝12.16L/sQ廠3＝（220×1000+380×35×2.5+650×25×3）/（8×3600）+（350×60+480×40）/3600＝21.65L/s設(shè)計管段劃分及流量的計算劃分設(shè)計管段，各設(shè)計管段的設(shè)計流量計算如下：說明：計算管段采用鋼筋混凝土圓管，n=0.014表格接下一頁水力計算（1）從管道平面布置圖上量出每一設(shè)計管段的長度（2）根據(jù)個各管段的設(shè)計流量確定管徑D、設(shè)計流速v、設(shè)計充滿度h/D和管道坡度I，再求出降落量IL和管段水深h=D·h/D。污水主干管為管段1—2—3—4—5—6—7—8—9—10—1