河 南 城 建 學(xué) 院 設(shè)計（論文）設(shè) 計 題 目： 平頂山市給水排水管道工程設(shè)計 系 別： 環(huán)境與市政工程系 專 業(yè)： 給水排水工程 班 級 學(xué) 號： 024409220 學(xué) 生 姓 名： 蔣紅賓 指 導(dǎo) 教 師： 張奎、譚水成 、宋豐明、余海靜 2011 年12 月 25 日指導(dǎo)老師評語指導(dǎo)老師簽字 答辯委員會評語 主任委員簽字 設(shè)計成績年 月 日目 錄前言4第1章 設(shè)計任務(wù)書6第2章 給水管網(wǎng)設(shè)計與計算92.1 給水管網(wǎng)布置及水廠選址92.2 給水管網(wǎng)設(shè)計計算92.2.1最高日用水量計算92.2.2工業(yè)用水量102.2.3市政用水量102.3 清水池調(diào)節(jié)容積122.4 管網(wǎng)水力計算132.5 管網(wǎng)平差172.6 消防校核262.7 水泵的選擇35第3章 截流式合流制管網(wǎng)設(shè)計與計算363.1排水系統(tǒng)體制的確定363.2 設(shè)計流量計算363.2.1 城市原始資料363.2.2 雨水設(shè)計流量363.2.2 污水設(shè)計流量383.3 合流制管道水力計算38第4章 設(shè)計總結(jié)40第5章 致謝41參考文獻41前言課程設(shè)計是學(xué)習(xí)計劃的一個重要的實踐性學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，是對前期所學(xué)基礎(chǔ)理論、基本技能及專業(yè)知識的綜合應(yīng)用。通過課程設(shè)計調(diào)動了我們學(xué)習(xí)的積極性和主動性，培養(yǎng)我們分析和解決實際問題的能力，為我們走向?qū)嶋H工作崗位，走向社會打下良好的基礎(chǔ)。通過畢業(yè)設(shè)計使我們具備調(diào)查研究、文獻檢索、綜合分析及總體規(guī)劃設(shè)計和細部深入設(shè)計的能力，對學(xué)科發(fā)展新動向有所了解，并在設(shè)計過程中，提高圖紙表達能力，熟練掌握工具書的應(yīng)用，計算機的使用，并能進行外語翻譯，從而使我們具備獨立工作和進行工程設(shè)計的能力。本設(shè)計為平頂山市給排水管道工程設(shè)計。整個設(shè)計包括三大部分:給水管道設(shè)計、污水管道設(shè)計和雨水管道設(shè)計。給水管道的設(shè)計主要包括管網(wǎng)的布置及選址、流量的設(shè)計計算、清水池容積的確定、管網(wǎng)的水力計算、管網(wǎng)平差和消防校核。排水體制確定為截流式合流制，污水和雨水共用一條管道。主要包括排水體制的確定、設(shè)計流量計算和設(shè)計水力計算。Foreword Curriculum design is the learning plan is an important practice link of learning, is the early studies the basic theory, basic skills and expertise of the integrated application. Through courses designed to mobilize our learning enthusiasm and initiative, to cultivate our ability of analyzing and solving practical problems, as we move toward actual work, to society to lay a good foundation. Through the graduation design so that we have investigation and study, literature retrieval, analysis and design of overall planning and detailed insight into the ability to design, to understand the subject new development trend, and in the design process, improve the drawing skills, master the tools on the application, the use of the computer, and can carry on the foreign language translation, so we work independently and engineering design ability. The design for the Pingdingshan city water supply and drainage pipeline engineering design. The design includes three parts: water supply pipeline design, sewage pipeline design and rainwater pipeline design. Water supply pipeline design mainly includes the design of pipe network layout and site selection, design and calculation of the flow, clear water tank volume determination, hydraulic calculation, pipe network adjustment and fire check. Drainage system for intercepting combined sewage and storm water, share a pipeline. The main drainage system, including determination of design flow calculation and design hydraulic calculation.第1章 設(shè)計任務(wù)書河南城建學(xué)院0244091、2班給水排水管道系統(tǒng)課程設(shè)計任務(wù)書一、 設(shè)計題目： 平頂山 市給水排水管道工程設(shè)計。二、 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)3007+2004+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 %。2) B工廠，日用水量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 %。3) 火車站用水量為 L/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： 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25草地257、該城市居住區(qū)每小時綜合生活用水量變化如下表：時間0-11-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-12用水量2.532.452.502.532.573.095.314.925.175.105.215.21時間12-1313-1414-1515-1616-1717-1818-1919-2020-2121-2222-2323-24用水量5.094.814.994.704.624.975.184.894.394.173.122.48三、課程設(shè)計內(nèi)容：1、城市給水管網(wǎng)擴初設(shè)計1） 城市給水管網(wǎng)定線（包括方案定性比較）；2）用水量計算，管網(wǎng)水力計算；3）清水池、水塔容積計算、水泵揚程計算4）管網(wǎng)校核；5）繪圖（平面圖、等水壓線圖）2、城市排水管網(wǎng)擴初設(shè)計。1）排水體制選擇2）城市排水管網(wǎng)定線的說明；3）設(shè)計流量計算；4）控制分支管及總干管的水力計算；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）四、設(shè)計參考資料1、給排水設(shè)計手冊第一冊或給排水快速設(shè)計手冊第5冊2、給排水管道系統(tǒng)教材五、設(shè)計成果1、設(shè)計說明書一份（包括中英文前言、目錄、設(shè)計計算的過程、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號圖）；3、給水管網(wǎng)等水壓線圖1張（2號圖）；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號圖）；六、要求1、按正常上課嚴格考勤；2、設(shè)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(shè)計任務(wù)七、其他：1、設(shè)計時間：2011-2012學(xué)年第一學(xué)期（第16、17周 12月12號-12月24號）2、上交設(shè)計成果時間： 17周周五下午3、設(shè)計指導(dǎo)教師： 張奎、譚水成 、宋豐明、余海靜第2章 給水管網(wǎng)設(shè)計與計算2.1 給水管網(wǎng)布置及水廠選址該城市有一條自西向東流的水量充沛，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]要點有以下：（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)立防護地帶；（6） 少拆遷，不占或少占良田；（7） 施工、運行和維護方便。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。城市的輸水管和配水管采用鋼管（管徑）1000mm時）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)立防護地帶；（6） 少拆遷，不占或少占良田；（7）施工、運行和維護方便。2.2 給水管網(wǎng)設(shè)計計算2.2.1最高日用水量計算城市最高日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。總?cè)丝诘挠嬎悖河稍假Y料可知，該城市為平頂山市，一區(qū)面積234公頃二區(qū)面積2750公頃，所以人口總數(shù)為234300+ 2750200=620200 人該城市在河南省，總?cè)丝?2.02萬人，查室外排水設(shè)計規(guī)范可知該城市位于二區(qū)，為大城市。綜合生活用水定額采用240L/cap.d.用水普及率定為100%。最高日綜合生活用水量Q1Q1 =qNfQ1城市最高日綜合生活用水，m3/d；q城市最高日綜合用水量定額，L/（cap.d）；N城市設(shè)計年限內(nèi)計劃用水人口數(shù)；f城市自來水普及率，采用f=100%Q1=qNf=240620200/1000=148848m3/d2.2.2工業(yè)用水量（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計算，淋浴用水按一般車間每人每班25L，高溫車間每人每班35L計算. Q2 =35（300030%+500030%）+25（300070%+500070%）/1000=224 m3/d（2）工業(yè)企業(yè)職工的淋浴用水量Q3：A工廠淋浴用水量：60（300030%40%+500030%80%)/1000=93.6m3/d B工廠淋浴用水量：40(300070%20%+500070%40%)/1000=72.8m3/d Q3=38.4+128=166.4m3/d（3）工業(yè)生產(chǎn)用水量Q4：Q3=10000+8000=18000m3/d2.2.3市政用水量Q4：市政用水量不計，為零。2.2.4 城市的未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失水量Q5按最高日用水量的18%計算。綜上所述，在設(shè)計年限以內(nèi)城鎮(zhèn)最高日設(shè)計用水量Qd 為Qd=1.18（Q1+Q2+Q3+Q4） =197400.33m3/d具體數(shù)據(jù)見下表2-1：表2-1 設(shè)計用水量計算表時間時變化系數(shù)綜合生活用水工業(yè)生產(chǎn)用水淋浴用水生活用水未預(yù)見水城市每小時用水量hm/hm/hm/hm/hm/hm/h%0-12.53 3765.85 750.00 55.4711.421254.665837.40 2.96 1-22.45 3646.78 750.00 11.421254.665662.86 2.87 2-32.50 3721.20 750.00 11.421254.665737.28 2.91 3-42.53 3765.85 750.00 11.421254.665781.93 2.93 4-52.57 3825.39 750.00 11.421254.665841.47 2.96 5-63.09 4599.40 750.00 11.421254.666615.48 3.35 6-75.31 7903.83 750.00 11.421254.669919.91 5.03 7-84.92 7323.32 750.00 11.421254.669339.40 4.73 8-95.17 7695.44 750.00 55.4711.421254.669766.99 4.95 9-105.10 7591.25 750.00 11.421254.669607.33 4.87 10-115.21 7754.98 750.00 11.421254.669771.06 4.95 11-125.21 7754.98 750.00 11.421254.669771.06 4.95 12-135.09 7576.36 750.00 11.421254.669592.44 4.86 13-144.81 7159.59 750.00 11.421254.669175.67 4.65 14-154.99 7427.52 750.00 11.421254.669443.60 4.78 15-164.70 6995.86 750.00 11.421254.669011.94 4.57 16-174.62 6876.78 750.00 55.4711.421254.668948.33 4.53 17-184.97 7397.75 750.00 11.421254.669413.83 4.77 18-195.18 7710.33 750.00 11.421254.669726.41 4.93 19-204.89 7278.67 750.00 11.421254.669294.75 4.71 20-214.39 6534.43 750.00 11.421254.668550.51 4.33 21-224.17 6206.96 750.00 11.421254.668223.04 4.17 22-233.12 4644.06 750.00 11.421254.666660.14 3.37 23-242.48 3691.43 750.00 11.421254.665707.51 2.89 總計100.00 148848.00 18000.00 166.4273.00 30111.73197400.33100.00 2.2.5 最高日平均時和最高時設(shè)計用水量計算從上表可以看出，6-7點為用水最高時，所以時變化系數(shù)為 所以最高時用水量為197400.331.21/86.4=2764.52 L/s2.3 清水池調(diào)節(jié)容積清水池的調(diào)節(jié)容積計算數(shù)據(jù)見下表2-2：表2-2 清水池調(diào)節(jié)容積計算表時間用水量二級泵站供水量一級泵站供水量清水池調(diào)節(jié)容積h%0-12.96 3.11 4.17-1.21 1-22.87 3.11 4.17-1.30 2-32.91 3.11 4.16-1.25 3-42.93 3.11 4.17-1.24 4-52.96 3.11 4.17-1.21 5-63.35 4.80 4.16-0.81 6-75.03 4.80 4.170.86 7-84.73 4.80 4.170.56 8-94.95 4.80 4.160.79 9-104.87 4.80 4.170.70 10-114.95 4.80 4.170.78 11-124.95 4.80 4.160.79 12-134.86 4.80 4.170.69 13-144.65 4.80 4.170.48 14-154.78 4.80 4.160.62 15-164.57 4.80 4.170.40 16-174.53 4.80 4.170.36 17-184.77 4.80 4.160.61 18-194.93 4.80 4.170.76 19-204.71 4.80 4.170.54 20-214.33 3.11 4.160.17 21-224.17 3.11 4.170.00 22-233.37 3.11 4.17-0.80 23-242.89 3.11 4.16-1.27 總計100.00 100.00 100.00 9.09 因此清水池調(diào)節(jié)容積按最高日用水量的9.09%計算2.3.1 清水池的調(diào)節(jié)容積W1 =9.09%2764.5286.4=21711.88 m/d2.3.2 自來水廠自用水量按最高日用水量的5%計 W2 =5%2764.5286.4=11942.73 m3/d2.3.3 消防儲水量（火災(zāi)延續(xù)時間按2h算，一次用水量按80L/s,同一時間火災(zāi)次數(shù)為三次）W3 =qfNT=803.632=1728m則清水池有效容積W為：W(11/6)（W1W2W3）=35670.61 m取整數(shù)為：W=36000 m清水池的個數(shù)一般不少于兩個，并能單獨工作和分別放空。如有特殊措施能保證供水要求時，亦可采用一個，但須分格或采取適當措施，以便清洗或檢修時不間斷供水。本題取兩個清水池，每座有效容積為18000，直徑80m。2.4 管網(wǎng)水力計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，當工人淋浴時間與最大時供水重合時淋浴用水也應(yīng)該計入集中用水量，否則不計入集中用水量。2.4.1最大時集中流量為：2、22節(jié)點有工廠A和B，q=146.7+120=266.7 L/S最高日最高時用水量Qh = 2497.82 L/s2.4.2比流量計算：qs=( Qh -q)/ L=（2764.52-266.7）/45420=0.054994 L/(s.m)Qh-為最高日最大用水量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 沿線流量計算:沿線流量計算數(shù)據(jù)見下表：表2-3 沿線流量計算表管段編號管長配水系數(shù)有效長度比流量沿線流量1-27680.53840.05499421.12 2-314770.5738.50.05499440.61 3-450015000.05499427.50 4-51024110240.05499456.31 5-653915390.05499429.64 6-795919590.05499452.74 3-612040.56020.05499433.11 1-41415114150.05499477.82 7-865016500.05499435.75 8-97580.53790.05499420.84 9-107820.53910.05499421.50 7-101262112620.05499469.40 10-118970.5448.50.05499424.66 6-111397113970.05499476.83 5-121021110210.05499456.15 12-1380918090.05499444.49 11-1352815280.05499429.04 11-147450.5372.50.05499420.49 14-151091110910.05499460.00 13-151214112140.05499466.76 15-161257112570.05499469.13 16-271055110550.05499458.02 27-2889118910.05499449.00 15-281055110550.05499458.02 28-291334113340.05499473.36 13-2967916790.05499437.34 29-305730.5286.50.05499415.76 12-301005110050.05499455.27 30-318000.54000.05499422.00 31-3372017200.05499439.60 5-331063110630.05499458.46 31-324730.5236.50.05499413.01 33-341187111870.05499465.28 34-3593619360.05499451.47 32-3681818180.05499444.99 36-3788818880.05499448.83 34-3752315230.05499428.76 1-3510030.5501.50.05499427.58 4-3456815680.05499431.24 26-2756615660.05499431.13 25-2688818880.05499448.83 24-251318113180.05499472.48 23-2498919890.05499454.39 23-261226112260.05499467.42 22-2378317830.05499443.06 22-271107111070.05499460.88 21-2215780.57890.05499443.39 19-2056115610.05499430.85 19-211348113480.05499474.13 18-2058215820.05499432.01 17-1899319930.05499454.61 17-2067316730.05499437.01 18-1993419340.05499451.36 16-1748114810.05499426.45 17-221054110540.05499457.96 總計50949454202497.83 2.4.4 節(jié)點流量:管段中任一點的節(jié)點流量等于該點相連各管段的沿線流量總和的一半 0.5計算結(jié)果見表2-4：表 2-4 節(jié)點流量計算表節(jié)點編號節(jié)點連接管段節(jié)點流量集中流量節(jié)點總流量11-2、1-4、1-3563.26 63.26 21-2、2-330.87 146.7177.57 32-3、3-4、3-650.61 50.61 41-4、3-4、4-5、4-3496.43 96.43 54-5、5-6、5-12、5-33100.28 100.28 63-6、5-6、6-7、6-1196.1696.16 76-7、7-8、7-1078.94 78.94 87-8、8-928.30 28.30 98-9、9-1021.18 21.18 107-10、9-10、10-1157.78 57.78 116-11、10-11、11-13、11-1475.50 75.50 125-12、12-13、12-3077.95 77.95 1311-13、12-13、13-15、13-2988.81 88.81 1411-14、14-1540.24 40.24 1513-15、14-15、15-16、15-28126.96 126.96 1615-16、16-17、16-27、76.80 76.80 1716-17、17-18、17-20、17-2288.02 88.02 1817-18、18-19、18-2068.99 68.99 1918-19、19-20、19-2178.18 78.18 2017-20、18-20、19-2049.93 49.93 2119-21、21-2258.76 58.76 2217-22、21-22、22-23、22-27102.65 120222.65 2322-23、23-24、23-2682.44 82.44 2423-24、24-2563.44 63.44 2524-25、25-2660.66 60.66 2623-26、25-26、26-2773.70 73.70 2716-27、22-27、26-27、27-2899.52 99.52 2815-28、27-28、28-2990.20 90.20 2913-29、28-29、29-3063.23 63.23 3012-30、29-30、30-3146.52 46.52 3130-31、31-32、31-33、37.29 37.29 3231-32、32-3629.00 29.00 335-33、31-33、33-3481.67 81.67 344-34、33-34、34-35、34-3788.38 88.38 351-35、34-3539.52 39.52 3632-36、36-3746.91 46.91 3734-37、36-3738.80 38.80 總計2497.822764.52 2.5 管網(wǎng)平差2.5.1環(huán)狀管網(wǎng)流量分配計算根據(jù)節(jié)點流量進行管段的流量分配分配步驟：（1）按照管網(wǎng)的主要方向，初步擬定個管段的水流方向，并選定整個管網(wǎng)的控制點。（2）為可靠供水，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的分配流量，并且滿足節(jié)點流量平衡的條件。（3）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，平時流量不大，只有在干管損壞時 才轉(zhuǎn)輸較大的流量，因此連接管中可以較少的分配流量。2.5.2 管徑的確定管徑與設(shè)計流量的計算：q=Av= D= 設(shè)計中按經(jīng)濟流速來確定管徑進行平差，確定實際管徑表2-5 平均經(jīng)濟流速與管徑的確定 管 徑 （mm） 平均經(jīng)濟流速（m/s） D=100-400 0.6-0.9 D =400 0.9-1.42.5.3 流量分配及管網(wǎng)平差結(jié)果見下表2-6“管網(wǎng)平差結(jié)果”。表2-6“管網(wǎng)平差結(jié)果 = 迭代次數(shù)=29 = 環(huán)號= 1 閉合差= .003 - 管段號 管長 管徑 流速 流量 1000I 水頭損失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) - 1 1415 1000 1.39 1093.88 1.77 2.50 .0023 2 500 400 .73 91.43 2.01 1.00 .0110 3 1477 700 .93 -356.59 1.52 -2.24 .0063 4 768 800 1.06 -534.16 1.65 -1.26 .0024 sqtotal= .073 dq= .02 = 環(huán)號= 2 閉合差= .007 - 管段號 管長 管徑 流速 流量 1000I 水頭損失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) - 1 1024 900 1.38 874.84 1.98 2.02 .0023 2 539 300 .63 44.77 2.27 1.22 .0273 3 1204 700 1.03 -397.41 1.86 -2.23 .0056 4 500 400 .73 -91.43 2.01 -1.00 .0110 sqtotal= .073 dq= .05 = 環(huán)號= 3 閉合差= .001 - 管段號 管長 管徑 流速 流量 1000I 水頭損失 sq (米) (毫米) (米/秒) (升/秒) (米) - 1 1397 600 .73 207.59 1.21 1.68 .0081 2 897 400 .38 47.77 .62 .56 .0116 3 1262 300 .33 -23.28 .70 -.88 .0377 4 959 500 .71 -138.43 1.42 -1.36 .0098 sqtotal= .073 dq= .01 = 環(huán)號= 4 閉合差