給水排水管網系統課程設計TOC\o"1-3"\h\u城鄉建設學院環境工程系《給水排水管網系統》課程設計設計說明書任課教師：XXX指導教師：XXX學生（學號）：XXX2012年x月x日目錄1.設計原始資料 12.設計任務 23.排水體制選擇 33.1排水系統規劃設計原則 33.2排水系統體制的選擇 33.2.1從環境保護方面來看 33.2.2從造價方面來看 33.2.3從維護管理方面來看 44.污水管道的設計 54.1在小區平面圖上布置污水管道 54.2街區編號并計算其面積 54.3劃分設計管段，計算設計流量 54.4水力計算 75.雨水管道的設計 105.1劃分排水流域和管道定線 105.2劃分設計管段 105.3劃分并計算各設計管段的匯水面積 105.4確定各排水流域的平均徑流系數、設計重現期P、地面集水時間 105.5求單位面積徑流量q0 105.6各管段的設計流量 116.參考文獻： 137.設計小結： 138.圖紙部分 13PAGE01.設計原始資料（1）城市總平面圖一張；（2）居住情況：人口密度為278cap/ha，衛生設備齊全，污水量設計標準186L/(cap·d)，無集中流量；（3）城市位于我國的華北地區，凍線深度為0.5米；（4）土壤為砂粘土，地下水位距地表5米；（5）雨量資料：本地暴雨強度公式為：q=L/s·ha；（6）設計重現期為1a,地面集水時間為8min；（7）當地綜合徑流系數為0.5。PAGE02.設計任務根據給予的城市規劃平面圖，做出該城市排水管道的初步設計。包括計算說明書一份（列出作為設計依據的資料及全部計算），排水系統總平面圖一張，污水主干管縱斷面圖一張。PAGE13.排水體制選擇3.1排水系統規劃設計原則（1）排水系統規劃應符合城市和工業企業的總體規劃，并應與城市工業企業中期他單項工程建設密切配合，相互協調，該現成的道路規劃、建筑界限、設計規模對排水系統的設計有很大的影響；（2）排水系統設計要與鄰近區域的污水和污泥處理和處置協調；（3）考慮污水的集中處理與分散處理；（4）設計排水區域內需考慮污水排水問題與給水工程的協調，以節省總投資；（5）排水工程的設計應全面規劃，按近期設計考慮遠期發展；（6）排水工程設計師考慮原有管道系統的使用可能；（7）在規劃設計排水工程時必須認真觀測執行國家和地方有關部門制定的現行有關標準規范和規定。3.2排水系統體制的選擇排水系統體制應根據城市及工業企業的規劃、環境保護的要求、污水利用情況、原油排水設施、水質、水量、地形、對條件確定。3.2.1從環境保護方面來看如果采用合流制將污水和雨水全部截流送往污水廠進行處理，然后再排放，從控制和防止水體的污染來看，是較好的，但這時截流主干管很大，污水廠容量也增加很多，建設費用也相應增加。采用截流是合流制時，雨天有部分混合污水經溢流井溢入水體，水體受到污染。分流制排出污水和雨水，初雨徑流未加處理就直接排入水體，對城水體也會造成污染，但它比較靈活，比較容易適應社會發展的需要，故應采用分流制。3.2.2從造價方面來看合流制排水管道的造價比分流制一般要低20%-40%，可是合流制的泵站和污水廠卻比分流制的造價要高。3.2.3從維護管理方面來看晴天時污水在合流制管道中只是部分流，雨天時才接近滿管流，因而雨天時合流制管道內流速較低，易于產生沉淀。但據經驗，管中的沉淀易被暴雨水流沖走，這樣，合流管道的維護費用可降低。但是，晴天和雨天時流入污水廠的水量變化很大，增加了合流制排水系統污水廠運行管理的復雜性。而分流制系統可以保證管內的流速，不致發生沉淀，同時，流入污水廠的水量和水質比合流制變化小得多，污水廠的運行易于控制。綜合考慮各個因素，為了更好的保護環境，適應以后的發展，且便于污水廠的運行管理，采用分流制排水系統，即采用兩個（雨水、污水）管道系統。PAGE84.污水管道的設計4.1在小區平面圖上布置污水管道從小區平面圖上可知該區地勢傾斜，坡度較小，無明顯分水線、可劃分為一個排水流域。街道支管布置在街區地勢較低一側的道路下，干管基本上與等高線平行布置，主干管布置在北側路下，基本上與等高線垂直。（見平面布置圖）4.2街區編號并計算其面積將各街區遍上號碼，并按各街區的平面范圍計算它們的面積，列入表4-1中。表4-1各街區的平面面積居民住宅編號12345678910面積7.58.18.111.310.212.211.65.48.06.8居民住宅編號11121314151617181920面積12.210.112.17.76.56.06.86.010.25.3居民住宅編號2122232425面積10.49.310.211.14.24.3劃分設計管段，計算設計流量根據設計管段的定義和劃分方法，將各干管和主干管中有本段流量進入的點和旁側支管進入的點，作為設計管段的起迄點，并給檢查井編上號碼。各設計管短的設計流量應列表計算。在初步設計階段只計算干管和主干管的設計流量，如表4-2該城鎮，人口密度為278cap/ha,污水量設計標準186L/(cap·d)，則每ha街區面積的生活污水平均流量（比流量）為：表4-2生活污水量總變化系數污水平均日流量（L/s）5154070100200500≥1000總變化系數（）2.32.01.81.71.61.51.41.3表4-3污水干管設計流量計算污水干管設計流量計算管段編號居民生活污水日平均流量分配管段設計流量計算本段轉輸流量（L/S）合計流量（L/s）總變化系數沿線流量設計流量街坊編號街坊面積（hm2）比流量(L/hm2)流量(L/s)123456789107-81、2、526.850.59816.060.0016.062.032.1232.128-93、4、632.400.59819.3816.0635.441.863.7863.789-1711.610.5986.9435.4342.371.876.2776.271-285.400.5983.2342.3745.601.882.0882.082-3126.500.5983.8945.6049.491.889.0889.0810-119、1314.400.5988.610.008.612.218.9418.9411-1210、1421.600.59812.928.6121.531.942.8042.8012-311、1519.400.59811.6022.5334.131.964.8564.853-5165.940.5983.5583.6287.171.6140.27140.2713-1417、2012.600.5987.537.532.317.3317.3314-1518、2115.370.5989.197.5316.722.033.4433.4415-51910.340.5986.1816.7222.901.943.5243.525-6224.200.5982.51110.07112.581.6180.13180.1316-1723、2419.140.59811.4525.4136.861.866.3266.3217-62510.890.5986.5136.8543.361.870.0570.054.4水力計算在確定設計流量后，便可以從上游管段開始依次進行主干管各設計管段的水力計算。一般常列表進行計算，如表4-5所示。水力計算步驟如下：1、從管道平面布置圖上量出每一設計管段的長度，列入下表的第2項。2、將各設計管段的設計流量列入表中第3項。設計管段起訖點檢查井處的地面標高列入表中第10、11項。3、計算每一設計管段的地面坡度（），作為確定管道坡度時參考。4、確定起始管段的管徑以及設計流速v，設計坡度I，設計充滿度h/D。首先擬采用最小管徑mm，即查水力計算圖。在這張計算圖中，管徑D和管道粗糙系數n為已知，其于4個水力因素只要知道2個即可求出另外2個?，F已知設計流量，另1個可根據水力計算設計數據的規定設定。本城鎮由于管段的地面坡度很小，為了不使整個管道系統的埋深過大，宜采用最小設計坡度為設定數據。將所確定的管徑D、管道坡度I、流速v、充滿度h/D分別列入下表中的第4、5、6、7項。5、確定其它管段的管徑D、設計流速v、設計充滿度h/D和管道坡度I。通常隨著設計流量的增加，下一個管段的管徑一般會增大一級或兩級（50mm為一級），或者保持不變，這樣便可根據流量的變化情況確定管徑。然后可根據設計流速隨著設計流量的增大而逐段增大或保持不變的規律設定設計流速。根據Q和v即可在確定D那張水力計算圖中查出相應的h/D和I值，若h/D和I值，若h/D和I值符合設計規范的要求，說明水力計算合理，將計算結果填入表中相應的項中。在水力計算中，由于Q、v、h/D、I、D各水力因素之間存在相互制約的關系，因此在查水力計算圖時實際存在一個試算過程。表4-4最大設計充滿度管徑（D）或暗渠高（H）（mm）最大設計充滿度（）200-300350-450500-900≥10000.550.650700.756、計算各管段上端、下端的水面、管底標高及其埋設深度：（1）根據設計管段長度和管道坡度求降落量；（2）根據管徑和充滿度求管段的水深；（3）確定管網系統的控制點。本題離污水廠最遠的干管起點是7點，7點的埋深可用最小覆土厚度的限值確定，此地面坡度很小，較為平坦；（4）7點是主干管的起始點，地面荷載，覆土厚度等各因素，定位0.8m；（5）按照管道的連接方式，算出接下來管道的上、下端的管內底標高，水面標高及埋設深度。管段編號長度m設計流量管徑管坡‰流速充滿度水深管底降落量高程覆土厚度地面坡度地面水面管底上端下端上端下端上端下端上端下端‰123456789101112131415161718一二三六七八四九十十一五7-855032.123501.70.600.540.170.9361.6761.2060.6959.7660.5259.590.801.260.858-950063.784002.00.750.650.261.0061.2061.0259.8058.8059.5458.541.262.080.369-127076.274501.80.750.550.250.4961.0261.1058.7458.2558.4958.002.082.6501-232082.084501.60.750.650.360.5161.1060.7458.2557.7457.8957.382.762.911.12-333089.084501.90.800.650.360.6360.7460.2757.7457.1157.3856.752.913.071.410-1152018.943002.40.600.460.171.2561.0060.5760.1758.9260.0058.750.701.520.8311-1250042.83501.80.650.650.230.9060.5760.4958.9358.0358.7057.801.522.340.1612-330064.854002.00.760.650.260.6060.2760.2758.0157.4157.7557.152.142.7203-5630140.275002.20.950.650.331.3960.2759.5457.0355.6456.7055.313.073.741.413-1452017.333002.50.600.450.171.3060.2759.9559.4458.4159.2757.970.701.680.6214-1555033.443501.70.600.540.170.9459.9559.7658.0957.1557.9256.981.682.430.3515-540043.523501.80.650.650.250.7259.7659.5457.1556.4356.9056.182.513.010.555-6240183.136001.70.950.650.390.4159.5459.3155.6055.1955.2154.803.733.910.9616-1732066.324002.00.770.650.260.6459.0859.0558.2457.6057.9857.340.701.31017-650070.054002.50.850.650.261.2559.0559.3157.6056.3557.3456.091.312.8205.雨水管道的設計5.1劃分排水流域和管道定線根據居住區平面圖和資料知該地區地形平坦，故排水流域按城市主要街道的匯水面積劃分，流域分界線如圖所示。由于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，布置在排水流域地勢較低一側，這樣雨水能以最短距離靠重力流分散就近排入水體。雨水支管設在街坊較低側的道路下。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。5.2劃分設計管段根據管道的具體位置，在管道轉彎處、管徑或坡度改變處，有支管接入處或兩條以上管道交匯處以及超過一定距離的直線管段上都應設置檢查井。根據管道的具體位置劃分設計管段，并將設計管段的檢查井依次編號，各檢查井的地面標高。每一設計管段的長度。5.3劃分并計算各設計管段的匯水面積各設計管段的匯水面積的劃分應結合地形坡度、匯水面積的大小以及雨水管道布置等情況而劃定。按照就近排入附近雨水管道的原則劃分匯水面積，并將每塊的編號、面積數、雨水流向標注在圖1。5.4確定各排水流域的平均徑流系數、設計重現期P、地面集水時間當地綜合徑流系數為0.5，設計重現期為1a,地面集水時間為8min。5.5求單位面積徑流量q0本地暴雨強度公式為q=L/s·haq0=qψ5.6各管段的設計流量設計流量為根據設計流量查滿留管的水力計算圖確定各管段的管徑、坡度、流速、管底標高和管道埋深。見表5-4管道起點的埋深根據根據冰凍情況、雨水管道銜接要求及承受荷載要求以及覆土厚度等條件，采用1.0m。根據覆土厚度可計算出雨水管段的高程，然后按照管段的銜接方式可計算接下來的各管道的管底高程，雨水管道通常采用管頂平接。管道編號管長(m)排水面積流速流行時間比流量設計流量管徑管坡坡降地面高程管底高程覆土厚度沿線設計t2=∑L/VL/Vt起終起終起終123456789101112131415161718191-21655.825.821.0002.758142.45829.0611.00.1762.1061.7459.3059.141.801.612-31605.6511.471.102.752.4213.50120.031376.741.10.90.1461.7461.3859.0458.891.611.393-41655.1616.631.205.172.2918.35105.801759.451.251.10.1861.3861.0058.7458.561.391.194-51405.1621.791.407.471.6722.9395.372078.111.31.40.2061.0060.6358.5158.311.191.025-61354.5226.311.509.131.5026.2789.242347.901.351.60.2260.6360.2958.2658.051.020.896-71354.2630.571.6010.631.4129.2784.392579.801.451.40.1960.2959.9357.9557.760.890.728-91604.384.381.000.002.678.00142.45623.930.91.20.1961.6961.2259.2959.101.501.229-101604.388.761.302.672.0513.33120.611056.5411.80.2961.2260.8859.0058.711.221.1710-111654.1612.921.304.722.1217.44108.161397.431.051.60.2660.8860.5858.6658.401.171.1311-121404.2017.121.406.831.6721.6798.261682.211.11.80.2560.5860.2558.3558.091.131.0612-131653.7120.831.508.501.8325.0091.481905.531.251.80.3060.2559.9457.9457.651.061.0413-141303.6124.441.6010.331.3528.6785.282084.241.31.80.2359.9459.6857.6057.361.041.0214-151354.3128.751.6011.691.4131.3881.282336.801.351.70.2359.6859.3857.3157.081.020.9515-161903.8532.601.7013.091.8634.1977.542527.801.352.00.3859.3858.8557.0856.700.950.8016-171503.2135.811.7014.961.4737.9173.162619.861.451.70.2658.8558.5056.6056.350.800.7018-191654.814.811.000.002.758.00142.45685.180.91.20.2061.5761.2259.1758.971.501.3519-201604.088.891.302.752.0513.50120.031067.0711.80.2961.2260.8758.8758.581.351.2920-211654.1713.061.304.802.1217.60107.761407.351.051.60.2660.8760.5058.5358.271.291.1821-221404.4817.541.406.921.6721.8397.771714.891.11.80.2560.5060.0958.2257.971.181.0222-231404.2421.781