北京市给水排水管道工程设计.docx

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北京市给水排水管道工程设计

《给排水管道系统》课程设计

计算说明书

设计题目：

北京市给水排水管道工程设计

系别：

市政与环境工程学院

专业：

给水排水工程

班级学号：

学生姓名：

指导教师：

张奎、谭水成、宋丰明、刘萍

2013年12月16日

前言

给水管道工程是论述水的提升，输送，贮存，调节和分配的科学。

其最基本的任务是保证水源的原料水送至水处理构筑物及符合用户用水水质标准的水输送和分配到用户。

这次课程设计的主要任务是为北京市某区设计给水排水管道系统，主要内容包括：

1.初步计算两区总人口，测量两区面积，确定供水定额

2.根据城市供水管道、污水管道、雨水管道的设计要求设计，定线

3.修正管线，测量长度，进行水力计算，确定各段管道的管径

4.进行平差，核算（管网核算、消防核算），最终确定设计方案

5.测绘等压线，绘制污水管剖片图等

做为工程类专业学生，实践学习和设计是我们自身获取知识和经验的最好环节。

学生通过设计，综合运用和深化所学的基本理论、基本技能，培养学生独立分析和解决问题的能力，通过设计能使学生具有：

①掌握查阅规范、标准设计图集，产品目录的方法，提高计算、绘图和编写设计说明的水平，作好一个工程师的基本训练。

②熟练城镇给水排水工程系统的详细计算和培养一定的理论分析和设计的能力。

提高方案的比较、技术经济、环境、社会等诸方面的综合分析和论证能力。

③培养计算机操作和应用能力。

熟练专业软件应用。

Preface

Watersupplypipelineengineeringisdiscussedwaterlifting,transportation,storage,regulationanddistributionscience.Itsmostbasictaskistoensurethatwatersourcerawwatertowatertreatmentstructuresandinlinewiththeuserwaterqualitystandardwatertransmissionanddistributiontotheuser.

ThiscurriculumdesignisthemaintaskforadistrictofBeijingcitywatersupplyanddrainagepipelinesystemdesign,themaincontentsinclude:

1.Preliminarycalculationoftwodistrictgeneralpopulation,measuringtwoarea,determinationofwaterquota

2.Accordingtothecitywatersupplypipe,sewerpipe,rainwaterpipelinedesignrequirementsdesign,fixedline

3.Fixedline,measuringthelength,hydrauliccalculation,determineseachpipediameter

4.Adjustment,accounting（accounting,accountingnetworkfire）,finaldesign

5.Mappingtheisobar,sewagepipeprofilesheetdiagramdrawing

Astheengineeringspecialtystudents,practicestudyanddesignisourownknowledgeandexperiencethebestlink.Studentsthroughthedesign,theintegrateduseofanddeepenthestudyofbasictheory,basicskills,tocultivatestudents'abilitytoanalyzeandsolveproblemsindependently,throughthedesigncanmakethestudenthave:

Graspinspectionspecification,standarddesignatlas,cataloguemethod,improvethecalculation,drawingandwritingthedesignlevel,makeabasicengineertraining.

Theskilledtownwatersupplyanddrainageengineeringsystemforthedetailedcalculationandcultivateacertaintheoreticalanalysisanddesignskills.Improvedschemecomparison,technicaleconomic,environmental,socialandotheraspectsofthecomprehensiveanalysisandargumentationability.

Thecultivationofcomputeroperationandapplicationability.Professionalsoftwareapplication.

第1章绪论

1.1设计题目：

北京市给水排水管道工程设计。

1.2原始资料：

1、城市总平面图1张，比例为1：

10000。

2、城市各区人口密度、平均楼层和居住区房屋卫生设备情况：

表1.1.1

分区

人口密度（人/公顷）

平均楼层

给排水设备

淋浴设备

集中热

水供应

Ⅰ

200

4

+

+

+

Ⅱ

320

7

+

+

Ⅲ

3、城市中有下列工业企业，其具体位置见平面图：

1）A工厂，日用水量16000吨/天，最大班用水量：

7000吨/班，工人总数3000人，分三班工作，最大班1200人，其中热车间占30%，使用淋浴者占40%；一般车间使用淋浴者占20%。

2）B工厂，日用水量8000吨/天，最大班用水量：

3000吨/班，工人总数5000人，分三班工作，最大班2000人，热车间占30%，使用淋浴者占80%；一般车间使用淋浴者占40%。

3）火车站用水量为10L/s。

4、城市土质种类为粘土，地下水位深度为8米。

5、城市河流水位：

最高水位：

55米，最低水位：

40米，常水位：

45米。

6、城市地面覆盖情况：

表1.1.2

地面种类

面积（%）

屋面

50

混凝土路面

20

草地

30

7、该城市居住区每小时综合生活用水量变化如下表：

表1.1.3

时间

0-1

1-2

2-3

3-4

4-5

5-6

6-7

7-8

8-9

9-10

10-11

11-12

用水量

2.53

2.45

2.50

2.53

2.57

3.09

5.31

4.92

5.17

5.10

5.21

5.21

时间

12-13

13-14

14-15

15-16

16-17

17-18

18-19

19-20

20-21

21-22

22-23

23-24

用水量

5.09

4.81

4.99

4.70

4.62

4.97

5.18

4.89

4.39

4.17

3.12

2.48

1.3课程设计内容：

1、城市给水管网扩初设计

1）城市给水管网定线（包括方案比较）；

2）用水量计算，管网水力计算；

3）清水池、水塔容积计算、水泵扬程计算

4）管网校核；

5）绘图（平面图、等水压线图）

2、城市排水管网扩初设计。

1）排水体制选择

2）城市排水管网定线的说明（包括方案比较）；

3）设计流量量计算；

4）控制分支管及总干管的水力计算；

5）任选1条雨水管路的水力计算（若体制为分流制）；

6）绘图（平面图、纵剖面图）

1.4设计参考资料

1、《给排水设计手册》第一册或《给排水快速设计手册》第5册

2、《给排水管道工程》教材

1.5设计成果

1、设计说明书一份（包括前言、目录、设计计算的过程、总结）

2、城市给水排水管道总平面布置图1张，比例尺为1：

10000（1号图）；

3、给水管网等水压线图1张（2号图）；

4、污水总干管纵剖面图1张（由指导教师指定某一段，长度大约1000米左右）（2号图）；

1.6要求

1、按正常上课严格考勤；

2、设计说明书要求条理清楚，书写端正，无错别字；图纸线条、符号、字体符合专业制图规范）；

3、按时完成设计任务

1.7其他：

1、设计时间：

2010-2011学年第一学期（第16、17周12月13号-12月25号）

2、上交设计成果时间：

19周周五下午

3、设计指导教师：

张奎、谭水成、宋丰明、余海静

第2章给水管网设计与计算

2.1给水管网布置及水厂选址

该城市有一条自东向西河和自南向北转向西流的水量充沛，水质良好的河流，可以作为生活饮用水水源。

该城市的地势相对比较平坦没有太大的起伏变化。

城市的街区分布比较均匀，城市中各工业企业对水质无特殊要求。

因而采用统一的给水系统。

城市给水管网的布置取决于城市的平面布置、水源、调节构筑物的位置、大用户的分布等。

考虑要点有以下：

1定线时干管延伸方向应和二级泵站输水到水池、水塔、大用户的水流方向一致。

干管的间距一般采用500m－800m。

2循水流方向，以最短的距离布置一条或数条干管，干管位置从用水量较大的街区通过。

3干管尽量靠近大用户，减少分配管的长度。

4干管按照规划道路定线，尽量避免在高级路面或重要道路下通过，尽量少穿越铁路。

减小今后检修时的困难。

5干管与干管之间的连接管使管网成环状网。

连接管的间距考虑在800－1000m左右。

6力求以最短距离铺设管线，降低管网的造价和供水能量费用。

输水管线走向应符合城市和工业企业规划要求，沿现有道路铺设，有利于施工和维护。

城市的输水管和配水管采用钢管（管径）1000mm时）和铸铁管。

对水厂厂址的选择，应根据下列要求，并且通过技术经济比较来确定：

（１）给水系统布局合理；

　　（２）不受洪水威胁；

　　（３）有较好的废水排除条件；

　　（４）有良好的工程地质条件；

　　（５）有良好的卫生环境，并便于设立防护地带；

　　（６）少拆迁，不占或少占良田；

　　（７）施工、运行和维护方便。

2.2给水管网设计计算

2.2.1一区最高日用水量计算

城市最高日用水量包括综合生活用水、工业生产用水、职工生活用水及淋浴用水、市政用水、未预见用水和管网漏失水量。

表2-1

分区

人口密度（人/公顷）

面积（公顷）

人口数（人）

Ⅰ

200

738.00

147600

Ⅱ

320

1000.00

320000

北京市总人口1800万，参考《给水排水管道系统》教材表4-2得，可知一区位于一分区，为大城市。

最高日综合生活用水定额为190～280L/（人·d），故取综合生活用水定额为280L/（人·d）。

用水普及率为100%。

最高日综合生活用水量Q1：

Q1=qNf

Q1―—城市最高日综合生活用水，m３／d；

q――城市最高日综合用水量定额，Ｌ／（cap.d）；

Ｎ――城市设计年限内计划用水人口数；

f――城市自来水普及率，采用f=100%

Q1=qNf=280×147600/1000=41328

2.2.2一区工业用水量

（1）工业企业职工的生活用水量Q2：

工厂职工生活用水量采用一般车间每人每班25L，高温车间每人每班35L计算.

Q2=（360×35+840×25）×3/1000=100.8（m3/d）

（2）工业企业职工的淋浴用水量Q3：

淋浴用水按一般车间每人每班40L，高温车间每人每班60L计算.

A工厂：

表2-2

班次

总人数

热车间人数

一般车间人数

用水量

最大班

1200

360

840

15.36

甲班

900

270

630

11.52

乙班

900

270

630

11.52

淋浴用水量：

3000×0.3×0.4×0.06+3000×0.7×0.2×0.04=38.4（m3/d）

Q3=38.4（m3/d）

（3）工业生产用水量Q4：

Q4=16000（m3/d）

2.2.3一区市政用水量Q5：

浇洒道路用水量按每平方米路面每次1.0L计算；每天浇洒2次。

绿化用水量按2L/m2计，由于面积太大浇洒面积按总面积的5%算

Q5＝（1475.06/50%×30%×10-3×104×2

+1475.06/50%×20%×2×10-3×104）×5%

＝1475.06（m3/d）

2.2.4一区城市的未预见水量和管网漏失水量

按最高日用水量的20%计算。

Q6＝（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）×20%＝5894.226（m3/d）

2.2.5一区最高日用水量Qd：

Qd＝Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6＝35365.356（m3/d）

2.2.6一区消防用水量：

根据《建筑设计防火规范》该城市消防用水量定额为45L/s，同时火灾次数为2次。

该城市消防用水量为：

Q6＝2×45=90L/s

2.2.7一区最高时用水量

从下表城市用水量变化情况表中可以看出，15--16点为用水最高时，最高时用水量为：

Qh=3396.974m3/h=943.60L/s

表2-3

时段

用水量（%）

总和生活用水m3/h

职工生活用水m3/h

淋浴用水m3/h

工厂生产用水m3/h

市政用水m3/h

未预见用水m3/h

总用水量m3/h

总用水量（%）

0--1

2.53

1045.598

4.2

11.52

600

245.5928

1942.911

2.95

1--2

2.45

1012.536

4.2

600

245.5928

1898.329

2.88

2--3

2.5

1033.2

4.2

600

245.5928

1918.993

2.91

3--4

2.53

1045.598

4.2

600

368.765

245.5928

2300.156

3.49

4--5

2.57

1062.13

4.2

600

368.765

245.5928

2316.687

3.52

5--6

3.09

1277.035

4.2

600

245.5928

2162.828

3.28

6--7

5.31

2194.517

4.2

600

245.5928

3080.31

4.67

7--8

4.92

2033.338

4.2

600

245.5928

2919.13

4.43

8--9

5.17

2136.658

4.2

11.52

800

245.5928

3233.97

4.91

9--10

5.1

2107.728

4.2

800

245.5928

3193.521

4.85

10--11

5.21

2153.189

4.2

800

245.5928

3238.982

4.91

11--12

5.21

2153.189

4.2

800

245.5928

3238.982

4.91

12--13

5.09

2103.595

4.2

800

245.5928

3189.388

4.84

13--14

4.81

1987.877

4.2

800

245.5928

3073.67

4.66

14--15

4.99

2062.267

4.2

800

245.5928

3148.06

4.78

15--16

4.7

1942.416

4.2

800

368.765

245.5928

3396.974

5.15

16--17

4.62

1909.354

4.2

15.36

800

368.765

245.5928

3379.271

5.13

17--18

4.97

2054.002

4.2

600

245.5928

2939.794

4.46

18--19

5.18

2140.79

4.2

600

245.5928

3026.583

4.59

19--20

4.89

2020.939

4.2

600

245.5928

2906.732

4.41

20--21

4.39

1814.299

4.2

600

245.5928

2700.092

4.1

21--22

4.17

1723.378

4.2

600

245.5928

2609.17

3.96

22--23

3.12

1289.434

4.2

600

245.5928

2175.226

3.3

23--24

2.48

1024.934

4.2

600

245.5928

1910.727

2.9

总和

100

41328

100.8

182.6

16000

1475.06

5894.226

65900.49

100

2.2.8二区最高日用水量计算

参考《给水排水管道系统》教材表4-2得，可知二区位于二分区，为大城市。

最高日综合生活用水定额为190～280L/（人·d），故取综合生活用水定额为280L/（人·d）。

用水普及率为100%。

最高日综合生活用水量Q1：

Q1=qNf

Q1―—城市最高日综合生活用水，m３／d；

q――城市最高日综合用水量定额，Ｌ／（cap.d）；

Ｎ――城市设计年限内计划用水人口数；

f――城市自来水普及率，采用f=100%

Q1=qNf=280×320000/1000=89600

2.2.9工业用水量

（1）工业企业职工的生活用水量Q2：

Q2=（600×35+1400×25）×3/1000=168（m3/d）

（2）工业企业职工的淋浴用水量Q3：

B工厂：

表2-4

班次

总人数

热车间人数

一般车间人数

用水量

最大班

2000

600

1000

51.2

甲班

1500

450

1050

38.4

乙班

1500

450

1050

38.4

淋浴用水量：

Q3：

5000×0.3×0.8×0.06+5000×0.7×0.4×0.04=128（m3/d）

（3）工业生产用水量Q4=8000（m3/d）

2.2.10市政用水量Q5：

浇洒道路用水量按每平方米路面每次1.0L计算；每天浇洒1次。

绿化用水量按2L/m2计，由于面积太大浇洒面积按总面积的5%算

Q5＝（737.96/50%×30%×10-3×104×1

+737.96/50%×20%×2×10-3×104）×5%

＝516.572（m3/d）

2.2.11城市的未预见水量和管网漏失水量

按最高日用水量的20%计算。

Q6＝（Q1+Q2+Q3+Q4+Q5）×20%＝12579.2（m3/d）

2.2.12最高日用水量Qd：

Qd＝Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6＝117475.2（m3/d）

2.2.13消防用水量：

根据《建筑设计防火规范》该城市消防用水量定额为45L/s，同时火灾次数为2次。

该城市消防用水量为：

Q6＝2×45=90L/s

2.2.14最高时用水量

从下表城市用水量变化情况表中可以看出，10--12点为用水最高时，最高时用水量为：

Qh=5218.293m3/h=1449.53L/s

表2-5

时段

用水量（%）

综合生活用水m3/h

火车站用水量m3/h

市政用水m3/d

未预见用水m3/h

总用水量m3/h

总用水量（%）

0--1

2.53

2266.88

36

514.1333

2817.013

2.73

1--2

2.45

2195.2

36

514.1333

2745.333

2.66

2--3

2.5

2240

36

514.1333

2790.133

2.7

3--4

2.53

2266.88

36

514.1333

2817.013

2.73

4--5

2.57

2302.72

36

514.1333

2852.853

2.76

5--6

3.09

2768.64

36

514.1333

3318.773

3.21

6--7

5.31

4757.76

36

514.1333

5307.893

5.14

7--8

4.92

4408.32

36

514.1333

4958.453

4.8

8--9

5.17

4632.32

36

514.1333

5182.453

5.02

9--10

5.1

4569.6

36

514.1333

5119.733

4.96

10--11

5.21

4668.16

36

514.1333

5218.293

5.05

11--12

5.21

4668.16

36

514.1333

5218.293

5.05

12--13

5.09

4560.64

36

514.1333

5110.773

4.95

13--14

4.81

4309.76

36

514.1333

4859.893

4.7

14--15

4.99

4471.04

36

514.1333

5021.173

4.86

15--16

4.7

4211.2

36

258.286

514.1333

5019.619

4.86

16--17

4.62

4139.52

36

258.286

514.1333

4947.939

4.79

17--18

4.97

4453.12

36

514.1333

5003.253

4.84

18--19

5.18

4641.28

36