邯郸市给水排水管道工程设计项目计划书.docx
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邯郸市给水排水管道工程设计项目计划书
邯郸市给水排水管道工程设计计划书
第1章课程设计任务书
一、设计题目:
邯郸市给水排水管道工程设计。
二、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:
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
310
5
+
+
Ⅱ
260
4
+
+
+
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10000吨/天,最大班用水量:
4000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80%;一般车间使用淋浴者占20%。
2)
3)火车站用水量为L/s。
4)城市土质种类为粘土,地下水位深度为7米。
5)城市河流水位:
最高水位:
70米,最低水位:
60米,常水位:
65米。
三、课程设计内容:
1、城市给水管网初步设计
1)城市给水管网定线(包括方案定性比较);
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;(三种校核人选一种)
5)绘图(平面图、等水压线图)
2、城市排水管网初步设计。
1)排水体制选择
2)城市排水管网定线的说明;
3)设计流量计算;
4)污水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)
四、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、《给排水管道系统》教材
五、设计成果
1、设计说明书一份(包括中英文前言、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(3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)(3号图);
六、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
七、其他:
1、设计时间:
2013-2014学年第一学期(第15、16周12月16号-12月28号)
2、上交设计成果时间:
16周周五下午
3、设计指导教师:
谭水成、张奎、宋丰明、刘萍
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
该城市有一条自南向北转自西向东向西流的水量充沛,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.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1-1
分区
人口密度(人/公顷)
面积(公顷)
人口数(人)
Ⅰ
310
1823.6
565316
Ⅱ
260
275.4
71604
邯郸市位于河北省,总人口63.69万,位于二区,为大城市,参考《给水排水管道系统》教材表4-2,取综合生活用水定额为200L/(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,
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=200×636920=127384(
)
2.2.2工业用水量
(1)工业企业职工的生活用水和淋浴用水量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.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:
工人总数3000人,热车间人数3000×30%=900(人),使用淋浴人数900×80%=720(人)。
普通车间人数3000×70%=2100(人),使用淋浴人数2100×20%=420(人)。
Q2=(900×35+2100×25+720×60+420×40)/1000=144.0(m3/d)
(2)工业生产用水量Q4:
Q3=10000(m3/d)
2.2.3市政用水量Q4:
浇撒道路和绿化用水量应根据路面种类,绿化面积,气候土壤等条件确定。
浇撒道路用水量一般为每平米每次1.0L—2.0L,每日2到3次。
此市按4000吨/天计算,浇洒路面时间定在每天10:
00-11:
00、14:
:
0-16:
00两个时段;浇洒绿地用水量可采用1.5L—4.0L,此市按按2000吨/天计,浇洒绿地时间定在7:
00-10:
00
Q4=4000+2000=6000(m3/d)
2.2.4管网漏失水量和城市未预见水量Q5
可按最高日用水量的15%~25%合并计算,此市按20%计算
Q5=(Q1+Q2+Q3+Q4)×20%=28706(m3/d)
2.2.5最高日用水量Qd:
Qd=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5=172234(m3/d)
2.2.6最高时用水量
时变化系数Kh取1.4.
Qh=1000×KhQd/(24×3600)=172234×1.4×1000/(24×3600)=2790.8L/s
2.3清水池调节容积
2.3.1清水池调节容积,二级泵站供水情况如下表
缺乏用水量变化资料时,城市水厂的清水池调节容积可凭运转经验按最高日用水量的10%—20%估算。
供水量大的城市可取较小百分数以免清水池过大。
清水池调节容积W1=Qd×12%=20668.1(m
)
消防储水量W2该城市人口人数63.69万,同一时间灭火次数取3次,一次灭火用水量取80L/s,活在持续时间2h。
W2=3×80×2×3600=1728(m
)
水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水W3,取最高日用水量5%。
W3=Qd×5%=8611.7
安全储水量W4按上部分10%记,W4=(W1+W2+W3)×10%=3100.8(m
)
因此有效容积W=W1+W2+W3+W4=34108.6(m
)
2.3.2清水池尺寸计算
清水池个数或分格数,一般不小于两个,取有效水深5m,分成4格,每格设为正方形,则池宽为
=41.3m,取45米,则清水池边长为45×2=90m.
清水池最低水位为调节容积、水厂自用水及安全用水储量与消防用水储量交界线则最低水位74-2.5+0.59=72.09.
2.4管网水力计算
集中用水量主要为工厂的生产用水量和职工生活用水量,当工人淋浴时间与最大时供水重合时淋浴用水也应该计入集中用水量,否则不计入集中用水量。
2.4.1最大时集中流量为:
工业企业及其大用户集中流量之和∑Qi
∑Qi=1000(Q2+Q3)/86400=117.4L/s
2.4.2比流量计算:
Qs=(Q-∑Qi)/∑L
=(1993.4-117.4)/23525
=0.07974(L/(s.m))
Q——管网总用水量L/s
∑q——为工业及其他大用户集中流量之和L/s
∑L——管网配水干管总计算长度m
2.4.3沿线流量计算:
沿线流量的计算按下公式
qi-j=qsLi-j
Li-j—有效长度;m
qs—比流量L/s.m
表2-3沿线流量按管段计算见表
管段
长度L/m
管段计算长度Li-j/m
沿线比流量qs
沿线流量qi-j/(L/s)
1-2
491.1
491.1
0.07974
39.2
2-3
2096.8
2096.8
167.2
2-5
1379.0
1379.0
110.0
5-4
1691.2
1691.2
134.8
4-3
1601.1
1601
127.7
1-6
1141.3
1141.3
90.9
6-7
1910.1
1910.1
152.3
7-8
1370.5
1370.5
109.3
8-3
1306.2
1306.2
104.1
3-11
2533.2
2533.2
202.0
11-10
1350.1
1350.1
107.6
10-9
1055.7
1055.7
84.1
9-8
2221.3
2221.3
177.1
11-12
1751.0
1751.0
139.6
12-13
842.4
842.4
67.2
13-10
1720.0
1720.0
137.2
9-14
1100.2
1100.2
87.7
14-15
1765.2
1765.2
140.7
15-16
1320.1
1320.1
105.3
16-9
1452.7
1452.7
115.8
13-17
1326.3
1326.3
105.7
17-14
1586.3
1586.3
126.5
合计
——
33011.7
2632.0
管段中任一点的节点流量等于该点相连各管段的沿线流量总和的一半,
qi=α∑q1
α:
折减系数取α=0.5
∑q:
相连的个管段沿线流量和
表2-4节点流量计算表
节点
连接管段
节点流量L/s
集中流量L/s
节点总流量
1
1-2、1-6
65.1
65.1
2
2-1、2-3、2-5
158.2
158.2
3
3-2、3-4、3-8、3-11
300.5
300.5
4
4-5、4-3
131.3
131.3
5
5-2、5-4
122.4
122.4
6
6-1、6-7
121.6
121.6
7
7-6、7-8
130.8
130.8
8
8-3、8-7、8-9
195.3
195.3
9
9-8、9-10、9-14、9-16
232.4
232.4
10
10-9、10-11、10-13
164.5
164.5
11
11-3、11-10、11-12
224.6
224.6
12
12-11、12-13
103.4
103.4
13
13-10、13-12
102.2
117.4
219.6
14
14-9、14-15、14-17
177.5
177.5
15
15-14、15-16
123.0
123.0
16
16-9、16-15
110.6
110.6
17
17-13、17-14
116.1
116.1
合计
2579.5
117.4
2696.9
2.5管网平差
2.5.1环状管网流量分配计算与管径确定
1.根据节点流量进行管段的流量分配,分配步骤:
1按照管网主要方向,初步拟定各管段的水流方向,并选定整个管网的控制点。
2为可靠供水,从二级泵站到控制点之间选定几条主要的平行干管线,这些平行干管中尽可能均匀的分配流量,并且满足节点流量平衡的条件。
3与干管线垂直的连接管,其作用主要是沟通平行干管之间的流量,有时起一些输水作用,有时只是就近供水到用户,平时流量不大,只有在干管损坏时才转输较大的流量,因此连接管中可以较少的分配流量。
2.管径的确定
各管段管径从界限流量表中查得。
3.流量初分配,管径初选择如下表2-5:
4.
表2-5最大时流量分配表
管段
长度/m
管段计算长度/m
初选管径mm
初分配流量
q(l/s)
1-2
491.1
245.6
1200
1400.0
2-3
2096.8
2096.8
1000
941.8
2-5
1379.0
689.5
600
300.0
5-4
1691.2
845.6
500
177.6
4-3
1601.1
800.6
300
46.1
1-6
1141.3
1141.3
1200
1325.7
6-7
1910.1
1910.1
1100
1204.1
7-8
1370.5
685.3
1000
1073.3
8-3
1306.2
1306.2
100
7.4
3-11
2533.2
1266.6
800
680.0
11-10
1350.1
1350.1
500
200
10-9
1055.7
1055.7
100
5
9-8
2221.3
1110.7
1000
885.4
11-12
1751.0
875.5
600
255.4
12-13
842.4
842.4
450
152.0
13-10
1720.0
1720.0
150
10.0
9-14
1100.2
1100.2
700
358.0
14-15
1765.2
1765.2
300
66.4
15-16
1320.1
1320.1
500
189.4
16-9
1452.7
726.4
600
300.0
13-17
1326.3
1326.3
450
130.8
17-14
1586.3
793.2
600
246.9
合计
——
24973.4
2.5.2环状网平差(最高用水时):
以最高日最高时用水量确定的管径为基础,将最高时用水量分配、管段流量进行管网平差,详细采用哈工大平差软件。
平差结果如表2-4所示
表2-4评差结果
======================================================================
迭代次数=9
======================================================================
环号=1
闭合差=-.017
----------------------------------------------------------------------
管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq
(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)
----------------------------------------------------------------------
149112001.291455.181.19.58.0004
2209710001.391095.281.773.72.0034
31306100.181.38.961.25.9074
4137010001.30-1017.821.53-2.10.0021
5191011001.21-1148.821.18-2.25.0020
6114112001.12-1269.821.08-1.23.0010
sqtotal=.052dq=-.17
======================================================================
环号=2
闭合差=.000
----------------------------------------------------------------------
管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq
(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)
----------------------------------------------------------------------
11379600.71201.901.151.58.0078
21691500.4179.90.52.88.0111
31601300.74-52.102.99-4.79.0919
4209710001.00788.721.112.32.0029
sqtotal=.034dq=.00
======================================================================
环号=3
闭合差=-.048
----------------------------------------------------------------------
管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq
(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)
----------------------------------------------------------------------
125338001.47741.202.656.71.0091
213505001.06207.803.014.06.0195
31056100.52-4.066.53-6.901.6985
4222110001.05-823.801.20-2.67.0032
51306100.18-1.38.96-1.25.9074
sqtotal=.043dq=-.56
======================================================================
环号=4
闭合差=-.010
----------------------------------------------------------------------
管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq
(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)
----------------------------------------------------------------------
117516001.09308.392.514.40.0143
28424501.29205.394.293.61.0176
31720150.39-6.862.30-3.96.5770
413505001.06-207.803.01-4.06.0195
sqtotal=.034dq=-.15
======================================================================
环号=5
闭合差=-.010
----------------------------------------------------------------------
管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq
(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)
----------------------------------------------------------------------
11720150.396.862.303.96.5770
21326450.38-60.74.54-.71.0117
31586600.63-176.74.90-1.42.0081
41100700.98-375.331.67-1.83.0049
sqtotal=.034dq=-.15
======================================================================
环号=6
闭合差=.000
----------------------------------------------------------------------
管段号管长管径流速流量1000I水头损失sq
(米)(毫米)(米/秒)(升/秒)(米)
----------------------------------------------------------------------
11100700.98375.331.671.83.0049
21765300.3121.58.611.07.0498
31320500.52-102.42.82-1.08.0106
41453600.75-212.421.26-1.83.0086
sqtotal=.034dq=.00
======================================================================
2.5.3二级泵站
二级泵站的计算:
清水池最低水位地面标高72.09m。
从水厂向管网两条输水管长为2015.8m最高时管中流量为1395.4L/s,依此每条输水管渠的管径选为1100mm,查得输水管最高时1000i为1.569,所以沿程水头损失为2015.8÷1000×1.569=3.2m,吸水管路中的水头损失按3m计,13点为控制点,其地面标高为75.20m
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