给水排水管网设计计算说明书课程设计.docx
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给水排水管网设计计算说明书课程设计
目录
目录…………………………………………1
第1章给水排水管网课程设计任务书
…………………2
设计题目……………………………………3
基本资料……………………………………3
设计任务……………………………………3
设计要求……………………………………4
第二章给水排水管网设计计算说明书
1.给水管网设计计算书………………………………5
1.1用水量计算…………………………………5
1.2城市最高日用水量变化曲线………………8
1.3管网平差………………………………12
1.4消防时管网核算…………………………15
1.5水塔转输工况核算………………………17
1.6事故工况管网核算………………………18
2、排水管网设计计算书…………………………20
第二章给水排水管网设计计算说明书
1、给水排水管网设计计算书
1.1、用水量计算
最大日用水量计算(采用分类估算法)
(1)城市最高日综合生活用水量
按照《室外给水设计规范》,并参照类似城市的用水标准,取最高日用水定额为181L/cap·d,且最高日格式生活用水量变化过程见任务书表1。
则最高日综合生活用水量为
(2)工业企业用水量
1)工业企业生产用水量为
水泥厂最高日生产用水量2400
,一天24小时均匀用水。
东风矿最高日生产用水1800
,从8点至24点均匀用水。
Q2=2400+1800=4200
(2)工业企业职工生活用水和淋浴用水量计算
两工业企业生活用水人数见表2,生活用水班内变化过程见表1。
表2企业生活用水人数简要资料表
工人
水泥厂(三班制)
东风矿(二班制)
热车间的人数(共计)
450人
280人
冷车间的人数(共计)
90人
50人
各班淋浴人数
150人(仅热车间)
140人(仅热车间)
注:
①各班淋浴用水在下班后一小时内使用。
(2)对于单水源给水管网系统,采用设水塔的方案比较合适和安全,且将管网供水泵站的设计供水量一般分两级或三级,高峰供水时段分一级,低峰供水时段分一级,共两级供水。
22时——6时为一级供水,供水流量为最高日流量的2.5%,6时——22时为一级供水,供水流量为最高日流量的5%。
直接由表3得,
3.各构筑物设计流量的确定
采用分级供水,供水泵站设计流量为:
1)取水工程
一级泵站设计流量,取水厂自用水系数为20%
2)调节容积计算
取水和给水处理系统按日平均流量设计和运行,供水泵站2级供水流量工作,这使给水处理系统与给水管网之间存在流量差。
为了调节流量差,必须建造清水池。
无论是清水池或水塔,调节构筑物的共同特点是调节两个流量之差,所以通过表5可得
小时
给水处理供水量
供水泵站供水量(%)
清水池调节容积计算(%)
水塔调节容积计算(%)
设置水塔
不设水塔
设置水塔
(1)
(2)
(3)
(4)
(2)-(3)
求和
(3)-(4)
求和
0-1
4.17
2.5
2.3
1.67
1.67
0.2
0.20
1-2
4.17
2.5
2.3
1.67
3.34
0.2
0.40
2-3
4.16
2.5
2.3
1.66
5
0.2
0.60
3-4
4.17
2.5
2.3
1.67
6.67
0.2
0.80
4-5
4.17
2.5
2.7
1.67
8.34
-0.2
0.60
5-6
4.16
2.5
3.2
1.66
10
-0.7
-0.10
6-7
4.17
5
4
-0.83
9.17
1
0.90
7-8
4.17
5
4.3
-0.83
8.34
0.7
1.60
8-9
4.16
5
5.6
-0.84
7.5
-0.6
1.00
9-10
4.17
5
5.6
-0.83
6.67
-0.6
0.40
10-11
4.17
5
5.6
-0.83
5.84
-0.6
-0.20
表5清水池与水塔调节容积计算表
续表5清水池与水塔调节容积计算表
11-12
4.16
5
5.6
-0.84
5
-0.6
-0.80
12-13
4.17
5
4.6
-0.83
4.17
0.4
-0.40
13-14
4.17
5
4.6
-0.83
3.34
0.4
0.00
14-15
4.16
5
5.2
-0.84
2.5
-0.2
-0.20
15-16
4.17
5
5.5
-0.83
1.67
-0.5
-0.70
16-17
4.17
5
5.6
-0.83
0.84
-0.6
-1.30
17-18
4.16
5
5.2
-0.84
0
-0.2
-1.50
18-19
4.17
5
5
-0.83
-0.83
0
-1.50
19-20
4.17
5
4.5
-0.83
-1.66
0.5
-1.00
20-21
4.16
5
4.2
-0.84
-2.5
0.8
-0.20
21-22
4.17
5
3.7
-0.83
-3.33
1.3
1.10
22-23
4.17
2.5
3.2
1.67
-1.66
-0.7
0.40
23-24
4.16
2.5
2.9
1.66
0
-0.4
0.00
累计
100
100
100
调节容积=13.33
调节容积=3.1
清水池调节容积
水塔调节容积
3)清水池和水塔容积设计
清水池容积设计
W1——清水池调节容积
W2——消防储备水量,按2小时室外消防用水量计算,查规范得室外消防用水量25L/s,有两处着火点
W3——给水处理系统自用水量,一般取最高日用水量的10%
W4——安全贮备水量
水塔容积
W1——水塔调节容积
W2——室内消防贮备水量,按十分钟室内消防用水量计算,查规范得室内消防用水流量60L/S.
4、供水系统方案选择
管网设计流量去最高日最高时流量为248.52L/s,两个集中流量分别为东风矿30.61L/s、水泥厂31.51L/s。
(1)选定水源及位置和净水厂位置
水源选在河流上游,以保证水质、管网中水流流向整体与河流流向一致,净水厂选在水源附近,(见附图1)水塔暂定在地势高处,以利用地势高度。
(2)选定供水系统方案
管网定线取决于城市平面布置,供水区地形,水源和调节水池位置,街区和大工业集中用水等。
考虑城市近,远期发展,管网布置成环状网。
该城市给水管网的主要供水方向拟定为自东北方向向西南方向供水。
为满足用户供水要求其定线满足:
干管的间距一般采用500-800m,两干管的连接间距为800-1000m。
允许有个别管段不符合上叙规则。
其管网布置图见下图。
图1-1某城市给水管网图管网
干管均匀分配,故按长度流量法来计算沿线流量和节点流量。
二级泵站-1,水塔-2都为为输水管,不参与配水,其计算长度为零。
则各管段长度和配水度:
:
表6各管段长度和配水长度表
管段或者
管段长度
配水长度
管段或者
管段长度
配水长度
节点编号
(m)
(m)
节点编号
(m)
(m)
1
250
0
11
855
855
2
893
0
12
1134
1134
3
1204
602
13
767
767
4
820
410
14
959
959
5
1151
576
15
1081
1081
6
1012
1012
16
1081
1081
7
767
767
17
1256
1256
8
541
541
18
802
802
9
454
454
19
1134
1134
10
1308
1308
合计
17469
14739
按配水长度分配计算
=248.52L/s
集中用户
L/s
L/s
比流量计算
泵站设计供水量:
qs1=
221.89L/s
水塔设计供水量:
qs14=248.52-221.89=26.63L/s
各管段沿线流量分配与各节点设计流量计算:
最高时段管段沿线流量分配与节点设计流量计算
表7最高时管段沿线流量分配与节点设计流量计算表
管段或者
管段长度
配水长度
管段沿线流量
节点设计流量计算(L/s)
节点编号
(m)
(m)
(L/s)
集中流量
沿线流量
供水流量
节点流量
1
250
0
0.00
221.89
-221.89
2
1160
0
0.00
26.63
-26.63
3
1204
602
7.61
10.21
10.21
4
820
410
5.19
30.61
11.25
41.86
5
1151
576
7.28
31.51
9.66
41.17
6
1012
1012
12.80
6.51
6.51
7
767
767
9.70
19.52
19.52
8
541
541
6.84
24.59
24.59
9
454
454
5.74
22.83
22.83
10
1308
1308
16.54
16.88
16.88
11
855
855
10.81
12.79
12.79
12
1134
1134
14.34
19.08
19.08
13
767
767
9.70
19.08
19.08
14
959
959
12.13
14.01
14.01
15
1081
1081
13.67
16
1081
1081
13.67
17
1256
1256
15.88
18
802
802
10.14
19
1134
1134
14.34
合 计
17469
14739
186.40
62.12
186.40
248.52
0.00
(3)流量分配初拟管径
按照每段设计流量,查设计手册,初步确定管径(可考虑经济流速)
表8管径初拟定表
管段编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
设计流量(L/s)
221.89
26.63
118.79
87.34
16.51
102.37
10.41
29.66
10
50
经济流速(m/s)
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
计算管径(mm)
466.7
161.6
341.4
292.7
99
316.9
101.1
170.6
99.1
221.5
设计管径(mm)
2*500
2*250
300
300
150
300
150
150
150
200
管段编号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
设计流量(L/s)
5
26.83
50
10
5
9.95
37.21
28.13
4.06
经济流速(m/s)
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
0.8
计算管径(mm)
70
162.3
221.5
99.1
70
98.8
191
166.1
63
设计管径(mm)
150
150
200
150
150
150
200
150
150
管段设计平差计算(最高日最高时)
用哈代——克罗斯发进行平差计算,采用海曾——威廉公式,Ch=110,公式
,初分配流量图入下图
图1-2流量初分配图
哈代——克罗斯平差计算表详见附表2.
当平差计算满足要求时,进行水力分析计算
表9设计工况水力分析结果
管段或节点编号
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
管段流量(L/s)
114.03
77.98
24.34
97.61
5.81
12.47
17.83
72.22
31.59
15.59
32.54
10.22
管径(mm)
400
300
200
350
150
200
150
300
200
150
200
150
管内流速(m/s)
0.91
1.10
0.78
1.02
0.33
0.40
1.01
1.02
1.01
0.88
1.04
0.58
管段压降(m)
3.31
4.53
5.30
4.00
1.01
0.72
4.77
6.26
6.38
9.28
6.04
3.59
七、节点水压、标高、自由水压计算
某给水管网设计节点数据
管段或节点编号
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
管段流量(L/s)
114.03
77.98
24.34
97.61
5.81
12.47
17.83
72.22
31.59
15.59
32.54
10.22
管径(mm)
400
300
200
350
150
200
150
300
200
150
200
150
管内流速(m/s)
0.91
1.10
0.78
1.02
0.33
0.40
1.01
1.02
1.01
0.88
1.04
0.58
管段压降(m)
3.20
4.24
4.88
3.85
0.78
0.55
4.26
6.22
5.71
8.49
6.84
5.25
地面标高(m)
797.80
797.4
796.2
795
795.8
795.6
795
793.8
793.2
793
792.8
791.8
表10给水管网设计节点数据表
设计工况水力计算,假设(14)为控制点,其节点水头等于地面标高加上服务水头即819.80m。
表11给水管网设计节点梳理计算表1
管段或节点编号
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
管段流量(L/s)
114.03
77.98
24.34
97.61
5.81
12.47
17.83
72.22
31.59
15.59
32.54
10.22
管径(mm)
400
300
200
350
150
200
150
300
200
150
200
150
管内流速(m/s)
0.91
1.10
0.78
1.02
0.33
0.40
1.01
1.02
1.01
0.88
1.04
0.58
管段压降(m)
3.20
4.24
4.88
3.85
0.78
0.55
4.26
6.22
5.71
8.49
6.84
5.25
节点水头(m)
837.57
834.37
830.13
825.25
841.42
835.20
829.49
820.77
834.58
829.79
823.33
819.80
地面标高(m)
797.80
797.4
796.2
795
795.8
795.6
795
793.8
793.2
793
792.8
791.8
自由水压(m)
39.77
36.97
33.93
30.25
45.62
39.60
34.49
26.97
41.38
36.79
30.53
28.00
在水力分析是,假定(14)为控制点,单经过水力分析后,比较节点水头与服务水头,(10)点不能满足水压要求,所以,说明(14)点不是控制点,再以(10)点作为控制点,得如下表12控制点确定与节点水头调整
控制点确定与节点水头调整
管段或节点编号
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
管段流量(L/s)
114.03
77.98
24.34
97.61
5.81
12.47
17.83
72.22
31.59
15.59
32.54
10.22
管径(mm)
400
300
200
350
150
200
150
300
200
150
200
150
管内流速(m/s)
0.91
1.10
0.78
1.02
0.33
0.40
1.01
1.02
1.01
0.88
1.04
0.58
管段压降(m)
3.20
4.24
4.88
3.85
0.78
0.55
4.26
6.22
5.71
8.49
6.84
5.25
节点水头(m)
838.60
835.40
831.16
826.28
842.45
836.23
830.52
821.80
835.61
830.82
824.36
820.83
地面标高(m)
797.80
797.4
796.2
795
795.8
795.6
795
793.8
793.2
793
792.8
791.8
自由水压(m)
40.80
38.00
34.96
31.28
46.65
40.63
35.52
28.00
42.41
37.82
31.56
29.03
表12给水管网设计节点水力计算表2
八、泵站扬程设计
为了选泵,估计泵站内部水头损失,一般水泵吸压水管道设计流速为1.2~2.0m/s,局部阻力系数可按5.0~8.0考虑,沿程水头损失较小,可以忽略不计,则泵站内部水头损失为:
则水泵的扬程应为:
,取48.86m。
按2台泵考虑,221.89/2=110.9L/s,取120L/s
查水泵样本手册,选取250S39型水泵3台,两台正常使用,一台备用。
九、水塔的高度设计
十、校核
消防校核
考虑同时两处火灾,灭火用水量为25L/s
2=50L/s,消防流量加在控制点上(及最不利火灾点)和重要的工业企业附近的节点上。
本设计选在节点(10)和节点(14)上,每个节点加上消防流量25L/s,相应的清水池和水塔供水量均增加25L/s,其他各节点流量不变,沿线流量重分配。
加上消防流量,各管段流量重分配后平差如附表3。
表12消防工况水力校核计算结果
管段或节点编号
1
2
3
4
5
6
7
管段流量(L/s)
205.74
92.78
151.51
107.29
42.44
68.93
0.64
管径(mm)
2*500
2*250
400
300
200
350
150
管内流速(m/s)
1.21
1.52
1.35
0.72
0.04
管段压降(m)
42.32
5.98
5.60
8.17
14.83
2.10
0.02
节点水头(m)
840.73
834.75
829.15
820.98
806.15
836.85
地面标高(m)
794.5
840.73
797.80
797.4
796.2
795
795.8
自由水压(m)
10
36.95
31.75
24.78
11.15
41.05
管段或节点编号
8
9
10
11
12
13
14
管段流量(L/s)
26.68
25.93
80.66
42.95
24.51
36.62
12.48
管径(mm)
200
150
300
200
150
200
150
管内流速(m/s)
0.85
1.47
1.14
1.37
1.39
1.17
0.71
管段压降(m)
2.95
9.53
7.68
11.26
21.46
7.52
5.20
节点水头(m)
829.17
817.91
796.45
829.33
823.77
815.86
783.78
地面标高(m)
795.6
795
793.8
793.2
793
792.8
791.8
自由水压(m)
33.57
22.91
2.65
36.13
30.77
23.06
-8.02
由表可知,控制点(10)和次不利点(14)不满足校核要求,可采用以下措施使其满足消防要求:
1、在最不利点和次不利点处设置消防水池
2、加大给水管管径,减少水力损失
2、排水管网设计计算书
一、定线
1)排水体制的选择:
雨污分流
雨污分流便于雨水收集利用和污水排放集中处理,最大益处就在于可以提高污水处理效率,节约污水处理成本。
雨污水通管道排放的话,一到雨天(尤其是下大雨的时候),这种“同流合污”的水就会将大量的污水排入城市河道,河道中有再多的清水在遭遇多次降雨后,也会变成“臭水”。
雨污分流,就是将雨水和污水分开了,雨水经路面下水道流入河流或被利用,而污水要被送到污水处理厂。
由于雨水污染轻,经过分流后,可直接排入城市内河,经过自然沉淀,即可作为天然的景观用水,也可作为供给喷洒道路的城市市政用水,因此雨水经过净化、缓冲流入河流,可以提高地表水的使用效益。
同时,让
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