排水课程设计计算说明书.docx
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排水课程设计计算说明书
排水设计计算说明书
学院:
环境科学与工程学院
专业:
给水排水工程专业
级别:
200级
指导教师:
姓名:
学号:
时间:
200年6月10日
Ⅰ.排水管道工程课程设计任务书······································2
一.基本资料·····················································2
二.设计依据·····················································3
三.排水管网设计任务············································3
Ⅱ.污水管道设计计算说明···········································4
一.划分排水流域及管道定线·······································4
二.确定污水管道设计流量·········································4
(1)居民区污水设计流量···········································4
(2)工业区污水设计流量···········································5
(3)比流量计算··················································5
(4)管段设计流量················································5
三.污水管道水力计算·············································8
四.成果图绘制···················································9
Ⅲ.雨水管道设计计算说明···········································10
一.划分排水流域及管道定线······································10
二.主要设计参数················································11
(1)暴雨强度公式···············································11
(2)地面径流和径流系数··········································11
(3)折减系数··················································12
三.雨水管道水力计算············································12
四.成果图绘制··················································13
Ⅳ.附表
一.污水管网管线水力计算表······································14
二.雨水管网管线水力计算表······································16
排水管道工程课程设计任务书
一、基本资料
1、ZQ镇规划面积平面图1张。
2、地理位置及地形特点:
ZQ镇位于浙江省宁波市境内,规划杭州湾高速公路的东侧,329国道贯穿南北。
规划用地面积2.16km2。
全镇地势北高南低,西高东低,海拔在4.5~6.5m之间。
3、规划中该镇由329国道分为南北两区,南面为居民生活区,北面为工业区。
居民区人口密度为200人/hm2,建筑多为2~3层,最高为6层;规划工业区主要为电器、精密机械制造业,在计算用水量时,可折合人口密度为100人/hm2,按照居民区的计算方式进行,最低服务水头要求为20m。
4、气温:
ZQ镇位于北亚热带南缘,属季风型气候。
冬夏稍长,春秋略短。
温暖湿润,气温变幅小。
年平均气温16.1℃,1月平均气温最低,历年平均4.0℃,7月平均气温最高,历年平均28.2℃,极端最低气温-9.3℃,极端最高气温39.1℃。
冰冻线深度0.6m。
5、降雨:
年平均降水量(含雨、雪、冰雹)1259.6mm,年降水量少于1000mm的少水年占15%,大于1500mm的丰水年占17.6%。
平均10年中有大旱、大涝各一年。
降水量年内分配不均匀,春雨、梅雨、秋雨与伏旱、秋冬旱交替,降水最高峰在9月,平均172.4mm,占全年的14%,最高曾达468.3mm。
梅雨期间多连阴雨。
6、风:
冬季盛行西北到北风,夏季盛行东到东南风,春季转夏季稍早,秋季转冬季较迟。
全年以东风为主。
年平均风速3m/s,各月差异不大。
年有较明显影响台风1~2次。
7、湿度:
本区年相对湿度是78~83%,属比较湿润。
夏季因受副高压影响,气温较高,虽有充沛水汽,但相对湿度不是很大,一般情况最大相对湿度在6月,达84%,冬季相对湿度最低,春季介于冬夏之间。
8、河流由西南流至东北方向,常水位4.00m;地下水位埋深平均为2.0m;土壤为沙质黏土;主要马路均为沥青铺设;地震烈度7度。
二、设计依据
1、规划中该镇由329国道分为南北两区,南面为居民生活区,北面为工业区。
居民区人口密度为200人/hm2;规划工业区主要为电器、精密机械制造业。
在计算污水量时,可折合人口密度为100人/hm2,按照居民区的平均污水量计算方式进行。
2、污水出路:
污水汇合至张起大街向北纳入中横线污水主干管。
3、ZQ镇排水规划采用雨污水分流制。
4、暴雨设计重现期取1年,地面集水时间t1取10min。
5、生活区和工业区占地面分配见下表。
区域
建筑用地
道路和车场
绿地
居民区
25%
25%
50%
工业区
28%
25%
47%
三、排水管网设计任务
1、污水管网设计
(1)划分排水区域、进行管道定线
(2)根据设计人口数、污水量标准等计算污水设计流量
(3)进行污水管道水力计算,确定管道断面尺寸、设计坡度、埋设深度等设计参数。
(4)污水提升泵站设置与设计
(5)绘制污水管道平面图和剖面图
2、雨水管网设计
(1)进行雨量分析
(2)雨水管网总平面图布置
(3)雨水管网流量与水力分析计算
(4)绘制雨水管道平面图和剖面图
污水管道设计计算说明
一、划分排水流域及管道定线
该镇的地形特点是中央掌起大道沿线高程最低,总体呈两边高中间低的形态。
所以可以适当利用地形坡度,从四周用支管向中间排水,污水沿途汇合至掌起大道后,沿掌起大道干管向北部出口排出。
干管及支管布置如下图所示:
二、确定污水管道设计流量
污水管网水力计算,是从上游起起端节点开始向下游节点进行,依次对各管段进行设计计算,直到末端节点。
为了确定各管段的管径、埋深、坡度和充满度等。
必须先计算出各管段的设计流量。
(1)居民区污水设计流量
查阅GB50014-2006《室外排水设计规范》,根据该镇人口数及当地降水等因素,取居民综合生活用水定额300L/(cap·d),折减系数取0.85,故该镇居民污水量定额为300×0.85=255L/(cap·d)。
ZQ镇规划用地面积2.16km2,其中居民区面积1.38km2,工业区0.78km2。
该镇居民区人口为27600人,工业区人口为
7800人,总人口为35400人。
变化系数Kz的计算:
居民平均日生活污水量为:
居民生活污水设计流量为:
(2)工业区污水设计流量
工业区污水主要来源于工业废水,折减系数为0.7,变化系数为1.1。
工业区污水以集中流量方式排放,仍按比流量乘面积的方式计算。
采用平均日污水定额和相应的总变化系数(为定值1.10)。
工业区平均日生活污水量为:
工业区污水设计流量为:
(3)比流量计算
居民区比流量为:
工业区比流量为:
(4)管段设计流量(各管段设计流量见下表,其中干管以黑体加粗表示)
居民区:
管段编号
本段
转输流量(L/s)
合计流量(L/s)
总变化系数
沿线流量(L/s)
街坊编号
街坊面积(hm2)
比流量((L/s)/hm2)
流量(L/s)
渗入量(L/s)
25~12
1
0.89
0.842
0.75
0.075
0.82
2.30
1.90
26~27
3
1.75
0.842
1.47
0.147
1.62
2.30
3.73
12~26
2
0.71
0.842
0.60
0.060
0.66
2.30
1.52
12~13
0.842
0.00
0.000
3.11
3.11
2.30
7.15
28~13
4
1.70
0.842
1.43
0.143
1.58
2.30
3.62
29~30
6
1.32
0.842
1.11
0.111
1.22
2.30
2.81
13~29
5
0.95
0.842
0.80
0.080
0.88
2.30
2.02
13~14
0.842
0.00
0.000
6.78
6.78
2.19
14.84
14~31
7
1.02
0.842
0.86
0.086
0.94
2.30
2.17
14~32
8
2.08
0.842
1.75
0.175
1.92
2.30
4.42
14~15
0.842
0.00
0.000
9.65
9.65
2.10
20.30
15~33
9
2.45
0.842
2.06
0.206
2.27
2.30
5.22
34~35
11
2.78
0.842
2.34
0.234
2.57
2.30
5.92
15~34
10
1.49
0.842
1.25
0.125
1.38
2.30
3.17
15~16
0.842
0.00
0.000
15.87
15.87
1.99
31.62
16~36
12
3.40
0.842
2.86
0.286
3.15
2.30
7.23
37~38
14
3.00
0.842
2.52
0.252
2.77
2.30
6.38
16~37
13
1.71
0.842
1.44
0.144
1.58
2.30
3.64
16~17
0.842
0.00
0.000
23.37
23.37
1.91
44.62
17~39
15
3.25
0.842
2.74
0.274
3.01
2.30
6.92
40~41
17
2.21
0.842
1.86
0.186
2.05
2.30
4.72
17~40
16
2.06
0.842
1.73
0.173
1.91
2.30
4.39
17~18
0.842
0.00
0.000
30.34
30.34
1.85
56.28
42~18
18
4.12
0.842
3.47
0.347
3.81
2.30
8.77
43~44
20
2.29
0.842
1.93
0.193
2.12
2.30
4.88
18~43
19
3.86
0.842
3.25
0.325
3.57
2.30
8.22
18~19
0.842
0.00
0.000
39.85
39.85
1.80
71.74
45~46
26
0.64
0.842
0.54
0.054
0.59
2.30
1.35
19~45
24
1.39
0.842
1.17
0.117
1.29
2.30
2.96
19~20
0.842
0.00
0.000
41.73
41.73
1.79
74.74
47~48
21
1.28
0.842
1.08
0.108
1.19
2.30
2.73
48~49
22
2.55
0.842
2.15
0.215
2.36
2.30
5.44
20~49
23
2.06
0.842
1.73
0.173
1.90
2.30
4.38
50~51
27
1.18
0.842
0.99
0.099
1.09
2.30
2.52
20~50
25
1.90
0.842
1.60
0.160
1.76
2.30
4.05
4~20
0.842
0.00
0.000
50.04
50.04
1.76
87.85
24~52
53
1.54
0.842
1.30
0.130
1.43
2.30
3.28
23~24
0.842
0.00
0.000
1.43
1.43
2.30
3.29
53~54
49
2.77
0.842
2.33
0.233
2.57
2.30
5.90
23~54
50
2.80
0.842
2.36
0.236
2.59
2.30
5.96
55~56
52
1.58
0.842
1.33
0.133
1.46
2.30
3.37
23~55
51
2.80
0.842
2.36
0.236
2.60
2.30
5.97
22~23
0.842
0.00
0.000
10.65
10.65
2.08
22.16
57~58
45
1.94
0.842
1.64
0.164
1.80
2.30
4.14
22~58
46
3.29
0.842
2.77
0.277
3.05
2.30
7.01
59~60
48
1.84
0.842
1.55
0.155
1.70
2.30
3.92
22~59
47
2.84
0.842
2.39
0.239
2.63
2.30
6.04
21~22
0.842
0.00
0.000
19.82
19.82
1.94
38.53
61~62
41
2.30
0.842
1.93
0.193
2.13
2.30
4.89
21~62
42
2.23
0.842
1.88
0.188
2.07
2.30
4.75
63~64
44
0.80
0.842
0.67
0.067
0.74
2.30
1.70
21~63
43
2.04
0.842
1.72
0.172
1.89
2.30
4.35
4~21
0.842
0.00
0.000
26.65
26.65
1.88
50.14
1~2
28,34
2.12
0.842
1.79
0.179
1.96
2.30
4.52
2~3
29,35,36
4.00
0.842
3.36
0.336
1.96
5.66
2.23
12.63
3~4
30,37
2.68
0.842
2.26
0.226
5.66
8.15
2.14
17.46
4~5
31,38
1.35
0.842
1.14
0.114
84.83
86.09
1.65
142.38
5~6
32,39
1.86
0.842
1.56
0.156
86.09
87.81
1.65
144.91
6~7
33,40
1.91
0.842
1.61
0.161
87.81
89.58
1.65
147.51
工业区:
管段编号
本段
集中流量
设计流量(L/s)
街坊编号
街坊面积(hm2)
比流量((L/s)/hm2)
流量(L/s)
渗入量(L/s)
本段(L/s)
转输(L/s)
70~71
54
3.14
0.338
1.06
0.106
1.17
1.17
65~71
55
1.22
0.338
0.41
0.041
0.45
1.17
1.62
72~73
57
1.98
0.338
0.67
0.067
0.74
0.74
65~72
56
1.42
0.338
0.48
0.048
0.53
0.74
1.27
65~66
0.338
0.00
0.000
0.00
4.79
4.79
74~75
58
4.17
0.338
1.41
0.141
1.55
1.55
66~75
59
2.22
0.338
0.75
0.075
0.82
1.55
2.37
76~77
61
2.86
0.338
0.97
0.097
1.06
1.06
66~76
60
2.28
0.338
0.77
0.077
0.85
1.06
1.91
66~67
0.338
0.00
0.000
0.00
11.69
11.69
78~79
62
3.42
0.338
1.16
0.116
1.27
1.27
67~79
63
2.44
0.338
0.83
0.083
0.91
1.27
2.18
80~81
65
2.38
0.338
0.80
0.080
0.88
0.88
67~80
64
2.40
0.338
0.81
0.081
0.89
0.88
1.77
67~9
0.338
0.00
0.000
0.00
17.80
17.80
82~83
78
2.59
0.338
0.88
0.088
0.96
0.96
69~83
79
1.63
0.338
0.55
0.055
0.61
0.96
1.57
84~85
81
2.14
0.338
0.72
0.072
0.79
0.79
69~84
80
1.87
0.338
0.63
0.063
0.69
0.79
1.48
68~69
0.338
0.00
0.000
0.00
4.81
4.81
86~87
74
2.72
0.338
0.92
0.092
1.01
1.01
68~87
75
2.00
0.338
0.67
0.067
0.74
1.01
1.75
88~89
77
2.37
0.338
0.80
0.080
0.88
0.88
68~88
76
2.15
0.338
0.73
0.073
0.80
0.88
1.68
68~9
0.338
0.00
0.000
0.00
10.13
10.13
7~8
66,70
3.69
0.338
1.25
0.125
1.37
147.51
148.88
8~9
67,71
2.90
0.338
0.98
0.098
1.08
148.88
149.96
9~10
68,72
3.39
0.338
1.15
0.115
1.26
177.89
179.15
10~11
69,73
4.27
0.338
1.44
0.144
1.59
179.15
180.74
三、污水管道水力计算
1、污水管道水力学设计的公式:
2、设计原则
查阅《室外给水设计规范》,其中对污水管道的一些设计参数做了规定。
本设计遵循以下原则:
(1)设计充满度
最大设计充满度
管径D或渠道高度H(mm)
最大设计充满度h/D或h/H
200~300
0.55
350~450
0.65
500~900
0.7
≧1000
0.75
(2)设计流速
为了保证管道内不产生淤积的流速,除不计算管段外,管道最小设计流速为0.6m/s。
(3)最小管径
在街道下的最小管径为300mm。
在进行管道水力计算时,由管道设计流量计算得出的管径小于最小管径时,应采用最小管径值。
这种管段称为不计算管段。
(4)最小设计坡度
当在给定的设计充满度条件下,管径越大,相应的最小设计坡度值也就越小。
管径不大于300mm时,最小设计坡度为0.003;较大管径的最小设计坡度由最小设计流速保证。
(5)污水管道埋设深度
A、车行道下最小覆土厚度不宜小于0.7m。
B、污水管段支管的最小埋深应大于0.6m。
C、该镇位于宁波境内,气候较温暖,冰冻线为0.6m。
综合以上几点因素,设计管道的最小覆土厚度为0.7m;起点埋深设为1.3m。
(6)污水管道的衔接
本设计方法均采用水面平接法进行管道衔接。
(7)其他
管道均采用钢筋混凝土管,粗糙系数为0.013。
3、主干管水力计算
各管段计算数据详见附表《污水管网管线水力计算表》;
4、污水泵站设计计算
在平坦地区,管道越埋越深,到某一深度时,施工变得复杂,费用猛增。
这时,可将下游管段的高程重新作为起端来设计。
上下游管段间则用泵站连接,把上游来水提升到下游管段内。
由附表可知,管线最大埋深不超过3m,综合考虑成本因素,可以不设提升泵站。
5、倒虹管设计计算
倒虹管一般规定:
应尽可能与障碍物正交通过,以缩短倒虹管长度。
穿越河道时,应选择在河床和河岸较稳定、不易被水冲刷的地段以及埋深较小的部位敷设。
管顶与河床的垂直距离一般不小于0.5m,工作管线一般不少于两条,当排水量不大时不能达到设计流量时,其中一条作为备用。
详见附图倒虹管示意图。
四、成果图绘制
包括:
污水管网设计平面图、剖面图,泵站下层图、剖面图,倒虹管示意图图。
详见附图。
雨水管道设计计算说明
一、划分排水流域和管道定线
查阅《室外给水设计规范》,其中对雨水管道的一些设计参数做了规定。
本设计遵循以下原则:
(1)尽量利用池塘、河浜受纳地面径流,最大限度地减少雨水沟道的设置。
受纳水体周围的地面径流可直接借地面排入水体。
(2)利用地形,就近排如地面水体。
雨水沟道应充分利用地形,就近排入水体,以降低造价。
(3)考虑采用明
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