给水排水 毕业设计 计算书.docx
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给水排水毕业设计计算书
给水管网设计
一、用水量计算
1、城市居住区综合用水量
式中:
q——最高日生活用水量定额m3/(cap·d)
p——居民区人口cap
f——自来水普及率,100%
2、工业企业生活和生产用水量
小学用水量给定为400m3/d
Q2=400m3/d=4.6L/s
3、浇洒道路和绿化用水量
浇洒道路用水可按浇洒面积以2.0~3.0L/(m2·d)计算;浇洒绿地用水可按浇洒面积以1.0~3.0L/(m2·d)计算。
道路面积130118m2,绿地面积97903.6m2。
Q3=2.5
130118+2.0
97903.6=521102.2L/d≈521m3/d
故:
设计年限内城市最高日用水量为:
最高时设计用水量为:
式中:
Kh——时变化系数,取1.3
4、清水池容积
因缺乏该城市用水变化规律资料,清水池容积,可凭运行经验,有效容积按最高日用水量的15%估算。
消防贮水量按2h火灾延续时间计算,水厂冲洗滤池和沉淀池排泥等生产用水,按最高日用水量5%计算,安全贮水量按前三项的1/6。
W1=15﹪×Qd=15﹪×3757.2=563.58m3
W2=2×3600×130÷1000=936m3
W3=5﹪×Qd=5﹪×3757.2=187.86m3
W=W1+W1+W1=563.58+936+187.86=1687.44
二、节点流量计算
1、比流量
Qs=(56.53-4.6)÷2380=0.02182L/(m·s)
2
、沿线流量:
3、节点流量:
qi=α∑ql 折算系数取α=0.5
管段1—2,2—3,3—6,6—9,8—9,7—8,4—7,1—4只有一侧配水,长度按一半算。
各节点加了工业集中用水量。
节点与沿线流量计算表
管段
管段长度m
沿线流量
节点
节点流量(L/s)
1--2
190
4.15
1
3.28
2--3
175
3.82
2
6.16
4--5
400
8.73
3
3.11
5--6
350
7.64
4
6.76
7--8
200
4.36
5
12.87
8--9
175
3.82
6
6.44
1--4
110
2.40
7
3.38
4--7
110
2.40
8
11.20
2--5
200
4.36
9
3.33
5--8
230
5.02
总计
56.53
3--6
110
2.40
6--9
130
2.84
总计
2380
51.93
三、管网平差计算
根据节点流量进行管段的初步分配流量,在平均经济流速范围内确定管径,再利用软件进行平差计算。
结果见下表,
管径与设计流量的关系:
q=Av=πD2v/4
D=(4q/πv)
公式中D—管段管径,m;
q—管段计算流量,m3/s;
A—管段过水断面面积,m2 ;
v—设计流速,m/s;
======================================================================
迭代次数=8
======================================================================
环号=1
闭合差=0.005
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)
13802000.5316.542.741.040.0630
22001000.564.387.481.500.3420
34002000.66-20.894.19-1.680.0803
42202500.75-36.713.89-0.860.0233
sqtotal=0.509dq=0.01
======================================================================
环号=2
闭合差=0.036
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)
13501000.766.0113.354.670.7780
22201000.372.903.550.780.2700
33501000.70-5.4611.21-3.920.7183
42001000.56-4.387.48-1.500.3420
sqtotal=2.108dq=0.01
======================================================================
环号=3
闭合差=0.021
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)
14002000.6620.894.191.680.0803
22301000.886.9317.404.000.5772
34001000.72-5.6812.05-4.820.8486
42201500.51-9.063.80-0.840.0922
sqtotal=1.598dq=0.01
======================================================================
环号=4
闭合差=0.015
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)
13501000.705.4611.213.920.7183
22601000.241.921.710.440.2315
33501000.18-1.411.00-0.350.2474
42301000.88-6.9317.40-4.000.5772
sqtotal=1.774dq=0.00
======================================================================
四、管网平差校核
(1)最大时水泵扬程
控制点9地面标高为33.9m,管网接入点地面标高为34.7m,所需服务水头为28m,从水厂到控制点的石头损失取1—2—3—6—9—1,因此二级泵站扬程为:
Hb=33.9-34.7+28+1.04+4.67+0.78+0.44=34.13m
故选用150S50(Q=130~220m3/h,H=40~52mN=37kwr=3.9m)型泵三台,两用一备。
(2)最高时加消防时校核
消防时核算,以最高时用水量确定的管径为基础,按最高用水量增加消防流量,查规范,该小区人数为1.3万,在同一时间内的火灾数为1,一次灭火用水量为15L/s。
从经济和安全方面考虑,将火灾处放在控制点9,分配流量后平差结果见下表。
水泵的扬程:
Hb=20.9m不超过二级泵站水泵扬程。
故管网不需放大管径,也不需增设消防水泵。
节点
节点流量(L/s)
1
3.27
2
6.16
3
3.11
4
6.76
5
12.87
6
6.44
7
3.38
8
11.20
9
18.33
总计
71.53
======================================================================
迭代次数=9
======================================================================
环号=1
闭合差=0.008
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)
13802000.6921.544.441.690.0783
22001000.755.8712.792.560.4359
34002000.89-28.117.25-2.900.1031
42202500.95-46.716.08-1.340.0286
sqtotal=0.646dq=0.01
======================================================================
环号=2
闭合差=0.032
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)
13501001.219.5126.689.340.9817
22201000.826.4015.023.300.5161
33501001.26-9.8728.73-10.051.0186
42001000.75-5.8712.79-2.560.4359
sqtotal=2.952dq=0.01
======================================================================
环号=3
闭合差=0.018
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)
14002000.8928.117.252.900.1031
22301001.4311.2337.218.560.7618
34001001.08-8.4625.20-10.081.1912
42201500.67-11.846.18-1.360.1149
sqtotal=2.171dq=0.00
======================================================================
环号=4
闭合差=0.023
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)
13501001.269.8728.7310.051.0186
22601001.259.8328.517.410.7538
33501001.08-8.5025.39-8.891.0460
42301001.43-11.2337.21-8.560.7618
sqtotal=3.580dq=0.00
======================================================================
(3)、最不利管路发生故障时校核
管网主要管线损坏必须及时检修,1—4管段为主要管线,假设1—4管段损坏,在检修时供水量要保证城市设计用水量的70%以上,在确定管径基础下,进行流量分配、平差计算结果见下表。
水泵所需扬程:
Hb=33.9-34.7+28+9.98+24.32+1.49=62.99m,大于泵的扬程,故当地给水部门要加强检修的能力,损坏的管段能迅速修复,尽量较小损失。
节点
节点流量(L/s)
1
2.29
2
4.31
3
2.18
4
4.73
5
9.01
6
4.51
7
2.37
8
7.84
9
2.33
总计
39.57
======================================================================
迭代次数=6
======================================================================
环号=1
闭合差=-0.012
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)
13501001.6112.6647.2616.541.3064
22201001.3310.4832.387.120.6798
33501000.252.001.840.640.3219
42001002.59-20.31121.60-24.321.1975
sqtotal=3.506dq=0.00
======================================================================
环号=2
闭合差=-0.020
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)
14002000.30-9.280.97-0.390.0419
22301000.514.026.401.470.3667
34001000.28-2.182.15-0.860.3936
42201500.26-4.551.11-0.240.0536
sqtotal=0.856dq=-0.01
======================================================================
环号=3
闭合差=-0.030
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)
13501000.25-2.001.84-0.640.3219
22601000.513.976.271.630.4108
33501000.211.641.300.450.2769
42301000.51-4.026.40-1.470.3667
sqtotal=1.376dq=-0.01
======================================================================
污水管网设计计算
一.污水管网布置
从小区平面图可知该地区地势西高东低,无明显分水线,可划分为一个排水流域。
街道支管布置在街区地势较低的一侧,干管沿小区中间自西向东布置。
二.街区编号并计算面积
将各街区标上号码,并按各街区的平面范围计算它们的面积,并标出排水方向。
街区编号
1
2
3
4
5
6
街区面积(ha)
3.7
3.0
3.2
4.2
6.1
7.7
三.设计流量的计算
居住区街坊人口密度420cap/ha,由于敬老院、小学、商务楼、行政楼规模较小,而且没有给定污水排放标准,所以平均日污水量标准定为200L/(cap.d),则每ha街区面积的生活污水平均流量(比流量)为:
q0=
=0.972(L/(s·ha))
污水干管设计流量计算表
管段
服务街区总面积ha
比流量L/(ha·s)
合计平均流量L/s
变化系数Kz
生活污水设计流量L/s
集中流量L/s
设计流量L/s
1~2
6.70
0.97
6.51
2.20
14.31
0
14.31
2~3
14.10
0.97
13.71
2.02
27.75
0
27.75
3~4
27.90
0.97
27.12
1.88
50.93
0
50.93
5~1
3.70
0.97
3.60
2.35
8.44
0
8.44
6~1
3.00
0.97
2.92
2.40
7.00
0
7.00
7~2
3.20
0.97
3.11
2.38
7.41
0
7.41
8~2
4.20
0.97
4.08
2.31
9.44
0
9.44
9~3
7.70
0.97
7.48
2.16
16.19
0
16.19
在确定流量后,便可以从上游管段开始依次进行干管各设计管段的水力计算,计算表如下:
管段编号
管道长度
设计流量Q(L/s)
管径D
坡度I
流速
充满度
降落量I·L(m)
标高
埋设深度
地面
水面
管内底
h/D
h
上端
下端
上端
下端
上端
下端
上端
下端
1~2
215
14.31
200
0.0064
0.81
0.55
0.11
1.376
33.70
33.20
31.39
30.01
31.28
29.90
2.42
3.30
2~3
350
27.75
300
0.0038
0.79
0.50
0.15
1.33
33.20
33.60
30.05
28.72
29.90
28.57
3.30
5.03
3~4
245
50.93
400
0.0030
0.81
0.50
0.2
0.735
33.60
33.20
28.77
28.04
28.57
27.84
5.03
5.36
5~1
220
8.44
200
0.0068
0.72
0.40
0.08
1.496
34.70
33.70
32.88
31.38
32.80
31.30
1.90
2.40
6~1
200
7.00
200
0.0076
0.71
0.35
0.07
1.52
33.70
33.70
32.87
31.35
32.80
31.28
0.90
2.42
7~2
200
7.41
200
0.0076
0.76
0.35
0.07
1.52
33.60
33.20
32.97
31.45
32.90
31.38
0.70
1.82
8~2
220
9.44
200
0.0038
0.60
0.50
0.1
0.836
33.20
33.20
32.60
31.76
32.50
31.66
0.70
1.54
9~3
250
16.19
200
0.0082
0.91
0.55
0.11
2.05
33.90
33.60
33.31
31.26
33.20
31.15
0.70
2.45
雨水管道设计计算
1.划分排水流域和管道定线
河两岸有多处排水口,既影响河水水质,又不利于城区的防洪排渍。
本设计的任务为河西岸地区,采用分流制排水系统,雨水集中采用一出水口。
2.划分设计管段
从管段上游往下游按顺序进行检查井编号。
3.划分并计算各设计管段的汇水面积
管段编号
管段长度
本段汇水面积
转输汇水面积
总汇水面积
1~2
180
3.62
10.09
13.71
2~3
340
2.65
23.98
26.63
3~4
150
2.14
33.13
35.27
5~6
200
3.48
0
3.48
6~1
220
6.61
3.48
10.09
7~8
230
4.16
0
4.16
8~2
200
6.11
4.16
10.27
9~10
260
2.34
0
2.34
10~2
220
4.16
2.34
6.5
单位面积径流量
雨水设计流量Q=q0·F
F——汇水面积。
(ha)
进行管段设计流量计算和水力计算
从管道起点开始,列表逐段进行流量计算和水力计算,确定D、υ、I,满足设计规定要求。
雨水管渠系统采用钢筋混凝土圆管(满度n=0.013)无压满流设计。
设计管段编号
管长
汇水面积
管内流行时间
单位面积径流量q0
设计流量
管径
坡度‰
流速
m/s
管道输水能力
坡降
m
设计地面标高
设计管内底标高
埋深
Σt2
t2
起点
终点
起点
终点
起点
终点
1~2
180
13.71
5.56
1.88
126.9
1740.3
1250
2.0
1.6
2000
0.36
34.7
33.6
30.81
30.45
3.89
3.15
2~3
340
26.63
12.80
3.50
92.86
2472.9
1350
2.0
1.62
2500
0.68
33.6
33.2
30.35
29.67
3.25
3.53
3~4
150
35.27
22.85
1.54
69.28
2472.9
1350
2.0
1.62
2500
0.3
33.2
33.2
29.67
29.37
3.53
3.83
5~6
200
3.48
0
3.03
184.4
641.90
900
2.0
1.1
670
0.4
33.7
33.7
32
31.6
1.7
2.1
6~1
220
10.09
3.03
2.53
147.2
1485.2
1100
2.0
1.45
1500
0.44
33.7
34.7
31.4
30.96
2.3
3.74
7~8
230
4.16
0
3.07
184.4
767.32
900
2.0
1.25
800
0.46
33.2
33.2
31.5
31.04
1.7
2.16
8~2
200
10.27
3.07
2.30
146.8
1508.1
1100
2.0
1.45
1550
0.4
33.2
33.6
30.84
30.44
2.36
3.06
9~10
260
2.34
0
3.83
184.4
431.62
700
2.0
1.13
450
0.52
33.9
33.6
32.3
31.78
1.6
1.82
10~3
220
6.5
3.83
2.72
139.9
909.88
1000
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2.12
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