给排水课程设计_2

武汉工业学院《管网课程设计》课程设计说明书设计题目：武汉市给水排水管网系统设计
姓名丁一
学院土建学院
专业给排水科学与工程
学号1406070025
指导教师覃晶晶
2016年12 月30 日
第一章设计总说明
1.1 设计题目
湖北省武汉市给水排水管网系统设计
1.2 设计任务及要求
根据所给城市平面布置图，通过调查及搜集有关技术资料，正确选择管网布置方案，独立完成指定设计题目的扩大初步设计，并提出规定的设计文件。

通过课程设计使学生初步掌握给排水管网设计的一般原则、步骤和方法，能综合运用已学过的知识，培养综合分析问题、解决问题的能力，以及相应的设计技巧，同时还将培养设计工作中实事求是、严格、准确的科学态度和工作作风。

1.3 设计依据
（一）图纸
该城镇总平面规划图一张，比例1:10000。

（二）自然资料
该城镇自然资料如下：
土层：属非自重湿陷性黄土地区
地震烈度：5级
地下水深：地面以下6m见地下水
最高气温：39℃
最低气温：－5℃
冰冻深度：0.5m
（三）用（排）水资料
（1）大用户
（2）综合生活用水量
人口密度ρ为500 cap/ha，街坊总面积为618.3ha，道路面积392ha，综合生活用水定额（最高日）q为400L/(cap·d)，（平均日）为300 L/(cap·d)。

（3）雨水设计流量
径流系数ψ为0.6 ，地面集水时间t1＝60 min，设计重现期P取 1 a，
暴雨强度公式为，干管起点埋深不得小于1.2m
第二章 给水管网设计说明
2.1全镇用水量分析与设计用水量计算
综合生活用水量Q 1=500×618.3×400÷1000=123660（m³/d ） 工业企业用水量Q 2=3200+4000+1800+1200+600=10800（m 3/d ） 浇洒道路和绿地用水量
Q 3=（3×382+2×49.9）÷1000×10000=12456.5（m 3/d ）
管网漏损及未预见用水量Q 4=0.2×（Q 1+ Q 2+ Q 3）=29383.3（m 3/d ） 消防用水量Q 6 =65×2=130（L/s ）
最高日用水量Q d = Q 1+Q 2+Q 3+Q 4 =165499.8（m 3/d ）取166000 m 3/d 最高时用水量T
Q K Q d
h
h ==9289（L/s ） 2.2给水管网的布置与定线
2.3比流量、沿线流量、节点流量的计算
比流量Σl
Σq
Q q -=
s （L/(s ·m)）=0.1227（L/(s ·m)） 沿线流量l q q s l =（L/s ） 节点流量l i 5.0q q ∑=（L/s ）
2.4管网平差
————————————————初分配————————————————
第1环
编号流量损失hf'
19 1375.63 0.77 1.04
21 641.46 1.33 3.84
-20 -521.05 -0.86 3.06
-2 -1150 -0.77 1.23
总h= 0.4777 总hf'= 9.1678
△q= -52.1056
第2环
编号流量损失hf'
20 521.05 0.86 3.06
24 505.67 1.68 6.15
-25 -212.81 -1.39 12.09
-3 -521.05 -1.18 4.2
总h= -0.0305 总hf'= 25.4943
△q= 1.1956
第3环
编号流量损失hf' 25 212.81 1.39 12.09
28 280.34 1.64 10.83
-26 -63.25 -2.58 75.62 -4 -212.81 -1.11 9.62
总h=-0.6593 总hf'= 108.1571
△q= 6.0954
第4环
编号流量损失hf'
26 63.25 2.58 75.62
27 101.38 1.15 20.98
-6 -21.2 -2.17 189.48 -5 -63.25 -1.91 55.94
总h=-0.3484 总hf'= 342.0187
△q= 1.0187
第5环
编号流量损失hf' 18 641.46 1.03 2.96
22 269.76 2.44 16.77
-23 -505.67 -1.01 3.69
-21 -641.46 -1.33 3.84
总h= 1.1321 总hf'= 27.2559
△q= -41.5354
第6环
编号流量损失hf' 23 505.67 1.01 3.69
30 303 2.12 12.97
-29 -280.34 -1.4 9.22
-24 -505.67 -1.68 6.15
总h=0 .055 总hf'= 32.0306
△q= -1.7163
第7环
编号流量损失hf' 29 280.34 1.4 9.22
31 209.97 2.23 19.63
-32 -101.38 -2.29 41.83 -28 -280.34 -1.64 10.83
总h= -0.3085 总hf'= 81.5152
△q= 3.7843
第8环
编号流量损失hf'
32 101.38 2.29 41.83
33 102.9 2.04 36.68
-7 -86.48 -1.7 36.44
-27 -101.38 -1.15 20.98
总h=1.4781 总hf'= 135.936
△q= -10.8735
第9环
编号流量损失hf' 17 269.76 2.84 19.48
16 217.37 2.43 20.71
-39 -303 -2.6 15.89
-22 -269.76 -2.44 16.77
总h=0 .2253 总hf'= 72.8584
△q= -3.0921
第10环
编号流量损失hf' 39 303 2.6 15.89
38 175.51 3.43 36.15
-37 -209.97 -2.55 22.53 -30 -303 -2.12 12.97
总h= 1.3496 总hf'= 87.5518
△q= -15.415
第11环
编号流量损失hf' 37 209.97 2.55 22.53
36 84.67 5.48 119.86
-35 -102.9 -3.08 55.36 -31 -209.97 -2.23 19.63
总h= 2.7329 总hf'= 217.3923
△q= -12.5711
第12环
编号流量损失hf' 35 102.9 3.08 55.36
34 41.11 6.09 274.56
-8 -182.44 -1.05 10.67 -33 -102.9 -2.04 36.68
总h=6.0812 总hf'= 377.2739
△q= -16.1187
第13环
编号流量损失hf' 15 175.51 3.01 31.79
40 39.87 12.4 576.21
-41 -84.67 -5.13 112.21 -38 -175.51 -3.43 36.15
总h= 6.8615 总hf'= 756.363
△q= -9.0717
第14环
编号流量损失hf' 41 84.67 5.13 112.21
-45 -15.72 -3.83 451.35 -42 -41.11 -6.13 276.17 -36 -84.67 -5.48 119.86
总h= -10.3115 总hf'= 959.595
△q= 10.7457
第15环
编号流量损失hf' 42 41.11 6.13 276.17
-43 -16.8 -2.83 312.07
-9 -186.51 -1.87 18.59
-34 -41.11 -6.09 274.56
总h= -4.6676 总hf'= 881.3939
△q= 5.2957
第16环
编号流量损失hf' 14 39.87 9.63 447.21
-13 -7.67 -1.97 476.2
46 15.72 2.34 276.08
-40 -39.87 -12.4 576.21
总h= -2.4059 总hf'= 1775.7031
△q= 1.3549
第17环
编号流量损失hf'
-46 -15.72 -2.34 276.08
-12 -71.9 -2.74 70.48
44 16.8 3.46 381.6
45 15.72 3.83 451.35
总h= 2.2129 总hf'= 1179.5048
△q= -1.8761
第18环
编号流量损失hf'
-44 -16.8 -3.46 381.6
-11 -102.59 -1.26 22.76
-10 -148.88 -1.41 17.59
43 16.8 2.83 312.07
总h= -3.3057 总hf'= 734.0144
△q= 4.5036
——————————第19次平差——————————第1环
编号流量损失hf'
19 1287.2 0.68 0.99
21 631.04 1.29 3.78
-20 -594.08 -1.1 3.42
-2 -1238.43 -0.88 1.31
总h= -0.0007 总hf'= 9.4991
△q= 0.0763
第2环
编号流量损失hf'
20 594.08 1.1 3.42
24 520.99 1.77 6.31
-25 -231.55 -1.62 12.99
-3 -536.45 -1.25 4.3
总h=0 .0011 总hf'= 27.0208
△q= -0.0392
第3环
编号流量损失hf'
25 231.55 1.62 12.99
28 296.17 1.82 11.35
-26 -60.41 -2.37 72.71
-4 -209.47 -1.07 9.49
总h= -0.0059 总hf'= 106.5422
△q=0 .0551
第4环
编号流量损失hf'
26 60.41 2.37 72.71
27 120.87 1.59 24.37
-6 -20.7 -2.08 185.69 -5 -62.75 -1.88 55.57
总h=0 .0036 总hf'= 338.3396
△q= -0.0107
第5环
编号流量损失hf' 18 563.45 0.81 2.65
22 219.85 1.67 14.09
-23 -552.97 -1.19 3.98
-21 -631.04 -1.29 3.78
总h=0 .001 总hf'= 24.5026
△q= -0.0417
第6环
编号流量损失hf' 23 552.97 1.19 3.98
30 304.95 2.15 13.04
-29 -298.56 -1.57 9.73
-24 -520.99 -1.77 6.31
总h= -0.0063 总hf'= 33.0602
△q= 0.1901
第7环
编号流量损失hf' 29 298.56 1.57 9.73
31 212.67 2.28 19.85
-32 -94.88 -2.03 39.54 -28 -296.17 -1.82 11.35
总h=0 .0063 总hf'= 80.4607
△q= -0.0785
第8环
编号流量损失hf'
32 94.88 2.03 39.54
33 101.87 2 36.37
-7 -105.47 -2.46 43.16 -27 -120.87 -1.59 24.37
总h= -0.0224 总hf'= 143.4328
△q= 0.1563
第9环
编号流量损失hf' 17 241.66 2.31 17.74
16 189.27 1.88 18.41
-39 -298.44 -2.53 15.69 -22 -219.85 -1.67 14.09
总h= -0.0051 总hf'= 65.9244
△q= 0.0778
第10环
编号流量损失hf' 39 298.44 2.53 15.69
38 150.84 2.59 31.77
-37 -227.44 -2.96 24.12 -30 -304.95 -2.15 13.04
总h=0 .0065 总hf'= 84.6286
△q= -0.0773
第11环
编号流量损失hf' 37 227.44 2.96 24.12
36 51.53 2.18 78.52
-35 -100.13 -2.92 54.09 -31 -212.67 -2.28 19.85
总h=-0.0567 总hf'= 176.5738
△q=0 .3212
第12环
编号流量损失hf' 35 100.13 2.92 54.09
34 8.74 0.35 73.39
-8 -200.4 -1.25 11.56 -33 -101.87 -2 36.37
总h=0.0194 总hf'= 175.406
△q= -0.1106
第13环
编号流量损失hf' 15 167.52 2.76 30.56
40 31.76 8.14 474.72
-41 -110.6 -8.41 140.89 -38 -150.84 -2.59 31.77
总h=-0.0972 总hf'= 677.9416
△q= 0.1434
第14环
编号流量损失hf' 41 110.6 8.41 140.89
-45 -7.46 -0.96 239.18 -42 -37.58 -5.19 255.81 -36 -51.53 -2.18 78.52
总h=0 .0758 总hf'= 714.4048
△q= -0.1062
第15环
编号流量损失hf'
42 37.58 5.19 255.81
-43 -18.77 -3.48 342.96 -9 -172.1 -1.61 17.36 -34 -8.74 -0.35 73.39
总h=-0.2452 总hf'= 689.5259
△q= 0.3556
第16环
编号流量损失hf' 14 39.99 9.68 448.38
-13 -7.55 -1.91 469.74 46 6.16 0.41 124.21
-40 -31.76 -8.14 474.72
总h=0 .0395 总hf'= 1517.0448
△q= -0.0261
第17环
编号流量损失hf' -46 -6.16 -0.41 124.21 -12 -62.21 -2.09 62.31
44 10.11 1.35 247.49
45 7.46 0.96 239.18
总h= -0.192 总hf'= 673.1841
△q= 0.2852
第18环
编号流量损失hf' -44 -10.11 -1.35 247.49 -11 -86.21 -0.91 19.62 -10 -132.5 -1.14 15.93 43 18.77 3.48 342.96
总h=0 .0719 总hf'= 626.0027
△q= -0.1149
第19次平差完已达到要求。

管段配水流量：
管段流量及管径：
2.5各节点水压
2.6二级泵站
2.2.1 二级泵站流量计算
当管网中不设水塔时，任何小时二级泵站供水量都等于供水量。

这时二级泵站应该满足最高日最大时供水量。

因为用水量每日每时都在变化，所以二级泵站应该有多台泵并且大小搭配，以便供给每小时用水变化，同时保证水泵高效运转。

二级泵流量应该按最高日最大时计算1666.66L/s,并且按照此流量确定管径。

2.2.2 二级泵扬程计算
污水塔的管网，由泵站直接输水给用户时，其静扬程等于清水池最低水位与管网控制点所需水压标高的高程差。

无水塔时二级泵的扬程为
以12点为控制点，
H=99.35m。

1
2
第三章排水管道设计内容
3.1 排水体制
合理选择排水体制是城市污水管道设计的重要内容。

排水体制需要满足当地环境保护和技术经济等问题，环境保护是排水体制中需要考虑的重要问题。

分流制是将生活污水、工业废水和雨水分别放在两个以上独立的管渠排除系统。

从环保方面看，分流制将生活污水全部送至污水厂处理与合流制比较较为灵活，截流干管尺寸不算大，比较容易适应城市发展需要，一方面又符合城市卫生需求。

综上所述，同时考虑到该地区雨季降雨比较大，且环保要求高，所以选择完全分流制排水体制。

3.2 排水系统的布置
本设计主要采用正交式和截留制布置形式。

根据该地区地形分析，本设计污水排水系统主要采用截留式布置，雨水系统主要采用正交式布置。

3.3 污水管道系统设计
3.3.1 污水处理厂选址
本设计中污水处理厂应该设计在城市西南角，位于主导风向下风向，城市河流下游，靠近河岸边，周围300m无居民。

其依据为：
（1）该地区主导风向为南风，厂址选在城市西南角，可以减少污水处理厂臭气对城市环境所产生的影响。

（2）污水厂建在城市河流下游，避免城市取用水质的影响。

（3）污水厂建在地势较低处，有利于污水管道的重力流动，故设在河流下游岸边。

3.3.2 污水管道定线
污水管道的布置和定线遵循了如下原则：
（1）管道系统布置符合地形趋势，一般顺坡排水，取短捷路线，每段
管道对应适当的服务面积，汇水面积主要依据地形确定。

（2）尽量减少或避免管道穿越不易通过的地带和构筑物，如高地、地
质不良地带等。

如必须穿越，要采取必要的处理措施。

（3）安排好控制点的高程。

一方面应保证汇水面积的水均能排出，并
考虑发展，在埋深上适当留有余地；另一方面又应避免照顾个别控制点而增加全
线管道的埋深。

（4）管道坡度骤然变陡时，可适当改变最小管径规定，可由大管径变
为小管径。

当D=200-300mm时，只能按生产规格减小一级；当D>400mm时，应根据水力计算确定，但管径减小不得超过两级。

（5）管道最小流速为0.6m/s,管道坡度尽可能徐缓。

（6）当污水管道下游是泵站或处理厂时，为了保证安全排水，在条件
允许的情况下，可在处理厂之前设置事故溢流口，但要征得环保部门的同意。

3.4街区编号，计算街区面积划分设计管段，计算本段流量、转输流量和各管段设计流量，
3.2进行污水管道水力计算（确定各管段的管径、坡度、流速、充满度、水面标高、管内底标高和管道埋深等）
3.3绘制污水管道平面图和纵剖面图
地面标高
埋设深度（m）管内底标高（m）管段长度(m)地面标高
70.25
70.1070.0670.45
70.8070.2570.00 2.62
2.97
3.313.77
4.42
5.405.55 3.173.31
3.57
4.32
5.10
第四章雨水管道设计内容
4.1 雨水管道设计一般规定
4.1.1 雨水管道设计一般规定
（1）充满度：一般按满流计算。

（2）流速：①满流时最小流速一般不小于0.75m/s
②起始管段地形平坦，最小设计流速不可小于0.6m/s
③最大允许流速同污水管道
（3）最小管径、坡度：①雨水支干最小管径300mm,最小设计坡度0.003；
②雨水口联络最小管径200mm,设计坡度不小于0.002。

（4）覆土或埋深：①最小覆土在车行道下一般不小于0.7m；
②局部条件不允许时，须对管道进行包封加固；
③最大覆土厚度与理想覆土同污水管道。

（5）管渠连接与构筑物的连接：①管道在检查井内连接，一般采用管顶平接；
②相同管径的管段采用水面平接，不同断面管道必要时可以采用局部管段管底平接。

4.1.2 雨水管道布置与敷设
从该城区的平面图和资料可以得知该城区地形平坦，无明显分水线，故排水流域按城市主要街道汇水面积划分。

河流位置确定了雨水出口的位置，雨水出口位于河岸边。

由于河流的洪水水位低于该城区地面的平均标高，所以雨水
可以靠重力排入河流，不用设雨水泵站。

河流的位置确定了雨水出口位置，雨水出口位于河岸边，由于该地区地势以一定坡度坡向河流，地形对排出雨水有利，拟采用分散出口的雨水管道布置形式，雨水干管基本垂直于等高线，即正交式布置，这样雨水能以最短距离靠重力流分散就近排入水体。

正交式布置的干管长度短、管径小，因而经济，雨水排出较迅速。

4.2划分排水流域，进行管道定线，划分设计管段
4.3
（1）划分并计算各设计管段的汇水面积
（2）确定径流系数ψ、设计重现期P、地面集水时间t1等参数
（3）求各管段设计流量
（4）进行雨水管道水力计算（确定各管段的管径、坡度、流速、管内底标高和管道埋深等）
雨水设计流量：
径流系数ψ为0.6 ，地面集水时间t1＝60 min，设计重现期P取 1 a，暴雨强度公式为，干管起点埋深不得小于1.2m
t=t1+t2
4.4绘制雨水管道平面图和纵剖面图
地面标高
埋设深度（m）管内底标高（m）管段长度(m)地面标高70.40
11.07 6.86 5.02 3.24 2.86 2.32 2.30
70.2570.1070.0670.4570.8071.25
第五章总结
这次管网课程设计让我收获了很多，通过自己亲手设计铺设管道以及相关的水力计算使得我更加熟练的掌握了这门课程。

设计过程中遇到了很多困难，在此感谢老师和同学们的悉心帮助。

参考文献
1．《给水排水管网系统》（第三版）中国建筑工业出版社，严熙世刘遂庆主编，2014
2. 《常用资料》（第4册）中国建筑工业出版社王兆才主编。