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管道设计6470269

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管道 设计 6470269
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《 给水排水管道系统 》 课程设计计算说明书题 目:三亚市给水排水管网工程 学 院:市政与环境工程学院 专 业:给排水科学与工程 姓 名: 学 号: 指导老师:完成时间:2015 年 01 月 4 日 设计说明书一一 设计题目: 三亚 市给水排水管道工程设计。二二 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 320 8 + + +Ⅱ 350 4 + + +Ⅲ3、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 7000 吨/天,最大班用水量:3000 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) B 工厂,日用水量 5500 吨/天,最大班用水量:2000 吨/ 班,工人总数5000 人,分三班工作,最大班 2000 人,热车间占 30 %,使用淋浴者占 90 %;一般车间使用淋浴者占 10 %。3) 火车站用水量为 15 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:59 米,最低水位:50 米,常水位: 55 米。6、城市地面覆盖情况:地面种类 面积( %)屋面 50混凝土路面 20草地 30三、课程设计内容:1、城市给水管网扩初设计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;5)绘图(平面图、等水压线图)2、城市排水管网扩初设计。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)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(2 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)(2 号图) ;前言随着现代建设的发展,给水排水逐渐发展成一门国家重要学科。给排水工程可以分为给水管道工程和排水管道工程两大类。给水排水管道系统的学习应用在社会生活中已经表现出越来越重要的地位,城市的现代化建设都离不开给水排水。所以学好给水排水对我们将来建设现代化城市有极其重要的作用,我们很重视这次给水排水课程设计。我们这次课程设计的主要任务是某城市某地区的给水排水管道设计:它主要包括城市给水管网扩初设计和城市排水管网扩初设计。在设计过程中要首先仔细阅读设计任务书中的原始资料,对设计的该城市有全面的了解。给水排水管网工程是给水排水工程中很重要的组成部分,所需(建设)投资也很大,一般约占给水排水工程总投资的 50%同时管网工程系统直接服务于民众,与人们生活和生产活动息息相关,其中任一部分发生故障,都可能对人们生活、生产及保安消防等产生极大影响。 of a in be of of is in is So of is of On of we so of is of a in a it of of we to of in to a we to in is is 0% - 80% of of At it is to s of of 给水管网设计与计算 ......................................... 给水管网布置及水厂选址 .................................... 给水管网设计计算 .........................................污水管网设计与计算 ........................................ 污水设计流量计算 .......................................... 污水管道水力计算 ..........................................雨水流量设计 .............................................. 雨水管道的设计步骤 ........................................ 暴雨强度公式 .............................................. 雨水管道设计流量计算 ...................................... 雨水管道设计参数 .......................................... 部分雨水管道水力计算 ......................................实习总结 ..................................................给水管网布置及水厂选址该城市有一条自西向东流的水量充沛,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 b 虑要点有以下:(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。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)1000)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。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。)居住区综合生活用水 原始资料可知,该城市为三亚市,一区面积 370 公顷二区面积 2500 公顷,所以人口总数为一区; 18403270二区; 755总人数;118400+875000=993400该城市在河南省,总人口 人,查《室外排水设计规范 》可知该城市位于一区,为大城市。综合生活用水定额采用 350L/以居民区综合用水为:一区:Q 11=350×118400÷1000=41440000L/d= 12=350×875000÷1000=306250000L/d=s(2)工业用水量(1)工业企业职工的生活用水量 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 25L,高温车间每人每班 35L :Q 21=(25×5000×70%+35×5000×30%)÷1000=:Q 22=(25×3000×70%+35×3000×30%)÷1000=s(2)工业企业职工的淋浴用水量 工厂:Q 31(60×5000×30%×90%+5000×70%×10%×40)/1000=厂:Q 32(3000×30%×80%×60+3000×70%×20%×40)/1000=s(3)工业生产用水量 工厂:Q 41=厂:Q 42=81L/5=15L/市政用水量 L,每日 2,绿化用水量采用 d) 。本设计按每日每平方米路面每次用水量 2L 计算;每天浇洒 2 次,按每日浇洒 10%的总面积计算。绿化用水量按 4 L/ 61=(3700000×20%×2×2+3700000×30%×4×1)×10%÷1000= 62=(25000000×20%×2×2+25000000×30%×4×1)×10%÷1000=网漏水量 0%计算,所以未预见水量为:一区:Q 71= (41+ 20%= 72=(20%=筑设计防火规范》 ,本设计按分区供水,一区人口 ,二区人口 ,查得同一时刻的灭火次数为 3 次,一次灭火量为 80L/S。0×3=240L/S,火灾延续时间按 2h 计算,×60×60×240/1000=1728 m³=最高日用水量一区:Q=Q 11+ 41+ =Q 12+ 集中流量计算一区:q 1= q 2= 差类型反算水源压力2、计算公式柯尔-勃洛克公式 ^2.0*lg[k/()+^*D/ν计算温度:10℃ ν=部损失系数:源点水泵参数:无参数5、管网平差结果特征参数水源点编号 节点流量(L/s) 节点压力(m)1 小管径(m/s):小流速(m/s): 压力(m): 自由水头(m): 一区给水平差计算结果差类型事故校核2、计算公式柯尔-^2.0*lg[k/()+^*D/ν 计算温度:10℃ ν=部损失系数:源点水泵参数:无参数5、管网平差结果特征参数水源点编号 节点流量(L/s) 节点压力(m)1 小管径(m/s):小流速(m/s): 压力(m): 自由水头(m): 一区给水平差计算结果差类型消防校核2、计算公式柯尔-^2.0*lg[k/()+^*D/ν计算温度:10℃ ν=部损失系数:源点水泵参数:无参数5、管网平差结果特征参数水源点编号 节点流量(L/s) 节点压力(m)1 小管径(m/s):小流速(m/s): 压力(m): 自由水头(m): 一区给水平差计算结果差类型反算水源压力2、计算公式柯尔-^2.0*lg[k/()+^*D/ν计算温度:10℃ ν=部损失系数:源点水泵参数:无参数5、管网平差结果特征参数水源点编号 节点流量(L/s) 节点压力(m)1 小管径(m/s):小流速(m/s):0 压力(m):0 自由水头(m): 二区给水平差计算结果差类型事故校核2、计算公式柯尔-^2.0*lg[k/()+^*D/ν计算温度:10℃ ν=部损失系数:源点水泵参数:无参数5、管网平差结果特征参数水源点编号 节点流量(L/s) 节点压力(m)1 小管径(m/s):小流速(m/s):0 压力(m): 自由水头(m): 二区给水平差计算结果差类型消防校核2、计算公式柯尔-^2.0*lg[k/()+^*D/ν计算温度:10℃ ν=部损失系数:源点水泵参数:无参数5、管网平差结果特征参数水源点编号 节点流量(L/s) 节点压力(m)1 小管径(m/s):小流速(m/s):0 压力(m):0 自由水头(m): 水池调节容积的计算一区:5%×m³%×m³×60×60×240÷1000=1728 m³ 6==w1+w2+w3+m³二区:5%×%××60×60×240÷1000=1728 m³ 6==w1+w2+w3+二章 污水管道的节点与管段污水管道的管道必须与所服务的所有用户连接,将用户排放的污水收集汇总到较大的管道中,再汇总到污水输送干管中,然后输送到污水处理厂。在工程上,将连接用户的污水管道称为连接管,将主要承担污水输送功能的大型管道称为输送干管,将连接管与输送干管之间的收集连接管中污水的管道称为污水干管。在污水收集和输送过程中,污水管道的流量从管道的起始端到末端不断地增加,管道的直径也随之不断增加。为了污水管道连接和清通方便,污水管道的交叉连接处以及直线管道上每隔一定距离需要设置检查井。由于污水管道中的水流是重力流,水面高度亦逐渐降低,因此需要逐渐增加污水管道的埋设深度,形成满足污水流动的水力坡度。当管道埋设深度太大时,会使管道施工困难,造价增加。所以,在大型污水管道中经常需要增加设置提升泵站,将污水提升到一定高度 ,以减小管道的埋设深度。在地形坡度较大的地区,为了满足污水管道最小埋深的要求,防止管道受到地面荷载冲击或被冻坏等,需要设置跌水井,以提高管道的埋深。污水管道设计计算的重要任务是计算管道中不同地点的污水流量,各管段的直径,埋深和衔接方式等。在设计计算时,将污水管道中流量和管道敷设坡度不变的一段管道称为管段,将该管段的上游端汇入污水流量和该管段的收集污水量作为管段的输水流量,称为管段设计流量。每个设计管段的上游端和下游端称为污水管道的节点。污水管道节点处一般设有检查井,但并不是所有检查井处均为节点,如果检查井未发生跌水,且连接的管道流量和坡度均保持不变,则该检查井可不作为节点,即管段上可以包括多个检查井。设计管段的流量确定污水管道水力计算,是从上游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。污水管道的设计流量包括生活污水设计流量和工业废水设计流量两大部分。查居民生活污水量定额,通常生活污水量为同周期给水量的80%假定该区给水排水系统完善,则综合生活用水定额为350×280 /()d。则生活污水比流量为一区:q s=280×6400=厂排出的工业废水作为集中流量排入污水管道,经过收集与城市污水管网汇合进入污水厂处理。最小设计坡度在污水管网设计时,通常使管道敷设坡度与设计区域的地面坡度基本一致,在地势平坦或管道走向与地面坡度相反时,尽可能减小管道敷设坡度和埋深对于降低管道造价显得尤为重要。但由该管道敷设坡度形成的流速应等于或大于最小设计流速,以防止管道内产生沉积。因此,将相应于最小设计流速的管道坡度称为最小设计坡度。从水力计算公式可知。设计坡度与设计流速的平方成正比,与水力半径的4/3 次方成反比。规范只规定最小管径对应的最小设计坡度:管径 200最小设计坡度为 径 300最小设计坡度为 大管径的最小设计坡度由最小设计流速保证。污水管道埋设深度污水管道的埋设深度是指管道的内壁底部离开地面的垂直距离,亦称管道埋深。管道的顶部离开地面的垂直距离称为覆土厚度。污水管道的最小覆土厚度,一般应满足下述三个因素的要求。1)防止管道内污水冰冻和因土壤冰冻膨胀而损坏管道;2)防止地面荷载而破坏管道3)满足街区污水连接管衔接的要求。污水管道的衔接管道衔接时要遵守两个原则:其一,避免上游管道形成回水,造成淤积;其二,在平坦地区应尽可能提高下游管道的标高,以减少埋深。管道的常用衔接方法有两种:一为水面平接(管径相同时采用) ;二为管顶平接(管径不同时采用) 。道水力计算由于管线太长,环路太多,为便于计算,选取一区其中的一个完整的设计管段 9行计算。本设计只选择了一区一条干管污水管,各管段设计流量见表:第三章 水管道的设计步骤1)收集并整理设计地区的各种原始资料作为设计的基本依据;2)划分排水流域,进行雨水管道定线;3)划分设计管段。将两个检查井之间流量没有变化,而且管径、流速和坡污 水 计 算 书管段编号管长(m)本段平均流量(l/s)转输平均流量(l/s)总变化系数l/s)管径(度流速(m/s)充满度(h/D)起点地面高(m)终点地面高(m)起点管底高(m)终点管底高(m)起点管底埋深(m)终点管底埋深(m)管材1 00 钢筋混凝土管200 钢筋混凝土管300 钢筋混凝土管400 3 钢筋混凝土管8 00 6 钢筋混凝土管7 00 钢筋混凝土管6 00 钢筋混凝土管度陡不变的管段称为设计管段。并自管段上游向下游依次进行设计管段编号。4)划分并计算各设计管段的汇水面积。5)根据规划地区所在地,查的区域综合径流系数;6)确定重现期和地面积水时间;7)确定管道的埋深与衔接。管道埋深要求,必须保证管顶的最小覆土厚度,在车行道下一般不高于 水管道的衔接,宜采用管顶平接。8)确定单位面积径流量;9)设计流量计算;10)进行雨水管道水力计算,确定雨水管道的坡度、埋深和管径;雨强度公式根据数理统计理论,暴雨强度 i(或 q)与降雨历时 t 和年重现期 p 之间关系,可用一个经验函数表示,称为暴雨强度公式。其函数形式可以有多种。根据不同地区的使用情况,可以采用不同的公式。查我国《室外排水设计规范》(1997)中海口市暴雨强度公式为: (水管道设计流量计算雨水管道的作用,是最大可能地排除汇水面积上产生的最大径流量,而最大径流量的确定是设计雨水管道管径的重要依据。对于城市雨水管道汇集雨水径流的面积较小,因此,可采用小汇水面积暴雨径流推理公式计算雨水管道的设计流量。雨水设计流量计算公式Q=Ψ全部面积作为汇水面积,所得雨水流量最大,可以作为雨水管道的设计流量。降落在地面上的雨水在沿地面流行的过程中,一部分雨水被地面上的植物,洼地,土壤或地面缝隙截留,剩余的雨水在地面上沿地面坡度流动,称为地面径流。如果汇水面积由径流系数不同的地面组合而成,则整个汇水面积上的平均径流系数 Ψ可按各类地面的面积用加权平均法计算。不同地面的径流系数 :(表 3 地面种类 屋面 混凝土路面 草地径流系数 Ψ 整个汇水面积上的平均径流系数 Ψ可按各类地面的面积用加权平均法计算:∑式中: i 总汇水面积;所以,三亚市 =集水时间与折减系数集水时间是指雨水从汇水面积上的最远点流到设计的管道断面所需要的时间,记为 t ,常用单位为 水时间 t 由地面集水时间 雨水在管道中流到该设计断面所需的流行时间 成,用下式表示:21260 式中 (m) 地面集水时间 距离长短,地形坡度和地面覆盖情况而定,一般采用5~15数 m,的取值如下:暗管的折减系数 m=2;明渠折减系数 m=在陡坡地区,采用暗管时的折减系数 m=。重现期确定重现期要考虑设计地区建设的性质、功能、淹没后果的严重性、地形特点、汇水面积的大小和气象特点等。一般情况下,低洼地段采用的设计重现期应大于高低,干管采用的重现期应大于支管,工业区的设计重现期应大于居住区。市区采用的重现期应大于郊区。经查表可知,海口市的设计重现期为 1设计取 1a。雨水管道水力计算设计参数为了避免发生淤积和冲刷,保证雨水管道的正常工作, 《室外排水设计规范》对雨水管道水力计算的基本参数做了如下规定:1)设计充满度由于雨水较污水清洁得多,对环境的污染较小,因暴雨径流量大,而相应的较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会很长,且从减少工程投资的角度来讲,雨水管渠允许溢流。故雨水管渠的充满度按满流考虑,即 h/D=1,明渠则应有等于或大于 超高,街道边沟应有等于或大于 超高。2)设计流速因为雨水管道内的沉淀物一般是泥沙、煤渣等,为防止雨中所夹带的泥沙等无机物在管道内淤积而堵塞管道, 《室外排水设计规范》规定,雨水管道的最小设计流速为 s。而明渠由于便于清除疏通,可采用较低的设计流速,一般明渠内最小设计流速为 水管道最大设计流速为:金属管道为10m/s,非金属管道为 4m/s。为了不被淤积和冲刷,雨水管道的设计流速应在最小流速和最大流速之间选取最小坡度,为了保证管内不发生沉积,雨水管内的最小坡度应按最小流速计算确定。在街区内,一般不宜小于 街道下,一般不宜小于 水口连接管的最小坡度不小于 小管径为了保证管道在养护上的便利,便于管道的清除阻塞,雨水管道的管径不能太小,因此规定了最小管径。街道下的雨水管道,最小管径为 300应的最小坡度为 坊内部的雨水管道,最小管径一般采用 200应的最小坡度为 分雨水管道水力计算雨水计算书 设计参数:重现期(年):折减系数:沟折减系数:认地面集流时间(分): 顶平接 最小覆土深度(米): 最大冻土深度(米):圆管最大直径(毫米) 2000:地区: 海口 默认管材: 高密度聚氯乙烯双壁波纹管(×(1+C×雨强度公式: i=t+B)** A=B=C=D=E=段编号 管段长度(m) 集流时(暴雨强度(mm/输面(m**2)汇流面(m**2)设计流量(m**3/s) 管径(宽度(度流速(m/s)起点井坐标 终点井坐 标 终点地面标高(m)起点管底标高(m)终点管底标高(m)起点管底埋深(m)终点管底埋深(m) 管 材1 3 01 锌钢管4镀锌钢管8 实习总结两周的设计时间很快过去了,虽然时间很短,但是我感觉学习了很多,它把我们平时学习的课本知识应用到实际中。通过两周的设计,感觉自己对设计的过程有了很大的了解,在设计过程中遇到很多的不懂的问题,通过这次设计都显露出来了。在老师同学的帮助下,很多问题都解决了,最终完成了本次设计。本次设计是一次系统化的设计,包含除了建筑给排水管道外的其它给排水管道设计,设计内容包含了供水,排水,雨水,管道定线,管道埋深,雨量计算,方案选择,等给水排水的大部分内容。通过这次设计,积累了大量的知识和经验,对以后的设计做了很好的基础准备。在以后的设计中能很快进入状态。知道如何进行设计,设计程序,设计需要的资料等。通过这次设计,使我得到了一次综合训练,我们把以前学到的分散、零乱的知识,进一步加强与巩固,并使之系统化,理论和实际相结合,加深了我们对城市给水的整体性理解和认识。使我在查阅文献、编写计算书和说明书、计算机绘图等各方面的技能也得到了相应的提高。这次设计让我认识到城市中的给水工程,事关人们的生产、生活和生命财产的安全,其设计的好坏将影响整个城市的供水安全性,千万不能大意马虎。特别重要的是通过此次设计,锻炼了我发现问题、分析问题、解决问题的能力,尤其是独立处理问题的能力,使我获得了宝贵的设计经验。
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