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1、徐州工业职业技术学院城市给排水管道工程课程设计设计计算说明书姓 名设计题目 城镇给排水工程规划所属系部班 级学 号指导教师目录第一章 绪论1.1 工程概况与设计资料1.1.1 自然概况题目工程所在地选徐州市，各镇地质、水文、气象资料相同，详 见下面的说明：（ 1）地理位置城镇位于江苏省西北部， 地处苏、鲁、皖三省交界， 介于北纬 340 24 3740 6 9、东经 116 1 16 716 1 52 之间。1.3.2 地形地貌 城区属黄泛冲击平原，地势低洼平坦。地面高程一般在38.3 41.5m （与条件图不符时，以图纸为准）之间，西南略高于东北，地 面坡降为 1/3000 1/7000 。
2、（2）地质 城区大地构造位于山东台背斜与河淮台向斜交界部位。构造属黄 河下游苏、鲁、豫、皖一带新生界凹陷区边缘。按国家地震裂度区划 分，城区基本烈度为 7 度。最大冻土层深度 24cm（ 3 ）水文地质主城区一般桃汛在 3 月中旬至 4 月底出现，雨量一般在 40mm 左 右，入汛一般在 6 月底至 7 月中旬。出汛一般在 8 月底至 9 月中旬。汛期雨量大小不等，汛期天数长短不等，少则20多天，多则150多天。根据水文站多年测报资料：河流常年平均水位36.5m，二十年一遇水位40m （与条件图不符时，以图纸为准），高于规划区大部分主 城区。河流最大流量350立方米/秒，最大流速2.34米/秒
3、，洪水频率 百年一遇542毫米、五十年一遇458毫米、二十年一遇349毫米、十 年一遇266毫米、五年一遇185毫米，最大含沙量49.7公斤/立方米 （1965年统计），最小含沙量 14.2公斤/立方米（1968年统计）。 由于河床高，水位低，流程短，只在丰水期作季节性通航。1510.7（1*0.514） IJ歸* 我严暴雨强度公式：（4）地下水主城区海拔较低，平均在 38.341.5m左右，地下水位较浅，但水质差。地下水源主要分布于松散沉积层， 该沉积层较厚，深度达300m 以上，共分五个承压含水组， 储水量为1520m3/Km2，可供幵采的是第二、三层承压含水岩组，深埋分别为 80120m
4、和200m左右, 地下水流向为西西南至北北东。（5）气候属暖温带半湿润季风气候区，四季分明，日照充足，年平均气温在15 C左右，最冷月（一月）平均气温零下1.5 C左右；最热月（七月）平均气温27.9 C左右。年平均降水量 630.44mm 左右，无霜期200 天左右。1.1.2 工程概况与水量计算各镇建筑以 6 层建筑为主，街区面积可由图中量取，人口密度按宿舍床位号分别选用，1号采用280人/ha、2号采用300人/ha、3号采用320人/ha、4号采用350人/ha、5号采用380人/ha、6号采用400人/ha、7号采用420人/ha ;工业企业用（污）水量以 8.8、13.5、 19.
5、1 、 23.2、 25.8L/S 等数据选取。1.2 设计步骤1.2.1 设计准备阶段：（ 1 ）熟悉设计任务书，明确设计任务。（ 2）收集、准备相关设计手册、规范、图集、参考书等资料。1.2.2 设计方法和步骤（ 1 ）确定供水形式、排水体制;（2）场（给水厂 /污水厂）址选择;（ 3）确定供（排）水方案，进行管网定线;（ 4）流量与水力计算;（ 5）设备与构筑物选型;（ 6）工程量统计。1.2.3 绘制设计图纸包括给水排水管道总平面图、主干管纵剖面图和节点详图。1.2.4 编制设计说明书1.3 设计任务与内容设计要遵循现行国家标准与有关规范、规程。对每一项具体任务要依次 写明，详细叙述所
6、选择方案的理由，对设计方案进行经济技术比较，叙述内 容要结合自己的设计题目；说明具体、层次清楚，理由充分，论点明确。叙述 简要，层次清晰，选定参数要有依据、列出计算公式、必要时列出计算数 据表格。设计计算书应包括如下内容：(1)摘要、关键词(2)目录(注明页码，如：1.概述1)( 3 )正文A 概述：设计任务、设计依据、城市概况与自然条件、现有给排水 工程概况B .方案比选：工程规模、区域划分、系统/体制选择、管道定线C .设计计算D .工程概算( 4)设计总结( 5 )参考文献1.4 设计说明书和计算书（1）设计说明要求内容充实，依据充分，设计正确，并富有实用和创新性。（2）计算书要求设计参
7、数选择合理，公式选用正确，计算步骤完整清晰， 结果准确符合实际生活，生产情况。1.5 设计依据1中华人民共和国国家标准，城市给水工程规划规范GB50282-98 计划出版社2. 中华人民共和国国家标准，城市排水工程规划规范GB50318-2000 计划出版社3. 中华人民共和国国家标准，室外给水设计规范计划出版社 4中华人民共和国国家标准，室外排水设计规范计划出版社5给水排水设计手册城镇给水、城镇排水册，中国建筑工业出版社 6张志刚，给水排水工程专业课程设计，化学工业出版社，20047李亚峰 尹士君，给水排水工程专业毕业设计指南，化学工业出版 社， 20048. 张奎，给水排水管道工程技术建筑
8、工业出版社9. 严煦世，给水工程建筑工业出版社10. 孙慧修，排水工程（上）建筑工业出版社第二章 设计方案说明2.1 城镇给水方案2.1.1 系统的选择该地形起伏不大，用户比较集中，且各用户对水质、水压要求相差不大所以采用统一给水管网系统。2.1.2 水源水厂的确定 根据该城市的平面图，河流在城市的东面，按河流的流经方向，选择 取水筑物和水厂在城市的东北方向，即河流上游。2.1.3 输配水管线根据设计资料与建筑特性可供选择的供水方式如下：、 丿 -方案 1采用统一给水方式。环状管网的连接方式供水。见图（附图给水管道1） 优点：管线分布较均匀，不占用农田，经济比较合理。 缺点：管线铺设不是最短。
9、2.1.4 管材、设备、选型1. 该城镇给水管网中所有管材采用塑料管。2. 每个节点处均应设置检修阀门，采用普通闸阀。3在地势高处应设置排气阀，地势低处应设置泄水阀。4消火栓每隔120m设置一个，采用型号为 SA100-1.6.2.2城镇排水方案221确定排水系统的体制该镇地形起伏较大，分为北部地区和南部地区，中间有条河隔着。所以该镇采用分流制排水系统。污水厂，排放口的确定根据城镇的地形，河流的位置流向，风向，与生活污水、工业废水的水量水质等因素，确定污水厂的位置。考虑到该镇占地面积不是很大，如 果采用污水分散处理，建多个污水处理厂，则污水处理厂投资大，回报周期长，无太大的必要性。根据上述环境
10、保护的要求 和经济技术条件，选定城市污水集中处理的处理方式。污水厂与出水口位置选在水体下游且地势较低的位置，该镇的水体污染 大户是棉纺印染厂，而棉纺印染厂所处地区较为偏远，且 在江河的下游，因此污水厂 应建在此附近，这样也可以 减少大管径管段的长度，节约经济。又根据全唐镇的风向, 在该位置见污水处理厂不会影响主要区域的生态环境污水管道的定线采用穿坊式排水管线（见附图排水管道1）优点：该镇地形北高南低，东高西低。利于重力自流，排水可靠。便与维护管理缺点：有些管段不能很好地在人行道两侧，地势较高，费用大。2.2.4 管材、设备、选型1、采用钢筋混凝土圆管。2、采用橡胶圈柔性接口，管道连接方式为承插
11、式连接方式。选择的基础为沙石基础。3、各节点处设置检查井。2.3 城镇雨水方案2.3.1 确定雨水排放体系该镇地形起伏较大，分为北部地区和南部地区，中间有条河隔着。所 以该镇采用分流制排水系统。2.3.2 雨水排放口的确定雨水可按就近排放的原则，直接排放入中间的河流处。2.3.3 雨水管的定线采用穿坊式排水管线（见附图雨水管道 1）优点：该镇地形北高南低，东高西低。利于重力自流，排水可靠。便与维护管理缺点：有些管段不能很好地在人行道两侧，地势较高，费用大。2.3.4 管材、设备。选型雨水管道管径小于或等于 400mm ，采用混凝土管。管径大于 400mm ，采用钢筋混凝土管。第三章 给水设计计
12、算书3.1 城镇给水系统的设计计算3.1.1 生活用水量计算Q1=1/1000 （m 3/ d）L/(qi1 设计年限内城市各用水分区的最高日综合用水定额，cap.d）Ni1 设计期限内城市各用水分区计划用水的人口数， cap本城镇的总面积为 53.1hm 2人口数：每公顷300人该城镇总人口数约为15930人居民综合用水定额：查给水排水管道工程技术第 233页附录3-2 可知为 230L/(cap.d)最高日生活用水量为：Qi=3663.9m 3工业用水某城镇主更工业企业用水计奠资料 6-11一HL. 1 -rf 亠生产也乩；班赴短班!择兗塔浴A更iK IF.1呵丄m估N万元！-般旺留；一戦
13、咔闽If-573Wmei典170FGzIK.SSL；03D1貼70狎Q4M伽1 2Qm丽S&13,9-17.旳aJ10F0； 11200B-ln1100110aFtfi$Oh Sb21102?i7 ,?1补15甜20PV30L40rO7Q卜IE&)=fl(1)工业企业职工生活用水量 Q2nQ2 = 1/1000n2i(N2iq2i NiqO)( m 3/d)i 1式中n2i-某车间或工厂每日班别；N2i N2i 分别为相应车间或工厂一般与高温岗位最大的值班人数，cap ；q2i q 分别为相应岗位职工的生活用水定额，L/(cap.班)企业 2: Q=3000.6m 3企业 3: Q=712.3
14、5m 3企业 4: Q=270.4m 3Q 2=3983.35m 3（2） 工业企业职工生活用水量 Q3Q3=1/1000（m3/d ）式中 N3i N3i 分别为相应车间（或工厂）一般与污染岗位每班职工淋浴人数；q3i q3i 分别为相应岗位职工的淋浴用水定额，L/ （cap.班）。企业 2： Q=84435L/d企业 3： Q=13350L/d企业 4： Q=6175L/dQ3=103.96m 33.1.3 市政用水量Q 4 =1/1OOO（n 4A4q4+ A4q4 ） （m 3/d ）式中q4、q4 分别为浇洒道路和绿化用水定额，L/ （m 3.次）和L/m 2；A4、 A4 分别为最
15、高日内浇洒道路和绿化浇洒的面积，m2n4 最高日浇洒道路的次数。绿地面积为53412.5m 2，道路面积为826263.21m 2浇洒道路采用2L/ (m2?次)，浇洒次数为3次/d，大面积绿化水量采用 4 L/ (m 2?d)Q4=1771.92m 3未欲见水量城市的未欲见水量和管网漏失水量可按最高日用水量的20% oQ5=1904.626m 3最高日设计用水量Q 总=Q 1+Q 2+Q 3+Q 4+Q 5=11427.756m33.2确定清水池容积和尺寸时何(h)图3-1用水量与供水变化曲线根据图3-1，清水池所需调节容积为：W1=K 1Q1=(4.5-100/24)x16Q d=5.33
16、 x11427.756m 3=609.1m 3 水厂自用水量调节容积按最高日设计用水量的3 计算，则：W2=3 x Qd =3 x11427.756=342.8m 3该城镇规划人口为 5.4 万人，查附录可知，确定同一时间内的火灾次数为 2 次，一次灭火是 25L/s ，火灾延续时间按 2.0h 计算。W 33。清水池的安全储量 W4 可按以上三个部分的 1/6 计算。因此，清水池 的有效容积为：W C=(1+1/6)(w 1+w 2+w 3 )=1530.55m 3。 考虑部分安全调节容积，取清水池有效容积为 1600 ，采用三座96S819 钢筋混凝土水池。 每座池子有效容积为 800m
17、3，直径为 16.55m ， 有效水深为 3.8m 。3.3 最高日最高时设计计算3.3.1 确定设计用水量与供水曲线 由用水量与供水量曲线 3-1 知： 最高日最高时设计用水量为：Qh=5.46 x11427.756=623.96m 3/h=173L/s二级泵站最高时供水量为：Qi max =4.5 %x11427.756=143 L/s332节点流量计算由于该城镇各区人口密度，给排水卫生设施完善程度基本相同，干管 分布比较均匀，可按长度比流量长度法计算沿线流量，求得各节点的节点 流量。由3-2求出配水干管计算的总长度为：L =3356m则干管比流量为qcb=Q h/L=0.05L/(s.m
18、)按qcb=0.05L计算各段沿线流量，过程略，见3-3表格管的编号管的长度管的计算长度(m)比流量L/(s m)沿线流量(L/s)1 - 22242240.0511.22 - 31811819.052 - 530530515.253 - 41591597.953 - 630530515.254 - 730530515.255 - 61811819.056 - 71591597.953 - 939939919.954 - 1039939919.951 - 839939919.958 - 940540520.259 - 101591597.953-3沿线流量按qi=0.5q cbLi计算各节点流
19、量，过程略，结果见图3-4节点连接管段节点流量(L/s)节点总流量(L/s)11-2,1-80.5(11.2+19.95)15.5822-3,2-50.5(9.05+15.25)12.1533-2,3-6,3-4,3-90.5(9.05+15.25+7.95+19.95)26.144-3,4-7,4-100.5(7.95+15.25+19.95):21.5955-2，5-60.5(9.05+15.25)12.1566-5,6-3,6-70.5(9.05+15.25+7.95)16.1377-6,7-40.5(7.95+15.25)11.688-1,8-90.5(19.95+20.25)20.1
20、99-3,9-8,9-100.5(19.95+20.25+7.95)24.11010-9，10-40.5(7.95+19.95)13.953-4节点流量333管网平差(1)初分配流量，过程略，结果 3-5.管段编号管长管径初分流量1224400100218130050330520023.94159501.1653051004.79630525037.85718120025.781591004.79939930057.4210399 1006.6111399501.161240525037.32131591006.613-5初分配流量(2)最高用水时管网平差计算管段编号管长管径流量(L/s)10
21、00i(m)水头损失(m)1224400104.152.550.52218130053.223.090.49330520024.355.770.734159500.7911.662.095305754.2431.11.61630525038.774.331.12718120026.626.670.9881591005.1610.81.21939930061.574.121.4210399753.2919.91.3211399500.334.990.561240525033.173.271.12131591005.7813.21.493-6平差结果将最终平差结果以qjjbm的形式注写在绘制好的管
22、网平面图的相应管段旁，见附图平差 1 0334水压计算选择节点10为控制点，由此点幵始，按该点要求的水压标高Zc+H c=210+24=234m，分别向泵站方向推算，计算各节点的水压标高和自由水压，将计算结果与相应节点处的地形标高注写在相应节点上，见图平差1 0二级泵站总扬程计算由水压计算结果可知，所需二级泵站最低供水水压标高为 250m 。设 清水池底标高为 201m ，则平时供水清水池的最低水位标高为：201+0.5+=201.92m泵站内吸、压水管路的水头损失取 3.0m ，则最高用水时所需二级泵 站总扬程为：Hp=250-201+3.0=52m3.4 管网核算3.4.1 消防时核算该城
23、镇同一时间火灾次数为两次，一次灭火用水量为 25L/s 。从安全 和经济角度来考虑，失火点分别设在 5 节点和 10 节点处。消防时管网各 节点的流量， 除 5 、10 节点各附加 25L/s 的消防流量外， 其余各节点的流 量与最高时相同。消防时，需向管网供应的总流量为，Qh+Q x=173+2x25=243L/s二级泵站供水： 143+25=168L/s消防时，管网平差与水压计算结果见附图平差 2 。给排水管道课程设计 消防时，所需二级泵站最低供水水压标高为 251m ，清水池最低设计 水位标高等于 201m 加安全贮量水深 0.5m ，泵站内水头损失取 3.0m ，则 所需二级泵站总扬程
24、为 :Hpx=251-(201+0.5+3.0 )=46.5m3.4.2 事故时核算设 1-2 管段损坏需关闭检修，并按事故时流量降落比 R=70% 与设计 水压进行核算，此时管网供应的总流量为 Qa=70%X173=121.1L/s，其中，二级泵站供水流量为 70%Q II=70%X143=100.1L/s 。事故时， 管网各节点流量可按最高时各节点流量的 70% 计算。 管网平 差与水压计算成果见附图平差 3 所示。事故时，所需二级泵站最低供水水压标高为 244.1 ，清水池最低为297.5 ，泵站内水头损失取 2.5m ，则所需二级泵站总扬程为：H spx =297.5 244.1+2.
25、5=50.9m大于最高时所需水泵扬程 H p =51m 。3.5 计算成果与水泵选择上述可算结果表明，最高时选定的管网管径满足核算条件，管网水头 损失分别也比较均匀，且各核算工况所需水泵扬程与最高时相比相差不 大，经水泵初选基本可以兼顾，顾计算成立。不需要调整。管网设计管径和计算工况的各节点水压参数如图平差1平差3所示二级泵站设计供水参数与选泵结果见表3-8所示项目设计供水参数水泵选择备注流量（L/s）扬程（型号性能台数最高用水时173528Sh-9Q=97.5-60L/sH=50-69m2台备用两台8Sh-98Sh-9AQ=90-50L/sH=37.5-54.5m2台消防时23446.58S
26、h-9AQ=90-50L/sH=37.5-54.5m5台由于备用泵满足事故时121.1518Sh-9Q=97.5-60L/sH=50-69m3台3-8选泵参数第四章排水设计计算书4.1污水设计计算书划分设计管段，计算管段流量根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进 入的点（一般定为街坊两端）、有集中流量进入与有旁侧支管接入点，作 为设计管段的起点并将该点的检查井编上号码。各设计管段的设计流量应列表进行计算，本设计为初步设计，故只计 算干管和主干管的设计流量，如表4-3，4-4所示。管段编号居住区生沽污水量(综合)设计流量(L/s )本段流量q1转输流量(L/s )合计平 均
27、 流量(L/s )总变化 系数K2 (L/s )生活污 水设计 流量(L/s )街编号面积 (h m2)比流量qs(L/s.hm)流量q1(L/s )1-2240.20.640.1280.1280.2562.30.590.588810-110.380.382.30.870.87411-120.760.76ZT1.751.7482-3300.180.640.121.07361.19362.32.752.745283-4290.410.640.261.19361.45362.33.343.3432812-130.40.42.30.920.9213-140.802.31.841.844-141.21
28、.22.32.762.764-5280.350.640.2241.21.4242.33.283.27525-6270.280.640.181.431.612.33.703.70315-160.330.332.30.760.75916-170.660.662.31.521.5186-170.990.992.32.282.27718-190.360.362.30.830.82819-200.720.722.31.661.6568-201.081.082.32.482.4848-90.260.640.171.081.252.32.882.8756-7260.240.640.150.991.142.3
29、2.622.6227-80.30.640.191.141.332.33.063.0594-3污水干管和主干管设计流量计算表(上部分)管段编号居住区生活污水量(综合)集中流量q3设计流量 (L/s )本段流量q1转输流 量(L/s )合计平 均 流量(L/s )总变化系数K2(L/s )生活污 水设计 流量(L/s )本段(L/s)转揃(L/s )街编号面积(h ma)比流量qs(L/s.h仃)流量q1 (L/s )11-120.5440.5442.31.25121.251212-131.051.05232.4152.41513-141.811.812.34.1634.16314-152.512
30、.512.35.7735.7731-152.932.932.36.7396.7391-20.310.640.19842.933.132.37.1997.1992-30.420.640.26883.133.42.37.827.8216-170.870.872.32.0012.00117-181.471.472.33.3813.38118-192.22.22.35.065.0619-202.852.852.36.5556.5553-203.433.432.37.8897.8893-40.480.640.30723.433.742.38.6028.6024-50.390.640.24963.743.
31、992.39.1779.17721-220.350.352.30.8050.80522-230.730.732.31.6791.67923-241.21.22.32.762.7624-251.721.722.33.9563.9565-252.052.052.34.7154.7155-60.310.640.19842.052.252.35.1755.1756-70.570.640.36482.252.612.36.0036.00326-270.920.922.32.1162.11627-281.361.362.33.1283.12828-291.851.852.34.2554.25529-302
32、.32.32.35.295.297-302.472.472.35.6815.6817-80.340.640.21762.472.692.36.1876.1878-90.630.640.40322.693.12.37.137.1331-320.690.692.31.5871.58732-331.441.442.33.3123.31233-342.192.192.35.03713.518.53734-352.592.592.35.95713.519.4579-353.123.122.37.17619.113.539.7769-100.540.640.34563.123.472.37.98132.6
33、40.5814-4污水干管和主干管设计流量计算表水力计算各设计管段的设计流量确定之后，即可从上游管段幵始依次进行各设 计管段的水力计算。本题为初步设计，只进行污水干管和主干管的水力计 算，其结果，详见图4-5,4-6，4-7,4-8所示。管段编号管段长 度L(m)设计流量Q (L/s)管道直 径D(mr)设计坡 度I(%o)设计流 速V(m/s)设计充满度降落量I.L(m)h/Dh(m)10-11630.8730030.60.50.150.18911-12481.75r3003P 0.60.50.150.14412-2530.6930030.60.50.150.15913-1463P 0.92
34、30030.60.50.150.18914-15481.8430030.60.50.150.1444-15532.7630030.60.50.150.15916-1763:0.76r 3003r 0.60.50.150.18917-18481.5230030.60.50.150.446-18532.330030.60.50.150.15919-20630.82830030.60.50.150.18921-22481.6730030.60.50.150.1448-22532.4830030.60.5：0.150.159管段编号标咼(m)埋设深度(m)地-面水面管底内上端下端上端下端上端下端上端下
35、端10-11209.9209.5208.55208.361208.4208.2111.51.28911-12209.5209208.361208.217208.211208.0671.2890.93312-2209208.5208.217208.058208.067207.9080.9330.59213-14209209.6207.65207.461207.5207.3111.52.28914-15209.6r 208207.461207.317207.311207.1672.2890.8334-15208207.5207.317207.317207.167207.1670.8730.8331
36、6-17208.220.5P 206.85206.661P 206.7206.5111.50.98917-18207.5206.8206.661206.517206.511206.3670.9890.4336-18206.8206.2206.517206.358206.367206.2080.4330.00219-20207P 206P 205.65205.461P 205.5205.3111.50.8921-22206205.2204.46204.316204.31204.1660.891.0348-22205.2205204.316204.157204.166204.0071.0340.9
37、134-5污水干管水力计算(上部分)管段编号管段长度L(m)设计流量Q(L/s)管道直径D(mm设计坡度I (%0 )设计流速V (m/s)设计充满度降落量I.L(m)h/Dh(m1-2：550.2930030.60.50.150.1652-3682.7530030.60.50.150.2043-4513.3330030.60.50.150.1534-5；603.2630030.60.50.150.185-6：793.70330030.60.50.150.2376-7892.630030.60.50.150.2677-8793.05930030.60.50.150.2378-9；822.853
38、0030.60.50.150.246管段编号标高(m)埋设深度(m)地面水-面管底内上端下端上端下端上端下端上端.下端1-2；210209208.15207.985208207.83521.1652-3：209208.5207.985207.781207.835207.6311.1650.8693-4：208.5208207.781P 207.628207.631207.4780.8690.5224-5208207.5207.628207.448207.478207.2980.5220.2025-6207.5207.2207.448207.211207.298207.0610.202r 0.1396-7；207.2206.9207.2111 206.944207.061