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1、给排水工程课程设计说明书 某公寓区污水管网设计说明书 作者姓名：宋黎 邓海艳 专业班级：环境工程1班 学号：201120403140 201120403141 指导教师： 曾霞老师目录第1章 前言 3第2章 工程概况32.1 背景资料32.2 排水体制的选择32.3 设计内容4 2.4 设计目标4第3章 污水管道的设计53.1 污水管道布线53.2 设计管段的划分及设计流量的计算73.3 水力学参数选择的原则83.4 水力学计算93.5 污水管道平面布置图和纵剖面图的绘制10第4章 工程造价估算114.1 管道造价估算的依据114.2 污水管道费用的估算11总结12参考文献13附表1 管网设计
2、流量计算表14附表2 管网水力学计算表15附图1 污水管道平面布置图16附图2 污水管道纵剖面图17第1章 前言1.1.环境污染的严重性我国水体污染日益加重，未经妥善处理的污水排入江河湖海，使水质严重恶化。水中化学需氧量、重金属、砷、氰化物、挥发酚等呈上升趋势，清江变浊，浊水变臭，鱼虾绝迹，令人触目惊心。松花江、淮河、海河和辽河水系污染严重。从全国情况看，污染正从城市向农村蔓延，从地表向地下渗透，从区域向流域扩展。水体污染造成巨大的经济损失，其发展趋势令人担忧。水环境污染加剧，水质普遍恶化，使得水资源供需矛盾进一步加剧，导致了人们对饮用水水质安全性的担心。随着人们对饮用水质量的要求不断提高，形
3、成了不断增大的反差和矛盾。这充分表明，水质问题已成为水资源问题的主要矛盾。解决水质问题已成为人们进入21世纪保证水资源有效、安全供给的时代性挑战。1.2.排水系统排水系统主要有合流制和分流制两种系统。合流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一套管渠内排除的系统。以往国内外老城市几乎都是采用这种排水系统，对水体污染非常严重。改造老城市直排式合流制排水系统时，常采用截流式合流制排水系统。这是在早期建设的基础上，沿水体岸边增建一条截流干管，并在干管末端设置污水厂。同时，在截流干管与原干管相交处设置溢流井。这种排水系统虽比直排式有了较大的改进，但在雨天，仍可能有部分混合污水直接排放而污染水体
4、。分流制排水系统是将污水和雨水分别在两套或两套以上各自独立的管渠内排除的系统。现在，生活水平高、环境质量要求高，新城区一般都采用分流制。分流制系统适用于地形适宜，有地面水体，可顺利排泄雨水的城镇，其环保效益好，不论污染负荷如何加重或环境要求如何提高，建成系统都较易进行相应调整。1.3.居住区排水系统的重要性 排水管渠系统是收集、输送城镇生活污水、工业废水和雨水的工程设施，是排水工程的主要内容，是城镇基础设施的重要主城部分，而居住区的排水系统极为重要。如果没有这些管渠系统，那么居住区的生活污水将会污染居住环境，使人们容易患病；其次是当下暴雨时，没有了这套系统，会使居住区形成内涝，严重时会影响居民
5、的生活、健康、财产，这是我们不愿看到的。所以居住区的排水系统的重要性不言而喻。居住区的排水系统一般采用分流制。分流制系统适用于地形适宜，有地面水体，可顺利排泄雨水的城镇，其环1保效益好，不论污染负荷如何加重或环境要求如何提高，建成系统都较易进行相应调整。2第二章 工程概况2.1.背景资料理工学院二公寓区有宿舍楼7栋，住有学生x名，占地面积10000平方米。地势平坦，起伏不大，宿舍区依傍人工湖，宿舍区后依小山，环境安逸，方便学生休息。主要是生活污水，含大量含N、P有机物，污水中含大量纸屑悬浮物，废水中污染物的BOD5/COD比值高，是一种可生化性强的废水；污水排放量变化很大，主要在洗漱时间达到最
6、高峰，因此进入处理系统的废水在水量上有很大波动。污水经过初步处理后会直接排入大渡河。大渡河是一条流域广阔，速度较快的内陆河，拥有很强的自净能力。加之乐山雨量充沛，稀释自净能力较强。所排污水与蓄水量相比所占比例极小，对其水质将不会造成大的影响。从我院实际出发，充分发挥我院区位及资源优势，紧紧围绕院领导环境整治战略思想，优化发展环境，改善学生生活质量，加快我院发展。 公寓区地处丘陵，平面图上可知该区地势自东西两个方向倾斜，无明显分水线、可划分为一个排水流域。2.2.排水体制的选择排水系统体制应根据城市及工业企业的规划、环境保护的要求、污水利用的情况、原有排水系统设施、水质、水量、地形等条件确定。（
7、1）从环境保护方面来看如果采用合流制将污水和雨水全部截流送往污水厂进行处理，然后在排放，从控制和防治水体污染来看，是较好的，但这使截流主干管很大，污水厂容量也增加很多，建设费用也相应增加。采用截流式合流制时，雨天有部分混合污水经溢流井溢入水体，水体受到污染。分流制排出污水和雨水，初雨径流未加处理就直接排入水体，对水体也会造成污染，但它比较灵活，比较容易适应社会发展的需要要，故应采用分流制。（2）从造价方面来看合流制排水管道的造价比分流制一般要低20%40%，可是合流制的泵站和污水厂的泵站比分流制的泵站造价高。（3）从维护管理方面来看晴天时污水在合流制管道中只是部分分流，雨天时才接近满管流，因而
8、晴天时合流制管道内流速较低，易于产生沉淀。但根据经验，管中的沉淀易被暴雨水流冲走。这样，合流制管道的维护费用可降低。但是，晴天和雨天时流入污水厂的水量变化很大，增加了合流制排水系统污水厂运行管理的复杂性。而分流制系统可以保证管内的流速，不致发生沉淀，同时，流入污水厂的水量和水质比合流制变化小得多，污水厂的运行易于控制。3综合考虑各个因素，为了更好的保护环境，适应以后的发展，且便于污水厂的运行管理，该居住区采用分流制排水系统，即采用两个（污水、雨水）管道系统。2.3.设计内容 在本设计中，宿舍区、实验楼和食堂污水经管道收集输送到道路的污水干管，再经干管输送到该区的污水处理厂进一步处理，因此，污水
9、管道系统设计主要是连接室内排水设施和宿舍区外的道路干管的设计。2.4.设计目标 （1）通过多方案技术经济比较，确定污水管道的最佳设置方案。 （2）对污水管道进行规划设计，进行管道布线，划分设计管段。 （3）污水管进行设计水力学计算，确定水力参数。 （4）对本工程的工程造价进行估算。4第三章 污水管道的设计3.1.污水管道的布线一、服务范围本工程的服务范围为整个二公寓区、二食堂与实验楼二、选址原则（1）充分利用现有的污水干管，减少管道的投资。（2）位于公寓区供水水源的下游。（3）处理后的水有较好的出路。（4）考虑道路交通、水电供应等条件。三、管道设计如图所示四、设计基础资料公寓区地处丘陵，平面图
10、上可知该区地势自东西两个方向倾斜，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一侧的道路下，干管基本上与等高线垂直布置，一般将主干管和流域干管布置在集水线上，定线时应充分利用地形，顺破排水，尽量让污水靠重力流动。见公寓片区平面图一张(比例1:1500)。片区总人口：5000-2万人片区总面积:10000平方米五、定线定线原则：应尽可能地在路线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排5出。定线应考虑的因素：1.地形和竖向规划；2.水体制和其他管线的情况；3.污水厂和出水口的位置；4.水文地质条件；5.道路宽度；6.地下管线及构筑物的位置；7.工业企业和产生大量污水的建筑
11、物的分布情况；8.发展愿景和修建顺序等。六、确定排水区和设置泵站根据地形、人口及实际情况划分，而泵站根据管道的最大合理埋深而决定。63.2.设计管段的划分及设计流量的计算1划分设计管段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和旁侧支管进入的点，作为设计管段的起迄点，并给检查井编上号码。2.设计流量的计算生活污水设计流量是按每人每日平均排出的污水量、使用管道的设计人数和总变化系数计算的。公式如下：Qd=qd*N*K总/24*3600式中：Qd-生活污水设计流量，L/S： qd-生活污水量定额（每人每日平均排出的污水量）； N-使用管道的设计人口数；K总-总变化系数。N=
12、P*A式中：P-人口密度 A-排水区域的面积在本次设计中排水区域面积用排水区域人口代替。q。= qd*P/24*3600q。-比流量73.3.水力学参数选择原则设计充满度根据管径（D）或暗渠高（H）（mm）设计充满度。 管径（D）或暗渠高（H）（mm）最大设计充满度200-3000.55350-4500.65500-9007010000.75设计流速规定污水在管道内的最小流速为0.6 m/s，最大流速与管材有关，本设计采用钢筋混凝土管，为非金属管道，最大流速为5 m/s。最大管径在街区和厂区内的最小管径为200mm，在街道下为300mm。最小设计坡度管径为200mm的最小设计坡度为0.004，
13、管径为300mm的最小设计坡度为0.003污水管道的埋设管顶覆土厚度不小于0.7m,管道埋设要满足上下游管道衔接要求。一般在干燥土壤中，最大埋深不超过7m到8m。生活污水量总变化系数。 污水平均日流量（L/s）51540701002005001000总变化系数2.321.81.71.61.51.41.383.4.水力学计算在确定设计流量后，便可以从上游管段开始依次进行主干管各设计管段的水力计算。一般常列表进行计算。力计算步骤如下：1.从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，列入下表的第2项。2.将各设计管段的设计流量列入表中第3项。设计管段起讫点检查井处的地面标高列入表中第10、11项。3.
14、计算每一设计管段的地面坡度（地面坡度=地面高差/距离），作为确定管道坡度时参考。4.确定起始管段的管径以及设计流速v，设计坡度i，设计充满度h/D。首先拟采用最小管径mm，使用水力计算软件进行查询。为了不使整个管道系统的埋深过大，宜采用最小设计坡度为设定数据。将所确定的管径D、管道坡度I、流速v、充满度h/D分别列入下表中的第4、5、6、7项。5.确定其它管段的管径D、设计流速v、设计充满度h/D和管道坡度I。通常随着设计流量的增加，下一个管段的管径一般会增大一级或两级（50mm为一级），或者保持不变，这样便可根据流量的变化情况确定管径。然后可根据设计流速随着设计流量的增大而逐段增大或保持不变
15、的规律设定设计流速。根据Q和v即可在确定D那张水力计算图中查出相应的h/D和I值，若h/D和I值，若h/D和I值符合设计规范的要求，说明水力计算合理，将计算结果填入表中相应的项中。在水力计算中，由于Q、v、h/D、I、D各水力因素之间存在相互制约的关系，因此在查水力计算软件时实际存在一个试算过程。6.计算各管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度：根据设计管段长度和管道坡度求降落量。根据管径和充满度求管段的水深。各设计管短的设计流量应列表计算。在设计要求计算支管、干管和主干管的设计流量：注意：管道定线一般按照主干管、干管、支管顺序依次进行。管道在衔接是应遵循两个原则，一是尽可能提高下游管段的
16、高程，以减少管道埋深，降低造价;二是避免上游管段和旁侧管段形成回水造成淤积。本设计中采用水面平接的方式，埋深增大较小。对于坡度较大的地区，要采用跌水连接。水力计算自上游依次向下游进行，管径依次增大，流速依次增大。进行水力计算时。上游管段由于服务的排水面积小，因而设计流量小，为不计算管段，直接采用最小管径和最小坡度而不再进行水力计算。93.5.污水管道平面布置图和纵面图的绘制为了便于施工和管理，管道平面图应分段绘制并装订成册，图的比例尺通常用1:500。图上除应绘出初步设计平面图上的项目以外，还应绘出现有的地面设施（人行道边线、房屋界线、数目、电杆木、各种检查井、水准点等）和所有的现存地下各种管
17、线。施工图设计阶段中的管道剖面图是管道施工和管理的最主要图纸之一。图上除绘出初步设计剖面图上的项目以外，还应绘出或注明管道材料和基础做法，与管道直交的其他地下管线的资料，设计管道的走向和改向角度。图的水平比例尺通常采用1:1000，垂直比例尺1:100。10第四章 工程造价估算 投资估算是投资项目建设前期工作中制定融资方案、进行经济评价的基础，以及其后编制初步设计概算的依据。因此按照建设前期不同阶段所要求的内容和深度，完整和准确的进行投资估算是建设项目前期必不可少的重要工作。4.1.管道造价估算的依据本设计主要是对官网进行规划设计，对工程造价仅进行总体上的估算。估算内容包括人工费用、管道费用等
18、直接费用以及其他间接费用和工程总费用。管道投资估算应根据专门机构发布有关工程建设其他费用的估算方法和费用指标，以及政府部门发布的价格指数；拟建项目的各项工程的建设内容和工程量等进行估算。4.2.污水管道费用的估算1.污水管道费用的计算 本设计采用的管道都是钢筋混泥土管道，当地混泥土管道市场价格见表。2.人工费用的计算人工费有两个基本要素，即人工日消耗量和人工日工资单价。（1）人工日消耗量是指在正常施工生产条件下，生产单位假定施工必须消耗的某种技术等级的人工工日数量。它由分项工程所综合的各个工序施工劳动定额包括的基本用工、其他用工两部分组成，构成人工定额消耗量。（2）日工资综合单价包括生产工人基
19、本工资、工资性补贴、生产工人辅助工资及劳动保护费，这同时也体现了人工费所包括的内容。每铺设100M长管道所需人工费用见表。3.污水管网工程预算 对各种型号钢筋混泥土管道费用计算。4.合计 对污水管道费用和人工费的定额直接费进行了详细的估算，而工程造价除了直接费用，还包括一些间接费用及其他花费。11总结 首先，我由衷的感谢老师提供给我们这样一个锻炼自己的机会，经过一周的学习，本次课程设计也即将结束。总的来说，这次课程设计收货相当丰富，从选材到开始设计，从理论到实践，从个人到团队，让我明白了很多东西。同时不仅可以巩固了以前学过的知识，而且学到了很多书本上没学到过得知识。 在第一天的课程设计中，老师
20、给了我们设计的材料和要求。可对于我来说，课程设计就是一个很陌生的东西，完全不清楚每一步该干些什么，正所谓万事开头难，然经过曾老师的悉心指导，我才渐渐进入了角色，明白课程设计到底是怎么一回事。随后，在后来的每一节课中，都遇到了一些麻烦。 首先是管道的设计和编号，所谓设计就是在一定的条件和要求下，进行创作的过程。而我却忽略了其条件和要求，以致后面的编号制表的环节中都对官网的排布进行了修改调整，结果是编号和制表都得重做，相当费时。其次，对EXCEL、CAD这些软件应用不熟悉。比如说EXCEL，表头不知该怎么制，对于新版的EXCEL可能相对人性化一点，很多东西指令都可以一目了然，而老版的就没有那么人性
21、化，。再就是EXCEL中计算，开始时我和我的伙伴邓海艳同学是拿着计算器，一个数字一个数字的计算并填进表中，后来才发现EXCEL是有计算功能的，然后就省事了。然后是CAD的绘图，虽然这学期学的是这个软件，可是还真没有摸透它，其中的东西还有些不清楚，当然，最主要的是老版和新版的功能不太相同。第三个就是检查进的编号问题，可能是我理解出现了问题，老师说的是每个区域服务的人数不得超过500人，而我理解的是一个检查进最多服务500人，所以在宿舍3和宿舍5之间耽误了一些时间，导致不合格重做，然后浪费时间。最后一个就是，最开始时课程设计时，都是无头绪的，这就导致了分工的不明确，当然在后面的几节课中，我和我的伙
22、伴合作的相当愉快。 对于这次课程设计，我学到了很多东西。当然，在收获知识的同时，还收获了阅历，收获了成熟。我们请教老师，查找资料再加上不懈努力，让我不仅培养了独立思考、动手操作的能力，还增加了团队合作的意识。而这是在日后的工作中最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。 如果以后还有这种课程，我会更加积极的融入到里面去，不断的充实自己，不断完善自己，让自己在以后的生活工作中游刃有余。 总结人：宋黎 邓海艳 2013年12月1日12参考文献【1】排水工程 上册 孙慧修 主编 中国建筑工业出版社【2】给排水设计手册 第1册 常用资料 中国市政工程西南设计研究所主编北京：中国建筑工业出版社，2000【3】给排水工程快速设计手册 2： 排水工程 严峻世主编 北京：中国建筑工业出版社，1995-1996【4】水污染控制工程（第三版） 上册 高廷耀 顾国维 周琪 主编 北京：高等教育出版社，2007.3【5】给排水管道工程 王维明主编 北京：清华大学出版社。1989.613附表一 管网设计流量计算表14附表二 管网水力学计算表15附图一 污水管道平面布置图16附图二 污水管道纵剖面图17