排水工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、湖南大學(xué)土木學(xué)院給排水科學(xué)與工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)專業(yè)：給排水科學(xué)與工程年級(jí)：2012 級(jí)班級(jí)：2 姓名：石翠河學(xué)號(hào)：201201120221 目錄前言設(shè)計(jì)資料污水管道設(shè)計(jì)在城鎮(zhèn)平面圖上布置污水管道. 街區(qū)編號(hào)并計(jì)算其面積. 劃分設(shè)計(jì)管段，并計(jì)算設(shè)計(jì)流量. 水力計(jì)算 . 繪制管道平面圖和縱剖面圖一、在城鎮(zhèn)平面圖上布置污水管道從城市總平面圖上可知該城市以河流為界限分為兩個(gè)大的排水區(qū)域。河北區(qū)：該區(qū)大部分地區(qū)地勢(shì)自北向南傾斜，唯有西北角一小部分有一突起高地，因此可將此處的污水從街區(qū)的北部排出，匯入火車(chē)站處的干管，以防止逆坡埋設(shè)，同時(shí)，由于河北出基本是北高南底，可按主干管流向應(yīng)為自西向東，干管有北向南；

2、河南地區(qū)：該區(qū)自南向北傾斜，坡度較大，無(wú)明顯分水線、可劃分為一個(gè)排水流域。街道支管布置在街區(qū)地勢(shì)較低一側(cè)的道路下，干管基本上與等高線垂直布置；由城市常年主風(fēng)向以及河流流向可知污水廠應(yīng)設(shè)在城市的東南方向，所以主干管流向應(yīng)為自西向東，主干管布置在河兩岸，基本上與等高線平行。 整個(gè)管道系統(tǒng)呈截流式形式布置，同時(shí)以低邊式進(jìn)行布置，在河南變得污水收集通過(guò)倒虹管過(guò)河后與河北區(qū)的主干管匯合，而后流入污水廠（見(jiàn)附圖）。 (上為河北區(qū)，下為河南區(qū) ) 街區(qū)編號(hào)并計(jì)算其面積將各街區(qū)遍上號(hào)碼，并按各街區(qū)的平面范圍計(jì)算它們的面積，列入表4 中。用箭頭標(biāo)出各街區(qū)的污水排出方向（見(jiàn)附圖）。劃分設(shè)計(jì)管段，計(jì)算設(shè)計(jì)流量根據(jù)設(shè)

3、計(jì)管段的定義和劃分方法， 將各干管和主干管中有本段流量進(jìn)入的點(diǎn)和旁側(cè)支管進(jìn)入的點(diǎn)， 作為設(shè)計(jì)管段的起迄點(diǎn)， 并給檢查井編上號(hào)碼， 因排水管區(qū)遇到鐵路及河流， 不能按原有的坡度埋設(shè)， 所以要設(shè)倒虹管， 同時(shí)由于坡度過(guò)大，要設(shè)置跌水井。該 城 市 污 水 排 水 管 道 系 統(tǒng) 按 照 遠(yuǎn) 期 規(guī) 劃 設(shè) 計(jì) ， 河 北 區(qū) 人 口 密 度 為400(capha)，河南區(qū)人口密度為500(capha)，而根據(jù)資料可知，城鎮(zhèn)位于湖南屬于一分區(qū)， 同時(shí)其屬于中小城市。 再加之城鎮(zhèn)的設(shè)備較為完善，其用水量較高，可定 居民綜合生活用水量為250l/(capd)，所以綜合生活污水定額為25080%=200l

4、/(cap d)。則河北區(qū)每 ha 街區(qū)面積的生活污水平均流量（比流量）為： q0=（400*200）/86400=0.926 河南區(qū)每 ha 街區(qū)面積的生活污水平均流量（比流量）為：q0=（500*200）/86400=1.16 污水總變化系數(shù)該城污水管網(wǎng)中總共有3 個(gè)集中流量，根據(jù)附表 2 的計(jì)算結(jié)果可得到各集中流量的大?。夯疖?chē)站： q火=（300*1000 ）*1.5/（24*3600 ）+30*40/ 3600+100*25*3 /(3600*8)=5.8l/s工廠甲：q甲= （400*25*3+30*35*2.5） / （3600*8） + （110*40+100*60 ） /360

5、0+45.139=49.98l/s同理：工廠乙：q乙=44.88l/s 工廠 1、工廠 2 以及火車(chē)站的集中流量分別從檢查井9、21、12 進(jìn)入，街區(qū)本段流量按照q=q0*f 計(jì)算；各設(shè)計(jì)管短的設(shè)計(jì)流量應(yīng)列表計(jì)算。在初步設(shè)計(jì)中只計(jì)算干管和主干管的設(shè)計(jì)量，最后結(jié)果如下圖：水力計(jì)算在確定設(shè)計(jì)流量后，選取距離污水廠最長(zhǎng)的一條管段: 37a-37-38-38-28-29-30-31-32-33-34-35-36 為水力計(jì)算管段。確定起始埋深 :以 37a 為起始點(diǎn)，則對(duì)于此處的埋設(shè)深度則需要滿足最小覆土厚度。37a處到檢查井 37 處的流量 24.57l/s，滿足不計(jì)算管段的條件，即可以選擇 300m

6、m 的管徑，同時(shí)距離檢查井37a 處的最遠(yuǎn)距離的地面標(biāo)高為52.91m,距離為245m,而檢查井處的地面標(biāo)高為51.46m,則坡度為i=（ 52.91-51.46）/245=0.0059，同時(shí)污水出戶管的最小埋深一般采用0.5-0.7m，所以街坊管道起點(diǎn)的最小埋深也應(yīng)有0.6-0.7m。而由于坡度相對(duì)較大為0.0059,即說(shuō)明可以滿足0.6-0.7m 的條件，而車(chē)載道的埋深為0.7m。所以為了減小管道的埋深則定初始埋深為 0.70+0.30=1.00m 。確定初始埋深后， 便可以從上游管段開(kāi)始依次進(jìn)行各設(shè)計(jì)管段的水力計(jì)算。其步驟如下。1 、從管道平面布置圖上量出每一設(shè)計(jì)管段的長(zhǎng)度，列入表中的第

7、2 項(xiàng)。2、將各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量列入表中第3 項(xiàng)。設(shè)計(jì)管段起訖點(diǎn)檢查井處的地面標(biāo)高列入表中第10、11 項(xiàng)。3、 計(jì)算每一設(shè)計(jì)管段的地面坡度（地面坡度=地面高差 /距離）作確定管道坡度時(shí)參考。4、確定起始管段的管徑以及設(shè)計(jì)流速v，設(shè)計(jì)坡度 i，設(shè)計(jì)充滿度 h/d。管段 37a-37 和管段37-38 的管道都可以按不計(jì)算管段進(jìn)行計(jì)算，管段37a-37的坡度 i=0.0030,而管段 37-38其地面坡度較大，即為了減小埋深，可使得埋深坡度與地面相似， 著兩管段都不進(jìn)行水力計(jì)算。對(duì)于其他管段， 先擬采用最小管徑 300mm，即查水力計(jì)算圖。在這張計(jì)算圖中，管徑d 和管道粗糙系數(shù)n為已知，其于

8、4 個(gè)水力因素只要知道2 個(gè)即可求出另外 2 個(gè)?，F(xiàn)已知設(shè)計(jì)流量，另 1 個(gè)可根據(jù)水力計(jì)算設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的規(guī)定設(shè)定。而城鎮(zhèn)由于管段的地面坡度變化較大，為了不使整個(gè)管道系統(tǒng)的埋深過(guò)大，宜采用與地面坡度較為接近的設(shè)計(jì)坡度為設(shè)定數(shù)據(jù)。將所確定的管徑d、管道坡度 i、流速 v、充滿度 h/d 分別列入下表中的第 4、5、6、7項(xiàng)。同時(shí)在地面坡度過(guò)大的地方設(shè)置跌水井。5、確定其它管段的管徑d、設(shè)計(jì)流速 v、設(shè)計(jì)充滿度 h/d 和管道坡度 i。通常隨著設(shè)計(jì)流量的增加， 下一個(gè)管段的管徑一般會(huì)增大一級(jí)或兩級(jí)（50mm 為一級(jí)），或者保持不變，這樣便可根據(jù)流量的變化情況確定管徑。然后可根據(jù)設(shè)計(jì)流速隨著設(shè)計(jì)流量的增大

9、而逐段增大或保持不變的規(guī)律設(shè)定設(shè)計(jì)流速。根據(jù) q和 v 即可在確定 d 的那張水力計(jì)算圖中查出相應(yīng)的h/d 和 i 值，若 h/d 和 i 值，符合設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，即h/d 小于 d 對(duì)應(yīng)的最大設(shè)計(jì)充滿度（如表9 所示）， i大于 d 對(duì)應(yīng)的最小設(shè)計(jì)坡度（如表10 所示），說(shuō)明水力計(jì)算合理，將計(jì)算結(jié)果填入表中相應(yīng)的項(xiàng)中。在水力計(jì)算中，由于q、v、h/d、i、d 各水力因素之間存在相互制約的關(guān)系，因此在查水力計(jì)算圖時(shí)實(shí)際存在一個(gè)試算過(guò)程。例如管段 28-29：流量 q=77.63 l/s 組別d i v h/d1 400 0.0030 0.93 0.65 2 450 0.0024 0.85 0.

10、57 3 450 0.0030 0.95 0.55 4 500 0.0030 0.90 0.45 由于管段 39-28 的速度為 0.82m/s，而下游速度一般都要比上游速度大，所以選擇速度大于 0.82m/s,同時(shí)由于管段之間的地面坡度基本為0，所以在滿足條件是盡量減小埋深（即減小坡度），同時(shí)使得管段利用較高，綜合比較選擇第二組較優(yōu)，然后將數(shù)據(jù)填入表中。附：6、計(jì)算各管段上端、下端的水面、管底標(biāo)高及其埋設(shè)深度：（1） 根 據(jù) 每 一 設(shè) 計(jì) 管 段 長(zhǎng) 度 和 管 道 坡 度 求 降 落 量 。 （ 例 如28-29：l=215m;i=0.0024, 則降落度 i*l=0.516m）（2）

11、根據(jù)管徑和充滿度求管段內(nèi)的水深（例如28-29: 水深 h=充滿度 *管徑即h=450*0.57=257mm）。（3）確定管網(wǎng)系統(tǒng)的控制點(diǎn)。 本題計(jì)算得是離污水廠最遠(yuǎn)的管段，其起點(diǎn)是 37a 點(diǎn)， 在前面確定了該處的埋深為1m， 同時(shí)管段為不計(jì)算管段， 所以按照 d=300mm對(duì)應(yīng)的最小設(shè)計(jì)坡度0.0030 敷設(shè)管道，因此處管段地面坡度不大，不會(huì)引起管道埋深減小的很快；（4）求設(shè)計(jì)管段上、下端的管內(nèi)底標(biāo)高，水面標(biāo)高及埋設(shè)深度。（管段 28-29：由于地面標(biāo)高分別為45.26m 和 45.23m，而根據(jù)前面管段可知檢查井28 處的管內(nèi)底標(biāo)高為 44.072m，則水面標(biāo)高 =管內(nèi)底標(biāo)高 +h=44.072+0.257=44.329m ;29 處的 管 內(nèi) 底 標(biāo) 高 =44.072- 降 落 量 =44.072-0.51