排水管網(wǎng)課程設(shè)計

1、摘 要：本次的排水管網(wǎng)課程設(shè)計任務(wù)是進行某城市河南區(qū)和河北區(qū)的污水排水管網(wǎng)和的設(shè)計。根據(jù)課程設(shè)計任務(wù)書上所提供的各種數(shù)據(jù)及材料，并結(jié)合參考文獻上的公式和經(jīng)驗數(shù)據(jù)，本次設(shè)計采用雨水污水分流制排放體系。具體內(nèi)容包括污水和雨水干管及主干管的排水管網(wǎng)布置，首先在所提供的城市平面圖上進行排水管網(wǎng)的初步設(shè)計，此時需要考慮流量要求、施工條件、成本節(jié)約等因素。其后確定管網(wǎng)排布設(shè)計無誤后，進行排水設(shè)計管段的水力計算，其中包括各設(shè)計管段的管長、設(shè)計流量、管道數(shù)據(jù)的選?。髁?、流速、管徑、充滿度）、管道輸水能力、標(biāo)高（地面、管內(nèi)水面、管內(nèi)底）、以及管道埋深等等。最后繪制污水管網(wǎng)和雨水管網(wǎng)的平面圖和主干管的剖面圖。

2、關(guān)鍵詞：街區(qū)面積、水力計算、管道布置目 錄1.設(shè)計原始資料21.1城市規(guī)劃資料31.2氣象資料 3 1.3水文與水文地質(zhì)資料32.設(shè)計任務(wù)及要求42.1設(shè)計任務(wù) 4 2.2設(shè)計要求5 3.污水管道的設(shè)計5 3.1管道定線63.2街區(qū)編號并計算其面積6 3.3劃分設(shè)計管段73.4水力計算7 3.5注意事項 94.附件10參考文獻11設(shè)計小結(jié)12 附錄1 河北區(qū)與河南區(qū)街區(qū)面積表 13 附錄2 污水干管設(shè)計流量表 1415 附錄3 污水主干管水力計算表1617附錄4 污水管道系統(tǒng)布設(shè)總平面圖18-19附錄5 污水主干管縱斷面圖1 設(shè)計任務(wù)及設(shè)計資料1.1 課程設(shè)計任務(wù)某城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)初步設(shè)計。1.2

3、 課程設(shè)計原始資料（1）我國某地區(qū)城市規(guī)劃圖。（2）人口分布，房屋建筑，衛(wèi)生設(shè)備狀況（見表1.1）。表1.1 人口分布，房屋建筑，衛(wèi)生設(shè)備狀況區(qū)域名稱街坊人口密度（人/公頃）居民生活污水定額（L/(capd)衛(wèi)生情況河南區(qū)500110室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備河北區(qū)500110同上（3）工業(yè)企業(yè)規(guī)劃資料（見表1.2）。表1.2工業(yè)企業(yè)規(guī)劃資料企業(yè)污水量職工人數(shù)污染管出口底埋深（）平均日3/dKh第一班第二班第三班熱車間一般車間熱車間一般車間熱車間一般車間職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)10050400150380120390

4、11021080260901.620080230702401302809013060180501.925090230702301202107015040190501.7浴池2251.31.5火車站1901.21.8（4）各工業(yè)企業(yè)的污水經(jīng)局部處理后允許排入城市下水道。 氣象資料（1）土壤水凍深度0.2-0.4m；（2）常年主風(fēng)向：西北風(fēng)；夏季主風(fēng)向：南風(fēng)。 水文與水文地質(zhì)資料（1）區(qū)域內(nèi)河流水位：最高水位248m，最低水位241m，平均水位246m；（2）地下水位：離地面6-7m；（3）地質(zhì)：沙質(zhì)粘土?！?.設(shè)計任務(wù)及要求2.1設(shè)計任務(wù) 通過運用課堂所學(xué)的理論和技術(shù)知識，完成某城市排水管網(wǎng)的擴

5、大初步設(shè)計。熟悉查閱的使用技術(shù)資料，了解設(shè)計的方法與步驟，提高設(shè)計與繪圖能力，進一步使理論與實踐相結(jié)合，以達到鞏固基本理論目的。2.2設(shè)計要求（1）設(shè)計計算書一份，約5000-10000字。（2）設(shè)計圖紙*張（1號圖，要求均用CAD繪圖,張數(shù)根據(jù)具體設(shè)計確定）。3.污水管道的設(shè)計3.1管道定線正確的定線是合理的、經(jīng)濟的設(shè)計污水管道系統(tǒng)的先決條件，是污水管道設(shè)計系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。從城市平面圖中可知該地區(qū)地勢自西向東傾斜，坡度較小，有一條分水線，劃分為河北區(qū)、河南區(qū)。本設(shè)計的管道定線按照主干管干管支管的順序依次進行。并且在管線較短的和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。管道定線前對地形和用

6、地布局、排水體制和線路數(shù)目、污水廠和出水口位置、道路寬度以及工業(yè)企業(yè)的分布情況進行考慮。首先，主干管沿城市東面河岸布置，基本與等高線平行。根據(jù)主干管的走向?qū)⑽鬯幚韽S設(shè)計在了河的下游。其次，應(yīng)盡量讓每根污水干管的流量平均分配，即讓每條單獨的干管管徑盡量相同，來減少施工的難度和成本，并且因為地形地勢的因素，干管基本與等高線垂直布置，使所有污水都能夠通過重力自流排出。最后，在設(shè)計污水支管時，為便于用戶接管排水，本設(shè)計采用的是低邊式布置。（圖形見設(shè)計后附錄4）3.2街區(qū)編號并計算其面積將河北區(qū)與河南區(qū)各街區(qū)編上號碼，并按各街區(qū)的平面范圍計算它們的面積，列入表中。圖形見設(shè)計后附錄4中所示，用箭頭標(biāo)出各

7、街區(qū)的污水排出方向。各街區(qū)面積計算表見設(shè)計后附錄1。3.3劃分設(shè)計管段，計算設(shè)計流量 劃分設(shè)計管段根據(jù)設(shè)計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入的點和旁側(cè)支管進入的點，作為設(shè)計管段的起迄點，并給檢查井編上號碼。 設(shè)計流量1各設(shè)計管短的設(shè)計流量應(yīng)列表計算。本設(shè)計階段只計算干管和主干管的設(shè)計流量。生活污水比流量計算該城鎮(zhèn)，河南區(qū)和河北區(qū)人口密度均為500cap/ha,污水量設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)110L/(cap·d)，則每ha街區(qū)面積的生活污水平均流量（比流量）為： 其中生活污水量總變化系數(shù)查表3-1。表3-1生活污水量總變化系數(shù)污水平均日流量（L/s）515407010020050

8、01000總變化系數(shù)（）232.01.81.71.61.51.41.3注：室外排水設(shè)計規(guī)范（GBJ14-87）(2)企業(yè)污水、火車站污水、浴池污水的設(shè)計流量計算式中 Q工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設(shè)計流量(L/s)；一般車間最大班職工人數(shù) (cap)；熱車間最大班職工人數(shù)(cap)；一般車間職工生活污水定額，以25(L/(cap班) )計；熱車間職工生活污水定額，以35(L/(cap班) )計；一般車間生活污水量的時變化系數(shù)，以3.0計；熱車間生活污水量的時變化系數(shù)，以2.5計；一般車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)(cap)；熱車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)(cap)；一般車間的淋浴污水定額，以40(

9、L/(cap班) )計；熱車間的淋浴污水定額，以60(L/(cap班) )計；T每班工作時數(shù)(h)。 淋浴時間按60min計。結(jié)合表1-2所示，可計算三個企業(yè)的設(shè)計流量企業(yè)一： 企業(yè)二： 企業(yè)三：火車站： 淋浴設(shè)施： 由于該設(shè)計管段較多，現(xiàn)舉例計算河北區(qū)的某些管段的流量計算，其他各設(shè)計管段的設(shè)計流量均以列表的形式在河北區(qū)和河南區(qū)污水干管設(shè)計流量表中顯示。（注：河北區(qū)污水干管設(shè)計流量計算表及河南區(qū)污水干管設(shè)計流量計算表見附錄2）。12管段設(shè)計管段12為主干管的起始管段,有本段流量只有區(qū)域12的集中流量（見設(shè)計后附錄4，根據(jù)平面圖確定接納區(qū)域），其面積3ha（見附錄1河北區(qū)與河南區(qū)街區(qū)面積表）。本

10、段流量： 該管段轉(zhuǎn)輸流量是從旁側(cè)管段891流來的生活污水平均流量。式中：例：設(shè)計管段12中，面積為1.9ha的37號街區(qū)的生活污水直接排入設(shè)計管道12中，此段有本段流量：q=q=0.636轉(zhuǎn)輸流量： 合計平均流量: 查表3-1，。則該段生活污水設(shè)計流量為：本段還有集中流量（企業(yè)二和浴池）85.88L/s流入，所以設(shè)計流量是85.88L/s總設(shè)計流量： 其余管段的設(shè)計流量計算方法相同3.4水力計算在確定設(shè)計流量后，便可以從上游管段開始依次進行主干管各設(shè)計管段的水力計算。一般常列表進行計算，表見附錄3水力計算圖表。由于該城市分為河北區(qū)和河南區(qū)兩個區(qū)域，因此表格分別列出。水力計算步驟詳見各小節(jié)。3.

11、4.1管段長度從管道平面布置圖上（附錄4）量出每一設(shè)計管段的長度，分別列入各區(qū)的污水主干管水力計算表的第2項。設(shè)計管段起訖點檢查井處的地面標(biāo)高列入附錄3的第10、11項。 設(shè)計流量與地面標(biāo)高將各設(shè)計管段的設(shè)計流量（在節(jié)中已經(jīng)計算）列入表中第3項。設(shè)計管段起訖點檢查井處的地面標(biāo)高列入附錄3的第10、11項。定起始管段的管徑以及設(shè)計流速v，設(shè)計坡度I，設(shè)計充滿度h/D首先擬采用最小管徑mm，即查水力計算圖。在這張計算圖中，管徑D和管道粗糙系數(shù)n為已知，其于4個水力因素只要知道2個即可求出另外2個?，F(xiàn)已知設(shè)計流量，另1個可根據(jù)水力計算設(shè)計數(shù)據(jù)的規(guī)定設(shè)定。本城鎮(zhèn)由于管段的地面坡度很小，為了不使整個管道

12、系統(tǒng)的埋深過大，宜采用最小設(shè)計坡度為設(shè)定數(shù)據(jù)。此設(shè)計分別設(shè)定河北區(qū)及河南區(qū)污水主干管起始管段12段的最小管徑為300mm，最小坡度為0.0030。分別設(shè)計確定12管段的管徑D、管道坡度I。相應(yīng)查水力計算圖，確定流速v、充滿度h/D分別列入附錄4的污水主干管水力計算表中的第4、5、6、7項。依據(jù)：a ：設(shè)計流量為103.42L/sb ：污水管道設(shè)計中，充滿度h/D<1。排水工程上冊（第四版）孫慧修主編P34 表3-2 最大設(shè)計充滿度的限制條件：c ：根據(jù)國內(nèi)污水管道實際運行情況的觀測數(shù)據(jù)并參考國外經(jīng)驗，污水管道的最小設(shè)計流速定為0.6m/s。最大設(shè)計流速是保證管道不被沖刷損壞的流速。該值與

13、管道材料有關(guān)，通常，金屬管道的最大設(shè)計流速為10m/s，非金屬管道的最大設(shè)計流速為5m/s。且流速要有遞增趨勢。d ：在街區(qū)和廠區(qū)內(nèi)最小管徑為200mm,在街道下為300mm。在本設(shè)計任務(wù)中，選取最小管徑為300mm。e : 最小設(shè)計坡度：不同管徑的污水管道應(yīng)有不同的最小坡度。具體規(guī)定：:管徑300mm的最小設(shè)計坡度為0.003。由排水工程上冊（第四版）孫慧修主編 P161 附錄2-2 附圖3查得相關(guān)數(shù)據(jù)，列入表6中第4、5、6、7項中，23管段的管徑D=400m，坡度I=0.0026,流速v=0.82m/s，充滿度h/D=0.54。最大設(shè)計充滿度 管徑（D）或暗梁高（H）(mm)最大設(shè)計充滿

14、度（或）2003000.553504500.655009000.7010000.75計算各管段上端、下端的水面、管底標(biāo)高及其埋設(shè)深度：根據(jù)設(shè)計管段長度和管道坡度求降落量。例如河北區(qū)管段12的降落量為： 按照同樣的方法，分別計算河北區(qū)和河南區(qū)的降落量，列入附錄3中表的第9項。根據(jù)管徑和充滿度求管段的水深。例如河北區(qū)管段23的水深為：按照同樣的方法，分別計算河北區(qū)和河南區(qū)的降落量，列入附錄3中表的第8項。確定管網(wǎng)系統(tǒng)的控制點。該設(shè)計中，河北區(qū)及河南區(qū)的污水廠均設(shè)置在城鎮(zhèn)河流下游。河北區(qū)中，離污水廠最遠(yuǎn)的干管起點有8、10、12點，這些點都可能成為管道系統(tǒng)的控制點。8點的埋深可用最小覆土厚度的限值確

15、定因此至南地面坡度與地面坡度近似，而11點和10點恰在企業(yè)三的位置處，浴池和企業(yè)的污水管出口底埋深見前設(shè)計資料表2，分別為1.7和1.8，因此坡度近似與地面接近，這些點的埋深都不能控制整個主干管的埋設(shè)深度。對主干管埋深起決定作用的控制點則是1點。圖中1點是主干管的起始點，它的埋設(shè)深度受工廠排出口埋深的控制，定位0.7m,將該值列入附錄3中表的第16項。求設(shè)計管段上、下端的管內(nèi)底標(biāo)高，水面標(biāo)高及埋設(shè)深度。以河北區(qū)為例。1點的管內(nèi)底標(biāo)高等于1點的地面標(biāo)高減1點的埋深，為:列入附錄3中表的第14項。2點的管內(nèi)底標(biāo)高等于1點管內(nèi)底標(biāo)高減降落量，為:列入附錄3中表的第15項。2點的埋設(shè)深度等于2點的地面

16、標(biāo)高減2點的管內(nèi)底標(biāo)高，為:列入附錄3中表的第17項。管段上下端水面標(biāo)高等于相應(yīng)的管內(nèi)底標(biāo)高加水深。如管段23中2點的水面標(biāo)高為，列入附錄4中表第12項。3點的水面標(biāo)高為列入附錄3中表第13項。根據(jù)管優(yōu)在檢查井處采用的銜接方法，可確定下游管段的管內(nèi)底標(biāo)高。例如，河北區(qū)管段12與23中的2點的管內(nèi)底標(biāo)高為：求出2點的管內(nèi)底標(biāo)高后，按照前面講的方法即可求出3點的管內(nèi)底標(biāo)高，2、3點的水面標(biāo)高及埋設(shè)深度。例如管段23與34管徑不同，可采用水平平接。即管段23與34中的3點的水面標(biāo)高相同。然后用3點的水面標(biāo)高減去降落量，求得4點的水面高。將3、4點的水面標(biāo)高減去水深求出相應(yīng)的管底標(biāo)高。進一步求出3、4

17、的埋深。其余各段也按同樣方法計算。河南區(qū)同上。3.5注意事項進行管道水力計算時，應(yīng)注意的問題：（1）必須細(xì)致研究管道系統(tǒng)的控制點。這些控制點常位于本區(qū)的最遠(yuǎn)或最低處，它們的埋深控制該地區(qū)污水管道的最小埋深。各條管道的起點、低洼的個別街坊和污水出口較深的工業(yè)企業(yè)或公共建筑都是研究控制點的對象。（2）必須細(xì)致研究管道敷設(shè)坡度與管線經(jīng)過地段的地面坡度之間的關(guān)系。使確定的管道坡度，在保證最小設(shè)計流速的前提下，又不使管道的埋深過大，以及便于支管的接入。（3）水力計算自上游依次向下游管段進行，一般情況下，隨著設(shè)計流量逐段增加，設(shè)計流速也相應(yīng)增加。如流量保持不變，流速不應(yīng)減小。只有在籃球賽道坡度由大驟然變小

18、的情況下，設(shè)計流速才允許減小。另外，隨著設(shè)計流量逐段增加，設(shè)計管徑也應(yīng)逐段增大，但當(dāng)管道坡度驟然增大時，下游管段的管徑可以減小，但縮小的范圍不得超過50100mm。（4）在地面坡度太大的地區(qū)，為了減小管內(nèi)水流速度，防止管壁被沖刷，管道坡度往需要小于地面坡度。這就有可能使下游管段的覆土厚度無法滿足最小限值的要求，甚至超出地面，因此在適當(dāng)?shù)狞c可設(shè)置跌水井，管段之間采用跌水連接。跌水井的構(gòu)造詳見第六章。（5）水流通過檢查井時，常引起局部水頭損失。為了盡量降低這項損失，檢查井部在直線管道上要嚴(yán)格采用直線，在管道轉(zhuǎn)彎處要采用勻稱的曲線。通常直線檢查井可不考慮局部損失。（6）在旁側(cè)管與干管的連接點處，要考

19、慮干管的已定埋深是否允許旁側(cè)管接入。若連接處旁側(cè)管的埋深大于干管埋深，則需在連接處的干管上設(shè)置跌水井，以使旁側(cè)管能接入好的水力條件，需在連接處前的旁側(cè)管上設(shè)置跌水井。4附件本設(shè)計附錄中包括污水管道系統(tǒng)布設(shè)總平面圖和污水主干管縱斷面圖，以及設(shè)計計算表。設(shè)計計算表中包括街區(qū)面積表，污水干管設(shè)計流量計算表和污水主干管水力計算表。參考文獻1.排水工程(上)，中國建筑工業(yè)出版社；3.給水排水設(shè)計手冊中國建筑工業(yè)出版社，1986年12月(第1、2、5、7、11冊)；4.室外排水設(shè)計規(guī)范GBJ1487；5.給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)GBJ10687；6.給水排水工程快速設(shè)計手冊中國建筑工業(yè)出版社，1995年7月(2、

20、5冊)設(shè)計小結(jié)水是人類生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟發(fā)展史上最重要的社會活動和生產(chǎn)活動內(nèi)容之一。排水系統(tǒng)是現(xiàn)代化城市不可缺少的重要基礎(chǔ)設(shè)施，也是城市水污染防治和城市排漬防澇、防洪的骨干工程。因此，一套完善的排水管網(wǎng)設(shè)計就顯得相當(dāng)重要了。本學(xué)期，在對排水管網(wǎng)工程進行了理論的學(xué)習(xí)后，我們開始了地區(qū)排水管網(wǎng)的初步設(shè)計。開始的時候基本山是一頭霧水，找不到課程設(shè)計的方向，只能跟著老師的進度一點一點完成。但這之中也遇到了許多困難，有時我不能將上課所學(xué)的理論知識靈活的運用到課程設(shè)計中。但是，我并沒有退縮，遇到不明白的我便會及時的查閱參考文獻。有時看不懂的，我便會同班上其他同學(xué)進行討論，在討論過程中，不僅解決了問

21、題，還學(xué)會了小組討論的技巧。如果同學(xué)們都不能解決的問題我也會立即向老師請教。在這種學(xué)習(xí)中，我逐漸學(xué)到了如何將書本上的理論知識同實踐相結(jié)合，以更加了解課程內(nèi)容。這次的課程設(shè)計，使我對排水管網(wǎng)工程這門課有了更深的了解，也是我第一次如此認(rèn)真的閱讀整本教材。在此次課程設(shè)計中，有較大的計算量，數(shù)據(jù)很繁雜，有幾次算錯還要重新來過。但這并沒有使我放棄，我深知只有堅持不懈，才能最終得到滿意的結(jié)果。在學(xué)習(xí)中尋找快樂，也是我們緩解壓力和課業(yè)負(fù)擔(dān)的最好的方式。本次課程設(shè)計，從各個方面鍛煉了我的能力。首先是學(xué)習(xí)理解能力，其次是最基本的Office軟件的使用，Excel的使用大大減輕了計算的負(fù)擔(dān)，另外還有Word排版等

22、。當(dāng)然，CAD之徒也是至關(guān)重要的一個環(huán)節(jié)。經(jīng)過這次課程設(shè)計，我對這些方面又有了更進一步的熟知了解。非常感謝能夠有這樣一個機會，從各個方面鍛煉自我，提升自我。附錄1 河北區(qū)與河南區(qū)街區(qū)面積表編號12345678910面積(ha)2.763.252.42.42.522.524.423.23.23.2編號11121314面積(ha)3.7534.43.04編號12345678910面積(ha)1.872.722.217.7355.61.9532.73.3752.28編號11121314151617181920面積(ha)2.162.41.5631.751.321.982.091.98注：1.河北區(qū)與

23、河南區(qū)的分區(qū)見附錄1中污水管道系統(tǒng)布設(shè)總平面圖標(biāo)出；2.河北區(qū)與河南區(qū)的街區(qū)面積均記錄在以上一個表中。附錄2 污水干管設(shè)計流量表1. 河北區(qū)污水干管設(shè)計流量表管段編號居住區(qū)生活污水量集中流量設(shè)計流量（L/s）本段流量轉(zhuǎn)輸流量q2（L/s）合計平均流量（L/s）總變化系數(shù)Kz生活污水設(shè)計流量Q1（L/s）本段（L/s）轉(zhuǎn)輸（L/s）街區(qū)編號街區(qū)面積（ha）比流量q0（L/s）流量q1（L/s）123456789101112891.761.762.34.044.638.67916.066.062.213.3385.8899.21126.066.062.213.3385.8899.21236.066

24、.062.213.3385.8899.21346.066.062.213.3385.8899.2110115.135.132.311.8011.801149.219.212.119.3419.34459.219.212.119.344.0123.3556143.040.6371.949.2111.152.022.389.89112.212133.213.212.37.387.381368.078.072.116.9516.9567134.40.6372.818.0710.882.021.7689.89111.652. 河南區(qū)污水干管設(shè)計流量表管段編號居住區(qū)生活污水量集中流量設(shè)計流量（L/s）本

25、段流量轉(zhuǎn)輸流量（L/s）合計平均流量（L/s）總變化系數(shù)生活污水設(shè)計流量（L/s）本段（L/s）轉(zhuǎn)輸（L/s）街區(qū)編號街區(qū)面積（ha）比流量（L/s）流量（L/s）123456789101112782.152.152.34.954.9581201.980.6371.33.64.92.311.275.8617.1312192.090.6371.334.96.232.213.755.8619.623181.980.6371.266.237.492.216.485.8622.349102.922.922.36.7263.670.3210114.644.642.310.6863.674.281137.

26、557.552.216.3263.679.92341720.6371.277.558.822.118.7469.4688.245161.30.6370.838.829.652.120.369.4689.7712136.336.332.213.9513.95131413.0613.062.127.4327.4314515.9615.962.031.9231.9256151.750.6371.1215.9617.082.034.1634.16管段編號管段長度L(m)設(shè)計流量Q(L/s)管徑D(mm)坡度I流速（m/s）充滿度降落量(m)標(biāo)高（m）埋設(shè)深度（m）（m）地面水面管內(nèi)底上端下端上端下端上端下端上端下端12345678910111213141516171226099.213000.00300.780249.41249.10248.710247.9300.71.22330099.214000.00280.910.870.3480.840249.10248.81248.31244.30247.901247.3121