雨水管網(wǎng)布置課程設(shè)計(jì)

1、蘭州理工大學(xué)城市給排水管道工程課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書姓 名 設(shè)計(jì)題目 雨水排水規(guī)劃與管道布置 所屬系部 環(huán)境工程系 班 級(jí) 環(huán)境工程2 學(xué) 號(hào) 09100201 指導(dǎo)教師 雨水排水規(guī)劃與管道布置 摘要：本設(shè)計(jì)的題目是G鎮(zhèn)雨水管網(wǎng)工程規(guī)劃，為了保護(hù)環(huán)境，防止污水將自然水體的進(jìn)一步惡化，推進(jìn)該地區(qū)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，所以采用的是雨污分流體制。因此要求建設(shè)排水管渠，對(duì)該地區(qū)的原有管道進(jìn)行改造，對(duì)雨水進(jìn)行收集、處理，以適應(yīng)市政建設(shè)發(fā)展，居民日常生活的需要。關(guān)鍵詞： 雨水管網(wǎng) 雨污分流 保護(hù)環(huán)境 市政發(fā)展目錄摘要2關(guān)鍵詞21概述41.1設(shè)計(jì)任務(wù)41.2設(shè)計(jì)依據(jù)41.2.1雨水管道設(shè)計(jì)一般規(guī)定41.3城市概況

2、及自然條件51.3.1 地理位置51.3.2 地形地貌51.3.3 地質(zhì)51.3.4 水文地質(zhì)51.3.5 地下水61.3.6 氣候61.4現(xiàn)有給排水工程概況62方案比選72.1工程規(guī)模72.2系統(tǒng)/體制選擇72.3管道定線83構(gòu)筑物103.1 檢查井103.2 跌水井103.3 雨水口113.4 倒虹管113.5 出水口114 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算114.1劃分設(shè)計(jì)管段114.2主要設(shè)計(jì)參數(shù)124.3雨水干管水力計(jì)算124.4 雨水出水口165 工程概算166設(shè)計(jì)總結(jié)177參考文獻(xiàn)181概述1.1設(shè)計(jì)任務(wù)G鎮(zhèn)雨水管網(wǎng)工程規(guī)劃1.2設(shè)計(jì)依據(jù)1.2.1雨水管道設(shè)計(jì)一般規(guī)定（1） 充滿度：一般按滿流計(jì)

3、算（2） 流速： 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定污水灌渠在設(shè)計(jì)充滿度下的最小設(shè)計(jì)流速為0.6m/s。最大設(shè)計(jì)流速是保證管道不被沖刷損壞的流速，該值與管材有關(guān)，非金屬管道最大設(shè)計(jì)流速為5m/s。（3） 最小管徑、坡度：雨水支干管最小管徑300mm，最小設(shè)計(jì)坡度0.003； 雨水口連絡(luò)最小管徑200mm，設(shè)計(jì)坡度不小于0.002。（4） 覆土或挖深： 小覆土在車行道下一般不小于0.7m 局部條件不允許時(shí)，須對(duì)管道進(jìn)行包封加固 最大埋深不超過78米（5） 管渠連接與構(gòu)筑物的連接：管道在檢查井內(nèi)連接，一般采用管頂平接。相同管徑的管段可以采用水面平接；不同斷面管道必要時(shí)也可采用局部管段管底平接。在任何情況下，進(jìn)水

4、管底不得低于出水管底。1.3城市概況及自然條件1.3.1 地理位置城鎮(zhèn)位于江蘇省西北部，地處蘇、魯、皖三省交界，介于北緯340°2437340°569、東經(jīng)116°2116116°5152之間1.3.2 地形地貌城區(qū)屬黃泛沖擊平原，地勢(shì)低洼平坦。地面高程一般在365385m之間，西南略低于東北，地面坡降為5/100015/1000。1.3.3地質(zhì)城區(qū)大地構(gòu)造位于山東臺(tái)背斜與河淮臺(tái)向斜交界部位。構(gòu)造屬黃河下游蘇、魯、豫、皖一帶新生界凹陷區(qū)邊緣。按國家地震裂度區(qū)劃分，城區(qū)基本烈度為7度。最大凍土層深度24cm1.3.4 水文地質(zhì)主城區(qū)一般桃汛在3月中旬至4月

5、底出現(xiàn)，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，汛期天數(shù)長(zhǎng)短不等，少則20多天，多則150多天。根據(jù)水文站多年測(cè)報(bào)資料：河流常年平均水位218m，二十年一遇水位232m，低于規(guī)劃主城區(qū)。河流最大流量350立方米/秒，最大流速2.34米/秒，洪水頻率百年一遇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年統(tǒng)計(jì)），最小含沙量14.2公斤/立方米（1968年統(tǒng)計(jì)）。由于河床高，水位低，流程短，只在豐水期作季節(jié)性通航。暴雨強(qiáng)度公式：1.3.5 地下水主城區(qū)

6、海拔較低，平均在36.338.5m左右，地下水位較淺，但水質(zhì)差。地下水源主要分布于松散沉積層，該沉積層較厚，深度達(dá)300m以上，共分五個(gè)承壓含水組，儲(chǔ)水量為1520m3/Km2，可供開采的是第二、三層承壓含水巖組，深埋分別為80120m和200m左右，地下水流向?yàn)闁|北至北西南。1.3.6 氣候?qū)倥瘻貛О霛駶?rùn)季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，日照充足，年平均氣溫在15左右，最冷月（一月）平均氣溫零下1.5左右；最熱月（七月）平均氣溫27.9左右。年平均降水量630.44mm左右，無霜期200天左右。1.4現(xiàn)有給排水工程概況城區(qū)中有部分合流制管渠，但多為石砌暗溝，設(shè)在人行道下面，蓋板裸露地面。由于斷面較小，加

7、以年久失修，有的已堵塞或斷裂。新發(fā)展區(qū)域中建有一些分流制排水管道，但為真正分流。由于排水管道長(zhǎng)度短，覆蓋率低，城市中未形成排水管網(wǎng)，致使城區(qū)污水未經(jīng)處理就排入水體，對(duì)冷暖江造成嚴(yán)重污染。為了保護(hù)環(huán)境，防止污水將水質(zhì)的進(jìn)一步惡化，推進(jìn)該地區(qū)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，因此要求建設(shè)排水管渠，對(duì)該地區(qū)污水進(jìn)行收集、處理，以適應(yīng)市政建設(shè)發(fā)展的需要。2方案比選2.1工程規(guī)模該城鎮(zhèn)228萬平方米，若采用合流制，管道必須采用很粗的管徑，投入量非常大，所以采用分流制比較好。2.2系統(tǒng)/體制選擇從該城區(qū)的平面圖和資料知該城區(qū)地形平坦，無明顯分水線，故排水流域按城市主要街道的匯水面積劃分。河流的位置確定了雨水出口的位置在每段

8、街區(qū)的下方。雨水出口位于河岸邊。由于河流的洪水位低于該地區(qū)地面的平均標(biāo)高，所以雨水可以靠重力排入河流，不用設(shè)置雨水泵站。河流的位置確定了雨水出水口的位置，雨水出水口位于河岸邊，由于該地區(qū)地勢(shì)以一定坡度坡向河流，地形對(duì)排除雨水有利，擬采用分散出口的雨水管道布置形式，雨水干管基本垂直于等高線，即正交式布置，這樣雨水能以最短距離靠重力流分散就近排入水體。正交式布置的干管長(zhǎng)度短、管徑小，因而經(jīng)濟(jì)，雨水排出較迅速。雨水管道布置平面圖詳見城市雨水系統(tǒng)總平面圖。雨水管道的設(shè)計(jì)計(jì)算見：雨水管水力計(jì)算表注：1、雨水管道各設(shè)計(jì)管段在高程上采用管頂平接 2、出現(xiàn)下游管段的設(shè)計(jì)流量小于上游管段設(shè)計(jì)流量的情況，取上一管

9、段的設(shè)計(jì)流量作為下游管段的設(shè)計(jì)流量3、在支管與干管相接的檢查井處，會(huì)有兩個(gè)t2值和兩個(gè)管底標(biāo)高值，再繼續(xù)計(jì)算相交后的下一個(gè)管段時(shí)，取大的那個(gè)t2值和小的那個(gè)管底標(biāo)高值。當(dāng)雨水管道與污水管道交叉布置時(shí)，應(yīng)小管讓大管，必要時(shí)設(shè)置倒虹管。2.3管道定線定線原則：應(yīng)盡可能地在管線較短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。排水管網(wǎng)的布置原則既要使管道工程量為最小，又要使水流暢通節(jié)省能量。支管、干管、主干管的布置要順直，水流不要繞彎。充分利用地形地勢(shì)，最大可能采用重力流形式，避免提升。在起伏較大的地區(qū)，應(yīng)將高區(qū)系統(tǒng)與低區(qū)系統(tǒng)分離，高區(qū)不宜隨便跌水，應(yīng)直接重力流入污水廠，并盡量減少管道埋深。至于個(gè)

10、別低洼地區(qū)應(yīng)局部提升，做到高水高排。盡量減少中途加壓站的個(gè)數(shù)。如果遇山崗盡量采用隧洞方式。若須經(jīng)過土壤不良地段，應(yīng)根據(jù)具體情況采用不同的處理措施，以保證地基與基礎(chǔ)有足夠的承載能力。當(dāng)污水管道無法避開鐵路、河流或其它地下建（構(gòu)）筑物時(shí)，管道最好垂直穿過障礙物，并根2，據(jù)具體情況采用倒虹管、管橋或其它工程設(shè)施。若各種管線布置發(fā)生矛盾，處理的原則是，新建讓已建的，臨時(shí)讓永久的，小管讓大管，壓力管讓重力管，可彎讓不可彎的，檢修次數(shù)小讓檢修次數(shù)多的。具體方案如下圖所示，因方案一只有一個(gè)出水口，故最下面的管徑選擇較大的才能滿足設(shè)計(jì)要求，所以選擇方案二，有三個(gè)出水口的設(shè)計(jì)方案，將城區(qū)劃分為三塊，分別排水，既

11、滿足設(shè)計(jì)要求，又符合節(jié)省開支的宗旨。方案一：方案二：3構(gòu)筑物排水管渠上的附屬構(gòu)筑物包括檢查井、跌水井、倒虹管、雨水口、溢流井、排出口等。3.1 檢查井排水系統(tǒng)中設(shè)置檢查井，主要用于連接管渠和定期檢查清通。檢查井通常設(shè)在管渠交匯、轉(zhuǎn)彎、尺寸或坡度改變、跌水以及相隔一定距離的直線管渠上 檢查井一般采用圓形，由井底、井深和井蓋三部分組成，建筑材料主要有混凝土、磚、石或鋼筋混凝土。 3.2 跌水井跌水井是設(shè)有消能設(shè)施的檢查井。跌水井的設(shè)置條件：當(dāng)遇到下列情況且跌差大于1m時(shí)應(yīng)設(shè)跌水井：管道中的流速過大，需要加以調(diào)節(jié)處理；管道垂直于陡峭地形的等高線布置，按照原定坡度將要露出地面處；接入較底的管道處；管道

12、遇到地下障礙物，必須跌落通過處；當(dāng)淹沒排放時(shí)，在出口前設(shè)一個(gè)井。3.3 雨水口雨水口主要在雨水管渠系統(tǒng)中收集雨水，地面雨水先經(jīng)雨水口流入連接管再流入排水管渠。雨水口一般設(shè)在交叉路口、廣場(chǎng)、路側(cè)邊溝以及道路低洼地段，以防止雨水漫過道路。雨水口間距一般為2550 m。3.4 倒虹管當(dāng)排水管渠遇到河流或地下構(gòu)筑物等障礙物時(shí)，不能按原有的坡度埋設(shè)時(shí)，必須設(shè)置倒虹管。倒虹管應(yīng)盡可能與障礙物軸線垂直，并設(shè)在地質(zhì)條件較好處。3.5 出水口在江河邊設(shè)置出水口時(shí)，應(yīng)保持與取水構(gòu)筑物，游泳區(qū)及家畜飲水區(qū)有一定距離，同時(shí)也應(yīng)不影響下游居民點(diǎn)的衛(wèi)生和飲用。出水口的位置和形式應(yīng)取得當(dāng)?shù)匦l(wèi)生監(jiān)督、水體管理和交通管理等部門

13、同意。污水管渠的出水口一般采用淹沒式，以使污水與水體較好地混合，必要時(shí)污水出水口可以長(zhǎng)距離分散伸入水體，以使混合更充分，同時(shí)要征得航運(yùn)部門的同意。雨水出水口可以采用非淹沒式，其底標(biāo)高最好在水體最高水位以上，一般在常水位以上，以避免水體倒灌。4 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1劃分設(shè)計(jì)管段根據(jù)管道的具體位置，劃分設(shè)計(jì)管段，將各管段的檢查井依次遍上號(hào)碼。4.2主要設(shè)計(jì)參數(shù)暴雨強(qiáng)度(storm smear)公式：式中：P為設(shè)計(jì)重現(xiàn)期（recurrence period）取值一年； t=t1+mt2 其中t1為地面匯流時(shí)間，匯水時(shí)間t1取15min；m為折減系數(shù)。本設(shè)計(jì)取m=2的系數(shù)乘以用滿流時(shí)的流速算出的管

14、內(nèi)雨水時(shí)間t2=.綜合徑流系數(shù)：=0.654.3雨水干管水力計(jì)算雨水干管設(shè)計(jì)計(jì)算長(zhǎng)度及匯水面積匯總管段編號(hào)管段長(zhǎng)度/m本段匯水面積編號(hào)本段匯水面積/ha轉(zhuǎn)輸匯水面積/ha總匯水面積/ha2-3250 3、512.91 0.00 12.91 9-10166 10 4.08 0.00 4.08 10-3160 9 4.37 4.08 8.45 8-32128 1、28.18 0.00 8.18 3-4164 6、410.44 29.54 39.98 11-12162 31 3.05 0.00 3.05 12-4164 30 2.80 3.05 5.85 4-5196 29 2.76 45.83 4

15、8.59 5-6191 28、3214.13 48.59 62.72 13-6174 36、38、399.11 0.00 9.11 6-7209 33、3713.61 71.83 85.44 7-47362 一一一0.00 85.44 85.44 15-16120 7 6.30 0.00 6.30 27-17114 11、156.95 0.00 6.95 16-17202 8 3.29 6.30 9.59 17-18120 12、164.40 16.54 20.94 18-19137 13、174.63 20.94 25.57 19-20239 14、185.31 25.57 30.88 20

16、-2180 40 4.26 30.88 35.14 24-21175 34 2.61 0.00 2.61 21-23353 35 6.37 37.75 44.12 26-23190 52、5310.81 0.00 10.81 23-25412 48 3.64 54.93 58.57 28-29158 19 3.77 0.00 3.77 29-30158 22 3.10 3.77 6.87 30-33121 25 3.32 6.87 10.19 31-32150 20 2.31 0.00 2.31 32-33158 23 1.88 2.31 4.19 33-36263 26 2.00 14.38

17、 16.38 34-35150 21 5.18 0.00 5.18 35-36150 24 4.24 5.18 9.42 37-38146 41 4.63 0.00 4.63 38-39165 42 3.69 4.63 8.32 36-39227 27 4.43 25.80 30.23 39-43166 43 3.77 38.55 42.32 40-41198 44 3.54 0.00 3.54 41-42160 45 3.18 3.54 6.72 42-43160 46 2.62 6.72 9.34 43-46196 47 2.71 51.66 54.37 44-45160 49 5.70

18、0.00 5.70 45-46162 50 3.29 5.70 8.94 46-22123 51 3.24 63.31 66.55 雨水干管水力計(jì)算表設(shè)計(jì)管段編號(hào)管長(zhǎng) L /m匯水面積 F /ha管內(nèi)雨水流行時(shí)間 /min單位面積 徑流量 q_0 /Ls-1 ha-1設(shè)計(jì)流量 Q /Ls-1管徑 D /mm坡度 D /流速 v /ms-1 t2=L60vt2=L60v12345678910 2-3250 12.91 01.554726128.4571658.38880102.68 9-10166 4.08 01.311216128.457524.105600102.11 10-3160 8.4

19、5 01.097394128.4571085.46800102.43 8-3217 8.81 01.506944128.4571131.718008.52.4 3-4164 39.98 2.60433811.012346113.284528.9316004.52.711-12162 3.05 01.384615128.46391.803500101.95 12-4164 5.85 1.381.188406119.81700.889700102.3 4-5196 48.59 9.05564781.34430789.634355.1216403.52.43 5-6191 62.72 10.3999

20、551.31001486.155403.33180032.4313-6 174 9.11 01.801242128.4571170.24100031.61 6-7209 85.44 13.5112111.3346179.276772.83200032.61 7-47362 85.44 14.8458212.32051376.736555.81200032.615-16120 6.30 01.438849128.457809.27988031.3927-17114 6.95 01.049724128.457892.7768004.81.8116-17202 9.59 1.43884892.028

21、112119.4761145.7710003.41.6617-18120 20.94 1.04972380.896861121.7442549.3212504.22.2318-19137 25.57 5.41354610.722574101.222588.21050103.1619-20239 30.88 6.136121.25657298.623045.3912508.43.1720-2180 35.14 7.3926920.39215794.483320.031250103.424-21175 2.61 01.944444128.457335.2736005.71.521-23353 44

22、.12 9.72929331.63425987.853875.9412509.93.626-23190 10.81 01.919192128.45661388.62100031.6523-25412 58.57 13.2827442.82578979.734669.7916003.62.4328-29158 3.77 01.531008128.4566484.2816006.31.7229-30158 6.87 1.53100781.106443118.95817.187700102.3830-33121 10.19 2.63745030.803453113.121152.69800102.5

23、131-32150 2.31 01.54321128.4566296.7355006.71.6232-33158 4.19 1.54320991.248025118.886498.132600102.1133-36263 16.38 6.23213831.59393998.31610.15880102.7534-35150 5.18 01.77305128.46665.42380031.4135-36150 9.42 1.77304961.54321117.611107.89100031.6237-38146 4.63 01.789216128.467594.80280031.3638-391

24、65 8.32 1.78921571.774194117.52977.76690031.5536-39227 30.23 14.7057461.22438772327.711000103.0939-43166 42.32 15.9301260.8896037531741100103.1140-41198 3.54 01.594203128.467454.773600102.0741-42160 6.72 1.59420291.918465119799.6888031.3942-43160 9.34 3.51266811.2820511091018.068806.252.0843-46196 5

25、4.37 21.6144490.96078466.443612.341250103.444-45160 5.70 01.814059128.467732.2628003.11.4745-46162 8.94 1.8140591.698113117.391049.479003.11.5946-22123 66.55 26.0874060.60294161.34079.521250103.4設(shè)計(jì)管段編號(hào)設(shè)計(jì)地面標(biāo)高 /m設(shè)計(jì)管內(nèi)底標(biāo)高 /m埋深 /m起點(diǎn)終點(diǎn)起點(diǎn)終點(diǎn)起點(diǎn)終點(diǎn)1131415161718 2-3371.5368.5367.05366.84.45 1.7 9-10372370366.36

26、6366.25.63 3.8 10-3370368.5366.163663.84 2.5 8-3368.5368.5366.184453662.32 2.5 3-4368.5368365.07383653.43 3 11-12372.5370368.662368.53.84 1.5 12-4370368364.664364.55.34 3.5 4-5368367.5364.3686364.33.63 3.2 5-6367.5367364.2573364.23.24 2.8 13-6367.5367365.05223652.45 2 6-7367368364.06273642.94 4 7-47

27、368360359.10863598.89 115-16378377.7375.363752.64 2.727-17382.5377375.54723756.95 216-17377.7377374.68683743.01 317-18377376.5373.5043733.50 3.518-19376.5374.5370.57369.25.93 5.319-20374.5372.5369.00763675.49 5.520-21372.5370.5366.4365.66.10 4.924-21371.5370.5369.5975368.61.90 1.921-23370.5367365.49

28、473625.01 526-23367.5367362.573624.93 523-25367365.5361.48323605.52 5.528-29385.5384.5381.99543813.50 3.529-30384.5382.5380.583793.92 3.530-33382.5380378.91377.73.59 2.331-32383382380.605379.62.39 2.432-33382380379.583782.42 233-36380376.9377.633752.37 1.934-35377377374.453742.55 335-36377376.9374.4

29、53742.55 2.937-38374.5374.5372.4383722.06 2.538-39374.5374.5369.4953695.01 5.536-39376.9374.5371.273695.63 5.539-43374.5368.5366.663657.84 3.540-41370367366.983653.02 241-42367369364.58364.12.42 4.942-433693683643635.00 543-46368364.5361.963606.04 4.544-45365.5365361.096360.64.40 4.445-46365364.5360

30、.50223604.50 4.546-22364.5360359.233585.27 2雨水干管平面圖以及剖面圖詳見圖紙。4.4 雨水出水口雨水出水口可以采用非淹沒式，其底標(biāo)高最好在水體最高水位232m以上，一般在常水位232m以上，以避免水體倒灌 5 工程概算此方案中涉及各類型管道和若干跌水井，詳見圖紙及水力計(jì)算表。由于本方案設(shè)計(jì)的是城鎮(zhèn)雨水排污，屬于重力自流，雨水排入自然水體中，無需處理。具體工程造價(jià)詳參市場(chǎng)價(jià)及甲方工程要求。6設(shè)計(jì)總結(jié) 兩周的課程設(shè)計(jì)，我用了5天時(shí)間，其中一半的時(shí)間還是浪費(fèi)掉了，這讓我相當(dāng)?shù)目鄲馈Ｕn程設(shè)計(jì)的第一天，我意氣風(fēng)發(fā)，想要一天搞定，結(jié)果現(xiàn)實(shí)很殘酷，第一天我只不過才在CAD軟件上大致的布