城市排水管网课程设计-M市城市排水管网初步设计

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1、太原理工大学环境科学与工程学院太原理工大学环境科学与工程学院城市排水管网 课程设计说明书全套图纸加扣3012250582 姓名：专业班级：给排水1101指导老师：日期：2014.06.29设计说明书设计任务及资料一、 设计目的培养学生运用所学的排水管网知识解决实际问题的能力二、 设计要求采用分流制排水系统，分别进行污水管道和雨水管道系统的设计，设计深度达到初步设计要求。三、 设计资料1、 设计数据：设计所用图纸为华北地区一新兴工业城市规划平面图（1:5000），设计数据如附表所示，其中住宅卫生设备清空用于确定污水定额，降雨量重现期采用1年，地面集水时间采用10min。卫生设备情况企业甲排水量m

2、3d企业乙排水量m3d人口密度(人/公顷)暴雨强度公式A800500440山西长治2、 气象资料：城市常年主导风向为西北风，土壤冰冻深度1.2m，地下水初见水位为6m3、 工程地质资料：在整个排水区域内为轻质亚粘土，地耐力为12-14t/m2，地震烈度为6度。4、 综合径流系数：=0.6。5、 河流最高洪水位标高：80.0m。四、 设计内容1、 污水管道的设计计算：在规划平面图上布置图污水管道；划分设计管段，技术设计流量；进行污水管道的水力计算；绘制管道平面图及纵断面图。2、 雨水管道的设计计算：划分排水流域和管道定线；划分设计管段并计算个管段的汇水面积；进行管道的水力计算。五、 设计成果1、

3、 排水管网设计计算说明书一份；2、 排水管网平面布置图（包括污水管道和雨水管道）一张；3、 污水主干管纵断面图一张。污水管道设计说明书一、 在城市平面图上布置污水管道从城市平面图可知该城区地势自西向东倾斜，坡度较小，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较低一侧的道路下，干管基本上与等高线垂直布置，主干管则沿城区东面街道布置，基本与等高线平行，整个管道系统呈截流的形式布置，见。二、 街区编号并计算面积将各街区编上号码，并按各街区的平面范围计算它们的面积，列入街区面积表，并用箭头标出各街区污水排出的方向。各街区的面积见下表街区面积街区编号1234567街区面积（ha）2.843 1

4、.198 1.530 1.616 2.259 3.109 2.640 街区编号891011121314街区面积（ha）0.574 1.738 3.851 4.235 3.833 3.196 3.689 街区编号15161718192021街区面积（ha）4.084 4.395 1.522 2.558 1.259 1.697 3.742 街区编号22232425262728街区面积（ha）3.133 2.886 2.415 2.788 2.986 3.449 3.873 街区编号29303132333435街区面积（ha）2.111 2.321 3.731 3.576 3.756 2.622 2

5、.013 街区编号36373839404142街区面积（ha）1.945 3.367 3.621 1.945 2.912 4.030 1.945 街区编号43444546474849街区面积（ha）1.749 3.391 3.318 1.869 2.222 2.580 7.001 街区编号50515253545556街区面积（ha）6.930 4.462 1.079 3.331 2.769 0.751 2.435 街区编号57585960616263街区面积（ha）4.471 4.297 4.111 1.584 2.261 4.150 3.936 街区编号64656667686970街区面积（

6、ha）3.883 3.938 3.394 1.642 2.297 4.217 3.952 街区编号7172737475街区面积（ha）3.993 4.001 3.676 3.314 3.851 三、 划分设计管段，计算设计流量1. 根据设计管段的定义和方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点，集中流量和旁侧支管进入的点，作为设计管段的起始点的检查井编上号码。2. 该城区人口密度为440cap/ha。卫生设备情况为A，位于二区，属于中小城市，居民生活用水定额为200Lcapd，由于卫生设备为A，则污水定额为给水定额为的0.8倍，即污水定额n=160Lcapd则每公顷街区面积的生活污水平均流量（

7、比流量）为q0=np86400=44016086400=0.81Lsha。3. 该城区有两个集中流量，企业甲和企业乙的工业排水量，企业甲在检查井71进入管道，企业乙通过支管在检查井9进入管道。4. 如设计管段1112为主干管的管段之一，既要转输干管110的流量13.44L/s，又要转输干管1711的流量26.97L/s。还有本段流量（街区47）1.02L/s。故设计管段1112的合计平均流量为：13.44+26.97+1.02=41.43L/s，Kz=2.7/Q0.11得Kz=1.79，该管段无集中排水量，总设计流量为41.431.79=79.94L/s。5. 其余管段设计流量计算方法相同。各

8、设计管段的设计流量计算，见污水管管设计流量计算表。四、 水力计算在确定流量后，先计算110，1811，2812，3813，4514，7958，4952，5954，6357，6976十条干管的各管段水力计算，然后计算主干管10111213141516的各管段以及7677575815的管段，计算结果见污水（主）干管水力计算表，水力计算步骤如下：1） 从管道平面布置他商量出每一度设计管段的长度，列入表中第3项2） 将各计算管段的设计流量列入表中第8项，从管道平面布置图上内插出各管段起始点检查井的地面标高列入表中第14、15项；3） 计算每一设计管段的地面坡度（地面坡度=地面高差、距离）作为确定地面坡

9、度的参考，列入表中第11项中；4） 确定起始管段的管径以及设计流速v，设计坡度，设计充满度h/D，先拟采用最小管径200mm，查水力计算图，管径D和管道粗糙系数n为已知，其余4个水利因素只要知道2个即可求出另外2个，现流量已知，另1个根据水力计算设计数据规定设定。5） 确定其它管段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）或保持不变，这样便可根据流量的变化情况确定管径，然后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的规律设定设计流速，根据Q和v即可在确定D的水力计算，图中查出相应的h/D和I值，若h/D和

10、I值符合设计规范要求，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个各水力因素之间存在相互制约关系，因此在查水力计算图时实际存在一个试算过程6） 计算各管段上端，下端的水面，管底标高及埋设深度：a) 根据设计管段长度和管道坡度求降落量；b) 根据管径和充满度求管段水深；c) 确定管网系统的控制点，该城区中立污水厂最远的干管起点有 1、18、28、38、45、79、49、59、63、69。这些点都可能成为管道系统的控制点，但干管方向的地面坡度较大，且在干管上有逆坡接入的支管，这样这些逆坡接入干管的支管起点，也有能成为控制点。五、 进行管道水力计算时，应

11、注意的问题：1 必须细致研究管道系统的控制点2 必须细致研究管道敷设坡度与管线经过地段的地面坡度之间关系，使确定的坡度，在保证最小流速前提下，又不使管道的埋深过大，以及便于支管干管主干管的衔接3 水力计算自上游管段进行一般情况下，随着设计流量逐渐增长，设计流速也相应增加，但在管道坡度骤然变小的情况下，设计流速才允许减小，同样，随着设计流量的逐段增加，设计管径也应逐段增大，但当管道坡度骤然增大时，下游管段的管径可以减小；但缩小的范围不得超过50-10mm。4 在坡度太大的地区，为减小管内水流速度，防止管道被冲刷太大的地区，为减小管内水流速度。防止管道被冲刷，管道坡度往往需要小于地面坡度，这就有可

12、能使下游管段覆土厚度无法满足最小限值的要求，甚至超出地面，些时可在适当占设置跌水井，管段之间采用跌水连接。5 水流在通过检查井时，常引起局部水头损失，为了尽量降低这项损失，检查井底部在直线管道上要严格采用直线，在管道转变处要采用匀称的曲线，即采用底部流槽式。6 在旁侧管的埋深大于干管埋深。则需在干管上设置跌水井，以使旁侧管路能接入干管。另一方面，若连接外处旁侧管的管底标高比干管的管底标高比干管的高出许多 ，为使干管有较好水力条件，需在连接处前的旁侧管上设置跌水井。六、 绘制管道平面图和纵断面图1、 在平面图的管线上画出设计管段起点的检查井并编上号码，标出各设计管段和主干管的长度、管径和坡度。见

13、污水管道平面布置图。2、 纵断面图绘制，横坐标采用1：1000比例，纵坐标采用1：100比例，纵断面图正文有表格，表中列有检查井号，管道长度，管道结构，地面标高，管内底标高，埋深及管径和坡度，见污水干管纵断面图。3、 污水厂位置的选择该城区的背面有一条自西向东的河流，地形又西高东低，该城市常年风向为西北风，污水厂选在距城区东西边缘约300m处特殊管段的布置4、 该城市中有一企业乙位于漂流北岸，但其工业费水是与生产污水一同被送到一污水厂处理。故企业乙的工业废水必须穿越河流，须采用倒虹管，管桥等工程措施。雨水管道的设计一、 在城市平面图上布置雨水管道 从居住区平面图和资料知该城市西高东低，坡度较大

14、，从南到北略有倾斜，无明显分水线，故排水流域按城市主要街道的汇水面积划分。河流的位置确定了雨水出水口的位置，漂流为自西向东，出水口位于河流岸边，故雨水管的走向为自南向北。漂流的最高洪水位标高为80.0m，小于该城区地面平均标高，可保证雨水在漂流常水位和洪水位时能靠重力排入漂流，故不需设雨水泵站。雨水干管垂直于河流布置，具体布置见雨水管道平面布置图（02号图纸）。二、 划分管段、计算汇水面积根据管道具体位置，划分设计管道，将设计管段的检查井依次编上号码，各检查井地面标高见地面标高地表。各管段长度见管段长度表，每一设计管段所承担的汇水面积可按就近排入附近雨水管的原则划分。将每块汇水面积的编号、面积

15、按雨水流向标注在平面图中。各管段的汇水面积计算表。三、 水力计算该城市地面集水时间采用t1=10min，设计重现期p=1，折算系数m=2，综合径流系数=0.6.暴雨强度公式为q=3340(1+1.43LgP)(t+15.8)0.93。起点覆土厚度采用0.7m。1. 雨水干管的水力计算表中的第一项为需要设计的管段，从上游至下游依次写出第2、3、13、14项分别从雨水计算图及相应设计要求中读取，其余为计算取得。2. 计算中假定管段的设计流量均从管段起点进入即上游段终点的设计降雨历时（集水时间）进行计算的，也就是说在计算各设计管段的暴雨强度时间用的t2值按上游分管段的管内雨水流行时间之和t2=lv求

16、得。如管段起始管段1-2，故t2=0将此值列入表中第4项。3. 根据确定设计参数，求单位面积径流量q0. q0=q=q= q=0.63340(1+1.43LgP)(t+15.8)0.93=2004(t+15.8)0.93。q0为管内雨水流行时间t2的函数，只要知道各设计管段内雨水流行时间t2即可求出该设计管段的有机物面积径流量q0。4. 代入q0=2004(t+15.8)0.93。计算出单位面积径流量。5. 用各设计管段单位面积径流量乘以该管段的总汇水面积得到设计流量。6. 在求得设计流量后，即可进行水力计算，求管径管道坡度和流速。在查水力计算图或表时Q、V、I、D四个水力因素可以相互适当调整

17、，使计算结果即要符合水力计算设计的相关规定，又经济合理。计算采用排水铸铁管，满流。（）水力计算表。将确定的管径，坡度，流速各值分别列入表中第9，11，12项。7. 根据设计管段的设计流速求本段的管内雨水流行时间t2。例如干管A中管段的管内雨水流行时间t1-2=l1-2v1-2，将该值列入表中第4项，此值便是管段的t2值。8. 管段长度乘以管道坡度得到该管段起点与终点之间的高差，即降落量，如干管A中管段1-2的降落量IL=0.002x210=0.42列入表中第12项。9. 根据冰冻情况，雨水本设计中最小覆土厚度定为0.7m（起点）。覆土厚度加上管内径和管壁厚度即为管道埋深。将埋深列入表中第16项。用起点地面标高减去该点埋深得到管内底标高。现以1-2管段为例：107.061-1.017=106.044（m），列入表中第14项，用该值减去1-2两点降落量得到2点管底标高，即106.044-0.817=105.227（m），列入表中第15项，用2点地面标高减去该点管底标高得到该点埋深，即107.061-105.227=1.834m，列入表中第17项。10. 雨水管道的设计管段在接口处采用管顶平接。11. 在划分各设计管段汇水面积时，应尽可能使各设计管段的汇水面积均匀增加，否则会出现下游管段的设计流量小于上一管段设计流量的情况。