1、华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 1目录第一章 原始资料2第二章 城市设计概况42.1 城市概述42.2 设计范围4第三章 污水管道的设计53.1 街坊面积的计算53.2 城市污水设计流量的计算53.3 管网布置63.4 划分设计管段，计算各管段的设计流量73.5 污水管段的水力计算7第四章 雨水管道的水力计算104.1 雨水管渠系统的平面布置特点104.2 雨水管渠系统的水力计算的设计参数104.3 雨水管渠系统的设计步骤和水力计算104.4 水力计算中应注意的问题11华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 2第五章 设计心得11第一章 原始资料一、设计任务：根据给定的原始资料
2、，进行城市排水工程的规划以及排水管网的扩大初步设计。二、原始资料：1、比例尺 1：10000 的城市总平面图一张。图上标有间隔 1 米的等高线，城市区域的划分、工厂以及大型独立性公共建筑物的位置如图所示。2、人口密度：区号 人口密度（人/104m2 ）1 3202 3253 3003、各区的卫生设备情况华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 3区号 房屋卫生设备情况1 室内有给水排水设备，但无沐浴设备2 室内有给水排水设备和沐浴设备3 室内有给水排水设备，并有沐浴和集中热水供应4、城市位于福建省北部5、工业企业生活污水情况：（1） 印染 工厂工人数：一班 686 人；二班 656 人；三班
3、 670 人。其中，每班人数中 55%人在热车间工作。车间特征 沐浴职工人数（占本车间人数%）热脏车间 80一般车间 30（2） 啤酒 工厂工人数：一班 448 人；二班 415 人；三班 410 人。其中，每班人数中 48% 人在热车间工作。车间特征 沐浴职工人数（占本车间人数%）热脏车间 75一般车间 406、工业企业工业废水情况：华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 4企业名称 日废水量（m3 / 日）印染厂 4000啤酒厂 30007、公共建筑排水情况：名称 最高日排水量（m3 / 日）医院 445火车站 6008、市区覆盖情况：（%）区域各种屋面 公园与绿地路面（混凝土沥青）非
4、铺砌土路面1 35 15 35 152 35 25 25 153 40 20 30 109、气象资料：该市的雨量公式：q = 1984（1+0.77P ）（t + 9）0.77 夏季主导风向：西北10、水文、地质资料：排水管道铺设地区的土壤为亚粘土。土壤的冰冻深度为 0.4 米。华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 5地下水位在地表以下 7 米。水体的最高水位 86 米，最低水位 84 米，常水位 85 米。三、课程设计工作量：1、设计说明书一份：设计概述：城市概况、设计范围、设计资料排水量的计算、排水方案的选择管道系统平面布置说明泵站及污水厂、出水口位置的确定水力计算书，污水要求计算所
5、有干管及主干管，雨水计算一条干管2、扩初设计总平面图一张（要求干管及主干管），并标出一条主干管的相应水力计算参数。3、绘制扩初设计排水干管的纵剖面图一张，要求绘出剖出的管道及连接管的具体位置。四、设计要求：独立按时完成课程设计，要求图面正确、整洁、字迹工整。本设计题目与设计同时上交，以便校阅。第二章 城市设计概况华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 61. 城市概述该城市位于福建北部，整体划分为三个区，I、 II 之间为河流，I 、 III 之间为铁路，地形较复杂，城市中间河流的走向为自北向南，夏季主导西北风，详见排水管网平面设计图。2.设计范围（1）设计说明书一份：设计概述：城市概况、
6、设计范围、设计资料排水量的计算、排水方案的选择管道系统平面布置说明泵站及污水厂、出水口位置的确定水力计算书，污水要求计算面积最大区域的所有污水干管及主干管，其他区域包含控制点在内的干管和主干管以及雨水干管一条。（2）扩初设计总平面图一张（要求干管及主干管），并标出一条主干管的相应水力计算参数。（3） 绘制扩初设计排水干管的纵剖面图一张，要求绘出剖出的管道及连接管的具体位置。华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 7第三章 污水管道的设计(一) 街坊面积的计算（1）将图纸中的所有街坊面积进行编号，包括工厂在内总共有 307 块。（2 ） 在 CAD 图上直接测量面积，根据长度比为 1:100
7、 来换算，(详见附表一)。(二) 城市污水设计流量计算城市污水设计总流量包括居民生活污水设计流量 Q1、工业企业废水设计流量 Q2、工业企业生活污水和淋浴污水设计流量 Q3、公共建筑污水设计流量 Q4 四部分。1) 计算城市居民生活污水设计流量 Q1 (详见附表二)360241ZKNn华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 8式中 Q1居住区污水设计流量(L/s)N设计人口数；n居住区生活污水定额(L/(capd)；Kz生活污水量总变化系数，1 区为 1.47，2 区为 1.54，3 区为 1.46；cap“人”计量单位。2) 计算工业企业废水设计流量 Q2 (详见附表三)式中 Q2工业废
8、水设计流量，L/s；m生产过程中每单位产品的废水量标准，L/单位产品 M产品的平均日产量；T每日生产时数；KZ总变化系数，与工业企业性质有关，印染厂为 1.77，啤酒厂为1.83。 日变化系数为 1，时变化系数可以由书中查得。3) 计算工业企业生活污水和淋浴污水设计流量 Q3，(详见附表四)。式中：Q3工业企业生活污水及淋浴污水设计流量，L/s；A1一般车间最大班职工人数，人；B1一般车间职工生活污水量标准，为 25(L/(人.班)；T每班工作时数，h。 K1一般车间生活污水量时变化系数，以 3.0 计；3603602121 DCTKBAQTKMmZ3602华侨大学课程设计13 级给水排水科学
9、与工程 9A2热车间最大班职工人数，人； B2热车间职工生活污水量标准，为 35(L/(人.班)； K2热车间生活污水量时变化系数，以 2.5 计；C1一般车间最大班使用淋浴的职工人数，人；D1一般车间的淋浴污水量标准，为 40(L/(人.班)；C2热车间最大班使用淋浴的职工人数，人；D2热车间的淋浴污水量标准，为 60(L/(人.班)；4) 计算公共建筑污水设计流量 Q4，(详见附表五)。式中： Q4公共建筑生活污水设计流量，L/s；S公共建筑最高日生活污水量标准（L/(d.人)），一般按建筑给水排水设计规范中有关公共建筑的用水量标准选用，排水量大的建筑也可以通过调查或参考相近建筑选用。Kh
10、时变化系数，是最高日最大时污水量与最高日平均时污水量的比值。本次设计取 1.2。5) 计算城市污水设计总流量 Q，(详见附表六)。Q=Q1+Q2+Q3+Q4（三）管网布置1. 确定排水体制根据室外排水设计规范规定，一般新建的城市和地区排水系统采用分流制。但在附近有水量充沛的河流或近海，发展又受到限制的小城镇地区；在接到较窄地下设施较多，修建污水和雨水两条管线有困难的地区；活在雨水稀少，废水全部处理的地区等，采用合流制排水系统。考虑该城市地形等条件，以及环境保护的要求、造价和维护管理等方面，该城市采用完全分流制。36024hKNS华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 102. 划分排水流域
11、综合考虑地形、地势等因素，该城市正好三个区被河流和铁路分别隔开成独立整体因此将其分为三个排水区域。3. 选择污水厂和出水口的位置根据该城市地形和风向等，将其污水厂设置在河流中下游的临近河流的地方，具体见排水管网平面设计图。4. 管道定线管道定线一般按主干管、干管、支管的顺序依次进行。定线遵循尽可能在管线较短或埋深较浅的情况下让最大区域的污水能自流排出的原则。在定线时应充分利用地形，使管道的走向符合地形趋势，一般宜顺坡排水。在地形平坦的地区宜使干管与等高线垂直，主干管与等高线平行敷设；在定性倾向河道的坡度很大时，主干管与等高线垂直，干管与等高线平行。5. 确定控制点控制点是对管道系统的埋深起控制
12、作用的点，分析该城市的地形，将其控制点分别三个区各选一个，I 区选在离污水厂较远处且有工厂大流量汇入的点9，II 区、III 区均选在离污水厂较远的 43,73 点。（四）划分设计管段，计算各管段的设计流量1) 划分设计管段设计管段是在两个检查井之间，设计流量不变，且采用同样的管径和坡度的管段。确定了检查井的位置即划分了管段。一般凡是有集中流量汇入、旁侧管道接入、转弯或在直管段管径长度较长的地方均可作为设计管段的起迄点。2) 各管段设计流量的计算(详见附表七)设计流量包括：本段流量 q1:是从管段沿线街坊流来的污水量；华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 11转输流量 q2:是从上游管段
13、和旁侧管段流来的污水量；集中流量 q3：从工业企业或其他大型公共建筑物流来的污水量（包括工业企业的工业废水、生活污水、淋浴污水量）。 区的污水量标准 n 取 120L/(capd),人口密度 p 取 320(cap/ha)，故=120*320/86400=0.4448640pnq 区的污水量标准 n 取 127.5L/(capd),人口密度 p 取 325(cap/ha)，故=127.5*325/86400=0.4808640pnq 区的污水量标准 n 取 135 L/(capd),人口密度 p 取 300(cap/ha)，故=135*300/86400=0.4698640pnq（五）污水管段
14、的水力计算（详见附表八）1. 污水管道水力计算的设计数据(1) 设计充满度在设计流量下，污水在管道中的水深 h 和管道直径 D 的比值称为设计充满度。当 h/D=1 时称为满流，h/D1 时称为非满流。最大设计充满度的规定如下表所示管径 D 或暗渠高 H(mm) 最大设计充满度（h/D 或 h/H）200-300 0.55350-450 0.65500-900 0.701000 0.75华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 12(2) 设计流速最大设计流速：非金属管道的最大设计流速为 5m/s；金属管道的最大设计流速为 10m/s。本次设计采用非金属管。最小设计流速：最小设计流速为 0.
15、6m/s，随着设计流量逐段增加，其流速也相应增加。下一管段的流速应比上一管段的流速大。(3) 最小管径和最小设计坡度在街区和厂区内的最小管径为 200mm，其相应的最小设计坡度为 0.004；在街道下的最小管径为 300mm，相应的最小设计坡度为 0.003。当街区厂区的流量小于 9.19L/s、街道流量小于 14.63L/s 时则称为不设计管段，直接采用最小管径和相应的最小坡度而不进行水力计算。(4)污水管道的埋设深度污水管道的最小覆土厚度，一般应满足以下三个因素的要求：a) 无保温措施的生活污水管道或水温与生活污水接近的工业废水管道，管底可埋设在冰冻线以上 0.15m，有保温措施或水温较高
16、的管道，管底在冰冻线以上的距离可以较大b) 在车行道下管顶最小覆土厚度一般不小于 0.7m，非车行道下的污水管道若能满足管道衔接的要求以及无动荷载的影响，其最小覆土厚度值也可以适当减小。c) 为了能使污水顺利排出，污水出户管的最小埋深一般在 0.5-0.7m，所以街坊污水管道起点埋深为 0.6-0.7m。备注：干燥土壤最大埋深不超过 7-8m，多水、流砂、石灰岩土壤最大埋深不超过 5m；一般埋深不超过 5m；根据所给的水文地质资料该城市位于福建的北部，排水管道铺设地区的土壤为亚粘土。土壤的冰冻深度为 0.4 米。地下水位在地表以下 7 米。水体的最高水位 86 米，最低水位 84 米，常水位
17、85 米。华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 13因此，最大设计埋深不能超过 7 米，一旦超过则应设置提升泵站。本设计中管道的起始埋深均设为大于等于 0.8 米。2. 污水管道的衔接(1) 管道在衔接时应遵循两个原则：尽可能提高下游管段的高程，以减少管道埋深，降低造价；避免上游管段中形成回水而造成淤积。(2) 管道衔接的方法，通常有水面平接和管顶平接两种。水面平接是指在水力计算中，使上游管段终端和下游管段起端在指定的设计充满度下的水面相平，即上游管段终端与下游管段起端的水面标高相同。由于上游管段中的水面变化较大，水面平接时在上游管段内的实际水面标高有可能低于下游管段的实际水面标高，因此
18、，在上游管段中易形成回水。管顶平接是指在水力计算中 ，使上游管段终端和下游管段起端的管顶标高相同。采用管顶平接时，不易于在上游管段产生回水，但下游管段的埋深将增加。无论采用哪种衔接方法，下游管段起端的水面和管内底标高都不得高于上游管段终端的水面和管内底标高。3. 水力计算步骤(1) 从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度和地面标高；(2) 计算每一设计管段的地面坡度，作为确定管道坡度时的参考；(3) 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；(4) 确定其它管段的设计参数；(5) 计算各管段上端、下端的水面、管内底标高及埋设深度。第四章 雨水管道的设计华侨大学课程
19、设计13 级给水排水科学与工程 14（一）雨水管渠系统平面布置特点1. 充分利用地形，就近排入水体。2. 根据城市规划布置雨水管道。通常应根据建筑物的分布，道路布置及街区内部的地形等布置雨水管道，使街区内绝大部分雨水以最短距离排入街道低侧的雨水管道。3. 合理布置雨水口，以保证路面雨水排除通畅。4. 雨水管道采用明渠或暗管应结合具体条件确定。备注：该城市建筑密度高，交通量较大，因此不考虑采用明渠，而采用雨水暗管。（二）雨水管渠水力计算的设计参数1. 设计充满度雨水管道设计充满度按满流考虑，即 h/D=1。2. 设计流速雨水管渠的最小设计流速应大于污水管道，满流时管道内最小设计流速为0.75m/
20、s；明渠内最小设计流速为 0.40m/s。对雨水管渠的最大设计流速规定为：金属管最大流速为 10m/s；非金属管最大流速为 5m/s；管渠设计流速应在最小流速和最大流速范围内。3. 最小管径和最小设计坡度雨水管道的最小管径为 300mm,相应的最小坡度为 0.003，雨水口连接管最小管径为 200mm，最小坡度为 0.01。4. 最小埋深与最大埋深(具体规定同污水管道)（三）雨水管渠系统的设计步骤和水力计算(1) 划分排水流域和管道定线;(2) 划分设计管段；华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 15(3) 划分并计算各设计管段的汇水面积（由于初次计算所以街道不纳入汇水面积内）；（见附表
21、九）(4) 确定各个排水流域的平均径流系数值；根据该城市的覆盖情况，可求得雨水干管所在区域的径流系数av=Fii/F=35%*0.9+15%*0.15+35%*0.90+15%*0.3=0.70(5) 确定设计重现期 P、地面集水时间 t1；根据该城市的建筑密度情况，地形坡度和地面覆盖种类，以及街区内设置雨水暗管，确定地面集水时间 t1 采用 15min。（本设计中重现期采用 1a）(6) 求单位面积径流量；q0= q =0.7*1984（1+0.77P ）/ （t + 9） 0.77 (7) 列表进行雨水干管的设计流量和水力计算，以求得各管段的设计流量，及确定各管段的管径、坡度、流速、管内底
22、标高和管道埋深值等。计算时需先确定管道起点的埋深或是管内底标高；（见附表十）(8) 绘制雨水管道平面图和纵剖面图。（四）水力计算中应注意的问题(1) 在计算中，碰到下游管段的设计流量小于上游管段的设计流量时，下游管段的设计流量应取上游管段的设计流量，而本设计中不存在该种现象。(2) 支管与干管的计算是同时进行计算的，在支管与干管相交的检查井处，必然会有两个t2 和两个管内底标高值。相交后的下游管段水力计算时，应采用大的t2 和最小的管内底标高。(3) 在水力计算中，管道坡度变化不大时，随着流量的增大，流速应该是逐渐变大或不变，应遵循下游的流速大于或等于上游的流速，防止水流形成回流。华侨大学课程
23、设计13 级给水排水科学与工程 16第五章设计心得一周的课程设计结束了，这次的课程设计让我对排水工程的步骤和数据计算有了一个初步的认识和了解。课程设计是对我们专业课程知识综合应用的实践训练，让我们细致的了解学习了一个城市的排水系统是如何设计和运作的。这是在我们真正从事职业工作前一个必不可少的过程。认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。通过这次排水管网设计，我在多方面都有所提高。对于怎样做出一个即规范又完整的城市排水管网设计有了一次体验。也了解了其中的难度和规律。过程中我掌握了要设计一个排水管网的具体步骤。每一步计算的方法，其之间的关系，计
24、算结果的运用都有了更深一步的了解。而且我对排水系统中的各排水构筑物的作用的认识也有了直观的了解。当然，印象最深的是设计流量的计算，管段跟管段相连，需考虑全面，又能够经济，既要考虑流速流量，也要考虑管径大小，最佳方案还是很难定夺的。其次，通过这次设计，CAD、 excel、word 等软件操控能力也得到提高，尤其是 CAD。这两周也锻炼我的团队协作能力，分工合作，和同学愉快的完成了这次课设，更值得一提的是，在这次课设中我懂得了仔细看书本，很多问题都能迎刃而解，而不是遇到问题直接去问同学，同时也提高了独立思考的能力。课程设计能过找出自己的薄弱环节，也能综合巩固自己的知识，结合老师华侨大学课程设计1
25、3 级给水排水科学与工程 17的提示，学以致用，单独设计出相对合理的管网。在完成课设后，我体会到一种强烈的成就感。华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 18华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 19华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 20华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 21华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 22华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 23华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 24华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 25华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 26华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 27华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 28华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 29华侨大学课程设计13 级给水排水科学与工程 30
