【導(dǎo)讀】吉林化工學(xué)院給水排水工程10級管道工程課程設(shè)計

　　

【正文】 24 36 91 146 201 37 92 147 202 38 93 148 203 39 94 149 204 40 95 150 205 41 96 151 206 42 97 152 207 43 98 153 208 44 99 154 209 45 100 155 210 46 101 156 211 47 102 157 212 48 103 158 213 49 104 159 214 50 105 160 215 51 106 161 216 52 107 162 53 108 163 54 109 164 55 110 165 劃分設(shè)計管段，計算設(shè)計流量 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(jìn)入的點（一般定為街區(qū)兩端）、集中流量及旁側(cè)支管進(jìn)入的點，作為設(shè)計管段的起訖點的檢查井并編上號碼。本設(shè)計中的有兩條主干管，根據(jù)設(shè)計流量變化的情況，可分別在一區(qū)劃分 1～ 2， 2～ 3， 3～ 4， 4～ 5， 5～ 6， 6～ 7， 6個設(shè)計管段和在二區(qū)8～ 9， 10～ 11， 12～ 13， 14～ 15， 19～ 20， 20～ 21,21～ 22， 22～ 23， 23～ 24 ，24～ 25， 25～ 26,11 個設(shè)計管段。 計算比流量 居住區(qū)人口密度為 360cap/ha，居民生活污水定額為 240L/(cap﹒ d),則每ha街區(qū)面積的生活污水平均流量（比流量）為： ha)(L/(s86400 0286400 pnq 0 ?????? q0 單位面積的本段平均流量 n 居民區(qū)生活污水定額（ L/()） p 人口密度（ cap/ha） 吉林化工學(xué)院給水排水工程 10 級管道工程課程設(shè)計 25 本設(shè)計中有 4 個集中流量，分別為 甲 廠、 乙 廠、 丁 廠、火車站，相應(yīng)的設(shè)計流量為 、 、 、 ,其具體計算如下： 甲廠：生產(chǎn)污水量 Q1 = Q2 = (A1B1K1 + A2B2K2)/3600T + (C1D1 + C2D2)/3600 Q2 工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設(shè)計流量（ L/s） A1 一般車間最大班職工人數(shù)（ cap） 生活污水量： A2 熱車間最大班職工人數(shù)（ cap） B1 一般車間職工生活污水定額，以 25（ L/( )）計 。 B2 熱車間職工生活污水定額，以 35（ L/( )）計 。 K1 一般車間生活污水時變化系數(shù)，以 計； K2 熱車間生活污水時變化系數(shù)，以 ； C1 一般車間最 大班使用淋浴的職工人數(shù)（ cap） 。 C2 熱車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)（ cap） 。 D1 一般車間的淋浴污水定額，以 40（ L/( )）計 。 D2 高溫、污染嚴(yán)重車間的淋浴污水定額，以 60（ L/( )）計 。 T 每班工作時間（ h） 。 甲廠設(shè)計流量 Q = Q1 + Q2= + = (L/s) B 廠 C 廠：同 A廠。 計算本段生活污水流量 以 Ⅰ區(qū) 的設(shè)計管段 1～ 2為例，它為主干管的起始管段，本段流量的街區(qū)編號為 64， 74，街區(qū)面積為 ，)/( sLFqq ?????本段生活污水流量 計算本段生活污水合計 平均 流量（本段生活污水流量 +轉(zhuǎn)輸生活污水流量 ） 吉林化工學(xué)院給水排水工程 10 級管道工程課程設(shè)計 26 設(shè)計管段 1～ 2 的本段生活污水流量為 L/s，轉(zhuǎn)輸流量是從旁側(cè)管段流來的生活污水平均合計平均流量，其值為： s/ LFqq ????? sLqq / ????流量本段生活污水合計平均 。 計算 生活污水設(shè)計流量 生活污水設(shè)計流量 =總變化系數(shù) Kz本段生活污水合計 平均 流量 設(shè)計管段 1～ 2 的本段生活 污水合計平均 流量為 L/s ， ??? QK Z . 該管段的生活污水設(shè)計流量 ???Q 。 計算管段設(shè)計流量 其中集中流量只有轉(zhuǎn)輸流量 ?？傇O(shè)計流量 Q= L/s。 其余管段的設(shè)計流量計算方法相同。 詳 見 附表 61污水 主 干管 設(shè)計 流量計算表。 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(jìn)行主干管各設(shè)計管段的水力計算。一般常列表進(jìn)行計算， 如表 33污水主干管水力計算表 。水力計算步驟如下： 從管道平面布置圖上量出每一段管段的長度，列入表污 水主干管水力計算表第 2項。 將各設(shè)計管段的設(shè)計流量列入 污水主干管水力計算表 中第 3 項。設(shè)計管段起訖點檢查井處的地面標(biāo)高列入表中第 11項。 計算每一設(shè)計管段的地面坡度（距離地面高差地面坡度 ?），作為確定管道坡度時參考。例如，管段 1～ 2 的 ???地面坡度。 4. 確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 500 ㎜，即查《排水工程》附錄 22 附圖 7。在這張計算圖吉林化工學(xué)院給水排水工程 10 級管道工程課程設(shè)計 27 中，管徑 D 和管道粗糙系數(shù) n 為已知，其余 4 個水力因素只要 知道 2 個即可求出另外 2 個。現(xiàn)已知設(shè)計流量，另 1 個可根據(jù)水力計算數(shù)據(jù)的規(guī)定設(shè)定。本設(shè)計中由于管段的地面坡度為零，為不使管道系統(tǒng)的埋深過大，宜采用最小設(shè)計坡度為設(shè)定數(shù)據(jù)，相應(yīng)于 500 ㎜管徑的最小設(shè)計坡度為。當(dāng) Q= L/s、 I= 時，查表得出 v=（大于最小設(shè)計流速 ）， h/D=（小于最大設(shè)計充滿度 ），計算數(shù)據(jù)符合規(guī)范要求。將所確定的管徑 D、坡度 I、流速 v、充滿度 h/D 分別列入 污水主干管水力計算表 的第 7項。 確定其他管段的管 徑 D、設(shè)計流速 v、設(shè)計坡度 I、設(shè)計充滿度 h/D 和管道坡度 I。通常隨著設(shè)計流量的增加，下一個管段的管徑一般會增大一級或兩級（ 50mm 為一級），或者保持不變，這樣便可根據(jù)流量變化情況確定管徑。然后可根據(jù)設(shè)計流速隨著設(shè)計流量的增大而逐段增大或保持不變的規(guī)律設(shè)計流速。根據(jù) Q和 v 即可在確定 D 的那張水力計算圖或表中 查出相應(yīng)的 h/D 和 I的值，若 h/D 和 I 值符合設(shè)計規(guī)范的要求，說明水力計算合理，將計算結(jié)果填入 污水主干管水力計算表 中相應(yīng)的項中。在水利計算中，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 查水力計算圖或表時實際存在一個試算的過程。 計算各管段上端、下端的水面、管低標(biāo)高及其埋設(shè)深度： （ 1） 根據(jù)設(shè)計管段長度和管道坡度求降落量。如 Ⅰ區(qū) 中管段 1～ 2 的降落量為： mLI 0 0 9 ???? ，列入表中第 9項。 （ 2） 根據(jù)管徑和充滿度求管段的水深。如 Ⅰ區(qū) 中管段 1～ 2 的水深為：mDhDh ????? ，列入表中第 8項。 （ 3） 確定管網(wǎng)的控制點。 Ⅰ區(qū) 中對主干管埋深起決定作用的控制點是 1點，Ⅱ區(qū) 對主干管起決定作用的控制點則是 11 點。 1 點和 2點分別是 Ⅰ區(qū) 和 Ⅱ區(qū) 主干管的起始點，它的 埋深受冰凍線的影響，都定為 m將該值列入 表 中第 16項 （ 4） 求設(shè)計管段上、下段的管內(nèi)底標(biāo)高，水面標(biāo)高及埋設(shè)深度。 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=，列入表中第 14 項。 吉林化工學(xué)院給水排水工程 10 級管道工程課程設(shè)計 28 2 點 的管 內(nèi)底 標(biāo)高 等于 1 點 的 管內(nèi) 底標(biāo) 高減 降落 量， 為=，列入表中第 15 項。 2 點的埋設(shè)深度等于 2 點的地面標(biāo)高減 2 點的管內(nèi)底標(biāo)高，為=，列入表中第 17 項。 管段上下端水面標(biāo)高等于相應(yīng)點的管內(nèi)底標(biāo)高加水深。如管段 1～ 2 中 1的水面標(biāo)高為 += m，列入表中第 12項。 2點的水面標(biāo)高為 += m，列入表中第 13項。 根據(jù)管段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。如管段 1～ 2與管段 2～ 3的管徑相同，采用水面平接。即管段 1～ 2與管段 2～ 3中的 2點水面標(biāo)高相同，然后用 2 點的水面標(biāo)高減去降落量，求得 3 點的水面標(biāo)高，將 3點的水面標(biāo)高減去水深求出相應(yīng)的管內(nèi)底標(biāo)高。進(jìn)一步求出埋深。又如管段 2～ 3與管段 3～ 4的管徑不同，采用管頂平接。即管段 2～ 3的 3點與管段 3～ 4的 3點的管頂標(biāo)高相 同，所 以管段 3～ 4 的 3 點的管內(nèi)底標(biāo)高為 =，求出 3 點的管內(nèi)底標(biāo)高后按照前面的方法即可求出 4點的管內(nèi)底標(biāo)高， 4點的水面標(biāo)高及埋設(shè)深度。 進(jìn)行管道水力計算應(yīng)注意的問題： （ 1） 必須細(xì)致研究管道系統(tǒng)的控制點。 （ 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。 （ 3） 水力計算自上游依次向下游管段進(jìn)行。 （ 4） 地面坡度太大地區(qū)，為減小管內(nèi)水流速度，防止管壁被沖刷，管道坡度往往小于地面坡度。 （ 5） 水流經(jīng)過檢查井時，常引起局部水頭損失。 為了盡量降低這項損失，檢查井底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。 詳見附表 62 污水主干管水力計算表 吉林化工學(xué)院給水排水工程 10 級管道工程課程設(shè)計 29 第 7 章 雨水管渠的設(shè)計 確定雨水排水區(qū)界及劃分排水流域 撫松縣 地勢大致西南低，東北高，鐵路把城市分成 兩 個區(qū)，劃分為 2個 區(qū)域 。由圖中等高線變化可以知道，應(yīng) 采用截流式分流制雨水排水系統(tǒng)。 具體見吉林省撫松縣 排水管網(wǎng)平面圖。 雨水管網(wǎng)定線 本設(shè)計中， 撫松縣 地勢北面 高，南面 地勢低，為了充分利用地形，以最短的距離靠重力流將雨水排出。在火車道的 上側(cè)可以布設(shè)一 條雨水主干管， 使 1區(qū)的 雨水 匯入該雨水排水 管道 中，同時由地勢可知宜 采用截流式布置 形式 ，截流從街坊集流而來的雨水。 2 區(qū)的雨水主干管敷設(shè)在河流岸邊，也采用截留式布置，收集 2區(qū)截留的雨水。 支干管最大可能地利用重力流排水，支干管半垂直于等高線 ， 主干管與等高線基本平行。根據(jù)建筑物的分布，道路布置等，雨水管道平行于道路布設(shè)。主干管收集的雨水在城區(qū)東南邊緣處排入河 流。 雨水管網(wǎng)水力計算 雨水管網(wǎng)水力計算步驟： 劃分排水流域和管道定線。 劃分設(shè)計管段。 劃分并計算各設(shè)計管段的匯水面積。 確定平均徑流系數(shù)。 確定設(shè)計重現(xiàn)期、地面集水時間 求單位面積徑流量 列表進(jìn)行雨水 干管的設(shè)計流量和水力計算，以求得各管段的設(shè)計流量，及確定各管段、 管徑、坡度、流速、管底標(biāo)高極其埋設(shè)深度。 吉林化工學(xué)院給水排水工程 10 級管道工程課程設(shè)計 30 雨水管網(wǎng)水力計算 劃分排水流域和管道定線 雨水干管基本垂直于等高線，布置在排水流域地勢較低的一側(cè)，這樣雨水能以最短的距離靠重力流分散就近排入水體。為了充分利用街道邊溝的排水能力，每條干管起端 100米左右可視具體情況不設(shè)雨水暗管。雨水支管設(shè)在街坊較低側(cè)的道路下。 劃分管段 根據(jù)管道的具體位置，在管道轉(zhuǎn)彎處，管徑或坡 度改變處，有支管接入或兩條以水管道交匯處以及超過一定距離的直線管段上都應(yīng)設(shè)置檢查井 ， 把兩個檢查井之間流量沒有變化且預(yù)計管徑和坡度也沒有變化的管段定為設(shè)計管段。并從管段上游往下游按順序進(jìn)行檢查井的編號 ， 詳見 吉林地區(qū) A縣排水管網(wǎng)平面布置圖。 劃分并計算 各 設(shè)計管段的匯水面積 各設(shè)計管段匯水面積的劃分應(yīng)結(jié)合地形坡度，匯水面積的大小以及雨水管道布置等情況而劃定。地形較平坦 時 ，可按就近排入雨水管道的原則劃分匯水面積；地形坡度較大時，應(yīng)按地面雨水徑流的水流方向劃分匯水面積。并將每塊面積進(jìn)行編號，計算其面積的數(shù)值 。 確定各排水流域的平均徑流數(shù)值 ： ψ =0． 45 確定設(shè)計重現(xiàn)期、地面集水時間 查《排水工程》上冊 第 75 頁《國內(nèi)各城市采用的重現(xiàn)期》確定吉林 地區(qū) G城市 設(shè)計重現(xiàn)期 P=1， 第 77頁 地面集水時間 t1=10min。 。 求單位面積徑流量 q0 q0稱為單位面積徑流量，是暴雨強(qiáng)度 q 與徑流系數(shù)ψ的乘積。 即：n21 1n10 )bmtt( )Plgc1(A167)bt( )Plgc1(A167qq ?? ????? ??????? (L/s﹒ ha) 式中的 P， t1 ， ψ， m， A1， b， c 均為當(dāng)?shù)貐?shù)，因此 q0 只是 t2 的函數(shù)。 只要求得各管段的管內(nèi)雨水流行時間v60Lt2 ??，就可以求出相應(yīng)于該管段的 q0 值。 吉林化工學(xué)院給水排水工程 10 級管道工程課程設(shè)計 31 查《排水工程》上冊附錄 32 我國若干城市暴雨強(qiáng)度公式表得 吉林市暴雨強(qiáng)度公式為： )72( )(2166 ?? ???? tt gPqq ? 其中： t1=10min 2 為折減系數(shù) 雨水干管的設(shè)計流量和水力計算 （ 1） 根據(jù)圖的等