排水管网课程设计(排水工程上)
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洛阳理工学院课程设计某县城排水管网课程设计学生:学号:专业:给水排水工程班级:11届2班指导教师:洛阳理工学院土木工程系二○一三年六月摘要排水管网是一个城市不可或缺的重要设施,根据采用排水方式的不同分为分流制和合流制。
本次设计采用的是截流式合流制。
将街坊、火车站和工厂的雨污混合污水一起经过干管转入岸边与大河平行的截流干管中,通过截流干管输送至污水处理厂,在截流干管上设置溢流井,排放暴雨后期的雨污混合污水,以减小截流干管下游的管径。
本次设计中简述了方案的选择对比、管线布置、工程量的选择和统计、设计原始资料和合流干管、截流干管的水力计算等。
关键词:排水管网;截流干管;雨污混合污水目录前言 (1)一.排水管网设计说明书 (2)1. 课程设计任务书及指导书 (2)1.1 设计范围和任务 (2)1.2 设计原始资料 (2)1.3 规划设计内容及要求 (3)1.4 设计成果要求 (3)1.5 设计参考资料 (4)2. 方案的选择和确定 (5)2.1 排水体制的确定 (5)2.2 工业废水与城市排水系统的关系选择 (6)2.3 污水处理方式及污水处理厂的确定 (6)3. 合流管网工程设计 (8)3.1 合流管网使用条件和定线 (8)3.2 合流管网的设计流量 (10)3.3 合流管网的水力计算 (18)3.4 合流管网工程量统计 (23)二.排水管网设计计算书 (24)1. 合流管网设计计算 (24)1.1 设计管段检查井地面标高 (24)1.2 排水区编号及其面积 (24)1.3 合流管网水力计算 (26)三.结束语 (31)参考文献 (32)致谢辞 (33)附录 (34)前言排水管网课程设计是依据批准的当地城镇总体规划及排水工程总体规划进行,按照基本建设程序及有关的设计规定、规程确定。
截流式合流制排水系统是由收集城市雨污混合污水的干管和截流干管以及溢流井等相应的一系列附属构筑物组成。
其主要内容包括:设计基础数据(如设计区人口密度、水体资料、工程地质条件等)、管道系统的平面布置、合流干管与截流干管的设计流量计算和水力计算、管道系统上某些附属构筑物的设计计算(如溢流井)、根据气象与地形条件,确定设计参数、划分排水区域等。
一.排水管网设计说明书1.课程设计任务书及指导书1.1 设计范围和任务陕南汉中地区某县城区范围。
运用所学的排水管网的相关专业知识,进行陕南汉中地区某县城区排水管道的初步设计。
1.2 设计原始资料1、设计区总平面图一张(比例为1:10000),污水厂厂址选择在县城夏季主导风向的下风向。
常年主导风向为东北风。
2、设计街坊人口密度为345人/公顷,卫生设备情况系室内有给排水卫生设备,无淋浴设备,街坊污水出水管管底标高按地面下1.5米考虑。
3、工厂污水量为1500m3/日,三班制,排水量时变化系数K=1.5。
出水管管底标高30米。
管径250毫米,流速0.8米/秒,污水轻微污染允许直接排入城市污水管道。
4、火车站污水量为24m3/日,K时=1.1,出水管管径150毫米,管底标高34.7米。
5、工程地质资料(按地层深度分)表土0.5m,砂质粘土1.8m,大孔性砂质粘土10m,地下水位在地面以下5.5公尺,水质无侵蚀性。
6、土壤冰冻深度0.5m。
7、水体资料:按当地水文资料,大河1%洪水位标高在城南桥梁处为27米,常水位标高25米,枯水位标高21米,河流由东向西流去,水面坡降约为0.3‟。
小河在该河桥梁处的1%洪水位标高为28米,常水位标高26.5米,枯水位标高22米,水面坡降约为0.3‟。
8、当地暴雨强度公式为:65.0) lg2.11( 500t pq+=(升/秒.公顷)。
9、设计区地面覆盖情况:厂房占10%;沥青路面占10%;干砌砖面路面占20%;非铺砌路面占40%;草地占20%。
1.3 规划设计内容及要求采用合流制排水体制,根据地形、地势等资料对排水管网进行全面规划,做到排水管道布置合理。
要求按照图纸求出街坊分区面积、各管段排水面积,并根据规范对管网工程进行设计与计算。
具体要求:设计说明书要求结构严谨,层次分明,内容完整、书写工整、计算参数选择合理、简图合理、计算准确、符合学科、专业的有关要求,说明书的用语、表格、计量单位、插图应规范标准,符合给水排水专业国家标准,具体包括工程概述、设计依据、原始资料、排水各系统的说明(如排水方式的比较与选择,系统构成,主要设备的型号、规格,管道的布置等);完成排水系统平面布置图二张,污水、合流管区主干管纵剖面图一张。
图纸内容要求能正确、完整地表达设计的内容,制图符合给水排水工程制图标准,排水管线与建筑线条分明,图面整洁。
采用统一的规格装订成册。
1.4 设计成果要求按初步设计深度进行设计。
1.设计说明书一份,应阐述:①工程任务及设计范围;②主要原始资料简介;③采用的各项主要设计标准和设计数据依据;④设计方案的选择与选定方案的排水系统和管道布置的阐述;⑤主要设备、管材、接口、基础型式的选用;⑥说明书后应列出管材、构筑物、设备一览表(只列出计算的部分)。
2.设计计算书一份(只要求进行污水和雨水各一条干线的计算):计算过程应该完整而清楚,水力计算可按表格进行。
3.排水管道总平面布置图(污水、雨水各一张)应标出:①管道走向及主干管和干管的平面布置;②设计管段应统一编号(从上游往下游顺序编号)③设计管段应标注D、i、L(计算管线)④图纸名称及方向;⑤图中管径、尺寸、标高、长度等所采用的单位。
污水管采用实线表示,雨水采用虚线表示;⑥污水主干管(起点到污水厂)及雨水干管纵剖面图(比例横向1:5000,纵向1:100)图纸总的要求:管网线条突出,其它线条(如建筑、道路线底)较淡细。
图纸均按规定的图纸尺寸、图例、比例及字体等绘制,另外应有图纸说明。
上述设计成果应统一装订成册。
1.5 设计参考资料1.《给水排水制图标准》.GB/T50106—2001.2.《给水排水国家标准图集》(S1、S2等).3.《给水排水工程专业毕业设计指南》,李亚峰主编.化学工业出版社,2003年10月第一版.4.《建筑给水排水设计手册》.核工业第二研究设计院主编.中国建筑工业出版社,2001第二版.5.《室外排水设计规范》GB50014-2006.6.《泵站设计规范》(GB/T 50265-97).7.《给水排水设计手册》(第1册)常用资料.2.方案的选择和确定2.1 排水体制的确定在城市和工业企业中,通常有生活污水、工业废水和雨水。
合理地选择排水体制,是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题。
它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理,而且对城市和工业企业的规划和环境保护影响深远,同时也影响排水系统工程的总投资和初期投资费用和维护管理费用。
通常排水系统体制的选择是一项很复杂的很重要的工作。
排水体制的选择应该根据城镇及工业企业的规划,环境保护的要求,污水利用的状况,原有排水设施、水质、水量、地形、气候和水体等条件,从全局出发,在满足环境保护的前提之下,通过技术经济比较,综合考虑确定。
排水系统的体制一般分为合流制和分流制,两者的各优缺点见下表2-1。
表2-1 合流制和分流制各方面的比较合流制分流制直流分散式截留式完全分流式不完全分流式环保角度排污口多,水未处理,不满足环保要求晴天污水可以全部处理,雨天存在溢流污水全部处理,初降雨水未处理,但可以采取收集措施污水全部处理,初降雨水未处理,但不易采取收集措施工程造价角度低管渠系统低,泵站污水厂高,管渠系统高,泵站污水厂低初期低,长期高,灵活管理角度不便,费用低管渠管理简便,费用低,污水厂泵站管理不便容易容易由于该县城所处的位置有一大一小两条水源充沛的河流,且流量和流速都足够大,一定量的混合污水排入河流中对水体造成的污染危害程度在允许的范围以内;又由于整个县城地形向水体倾斜,岸边高程大于水体洪水水位的高程,整个管网在中途不需要提升或局部泵站;在满足环保的情况下,从工程造价角度来看,分流制所需要的经济投入较大,成本较高,相反合流制工程造价较低。
再结合该县城的地势地形、气候等多方面因素的考虑,最终选择合流制截流式排水系统。
2.2 工业废水与城市排水系统的关系选择当工业企业位于城市内时,应尽量考虑将工业废水直接排入城市排水系统,利用城市排水系统统一排除和处理,这是比较经济的。
但并不是所有的工业废水都能直接排入城市排水系统,我国《室外排水设计规范》(GB50014-2006)规定:工业废水接入城镇排水系统的水质,不应影响城镇排水管渠和污水处理厂等的正常运行;不应对养护管理人员造成危害;不应影响处理后出水和污泥的排放和利用,且其水质应按《污水排入城市下水道水质标准》(CJ3082-1999)执行。
在工业企业中,一般采用分流制排水系统,生产污水与生产废水间彼此不宜混合,多数采用清污分流、分质分流,当生产污水与生活污水的成分与水质同生活污水相似时,可将生活污水与生产污水用同一管道系统来排放;生产废水可直接排入雨水管道或者在生产中重复使用。
一般食品厂及肉类加工厂等废水,水质与生活污水相似,当工厂位于市区内或距市区较近时,可考虑将这类废水直接排入城市排水管道。
符合排入城市下水道的工业废水,单独的进行无害化处理后直接排放,一般并不经济合理。
由设计原始资料可知,该县城西北方向所处的工厂排放的污水属于轻微污染,允许直接排入城市污水管道,在管道接入处应设置监测设施。
2.3 污水处理方式及污水处理厂的确定纵观该县城所处的地势条件,县城的南方、西方有一大一小两条水源充沛的河流,故污水处理方式可采用分散式和集中式两种。
但由于该县城采用的排水体制为合流制截流式,因此决定了该县城的污水处理方式必须采用集中式处理。
《室外排水设计规范》(GB50014-2006)规定,污水处理厂位置的选择,应符合城镇总体规划和排水工程总体规划的要求,并应根据下列因素综合考虑:1.在城镇水体的下游;2.在城镇夏季最小频率风向的上风侧;3.有良好的工程地质条件;4.按远期规模确定,有可扩建的可能;5.便于污水、污泥的排放和收集利用;6.厂区地形不受水淹,有良好的排水条件;7.有方便的交通、运输和水电条件。
结合该县城的地势地形、风向、河流、工程地质等条件的综合考虑,决定将污水处理厂修建在地势较低较平坦,县城的西南方靠近大河处。
3.合流管网工程设计3.1 合流管网使用条件和定线截流式合流制管渠系统,是在临河的截流管上设置溢流井。
晴天时,截流管以非满流将生活污水和工业废水送往污水处理厂。
雨天时,随着暴雨历时的增长,雨水量的不断增加,截流管以满流将混合污水送往污水处理厂。
当雨水径流量继续增加到混合污水超过截流管的设计最大输水能力时,溢流井开始溢流。
随着降雨历时的延长时,由于降雨强度的减弱,雨水溢流井溢流量减小,最后混合污水又完全由截流管输送,溢流停止。