前言 课程设计是课程教学中的一个重要环节，是培养学生综合应用所学的基本理论、基本知识和技能分析解决实际问题能力的重要环节。是课堂教学的继续、深入和发展。通过课程设计使学生得到工程师的基本训练，在不同程度上提高了学生调查研究、查阅文献、撰写设计说明书、计算书及工程设计的能力。本课程设计的任务主要为给水系统总平面设计管网的设计。 一、
前言
课程设计是课程教学中的一个重要环节，是培养学生综合应用所学的基本理论、基本知识和技能分析解决实际问题能力的重要环节。是课堂教学的继续、深入和发展。通过课程设计使学生得到工程师的基本训练，在不同程度上提高了学生调查研究、查阅文献、撰写设计说明书、计算书及工程设计的能力。本课程设计的任务主要为给水系统总平面设计管网的设计。
一、
设计内容
排水工程课程设计题目是“XX县城排水工程（管网部分）设计”（为初步设计阶段），其内容包括以下部分：
1、污水管道系统的总平面设计和水力计算；
2、雨水管道系统的总平面设计和水力计算；
3、排洪沟的设计；
二、
设计的原始资料
该市位于云南西部，瑞丽江东岸，依山傍水，地理位置重要。该市城区分为Ⅰ、Ⅱ两个行政区，详见城市平面布图。
1、城市的自然条件：
该市的地貌为丘陵地区，海拔标高一般为130~150米（142.5米）
年平均温度：17.7℃，极端最高温度：35.7℃，极端最底温度：-2.5℃
最热月份平均最高温度：26.1℃
最冷月份平均最底温度：5.7℃
最热月平均宅外计算相对湿度：88%
最高年降雨量：1510mm
最底年降雨量：850mm
降雨量面平均总量：1185.4mm
一日最大降雨量：197.1mm
一小时最大降雨量：85.6mm
室外风速冬季平均：1.0m/s
室外风速夏季平均：0.9m/s
风向6月SE7月SE8月SE
频率6月33%7月35%8月25%
常年主导风向SE夏季主导风向SE频率32%
起暴雨强度公式为：q=2422(1+0.775㏒p)/(t+12.8p)0.77
某江、某河流经该市，某江最大流量5630立方米/s；
多年平均流量1700立方米/s；
最小流量700立方米/s。
某河最大流量10立方米/s，最小流量0.5立方米/s
根据某市某水文站资料，某江水位统计资料为：
最高水位（年）136.42m
最底水位（年）94.07m
平均水位104.14m
江流利用情况：某江有航运
2、城市的地质资料：
根据钻探资料，该市地下水储量小，最深埋藏在地面3.0m以下，一般为1.0m左右，为紫红色砂土岩层，地震烈度<6度，建筑物设计一般不考虑防震，地基承载力均为15kg/㎝2以上。
3、城市总体规划概况
（1）该市是地级市，是该党政机关所在地。根据城市总体规划，规划人口近期为15万，远期为18万，供水普及率93%。
（2）该市为滇西交通要冲几农副产品集散地，有纺织、制革、罐头、造纸等工业。
（3）城市道路分为主干道和次干道。主干道红线宽度为18.5~22米（人行道4~5米，车行道10.5~12米），次干道红线宽度为13~17米（人行道3~4米，车行道7~9米）。
（4）城市排水现状是：没有统一的排水管渠，很多都是就近排入某江河中，要建设排水管渠，以适应城市发展和环境的需要。生活污水标准为140L/人.日，远期按170 L/人.日计算。
（5）工厂的排水系统可经适当处理后排入城市下水道或自行处理后排放。
|
工厂名称
|
工业废水量（米3/日）
|
职工生活用水量（人）
|
用水时间（小时）
|
||
|
一般车间
|
热车间
|
一般车间热车间
|
|||
|
|
|
||||
|
制革厂（甲）
|
800
|
200
|
400
|
10
|
10
|
|
针织厂（乙）
|
500
|
100
|
200
|
15
|
15
|
|
丝织厂（丙）
|
1200
|
150
|
150
|
10
|
10
|
|
罐头厂（丁）
|
800
|
100
|
50
|
15
|
15
|
（6）城市地面覆盖种类
|
区域
地面覆盖种类
|
Ⅰ
|
Ⅱ
|
|
屋面
|
34%
|
38%
|
|
混凝土道路及人行道
|
18%
|
16%
|
|
碎石路面
|
12%
|
10%
|
|
非铺砌路面
|
15%
|
13%
|
|
公园及绿地
|
21%
|
23%
|
|
水面
|
0%
|
0%
|
提供县城地形平面图一份，比例为1：10000
三、
排水体制的选择
1、根据该市的城市和工业企业的规划、环境保护的要求、污水利用情况、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下，通过技术经济比较，综合考虑后确定排水体制。工业企业排出的废水应尽量考虑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，但同时要满足《室外排水规范》的规定。
该市的工业废水量不大，而且所有污水可经适当处理后排放，因此，工业废水可与城市生活污水一起排放，考虑到降水量，结合远期发展和环境包举的需要，采用分流制比较好。
2、污水厂厂址选择：
厂址的选择应根据城市总体规划，结合污水厂规模和城市地形等因素综合考虑，通过技术经济比较确定。
（1）厂址应选择在工程地质条件较好的地方；
（2）水厂应少占用农田、少车拆迁，有一定的卫生防护距离，并留有适当的发展余地；
（3）水厂选择在城镇的下游，夏季最小频率风向的上风向侧；
（4）有方便的交通、运输和水电条件；
（5）厂区的地形不受水淹。有良好的排水条件。便于污水、污泥的排放和利用。
根据所给城镇的平面图，该市的地形走向为西北方向，夏季最小频率风向是SE，某江水流方向是向东北方向，所以，污水厂的位置选在次城镇的西北角，此处在该市河流的下游，没有农田，且有发展的空间，不影响江河的航运；由于该市的地质条件较好，河岸的地质条件也好，所以，污水厂可建在某江的岸边，便于污水的排放。
四、污水管道系统的设计
1、确定排水区界，划分排水流域
排水区界根据城镇规划的设计规模决定。在排水区界内，一般根据地形按分水线划分流域。排水流域可理解为污水要集中排放的较大区域。在地形平坦无明显分水线的地区，可按照面积的大小划分；在丘陵及地形起伏的地区，可按等高线划分出分水线。
该市地形属丘陵地带，故该市的排水区界和排水流域可按等高线来划分。
2、污水管道的定线
根据管段规划设计原则和污水厂的位置，依次确定主干管、干管和支管的走向和位置。定线时应充分利用地形，尽可能在管线较短和埋深较小的情况下，管段的走向符合地形趋势，一般宜顺坡排水。
3、污水管道的计算
本次设计只计算近期的污水设计用水量，不讨论远期的。
近期设计人口为N=15万人，生活污水定额是n=140L/人.天
（1）污水设计流量的确定
1、生活污水设计流量 Q1的计算：
Q1=n*N*Kz/24*3600Q=n*N
Q1=n*N=150000*140=243.1L/sKz=2.7/Q1Kz=1.48
Q1=358.6
2、工业废水设计 Q2的计算：
甲：Q=800*1000/3600*10=22.2L/sKz=1.92
乙：Q2-2=500*1000/3600*15=9.26L/sKz=2.
丙：Q2-3=1200*1000/3600*10=33.33L/sKz=1.84
丁：Q2-4=800*1000/3600*15=14.8L/sKz=2.01
3、工业企业生活废水 Q3的计算：
Q=A1*B1*K1+A2*B2*K2/3600T+C1*D1+C2*D2/3600
A1、A2分别为一般车间和热车间最大班职工人数；
B1、B2分别为一般车间和热车间生活污水定额；
B1=25L/（cap.班）B2=35L/（cap.班）；
K1、K2分别为一般车间和热车间生活污水时变化系数；
K1=3.0K2=2.5；
C1、C2分别为一般车间和热车间最大班使用淋浴的人数；
D1、D2分别为一般车间和热车间的淋浴污水定额；
D1=40 L/（cap.班）D2=60 L/（cap.班）。
甲：
Q=（200*25*3.0+400*35*2.5）/3600*10+（200*40+400*60）/3600
=10.28L/s
乙：
Q=（100*25*3.0+200*35*2.5）/3600*15+（100*40+200*60）/3600
=4.90 L/s
丙：
Q=（150*25*3.0+450*35*2.5）/3600*10+（150*40+450*60）/3600=10.58L/s
丁：
Q=（100*25*3.0+50*35*2.5）/3600*15+（100*40+50*60）/3600
=2.27 L/s
总的计算污水量：甲 Q=32.48L/s 乙Q=14.16L/s
丙 Q=43.88L/s 丁 Q=17.07L/s
（2）污水干管设计流量计算
根据污水干管的布置，将各区的生活污水分别计入不同的主干管和次干管。
人口密度的计算：
总面积S=287.84ha
人口密度P=150000/287.84=521cap/ha
单位面积比流量q。=521*140/86400=0.844L/s
|
管段编号
|
街区编号
|
街区面积F
|
比流量q
|
流量Q
|
转输流量
|
合计平均流量
|
总变化系数
|
生活污水设计流量
|
集中流量
|
设计流量Q
|
|
|
本段流量
|
转输流量
|
||||||||||
|
37-1
|
22、23
|
23.28
|
0.844
|
19.65
|
—
|
19.65
|
1.95
|
38.32
|
14.16
|
—
|
52.48
|
|
1-2
|
—
|
—
|
—
|
—
|
19.65
|
19.65
|
1.95
|
38.32
|
—
|
—
|
38.32
|
|
15-2
|
151617
|
41.45
|
0.844
|
34.98
|
—
|
34.98
|
1.83
|
64.01
|
—
|
—
|
64.01
|
|
2-3
|
9
|
4.2
|
0.844
|
3.54
|
54.63
|
58.17
|
1.73
|
100.63
|
—
|
—
|
100.63
|
|
3-4
|
—
|
—
|
—
|
—
|
58.17
|
58.17
|
1.73
|
100.63
|
—
|
—
|
100.63
|
|
29-7
|
14、21
|
10.85
|
0.844
|
9.16
|
—
|
9.16
|
2.11
|
19.33
|
43.88
|
—
|
63.21
|
|
7-8
|
—
|
—
|
—
|
—
|
9.16
|
9.16
|
2.11
|
19.33
|
—
|
43.88
|
63.21
|
|
25-8
|
251913
|
27.87
|
0.844
|
23.52
|
—
|
23.52
|
1.90
|
44.69
|
—
|
—
|
44.69
|
|
8-9
|
—
|
—
|
—
|
—
|
32.68
|
32.68
|
1.80
|
58.82
|
—
|
43.88
|
102.70
|
|
20-9
|
122418
|
23.16
|
0.844
|
19.55
|
—
|
19.55
|
1.90
|
44.69
|
—
|
—
|
44.69
|
|
9-10
|
—
|
—
|
—
|
—
|
52.23
|
52.23
|
1.70
|
88.62
|
—
|
43.88
|
132.50
|
|
19-10
|
11
|
8.20
|
0.844
|
6.92
|
—
|
6.92
|
2.20
|
15.22
|
—
|
—
|
15.22
|
|
10-4
|
10
|
16.50
|
0.844
|
13.93
|
59.15
|
73.08
|
1.68
|
122.77
|
—
|
43.88
|
166.65
|
|
4-5
|
5
|
16.28
|
0.844
|
13.74
|
117.3
|
131.06
|
1.58
|
207.07
|
—
|
58.04
|
265.11
|
|
31.32-1
|
4、8
|
24.27
|
0.844
|
20.48
|
—
|
20.48
|
1.94
|
22.42
|
—
|
—
|
22.42
|
|
11-12
|
—
|
—
|
—
|
—
|
20.48
|
20.48
|
1.94
|
22.42
|
—
|
—
|
22.42
|
|
33.34-12
|
3、7
|
33.76
|
0.844
|
28.49
|
—
|
28.49
|
1.87
|
53.27
|
—
|
—
|
53.27
|
|
12-13
|
—
|
—
|
—
|
—
|
48.97
|
48.97
|
1.76
|
86.19
|
—
|
—
|
86.19
|
|
35.36-13
|
2、6
|
41.85
|
0.844
|
35.32
|
—
|
35.32
|
1.82
|
64.28
|
17.07
|
—
|
81.35
|
|
13-5
|
—
|
—
|
—
|
—
|
84.29
|
84.29
|
1.66
|
139.92
|
32.48
|
17.07
|
189.41
|
|
5-6
|
1
|
16.17
|
0.844
|
13.65
|
215.4
|
229.0
|
1.49
|
341.21
|
—
|
107.6
|
448.80
|
干管的水利计算：
|
管段编号
|
长度L
|
设计流量Q
|
管径D
|
坡度I
|
流速V
|
充满度
|
降落量I.L
|
|
|
H/D
|
H
|
|||||||
|
1-2
|
340
|
38.32
|
350
|
0.0032
|
0.8
|
0.52
|
0.182
|
1.088
|
|
2-3
|
350
|
100.63
|
450
|
0.0025
|
0.92
|
0.65
|
0.293
|
0.875
|
|
3-4
|
250
|
100.63
|
450
|
0.0025
|
0.92
|
0.65
|
0.293
|
0.875
|
|
7-8
|
500
|
63.21
|
350
|
0.0038
|
0.95
|
0.55
|
0.228
|
1.900
|
|
8-9
|
240
|
102.7
|
450
|
0.0032
|
1.02
|
0.60
|
0.270
|
0.768
|
|
9-10
|
440
|
132.5
|
500
|
0.0028
|
1.03
|
0.62
|
0.310
|
1.232
|
|
10-4
|
550
|
166.65
|
500
|
0.0026
|
1.04
|
0.66
|
0.330
|
1.430
|
|
4-5
|
460
|
265.11
|
600
|
0.0025
|
1.12
|
0.71
|
0.426
|
1.150
|
|
35-13
|
450
|
53.50
|
350
|
0.0035
|
0.86
|
0.58
|
0.203
|
1.575
|
|
13-5
|
500
|
189.41
|
500
|
0.0032
|
1.15
|
0.72
|
0.360
|
1.600
|
|
5-6
|
460
|
448.80
|
800
|
0.0020
|
1.25
|
0.73
|
0.584
|
0.92
|
|
11-12
|
480
|
22.42
|
250
|
0.0032
|
0.70
|
0.60
|
0.106
|
1.536
|
|
12-13
|
550
|
86.19
|
400
|
0.0028
|
0.92
|
0.72
|
0.288
|
1.540
|
|
标高
|
埋深
|
||||||
|
地面
|
水面
|
管内底
|
|||||
|
上
|
下
|
上
|
下
|
上
|
下
|
上
|
下
|
|
143.85
|
143.30
|
140.432
|
139.342
|
140.250
|
139.160
|
3.60
|
4.14
|
|
143.30
|
143.25
|
139.342
|
138.447
|
139.060
|
138.480
|
4.24
|
4.77
|
|
143.25
|
143.10
|
138.447
|
137.551
|
138.480
|
137.605
|
4.77
|
5.50
|
|
148.00
|
146.45
|
145.528
|
143.428
|
145.200
|
143.300
|
2.80
|
3.15
|
|
146.45
|
145.85
|
143.428
|
142.802
|
143.300
|
142.532
|
3.20
|
3.32
|
|
145.85
|
145.12
|
142.752
|
141.508
|
142.430
|
141.198
|
3.42
|
3.92
|
|
145.12
|
143.95
|
141.480
|
140.050
|
141.150
|
139.720
|
3.97
|
4.23
|
|
143.95
|
143.45
|
139.950
|
138.946
|
139.670
|
138.520
|
4.28
|
4.93
|
|
144.10
|
144.40
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142.302
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140.728
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142.100
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140.525
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2.60
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3.88
|
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144.30
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143.45
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140.735
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139.135
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140.375
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138.775
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3.93
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4.68
|
|
143.45
|
143.30
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139.095
|
138.139
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138.475
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137.555
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5.02
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5.75
|
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146.80
|
145.90
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144.106
|
142.570
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144.000
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2.80
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3.45
|
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145.90
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144.50
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142.132
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140.592
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3.77
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3.91
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