2023年雨水管网布置课程设计.docx

雨水管网布置课程设计 城市给排水管道工程课程设计 设计计算说明书 姓 名 陶永斌 设计题目 雨水排水规划与管道布置 班 级 给排水17101 学 号 41117111 指导教师 郭洋 雨水排水规划与管道布置 ：本设计的题目是G镇雨水管网工程规划，为了保护环境，防止污水将自然水体的进一步恶化，推进该地区经济的持续开展，所以采用的是雨污分流体制。因此要求建设排水管渠，对该地区的原有管道进行改造，对雨水进行收集、处理，以适应市政建设开展，居民日常生活的需要。 关键词： 雨水管网 雨污分流 保护环境 市政开展 目录 2 关键词 2 1概述 4 1.1设计任务 4 1.2设计依据 4 1.2.1雨水管道设计一般规定 4 1.3城市概况及自然条件 5 1.3.1 地理位置 5 1.3.2 地形地貌 5 1.3.3 地质 5 1.3.4 水文地质 5 1.3.5 地下水 6 1.3.6 气候 6 1.4现有给排水工程概况 6 2方案比选 7 2.1工程规模 7 2.2系统/体制选择 7 2.3管道定线 8 3构筑物 10 3.1 检查井 10 3.2 跌水井 10 3.3 雨水口 11 3.4 倒虹管 11 3.5 出水口 11 4 雨水管网设计计算 11 4.1划分设计管段 11 4.2主要设计参数 12 4.3雨水干管水力计算 12 4.4 雨水出水口 16 5 工程概算 16 6设计总结 17 7参考文献 18 1概述 1.1设计任务 G镇雨水管网工程规划 1.2设计依据 1.2.1雨水管道设计一般规定 （1） 充满度：一般按满流计算 （2） 流速： 室外排水设计标准规定污水灌渠在设计充满度下的最小设计流速为0.6m/s。最大设计流速是保证管道不被冲刷损坏的流速，该值与管材有关，非金属管道最大设计流速为5m/s。 （3） 最小管径、坡度： ①雨水支干管最小管径300mm，最小设计坡度0.003； ②雨水口连络最小管径200mm，设计坡度不小于0.002。 （4） 覆土或挖深： ① 小覆土在车行道下一般不小于0.7m ② 局部条件不允许时，须对管道进行包封加固 ③ 最大埋深不超过7~8米 （5） 管渠连接与构筑物的连接： ①管道在检查井内连接，一般采用管顶平接。 ②相同管径的管段可以采用水面平接；不同断面管道必要时也可采用局部管段管底平接。 ③在任何情况下，进水管底不得低于出水管底。 1.3城市概况及自然条件 1.3.1 地理位置 城镇位于江苏省西北部，地处苏、鲁、皖三省交界，介于北纬340°24′37″～340°56′9″、东经116°21′16″～116°51′52″之间 1.3.2 地形地貌 城区属黄泛冲击平原，地势低洼平坦。地面高程一般在365—385m之间，西南略低于东北，地面坡降为5/1000—15/1000。 1.3.3地质 城区大地构造位于山东台背斜与河淮台向斜交界部位。构造属黄河下游苏、鲁、豫、皖一带新生界凹陷区边缘。按国家地震裂度区划分，城区根本烈度为7度。最大冻土层深度24cm 1.3.4 水文地质 主城区一般桃汛在3月中旬至4月底出现，雨量一般在40mm左右，入汛一般在6月底至7月中旬。出汛一般在8月底至9月中旬。汛期雨量大小不等，汛期天数长短不等，少那么20多天，多那么150多天。 根据水文站多年测报资料：河流常年平均水位218m，二十年一遇水位232m，低于规划主城区。河流最大流量350立方米/秒，最大流速2.34米/秒，洪水频率百年一遇542毫米、五十年一遇458毫米、二十年一遇349毫米、十年一遇266毫米、五年一遇185毫米，最大含沙量49.7公斤/立方米（1965年统计），最小含沙量14.2公斤/立方米（1968年统计）。由于河床高，水位低，流程短，只在丰水期作季节性通航。 暴雨强度公式： 1.3.5 地下水 主城区海拔较低，平均在36.3～38.5m左右，地下水位较浅，但水质差。地下水源主要分布于松散沉积层，该沉积层较厚，深度达300m以上，共分五个承压含水组，储水量为15～20m3/Km2，可供开采的是第二、三层承压含水岩组，深埋分别为80～120m和200m左右，地下水流向为东北至北西南。 1.3.6 气候 属暖温带半湿润季风气候区，四季清楚，日照充足，年平均气温在15℃左右，最冷月（一月）平均气温零下1.5℃左右；最热月（七月）平均气温27.9℃左右。年平均降水量630.44mm左右，无霜期200天左右。 1.4现有给排水工程概况 城区中有局部合流制管渠，但多为石砌暗沟，设在人行道下面，盖板裸露地面。由于断面较小，加以年久失修，有的已堵塞或断裂。新开展区域中建有一些分流制排水管道，但为真正分流。由于排水管道长度短，覆盖率低，城市中未形成排水管网，致使城区污水未经处理就排入水体，对冷暖江造成严重污染。为了保护环境，防止污水将水质的进一步恶化，推进该地区经济的持续开展，因此要求建设排水管渠，对该地区污水进行收集、处理，以适应市政建设开展的需要。 2方案比选 2.1工程规模 该城镇228万平方米，假设采用合流制，管道必须采用很粗的管径，投入量非常大，所以采用分流制比较好。 2.2系统/体制选择 从该城区的平面图和资料知该城区地形平坦，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口的位置在每段街区的下方。雨水出口位于河岸边。由于河流的洪水位低于该地区地面的平均标高，所以雨水可以靠重力排入河流，不用设置雨水泵站。 河流的位置确定了雨水出水口的位置，雨水出水口位于河岸边，由于该地区地势以一定坡度坡向河流，地形对排除雨水有利，拟采用分散出口的雨水管道布置形式，雨水干管根本垂直于等高线，即正交式布置，这样雨水能以最短距离靠重力流分散就近排入水体。正交式布置的干管长度短、管径小，因而经济，雨水排出较迅速。 雨水管道布置平面图详见城市雨水系统总平面图。 雨水管道的设计计算见：雨水管水力计算表 注：1、雨水管道各设计管段在高程上采用管顶平接 2、出现下游管段的设计流量小于上游管段设计流量的情况，取上一管段的设计流量作为下游管段的设计流量 3、在支管与干管相接的检查井处，会有两个∑t2值和两个管底标高值，再继续计算相交后的下一个管段时，取大的那个∑t2值和小的那个管底标高值。 当雨水管道与污水管道交叉布置时，应小管让大管，必要时设置倒虹管。 2.3管道定线 定线原那么：应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。 排水管网的布置原那么既要使管道工程量为最小，又要使水流畅通节省能量。 支管、干管、主干管的布置要顺直，水流不要绕弯。 充分利用地形地势，最大可能采用重力流形式，防止提升。 在起伏较大的地区，应将高区系统与低区系统别离，高区不宜随便跌水，应直接重力流入污水厂，并尽量减少管道埋深。至于个别低洼地区应局部提升，做到高水高排。 尽量减少中途加压站的个数。如果遇山岗尽量采用隧洞方式。假设须经过土壤不良地段，应根据具体情况采用不同的处理措施，以保证地基与根底有足够的承载能力。当污水管道无法避开铁路、河流或其它地下建（构）筑物时，管道最好垂直穿过障碍物，并根2，据具体情况采用倒虹管、管桥或其它工程设施。 假设各种管线布置发生矛盾，处理的原那么是，新建让已建的，临时让永久的，小管让大管，压力管让重力管，可弯让不可弯的，检修次数小让检修次数多的。 具体方案如以下列图所示，因方案一只有一个出水口，故最下面的管径选择较大的才能满足设计要求，所以选择方案二，有三个出水口的设计方案，将城区划分为三块，分别排水，既满足设计要求，又符合节省开支的宗旨。 方案一： 方案二： 3构筑物 排水管渠上的附属构筑物包括检查井、跌水井、倒虹管、雨水口、溢流井、排出口等。 3.1 检查井 排水系统中设置检查井，主要用于连接管渠和定期检查清通。检查井通常设在管渠交汇、转弯、尺寸或坡度改变、跌水以及相隔一定距离的直线管渠上 检查井一般采用圆形，由井底、井深和井盖三局部组成，建筑材料主要有混凝土、砖、石或钢筋混凝土。 3.2 跌水井 跌水井是设有消能设施的检查井。跌水井的设置条件：当遇到以下情况且跌差大于1m时应设跌水井： 管道中的流速过大，需要加以调节处理； 管道垂直于陡峭地形的等高线布置，按照原定坡度将要露出地面处； 接入较底的管道处； 管道遇到地下障碍物，必须跌落通过处； 当淹没排放时，在出口前设一个井。 3.3 雨水口 雨水口主要在雨水管渠系统中收集雨水，地面雨水先经雨水口流入连接管再流入排水管渠。雨水口一般设在交叉路口、广场、路侧边沟以及道路低洼地段，以防止雨水漫过道路。雨水口间距一般为25~50 m。 3.4 倒虹管 当排水管渠遇到河流或地下构筑物等障碍物时，不能按原有的坡度埋设时，必须设置倒虹管。倒虹管应尽可能与障碍物轴线垂直，并设在地质条件较好处。 3.5 出水口 在江河边设置出水口时，应保持与取水构筑物，游泳区及家畜饮水区有一定距离，同时也应不影响下游居民点的卫生和饮用。出水口的位置和形式应取得当地卫生监督、水体管理和交通管理等部门同意。污水管渠的出水口一般采用淹没式，以使污水与水体较好地混合，必要时污水出水口可以长距离分散伸入水体，以使混合更充分，同时要征得航运部门的同意。雨水出水口可以采用非淹没式，其底标高最好在水体最高水位以上，一般在常水位以上，以防止水体倒灌。 4 雨水管网设计计算 4.1划分设计管段 根据管道的具体位置，划分设计管段，将各管段的检查井依次遍上号码。 4.2主要设计参数 暴雨强度(storm smear)公式： 式中：P为设计重现期（recurrence period）取值一年； t=t1+mt2 其中t1为地面汇流时间，汇水时间t1取15min；m为折减系数。本设计取m=2的系数乘以用满流时的流速算出的管内雨水时间t2=∑. 综合径流系数：ψ=0.65 4.3雨水干管水力计算 雨水干管设计计算长度及汇水面积汇总 管段编号 管段长度/m 本段汇水面积编号 本段汇水面积/ha 转输汇水面积/ha 总汇水面积/ha 2-3 250 3、5 12.91 0.00 12.91 9-10 166 10 4.08 0.00 4.08 10-3 160 9 4.37 4.08 8.45 8-3 2128 1、2 8.18 0.00 8.18 3-4 164 6、4 10.44 29.54 39.98 11-12 162 31 3.05 0.00 3.05 12-4 164 30 2.80 3.05 5.85 4-5 196 29 2.76 45.83 48.59 5-6 191 28、32 14.13 48.59 62.72 13-6 174 36、38、39 9.11 0.00 9.11 6-7 209 33、37 13.61 71.83 85.44 7-47 362 一一一 0.00 85.44 85.44 15-16 120 7 6.30 0.00 6.30 27-17 114 11、15 6.95 0.00 6.95 16-17 202 8 3.29 6.30 9.59 17-18 120 12、16 4.40 16.54 20.94 18-19 137 13、17 4.63 20.94 25.57 19-20 239 14、18 5.31 25.57 30.88 20-21