1、蘭州理工大學城市給排水管道工程課程設計設計計算說明書姓 名 設計題目 雨水排水規劃與管道布置 所屬系部 環境工程系 班 級 環境工程2 學 號 09100201 指導教師 雨水排水規劃與管道布置 摘要：本設計的題目是G鎮雨水管網工程規劃，為了保護環境，防止污水將自然水體的進一步惡化，推進該地區經濟的持續發展，所以采用的是雨污分流體制。因此要求建設排水管渠，對該地區的原有管道進行改造，對雨水進行收集、處理，以適應市政建設發展，居民日常生活的需要。關鍵詞： 雨水管網 雨污分流 保護環境 市政發展目錄摘要2關鍵詞21概述41.1設計任務41.2設計依據41.2.1雨水管道設計一般規定41.3城市概況

2、及自然條件51.3.1 地理位置51.3.2 地形地貌51.3.3 地質51.3.4 水文地質51.3.5 地下水61.3.6 氣候61.4現有給排水工程概況62方案比選72.1工程規模72.2系統/體制選擇72.3管道定線83構筑物103.1 檢查井103.2 跌水井103.3 雨水口113.4 倒虹管113.5 出水口114 雨水管網設計計算114.1劃分設計管段114.2主要設計參數124.3雨水干管水力計算124.4 雨水出水口165 工程概算166設計總結177參考文獻181概述1.1設計任務G鎮雨水管網工程規劃1.2設計依據1.2.1雨水管道設計一般規定（1） 充滿度：一般按滿流計

3、算（2） 流速： 室外排水設計規范規定污水灌渠在設計充滿度下的最小設計流速為0.6m/s。最大設計流速是保證管道不被沖刷損壞的流速，該值與管材有關，非金屬管道最大設計流速為5m/s。（3） 最小管徑、坡度：雨水支干管最小管徑300mm，最小設計坡度0.003； 雨水口連絡最小管徑200mm，設計坡度不小于0.002。（4） 覆土或挖深： 小覆土在車行道下一般不小于0.7m 局部條件不允許時，須對管道進行包封加固 最大埋深不超過78米（5） 管渠連接與構筑物的連接：管道在檢查井內連接，一般采用管頂平接。相同管徑的管段可以采用水面平接；不同斷面管道必要時也可采用局部管段管底平接。在任何情況下，進水

4、管底不得低于出水管底。1.3城市概況及自然條件1.3.1 地理位置城鎮位于江蘇省西北部，地處蘇、魯、皖三省交界，介于北緯340°2437340°569、東經116°2116116°5152之間1.3.2 地形地貌城區屬黃泛沖擊平原，地勢低洼平坦。地面高程一般在365385m之間，西南略低于東北，地面坡降為5/100015/1000。1.3.3地質城區大地構造位于山東臺背斜與河淮臺向斜交界部位。構造屬黃河下游蘇、魯、豫、皖一帶新生界凹陷區邊緣。按國家地震裂度區劃分，城區基本烈度為7度。最大凍土層深度24cm1.3.4 水文地質主城區一般桃汛在3月中旬至4月

5、底出現，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，汛期天數長短不等，少則20多天，多則150多天。根據水文站多年測報資料：河流常年平均水位218m，二十年一遇水位232m，低于規劃主城區。河流最大流量350立方米/秒，最大流速2.34米/秒，洪水頻率百年一遇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年統計），最小含沙量14.2公斤/立方米（1968年統計）。由于河床高，水位低，流程短，只在豐水期作季節性通航。暴雨強度公式：1.3.5 地下水主城區

6、海拔較低，平均在36.338.5m左右，地下水位較淺，但水質差。地下水源主要分布于松散沉積層，該沉積層較厚，深度達300m以上，共分五個承壓含水組，儲水量為1520m3/Km2，可供開采的是第二、三層承壓含水巖組，深埋分別為80120m和200m左右，地下水流向為東北至北西南。1.3.6 氣候屬暖溫帶半濕潤季風氣候區，四季分明，日照充足，年平均氣溫在15左右，最冷月（一月）平均氣溫零下1.5左右；最熱月（七月）平均氣溫27.9左右。年平均降水量630.44mm左右，無霜期200天左右。1.4現有給排水工程概況城區中有部分合流制管渠，但多為石砌暗溝，設在人行道下面，蓋板裸露地面。由于斷面較小，加

7、以年久失修，有的已堵塞或斷裂。新發展區域中建有一些分流制排水管道，但為真正分流。由于排水管道長度短，覆蓋率低，城市中未形成排水管網，致使城區污水未經處理就排入水體，對冷暖江造成嚴重污染。為了保護環境，防止污水將水質的進一步惡化，推進該地區經濟的持續發展，因此要求建設排水管渠，對該地區污水進行收集、處理，以適應市政建設發展的需要。2方案比選2.1工程規模該城鎮228萬平方米，若采用合流制，管道必須采用很粗的管徑，投入量非常大，所以采用分流制比較好。2.2系統/體制選擇從該城區的平面圖和資料知該城區地形平坦，無明顯分水線，故排水流域按城市主要街道的匯水面積劃分。河流的位置確定了雨水出口的位置在每段

8、街區的下方。雨水出口位于河岸邊。由于河流的洪水位低于該地區地面的平均標高，所以雨水可以靠重力排入河流，不用設置雨水泵站。河流的位置確定了雨水出水口的位置，雨水出水口位于河岸邊，由于該地區地勢以一定坡度坡向河流，地形對排除雨水有利，擬采用分散出口的雨水管道布置形式，雨水干管基本垂直于等高線，即正交式布置，這樣雨水能以最短距離靠重力流分散就近排入水體。正交式布置的干管長度短、管徑小，因而經濟，雨水排出較迅速。雨水管道布置平面圖詳見城市雨水系統總平面圖。雨水管道的設計計算見：雨水管水力計算表注：1、雨水管道各設計管段在高程上采用管頂平接 2、出現下游管段的設計流量小于上游管段設計流量的情況，取上一管

9、段的設計流量作為下游管段的設計流量3、在支管與干管相接的檢查井處，會有兩個t2值和兩個管底標高值，再繼續計算相交后的下一個管段時，取大的那個t2值和小的那個管底標高值。當雨水管道與污水管道交叉布置時，應小管讓大管，必要時設置倒虹管。2.3管道定線定線原則：應盡可能地在管線較短和埋深較小的情況下，讓最大區域的污水能自流排出。排水管網的布置原則既要使管道工程量為最小，又要使水流暢通節省能量。支管、干管、主干管的布置要順直，水流不要繞彎。充分利用地形地勢，最大可能采用重力流形式，避免提升。在起伏較大的地區，應將高區系統與低區系統分離，高區不宜隨便跌水，應直接重力流入污水廠，并盡量減少管道埋深。至于個

10、別低洼地區應局部提升，做到高水高排。盡量減少中途加壓站的個數。如果遇山崗盡量采用隧洞方式。若須經過土壤不良地段，應根據具體情況采用不同的處理措施，以保證地基與基礎有足夠的承載能力。當污水管道無法避開鐵路、河流或其它地下建（構）筑物時，管道最好垂直穿過障礙物，并根2，據具體情況采用倒虹管、管橋或其它工程設施。若各種管線布置發生矛盾，處理的原則是，新建讓已建的，臨時讓永久的，小管讓大管，壓力管讓重力管，可彎讓不可彎的，檢修次數小讓檢修次數多的。具體方案如下圖所示，因方案一只有一個出水口，故最下面的管徑選擇較大的才能滿足設計要求，所以選擇方案二，有三個出水口的設計方案，將城區劃分為三塊，分別排水，既

11、滿足設計要求，又符合節省開支的宗旨。方案一：方案二：3構筑物排水管渠上的附屬構筑物包括檢查井、跌水井、倒虹管、雨水口、溢流井、排出口等。3.1 檢查井排水系統中設置檢查井，主要用于連接管渠和定期檢查清通。檢查井通常設在管渠交匯、轉彎、尺寸或坡度改變、跌水以及相隔一定距離的直線管渠上 檢查井一般采用圓形，由井底、井深和井蓋三部分組成，建筑材料主要有混凝土、磚、石或鋼筋混凝土。 3.2 跌水井跌水井是設有消能設施的檢查井。跌水井的設置條件：當遇到下列情況且跌差大于1m時應設跌水井：管道中的流速過大，需要加以調節處理；管道垂直于陡峭地形的等高線布置，按照原定坡度將要露出地面處；接入較底的管道處；管道

12、遇到地下障礙物，必須跌落通過處；當淹沒排放時，在出口前設一個井。3.3 雨水口雨水口主要在雨水管渠系統中收集雨水，地面雨水先經雨水口流入連接管再流入排水管渠。雨水口一般設在交叉路口、廣場、路側邊溝以及道路低洼地段，以防止雨水漫過道路。雨水口間距一般為2550 m。3.4 倒虹管當排水管渠遇到河流或地下構筑物等障礙物時，不能按原有的坡度埋設時，必須設置倒虹管。倒虹管應盡可能與障礙物軸線垂直，并設在地質條件較好處。3.5 出水口在江河邊設置出水口時，應保持與取水構筑物，游泳區及家畜飲水區有一定距離，同時也應不影響下游居民點的衛生和飲用。出水口的位置和形式應取得當地衛生監督、水體管理和交通管理等部門

13、同意。污水管渠的出水口一般采用淹沒式，以使污水與水體較好地混合，必要時污水出水口可以長距離分散伸入水體，以使混合更充分，同時要征得航運部門的同意。雨水出水口可以采用非淹沒式，其底標高最好在水體最高水位以上，一般在常水位以上，以避免水體倒灌。4 雨水管網設計計算 4.1劃分設計管段根據管道的具體位置，劃分設計管段，將各管段的檢查井依次遍上號碼。4.2主要設計參數暴雨強度(storm smear)公式：式中：P為設計重現期（recurrence period）取值一年； t=t1+mt2 其中t1為地面匯流時間，匯水時間t1取15min；m為折減系數。本設計取m=2的系數乘以用滿流時的流速算出的管

14、內雨水時間t2=.綜合徑流系數：=0.654.3雨水干管水力計算雨水干管設計計算長度及匯水面積匯總管段編號管段長度/m本段匯水面積編號本段匯水面積/ha轉輸匯水面積/ha總匯水面積/ha2-3250 3、512.91 0.00 12.91 9-10166 10 4.08 0.00 4.08 10-3160 9 4.37 4.08 8.45 8-32128 1、28.18 0.00 8.18 3-4164 6、410.44 29.54 39.98 11-12162 31 3.05 0.00 3.05 12-4164 30 2.80 3.05 5.85 4-5196 29 2.76 45.83 4

15、8.59 5-6191 28、3214.13 48.59 62.72 13-6174 36、38、399.11 0.00 9.11 6-7209 33、3713.61 71.83 85.44 7-47362 一一一0.00 85.44 85.44 15-16120 7 6.30 0.00 6.30 27-17114 11、156.95 0.00 6.95 16-17202 8 3.29 6.30 9.59 17-18120 12、164.40 16.54 20.94 18-19137 13、174.63 20.94 25.57 19-20239 14、185.31 25.57 30.88 20

16、-2180 40 4.26 30.88 35.14 24-21175 34 2.61 0.00 2.61 21-23353 35 6.37 37.75 44.12 26-23190 52、5310.81 0.00 10.81 23-25412 48 3.64 54.93 58.57 28-29158 19 3.77 0.00 3.77 29-30158 22 3.10 3.77 6.87 30-33121 25 3.32 6.87 10.19 31-32150 20 2.31 0.00 2.31 32-33158 23 1.88 2.31 4.19 33-36263 26 2.00 14.38

17、 16.38 34-35150 21 5.18 0.00 5.18 35-36150 24 4.24 5.18 9.42 37-38146 41 4.63 0.00 4.63 38-39165 42 3.69 4.63 8.32 36-39227 27 4.43 25.80 30.23 39-43166 43 3.77 38.55 42.32 40-41198 44 3.54 0.00 3.54 41-42160 45 3.18 3.54 6.72 42-43160 46 2.62 6.72 9.34 43-46196 47 2.71 51.66 54.37 44-45160 49 5.70

18、0.00 5.70 45-46162 50 3.29 5.70 8.94 46-22123 51 3.24 63.31 66.55 雨水干管水力計算表設計管段編號管長 L /m匯水面積 F /ha管內雨水流行時間 /min單位面積 徑流量 q_0 /Ls-1 ha-1設計流量 Q /Ls-1管徑 D /mm坡度 D /流速 v /ms-1 t2=L60vt2=L60v12345678910 2-3250 12.91 01.554726128.4571658.38880102.68 9-10166 4.08 01.311216128.457524.105600102.11 10-3160 8.4

19、5 01.097394128.4571085.46800102.43 8-3217 8.81 01.506944128.4571131.718008.52.4 3-4164 39.98 2.60433811.012346113.284528.9316004.52.711-12162 3.05 01.384615128.46391.803500101.95 12-4164 5.85 1.381.188406119.81700.889700102.3 4-5196 48.59 9.05564781.34430789.634355.1216403.52.43 5-6191 62.72 10.3999

20、551.31001486.155403.33180032.4313-6 174 9.11 01.801242128.4571170.24100031.61 6-7209 85.44 13.5112111.3346179.276772.83200032.61 7-47362 85.44 14.8458212.32051376.736555.81200032.615-16120 6.30 01.438849128.457809.27988031.3927-17114 6.95 01.049724128.457892.7768004.81.8116-17202 9.59 1.43884892.028

21、112119.4761145.7710003.41.6617-18120 20.94 1.04972380.896861121.7442549.3212504.22.2318-19137 25.57 5.41354610.722574101.222588.21050103.1619-20239 30.88 6.136121.25657298.623045.3912508.43.1720-2180 35.14 7.3926920.39215794.483320.031250103.424-21175 2.61 01.944444128.457335.2736005.71.521-23353 44

22、.12 9.72929331.63425987.853875.9412509.93.626-23190 10.81 01.919192128.45661388.62100031.6523-25412 58.57 13.2827442.82578979.734669.7916003.62.4328-29158 3.77 01.531008128.4566484.2816006.31.7229-30158 6.87 1.53100781.106443118.95817.187700102.3830-33121 10.19 2.63745030.803453113.121152.69800102.5

23、131-32150 2.31 01.54321128.4566296.7355006.71.6232-33158 4.19 1.54320991.248025118.886498.132600102.1133-36263 16.38 6.23213831.59393998.31610.15880102.7534-35150 5.18 01.77305128.46665.42380031.4135-36150 9.42 1.77304961.54321117.611107.89100031.6237-38146 4.63 01.789216128.467594.80280031.3638-391

24、65 8.32 1.78921571.774194117.52977.76690031.5536-39227 30.23 14.7057461.22438772327.711000103.0939-43166 42.32 15.9301260.8896037531741100103.1140-41198 3.54 01.594203128.467454.773600102.0741-42160 6.72 1.59420291.918465119799.6888031.3942-43160 9.34 3.51266811.2820511091018.068806.252.0843-46196 5

25、4.37 21.6144490.96078466.443612.341250103.444-45160 5.70 01.814059128.467732.2628003.11.4745-46162 8.94 1.8140591.698113117.391049.479003.11.5946-22123 66.55 26.0874060.60294161.34079.521250103.4設計管段編號設計地面標高 /m設計管內底標高 /m埋深 /m起點終點起點終點起點終點1131415161718 2-3371.5368.5367.05366.84.45 1.7 9-10372370366.36

26、6366.25.63 3.8 10-3370368.5366.163663.84 2.5 8-3368.5368.5366.184453662.32 2.5 3-4368.5368365.07383653.43 3 11-12372.5370368.662368.53.84 1.5 12-4370368364.664364.55.34 3.5 4-5368367.5364.3686364.33.63 3.2 5-6367.5367364.2573364.23.24 2.8 13-6367.5367365.05223652.45 2 6-7367368364.06273642.94 4 7-47

27、368360359.10863598.89 115-16378377.7375.363752.64 2.727-17382.5377375.54723756.95 216-17377.7377374.68683743.01 317-18377376.5373.5043733.50 3.518-19376.5374.5370.57369.25.93 5.319-20374.5372.5369.00763675.49 5.520-21372.5370.5366.4365.66.10 4.924-21371.5370.5369.5975368.61.90 1.921-23370.5367365.49

28、473625.01 526-23367.5367362.573624.93 523-25367365.5361.48323605.52 5.528-29385.5384.5381.99543813.50 3.529-30384.5382.5380.583793.92 3.530-33382.5380378.91377.73.59 2.331-32383382380.605379.62.39 2.432-33382380379.583782.42 233-36380376.9377.633752.37 1.934-35377377374.453742.55 335-36377376.9374.4

29、53742.55 2.937-38374.5374.5372.4383722.06 2.538-39374.5374.5369.4953695.01 5.536-39376.9374.5371.273695.63 5.539-43374.5368.5366.663657.84 3.540-41370367366.983653.02 241-42367369364.58364.12.42 4.942-433693683643635.00 543-46368364.5361.963606.04 4.544-45365.5365361.096360.64.40 4.445-46365364.5360

30、.50223604.50 4.546-22364.5360359.233585.27 2雨水干管平面圖以及剖面圖詳見圖紙。4.4 雨水出水口雨水出水口可以采用非淹沒式，其底標高最好在水體最高水位232m以上，一般在常水位232m以上，以避免水體倒灌 5 工程概算此方案中涉及各類型管道和若干跌水井，詳見圖紙及水力計算表。由于本方案設計的是城鎮雨水排污，屬于重力自流，雨水排入自然水體中，無需處理。具體工程造價詳參市場價及甲方工程要求。6設計總結 兩周的課程設計，我用了5天時間，其中一半的時間還是浪費掉了，這讓我相當的苦惱。課程設計的第一天，我意氣風發，想要一天搞定，結果現實很殘酷，第一天我只不過才在CAD軟件上大致的布