1、 辽宁水利职业学院 毕业设计（论文） 题目： XXXXXXX 水利工程 系 别： 水利系 专业年级： 水利水电建筑工程 X 班 学生姓名： XXXX 指导教师： XXX 评 阅 人： 1 目录 一、 基本情况 . 2 （一） XX 县基本情况 . 2 （二） 区域情况 . 2 （三） 水文地质概况 . 2 二、 工程设计 . 3 （一） 设计原则 . 3 （二） 设计标准及要求 . 3 1 设计标准 . 3 2 设计要 求 . 3 （三） 供水方式 . 3 （四） 供水方案 . 4 1. 管井结构设计 . 4 2. 井房设计 . 4 （五） 水量计算 . 5 1 基准年用水量计算 . 5 2
2、设计水平年用水量计算 . 5 3 最高日、最高时用水量的确定 . 5 4 水处理工程设计 . 6 （六） 管道工程方案比较 . 6 （七） 给水管道设计及水泵选择 . 7 1 管径计算 . 7 2 水泵扬程计算与水泵选择 . 8 3 输配电设计 . 8 4 房屋内管道及组件 . 8 （八） 管道汇总 . 9 （九） 管道工程挖、填方量计算 . 9 三、 施工组织 . 10 （一） 取水工程施工 .10 （二） 管道工程施工 . 11 1 管道系统施工的一般要求 . 11 2 管槽开挖 . 11 3 管道系统安装 .12 （三） 质量管理 .13 四、 投资预算 . 13 （一） 编制依据 .1
3、3 （二） 工程造价 .13 （三） 工程概算表 .14 五、 实习总结 . 15 六、 参考文献 . 16 2 一、 基本情况 （一） XX 县基本情况 XX 县位于某某市 150 公里处，行政区划总面积 110.92 平方公里，所辖 13 个行政村，农村总人口 2.26 万人。 XX 县属温带大陆性季风气候，主要特点是冬季寒冷干燥，夏季温热多雨，一年四季分明。该县多年平均气温 6.7，多年平均降水量 567.5mm，年蒸发均值 455.7毫米（口径 20cm 的蒸发皿），多年 平均风速 6.5m/s。年相对湿度为百分之六十二，全年日照时数 2800.8 小时，最大冻土深度 140cm，年无
4、霜平均 156 天。 受地质、地形及水资源分布等条件影响，因饮水质量难以保障，农民易发生胃肠、肝病及痢疾等疾病，农民因贫困无钱医治或因病返贫，承受着生理和心理的痛苦。此外，该镇水资源贫乏，农民季节性缺少生活用水来源，不得不耗费大量时间和财力、物力解决取水问题，基本生存条件得不到保证。据入户调查及评估， XX 县共有 5962 人存在饮水不安全问题。 （二） 区域情况 夹道子村子镇西部，距 XX 县政府 75 公里，全村区域面积 6.52 平方公里，耕地面积 4053亩。地高低不平，区域内最大高差为 23 米左右。农业以旱田为主，地理位置优越。根据当地村支部提供资料 2009 年总人口 1000
5、 人，共有居民 300 户。根据当地村支部提供平面布置图共有房屋 314 栋。由于目前没有自来水管网，居民以吃地表水为主，改革开放以来，随着人民生活水平的提高，一些居民自己打井饮水，受各方面条件影响，井深较浅，生活用水量及用水方便程度难以满足社会发展的要求，当地人民迫切希望改变目前吃水困难的局面。 表 1 饮水安全工程地区基本情况表 序号 乡镇名 称 村屯名称 户数 （户） 房屋数 （栋） 总人数 （人） 1 XX 县 夹道子 300 314 1000 （三） 水文地质概况 该县多年平均降水量为 576.5 毫米，降水时间多集中 6、 7、 8 月份，降水量占全年的 60%以上。年蒸发均值 4
6、55.7 毫米，多年平均值气温为 6.7 度，七月份平均气温为 23.8 度，一月份为最低，平均为 13.8 度。年年相对湿度为百分之六十二，气象和风向主要受季风和西风急流的季节性变化影响，所以风向和风速的变化是随季节气压中心的变化而有所不同，大至可分为：春季 3 4 级， 5 6 级西南风也出现在春季 ，夏季 2 3 级，秋季 3 级左右，冬季 3 4 级，风速平均为 4 5 米 /秒。全年无霜期 156 天左右，全年平均日照时数为 2800.8 小时，4 9 月份为作物生长期，日照时数为 1521 小时，多年平均结冻日期为 10 月 20 日左右，解冻日期为 3 月 5 日左右，平均冻层为
7、 1.1 1.2 米。 按中国地址构造图，法库县处于第四纪沉积岩覆盖的前寒武纪地块。另按改图单位划分，法库正处于中朝古路东端，小区域构造单元则属于这类古路中内蒙地质的东部延续末端。从东北大平原南北位置上看，下辽河西部大片地区属于辽河第二巨型沉降带内，处于铁法盆地3 西与西北 部；从现实地貌观察，这里仍是一个新的巨大的发展中的长褶边缘。 二、 工程设计 （一） 设计原则 （ 1）、依据农村经济发展要求，合理确定项目的建设规范、投资，全面提高经济效益。 （ 2）、因地制宜，力求技术先进、工艺合理、安全饮水、经济运作、创造良好的经济效益。 （ 3）、保证水质、水量达到标准。 （ 4）、本着实事求是的
8、精神，对方案、投资进行分析，使工程维护方便，体现节水节能。 （二） 设计标准及要求 1 设计标准 供水系统设计标准采用 15 年。 2 设计要求 （ 1） 水质要求 按照农村实施 要求，由卫生防疫部门取样检验 。根据检测 结果设计相当的消毒、净化设备。 （ 2） 水源要求 取水建筑物周围要设置围墙等卫生防护措施， 50m 范围内不得设置生活居住区、禽畜饲养场，水源周围在井的影响半径范围内，不得使用工业废水或生活污水灌溉和施工剧毒性浓药，不得修建渗水厕所、渗水坑、堆放废渣或铺设污水管理，不得从事破坏深层土壤的活动、防护带、防护区应设置固定标志。 （三） 供水方式 该区域水源水量基本满足管井取水要
9、求：地势高低不平；但居民相对集中，易于集中式管理；投资效益比、致水成本等条件适宜；有较好的条件，可以满足每天 22 小时供水；经过适当的水 处理，供生活饮用水水质能够达到农村实施 准则要求。适用集中式供水 。 4 （四） 供水方案 根据佛山堡村实际情况，本着实事求是，切实可行的原则，充分利用现有资源，立足于方便管理，方便群众的方针，在兴隆山村建设供水工程。本次工程设计内容包括：取水工程，水处理工程和输水工程三部分。水处理工程待取水工程完工后，根据水质报告分析结果，视水质情况确定水处理工艺。 由于该村居民居住个别分散，地势起伏较大，设井源两处，设计采用干管、支管、入户管三级布置 1. 管井结构设
10、计 （ 1） 成井 钻井直径 700mm，井深 80m，滤料要求选用硬度大，磨圆度好，风化程度差的 5mm40mm 混合水洗河石。 井壁管外径 426mm，由 8mm 厚钢板对口卷成，长 21m。根据地质报表在井深 20m 处 变径，直径为 237mm 转进 80m 过滤管外径 426mm、 273mm 两种型号，其中外径 426mm 长8 米， 273mm 长 20m，均由 8mm 厚厚钢板 60mm 等间距长条缝对口卷成，外包 20 30 目纱布二层。护臂管外径 273mm，长 40m。 封井材料选用优质粘土球，球径 20mm 30mm，湿度适宜， Ip 大于 10，填至井口时进行夯实。
11、（ 2） 洗井 沙粒料，封井等工作完成后，采用 6m空压机进行洗井及吹井壁，待达到进内无沉淀物，水清后，再用水泵反复抽洗，含沙量不超过二十万分之一。 2. 井房设计 为保护进口，考虑日常运行有人看管，冬季有取暖措施，以及卫生及安全等因素，在进口处建井房。 1 号井房为砖混地上式结构，长 9.64m，宽 6.04m，净高 3.50m。墙体为 370mm 厚砖砌结构。外贴 60mm 厚挤塑板保温。屋面为现浇混凝土板，上部采用彩钢板，基础为浆砌石结构，塑钢窗、防盗门。井房周围建透体墙及大门，地面硬铺盖。室外安装独立避雷针，材质为钢管，高度为 20 米钢管，钢管底部安装避雷针，钢管下设混凝土基座，用三
12、根拉线固定，确保避雷针稳定，避雷针于建筑物水平距离大于 3 米，并进行室外绿化。 2 号井房为砖混地上式结构，长 3.5m，宽 3.5m，净高 3.50m。墙体为 370mm 厚砖砌结构。屋面为现浇混凝土板，平屋顶，基础为浆砌石结构，塑钢窗、防盗门。井房周围建透体墙 及大门，地面硬铺盖。室外安装独立避雷针，材质为钢管，高度为 20 米钢管，钢管底部安装避雷针，钢管下设混凝土基座，用三根拉线固定，确保避雷针稳定，避雷针于建筑物水平距离大于 3 米，并进行室外绿化。 5 （五） 水量计算 供水系统设计标准采用 15 年，村镇生活用水定额采用 60 升 /人 .天。集中用水定额采用10 升 /人 .
13、天。以 2009 年为基准年， 2024 年为设计水平年。 1 基准年用水量计算 W=Pq/1000 式中： W 用水量（ m/d） P 设计用水单元 q 用水定额（ L/d） 2 设计水平 年用水量计算 W=Pq/1000 P=P0（ 1+r） n 式中： W 用水量（ m/d） P 设计水平年用水单元 q 用水定额（ L/d） P0 基准年用水单元 r 建设年限内自然增长率，取 10 n 工程设计年限，取 15 年 计算成果见下表。 表 2 村供水量现状（ 2009 年）及 2024 年供水量统计表 序号 项目 佛山堡村 2009 2024 1 用水人口（人） 1000 1161 2 集中
14、供水人口（人） 40 40 人均生活用水（人） 60 60 集中供水（ L/d） 10 10 小计（ m/d） 17.5 17.5 3 最高日、最高时用水量的确定 以 2024 年的用水量作为本次设计供水的设计依据，采用总需水量的 15%作为未预见水 量和管网漏水损失。则日最高日用水量 Qd 采用下列计算： Qd=W * (1+15%) 式中： Qd 最高日用水量（ m/d） W 用水量（ m/d） 6 最高时用水量 Qh: Qh=Kr * Kh * Qd/22 式中： Qh 最高时设计用水量（ m/h） Kr 日变化系数，取 1.5 Kh 时变化系数，取 3.2 表 3 最高日、时设计用水量
15、计算表 项目 夹道子村 2024 设计用水量（ m/d） 69.66 最高日设计用水量（ m/d） 80.11 最高时设计用水量（ m/h） 17.50 本次设计的最高时设计用水量为 17.50 m/h，每栋房屋的设计流量按 314 栋平均，即每栋平均设计流量 0.056 m/h。 4 水处理工程设计 根据卫生要求及水质检验报告，设置消毒设施，消毒设备采用二氧化氯消毒柜，处理能力为26 m/h。各项指标相见水质检测报告。 （ 1） 设计基础 （ 1）原水水质：原水水质报告 （ 2）原水设计温度： 25 2 （ 3）原水压力： 0.4Mpa （ 4）产品水质：国家饮用水水质标准 （ 5）控制系统
16、：系统采用电器连锁自动起、停系统，同时保证可手动控制。 （ 2） 工业流程简述 水源井 二氧化氯消毒 供水管网 用户 （六） 管道工程方案比较 输水管线按照尽量缩短路线长度，减少拆迁，少占农田。管道的施工、运行、 维护方便等原则确定输水管线路。 （ 1） 给水方案 在该村打两眼饮水井，建设井房，配套机电设备等。 根据水质情况确定水处理方案及相关设备。 主管、支管、进户管采用白色 PE100 管道，户内管采用 PPR 管。 7 （ 2） 方案比较 目前采用的给水管为 UPVC 管、 PE 管和 PPR 管。 UPVC 给水管，管材轻便，好施工，节约能源，耐腐蚀性好，但管材的力学性能与 PE 管相
17、比差，管的抗剪切、抗拉性能差， PE 管是一种新型环保建材，管材的抗剪切、抗拉性能、耐腐蚀性能都很好，目前国家大力提倡和推广使用的管材。 PPR 管耐腐蚀性好，具有较好的强度、较高的表面 硬度、表面光洁度，具有一定的耐高温性能，徜徉于室内混凝土地坪作采暖系统加热管。 本次设计主管、支管、进户管采用白色 PE 管。因 PE 管的最小管径为 DN25，故户内管采用管径较小且表面光洁的 PPR 管，户内管为 DN15。 PE 管材料属于聚烯经高分子化合物，其分子由碳、氢元素组成，无有害元素，卫生可靠。在加工、使用及废弃过程中，不会对人体及环境造成不利影响，是绿色建材。 PE 管材不仅韧性、挠性好，而
18、且焊接性能极佳，管道连接过程中焊接效果可靠，造价低；同时具有良好的气密性、耐腐蚀性和良好的抵抗裂纹快速专递能力，因而广泛用 于市政、石油、化工、燃气等建设领域。具体优点包括： （ 1）连接可靠 （ 2）低温抗冲击性好 （ 3）抗应力开裂性好 （ 4）耐化学腐蚀性好 （ 5）耐老化，使用寿命长 （ 6）耐磨性好 （ 7）可挠性好 （ 8）水流阻力小 （ 9）搬运方便 （ 10）多种全新的施工方式 （七） 给水管道设计及水泵选择 1 管径计算 管径确定的方法采用经济流速法，其公式如下： d = 1000 4Q 设 /3600 v = 18.8 Q 设 / v 式中： d 管道内径， mm Q 设
19、计算管道设计流量， m/h V 管道内水的 经济流速，塑料管在 1.0 1.5m/s 之间。 由于经济流速受当地管材价格、使用年限、施工费用及动力价格等因素影响较大，若当地材料价格较低，而动力价格较高，经济流速选择较中下值。故取干管 v=1.25m/s,支管 V=1.20m/s。 d=18.8* 17.50/1.25=70.38mm 干管最大流量为节点编号 0-1 处，流量 17.50 m/h，确定管径：外径 110mm，内径 90mm。公称压力 1.0MPa。 d 支 =18.8* 4.63/1.2=36.93mm 支管最大流量为节点编 号 19-34 处，流量 4.63 m/h，确定管径：
20、外径 75mm，内径 61.4mm。公称压力 1.0 Mpa。支管流量较小时选用管径：外径 32mm，内径 26mm 公称压力 1.0MPa。 8 入户管直径：外径 25mm，内径 20.4mm。公称压力 1.0MPa。 2 水泵扬程计算与水泵选择 水泵扬程按下列公式计算： Hp=Zd+ Hin +Hp+ z 1 式中： Hp 水泵扬程， m； Hin 管网入口设计压力， m； Zd 管径动水位与管道中心线之间的高差， 取 31.74m； hp 水泵进出水管总水头损失，取 4m； z 水泵出水管道中心线与入户水管地面的高差，取 19.90m； Hp= Zd+Hm+Hp+ z=19.9+4+31
21、.74+7.95+7.78=71.37m 考虑入户水压、消毒设备水头损失各 10m，最后确定水泵扬程： 71.37+20=91.37 根据设计扬程及流量选择 QJ 型潜水电泵。据成井资料该地区单井最大出水量为 13 m /h，而本设计的需 m/h，要的单井出流量为 17.50 m/h，故需打两眼井，选两台水泵， 流量分别为 13 m/h、 6.5。结果见表 4。 表 4 型号 流量 （ m /h） 扬程 （ m） 配套电机（ Kw） 配套电机型号 控制柜型号 流量 （ m/h） 功率（ Kw） 150QJ13 117/13 13 117 9.2 YQS150/9.2 GDK- -11 30 4
22、0 11 150QJ6.5 123.5/13 6.5 123.5 5.5 YQS150/5.5 GDK- -5.5 10 20 5.5 注：水泵规格型号选自沈阳 海泉潜水泵有限公司 QJ 系列水泵样本，可根据实际情况调整。 3 输配电设计 本工程需要安装 S9 20KVA 型变压器 1 台，需假设高压线路 0.2km，低压线 0.4km。 4 房屋内管道及组件 屋内立管采用 PPR， DN15，地面高度 1m，屋内埋深 1m，组件包括 90 度弯头、水龙头、水表、截止阀。管道及组件间表 5. 9 表 5 房屋内管道及组件汇总表 项目 水表（块） 水龙头（个） DN15 截止阀（个） DN15
23、弯头90 度（个） 变径DN25*15（个） DN15PPR管（ m） 佛山堡 314 314 314 628 314 785 （八） 管道汇总 管道安照主管、支管、进户管三种规格布置，以平面布置图为依据，汇总而成，祥细情况见表 6。 表 6 管道配套组件汇总表 项目 阀门井（个） 控制阀（个） 变径（个） 三通（个） 弯头（个） 佛山堡 4 8 10 350 10 （九） 管道工程挖、填方量计算 地区最大冻土深 1.4m，按照规范要求，当管径小于 0.3m 时， 管底埋深 = 冻土深 + 管道直径（ DN） + 0.1 管道工程开挖，不考虑放坡，工作面 宽度按照规范管道两侧各取 0.4m，干
24、管和支管管长按表计算，入户管管长每处房屋平均取 25m，共 314 处，入户管总计 7850m，干管和支管采用机械开挖，入户管采用人工开挖。干管、支管、进户管的开口情况和开挖量见下表。 管道断面土方计算表 项目 干管 支管 入户管 开口 埋深（ m） 断面土方 开口（ m） 埋深（ m） 断面土方（ m） 开口 埋深（ m） 断面土方（ m） （ m） （ m） 75 32 75 32 75 32 （ m） 土方 0.91 1.61 1.4651 0.875 0.832 1.575 1.532 1.378 1.27 0.825 1.525 1.26 土石方 土方 0.832 0.2 0.17 0.825 0.2 0.17 次坚石 0.832 0.1 0.08 0.825 0.1 0.08 普坚石 0.832 1.332 1.11 0.825 1.332 1.11
