給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)說明書

1、給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)課程設(shè)計（二）說明書題目：19.4萬人城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計學(xué) 院：環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院專 業(yè)：給水排水工程班 級：給排水1101班學(xué) 號：、06、19、21、27、33學(xué)生姓名：蔡占星、陳雪嬌、陳梁杰張科洋、陳憶瓊、王健帆指導(dǎo)教師：楊春平 教授二一三 年 十二月前言在地球上，哪里有水，哪里就有生命，一切生命活動都是起源于水的。水是人類生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要資源，科學(xué)合理地用水和排水是人類社會發(fā)展史上最重要的社會活動和生產(chǎn)活動內(nèi)容之一。但是，隨著科學(xué)技術(shù)和社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和人口的增加，水環(huán)境污染和城市洪澇又成了一個重要而又迫切的問題。給水排水工程

2、分為給水工程和排水工程兩部分。給水工程必須滿足各類用戶或單位部門對水量、水質(zhì)和水壓的要求。水在經(jīng)過使用以后，受到了不同程度和不同物質(zhì)的污染，必須及時進(jìn)行收集，輸送到污水處理廠進(jìn)行處理，符合規(guī)定的廢水排放水標(biāo)準(zhǔn)，才能排放到指定的接納水體或排放地點(diǎn)，達(dá)到控制和防止污染的目的，形成良好的水體環(huán)境保護(hù)和自然要求。排水的任務(wù)是完成廢水的收集、輸送、處理和排放。通過本次排水管網(wǎng)的課程設(shè)計，我們能夠充分了解各個環(huán)節(jié)的工作內(nèi)容、要求和計算方法，掌握必要的專業(yè)知識，使工程建設(shè)達(dá)到預(yù)期的效果，適線良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益。小組成員分工表學(xué)號姓名成員詳細(xì)分工得分總評成績個人小組蔡占星雨水平面布置圖的繪制和

3、部分水力計算陳雪嬌污水平面布置圖的繪制和水力計算陳梁杰雨水管網(wǎng)剖面圖的繪制和部分水力計算張科洋雨水平面布置圖的繪制和部分水力計算陳憶瓊污水管網(wǎng)剖面圖的繪制和水力計算、說明書整理王健帆雨水管網(wǎng)剖面圖的繪制和部分水力計算目錄1.排水管網(wǎng)概論41.1排水管道工程41.2排水管網(wǎng)系統(tǒng)的體制41.2.1合流制排水系統(tǒng)41.2.2分流制排水系統(tǒng)41.3影響排水布管的主要因素和原則52.設(shè)計原始資料53.城鎮(zhèn)概況64.排水體制的選擇75.排水管網(wǎng)布置原則86.污水管網(wǎng)設(shè)計86.1污水處理廠和出水口位置的選擇86.2污水管網(wǎng)的布置與定線86.3確定排水區(qū)界、劃分排水區(qū)域106.4確定污水管網(wǎng)的控制點(diǎn)和泵站的設(shè)

4、置地點(diǎn)116.5確定污水管道在街道下的具體位置116.6管段設(shè)計流量計算126.6.1污水設(shè)計流量計算126.6.2管段設(shè)計流量計算146.6.3污水管網(wǎng)水力計算167.雨水管網(wǎng)設(shè)計247.1雨水管渠平面布置特點(diǎn)257.2雨水布管原則257.3雨水管網(wǎng)布置內(nèi)容277.4雨水管網(wǎng)計算287.4.1確定徑流系數(shù)287.4.2暴雨強(qiáng)度公式的確定297.4.3設(shè)計暴雨重現(xiàn)期P的確定297.4.4設(shè)計降雨歷時t的確定307.4.5雨水管渠設(shè)計流量計算307.4.6雨水管網(wǎng)水力計算328.管件材料一覽表369.總結(jié)與體會3610.參考文獻(xiàn)371.排水管網(wǎng)概論1.1排水管道工程排水工程不僅保護(hù)環(huán)境免受污染，

5、使城市免受污水之害和洪水之災(zāi)，而且促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，保護(hù)城市可持續(xù)性發(fā)展。該工程是為保護(hù)環(huán)境而建設(shè)的一整套用于收集、輸送、處理和利用污水的工程設(shè)施。它包括兩方面內(nèi)容：一是排水管網(wǎng)污水的收集、輸送部分；二是污水處理污水的處理、利用部分、污水處理廠的建設(shè)等。設(shè)計污廢水的匯集、輸送、貯存、調(diào)節(jié)、提升和排放；要求污水有組織及時的進(jìn)入污水處理構(gòu)筑物，符合排放水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的水排入水體，保證暢通迅速，避免中途污染。1.2排水管網(wǎng)系統(tǒng)的體制廢水分為生活污水、工業(yè)廢水和雨水三種類型，它們可采用同一個排水管網(wǎng)系統(tǒng)排除，也可以采用各自獨(dú)立的分質(zhì)排水管網(wǎng)系統(tǒng)排除。不同排出方式所形成的排水系統(tǒng)，稱為排水體制。排水系統(tǒng)主要有合

6、流制和分流制兩種。排水系統(tǒng)的選擇對于城市排水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計十分重要，它不僅影響排水系統(tǒng)工程的總投資和運(yùn)行費(fèi)用，而且對于城市的環(huán)境保護(hù)影響重大。因此排水系統(tǒng)體制的選擇應(yīng)充分考慮到環(huán)保要求，并根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，通過進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較來確定。1.2.1合流制排水系統(tǒng)將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一管道（渠）系統(tǒng)內(nèi)排放的排水系統(tǒng)稱為合流制排水系統(tǒng)。早期建設(shè)的排水系統(tǒng)，是將排除的混合污水不經(jīng)處理直接就近排入水體，國內(nèi)外很多老城市在早期幾乎都是采用這種直排式合流制排水系統(tǒng)。由于污水未經(jīng)處理就排放，使受納水體遭受嚴(yán)重污染?，F(xiàn)在常采用的是截流式合流制排水系統(tǒng)。1.2.2分流制排水系統(tǒng)將生活污水、工業(yè)廢水和雨水分別

7、在兩套或兩套以上管道（渠）系統(tǒng)內(nèi)排放的排水系統(tǒng)稱為分流制排水系統(tǒng)。排除城市污水或工業(yè)廢水的管網(wǎng)系統(tǒng)成為污水管網(wǎng)系統(tǒng)；排除雨水的管網(wǎng)系統(tǒng)稱為雨水管網(wǎng)系統(tǒng)。由于排水方式的不同，分流制排水系統(tǒng)又分為完全分流制和不完全分流制兩種排水系統(tǒng)。2013年出臺的城鎮(zhèn)排水與污水處理?xiàng)l例（草案）的要求規(guī)定：一是城鎮(zhèn)排水與污水處理規(guī)劃要與城鎮(zhèn)開發(fā)建設(shè)、道路、綠地、水系等專項(xiàng)規(guī)劃相銜接。城鎮(zhèn)新區(qū)要優(yōu)先安排排水與污水處理設(shè)施建設(shè)，未建的不得投入使用，未達(dá)標(biāo)的必須進(jìn)行改造。二是規(guī)范雨水和污水排放，促進(jìn)污水處理再生利用和污泥、雨水的資源化利用。三是加強(qiáng)對污水排放和處理設(shè)施運(yùn)營情況的監(jiān)管，強(qiáng)化窨井蓋等設(shè)施的維護(hù)和管理。四是提

8、高城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治能力，地方政府要制定應(yīng)急預(yù)案，加強(qiáng)易澇點(diǎn)治理。五是嚴(yán)厲查處違法違規(guī)排污等行為。對不依法核發(fā)許可證、監(jiān)管不力的，要嚴(yán)格問責(zé)、嚴(yán)肅處理。因此：合理地選擇排水系統(tǒng)的體制，是城市和工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計的重要問題。它不僅從根本上影響排水系統(tǒng)的設(shè)計、施工、維護(hù)管理，而且對城市和工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)影響深遠(yuǎn)，同時也影響排水系統(tǒng)的建設(shè)投資費(fèi)用和運(yùn)行管理費(fèi)用。1.3影響排水布管的主要因素和原則1）排水管網(wǎng)的定線原則是：應(yīng)盡可能在管線較短和埋深較淺的情況下，讓最大區(qū)域的污水自留排除。2）地形一般是影響管道定線的主要因素，定線時應(yīng)充分利用地形，使管道的走向符合地形趨勢，一般應(yīng)順坡排水。地形標(biāo)

9、高較高的污水不要經(jīng)地區(qū)泵站排水。3）定線時通?？紤]的因素是：地形和豎向規(guī)劃；排水體制（決定布管形式和布管的路線）；污水廠和出水口位置（決定主干管的走向和主要路線）；水文地質(zhì)條件（控制著管段的埋深和流速等條件）；道路寬度（街道的修建和管道的鋪設(shè)應(yīng)該同時進(jìn)行）；地下管線和構(gòu)筑物的位置；工業(yè)企業(yè)和產(chǎn)生大量污水的建筑物的分布情況（一般管段鋪設(shè)照顧集中流量區(qū)域）以及發(fā)展遠(yuǎn)景（確定管段布置時候預(yù)留發(fā)展的余地）和修建順序（可以有目的的進(jìn)行管段的鋪設(shè)）等。4）管道深度和泵站數(shù)量直接影響到工程總造價，管網(wǎng)定線需做方案比較，選擇最合適的管線位置，使其既可減少埋深，又可少見泵站。5）排水管道定線應(yīng)盡量避免或減少管道

10、與河流、山谷、鐵路及地下構(gòu)筑物交叉，以降低施工費(fèi)用，減少養(yǎng)護(hù)工作的困難。6）當(dāng)排水干管與等高線垂直時，排水干管一般采用雙側(cè)集水；當(dāng)排水干管與等高線斜向相交時，排水干管一般采用單側(cè)集水。當(dāng)排水干管雙側(cè)集水時，干管間距一般為6001000m；當(dāng)排水干管單側(cè)集水時，干管間距一般為600800m。2.設(shè)計原始資料1、某城鎮(zhèn)總平面圖（1:8000）。2、該城鎮(zhèn)給水排水普及率為100%，近期規(guī)劃人口密度350人/公頃，最高日居民生活用水定額140 L/(capd)。3、居住區(qū)建筑為6層。4、居住區(qū)衛(wèi)生設(shè)備：室內(nèi)有給排水設(shè)備和淋浴設(shè)備。5、城市給水管網(wǎng)供水的工廠A，用水量為800m3/d，該廠按三班制工作，

11、每班人數(shù)300人，每班淋浴人數(shù)為30%；工廠B，用水量為500m3/d，該廠按兩班制工作，每班人數(shù)400人，每班淋浴人數(shù)為50%。兩個工廠對水質(zhì)和水壓無特殊要求。6、 鐵路車站用水量為600m3/d。7、 醫(yī)院用水量為600m3/d。8、澆灑道路及綠地用水量300m3/d。9、未預(yù)見用水量及管網(wǎng)漏水量取值范圍15-25%。10、該地區(qū)暴雨強(qiáng)度公式為：11、此城鎮(zhèn)位于浙江省內(nèi)，土質(zhì)為砂質(zhì)粘土，無地下水，不考慮冰凍。12、城市地面覆蓋情況 (或根據(jù)規(guī)劃圖自定)及相應(yīng)的徑流系數(shù)見表21。表21 城市地面覆蓋情況及相應(yīng)的徑流系數(shù)地面種類面積（%）徑流系數(shù)屋面300.90混凝土路面200.85草地500

12、.1513、居民生活最高日用水量變化情況見表22。表22 居民生活最高日用水量變化情況表時間0112233445566778用水量(%)1.511.511.21.21.994.275.685.92時間89910101111121213131414151516用水量(%)6.125.695.325.335.265.245.305.46時間16171718181919202021212222232324用水量(%)5.896.045.705.113.562.732.201.863.城鎮(zhèn)概況本工程設(shè)計的是浙江省內(nèi)某城鎮(zhèn)的排水系統(tǒng)。該城鎮(zhèn)規(guī)劃總?cè)丝跒?9.4萬人，屬于小型城市。在生態(tài)方面，該城鎮(zhèn)環(huán)境優(yōu)

13、美，綠化率較高，公園較多；在經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面，該城鎮(zhèn)擁有兩家一類工廠和一家污水處理廠；在交通方面，鐵路、高速公路圍繞而過；在公共設(shè)施方面，該城鎮(zhèn)擁有醫(yī)院、火車站、中心廣場等建筑，中部有一條河流自北向南穿越而過?？梢?，該城鎮(zhèn)有著良好的發(fā)展規(guī)劃前景。4.排水體制的選擇合理地選擇排水系統(tǒng)的體制，是城市和工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)規(guī)劃和設(shè)計的重要問題。它不僅從根本上影響排水系統(tǒng)的設(shè)計、施工、維護(hù)管理，而且對城市和工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)影響深遠(yuǎn)，同時也影響排水系統(tǒng)的建設(shè)投資費(fèi)用和運(yùn)行管理費(fèi)用。通常，排水系統(tǒng)體制的選擇應(yīng)滿足環(huán)境保護(hù)的需要，根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。而環(huán)境保護(hù)應(yīng)是選擇排水體制時所考慮的主要問

14、題。下面從不同的角度進(jìn)一步分析各種體制的使用情況。（1）環(huán)境保護(hù)方面 如果采用合流制將城市生活污水、工業(yè)廢水和雨水全部截流送往污水廠進(jìn)行處理，然后再排放，從控制和防止水體的污染來看，是較理想的；但這時截流主干管尺寸很大，污水廠容量也要增加很多，建設(shè)費(fèi)用相應(yīng)地提高。采用截流式合流制時，在暴雨徑流之際，原沉淀在合流管渠的污泥被大量沖起，經(jīng)送流井送人水體。同時雨天時有部分混合污水溢入水體。實(shí)踐證明，采用截流式合流制的城市，水體污染日益嚴(yán)重。應(yīng)考慮將雨天時送流出的混合污水予以儲存，待晴天時再將儲存的混合污水全部送至污水廠進(jìn)行處理，或者將合流制改建成分流制排水系統(tǒng)等。 分流制是將城市污水全部送至污水廠處

15、理，但初期雨水未加處理就直接徘入水體，對城市水體也會造成污染，這是它的缺點(diǎn)。近年來，國內(nèi)外對雨水徑流水質(zhì)的研究發(fā)現(xiàn)，雨水徑流特別是初期雨水徑流對水體的污染相當(dāng)嚴(yán)重。分流制雖然具有這一缺點(diǎn)，但它比較靈活，比較容易適應(yīng)社會發(fā)展的需要，一般又能符合城市衛(wèi)生的要求，所以在國內(nèi)外獲得了廣泛的應(yīng)用，而且也是城市排水體制的發(fā)展方向。（2）工程造價方面國外有的經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為合流制排水管道的造價比完全分流制一般要低2040，但合流制的泵站和污水廠的造價卻比分流制高。從總造價來看完全分流制比合流制可能要高。從初期投資來看，不完全分流制初期只建污水排水系統(tǒng)，因面可節(jié)省初期投資費(fèi)用，又可縮短工期，發(fā)揮工程效益也快。全面合流

16、制和完全分流制的初期投資均大于不完全分流制。（3）維護(hù)管理方面晴天時污水在合流制管道中只是部分流，雨天時才接近滿管流，因而晴天時合流制管內(nèi)流速較低，易于產(chǎn)生沉淀。但據(jù)經(jīng)驗(yàn)，管中的沉淀物易被暴雨水流沖走，這樣，合流管道的維護(hù)管理費(fèi)用可以降低。但是，晴天和雨天時流入污水廠的水量變化很大，增加了合流制排水系統(tǒng)污水廠運(yùn)行管理中的復(fù)雜性。而分流制系統(tǒng)可以保持管內(nèi)的流速，不致發(fā)生沉淀，同時，流入污水廠的水量和水質(zhì)比合流制變化小得多，污水廠的運(yùn)行易于控制。（4）施工方面合流制管線單一，減少與其他地下管線、構(gòu)筑物的交叉，管渠施工較簡單。但在建筑物有地下室情況下采用合流制，遇暴雨時有可能倒流入地下室內(nèi)，合流制安

17、全性不如分流制。 排水系統(tǒng)體制的選擇是一項(xiàng)既復(fù)雜又很重要的工作。應(yīng)根據(jù)城鎮(zhèn)及工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)的要求、污水利用情況、原有排水設(shè)施、水量、水質(zhì)、地形、氣候和水體狀況等條件，在滿足環(huán)境保護(hù)的前提下，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較綜合確定。新建地區(qū)一般應(yīng)采用分流制排水系統(tǒng)。但在特定情況下采用合流制可能更為有利。該城鎮(zhèn)自然環(huán)境良好，為保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)社會、經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展，應(yīng)盡可能減少污染物的排放量。因此，選擇分流制排水系統(tǒng)是必然的選擇。5.排水管網(wǎng)布置原則1) 按照城市總體規(guī)劃，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況布置排水管網(wǎng)，要進(jìn)行多種方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；2) 先確定排水區(qū)域和排水體制，然后布置排水管網(wǎng)，應(yīng)按從主干管到干管再到

18、支管的順序進(jìn)行布置；3) 充分利用地形，盡量采用重力流排除污水和雨水，并使管線最短、埋深最??；4) 協(xié)調(diào)好與其他管道、電纜和道路等工程的關(guān)系，考慮好與企業(yè)內(nèi)管網(wǎng)的銜接；5) 規(guī)劃時要考慮到使管渠的施工、運(yùn)行和維護(hù)方便；6) 規(guī)劃布置時應(yīng)該近遠(yuǎn)期相結(jié)合，考慮分期建設(shè)的可能性，并留有充分的發(fā)展余地。6.污水管網(wǎng)設(shè)計6.1污水處理廠和出水口位置的選擇從該設(shè)計的規(guī)劃圖中可知，該城鎮(zhèn)的污水處理廠位置已確定，處在該城鎮(zhèn)南部河流的下游。由于該城鎮(zhèn)為小型城市，所以一家污水處理廠足夠?qū)崿F(xiàn)污水的凈化，使水體達(dá)到水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)。6.2污水管網(wǎng)的布置與定線污水管道的平面布置，一般按照主干管、干管、支管的順序進(jìn)行。在總體

19、規(guī)劃中，只決定污水主干管、干管的走向和平面布置。定線時，應(yīng)該充分利用地形，使污水走向按照地面標(biāo)高由高到低來進(jìn)行，主干管敷設(shè)在地面標(biāo)高較低的河堤處，管道敷設(shè)不宜設(shè)在交通繁忙的快車道和狹窄的道路下，一般設(shè)在兩側(cè)的人行道、綠化帶或慢車帶下。污水管道系統(tǒng)，分別采用兩種完全不同的方案定線，如下圖61、圖62所示，并進(jìn)行方案比較。圖61 A方案污水管網(wǎng)平面布置方案A，根據(jù)城市地形特點(diǎn)，即地勢向水體一側(cè)傾斜，地勢坡度不大，采用正交式布置方案。污水干管沿與等高線垂直（近似）方向布置，污水主干管基本沿河岸布置。此方案共設(shè)有一個主干管，六根干管，言橋穿過一次河流，具體布置間圖61。該方案的特點(diǎn)是充分利用地形，只設(shè)

20、一根主干管，管道跨越一次河流，起端干管距離適中。圖62 B方案污水管網(wǎng)平面布置方案B，由于地勢沿河流由北向南逐漸降低，采用分區(qū)排水方式，將城市分為東西兩區(qū)，設(shè)兩條主干管，沿橋穿越一次河流，具體布置見圖62。該方案的特點(diǎn)是共設(shè)7條干管，但要設(shè)兩條主干管，主干管管線較長。綜合考慮管道長度、管道埋深、管道直徑以及管道施工、運(yùn)行和維護(hù)管理等多方面因素，選擇A方案布置污水管線較為合理。6.3確定排水區(qū)界、劃分排水區(qū)域本設(shè)計區(qū)域內(nèi)有明顯的排水區(qū)界，一條河流自北向南流動，將整個城鎮(zhèn)劃分為河西區(qū)和河?xùn)|區(qū)。河西區(qū)面積較大，河?xùn)|區(qū)面積較小，干管收集污水，進(jìn)入河堤的主干管，然后送至污水處理廠。而對于二期規(guī)劃用地的排

21、水問題，隨著發(fā)展會新設(shè)立排水管道進(jìn)行排水，因此在近期排水設(shè)計管道中不規(guī)劃二期用地的排水面積。污水管道平面布置具體服務(wù)面積劃分見圖6-3。圖63 污水管道平面布置服務(wù)面積劃分圖6.4確定污水管網(wǎng)的控制點(diǎn)和泵站的設(shè)置地點(diǎn)在污水排放區(qū)域內(nèi)，對管道系統(tǒng)的埋深起控制作用的地點(diǎn)稱控制點(diǎn)。確定控制點(diǎn)的標(biāo)高一方面應(yīng)根據(jù)城市豎向規(guī)劃，保證排水區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的污水都能排出，并考慮發(fā)展，在埋深上留有余地。另一方面，不能照顧個別控制點(diǎn)而增加整個管道系統(tǒng)的埋深。污水管網(wǎng)系統(tǒng)的控制點(diǎn)是每條管道的起點(diǎn)，這些點(diǎn)決定著管道的最小埋深，由于整個管道的敷設(shè)過程中，埋深一直滿足最實(shí)用條件，且對于將來的發(fā)展留有空間，所以沿途不需要設(shè)置提升

22、泵站，全部依靠重力流排水。6.5確定污水管道在街道下的具體位置充分協(xié)調(diào)好與其他管段的關(guān)系，污水和雨水管道應(yīng)該敷設(shè)在給水管道的下面。處理管道的原則為：未建管線避讓已建管線，臨時性管線避讓永久性管線，直徑小的管道避讓直徑大的管道，有壓管避讓無壓管，可彎管避讓不可彎管。根據(jù)以上分析，對整個區(qū)域進(jìn)行布管，干管盡量與等高線垂直，主干管基本沿河堤進(jìn)行布置，整個城鎮(zhèn)的管道系統(tǒng)呈現(xiàn)截流式布置，布管方式見圖61。6.6管段設(shè)計流量計算6.6.1污水設(shè)計流量計算我國室外排水設(shè)計規(guī)范（GB 500142006）規(guī)定，居民生活污水定額和綜合生活污水（即包括居民生活污水和公共建筑排放的污水）定額應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)夭捎玫挠盟~

23、，結(jié)合建筑內(nèi)部給水排水設(shè)施水平和排放系數(shù)普及程度等因數(shù)確定，可按當(dāng)?shù)赜盟~的80%90%計算，即排放系數(shù)為0.80.9（對于給水排水系統(tǒng)完善的地區(qū)可按90%計，一般地區(qū)可按80%計）；工業(yè)企業(yè)內(nèi)生活污水量、淋浴污水量的確定，應(yīng)與國家現(xiàn)行的室外給水設(shè)計規(guī)范（GB 500132006）的有關(guān)規(guī)定協(xié)調(diào)；工業(yè)企業(yè)的工業(yè)廢水量及其總變化系數(shù)應(yīng)根據(jù)工藝特點(diǎn)確定，并與國家現(xiàn)行的工業(yè)用水量有關(guān)規(guī)定協(xié)調(diào)。該城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)具體平面布置如圖64所示。圖64 城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)平面布置圖6.6.1.1居民生活污水設(shè)計流量影響居民生活污水設(shè)計流量的主要因素有生活設(shè)施條件、設(shè)計人口和污水流量變化。在計算生活污水設(shè)計流量時，設(shè)計

24、人口指的是排水系統(tǒng)在設(shè)計使用年限終期所服務(wù)的人口數(shù)量。由原始資料可知，該城鎮(zhèn)給水排水普及率為100%，近期規(guī)劃人口密度350人/公頃，最高日居民生活用水定額140 L/(capd)。（1） 居民生活污水的比流量283.42L/s1000L/s總變化系數(shù)居民生活污水設(shè)計流量比流量（2） 排水區(qū)域面積共有三十八塊居民區(qū)，給各個小區(qū)編號（編號方式見圖73城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)平面布置圖），同時求得各個區(qū)域面積見表61。 表61 街坊面積街坊編號123456789街坊面積Ai(ha)15.4715.8715.32015.6121.96015.4615.85街坊編號101112131415161718街坊面積Ai

25、(ha)15.2915.3015.6118.21016.3016.7216.1216.13街坊編號192021222324252627街坊面積Ai(ha)16.4615.0520.5017.7316.8816.8217.28016.67街坊編號282930313233343536街坊面積Ai(ha)17.028.7515.4215.5911.6012.2811.639.3711.79街坊編號37383940414243街坊面積Ai(ha)11.918.888.018.3810.5811.4506.6.1.2公共建筑的集中流量由設(shè)計任務(wù)可知，鐵路車站用水量為600m3/d，醫(yī)院用水量為600m3

26、/d。則公共建筑污水設(shè)計流量為：6.6.1.3工業(yè)企業(yè)的集中流量由設(shè)計任務(wù)可知，城市給水管網(wǎng)供水的工廠A，用水量為800m3/d，該廠按三班制工作，每班人數(shù)300人，每班淋浴人數(shù)為30%；工廠B，用水量為500m3/d，該廠按兩班制工作，每班人數(shù)400人，每班淋浴人數(shù)為50%。兩個工廠對水質(zhì)和水壓無特殊要求。工廠A：工業(yè)廢水設(shè)計流量：工業(yè)企業(yè)生活污水量和淋浴污水設(shè)計流量：工廠B：工業(yè)廢水設(shè)計流量：工業(yè)企業(yè)生活污水量和淋浴污水設(shè)計流量：6.6.2管段設(shè)計流量計算污水管網(wǎng)水力計算，是從上游節(jié)點(diǎn)開始向下游節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，依次對各管段進(jìn)行設(shè)計計算，直到末端節(jié)點(diǎn)。為了確定各管段的管徑、埋深、坡度和充滿度等，必

27、須先計算出各管段的設(shè)計流量。6.6.2.1計算說明（1） 總變化系數(shù)的確定按照以下規(guī)則：1) 當(dāng)2) 當(dāng)3) 當(dāng)式中居民生活污水平均日流量（L/s）。（2） 管段的設(shè)計流量應(yīng)該按該式計算： ；本段的設(shè)計流量；本段流量；轉(zhuǎn)輸流量；集中流量（3） 設(shè)計計算過程12管段：12為整個主干管的起點(diǎn)，這個階段只有43號區(qū)域的本段流量的進(jìn)入，為12.75L/s，故其設(shè)計流量為12.75 L/s。23管段：設(shè)計管段23 段除了12管段的轉(zhuǎn)輸流量，還包括40號區(qū)域提供的本段流量（面積為8.38ha）以及37383940412干管的轉(zhuǎn)輸流量。所以本段的流量計算為：本段流量：轉(zhuǎn)輸流量：所以合計流量為4.27+36.

28、71=40.98（L/s）總變化系數(shù)為沿線流量40.981.8=73.76（L/s）23管段從12管段轉(zhuǎn)輸流量是12.75 （L/s）所以23管段設(shè)計流量為73.76+12.75=86.51（L/s）其他管段的設(shè)計依照這兩個管段的計算進(jìn)行，數(shù)據(jù)計算結(jié)果見表62 。6.6.2.2污水管段設(shè)計流量計算表表62 污水管段設(shè)計流量計算表管段編號 居民生活污水日平均分配流量 管段設(shè)計流量計算 本段轉(zhuǎn)輸流量(L/s)合計流量(L/s)總變化系數(shù)沿線流量(L/s) 集中流量設(shè)計流量(L/s)街坊編號街坊面積比流量(L/s)/ha流量(L/s)本段(L/s)轉(zhuǎn)輸(L/s)1234567891011121011

29、10.4610.46 11810.4610.46 12137.89 7.89 2.2 17.36 17.36 131415.98 15.98 2.0 31.96 31.96 141523.80 23.80 1.9 45.22 45.22 151623.80 23.80 1.9 45.22 6.2551.47 161731.76 31.76 1.8 57.17 6.2563.42 1718621.960.5111.20 31.76 42.96 1.8 77.33 6.2583.58 18241318.210.51 9.29 42.96 52.24 1.7 88.81 6.2595.06 1920

30、16.20 16.20 2.0 32.40 32.40 202132.81 32.81 1.8 59.06 59.06 212248.83 48.83 1.8 87.89 87.89 222364.86 64.86 1.7 110.26 110.26 232481.21 81.21 1.7 138.06 138.06 2472015.050.517.68 133.46 141.13 1.6 225.81 6.25232.06 252610.46 10.46 2.1 21.97 21.97 262719.50 19.50 1.9 37.05 37.05 272828.11 28.11 1.9 5

31、3.41 53.41 282936.68 36.68 1.8 66.02 66.02 293045.50 45.50 1.8 81.90 81.90 303145.50 45.50 1.8 81.90 81.90 31654.00 54.00 1.7 91.80 91.80 32334.46 4.46 2.3 10.26 10.26 333412.33 12.33 2.0 24.66 24.66 343520.28 20.28 1.9 38.53 6.2544.78 353626.19 26.19 1.9 49.76 6.2556.01 36432.46 32.46 1.8 58.43 6.2

32、564.68 37384.78 4.78 2.3 10.99 10.99 383916.19 16.19 2.0 32.38 32.38 394028.10 28.10 1.9 53.39 53.39 404132.63 32.63 1.8 58.73 58.73 41236.71 36.71 1.8 66.08 66.08 1212.7512.75 23408.380.514.27 36.71 40.98 1.8 73.76 12.7586.51 343411.630.515.93 40.99 46.92 1.8 84.46 12.75 97.21 4579.38 79.38 1.7 134

33、.95 19.00 153.95 5679.38 79.38 1.7 134.95 19.00 153.95 672817.020.518.68 133.38 142.06 1.6 227.30 19.00 246.30 78283.19 283.19 1.5 424.79 25.25450.04 6.6.3污水管網(wǎng)水力計算從水力學(xué)計算公式可知，設(shè)計流量與設(shè)計流速及過水?dāng)嗝婷娣e有關(guān)，而流速則是管壁粗糙系數(shù)、水力半徑和水利坡度的函數(shù)。為了保證污水管道的正常運(yùn)行，室外排水設(shè)計規(guī)范（GB 500142006）對這些設(shè)計參數(shù)作了相應(yīng)規(guī)定，在進(jìn)行污水管網(wǎng)水力計算時一般應(yīng)予遵循。6.6.3.1設(shè)計充滿度在

34、一個設(shè)計管段中，污水在管道中的水深h和管道直徑D的比值稱為設(shè)計充滿度（如圖65所示）。當(dāng)h/D=1時稱為滿管流，當(dāng)h/D1時稱為非滿管流。圖65 設(shè)計充滿度示意圖污水管道應(yīng)按非滿管流設(shè)計，原因如下：（1）污水流量是隨時變化的，而且雨水或地下水可能通過檢查井蓋或管道接口滲入污水管道。因此，有必要保留一部分管道內(nèi)的空間，為未預(yù)見水量的增長留有余地，避免污水溢出而妨礙環(huán)境衛(wèi)生。（2） 污水管道內(nèi)沉積的污泥可能分解析出一些有害氣體，需留出適當(dāng)?shù)目臻g，以利管道內(nèi)的通風(fēng)，排出有害氣體。（3） 便于管道的疏通和維護(hù)管理。污水管道的最大、最小設(shè)計充滿度如表63所示。表63 污水管道的最大、最小設(shè)計充滿度最大管

35、徑或渠道高度（mm）最大設(shè)計充滿度最小條件最小設(shè)計充滿 2003000.55建議h/D0.253504500.655009000.7一般h/D0.510000.756.6.3.2設(shè)計流速與設(shè)計流量、設(shè)計充滿度相對應(yīng)的水流平均速度成為設(shè)計流速。為了防止管道中產(chǎn)生淤積或沖刷，設(shè)計流速應(yīng)限制在最大和最小設(shè)計流速范圍之內(nèi)。最小設(shè)計流速是保證管道內(nèi)不產(chǎn)生淤積的流速。這一最低設(shè)計流速的限值與污水中所含懸浮物的成份和粒度有關(guān)，與管道的水力半徑和管壁的粗糙系數(shù)有關(guān)。室外排水設(shè)計規(guī)范（GB 500142006）規(guī)定污水管渠在設(shè)計充滿度下最小設(shè)計流速為0.6m/s，含有金屬、礦物固體或重油雜質(zhì)水位生產(chǎn)污水管道，起

36、最小設(shè)計流速宜適當(dāng)加大；明渠的最小設(shè)計流速為0.4m/s。最大設(shè)計流速是保證管道不被沖刷損壞的流速。該值與管道材料有關(guān)，通常，金屬管道的最大設(shè)計流速為10m/s，非金屬管道的最大設(shè)計流速為5m/s。本設(shè)計中的設(shè)計流速全部控制在0.6m/s5m/s之間。6.6.3.3最小管徑在污水管網(wǎng)的上游部分，污水管段的設(shè)計流量一般很小，若根據(jù)設(shè)計流量計算管徑，則管徑會很小，極易堵塞。根據(jù)污水管道的養(yǎng)護(hù)記錄統(tǒng)計，直徑為150mm的支管的堵塞次數(shù)，可能達(dá)到直徑為200mm的支管的堵塞次數(shù)的兩倍，使管道養(yǎng)護(hù)費(fèi)用增加。然而，在同樣埋深的條件下，直徑為200mm與150mm的管道造價相差不多。此外，應(yīng)采用較大的管徑，

37、可選用較小管道坡度，是管道埋深減小。因此，為了養(yǎng)護(hù)工作的方便，規(guī)定采用允許的最小管徑。在居住區(qū)和廠區(qū)內(nèi)的污水支管最小管徑為200mm，干管最小管徑為300mm。在城鎮(zhèn)道路下的污水管道最小直徑為300mm。6.6.3.4最小設(shè)計坡度在污水管網(wǎng)設(shè)計時，通常使管道敷設(shè)坡度與設(shè)計區(qū)域的地面坡度基本一致，在地勢平坦或管道走向與地面坡度相反時，盡可能減小管道敷設(shè)坡度和埋深對于降低管道造價顯得尤為重要。但由管道敷設(shè)坡度形成的流速應(yīng)等于或大于最小設(shè)計流速，以防止管道內(nèi)產(chǎn)生沉淀。因此，將相應(yīng)于最小設(shè)計流速的管道坡度成為最小設(shè)計坡度。不同管徑的污水管道應(yīng)有不同的最小坡度。管徑相同的管道，因充滿度不同，其最小坡度也

38、不同。當(dāng)給定的設(shè)計充滿度條件下，管徑越大，相應(yīng)的最小設(shè)計坡度值越小。規(guī)范規(guī)定最小管徑對應(yīng)的最小設(shè)計坡度為：管徑200mm的最小設(shè)計坡度為0.004；管徑300mm的最小最小設(shè)計坡度為0.003。6.6.3.5污水管道埋設(shè)深度管道的埋深：地面到內(nèi)壁底的距離。覆土厚度：地面到外壁頂?shù)木嚯x（如圖66所示）。圖66 管道埋深示意圖為了滿足如下的技術(shù)要求而提出最小覆土厚度：（1） 防止管道內(nèi)污水冰凍和因土壤冰凍膨脹而損壞管道；（2） 防止地面荷載而破壞管道；（3） 滿足街區(qū)污水連接管銜接的要求。根據(jù)室外排水設(shè)計規(guī)范規(guī)定：防凍無保溫措施時管底可埋深在冰凍線以上0.15m；防負(fù)載車行道下污水管最小覆土厚度不

39、宜小于0.7m；銜接建筑物污水出戶管的最小埋深一般采用0.50.7m。這三個數(shù)值中的最大一個值就是這一管道的允許最小覆土厚度或最小埋深。除考慮管道的的最小埋深外，還應(yīng)考慮最大埋深問題。污水在管道中依靠重力從高處流向低處。當(dāng)管道的坡度大于地面坡度時，管道的埋深就愈來愈大，尤其在地形平坦的地區(qū)更為突出。埋深愈大，則造價愈高，施工期也愈長。管道允許埋設(shè)深度的最大值稱為最大埋設(shè)深度。該值的確定應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及施工方法而定，一般在干燥土壤中，最大埋深不超過78m；在多水、流砂、石灰?guī)r底層中，一般不超過5m。本設(shè)計中考慮地質(zhì)條件，土質(zhì)為砂質(zhì)粘土，無地下水位，不考慮冰凍，本設(shè)計中全部埋深都在0.75m之

40、間，符合要求。6.6.3.6污水管道的銜接污水管道在檢查井中銜接，設(shè)計時必須考慮檢查井的上游管段和下游管段銜接的高程關(guān)系。管道銜接時要遵守兩個原則：其一，避免上游管道形成回水，造成淤積；其二，在平坦地區(qū)應(yīng)盡可能提高下游管道的標(biāo)高，以減少埋深。管道的常用銜接方法有三種：水面平接、管頂平接、管底平接。水面平接法一般適用于上、下游管道直徑相同時，特別是在平坦地區(qū)采用，因?yàn)檫@種銜接方式較管頂平接方法要求下游埋深小。管頂平接法適于地面坡度較大或下游管道直徑大于上游管道直徑時采用。在特殊情況下，如下游管道地面坡度急增時，下游管徑可能小于上游管道，此時應(yīng)采用管底平接的方法即保持上、下游管道底部等高。本設(shè)計采

41、用水面平接的方式進(jìn)行管道的敷設(shè)，管材為圓形的鋼筋混凝土管。6.6.3.7污水管道的計算長度管長由規(guī)劃圖上測量所得，結(jié)果如表64 所示。表64 污水主干管與干管的管長匯總表管段編號101111812131314141515161617管段長度L（m）1027615284288285287437管段編號1718182419202021212222232324管段長度L（m）587582287285286291297管段編號247252626272728282929303031管段長度L（m）609287284291287282290管段編號31632333334343535363643738管段長

42、度L（m）288349362272311291339管段編號383939404041412122334管段長度L（m）363272235232231359415管段編號45566778管段長度L（m）5372248655876.6.3.8不計算管段的確定在污水管道的設(shè)計過程中，若某設(shè)計管段的設(shè)計流量小于其在最小管徑、最小設(shè)計流速、最小設(shè)計充滿度條件下管道通過的流量，則這樣的管段稱為不計算管段，即直接采用最小管徑和相應(yīng)的最小坡度而不再進(jìn)行水力計算。6.6.3.9水力計算各設(shè)計管段的設(shè)計流量確定以后，即可從上游管段開始依次進(jìn)行各設(shè)計管段的水力計算。本例為初步設(shè)計，只進(jìn)行污水干管和主干管的水力計算，

43、其結(jié)果見表65、表66。先進(jìn)行污水的干管的水力計算，在污水干管水力計算的基礎(chǔ)上在進(jìn)行污水主干管的水力計算。（1） 干管水力計算1. 將設(shè)計管段編號填入表65中第1項(xiàng)，從污水管道平面布置圖上按比例量出污水干管每一設(shè)計段的長度，填入表64中。2. 將污水干管各設(shè)計管段的設(shè)計流量填入表65中的第3項(xiàng)。設(shè)計管段的起止點(diǎn)檢查井的地面標(biāo)高填入表65中第10、11項(xiàng)。各檢查井處的地面標(biāo)高根據(jù)地形圖上等高線標(biāo)高值確定。3. 計算每一設(shè)計管段的地面坡度，作為確定管段設(shè)計坡度時的參考值，例如管段1011的地面坡度為。4. 根據(jù)設(shè)計管段1011的設(shè)計流量，參照地面坡度估計管徑和設(shè)計充滿度，根據(jù)估算的管徑查水力計算圖

44、得出設(shè)計流速和管道的設(shè)計坡度。5. 本例設(shè)計管段1011的設(shè)計流量為10.46L/s，城市街道下的污水管道的最小管徑為300mm，它在最小設(shè)計流速和最大設(shè)計充滿度條件下的設(shè)計流量為28.63 L/s。所以本管段為不計算管段，直接采用最小管徑300mm，及其相應(yīng)的最小設(shè)計坡度0.003，最小設(shè)計流速0.6m/s，在此條件下的充滿度為0.6。填入相應(yīng)的表格。6. 根據(jù)設(shè)計管段的管徑和設(shè)計充滿度計算設(shè)計管段的水深。如設(shè)計管段1011的水深為，將其填入表65的第8項(xiàng)。7. 根據(jù)設(shè)計管段的長度和管道設(shè)計坡度計算管段標(biāo)高降落量。如設(shè)計管段1011的標(biāo)高降落量為，將其填入表65的第9項(xiàng)。8. 求設(shè)計管段上、

45、下端管內(nèi)底標(biāo)高和埋設(shè)深度。首先要確定管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)。本例中各條干管的起點(diǎn)都是該條管道的控制點(diǎn)，假設(shè)各條干管的起點(diǎn)均為2m。9. 10點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高兩等于10點(diǎn)的地面標(biāo)高減去10點(diǎn)的埋設(shè)深度，即：（1077.10-2.0）m=1075.10m，將其填入表65中的第14項(xiàng)。10. 11點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高等于10點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高量減1011管段的標(biāo)高降落量，即（1075.10-3.08）m=1072.02m，將其填入表65中的第15項(xiàng)。11. 11點(diǎn)的埋設(shè)深度即為11點(diǎn)的地面標(biāo)高減去11點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高量，即：（1076.30-1072.02）m=4.28m，將其填入表65中的第17項(xiàng)。12. 求設(shè)計管段上、下游端的水面標(biāo)高。管段上、下端的水面標(biāo)高等于管內(nèi)底標(biāo)高加水深。如管段1011中10點(diǎn)的水面標(biāo)高為（1075.10+0.18）m=1075.28m，將其填入表65的第12項(xiàng)。13. 11點(diǎn)的水面標(biāo)高為（1072.02+0.18）m=1072.20m，將其填入表65中的第13項(xiàng)。其余各個管段的計算方式依照1011管段的水力計算進(jìn)行，將余者填滿整個表65。表65 污水干管水力