污水管網(wǎng)的設(shè)計說明及設(shè)計計算

1、1城鎮(zhèn)邊界2排水流域分界線3干管7出水口4主干管c. 的順序進污水管網(wǎng)的設(shè)計說明及設(shè)計計算1. 設(shè)計城市概況假設(shè)城市設(shè)計為某中小城市的排水管網(wǎng)設(shè)計，有明顯的排水界限，分為區(qū)與區(qū)，坡度變化較大。河流為 其城市的地面標高的最低點，由河流開始向南、向北地面標高均有不同程度的增加，且城市人口主要集中區(qū)， 城區(qū)基本出去擴建狀態(tài)中，發(fā)展空間巨大，需要結(jié)合城市的近遠期規(guī)劃進行管網(wǎng)布置。城市的布局還算合理， 區(qū)域劃分明顯，交通發(fā)達，對于布管具有相當(dāng)?shù)暮啽阈浴?. 污水管道布管(2).管道系統(tǒng)的布置形式對比各種排水管道系統(tǒng)的布置形勢，本設(shè)計的污水管鋪設(shè)采用截留式，在地勢向水體適當(dāng)傾斜的地區(qū)， 各排水區(qū)域的干管可

2、以最短距離沿與水體垂直相較的方向布置，沿河堤低邊在再敷設(shè)主干管，將各個干管的 污水截留送至污水廠，截流式的管道布置系統(tǒng)簡單經(jīng)濟，有利于污水和雨水的迅速排放，同時對減輕水體污 染，改善和保護環(huán)境有重大作用，適用于分流制的排水系統(tǒng)，將生活污水、工業(yè)廢水及初降廢水經(jīng)處理后排 入水體。截流式管道系統(tǒng)布置示意圖如下 .(2). 污水管道5布污水管廠原則 6泵站a. 按照城市總體規(guī)劃，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況布置排水管道，并對多種方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較；b. 首先確定排水區(qū)界、排水流域和排水體制，然后布置排水管道，應(yīng)按主干管、干管、支管行布置；d. 充分利用地形，盡量采用重力流排除污水，并力求使管線最短和埋深最??；

3、e. 協(xié)調(diào)好與其他地下管線和道路工程的關(guān)系，考慮好與企業(yè)部管網(wǎng)的銜接；f. 規(guī)劃時要考慮使管渠的施工、運行和維護方便；g. 規(guī)劃布置時應(yīng)該近遠期結(jié)合，考慮分期建設(shè)的可能性，并留有充分的發(fā)展余地。(3). 污水管道布管容 . 確定排水區(qū)界、劃分排水流域 本設(shè)計中有很明顯的排水區(qū)界，一條河流自東向西流動，將整個城鎮(zhèn)劃分為區(qū)與區(qū)；同時降排水區(qū)域分 為四個部分，分別有四條干管收集污水，同一進入位于河堤的主干管，送至污水處理廠。 . 污水廠和出水口位置的選擇本設(shè)計中河流流向為自東向西， 同時該城鎮(zhèn)的夏季主導(dǎo)風(fēng)向為南風(fēng)， 所以污水處理廠應(yīng)該設(shè)置在城市的 西北處河流下游，由于該城鎮(zhèn)是中小型城市，所以一個污水

4、處理廠足以實現(xiàn)污水的凈化。 .污水管道的布置與定線 污水管道的平面布置，一般按照主干管、干管、支管的順序進行。在總體規(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高由高到低來進行，主干管敷設(shè)在地面標高較低的 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。支管的平面布置形式采用穿坊式，組成的一個污水排放系統(tǒng)可將該系統(tǒng)穿過其他街區(qū)并與所穿過的街區(qū) 的污水管道相連接。管道的材料采用混凝土管。 . 確定污水管道系統(tǒng)的控制點和泵站的設(shè)置地點 管道系統(tǒng)的控制點為兩個工廠和每條管道的起點，這些點決定著管道的最

5、小埋深，由于整個管道的敷設(shè) 過程中，埋深一直滿足最實用條件，且對于將來的發(fā)展留有空間，所以不需要提升泵站，全部依靠重力流排 水。 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 讓已建的，臨時性管讓永久性管，小管讓大管，有壓管讓無壓管，可彎管讓不可彎管。根據(jù)以上分析，對整個區(qū)域進行布管，干管盡量與等高線垂直，主干管沿河堤進行布置，基本上與等高 線平行，整個城鎮(zhèn)的管道系統(tǒng)呈現(xiàn)截流式布置，布管方式見附圖。 (污水管道系統(tǒng)的總體平面布置圖) 。3. 管段設(shè)計計算：設(shè)計流量計算：按照遠期規(guī)劃，城市街坊人口密度遠期規(guī)劃在區(qū)與區(qū)分

6、別為400 人/ 公頃以及 500 人/ 公頃。為了能夠滿足遠期城市的規(guī)劃，本設(shè)計將按照遠期的規(guī)劃人口密度進行流量核算（見表1）表 1 人口分布、房屋建筑、衛(wèi)生設(shè)備狀況表區(qū)域名稱街坊人口密度 （ 人/ 公頃）房屋建筑 屋數(shù)衛(wèi)生情況近期遠期區(qū)2504003室有給水排水衛(wèi) 生設(shè)備和淋浴設(shè)備區(qū)3505005室有給水排水衛(wèi) 生設(shè)備和淋浴設(shè)備生活污水的比流量查綜合生活用水量定額可知，本類城市的綜合生活用水量定額為170 280L/ （人 d），取其平均生活用水量定額為 200L/（人 d）。假定該城市的給水排水的完善程度為一般地區(qū)，污水排放系數(shù)按0.9 計算。則1.042 (L/s)/hm2則比流量：

7、q北綜合生活污水量定額為 20090%=180 L/（人 d），Qd= 24q1i3N61i00180 67490140.60 L/s24 3600總變化系數(shù)為：K 2.7 2.7 1.57K z Qd0.11 140.600.11 1.57區(qū)： A北=134.98ha 人口總數(shù) =街坊人口密度 街坊面積 =134.98 500=67490 capQdAi140.60134.98區(qū)： A南 =9.83ha 人口總數(shù) =街坊人口密度 街坊面積 =9.83 400=3932 capq1i N1i24 3600180 393224 36008.192 L/s總變化系數(shù)為：Kz2.72.78.1920

8、.112.14則比流量： q北QdAi8.1929.830.833 (L/s)/hm2 排水區(qū)域的面積及流量共有四十塊街坊，給各個小區(qū)編號( 140)(具體編號見污水管道系統(tǒng)的平面布置圖) ，同時求得各個區(qū) 域面積，并結(jié)合比流量求得各區(qū)域污水流量(見下表) 。各個區(qū)域的面積、流量管段 編號管段 長度 L/m設(shè)計 流量 Q/(L/s)管道 直徑 D/mm設(shè)計 坡度 I/ 設(shè)計 流速 v/(m/s)設(shè)計充滿度降落量 IL/m標高埋設(shè)深度h/Dh/m地面水面管內(nèi)底上端下端上端下端上端下端上端下端12345678910111213141516171220658.214501.200.620.600.2

9、70.25104.80104.20102.07102.07101.80101.803.002.402318064.854501.300.640.600.270.23104.20103.10102.30102.30102.03102.032.401.073416364.854501.300.640.600.270.21103.10101.90102.01102.01101.74101.741.070.164521271.534501.500.690.600.270.32101.90101.70101.75101.75101.48101.480.420.225623383.865001.300.6

10、90.600.300.30101.70101.80101.40101.40101.10101.100.220.706717097.485001.700.790.600.300.29101.80101.30101.08101.07100.78100.770.700.537818597.485001.700.790.600.300.31101.30101.70100.75100.75100.45100.450.531.2589212105.705002.000.860.600.300.42101.70101.80100.40100.40100.10100.101.251.70910 161138.

11、005502.100.940.600.330.34101.80101.50100.05100.0599.7299.721.701.781011102141.995502.200.960.600.330.22101.50101.6099.7899.7899.4599.451.782995502.200.960.600.330.19101.60101.3099.5999.5999.2699.262.152.041213452201.196002.201.040.650.390.99101.30101.2099.5099.5099.1199.112.192.093污水4廠5

12、5339.057002.701.280.650.461.23101.20101.4098.7198.7098.2598.252.093.15/m1 、工業(yè)企業(yè)的集中流量計算工廠排除的工業(yè)廢水作為集中流量經(jīng)過簡單處理符合排放標準后排入城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)，可以根據(jù)兩個工廠 的不同班次不同車間的人數(shù)求出各個工廠的污水流量，計算按照最大使用量的班次來進行，兩個工廠的工人 人數(shù)見下表。工廠平 均 日流量3(m3/d)時 變 化 系 數(shù)職工人數(shù)污 水 管 出 口 管 底 埋 深 (m)第一班第二班第三班熱車間一般車間熱車間一般車間熱車間一般車間職 工 人 數(shù)淋 浴 人 數(shù)職 工 人 數(shù)淋 浴 人 數(shù)職 工

13、人 數(shù)淋 浴 人 數(shù)職 工 人 數(shù)淋 浴 人 數(shù)職 工 人 數(shù)淋 浴 人 數(shù)職 工 人 數(shù)淋 浴 人 數(shù)130001.33001004001102809038010020070250702.3225001.420080230702501103009015060180502.5工廠 I ：生活污水 ：根據(jù)其工業(yè)企業(yè)規(guī)劃資料來計算企業(yè)的生活污水產(chǎn)生量：Q1A1B1K1A2B2KC1D1 C 2D 23600T3600300 3 35 2.5 400 3 25 3.03600 24100 3 60 110 3 403600 34.84L / s工業(yè)生產(chǎn)污水：一般情況下，工業(yè)廢水量的日變化不大，其日變

14、化系數(shù)可取為1，所以工廠的總變化系數(shù)為1.3。MKZ3600T3000 1.3 10008640045.2 L / s所以工廠 I 的污水量為： Q3 Q1 Q2 4.84 45.2 50.04L / s 工廠 II ：生活污水 ：根據(jù)其工業(yè)企業(yè)規(guī)劃資料來計算企業(yè)的生活污水產(chǎn)生量：A1B1K1 A2B2K 23600T250 3 35 2.5C1D1 C2D 23600300 3 25 3.0 3600 24110 60 90 4036004.37L / s工業(yè)生產(chǎn)污水 ：本企業(yè)的總變化系數(shù)為 1.4 ，所以其工業(yè)污水量為：Q5MKZ3600T2500 1.4 10008640040.51L

15、/ s所以工廠 II 的污水量為： Q6 Q4 Q5 4.37 40.51 44.88L / s 、劃分設(shè)計管段，計算設(shè)計流量根據(jù)布管方式計算出主干管和所有干管的各個管段的長度，列表如下：編號管段長度編號管段長度編號管段長度編號管段長度L/mL/mL/mL/m12206892121617232232427223180910161171818024253543416310111021897725261324521211128519202902613160562331213452202123327281606717014151002122190282916778185151628822122132

16、913123各設(shè)計管段的設(shè)計流量應(yīng)列表進行計算。在初步設(shè)計中，只計算干管和主干管的設(shè)計流量；在技術(shù)設(shè)計 和施圖設(shè)計圖中，要計算所有的管段的設(shè)計流量。本設(shè)計為初步設(shè)計，故只計算主干管和干管的設(shè)計流量?？傋兓禂?shù)的確定按照以下規(guī)則：、 Qd 5L/ s,KZ 2.3;、 5L/ s Qd 1000L / s,K z2.7Qd0.11 、 Qd 1000L / s,KZ 1.3; 管段的設(shè)計流量 應(yīng)該按該式計算： qi j (q1 q2) KZ q3qi j 本段的設(shè)計流量； q1 本段流量； q2轉(zhuǎn)輸流量； q3 集中流量。 集中流量一般是指大型工業(yè)企業(yè)或者是火車站等密集地區(qū)。 12為整個主干管的

17、起點，這個管段本段流量為q1 q北 F 1.042 3.90 4.06L / s轉(zhuǎn)輸流量為 1.95 L/s ，從工廠 I 轉(zhuǎn)輸?shù)募辛髁繛?50.04 L/s. 則管段的設(shè)計流量為沿線流量、集中流量 之和為 59.48 L/s 。其他各管段的計算結(jié)果如下表：居民生活污水日平均流量分配本段管段編號街坊編號街坊 面積 （ha）比流量（L/s）/h a流量（L/s）轉(zhuǎn)輸流量 （L/s）1234561283.91.0424.061.952373.321.0423.466.01349.474533.481.0423.639.475622.871.0422.9917.096713.331.0423.47

18、24.657828.128944.781.0424.9828.121415144.761.0424.961516134.191.0424.374.961617123.341.0423.489.331718112.51.0422.6112.8118918.03910101.341.0421.4052.531011151.991.0422.0753.93111256.0019209.43202118.23212225.062212202.891.0423.0130.541213265.811.0426.0589.5523245.892425325.291.0425.5116.982526312.3

19、71.0422.4723.382613252.241.0422.3337.7227284 28294.5829137.2613污水廠計算：（1）設(shè)計要求設(shè)計充滿度：管段設(shè)計流量計算總 變化系數(shù)集中流量合計流 量（L/s）沿線流 量（L/s）本段 流量 （L/ s）轉(zhuǎn)輸 流量 （L/s）設(shè)計流量 （L/s）7.00891011126.012.2213.33044.8858.219.472.1119.97044.8864.859.472.1119.97044.8864.8513.102.0326.65044.8871.5320.081.9438.98044.8883.8628.121.8752.6

20、0044.8897.4828.121.8752.60044.8897.4833.101.8460.82044.88105.704.962.3011.410011.419.332.1119.700019.7012.812.0426.130026.1315.422.0030.810030.8118.031.9635.420035.4253.931.7493.90044.88138.7856.001.7397.11044.88141.9956.001.7397.11044.88141.999.432.1119.8919.8918.231.9635.7735.7725.061.8947.4747.47

21、33.551.8361.5561.5595.601.63156.3144.88201.195.892.2213.0813.0822.491.9243.1243.1225.851.8948.8048.8040.051.8072.0672.0650.0450.044.582.3010.5350.0460.577.262.1715.7650.0465.80339.05水力充滿度是在設(shè)計流量下，污水在管道中的實際水深 h 與管徑 D 的比值，為了具體運行時方便，污水管段 般充滿度都不會使用滿流，同時行業(yè)中有最大以及最小的設(shè)計充滿度見下表 污水管道的最大、最小設(shè)計充滿度管徑或渠道 高度（ mm）最大設(shè)

22、計充滿度條件最小設(shè)計充滿最大200 3000.55最小建議h/D0.253504500.655009000.7一般h/D0.510000.75充滿度示意圖在本設(shè)計中，充滿度統(tǒng)一按照 0.5 來計算。、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。設(shè)計流速過小，污水流動緩慢，其中的 懸浮物容易沉淀淤積；反之，設(shè)計流速過高，產(chǎn)生對管壁的沖刷，使得管材損壞嚴重，管道的使用壽命降低。一般規(guī)定：最小設(shè)計流速：污水 0.6m/s 、明渠 0.4m/s 、雨污合流 0.75m/s 。最大設(shè)計流速：金屬管 10m/s、非金屬 5m/s、明渠查表。本設(shè)計的設(shè)計流速全部按 0.6m/s 計算。

23、、最小設(shè)計坡度 在污水管道系統(tǒng)設(shè)計時，通常使管道敷設(shè)坡度與地面坡度一致，這對降低管道系統(tǒng)的造價非常有利。但 相應(yīng)于管道敷設(shè)坡度的污水流速應(yīng)該等于或大于最小設(shè)計流速，這在地勢平坦地區(qū)或管道逆坡敷設(shè)是尤為重 要。為了防止其管道的沉淀淤積，所以行業(yè)中有規(guī)定最小的設(shè)計坡度。我國室外排水設(shè)計規(guī)一般規(guī)定：在設(shè)計充滿度為 0.5 時，管徑為 200mm時，最小設(shè)計坡度為 0.004 ；管徑為 300mm時，、最小設(shè)計坡度為0.003 。街坊廠區(qū)為 0.004 ；街道為 0.003 。 、設(shè)計最小管徑：一般在污水管道系統(tǒng)的上游部分，污水設(shè)計流量很小，若根據(jù)設(shè)計流量計算，則設(shè) 計管徑會很小。根據(jù)管徑養(yǎng)護經(jīng)驗證明

24、，管徑過小容易堵塞，從而增加管道清淤次數(shù)，并給用戶帶來不便。 采用較大的管徑可采用較小的設(shè)計坡度，從而使管道的埋深減小，降低工程造價。我國室外排水設(shè)計規(guī) 規(guī)定：污水管道到在街坊和廠區(qū)的最小設(shè)計管應(yīng)為 200mm，在街道下的最小設(shè)計管徑為 300mm。本設(shè)計中的所 有管段均滿足以上要求。 、不計算管段 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。設(shè)計時不再進行水力計算，直接采用最小管徑即 可，其他的水力參數(shù)則按照最小管徑來核算。 、 、最小埋設(shè)深度 管道的埋深：地面到壁底的距離。 覆土厚度：地面到

25、外壁頂?shù)木嚯x。為了滿足如下的技術(shù)要求而提出最小覆土厚度：a. 防止冰凍膨脹而損壞管道b. 防止管壁因地面負載而破壞c. 滿足街坊污水連接管銜接的要求 根據(jù)室外排水設(shè)計規(guī)規(guī)定： 防凍無保溫時為冰凍線上 0.15m； 防負載車行道下最小覆土 0.7m； 銜接建筑物出戶管 0.5 0.6m。 、污水管道的銜接 在污水管道系統(tǒng)中，為了滿足管道銜接和養(yǎng)護管理的要求，通常在管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化及 支管接入的地方設(shè)置檢查井。在檢查井中必須考慮上下游管道銜接時的高程關(guān)系。管道銜接時應(yīng)遵循一下兩 個原則：盡可能提高下游管道的高程，以減少管道的埋深，見底造價； 避免在上游管段中形成回水而造成淤積。常見的

26、銜接方式有：管頂平接、水面平接、設(shè)跌水井的方式本設(shè)計采用管底平接進行管道的敷設(shè)。 、主干管的水力計算：主干管的水力計算結(jié)果如下：管段 編號管段 長度 L/m設(shè)計 流量 Q/(L/s)管道 直徑 D/mm設(shè)計 坡度 I/ 設(shè)計 流速 v/(m/s )設(shè)計充滿度降落量 IL/m標高埋設(shè)深度 /mh/Dh/m地面水面管內(nèi)底上端下端上端下端上端下端上端下端12345678910111213141516171220658.214501.200.620.600.270.25104.80104.20101.87101.62101.60101.353.202.852318064.854501.300.640.600.270.23104.20103.10