排水管網課程設計說明書、計算書

1、一 排水管網設計說明書 1.1 總論 1.1.1 設計依據 1.1.2 城市概況原始資料 1.1.3 設計原則 3.1.4 設計范圍和任務 3.2 方案選擇和確定 4.2.1 排水體制的確定 4.2.2 工業(yè)廢水與城市排水系統(tǒng)的關系選擇 5.2.3 污水處理方式的選擇 5.3 污水管網工程設計 8.3.1 污水管網定線 8.3.2 污水設計流量 1.0.3.3 污水管道的水力計算 1.3.3.4 污水管道水力計算成果 1.9.3.5 污水管網工程量統(tǒng)計 2.0.4 雨水管網工程設計 2.1.4.1 雨水管網定線 2.1.4.2 雨水設計流量 2.2.4.3 雨水管道的水力計算 2.4.4.4

2、雨水管道水力計算成果 2.6.4.5 雨水管道工程量統(tǒng)計 2.7.5 結論 2.8.附：一張 A3 總平面布置圖 2.9.二 排水管網設計計算書 3.0.1 污水管道設計計算 3.0.1.1 污水設計流量公式 3.0.1.2 計算舉例 3.0.1.3 街區(qū)編號及面積計算 3.1.1.4 居住區(qū)生活污水設計流量計算 3.11.5 工業(yè)污水設計流量和工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設計流量計算 331.6 污水管道水力計算 3.4.1.7 污水廠規(guī)模的確定 4.3.2 雨水管水力計算 4.4.2.1 暴雨強度公式 4.4.2.2 雨水管渠設計重現期 4.4.2.3 雨水管渠的降雨歷時 4.4.2.4 徑

3、流系數 4.5.2.5 雨水管道一般規(guī)定 4.6.2.6 劃分設計管段和匯水面積、匯水面積編號 4.62.7 雨水管道設計流量和水力計算 4.7三 個人體會 5.0.四 參考書籍 5.2.排水管網設計說明書1總論1.1設計依據1.1.1 主要規(guī)范城市排水工程規(guī)劃規(guī)范(GB50318-2000),國家質量技術監(jiān)督局、建設部室外排水設計規(guī)范(GB50014-2006)，國家計委、建設部(3) 泵站設計規(guī)范(GB/T50265-97)，國家質量技術監(jiān)督局、建設部1.1.2主要標準(1) 污水綜合排放標準(GB8978-1996)污水排入城市下水道水質標準(CJ3082-1999)1.1.3參考書籍(

4、1)水泵機水泵站(第四版)(1998年)中國建筑工業(yè)出版社姜乃昌主編給水排水設計手冊(1、5)(第二版)(2000年)中國建筑工業(yè)出版社(3)給水排水工程快速設計手冊(2、5)(第一版)(1996年)中國建筑工業(yè)出版社全國通用給水排水標準圖集(S1、S2)(1996年)中國建筑標準設計研究所(5)水工業(yè)工程設計手冊水工業(yè)工程設備(第一版)(2000年)聶梅生主編排水工程(上冊，第四版)(1999年)中國建筑工業(yè)出版社孫慧修主編1.2城市概況原始資料(1) 城市(包括工業(yè)區(qū))總平面圖一張，比例為1: 10000,等高線間距1m。(2) 城市設計人口南岸區(qū)：人口密度 420人/ha；江北區(qū)：人口密

5、度 400人/ha。(3) 居住區(qū)生活污水量定額南岸區(qū)：180L/cap.d ;江北區(qū)：160L/cap.d。(4) 城市工業(yè)企業(yè)分布、市區(qū)地面覆蓋情況該市分為南岸區(qū)、江北區(qū)，市內工業(yè)企業(yè)有皮毛廠、針織廠、棉紡廠、食品廠、化工廠 各一座，還有商業(yè)和服務性質的公共建筑。市區(qū)地面種類如：屋面占36%，混凝土路面占16%， 碎石路面占10%，非鋪砌路面占20%，綠地占18%。(5) 工業(yè)企業(yè)工廠職工人數及工業(yè)廢水量見表1.1(6) 公共建筑表1.1工廠職工人數及工業(yè)廢水量表工廠名稱工業(yè)廢水設計流量職工人數(人)生產污水(L/s)生產廢水(L/s)第一班第二班第三班使用淋浴人數熱車間一般車間熱車間一般

6、車間熱車間一般車間熱車間一般車間皮毛廠35303504603504603504007540針織廠30322103502103202103207040棉紡廠20262802802804002604007035食品廠40363664603664403204407035化工廠45404004504004503003507550市區(qū)內公共建筑物排出污水流量見表 1.2表1.2市區(qū)內公共建筑物排出污水流量表建筑物名稱排出污水流量(L/s)建筑物名稱排出污水流量(L/s)火車站9.8醫(yī)院6.4浴室5.4公園6.8旅館6.2影劇院4.6洗衣房6.2(7)暴雨強度公式1272(1 +0.65lg P)(t S

7、h (L/s.ha)(8) 水文氣象資料 城市位于我國的西南地區(qū)，冰凍深度 0公尺; 土壤為砂質粘土，地下水位距地表 8米； 在水廠東側公路橋處，河流二十年一遇最高洪水位245.0米，95%保證率的枯水位 240.0米，常水位242.0米，水面平均比降3%。； 風向、風速：主風向為東北風，最大平均風速為2.4m/s； 氣壓：平均氣壓為 738.81mmHg； 氣溫：最高氣溫為43C，最低-28C，年平均溫度18.仁C, 一年中6C以下的天數為3.2 天; 濕度：年平均濕度為67.8%。(9) 現有給排水狀況本市居民生活飲用水及工廠生產用水均由城市自來水廠供應，水廠規(guī)模70000m3/d。本市無

8、任何污水處理設施，市區(qū)內原有零星合流制排水渠道，但斷面太小，損壞嚴重。(10) 其它資料該市交通發(fā)達；電力可以保證供應；各種建筑材料和管道制品均可供應；有雄厚的施工 技術力量。1.3設計原則執(zhí)行國家關于環(huán)境保護的政策，符合國家有關規(guī)范和標準的要求，在城市總體布局的基 礎上，結合地形和環(huán)境保護要求統(tǒng)一規(guī)劃城市排水管道系統(tǒng)。既技術先進，又切合實際，安 全適用，具有良好的環(huán)境效益，經濟效益和社會效益。做到技術可靠，經濟合理。1.4設計范圍和任務某市規(guī)劃的城區(qū)范圍。根據給予的城市總平面圖和設計原始資料，獨立完成該城市排水 管道系統(tǒng)的設計。包括：繪制排水管道總平面圖一張，污水、雨水主干管縱斷面圖一張，說

9、 明書、計算書一份。2方案選擇和確定2.1排水體制的確定在城市和工業(yè)企業(yè)中，通常有生活污水、工業(yè)廢水和雨水。合理地選擇排水體制，是城 市和工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)規(guī)劃和設計的重要問題。它不僅從根本上影響排水系統(tǒng)的設計、施工、 維護管理，而且對城市和工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃和環(huán)境保護影響深遠，同時也影響排水系統(tǒng)工程的 總投資和初期投資費用和維護管理費用。通常排水系統(tǒng)體制的選擇是一項很復雜的很重要的 工作。排水體制的選擇應該根據城鎮(zhèn)及工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃，環(huán)境保護的要求，污水利用的狀況， 原有排水設施、水質、水量、地形、氣候和水體等條件，從全局出發(fā)，在滿足環(huán)境保護的前 提之下，通過技術經濟比較，綜合考慮確定。排水系統(tǒng)的體

10、制一般分為合流制和分流制。二者的優(yōu)缺點比較見表2.1。表2.1合流制和分流制的比較合流制分流制直流分散式截留式完全分流式不完全分流式環(huán)保角度排污口多，水未處理，不滿足環(huán)保要求晴天污水可以全部處理，雨天存在溢流污水全部處理，初 降雨水未處理，但 可以采取收集措施污水全部處理，初降雨水未處理，但不易采取收集扌日施工程造價角度低管渠系統(tǒng)低，泵站污水廠咼，管渠系統(tǒng)高，泵站污水廠低初期低，長期高，靈活管理角度不便，費用低管渠管理簡便，費用低，污水廠泵站管理不便容易容易通過上述比較，完全分流制體系工程造價雖然稍高，但是環(huán)保效果好，管理方便，對于 該市本身來講，只有一條B江流過，其對該市以后發(fā)展的意義很大，

11、必須保護好江水資源, 環(huán)保要求高；又由于市內無任何污水處理設施，市區(qū)內原有零星合流制排水管渠，但斷面太 小，損壞嚴重，沒有必要利用原來的排水設施，應該重新施工。我國室外排水設計規(guī)范 (GB50014-2006)規(guī)定，在新建地區(qū)排水系統(tǒng)一般采取分流制。綜合考慮分析，本工程即屬于新建地區(qū)的排水系統(tǒng)，并結合該市的地形，氣候，原有排 水設施的狀況等因素考慮，本市的排水系統(tǒng)的體制選擇完全分流制(雨污分流制)2.2工業(yè)廢水與城市排水系統(tǒng)的關系選擇這是工業(yè)廢水與城市污水是否合并的問題。當工業(yè)企業(yè)位于城市內，應盡量考慮將工業(yè) 廢水直接排入城市排水系統(tǒng)，利用城市排水系統(tǒng)統(tǒng)一排除和處理，這是比較經濟的。但并不 是

12、所有的工業(yè)廢水都能直接排入城市排水系統(tǒng)，我國室外排水設計規(guī)范(GB50014-2006)規(guī)定：工業(yè)廢水接入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的水質，不應影響城鎮(zhèn)排水管渠和污水處理廠等的正常運 行；不應對養(yǎng)護管理人員造成危害；不應影響處理后出水和污泥的排放和利用，且其水質應 按污水排入城市下水道水質標準(CJ3082-1999執(zhí)行。在工業(yè)企業(yè)中，一般采用分流制排水系統(tǒng)，生產污水與生產廢水間彼此不宜混合，多數 采用清污分流、分質分流，當生產污水與生活污水的成分與水質同生活污水相似時，可將生 活污水與生產污水用同一管道系統(tǒng)來排放；生產廢水可直接排入雨水管道或者在生產中重復 使用。一般食品廠及肉類加工廠等廢水，水質與生活污

13、水相似，當工廠位于市區(qū)內或距市區(qū) 較近時，可考慮將這類廢水直接排入城市排水管道。符合排入城市下水道的工業(yè)廢水，單獨 的進行無害化處理后直接排放，一般并不經濟合理。本市目前的工廠有皮毛廠、針織廠、棉紡廠、食品廠、化工廠，大部分都位于市區(qū)內。 其中，食品廠、皮毛廠的廢水水質與生活污水相似，可以經處理后直接排入城市排水管道， 與生活污水統(tǒng)一處理；針織廠、棉紡廠污水符合污水排入城市下水道水質標準 (CJ3082-1999)，可直接排入污水管道；化工廠的污水水質含有大量的有毒有害物質，必須在 廠內設置廢水的局部處理除害設施，以滿足排入城市排水管道的標準， 然后再排入污水管道； 醫(yī)院的廢水必須經過嚴格消毒

14、之后才能排放。工業(yè)廢水管道接入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)時，必須按廢水水質接入相應的城鎮(zhèn)排水管道。廢水管 道宜盡量減少出口，在接入城鎮(zhèn)排水管道前應設置監(jiān)測設施。2.3污水處理方式的選擇該市污水處理可有分散式和集中式兩種選擇方式，即江北區(qū)和南岸區(qū)各單建一座污水處 理廠分別對各區(qū)的污水進行分散處理以及通過過江倒虹管將污水合并到南岸區(qū)或江北區(qū)進入 同一污水廠的集中處理。綜合考慮本市的地形，氣候和水體狀況以及城市的發(fā)展規(guī)劃，并經過經濟技術比較，采 取將本市江北區(qū)和南岸區(qū)的污水合并集中處理的方式，而不采用每區(qū)各單建一座污水處理廠 分別對各區(qū)的污水進行處理，具體考慮因素如下：(1) 將污水合并處理可以體現規(guī)模效益，雖然

15、目前南岸區(qū)的污水流量較江北區(qū)大，但分 析南岸區(qū)的地形和發(fā)展現狀，南岸區(qū)的發(fā)展已經受到限制，相對來說江北區(qū)具有較大的發(fā)展 前景，并且地勢較寬闊。綜合來看，兩岸的污水量并不大，若分開處理建兩個污水處理廠， 規(guī)模較小，前期投資及運行費用大，同時不方便運行管理，消耗人力，經濟效益不明顯。因 此，將兩岸污水合并處理設一個污水廠較為合理，且兩個污水廠的建設、運行、管理費用遠 遠大于鋪設倒虹管和建設泵站的費用?？紤]到各區(qū)的長遠發(fā)展和社會經濟的不斷進步，考慮 到未來擴建的可能性和經濟性，南北合建污水廠符合該市的長遠發(fā)展與城市利益。 根據水流方向和常年風向，選擇污水廠的場址。室外排水設計規(guī)范(GB50014-2

16、006) 規(guī)定，污水廠位置的選擇必須在城鎮(zhèn)水體的下游，便于處理后出水會用和安全排放；污水廠 廠址的選擇應該有擴建的可能。南岸區(qū)的污水流量較江北區(qū)大，按理把江北區(qū)的污水收集到南岸區(qū)處理更經濟。但南岸 區(qū)的污水廠選址受給水廠與其取水口的制約且該處選址存在著排入江中的污水發(fā)生回水問題 的可能。南岸區(qū)下游為兩江交匯的凸岸，容易形成回水，若在南岸建污水廠，為避免安全隱 患則需將污水廠的排出口伸至江北區(qū)沿岸，工程造價高。另外，根據南岸區(qū)的地形，其沿江 下游的地面相對較高，將收集的污水輸送到擬建于下游的污水處理廠，勢必使管道埋深加大，從而增加施工難度及工程造價。而江北區(qū)屬于開發(fā)區(qū)，隨其發(fā)展，人口會越來越多，

17、污水量 也越來越大，相應的污水廠規(guī)模也應該擴大。而根據南岸區(qū)的地形，該地區(qū)已無擴建可能， 若將污水廠建在南岸區(qū)，規(guī)模不能擴大。所以考慮將南岸區(qū)的污水通過江面最窄處與江北區(qū)污水合并，將污水廠修建于江北區(qū)下 游地勢平坦的地方，且污水排放口的設置需深入江心。具體選址參見某市排水管道設計布置 總平面圖。(3)設置過江管道。根據估算，將南岸區(qū)的污水輸送到江岸時，管道的埋深已經比較大， 所以通過技術經濟比較，考慮采用在江面較窄處設置過江倒虹管的方式，通過下文的計算， 將南岸區(qū)的污水用泵站壓送通過倒虹管至對岸。根據室外排水設計規(guī)范(GB50014-2006)中的相關規(guī)定：通過河道的倒虹管，一般不宜少于兩條，

18、當排水量不大不能達到設計流量時， 其中一條作為備用。(4) 設置倒虹管會可能會帶來經濟技術問題：經濟問題包括修建倒虹管的費用和修建與 倒虹管配套的泵站管網的費用高等；技術問題包括倒虹管自身的維護和管道阻塞之后的疏通， 維修管理復雜，這樣會增加一部分工程造價。但綜合考慮，設置倒虹管仍比設置兩個污水廠 分散處理的環(huán)境、經濟效益高。在設計、施工、運行管理時，須注意采取各種措施防止倒虹 管內污泥淤積，以減少疏通管理維修費用。(5) 風險評價：合并處理一旦發(fā)生事故，全市的污水都不能處理而是直接排入江內，造 成江水的嚴重污染。特別是倒虹管發(fā)生事故，污水將在河段中游排入水體，影響下游供水。因此通過河流的倒虹

19、管設置兩條，當排水量不大不能達到設計流量時，其中一條作為備用， 以降低風險，提高安全系數。綜上所述，方案確定為：將兩區(qū)的污水合并收集，并輸送至位于江北區(qū)沿江下游的污水 處理廠進行處理。3污水管網工程設計3.1污水管網定線(1) 污水管道定線的基本原則充分利用城市地形、地質、地貌特點，盡可能在管線較短和埋深較小的情況下，讓最大 區(qū)域的污水能自流排出。布置管線是確定污水管道系統(tǒng)總體布置的重要步驟。在定線時應考慮地形等因素的影響。 根據地形，污水廠和出水口位置布置污水管道，依次定出主干管、干管、街道支管，并考慮 設置泵站的合理位置。一般應將主干管和流域干管放在較平坦的集水線上，讓污水盡量以重 力流排

20、送，污水干管與主干管應盡量避免和障礙物相交， 如遇特殊地形時應考慮特殊措施(如 跨越河道的倒虹管等)，在圖上標明。(2) 污水管道定線考慮的因素污水管道定線考慮的因素有：地形和用地布局；排水體制和線路數目；污水廠和出水口 位置；水文地質條件；道路寬度；地下管線及構筑物的位置；工業(yè)企業(yè)和產生大量污水的建 筑物的分布情況。 在一定條件下，地形一般是影響管道定線的主要因素。定線時應充分利用地形，利用 排水系統(tǒng)的布置形式，使管道的走向符合地形趨勢，盡量做到順坡排水，盡可能不設泵站或 少設泵站。 污水支管的平面布置取決于地形及街區(qū)建筑特征，并應便于用戶接管排水。 污水主干管的走向取決于污水廠和出水口的位

21、置。 采用的排水體制也影響管道定線。 考慮到地質條件，地下構筑物以及其它障礙物對管道定線的影響。 盡可能回避不良地 質條件的地帶和障礙。處理好與現狀建筑物，構筑物和規(guī)劃道路的關系，實在不能避開時應采取相應的工程措施。 管道定線時還需考慮街道寬度及交通情況。 管道定線，不論在整個城市或局部地區(qū)都可能形成幾個不同的布置方案。應進行方案技術經濟比較。 結合江河走向和規(guī)劃中道路的實施，合理布置管線，以利于減小施工難度。(3) 排水流域的劃分定線前首先根據地形劃分排水流域。排水流域劃分一般根據地形及城鎮(zhèn)(地區(qū))的豎向 規(guī)劃進行。在丘陵及地形起伏的地區(qū)，地形變化較顯著，可按等高線劃出分水線，通常分水線與流

22、 域分界線基本一致。在地形平坦無顯著分水線的地區(qū)，或向一方傾斜時，可依據面積的大小 劃分，使各相鄰流域的管道系統(tǒng)能合理分擔排水面積，使干管在最大合理埋深情況下，流域 內絕大部分污水能以自流方式接入。不設泵站或少設泵站。每一個排水流域往往有1個或1個以上的干管，根據流域地勢標明水流方向和污水需要 抽升的地區(qū)。(4) 污水主干管定線本市的地形屬于丘陵地帶，布設排水管段的區(qū)域具有明顯的坡度走向和分界，又因為B江從兩區(qū)間通過，為排水創(chuàng)造了很好的條件和可能，經分析，本市的排水管道采用分流式的 排水體制，各區(qū)污水經收集后由主干管輸送到污水處理廠后集中排放。綜合考慮該區(qū)的地形，地貌，坡度，污水廠的位置與可能

23、的埋設深度等因素，污水主干管選擇臨近江邊的道路處埋 設，走向由高到低，由東向西。具體布置請參看某市排水管道設計布置總平面圖。(5) 污水干管定線由于各區(qū)具有明顯的坡度走向，故各區(qū)污水干管的布置宜充分利用這種地形順坡鋪設， 使每個小區(qū)的污水能夠自流排出。各區(qū)污水經支管系統(tǒng)進入污水干管收集并經污水主干管匯 流至污水處理廠處理達標后排放。具體布置請參看某市排水管道設計布置總平面圖。(6) 泵站和倒虹管的設置根據估算，將南岸區(qū)的污水輸送到江岸時，管道的埋深已經比較大，所以通過技術經濟 比較，考慮采用在江面較窄處設置過江倒虹管的方式，通過下文的計算，將南岸區(qū)的污水用 泵站壓送通過倒虹管至對岸。根據室外排

24、水設計規(guī)范(GB50014-2006)中的相關規(guī)定：通過河道的倒虹管，一般不宜少于兩條，當排水量不大不能達到設計流量時，其中一條作為備 用。(7) 出水口的形式排水管渠排入水體的出水口的位置和形式，應根據污水水質、下游用水情況、水體的水 位變化幅度、水流方向、波浪情況、地形變遷和主導風向等因素確定。出水口與水體岸邊連接處應采取防沖、加固等措施，一般用漿砌塊石做護墻和鋪底，在 受凍脹影響的地區(qū)，出水口應考慮用耐凍脹材料砌筑，其基礎必須設置在冰凍線以下。污水排水管渠的出水口通常采用淹沒式，見圖 3.1。以使污水與水體水混合較好，其位置 處考慮上述因素外，還應取得當地衛(wèi)生主管部門的同意。 如果需有污

25、水與水體水流充分混合， 則出水口可長距離伸入水體分散出口，此時應設標志，并取得航運管理部門的同意。圖3.1淹沒式出水口3.2污水設計流量1）劃分設計管段，量出主干管的設計管段根據管道平面布置，劃分設計管段（定出檢查井的位置并編號） 長度。2）街坊排水面積的劃分根據污水管道的布置，劃分各設計管段服務的街坊排水面積，編上號碼并按其平面形狀 計算面積（以公頃計），用箭頭表示污水流向。3）污水管道設計流量計算采用的公式 居住區(qū)生活污水設計流量按下式計算：n N Kz24 3600式中 Q居住區(qū)生活污水設計流量（L/s）；n居住區(qū)生活污水定額（L/（cap.d），取值參見原始資料;N設計人口數；Kz 生

26、活無水量總變化系數;cap “人”的計量單位。也可以采用比流量計算：根據各區(qū)的污水量定額n(L/cap.d)和人口密度p(cap/ha),可求出各區(qū)的生活污水平均流量q。二n p86400(L/s.ha)式中q。一一比流量(L/(s.ha)；p人口密度(cap/ha),取值參見原始資料；n居住區(qū)生活污水定額(L/(cap.d)。Q = F q0 Kz式中Q本段流量(L/s)；F設計管段服務的街區(qū)面積(ha)，參見原始資料平面布置圖；q0 比流量(L/(s.ha)；Kz生活污水量總變化系數。工業(yè)企業(yè)及公共建筑的污水量作為集中流量計算。 生活污水量總變化系數根據室外排水設計規(guī)范(GB50014-2

27、006)相關部分內容，采用的居住區(qū)生活污水量變 化系數值見表3.1。生活污水量總變化系數也可用下式進行計算：2.70.11式中 Q平均日平均時污水量(L/s)。當 Q1000 L/s, Kz=1.3。表3.1生活污水量總變化系數污水平均日流量(L/s)51540701002005001000總變化系數(Kz)2.32.01.81.71.61.51.41.3注：1當污水平均日流量為中間數值時，總變化系數用內差法求得2當居住區(qū)有實際生活污水量變化資料時，可按實際數據采用。 工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水的設計流量按下式計算:A1B1K1+A2B2K2 CD1+C2D2Q3600T3600式中Q工業(yè)企業(yè)

28、生活污水及淋浴污水設計流量（L/s）;A1一般車間最大班職工人數 （cap）;A2熱車間最大班職工人數（cap）；B1 一般車間職工生活污水定額，以 25（L/（cap.班）計；B2 熱車間職工生活污水定額，以 35（L/（cap.班）計；K1 一般車間生活污水量的時變化系數，以3.0計；K2 熱車間生活污水量的時變化系數，以2.5計；C1一般車間最大班使用淋浴的職工人數（cap）；C2熱車間最大班使用淋浴的職工人數（cap）；D1 一般車間的淋浴污水定額，以 40（L/（cap.班）計；D2 熱車間的淋浴污水定額，以60（L/（cap.班）計；T每班工作時數（h）。淋浴時間按60min計。

29、城市污水設計總流量城市污水總的設計流量是居住區(qū)生活污水，工業(yè)企業(yè)生活污水和工業(yè)廢水設計流量三部 分之和。在地下水位較高地區(qū)，因當地土質、管道及接口材料，施工質量等因素的影響，一 般均存在地下水滲入現象，設計污水管道系統(tǒng)時宜適當考慮地下水滲入量。由原始資料得知,地下水位距地表8米，設計管段管底標高均高于地下水位，因此該城市污水排水管網設計不 考慮地下水入滲量，設計流量為：Q = Qi Q 2 Q 3式中Q城市污水設計流量（L/s）；Q1 居住區(qū)生活污水設計流量（L/s）；Q2工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設計流量（L/s）；Q3工業(yè)廢水設計流量（L/s）。 城市污水平均流量和比流量城市設計人口：南岸

30、區(qū)：人口密度 420人/ha；江北區(qū)：人口密度 400人/ha。居住區(qū)生活污水量定額：南岸區(qū)：180L/cap.d ;江北區(qū)：160L/cap.d。比流量：南岸區(qū)：q0=420 X 180-86400=0.875(L/(s.ha);江北區(qū)：q0=400 X 160-86400=0.741(L/(s.ha)。3污水平均流量 Q=157.41 X.875+170.61 X.741+222.422=531.5L/s=45922. 2m/d3.3污水管道的水力計算3.3.1水力計算公式1) 流量公式Q二A V2) 流速公式v = C R IQ流量(m3/s);A過水斷面面積(m2);v流速(m/s);

31、R水力半徑(過水斷面面積與濕周的比值)(m);I 水力坡度(等于水面坡度，也等于管底坡度)；C流速系數或稱謝才系數。C值一般按曼寧公式計算1 1C R6n將上面的兩式綜合可得：1 -2X2 - 3R3) 排水管槽粗糙系數見表3.2332設計參數1) 設計充滿度在設計流量下，污水在管道中的水深h和管道直徑D之間的比值稱為設計充滿度(或水深 比)，如圖3.2示表3.2排水管渠粗糙系數表管渠種類n值陶土管，鑄鐵管0.013混凝土和鋼筋混凝土，水泥砂漿抹面渠道0.013-0.014石棉水泥管鋼管0.012漿砌磚渠道0.015漿砌塊石渠道0.017干砌塊石渠道0.020-0.025土明渠（帶或不帶早皮）

32、0.025-0.030HD圖3.2充滿度示意當-二1時成為滿流，當-1時，成為非滿流、其中雨水管道按滿流設計，污水管道按 DD非滿流設計。我國最大設計充滿度的規(guī)定如表3.3。表3.3最大設計充滿度管徑（D）或暗渠高（H)(mm)最大設計充滿度（h/D或h/H）2003000.553504500.655009000.70三 10000.75規(guī)定按非滿流設計的原因： 污水流量時刻在變化，很難精確計算，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斷面，為未預見水量的增長留有余地，避免 污水溢出妨礙環(huán)境衛(wèi)生。 污水管道內沉積的污泥可能分解析出一些有害氣體。此外，

33、污水中如含有汽油、苯、 石油等易燃液體時，可能形成爆炸性氣體。故需留出適當的空間，以利管道的通風，排除有 害氣體，對防止管道爆炸有良好效果。 便于管道的疏通和維護管理。在計算污水管道充滿度時，不包括短時間內突然增加的污水量，但當管徑小于或等于 300mm時，應按滿流復核。2）設計流速污水在管內流動緩慢時，污水中所含雜質可能下沉，產生淤積；當污水流速增大時，可 能產生沖刷現象，甚至損壞管道。為了防止管道中產生淤積或沖刷，設計流速不宜過小或過 大，應在最大和最小設計流速范圍之內。根據國內污水管道實際運行情況的監(jiān)測數據并參考國外經驗，污水管道的最小設計流速定為0.6m/s；金屬管道的最大設計流速為1

34、0 m/s，非金屬管道的最大設計流速為 5 m/s。3）最小管徑一般在污水管道系統(tǒng)的上游部分，設計污水流量很小，若根據流量計算，則管徑會很小。根據養(yǎng)護經驗證明，管徑過小極易堵塞，比如150mm支管的堵塞次數，有時達到200mm 支管堵塞次數的兩倍，使養(yǎng)護管道的費用增加。而200mm與150mm管道在同樣埋深下，施工費用相差不多。此外，采用較大的管徑，可選用較小的坡度，使管道埋深減小。因此，為了養(yǎng)護工作的方便，常規(guī)定一個允許的最小管徑。 廠區(qū)內的工業(yè)廢水管、生活污水管、街坊內的生活污水管200mm 城市街道下的生活污水管300mm在進行管道水力計算時，上游管段由于服務的排水面積小，因而設計流量小

35、，按此流量 計算得出的管徑小于最小管徑，此時就采用最小管徑值。在這些管段中，當有適當的沖洗水源時，可考慮設置沖洗井。4）最小設計坡度在污水管道系統(tǒng)設計時，通常使管道埋設坡度與設計地區(qū)的地面坡度基本一致，但管道 坡度造成的流速應等于或大于最小設計流速，以防止管道內產生沉淀。這一點在地勢平坦或 管道走向與地面坡度相反時尤為重要。具體規(guī)定見規(guī)范。5）控制點埋深和覆土厚度的確定在污水排水區(qū)域內，對管道系統(tǒng)的埋深起控制作用的地點稱為控制點。因此控制點埋深 的確定對對管道系統(tǒng)的埋深有很大影響。本設計確定控制點埋深為2.5m。為了降低造價，縮短施工期，管道埋設深度愈小愈好。但覆土厚度應有一個最小的限值， 否

36、則就不能滿足技術上的要求。除考慮管道的最小埋深外，還應考慮最大埋深問題。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。 荷載要求：必須防止管壁因地面荷載而受到破壞最小覆土在車行道下不小于0.7m 冰凍要求：必須防止管道內污水冰凍和因土壤凍脹而損壞管道i無保溫措施時，管內底科埋設在冰凍線以上0.15mii有保溫措施或水溫較高的管道，可根據經驗埋得較淺一些 必須滿足街區(qū)污水連接管銜接的要求 最大覆土：不宜大于 78m,理想覆土： 12m減小埋深采取的措施： 加強管材強度； 填土提高地面高程

37、以保證最小覆土厚度； 設置泵站提高管位等方法，減小控制點管道的埋深，從而減小整個管道系統(tǒng)的埋深， 降低工程造價。6）檢查井最大間距檢查井通常設在管渠交匯、轉彎、管渠尺寸或坡度改變、跌水等處以及相隔一定距離的 直線管渠段上。直線段上的最大間距見表 3.4。當排水管管徑（街道排水管）大于800mm時, 可不設檢查井，而設連接暗井。表3.4檢查井最大間距管徑或暗渠凈咼（m）污水管道最大間距（m）200400405007006080010008011001500100160020001207）采用的管材采用鋼筋混凝土圓管排水，粗糙系數 n= 0.014。8）控制點的確定控制點可能的位置： 各條管道的起

38、點大都是這條管道的控制點。 這些控制點中離出水口最遠的一點，通常就是整個系統(tǒng)的控制點。 具有相當深度的工廠排出口或某些低洼地區(qū)的管道起點，也可能成為整個管道系統(tǒng)的 控制點控制點確定的原則：確定控制點的標高，一方面應根據城市的豎向規(guī)劃，保證排水區(qū)域內各點的污水都能夠 排出，并考慮發(fā)展，在埋深上適當留有余地。另一方面，不能因照顧個別控制點而增加整個 管道系統(tǒng)的埋深。計算控制點時，主要是考察所選點對指定點的埋深的影響程度。所選定的可疑控制點一 般為最遠點，集中流量排入點等，將這些點進行比較，對整個系統(tǒng)的埋深起決定作用的點則 為控制點。確定控制點后，才能確定系統(tǒng)的主干管，進行系統(tǒng)管網的計算。本設計中，

39、化工 廠、火車站以及棉紡廠附近的干管起點都可能成為整個系統(tǒng)的控制點。通過對比三條管線的 6號檢查井的埋深確定控制點和主干管。6點埋深大者為主干管，其起點為控制點。根據計算，比較三條線路在 6點處的埋深，棉紡廠處起點的干管埋深明顯大于其它兩條 線路，因此123456-27為該系統(tǒng)的主干管，對主干管埋深起決定作用的控制點 是棉紡廠處的干管起點。詳見某市排水管道設計布置總平面圖。9）管道銜接方式的確定污水管道在管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化及支管接入的地方都需要設置檢查井。在 設計時必須考慮在檢查井內上下游管道銜接時的高程關系問題。管道在銜接時應遵循兩個原則： 盡可能提高下游管段的高程，以減少管道埋

40、深，降低造價； 避免上游管段中形成回水而造成淤積。管道銜接的方法，通常有水面平接和管頂平接兩種。如圖3.3所示。水面平接是指在水力計算中，使上游管段終端和下游管段起端在指定的設計充滿度下的 水面相平，即上游管段終端與下游管段起端的水面標高相同。一般同管徑時采用。優(yōu)點：能 減少下游管段的埋深。缺點：容易在上游管段形成回水。管頂平接是指在水力計算中，使上游管段終端和下游管段起端的管頂標高相同。一般不 同管徑時采用。優(yōu)點：不致于在上游管段產生回水。缺點：下游管段的埋深將增加。污水管道銜接總原則：無論采用哪種銜接方法，下游管段起端的水面和管底標高都不得 高于上游管段終端的水面和管底標高。跌水連接：當管

41、道敷設地區(qū)的地面坡度很大時，為了調整管內流速所采用的管道坡度將 會小于地面坡度。為了保證下游管段的最小覆土厚度和減少上游管段的埋深，可根據地面坡 度采用跌水連接。如圖3.4所示。 圖3.3管道的銜接方式（1）水面平接；（2）管頂平接圖3.4管段跌水連接1管段；2跌水井10）倒虹管計算公式和設計參數污水在倒虹管內的流動是依靠上下游管道中的水面高差（進、出水井的水面高差）H進行的，該高差用以克服污水通過倒虹管時的阻力損失。倒虹管內的阻力損失值可按下式計算：v22g式中i倒虹管每米長度的阻力損失;L倒虹管的總長度；局部阻力系數（包括進口、出口、轉彎處） v倒虹管內污水流速(m/s)g重力加速度(m/

42、s2)進口、出口及轉彎的局部阻力損失應分項計算，初步估算時，一般可按沿程阻力損失值 的5%10%考慮，當倒虹管長度大于 60m時，采用5%;等于或小于60m時，采用10%。計算倒虹管時，必須計算倒虹管的管徑和全部阻力損失值，要求進水井和出水井間的水 位高差H稍大于全部阻力損失值 Hi,其差值一般可考慮采用0.050.10m,本設計取為0.1m 3.4污水管道水力計算成果水力計算的目的在于合理經濟地確定管道的管徑、流速、充滿度及坡度，進一步求定管 道的埋深。水力計算應列表進行，管底標高及管道坡度計算至小數點后三位，地面標高與管 底埋深計算至小數后二位。水力計算中的數值U、h/D、i、D應符合規(guī)范

43、關于設計流速、最大設計充滿度、最小管徑、最小設計坡度的規(guī)定。為減少錯誤，在計算的同時繪制管道縱斷 面草圖，以便進行核對。從水力計算表中摘錄主干管的管段編號、管長、管徑、充滿度、流速、坡度、埋深(上、 下端)列成表格，有倒虹管時應在表中注明倒虹管的管段編號，有泵站時應說明泵站的設計 流量和揚程以及在表中標明泵站位置所對應的編號，在備注欄注明。污水主干管水力計算結 果見表3.5。表3.5污水主干管水力計算結果表管段編號管道 長度L(m)設計流 量(L/s)管徑D(mm)坡度1流速v(m/s)充滿度埋設深度(m)h/Dh(m)上端下端1222023.4483000.00220.620.550.166

44、1.8002.7842352056.6094000.00150.660.650.2602.8845.56439635108.1425000.00120.680.680.3405.6645.326915390223.4307000.00100.780.680.4764.0545.74415 37500426.148倒虹管一一一一6.7305.10037 38380486.21110000.00080.850.770.7705.6807.18438 39350530.39310000.00080.870.690.6907.1845.96439 40325536.59310000.00080.870

45、.690.6905.9645.82440 41260554.18510000.00080.880.750.7505.8246.13241 42235557.19010000.00080.880.750.7506.1326.42042 43290580.44410000.00080.880.750.7506.4206.85243 44250583.75210000.00080.880.750.7506.8527.25244污水廠400604.99110000.00090.900.750.7507.2527.412注:627管段除倒虹管外的管道管徑為900,坡度為0.0009 ;泵站設計揚程為2.

46、0m，設計流量為450L/S。3.5污水管網工程量統(tǒng)計污水管網工程量表（只統(tǒng)計主干管），包括管徑、管長（相同管徑計總和）、管材、檢查 井數量，見表3.6。表3.6污水主干管工程數量表管徑D(mm)管長L（m）管材檢查井數量備注400320鋼筋混凝土圓管8500210鋼筋混凝土圓管4600310鋼筋混凝土圓管6700720鋼筋混凝土圓管12900360鋼筋混凝土圓管510003090鋼筋混凝土圓管39倒虹管140X 2鋼筋混凝土圓管管徑500mm4雨水管網工程設計4.1雨水管網定線(1) 雨水管道定線的基本原則雨水管渠的布置遵循以下原則： 充分利用地形，以最短的距離，靠重力流就近排入水體。 根據

47、城市規(guī)劃布置雨水管道。 合理布置雨水口，以保證路面雨水排除通暢。 雨水管道采用明渠或暗管應結合具體條件確定。 設置排洪溝排除設計地區(qū)以外的雨洪徑流。(2) 劃分排水流域和雨水管道定線考慮因素根據地形劃分排水流域，劃分干渠的集水面積，注意面積劃分時匯水面積的增加應大致 均勻。標出水流方向，布置管渠、雨水管渠布置時應充分利用地形，使雨水能以最短距離就 近排入水體。一般情況下，當地形坡度較大時，雨水干管宜垂直于等高線布置在地形低處或 溪谷上，地形平坦時，雨水干管宜布置在排水流域的中間。雨水管渠系統(tǒng)宜采用正交式布置 形式，分散布置雨水出水口。此外，應充分考慮采用明渠的可能性。(3) 雨水管道定線該市的

48、雨水采用管道收集后直接排入就近水體的方式處理，因為各區(qū)匯水分界明顯，坡 度走勢清晰，部分區(qū)域有逆坡現象，故雨水管道布置采用沿街順坡布置，使雨水能夠被很好 的收集與排放。雨水干管數量：江北區(qū) 5條、南岸區(qū)4條。本設計中由于皮毛廠東北側山腰 處匯水面積較小，對市區(qū)威脅不大，設置截洪溝不經濟，因此不考慮設置截洪溝。具體雨水 管道布置請參看某市排水管道設計布置總平面圖。(4) 出水口的形式雨水排水管的出水口可以采用非淹沒式，具體形式見圖4.1和圖4.2。其底標高最好在水體最高水位以上，一般在常水位以上，以免水體水倒灌。當出口標高比水體水面高出太多時， 應考慮設置單級或多級跌水。圖4.1 一字式出水口圖

49、4.2八字式出水口4.2雨水設計流量(1) 米用的流量公式城市、廠礦中雨水管渠由于匯水面積小，屬小匯水面積上的排水構筑物，其雨水設計流 量可米用下式：QJ q F式中 Q雨水設計流量(L/s);書徑流系數，其值小于1;F匯水面積(ha);q設計暴雨強度(L/s.ha)。(2) 暴雨強度公式Ai(1 Cig P)(tb)式中q設計暴雨強度P設計重現期(a)；t降雨歷時(min);A1, C, b, n地方參數，根據統(tǒng)計方法進行計算確定。本設計采用如下公式計算：1272(1 0.65lg P)(t 6.64)0.56(3) 設計重現期的選取理由和數值暴雨強度隨重現期的不同而不同。在設計中若重現期選

50、用較大，則暴雨強度大，相應的雨水設計流量大，管渠的斷面相應大。這樣偏安全，有利于防止地面積水，但工程造價高。若重現期選用較低，則暴雨強度小，雨水設計流量小，管渠斷面小。這樣工程造價低， 但可能會發(fā)生排水不暢、地面積水，或對城市生活及生產造成危害。應根據匯水地區(qū)性質、地形特點和氣候特征等因素確定。在同一排水系統(tǒng)中可采用同一 重現期或不同重現期。重現期一般選用 0.53a,重要干道、重要地區(qū)或短期積水即能引起較 嚴重后果的地區(qū)，一般選用 35a,并應與道路設計協(xié)調。特別重要地區(qū)和次要地區(qū)可酌情 增減。本設計中選擇P=1a。（4）集水時間選取數值對管道的某一設計斷面來說，集水時間t由地面集水時間tl

51、和管內流行時間t2兩部分組成：t =t1 + mt2式中t降雨歷時（min）;t1地面集水時間（min），視距離長短、地形坡度和地面鋪蓋情況而定，一般采用5 15 min；m折減系數，暗管m=2，明渠m=1.2，在陡坡地區(qū)，暗管 m=1.22;t2管渠內雨水流行時間（min）t2八L60v式中 L各管段的長度（m）;v 各管段滿流時的水流速度（m/s）;60單位換算系數，1mi n=60s。本設計中選擇t1=10min。（5）徑流系數的計算公式和數值 影響徑流系數取值的主要因素有1）降雨條件：包括降雨強度，降雨歷時，雨峰位置，前期雨量，強度遞減情況，全場雨 量，年降雨量等。其中前期雨量對 書值

52、的影響較為突出。2）地面條件：包括地面覆蓋，地面坡度，地貌，建筑物密度分布，路面鋪砌情況，匯水 面積及其寬長比，地下水位，管渠疏密等。其中地面覆蓋是主要因素。由于影響因素多，要精確求定 書值較為困難。因此目前徑流系數通常采用按地面覆蓋種 類確定的經驗數值。徑流系數書值見表4.1表4.1徑流系數書值地面種類屮值各種屋面，混凝土和瀝青路面0.85-0.95大塊石鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面0.55-0.65級配碎石路面0.40-0.50干砌磚石和碎石路面0.35-0.40非鋪砌土路面0.25-0.35公園和綠地0.10-0.20表中所列為單一覆蓋時的 書值。但匯水面積是由各種性質的地面覆蓋所組成，在整個匯水面積上它們各自占有一定的比例，隨它們占有的面積比例的變化，書值也不同。所以，整個匯水面積上的平均徑流系數書av值是按各類地面面積用加權平均法計算得出。屮av Fi F式中 Fi 匯水面積上各類地面的面積(ha);書i 相應于各類地面的徑流系數；F 全部匯水面積(ha)。市區(qū)地面種類如：屋面占36%,混凝土路面占16%,碎石路面占10%，非鋪砌路面占20%,綠地占18%根據市區(qū)地面覆蓋情況- av = 0.9X 0.36+0.9X 0.16+0.4X 0.1+0.3X 0.