污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算

1、污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量是污水管道及其附屬構(gòu)筑物能保證通過的最大流量.通常以最大日最大時(shí)流量作為污水管道第八章 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （一）教學(xué)要求 熟練掌握污水管道的設(shè)計(jì)計(jì)算過程（二）教學(xué)內(nèi)容1、污水設(shè)計(jì)流量2、污水管道的設(shè)計(jì)參數(shù)3、污水管道的水力計(jì)算（三）重點(diǎn)污水管道的水力計(jì)算第一節(jié) 污水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量是污水管道及其附屬構(gòu)筑物能保證通過的最大流量。通常以最大日最大時(shí)流量作為污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量，其單位為L(zhǎng)/s。它包括生活污水設(shè)計(jì)流量和工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量?jī)纱蟛糠帧＞蜕钗鬯杂挚煞譃榫用裆钗鬯?、公共設(shè)施排水和工業(yè)企業(yè)內(nèi)生活污水和淋浴污水三部分。一、生活污水設(shè)計(jì)流量

2、1.居民生活污水設(shè)計(jì)流量 居民生活污水主要來(lái)自居住區(qū)，它通常按下式計(jì)算： = (8-1) 式中： Q1 居民生活污水設(shè)計(jì)流量，Ls； n 居民生活污水量定額，L(capd)； N 設(shè)計(jì)人口數(shù)，cap； KZ生活污水量總變化系數(shù)。 （1）居民生活污水量定額 居民生活污水量定額，是指在污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)所采用的每人每天所排出的平均污水量。在確定居民生活污水量定額時(shí)，應(yīng)調(diào)查收集當(dāng)?shù)鼐幼^(qū)實(shí)際排水量的資料，然后根據(jù)該地區(qū)給水設(shè)計(jì)所采用的用水量定額，確定居民生活污水量定額。在沒有實(shí)測(cè)的居住區(qū)排水量資料時(shí)，可按相似地區(qū)的排水量資料確定。若這些資料都不易取得，則根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJl4-87)的規(guī)定

3、，按居民生活用水定額確定污水定額。對(duì)給水排水系統(tǒng)完善的地區(qū)可按用水定額的90%計(jì)，一般地區(qū)可按用水定額的80%計(jì)。 （2）設(shè)計(jì)人口數(shù) 設(shè)計(jì)人口數(shù)是指污水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)期限終期的規(guī)劃人口數(shù)，是計(jì)算污水設(shè)計(jì)流量的基本數(shù)據(jù)。它是根據(jù)城市總體規(guī)劃確定的，在數(shù)值上等于人口密度與居住區(qū)面積的乘積。即： (8-2)式中：N設(shè)計(jì)人口數(shù)，cap；人口密度，cap/hm2；F居住區(qū)面積，hm2；cap“人”的計(jì)量單位。人口密度表示人口的分布情況，是指單位面積上居住的人口數(shù)，以cap/h m2表示。它有總?cè)丝诿芏群徒址蝗丝诿芏葍煞N形式?？?cè)丝诿芏人玫拿娣e包括街道、公園、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、水體等處的面積，而街坊人口密度所用的面

4、積只是街坊內(nèi)的建筑用地面積。在規(guī)劃或初步設(shè)計(jì)時(shí)，采用總?cè)丝诿芏龋诩夹g(shù)設(shè)計(jì)或施工圖設(shè)計(jì)時(shí)，則采用街坊人口密度。設(shè)計(jì)人口數(shù)也可根據(jù)城市人口增長(zhǎng)率按復(fù)利法推算，但實(shí)際工程中使用不多。（3）生活污水量總變化系數(shù) 流入污水管道的污水量時(shí)刻都在變化。污水量的變化程度通常用變化系數(shù)表示。變化系數(shù)分為日變化系數(shù)、時(shí)變化系數(shù)和總變化系數(shù)三種。一年中最大日污水量與平均日污水量的比值稱為日變化系數(shù)(Kd)； 最大日最大時(shí)污水量與最大日平均時(shí)污水量的比值稱為時(shí)變化系數(shù)(Kh)； 最大日最大時(shí)污水量與平均日平均時(shí)污水量的比值稱為總變化系數(shù)(Kz)。 顯然，按上述定義有 (8-3) 生活污水量總變化系數(shù) 污水平均日流

5、量（L/s）51540701002005001000總變化系數(shù)Kz2.32.01.81.71.61.51.41.3注：當(dāng)污水平均日流量為中間數(shù)值時(shí)，總變化系數(shù)用內(nèi)插法求得；當(dāng)居住區(qū)有實(shí)際生活污水量變化資料時(shí)，可按實(shí)際數(shù)據(jù)采用。我國(guó)在多年觀測(cè)資料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過綜合分析歸納，總結(jié)出了總變化系數(shù)與平均流量之間的關(guān)系式，即：= (8-4)式中： Q 污水平均日流量，L/s。當(dāng)Q5L/s時(shí)，Kz=2.3；當(dāng)Q1000L/s時(shí)，Kz=1.3。設(shè)計(jì)時(shí)也可采用式（8-4）直接計(jì)算總變化系數(shù)，但比較麻煩。2.公共設(shè)施排水量公共設(shè)施排水量Q2應(yīng)根據(jù)公共設(shè)施的不同性質(zhì)，按建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50015-200

6、3)的規(guī)定進(jìn)行計(jì)算。3.工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量工業(yè)企業(yè)的生活污水和淋浴污水主要來(lái)自生產(chǎn)區(qū)的食堂、衛(wèi)生間、浴室等。其設(shè)計(jì)流量的大小與工業(yè)企業(yè)的性質(zhì)、污染程度、衛(wèi)生要求有關(guān)。一般按下式進(jìn)行計(jì)算：= + （8-5） 式中 Q3工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量，L/s；A1 一般車間最大班職工人數(shù)，cap；B1一般車間職工生活污水定額，以25L/(cap班)計(jì)；K1一般車間生活污水量時(shí)變化系數(shù)，以3.0計(jì)；A2熱車間和污染嚴(yán)重車間最大班職工人數(shù)，cap；B2熱車間和污染嚴(yán)重車間職工生活污水量定額，以35L(cap班)計(jì)； K2熱車間和污染嚴(yán)重車間生活污水量時(shí)變化系數(shù)，以2.5計(jì)； C1一

7、般車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，cap； D1一般車間的淋浴污水量定額，以40L(cap班)計(jì)； C2熱車間和污染嚴(yán)重車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，cap； D2熱車間和污染嚴(yán)重車間的淋浴污水量定額，以60L(cap班)計(jì)； T 每工作班工作時(shí)數(shù)，h。淋浴時(shí)間按60min計(jì)。二、工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量按下式計(jì)算： (8-6)式中 Q4 工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量，Ls； m 生產(chǎn)過程中每單位產(chǎn)品的廢水量定額，L單位產(chǎn)品； M 產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量，單位產(chǎn)品/d； T 每日生產(chǎn)時(shí)數(shù)，h； KZ總變化系數(shù)。三、城市污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)總流量城市污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總流量一般采用直接求和的方法進(jìn)行計(jì)算，即直接

8、將上述各項(xiàng)污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算結(jié)果相加，作為污水管道設(shè)計(jì)的依據(jù)，城市污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總流量可用下式計(jì)算： （L/s） (8-7) 設(shè)計(jì)時(shí)也可按綜合生活污水量進(jìn)行計(jì)算，綜合生活污水設(shè)計(jì)流量為： （L/s） (8-8)式中 Q1/綜合生活污水設(shè)計(jì)流量，L/s；n/ 綜合生活污水定額，對(duì)給水排水系統(tǒng)完善的地區(qū)按綜合生活用水定額90%計(jì)，一般地區(qū)按80%計(jì)；其余符號(hào)同前。此時(shí)，城市污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總流量為： （L/s） (8-9)【例8-1】 河北某中等城市一屠宰廠每天宰殺活牲畜260t，廢水量定額為10m3/t，工業(yè)廢水的總變化系數(shù)為1.8，三班制生產(chǎn)，每班8h。最大班職工人數(shù)800cap，其中在污

9、染嚴(yán)重車間工作的職工占總?cè)藬?shù)的40%，使用淋浴人數(shù)按該車間人數(shù)的85%計(jì)；其余60%的職工在一般車間工作，使用淋浴人數(shù)按30%計(jì)。工廠居住區(qū)面積為10ha,人口密度為600cap/ha。各種污水由管道匯集輸送到廠區(qū)污水處理站，經(jīng)處理后排入城市污水管道，試計(jì)算該屠宰廠的污水設(shè)計(jì)總流量?！窘狻?該屠宰廠的污水包括居民生活污水、工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水、工業(yè)廢水三種，因該廠區(qū)公共設(shè)施情況未給出，故按綜合生活污水計(jì)算。1綜合生活污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算查綜合生活用水定額，河北位于第二分區(qū)，中等城市的平均日綜合用水定額為110180L/(capd)，取165 L/(capd)。假定該廠區(qū)給水排水系統(tǒng)比較完善，

10、則綜合生活污水定額為16590%=148.5 L/(capd)，取為150L/(capd)。居住區(qū)人口數(shù)為60010=6000 cap。則綜合生活污水平均流量為： L/s。用內(nèi)插法查總變化系數(shù)表，得Kz=2.24。于是綜合生活污水設(shè)計(jì)流量為Q1/=10.42.24=23.30 L/s。2工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算由題意知：一般車間最大班職工人數(shù)為80060%=480人，使用淋浴的人數(shù)為48030%=144人；污染嚴(yán)重車間最大班職工人數(shù)為80040%=320人，使用淋浴的人數(shù)為32085%=272人。所以工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量為：= +=+=8.35 L/s3工業(yè)廢水設(shè)計(jì)

11、流量計(jì)算=該廠區(qū)污水設(shè)計(jì)總流量 L/s在計(jì)算城市污水管道系統(tǒng)的污水設(shè)計(jì)總流量時(shí)，由于城市排水區(qū)界內(nèi)的匯水面積較大，因此需按各排水流域分別計(jì)算，將各排水流域居住區(qū)生活污水、工業(yè)廢水和工廠生活污水設(shè)計(jì)流量列表進(jìn)行計(jì)算，最后再匯總得出污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總流量。某城鎮(zhèn)污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)總流量的計(jì)算見表8-2、8-3、8-4、8-5。 城鎮(zhèn)綜合生活污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算表 表8-2居住區(qū)名稱排水流域編號(hào)居住區(qū)面積(ha)人口密度(cap/ha)居民人數(shù)(cap)污水量定額（L/capd）平均污水量總變化系數(shù)Kz設(shè)計(jì)流量(m3/d)(m3/h)(L/s)(m3/h)(L/s)123456789101112商業(yè)區(qū)I

12、6050030000160480020055.61.7434896.74文衛(wèi)區(qū)II4040016000180288012033.31.81217.260.27工業(yè)區(qū)III5045022500160360015041.71.7826774.23合計(jì)1506850011280470130.61.57737.9205.04注：中的總變化系數(shù)是根據(jù)合計(jì)平均流量查出的。中的數(shù)字不是直接合計(jì)，而是合計(jì)平均流量與相對(duì)應(yīng)的總變化系數(shù)的乘積。各工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算表 表8-3車間名稱車間性質(zhì)班數(shù)每班工作時(shí)數(shù)(h)生活污水淋浴污水合計(jì)設(shè)計(jì)流量(L /s) 最大班職工人數(shù)(cap)污水量定額（L/

13、capd）時(shí)變化系數(shù)設(shè)計(jì)流量(L/s)最大班使用淋浴的職工人數(shù)(cap)污水量定額（L/capd）設(shè)計(jì)流量(L /s)123456789101112釀酒廠污染38156352.50.47109601.822.29一般38108253.00.2838400.420.70肉類加工廠污染38168352.50.51116608.82.49一般3892253.00.2435402.270.63造紙廠污染38150352.50.46105601.752.21一般 38145253.00.3850400.560.94皮革廠污染38274352.50.83156602.63.43一般 38324253.00

14、.8480400.891.64印染廠污染38450352.51.37315605.256.62一般 38470253.01.22188402.093.31總計(jì)6.617.724.3各工業(yè)企業(yè)工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量計(jì)算表 表8-4工業(yè)企業(yè)名稱班數(shù)各班時(shí)數(shù)（h）產(chǎn)品名稱日產(chǎn)量(t)工業(yè)廢水定額(m3/t)平 均 流 量總變化系數(shù)設(shè)計(jì)流量(m3/d)(m3/h)(L/s)(m3/h)(L/s)123456789101112釀酒廠38酒1518.627911.633.233.034.899.69肉類加工廠38牲畜162152430101.2528.131.7172.1347.82造紙廠38白紙1215018

15、007520.831.45108.7530.20皮革廠38皮革34752550106.2529.511.4148.7541.31印染廠38布36150540022562.51.42319.588.75合計(jì)12459519.13144.2784.02217.77城鎮(zhèn)污水設(shè)計(jì)總流量統(tǒng)計(jì)表 表8-5排水工程對(duì)象綜合生活污水設(shè)計(jì)流量(L/s)工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量(L/s)工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量(L/s)城鎮(zhèn)污水設(shè)計(jì)總流量(L/s)居住區(qū)和公共建筑205.04447.11工業(yè)企業(yè)24.3工業(yè)企業(yè)217.77第二節(jié) 污水管段設(shè)計(jì)流量的計(jì)算污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)總流量計(jì)算完畢后，還不能進(jìn)行管道系統(tǒng)的水力

16、計(jì)算。為此還需在管網(wǎng)平面布置圖上劃分設(shè)計(jì)管段，確定設(shè)計(jì)管段的起止點(diǎn)，進(jìn)而求出各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量。只有求出設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量，才能進(jìn)行設(shè)計(jì)管段的水力計(jì)算。一、設(shè)計(jì)管段的劃分在污水管道系統(tǒng)上，為了便于管道的連接，通常在管徑改變、敷設(shè)坡度改變、管道轉(zhuǎn)向、支管接入、管道交匯的地方設(shè)置檢查井。對(duì)于兩個(gè)檢查井之間的連續(xù)管段，如果采用的設(shè)計(jì)流量不變，且采用同樣的管徑和坡度，則這樣的連續(xù)管段就稱為設(shè)計(jì)管段。設(shè)計(jì)管段兩端的檢查井稱為設(shè)計(jì)管段的起止檢查井（簡(jiǎn)稱起迄點(diǎn)）。 圖8-1 設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量二、設(shè)計(jì)管段的流量確定如圖8-1所示，每一設(shè)計(jì)管段的污水設(shè)計(jì)流量可能包括以下3種流量。 1本段流量q1 所謂本段流

17、量是指從本管段沿線街坊流來(lái)的污水量。對(duì)于某一設(shè)計(jì)管段而言，它沿管線長(zhǎng)度是變化的，即從管段起點(diǎn)為零逐漸增加到終點(diǎn)達(dá)到最大。為了計(jì)算的方便，通常假定本段流量是在起點(diǎn)檢查井集中進(jìn)入設(shè)計(jì)管段的，它的大小等于本管段服務(wù)面積上的全部污水量。一般用下式計(jì)算：= （8-10）式中 q1設(shè)計(jì)管段的本段流量，Ls；F設(shè)計(jì)管段服務(wù)的街坊面積，hm2；KZ生活污水量總變化系數(shù)； qs 生活污水比流量，L(shm2)。 生活污水比流量可采用下式計(jì)算： = （8-11）式中 n生活污水定額或綜合生活污水定額，L(capd)； 人口密度，cap/ hm2。2轉(zhuǎn)輸流量q2 轉(zhuǎn)輸流量是指從上游管段和旁側(cè)管段流來(lái)的污水量。它對(duì)某

18、一設(shè)計(jì)管段而言，是不發(fā)生變化的，但不同的設(shè)計(jì)管段，可能有不同的轉(zhuǎn)輸流量。 3集中流量q3 集中流量是指從工業(yè)企業(yè)或其它大型公共設(shè)施流來(lái)的污水量。對(duì)某一設(shè)計(jì)管段而言，它也不發(fā)生變化。設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量是上述本段流量、轉(zhuǎn)輸流量和集中流量三者之和。第三節(jié) 污水管道的水力計(jì)算一、污水管道中污水流動(dòng)的特點(diǎn) 污水在管道內(nèi)依靠管道兩端的水面高差從高處流向低處，是不承受壓力的，即為重力流。 污水中含有一定數(shù)量的懸浮物，它們有的漂浮于水面，有的懸浮于水中，有的則沉積在管底內(nèi)壁上。這與清水的流動(dòng)有所差別。但污水中的水分一般在99以上，所含懸浮物很少，因此，可認(rèn)為污水的流動(dòng)遵循一般流體流動(dòng)的規(guī)律，工程設(shè)計(jì)時(shí)仍按水力

19、學(xué)公式計(jì)算。 污水在管道中的流速隨時(shí)都在變化，但在直線管段上，當(dāng)流量沒有很大變化又無(wú)沉淀物時(shí)，可認(rèn)為污水的流動(dòng)接近均勻流。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)每一設(shè)計(jì)管段都按均勻流公式進(jìn)行計(jì)算。二、污水管道水力計(jì)算的設(shè)計(jì)參數(shù) 為保證污水管道的正常運(yùn)行，室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)這些因素綜合考慮，提出了如下的計(jì)算控制參數(shù)，在污水管道設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，一般應(yīng)予以遵守。(一)設(shè)計(jì)充滿度在設(shè)計(jì)流量下，污水在管道中的水深h與管道直徑D的比值（h/D）稱為設(shè)計(jì)充滿度，它表示污水在管道中的充滿程度，如圖8-2所示。 圖8-2 充滿度示意圖當(dāng)h/D1時(shí)稱為滿流；h/Dl時(shí)稱為不滿流。室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，污水管道按不滿流進(jìn)行設(shè)計(jì)，其最大設(shè)計(jì)充滿度的

20、規(guī)定如表8-6所示。 最大設(shè)計(jì)充滿度 表8-6管徑(D)或暗渠高(H)最大設(shè)計(jì)充滿度(h/D)或(h/H)20030035045050090010000.600.700.750.80注：在計(jì)算污水管道充滿度時(shí)，不包括淋浴或短時(shí)間內(nèi)突然增加的污水量，但當(dāng)管徑小于或等于300mm時(shí)，應(yīng)按滿流復(fù)核。這樣規(guī)定的原因是： (1)污水流量時(shí)刻在變化，很難精確計(jì)算，而且雨水可能通過檢查井蓋上的孔口流入，地下水也可能通過管道接口滲入污水管道。因此，有必要預(yù)留一部分管道斷面，為未預(yù)見水量的介入留出空間，避免污水溢出妨礙環(huán)境衛(wèi)生，同時(shí)使?jié)B入的地下水能夠順利流泄。 (2)污水管道內(nèi)沉積的污泥可能分解析出一些有害氣體

21、（如CH4、H2S等）。此外，污水中如含有汽油、苯、石油等易燃液體時(shí)，可能產(chǎn)生爆炸性氣體。故需留出適當(dāng)?shù)目臻g，以利管道的通風(fēng)，及時(shí)排除有害氣體及易爆氣體。(3)便于管道的清通和養(yǎng)護(hù)管理。 表8-6所列的最大設(shè)計(jì)充滿度是設(shè)計(jì)污水管道時(shí)所采用的充滿度的最大限值，在進(jìn)行污水管道的水力計(jì)算時(shí)，所選用的充滿度不應(yīng)大于表8-6中規(guī)定的數(shù)值。但為了節(jié)約投資，合理地利用管道斷面，選用的設(shè)計(jì)充滿度也不應(yīng)過小。為此，在設(shè)計(jì)過程中還應(yīng)考慮最小設(shè)計(jì)充滿度作為設(shè)計(jì)充滿度的下限值。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)各種管徑的最小設(shè)計(jì)充滿度不宜小于0.25。一般情況下設(shè)計(jì)充滿度最好不小于0.5，對(duì)于管徑較大的管道設(shè)計(jì)充滿度以接近最大限值為好。對(duì)于明

22、渠，設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定設(shè)計(jì)超高（即渠中水面到渠頂?shù)母叨龋┎恍∮?.2m。(二)設(shè)計(jì)流速 與設(shè)計(jì)流量、設(shè)計(jì)充滿度相對(duì)應(yīng)的水流平均速度稱為設(shè)計(jì)流速。設(shè)計(jì)流速過小，污水流動(dòng)緩慢，其中的懸浮物則易于沉淀淤積；反之，污水流速過高，雖然懸浮物不宜沉淀淤積，但可能會(huì)對(duì)管壁產(chǎn)生沖刷，甚至損壞管道使其壽命降低。為了防止管道內(nèi)產(chǎn)生沉淀淤積或管壁遭受沖刷，室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定了污水管道的最小設(shè)計(jì)流速和最大設(shè)計(jì)流速。污水管道的設(shè)計(jì)流速應(yīng)在最小設(shè)計(jì)流速和最大設(shè)計(jì)流速范圍內(nèi)。 最小設(shè)計(jì)流速是保證管道內(nèi)不致發(fā)生沉淀淤積的流速。污水管道在設(shè)計(jì)充滿度下的最小設(shè)計(jì)流速為0.6m/s。含有金屬、礦物固體或重油雜質(zhì)的生產(chǎn)污水管道，其最小設(shè)

23、計(jì)流速宜適當(dāng)加大，明渠的最小設(shè)計(jì)流速為0.4m/s。 最大設(shè)計(jì)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(jì)流速為10m/s，非金屬管道的最大設(shè)計(jì)流速為5m/s。 (三)最小設(shè)計(jì)坡度我國(guó)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：管徑為200mm時(shí)，最小設(shè)計(jì)坡度為0.004；管徑為300mm時(shí)，最小設(shè)計(jì)坡度為0.003。(四)最小管徑我國(guó)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：污水管道在街坊和廠區(qū)內(nèi)的最小管徑為200mm，在街道下的最小管徑為300mm。 三、污水管道的埋設(shè)深度管道埋深是影響管道造價(jià)的重要因素，是污水管道設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。 管道埋設(shè)深度有兩個(gè)意義：(1)覆土厚度：是指管道外壁頂部到地面的距

24、離（圖8-3）；(2)埋設(shè)深度：是指管道內(nèi)壁底部到地面的距離。 圖8-3 管道埋深示意圖 1防止冰凍膨脹而損壞管道 生活污水溫度較高，即使在冬天水溫也不會(huì)低于4。很多工業(yè)廢水的溫度也比較高。此外，污水管道按一定的坡度敷設(shè)，管內(nèi)污水經(jīng)常保持一定的流量，以一定的流速不斷流動(dòng)。因此，污水在管道內(nèi)是不會(huì)冰凍的，管道周圍的土壤也不會(huì)冰凍。所以，不必把整個(gè)污水管道都埋設(shè)在土壤冰凍線以下。但如果將管道全部埋設(shè)在冰凍線以上，則因土壤冰凍膨脹可能損壞管道基礎(chǔ)，從而損壞管道。 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，冰凍層內(nèi)污水管道的埋設(shè)深度，應(yīng)根據(jù)流量、水溫、水流情況和敷設(shè)位置等因素確定，一般應(yīng)符合下列規(guī)定： (1)無(wú)保溫措施的

25、生活污水管道或水溫與生活污水接近的工業(yè)廢水管道，管底可埋設(shè)在冰凍線以上0.15m。 (2)有保溫措施或水溫較高的管道，管底在冰凍線以上的距離可以加大，其數(shù)值應(yīng)根據(jù)該地區(qū)或條件相似地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)確定。 2防止管壁因地面荷載而破壞3滿足街坊污水連接管銜接的要求四、污水管道的銜接管道銜接時(shí)應(yīng)遵循以下兩個(gè)原則：1.盡可能提高下游管道的高程，以減小管道的埋深，降低造價(jià)；2.避免在上游管段中形成回水而造成淤積。污水管道銜接的方法，通常有水平面接和管頂平接兩種，如圖8-5所示。圖8-5 污水管道的銜接 水面平接是指在水力計(jì)算中，使污水管道上游管段終端和下游管段起端在設(shè)計(jì)充滿度條件下的水面相平，即上游管段終端與下

26、游管段起端的水面標(biāo)高相同。一般用于上下游管徑相同的污水管道的銜接。 管頂平接是指在水力計(jì)算中，使上游管段終端和下游管段起端的管內(nèi)頂標(biāo)高相同。一般用于上下游管徑不同的污水管道的銜接。 .六、污水管道的水力計(jì)算步驟 污水管道的設(shè)計(jì)方法與水力計(jì)算步驟，通過下面的例題予以介紹。 【例7-5】 圖8-6為河南省某中小城市一個(gè)建筑小區(qū)的平面圖。小區(qū)街坊人口密度為350cap/ha。工廠的工業(yè)廢水（包括從各車間排出的生活污水和淋浴污水）設(shè)計(jì)流量為29L/s。工業(yè)廢水經(jīng)過局部處理后與生活污水一起由污水管道全部送至污水廠經(jīng)處理后再排放。工廠工業(yè)廢水排出口的埋深為2 m，試進(jìn)行該小區(qū)污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。圖8-6

27、某建筑小區(qū)平面圖圖8-7 某建筑小區(qū)污水管道平面布置圖（初步設(shè)計(jì)）設(shè)計(jì)方法和步驟如下：(一)在街坊平面圖上布置污水管道由街坊平面圖可知該建筑小區(qū)的邊界為排水區(qū)界。在該排水區(qū)界內(nèi)地勢(shì)北高南低，坡度較小，無(wú)明顯分水線，故可劃分為一個(gè)排水流域。在該排水流域內(nèi)小區(qū)支管布置在街坊地勢(shì)較低的一側(cè)；干管基本上與等高線垂直；主干管布置在小區(qū)南面靠近河岸的地勢(shì)較低處，基本上與等高線平行。整個(gè)建筑小區(qū)管道系統(tǒng)呈截流式布置，如圖8-7所示。（二）街坊編號(hào)并計(jì)算其面積將建筑小區(qū)內(nèi)各街坊編上號(hào)碼，并將各街坊的平面范圍按比例計(jì)算出面積，將其面積值列入表8-7中，并用箭頭標(biāo)出各街坊污水排出的方向。各街坊面積匯總表 表8-7

28、街坊編號(hào)1234567891011街坊面積（hm2）1.211.702.081.982.202.201.432.211.962.042.40街坊編號(hào)1213141516171819202122街坊面積（hm2）2.401.212.281.451.702.001.801.661.231.531.71街坊編號(hào)232425262728街坊面積（hm2）1.802.201.382.042.042.40(三)劃分設(shè)計(jì)管段，計(jì)算設(shè)計(jì)流量根據(jù)設(shè)計(jì)管段的定義和劃分方法，將各干管和主干管中有本段流量進(jìn)入的點(diǎn)(一般定為街坊兩端)、有集中流量進(jìn)入及有旁側(cè)支管接入的點(diǎn)，作為設(shè)計(jì)管段的起止點(diǎn)并將該點(diǎn)的檢查井編上號(hào)碼，如

29、圖8-7所示。各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量應(yīng)列表進(jìn)行計(jì)算。在初步設(shè)計(jì)中，只計(jì)算干管和主干管的設(shè)計(jì)流量；在技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)中，要計(jì)算所有管段的設(shè)計(jì)流量。本設(shè)計(jì)為初步設(shè)計(jì)，故只計(jì)算干管和主干管的設(shè)計(jì)流量，如表8-8所示。污水干管和主干管設(shè)計(jì)流量計(jì)算表 表8-8管段編號(hào)居住區(qū)生活污水量（或綜合生活污水量）集中流量q3設(shè)計(jì)流 量(L/s) 本段流量q1轉(zhuǎn)輸流量q2(L/s)合計(jì)平均流量(L/s)總變化系數(shù)Kz生活污水設(shè)計(jì)流量(L/s)本段(L/s)轉(zhuǎn)輸(L/s)街坊編號(hào)街坊面積（ha）比流量qsL/(sha)流量q1(L/s)1234567891011121289910102233411121213131

30、4144455615161617171818667-2425-2627-28-2.201.38-2.042.04-2.40-0.4050.405-0.4050.405-0.405-0.890.56-0.830.83-0.97-1.182.654.074.074.961.643.264.546.3311.2912.121.783.735.276.6919.64-1.182.654.074.965.521.643.264.546.3312.1212.951.783.735.276.6920.61-2.32.32.32.32.282.32.32.32.262.092.062.32.32.292.25

31、1.96-2.716.109.3611.4112.593.777.5110.4414.3125.3326.684.098.5812.0715.0540.4029.00-29.0029.00-29.0029.00-29.0029.002.716.109.3640.4141.593.777.5110.4414.3154.3355.684.098.5812.0715.0569.40生活污水比流量為： =0.405(L(shm2) 工廠排出的工業(yè)廢水作為集中流量，在檢查井l處進(jìn)入污水管道，相應(yīng)的設(shè)計(jì)流量分別為29L/s。 如圖8-7和表8-8所示，設(shè)計(jì)管段12為主干管的起始管段，只有集中流量(工廠經(jīng)局

32、部處理后排出的工業(yè)廢水)29L/s流入，故其設(shè)計(jì)流量為29L/s。設(shè)計(jì)管段23除轉(zhuǎn)輸管段12的集中流量29L/s外，還有本段流量q1和轉(zhuǎn)輸流量q2流入。該管段接納街坊24的污水，其街坊面積為2.20ha(見表8-7)， 故本段平均流量為q1qsF0.4052.200.89L/s；該管段的轉(zhuǎn)輸流量是從旁側(cè)管段89102流來(lái)的生活污水平均流量，其值為：q2=qsF=0.405(1.21+1.70+1.43+2.21+1.21+2.28)=4.07 L/s。設(shè)計(jì)管段23 的合計(jì)平均流量為q1+q2=0.89+4.07=4.96 L/s，查表8-1，得Kz2.3，故該管段的綜合生活污水設(shè)計(jì)流量為Q14

33、.96 2.311.41 L/s，總設(shè)計(jì)流量為綜合生活污水設(shè)計(jì)流量與集中流量之和，即：Q11.41+2940.4l L/s。其余各管道設(shè)計(jì)流量的計(jì)算方法與上述方法相同。（四）水力計(jì)算各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量確定后，即可從上游管段開始依次進(jìn)行各設(shè)計(jì)管段的水力計(jì)算。本例為初步設(shè)計(jì)，只進(jìn)行污水干管和主干管的水力計(jì)算（在技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)中所有管段都要進(jìn)行水力計(jì)算），其計(jì)算結(jié)果見表8-9、8-10。污水干管水力計(jì)算表 表 8-9管段編號(hào)管段長(zhǎng)度L(m)設(shè)計(jì)流量Q(L/s)管道直徑D(mm)設(shè)計(jì)坡度I()設(shè)計(jì)流速v(m/s)設(shè)計(jì)充滿度降落量IL(m)h/Dh(m)123456789899101021112

34、121313141441516161717181861701603201701601601601701601601602.716.109.363.777.5110.4414.314.098.5812.0715.053003003003003003003003003003003003.03.03.03.03.03.03.03.03.03.03.00.600.600.600.600.600.600.600.600.600.600.600.500.500.500.500.500.500.500.500.500.500.500.1500.1500.1500.1500.1500.1500.1500.15

35、00.1500.1500.1500.510.480.960.510.480.480.480.510.480.480.48管段編號(hào)標(biāo) 高 (m)埋 設(shè) 深 度 (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 10111213141516178991010211121213131414415161617171818688.1087.6087.1588.1087.5587.1086.6088.0087.5087.0586.6587.6087.1586.1087.5587.1086.6086.0087.5087.0586.6585.8086.75086.24085.76086.7508

36、6.24085.76085.28086.65086.14085.66085.18086.24085.76084.80086.24085.76085.28084.80086.14085.66085.18084.70086.60086.09085.61086.60086.09085.61085.13086.50085.99085.51085.03086.09085.61084.65086.09085.61085.13084.65085.9985.51085.03084.5501.5001.5101.5401.5001.4601.4901.4701.5001.5101.5401.6201.5101.

37、5401.4501.4601.4901.4701.3501.5101.5401.6201.250污水主干管水力計(jì)算表 表8-10管段編號(hào)管段長(zhǎng)度L(m)設(shè)計(jì)流量Q(L/s)管道直徑D(mm)設(shè)計(jì)坡度I()設(shè)計(jì)流速v(m/s)設(shè)計(jì)充滿度降落量IL(m)h/Dh(m)12345678912233445566711025017022024024029.0040.4141.5954.3355.6869.403004004004505005002.82.22.22.42.42.40.710.710.710.770.780.830.510.480.490.450.400.450.1530.1920.196

38、0.2030.2000.2250.3080.550.3740.5280.5760.576管段編號(hào)標(biāo) 高 (m)埋 設(shè) 深 度 (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 101112131415161712233445566786.2086.1086.0586.0085.9085.8086.1086.0586.0085.9085.8085.7084.35383.98483.43483.01782.43681.86084.04583,43483.06082.48981.86081.28484.20083.79283.23882.81482.23681.63583.89283.

39、24282.86482.28681.66081.0592.0002.3082.8123.1863.6644.1652.2082.8083.1363.6144.1404.641 在進(jìn)行管道水力計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意下列問題： (1)必須進(jìn)行深入細(xì)致地研究，慎重地確定管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)。 (2)必須細(xì)致研究管道敷設(shè)坡度與管線經(jīng)過地段的地面坡度之間的關(guān)系，使確定的管道敷設(shè)坡度，在滿足最小設(shè)計(jì)流速要求的前提下，既不使管道的埋深過大，又便于旁側(cè)支管順暢接入。 (3)在水力計(jì)算自上游管段依次向下游管段進(jìn)行時(shí)，隨著設(shè)計(jì)流量的逐段增加，設(shè)計(jì)流速也應(yīng)相應(yīng)增加。如流量保持不變，流速也不應(yīng)減小。只有當(dāng)坡度大的管道接到坡度小的

40、管道時(shí)，如下游管段的流速已大于lm/s(陶土管)或1.2m/s(混凝土、鋼筋混凝土管)，設(shè)計(jì)流速才允許減小。設(shè)計(jì)流量逐段增加，設(shè)計(jì)管徑也應(yīng)逐段增大；如設(shè)計(jì)流量變化不大，設(shè)計(jì)管徑也不能減??；但當(dāng)坡度小的管道接到坡度大的管道時(shí)，管徑可以減小，但縮小的范圍不得超過50100mm，同時(shí)不得小于最小管徑的要求。 (4)在地面坡度太大的地區(qū)，為了減小管內(nèi)水流速度，防止管壁遭受沖刷，管道坡度往往需要小于地面坡度。這就有可能使下游管段的覆土厚度無(wú)法滿足最小限值的要求，甚至超出地面，因此應(yīng)在適當(dāng)?shù)奈恢锰幵O(shè)置跌水井，管段之間采用跌水井銜接。在旁側(cè)支管與干管的交匯處，若旁側(cè)支管的管內(nèi)底標(biāo)高比干管的管內(nèi)底標(biāo)高大得太多，此時(shí)為保證干管有良好的水力條件，應(yīng)在旁側(cè)支管上先設(shè)跌水井，然后再與干管相接。反之，則需在