排水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)終稿,,

1、建筑與土木工程學(xué)院環(huán)境工程系給水排水管道系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)（2014-2015學(xué)年 第二學(xué)期）設(shè)計(jì)題目： 城市排水管道設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 環(huán)境工程2012級(jí)2班 任課教師： 胡 明 成 指導(dǎo)教師： 胡 明 成 學(xué)生姓名： 王 赫 學(xué) 號(hào)： 201210212206 2015年6月20日 目 錄1.設(shè)計(jì)原始資料12.設(shè)計(jì)任務(wù)23.排水體制選擇33.1排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)原則33.2排水系統(tǒng)體制的選擇33.2.1從環(huán)境保護(hù)方面來(lái)看33.2.2從造價(jià)方面來(lái)看33.2.3從維護(hù)管理方面來(lái)看44.污水管道的設(shè)計(jì)54.1在小區(qū)平面圖上布置污水管道54.2街區(qū)編號(hào)并計(jì)算其面積54.3劃分設(shè)計(jì)管段，計(jì)算設(shè)計(jì)流量54.4水力

2、計(jì)算75.雨水管道的設(shè)計(jì)105.1劃分排水流域和管道定線105.2劃分設(shè)計(jì)管段105.3劃分并計(jì)算各設(shè)計(jì)管段的匯水面積105.4確定各排水流域的平均徑流系數(shù)、設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P、地面集水時(shí)間105.5求單位面積徑流量q0105.6各管段的設(shè)計(jì)流量116.參考文獻(xiàn)：137.設(shè)計(jì)小結(jié)：138.圖紙部分131.設(shè)計(jì)原始資料（1）城市總平面圖一張；（2）居住情況：人口密度為278cap/ha，衛(wèi)生設(shè)備齊全，污水量設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)186L/(cap·d)，無(wú)集中流量；（3）城市位于我國(guó)的華北地區(qū)，凍線深度為0.5米；（4）土壤為砂粘土，地下水位距地表5米；（5）雨量資料：本地暴雨強(qiáng)度公式為：q= L/s&#

3、183;ha；（6）設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為1a, 地面集水時(shí)間為8min；（7）當(dāng)?shù)鼐C合徑流系數(shù)為0.8。12.設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)給予的城市規(guī)劃平面圖，做出該城市排水管道的初步設(shè)計(jì)。包括計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份（列出作為設(shè)計(jì)依據(jù)的資料及全部計(jì)算），排水系統(tǒng)總平面圖一張，污水主干管縱斷面圖一張。23.排水體制選擇3.1排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)原則（1）排水系統(tǒng)規(guī)劃應(yīng)符合城市和工業(yè)企業(yè)的總體規(guī)劃，并應(yīng)與城市工業(yè)企業(yè)中期他單項(xiàng)工程建設(shè)密切配合，相互協(xié)調(diào)，該現(xiàn)成的道路規(guī)劃、建筑界限、設(shè)計(jì)規(guī)模對(duì)排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)有很大的影響；（2）排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)要與鄰近區(qū)域的污水和污泥處理和處置協(xié)調(diào)；（3）考慮污水的集中處理與分散處理；（4）設(shè)計(jì)排水區(qū)域內(nèi)需

4、考慮污水排水問(wèn)題與給水工程的協(xié)調(diào)，以節(jié)省總投資；（5）排水工程的設(shè)計(jì)應(yīng)全面規(guī)劃，按近期設(shè)計(jì)考慮遠(yuǎn)期發(fā)展；（6）排水工程設(shè)計(jì)師考慮原有管道系統(tǒng)的使用可能；（7）在規(guī)劃設(shè)計(jì)排水工程時(shí)必須認(rèn)真觀測(cè)執(zhí)行國(guó)家和地方有關(guān)部門制定的現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和規(guī)定。3.2排水系統(tǒng)體制的選擇排水系統(tǒng)體制應(yīng)根據(jù)城市及工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)的要求、污水利用情況、原油排水設(shè)施、水質(zhì)、水量、地形、對(duì)條件確定。3.2.1從環(huán)境保護(hù)方面來(lái)看如果采用合流制將污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(lái)看，是較好的，但這時(shí)截流主干管很大，污水廠容量也增加很多，建設(shè)費(fèi)用也相應(yīng)增加。采用截流是合流制時(shí)，雨天

5、有部分混合污水經(jīng)溢流井溢入水體，水體受到污染。分流制排出污水和雨水，初雨徑流未加處理就直接排入水體，對(duì)城水體也會(huì)造成污染，但它比較靈活，比較容易適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，故應(yīng)采用分流制。3.2.2從造價(jià)方面來(lái)看合流制排水管道的造價(jià)比分流制一般要低20%-40%，可是合流制的泵站和污水廠卻比分流制的造價(jià)要高。3.2.3從維護(hù)管理方面來(lái)看晴天時(shí)污水在合流制管道中只是部分流，雨天時(shí)才接近滿管流，因而雨天時(shí)合流制管道內(nèi)流速較低，易于產(chǎn)生沉淀。但據(jù)經(jīng)驗(yàn)，管中的沉淀易被暴雨水流沖走，這樣，合流管道的維護(hù)費(fèi)用可降低。但是，晴天和雨天時(shí)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)行管理的復(fù)雜性。而分流制系

6、統(tǒng)可以保證管內(nèi)的流速，不致發(fā)生沉淀，同時(shí)，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。綜合考慮各個(gè)因素，為了更好的保護(hù)環(huán)境，適應(yīng)以后的發(fā)展，且便于污水廠的運(yùn)行管理，采用分流制排水系統(tǒng)，即采用兩個(gè)（雨水、污水）管道系統(tǒng)。44.污水管道的設(shè)計(jì)4.1在小區(qū)平面圖上布置污水管道從小區(qū)平面圖上可知該區(qū)地勢(shì)傾斜，坡度較小，無(wú)明顯分水線、可劃分為一個(gè)排水流域。街道支管布置在街區(qū)地勢(shì)較低一側(cè)的道路下，干管基本上與等高線平行布置，主干管布置在北側(cè)路下，基本上與等高線垂直。（見(jiàn)平面布置圖）4.2街區(qū)編號(hào)并計(jì)算其面積將各街區(qū)遍上號(hào)碼，并按各街區(qū)的平面范圍計(jì)算它們的面積，列入表4-1中。表4-1

7、各街區(qū)的平面面積居民住宅編號(hào)12345678910面積（公頃）1.51.61.6 1.51.31.31.11.02.01.9居民住宅編號(hào)11121314151617181920面積（公頃）2.32.41.22.31.71.71.52.11.81.9居民住宅編號(hào)2122232425面積（公頃）1.30.81.21.21.14.3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)和旁側(cè)支管進(jìn)入的點(diǎn)，作為設(shè)計(jì)管段的起迄點(diǎn)，并給檢查井編上號(hào)碼。 各設(shè)計(jì)管短的設(shè)計(jì)流量應(yīng)列表計(jì)算。在初步設(shè)計(jì)階段只計(jì)算干管和主干管的設(shè)計(jì)流量，如表4-2該城鎮(zhèn)，人口密度為278cap

8、/ha,污水量設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)186L/(cap·d)，則每ha街區(qū)面積的生活污水平均流量（比流量）為：表4-2 生活污水量總變化系數(shù)污水平均日流量（L/s）51540701002005001000總變化系數(shù)（）2.32.01.81.71.61.51.41.3 表4-3 污水干管設(shè)計(jì)流量計(jì)算污水干管設(shè)計(jì)流量計(jì)算管段編號(hào)居民生活污水日平均流量分配管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算本段轉(zhuǎn)輸流量（L/S）合計(jì)平均流量（L/s）總變化系數(shù)生活污水設(shè)計(jì)流量設(shè)計(jì)流量街坊編號(hào)街坊面積（hm2）比流量(L/hm2)流量(L/s)123456789105-61.18 1.18 2.3 2.712.716-72.65 2.65

9、2.3 6.106.10 7-84.02 402 2.3 9.36 9.36 8-96.53 6.53 2.3 11.41 11.41 9-108.43 8.43 2.312.59 12.59 10-1110.1311.02 2.33.77 3.77 11-1211.54 12.12 2.3 7.51 7.51 12-113.05 13.12 2.310.44 10.44 1-2201.90.5980.8913.79 13.98 2.3 14.31 14.312-3211.30.5980.9514.4414.56 2.3 25.33 25.33 17-3 7.53 7.78 2.3 26.68

10、 26.6816-176.72 6.72 2.3 4.09 4.09 15-165.03 5.03 2.3 8.58 8.58 14-153.74 3.74 2.3 12.0712.07 13-141.78 1.78 2.315.05 15.05 4.4水力計(jì)算在確定設(shè)計(jì)流量后，便可以從上游管段開(kāi)始依次進(jìn)行主干管各設(shè)計(jì)管段的水力計(jì)算。一般常列表進(jìn)行計(jì)算，如表4-5所示。水力計(jì)算步驟如下：1、從管道平面布置圖上量出每一設(shè)計(jì)管段的長(zhǎng)度，列入下表的第2項(xiàng)。2、將各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量列入表中第3項(xiàng)。設(shè)計(jì)管段起訖點(diǎn)檢查井處的地面標(biāo)高列入表中第10、11項(xiàng)。3、計(jì)算每一設(shè)計(jì)管段的地面坡度（），作為確定管道

11、坡度時(shí)參考。4、確定起始管段的管徑以及設(shè)計(jì)流速v，設(shè)計(jì)坡度I，設(shè)計(jì)充滿度h/D。首先擬采用最小管徑mm，即查水力計(jì)算圖。在這張計(jì)算圖中，管徑D和管道粗糙系數(shù)n為已知，其于4個(gè)水力因素只要知道2個(gè)即可求出另外2個(gè)?，F(xiàn)已知設(shè)計(jì)流量，另1個(gè)可根據(jù)水力計(jì)算設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的規(guī)定設(shè)定。本城鎮(zhèn)由于管段的地面坡度很小，為了不使整個(gè)管道系統(tǒng)的埋深過(guò)大，宜采用最小設(shè)計(jì)坡度為設(shè)定數(shù)據(jù)。將所確定的管徑D、管道坡度I、流速v、充滿度h/D分別列入下表中的第4、5、6、7項(xiàng)。5、確定其它管段的管徑D、設(shè)計(jì)流速v、設(shè)計(jì)充滿度h/D和管道坡度I。通常隨著設(shè)計(jì)流量的增加，下一個(gè)管段的管徑一般會(huì)增大一級(jí)或兩級(jí)（50mm為一級(jí)），或者保

12、持不變，這樣便可根據(jù)流量的變化情況確定管徑。然后可根據(jù)設(shè)計(jì)流速隨著設(shè)計(jì)流量的增大而逐段增大或保持不變的規(guī)律設(shè)定設(shè)計(jì)流速。根據(jù)Q和v即可在確定D那張水力計(jì)算圖中查出相應(yīng)的h/D和I值，若h/D和I值，若h/D和I值符合設(shè)計(jì)規(guī)范的要求，說(shuō)明水力計(jì)算合理，將計(jì)算結(jié)果填入表中相應(yīng)的項(xiàng)中。在水力計(jì)算中，由于Q、v、h/D、I、D各水力因素之間存在相互制約的關(guān)系，因此在查水力計(jì)算圖時(shí)實(shí)際存在一個(gè)試算過(guò)程。 表4-4 最大設(shè)計(jì)充滿度管徑（D）或暗渠高（H）（mm）最大設(shè)計(jì)充滿度（）200-300350-450500-90010000.550.650700.756、計(jì)算各管段上端、下端的水面、管底標(biāo)高及其埋設(shè)

13、深度：（1）根據(jù)設(shè)計(jì)管段長(zhǎng)度和管道坡度求降落量；（2）根據(jù)管徑和充滿度求管段的水深；（3）確定管網(wǎng)系統(tǒng)的控制點(diǎn)。本題離污水廠最遠(yuǎn)的干管起點(diǎn)是7點(diǎn)，7點(diǎn)的埋深可用最小覆土厚度的限值確定，此地面坡度很小，較為平坦；（4）7點(diǎn)是主干管的起始點(diǎn)，地面荷載，覆土厚度等各因素，定位0.8m；（5）按照管道的連接方式，算出接下來(lái)管道的上、下端的管內(nèi)底標(biāo)高，水面標(biāo)高及埋設(shè)深度。14管段編號(hào)長(zhǎng)度m設(shè)計(jì)流量管徑管坡流速充滿度水深管底降落量高程覆土厚度地面坡度地面水面管底上端下端上端下端上端下端上端下端123456789101112131415161718一二三六七八四九十十一五1-210714.314501.7

14、0.60 0.540.170.43 58.85 58.74 60.69 59.76 57.46 57.15 1.383 1.59 0.852-315325.334501.7 0.60 0.650.260.4358.85 58.74 59.80 58.80 57.46 57.15 1.592.039 0.365-61072.714003.0 0.60 0.550.250.49 58.8558.74 58.74 58.25 57.1557.15 2.039 2.65 06-71076.104002.8 0.60 0.650.360.51 58.85 58.74 58.25 57.74 57.15

15、57.152.76 2.91 1.17-81079.364003.00.60 0.650.360.43 57.46 60.27 57.74 57.11 57.38 56.75 2.91 3.07 1.48-99711.414003.0 0.60 0.460.170.38 57.4660.57 60.17 58.92 57.46 58.75 3.70 1.52 0.839-109312.594003.00.60 0.650.230.3857.46 60.49 58.93 58.03 58.70 57.80 1.52 2.34 0.1610-11903.774003.0 0.60 0.650.26

16、0.38 57.4660.27 58.01 57.41 57.15 57.15 2.14 2.72 011-121877.514003.0 0.60 0.650.330.43 57.46 59.54 57.03 55.64 56.70 55.31 3.07 3.74 1.412-122310.444003.4 0.60 0.450.170.43 60.27 59.95 59.44 58.41 59.27 57.97 0.70 1.68 0.6213-1411015.054003.0 0.60 0.540.170.43 59.95 59.76 58.09 57.15 57.92 56.98 1.

17、68 2.43 0.3514-159712.074003.0 0.60 0.650.250.32 59.76 59.54 57.15 56.43 56.90 56.18 2.51 3.01 0.5515-161838.584003.20.60 0.650.390.41 59.54 59.31 55.60 55.19 55.21 54.80 3.73 3.91 0.9616-17574.094001.7 0.60 0.650.260.2459.08 59.05 58.24 57.60 57.98 57.34 0.70 1.31 017-322326.684503.4 0.60 0.650.260

18、.43 59.05 59.31 57.60 56.35 57.34 56.09 1.31 2.82 0 5.雨水管道的設(shè)計(jì)5.1劃分排水流域和管道定線根據(jù)居住區(qū)平面圖和資料知該地區(qū)地形平坦，故排水流域按城市主要街道的匯水面積劃分，流域分界線如圖所示。由于地形對(duì)排除雨水有利，擬采用分散出口的雨水管道布置形式。雨水干管基本垂直于等高線，布置在排水流域地勢(shì)較低一側(cè)，這樣雨水能以最短距離靠重力流分散就近排入水體。雨水支管設(shè)在街坊較低側(cè)的道路下。河流的位置確定了雨水出水口的位置，雨水出水口位于河岸邊。5.2劃分設(shè)計(jì)管段根據(jù)管道的具體位置，在管道轉(zhuǎn)彎處、管徑或坡度改變處，有支管接入處或兩條以上管道交匯處以

19、及超過(guò)一定距離的直線管段上都應(yīng)設(shè)置檢查井。根據(jù)管道的具體位置劃分設(shè)計(jì)管段，并將設(shè)計(jì)管段的檢查井依次編號(hào)，各檢查井的地面標(biāo)高。每一設(shè)計(jì)管段的長(zhǎng)度。5.3劃分并計(jì)算各設(shè)計(jì)管段的匯水面積各設(shè)計(jì)管段的匯水面積的劃分應(yīng)結(jié)合地形坡度、匯水面積的大小以及雨水管道布置等情況而劃定。按照就近排入附近雨水管道的原則劃分匯水面積，并將每塊的編號(hào)、面積數(shù)、雨水流向標(biāo)注在圖1。5.4確定各排水流域的平均徑流系數(shù)、設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P、地面集水時(shí)間 當(dāng)?shù)鼐C合徑流系數(shù)為0.8，設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為1a,地面集水時(shí)間為8min。5.5求單位面積徑流量q0本地暴雨強(qiáng)度公式為q= L/s·haq0= q5.6各管段的設(shè)計(jì)流量設(shè)計(jì)流量為

20、根據(jù)設(shè)計(jì)流量查滿留管的水力計(jì)算圖確定各管段的管徑、坡度、流速、管底標(biāo)高和管道埋深。見(jiàn)表5-4管道起點(diǎn)的埋深根據(jù)根據(jù)冰凍情況、雨水管道銜接要求及承受荷載要求以及覆土厚度等條件，采用1.0m。根據(jù)覆土厚度可計(jì)算出雨水管段的高程，然后按照管段的銜接方式可計(jì)算接下來(lái)的各管道的管底高程，雨水管道通常采用管頂平接。管道編號(hào)管長(zhǎng)(m)排水面積流速流行時(shí)間比流量設(shè)計(jì)流量管徑地面高程管底高程覆土厚度沿線設(shè)計(jì)t2=L/VL/Vt起終起終起終12345678910111415161718191-21135.825.821.0002.758142.45829.06162.1061.7459.3059.141.801.

21、612-31005.6511.471.102.752.4213.50120.031376.741.161.7461.3859.0458.891.611.393-41105.1616.631.205.172.2918.35105.801759.451.2561.3861.0058.7458.561.391.194-5805.1621.791.407.471.6722.9395.372078.111.361.0060.6358.5158.311.191.025-61474.5226.311.509.131.5026.2789.242347.901.3560.6360.2958.2658.051.0

22、20.897-81074.2630.571.6010.631.4129.2784.392579.801.4560.2959.9357.9557.760.890.728-91074.384.381.000.002.678.00142.45623.930.961.6961.2259.2959.101.501.229-10914.388.761.302.672.0513.33120.611056.54161.2260.8859.0058.711.221.1710-111774.1612.921.304.722.1217.44108.161397.431.0560.8860.5858.6658.401

23、.171.1311-121314.2017.121.406.831.6721.6798.261682.211.160.5860.2558.3558.091.131.0612-1373.7120.831.508.501.8325.0091.481905.531.2560.2559.9457.9457.651.061.0413-142733.6124.441.6010.331.3528.6785.282084.241.359.9459.6857.6057.361.041.0214-151404.3128.751.6011.691.4131.3881.282336.801.3559.6859.385

24、7.3157.081.020.9515-2473.8532.601.7013.091.8634.1977.542527.801.3559.3858.8557.0856.700.950.8016-171503.2135.811.7014.961.4737.9173.162619.861.4558.8558.5056.6056.350.800.7017-181973.2135.811.7035.811.4737.9173.162619.861.4558.8558.5056.6056.350.800.8018-191334.814.811.000.002.758.00142.45685.180.961.5761.2259.1758.971.501.3519-3604.088.891.302.752.0513.50120.031067.07161