第八章污水管網(wǎng)的設計與計算

1、第八章 污水管網(wǎng)的設計與計算81 污水設計流量計算82 管段設計流量計算83 污水管道的水力計算84 污水管道工程圖污水管道系統(tǒng)的設計任務？1計算污水設計流量2污水管道的水力計算3確定污水管道的管徑、設計坡度、埋深深度4確定管道在道路斷面上的位置5污水提升泵站的設置與設計6污水管道的平面圖與縱剖面圖8.1污水設計流量的計算污水管道設計流量是污水管道及附屬構筑物通過的最大流量，常以最大日最大時流量作為污水管道系統(tǒng)的設計流量，L/s污水管道設計流量生活污水設計流量工業(yè)廢水設計流量居民生活污水公共設施排水企業(yè)生活污水和淋浴污水8.1污水設計流量的計算8.1.1生活污水設計流量1.居民生活污水設計流量

2、Q1居民生活污水設計流量（L/s)n-居民生活污水定額,居民每人每日所排出的平均污水量（L/人.d)N設計人口數(shù)（人）KZ生活污水總變化系數(shù)說明： 我國現(xiàn)行室外排水設計規(guī)范規(guī)定，可按當?shù)赜盟~的8090采用。對給排水系統(tǒng)完善的地區(qū)可按90計，一般地區(qū)可按80計。 污水量的變化程度通常用變化系數(shù)表示：日變化系數(shù)（Kd）：最大日污水量與平均日污水量的比值時變化系數(shù)（Kh）：最大日最大時污水量與最大日平均時污水量的比值時變化系數(shù)（Kz）：最大日最大時污水量與平均日平均時污水量的比值KZ=KdKh 根據(jù)污水定額計算得出的是污水平均日流量（而給水定額得出的是最高日用水量），污水管道計算要根據(jù)最高日最高

3、時污水流量污水平均日流量L/s51540701002005001000KZ2.32.01.81.71.61.51.41.38.1污水設計流量的計算8.1.1生活污水設計流量2.公共設施排水量q各公共建筑最高日污水量標準（ L/用水單位d）N-各公共建筑用水單位數(shù)；3.工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設計流量一般車間Kh為3.0，生活污水定額以25L/人.班計，淋浴污水定額以40L/人.班計熱或污染嚴重車間Kh為2.5，生活污水定額以35L/人.班計，淋浴污水定額以60L/人.班計8.1污水設計流量的計算8.1.2工業(yè)廢水設計流量工業(yè)廢水設計流量m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)

4、量（單位產(chǎn)品/d）一般情況下，工業(yè)廢水Kd可取1，某些行業(yè)廢水Kh如下表：工業(yè)種類冶金化工紡織食品皮革造紙時變化系數(shù)Kh1.01.11.31.51.52.01.52.01.52.01.31.88.1污水設計流量的計算8.1.3城市污水管道系統(tǒng)設計總流量也可按照綜合生活污水量計算其中n/-綜合生活污水定額【例題】某工業(yè)區(qū)，居住區(qū)人口為4000人，居民生活污水定額（平均日）=80（L/人d），工廠最大班職工人數(shù)1000人，其中熱車間職工占25%，熱車間70%職工淋浴，一般車間10%職工淋浴。求該工業(yè)區(qū)生活污水總設計流量。解：1. 居住區(qū)生活污水設計流量2工業(yè)企業(yè)的生活污水和淋浴污水設計流量（L/s

5、）8.2污水管段設計流量的計算8.2.1設計管段的劃分設計管段：兩個檢查井之間的管段，如果采用的設計流量不變，且采用同樣的管徑和坡度，則稱它為設計管段。劃分設計管段：只是估計可以采用同樣管徑和坡度的連續(xù)管段，就可以劃作一個設計管段。根據(jù)管道的平面布置圖，凡有集中流量流入，有旁側管接入的檢查井均可作為設計管段的起止點。設計管段的起止點應依次編上號碼。8.2.2設計管段的流量確定本段流量 q1 是從本管段沿線街坊流來的污水量；轉輸流量 q2 是從上游管段和旁側管段流來的污水量；集中流量q3 是從工業(yè)企業(yè)或其它產(chǎn)生大量污水的公共建筑流來的污水量。每一管段的污水設計流量為本段流量、轉輸流量、集中流量之

6、和，為了方便計算，通常假定本段流量是在起點檢查井集中進入設計管段的。8.2污水管段設計流量的計算8.2.1設計管段的劃分本段流量計算公式 q1=FqsKZ q1設計管段的本段流量（L/s）F設計管段服務的街坊面積（hm2）KZ生活污水的總變化系數(shù)qs生活污水比流量L/s.hm2n-生活污水定額或綜合生活污水定額L/人.d人口密度人/hm2與給水計算的區(qū)別1.計算管段設計流量時，給水是從后向前推算，而排水是從前向后推算2.生活或綜合生活污水定額指的是污水平均日流量，而給水指的是最高時流量3.污水本段流量（沿線流量）即為計算使用流量，不用轉換成節(jié)點流量8.3污水管道的水力計算8.3.1污水管道中污

7、水流動的特點1.污水依靠管段兩端的高差從高處流向低處，屬于重力流非滿流2.污水中含有一定數(shù)量的懸浮物遵循流體流動的規(guī)律3.設計時按照均勻流公式進行計算8.3污水管道的水力計算8.3.2污水管道水力計算的設計參數(shù)1.設計充滿度h/D：在設計流量下，污水管道中的水深 h與管道直徑 D的比值稱為設計充滿度（或水深比）。當 h/D時稱為滿流；當 h/D1時稱為不滿流。污水管道按照非滿流設計管徑或暗渠高度mm最大設計充滿度20030035045050090010000.550.650.700.75節(jié)約投資，設計充滿度不應該過小，最小設計充滿度不應小于0.25，一般情況下最好不小于0.5，對于管徑較大的管

8、道設計充滿度以接近最大限值為好2.設計流速：流速過小，污水流動緩慢，懸浮物易于沉積流速過大，對管壁產(chǎn)生沖刷，需要增加管道的坡度，從而加大埋深。規(guī)定了污水管道的最小和最大設計流速，其設計流速必須在上述范圍內在設計充滿度下，最小設計流速為0.6m/s，明渠的最小設計流速0.4m/s,金屬管道的最大設計流速為10m/s,非金屬管道最大設計流速為5m/s。當管道起點流速過小時，應增設沖洗井。3.最小設計坡度和最小管徑最小設計坡度是保證污水達到最小設計流速充滿度一定，管徑越大，則相應的最小設計坡度越小，所以只需規(guī)定最小管徑的最小設計坡度即可；管徑太小管道極易堵塞，管徑大可選用較小的水力坡度，使管道埋深較

9、小。3.最小設計坡度和最小管徑污水管道在街坊和廠區(qū)內的最小管徑為200mm，在街道下的最小管徑為300mm污水管道位置最小管徑（mm）最小設計坡度街坊和廠區(qū)內街道2003000.0040.003上述規(guī)定的最小設計坡度數(shù)值為設計充滿度0.5時的最小坡度在污水管道的上游，由于設計管段起端的排水面積較小，所以流量較小，由此而計算出的管徑也很小。如果某設計管段的設計流量小于在最小管徑、最小設計流速、最大充滿度條件下管道通過的流量（26L/s）時，這個管段可以不必進行詳細的水力計算，直接選用最小管徑和最小設計坡度，該管段稱為不計算管段。8.3污水管道的水力計算8.3.3污水管道的埋深深度污水管道的造價：

10、管道材料、管道直徑、現(xiàn)場地質條件、管道埋深最小覆土厚度作用？1防止冰凍膨脹損壞管道 無保溫措施的生活污水或水溫與生活污水接近的工業(yè)廢水管道，管底可埋設在土壤冰凍線以上0.15m。2防止管壁因地面負荷而破壞 在車行道下的排水管道，其最小覆土厚度一般不得小于0.7 m3滿足街坊污水連接管銜接的要求街道污水支管起點的最小埋深由下式計算H=h+IL+Z1-Z2+hH街道污水支管起點最小埋深（m）H小區(qū)污水支管起點的最小埋深（m）I小區(qū)污水支管的坡度L小區(qū)污水支管和干管的長度（m）Z1街道污水支管起點檢查井處的地面標高（m）Z2小區(qū)污水支管起點檢查井處的地面標高（m）h街坊干管與與街道污水支管的管內底標

11、高差（m）對每一管道來說，從上面三個不同的要求來看，可以得到三個不同的管道埋深。這三個值中，最大的一個即是管道的最小設計埋深。最大允許埋深 ：一般在土壤干燥的地區(qū)，管道的最大埋深不超過78 ；在土質差、地下水位較高的地區(qū)，一般不超過5 8.3污水管道的水力計算8.3.4污水管道的銜接檢查井設置：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及直線管段每隔一定距離，以滿足管道銜接和養(yǎng)護管理的要求。污水管道在檢查井中銜接時應遵循兩個原則：（1）盡可能提高下游管段的高程，以減少管道埋深，降低造價；（2）避免上游管段中形成回水而造成淤積。污水管道銜接的方法：水面平接和管頂平接。（1）水面平接

12、：是指在水力計算中，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。 適用于管徑相同時的銜接。（2）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。采用管頂平接時，下游管段的埋深將增加。這對于平坦地區(qū)或埋深較大的管道，有時是不適宜的。這時為了盡可能減少埋深，可采用水面平接的方法。 適用于管徑不相同時的銜接。4注意：（1）下游管段起端的水面和管內底標高都不得高于上游管段終端的水面和管內底標高。（2）當管道敷設地區(qū)的地面坡度很大時，為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(jù)地面坡度采用跌水連接。 （3）在旁側管道與干管交匯處，若旁側管道的管內底標高比干管的管內底標高相差1m以上時，為保證干管有良好的水力條件，最好在旁側管道上先設跌水井后再與干管相接。8.3污水管道的水力計算8.3.5污水管道的水力計算注意問題 找準控制點，常位于最遠或最低處，控制著污水管道的最小埋深，各管段起點、低洼地區(qū)、出水口較深的企業(yè)均是研究對象 管段設計坡度與地面坡度的關系，在保證最小設計流速的前提下，選擇合適的管道坡度，使管道不要埋深過大 水力計算自上游向下游進行，隨著流量的增加，設