武漢理工大學(xué)水處理管網(wǎng)課程設(shè)計(jì)

1、武漢理工大學(xué)水處理管網(wǎng)工程課程設(shè)計(jì)說明書第一篇 設(shè)計(jì)說明書1 概述1.1設(shè)計(jì)依據(jù)1.1.1自然概況1.1.1.1地質(zhì)地貌某地區(qū)地處東經(jīng)113°41113°56，北緯31°16，位于市域中部府河?xùn)|岸，其南距孝感50km，東南距武漢110km，西北距襄樊220km，漢丹鐵路南北向經(jīng)過城區(qū)中部，316國(guó)道于城區(qū)東部南北向穿過。該地區(qū)地貌由府河沖積平原與河流一、二級(jí)階地及崗地組成，城區(qū)地面高程一般在38.0040.50m之間，地勢(shì)較平坦。地震設(shè)防烈度為度。(人口數(shù)量按學(xué)號(hào)依次增加0.1萬，即第一個(gè)人用3萬、5萬；第二個(gè)人用3.1萬、5.1萬。地區(qū)地面高程最低點(diǎn)依次增加0.

2、1m，最高點(diǎn)40.5m不變，即第一個(gè)人用38.0040.5m，第二個(gè)人用38.140.5m。降雨強(qiáng)度老師沒給，自己查資料。)4.9 6.9 39.9 40.51.1.1.2氣象 該地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，具有四季分明、春秋短、冬夏長(zhǎng)，兼有南北氣候特點(diǎn)。多年平均氣溫16，最高氣溫40.5（1970年7月），最低零下15.3（1977年1月），多年平均降水量1067mm，年最大降雨量1722.8mm（1954年）最小降雨量652.9mm（1978年）。 風(fēng)向隨季節(jié)變化明顯，全年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镹NW，次主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)镾EE，年平均風(fēng)速2.7m/s，常受臺(tái)風(fēng)襲擊。1.1.1.3水文某河流：（黃海高程）歷年最高水

3、位：41.42m歷年最低水位：35.88m歷年平均水位：32.13m歷年最大流量：7570立方米/秒歷年最小流量：0立方米/秒歷年平均流量：58.5立方米/秒1.1.2城市總體規(guī)劃概況 某地區(qū)人口2012年統(tǒng)計(jì)為5萬人，到2015年預(yù)計(jì)人口達(dá)到8萬人。區(qū)塊C2有一排污企業(yè)，污水排放量1000噸/d，Kz=1.45。平均徑流系數(shù)采用=0.65. 城區(qū)供水方式為城市水廠供水。表1-2單位人口污水量一覽表項(xiàng)目 年限2012年2020年單位人口用水量（L/人.d）150180單位人口污水量（L/人.d）112.5135表1-2單位建設(shè)用地污水量一覽表項(xiàng)目 年限2011年2020年單位建設(shè)用地用水量（m

4、3/ha.d）120100單位建設(shè)用地污水量（m3/ha.d）90751.1.3其他情況1.1.3.1排水工程現(xiàn)狀 該區(qū)暫無完善的排水管網(wǎng)。1.1.3.2最小埋深設(shè)計(jì) 污水管最小埋深取2.0米，雨水管最小埋深取1.50米，暫不考慮污水管和雨水管的交叉問題。1.1.4國(guó)家有關(guān)方針、政策、法規(guī) 水污染控制監(jiān)督管理的依據(jù)是配套的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，沒有噶貴和標(biāo)準(zhǔn)作為準(zhǔn)則，水污染控制就成了抽象的條文。為此國(guó)家制定了中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法、中華人民共和國(guó)水污染防治法等法規(guī)。在建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境管理制度上還提出了“三同時(shí)”規(guī)定，即“建設(shè)項(xiàng)目需要配置建設(shè)的環(huán)境保護(hù)設(shè)施，必須與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)，必須與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同

5、時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)使用”的規(guī)定，從而達(dá)到控制新污染源產(chǎn)生、加快老污染治理、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。對(duì)于已有的工業(yè)污染源，實(shí)行“一控雙達(dá)標(biāo)”管理，即“控制污染總量，是環(huán)境功能區(qū)達(dá)標(biāo)，所有工業(yè)污染源排放物達(dá)標(biāo)”。在排污收費(fèi)方面，國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局還公布了排污費(fèi)資金收繳使用管理辦法，通過經(jīng)濟(jì)杠桿，強(qiáng)化水環(huán)境污染控制。1.1.4.1我國(guó)的環(huán)境保護(hù)立法 我國(guó)的水污染防治立法主要有中華人民共和國(guó)水污染防治法及其實(shí)施細(xì)則、淮河流域水污染防防治暫行條例、水污染物排放許可證管理暫行辦法、污水處理設(shè)施環(huán)境保護(hù)監(jiān)督管理辦法、飲用水源保護(hù)區(qū)污染防治管理規(guī)定等。其基本內(nèi)容可以概括為一下幾個(gè)方面： 關(guān)于水污染防治原則的規(guī)定。包括

6、水污染防治與水資源開發(fā)利用相結(jié)合原則、水污染防治與企業(yè)的整頓和技術(shù)改造相結(jié)合原則、嚴(yán)格保護(hù)生活飲用水原則等。(1)關(guān)于國(guó)務(wù)院有關(guān)部門和地方各級(jí)人民政府水污染防治職責(zé)的規(guī)定。(2)關(guān)于水污染防治監(jiān)督管理體制的規(guī)定。(3)關(guān)于水污染防治監(jiān)督管理制度的規(guī)定。(4)關(guān)于綜合性水污染防治措施的規(guī)定。(5)關(guān)于防治地表水污染的規(guī)定。(6)關(guān)于防治地下水污染的規(guī)定。(7)關(guān)于防治內(nèi)河船舶和造船、拆船作業(yè)污染水環(huán)境的規(guī)定。(8)關(guān)于法律責(zé)任的規(guī)定。1.1.4.2我國(guó)水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn) 隨著我國(guó)環(huán)境保護(hù)立法工作的不斷完善，有關(guān)部門和地方制定了較詳細(xì)的水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，供規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理、監(jiān)測(cè)部門遵循。已有的水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)有：

7、 1.水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) 我國(guó)已有的水環(huán)境質(zhì)量：地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 38382002），海水水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 30971997），地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 1484893），農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB 508492），景觀娛樂用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB 1294191），漁業(yè)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB 1160789），生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)（GB 5792005）。廣泛使用的是國(guó)家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 89781996）。 2.污水排放標(biāo)準(zhǔn) （1）一般排放標(biāo)準(zhǔn)：一般排放標(biāo)準(zhǔn)有城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 189182002）、大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 162971996），污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978

8、1996），農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)（GB 428484）等。 （2）行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)，因此課程設(shè)計(jì)不涉及工業(yè)污水，所以不加以說明。1.1.5 圖紙 設(shè)計(jì)圖紙：完成污水管網(wǎng)平面布置圖一張（1號(hào)圖）和主干管截面圖1張（2號(hào)圖），圖面應(yīng)布局合理，表達(dá)正確清晰，符合制圖標(biāo)準(zhǔn)。1.2設(shè)計(jì)范圍 某市規(guī)劃的城區(qū)范圍。根據(jù)給予的城市總平面圖和設(shè)計(jì)原始資料，獨(dú)立完成該城市排水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。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，說明書、計(jì)算書一份。2 排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)原則執(zhí)行國(guó)家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的政策，符合國(guó)家有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求，在城市總體布局的基礎(chǔ)上，結(jié)合地形和環(huán)境保護(hù)要求統(tǒng)一規(guī)

9、劃城市排水管道系統(tǒng)。既技術(shù)先進(jìn)，又切合實(shí)際，安全適用，具有良好的環(huán)境效益，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。做到技術(shù)可靠，經(jīng)濟(jì)合理2.1.1排水系統(tǒng)的體制及選擇 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(shè)計(jì)的重要問題。它不僅從根本上影響排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)管理，而且對(duì)城市和工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)影響深遠(yuǎn)，同時(shí)也影響排水系統(tǒng)工程的總投資和初期投資費(fèi)用和維護(hù)管理費(fèi)用。通常排水系統(tǒng)體制的選擇是一項(xiàng)很復(fù)雜的很重要的工作。排水體制的選擇應(yīng)該根據(jù)城鎮(zhèn)及工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃，環(huán)境保護(hù)的要求，污水利用的狀況，原有排水設(shè)施、水質(zhì)、水量、地形、氣候和水體等條件，從

10、全局出發(fā)，在滿足環(huán)境保護(hù)的前提之下，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，綜合考慮確定。 排水系統(tǒng)的體制一般分為合流制和分流制。通過上述比較，完全分流制體系工程造價(jià)雖然稍高，但是環(huán)保效果好，管理方便，對(duì)于該市本身來講，只有一條府河流過，其對(duì)該市以后發(fā)展的意義很大，必須保護(hù)好江水資源，環(huán)保要求高；又由于市內(nèi)無任何污水處理設(shè)施，我國(guó)室外排水設(shè)計(jì)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(jié)合該市的地形，氣候，原有排水設(shè)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）。2.1.2工業(yè)廢水的處理與排放 這是工業(yè)廢水與城市污水是

11、否合并的問題。當(dāng)工業(yè)企業(yè)位于城市內(nèi)，應(yīng)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(jīng)濟(jì)的。但并不是所有的工業(yè)廢水都能直接排入城市排水系統(tǒng)，我國(guó)室外排水設(shè)計(jì)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(zhì)，不應(yīng)影響城鎮(zhèn)排水管渠和污水處理廠等的正常運(yùn)行；不應(yīng)對(duì)養(yǎng)護(hù)管理人員造成危害；不應(yīng)影響處理后出水和污泥的排放和利用，且其水質(zhì)應(yīng)按污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(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(chǎn)污水與生產(chǎn)廢水間彼此不宜混合，多數(shù)采用清污分流、分質(zhì)分流，當(dāng)生產(chǎn)污水與生活污水的成分與水質(zhì)同生活污水相似時(shí)，可將生

12、活污水與生產(chǎn)污水用同一管道系統(tǒng)來排放；生產(chǎn)廢水可直接排入雨水管道或者在生產(chǎn)中重復(fù)使用。一般食品廠及肉類加工廠等廢水，水質(zhì)與生活污水相似，當(dāng)工廠位于市區(qū)內(nèi)或距市區(qū)較近時(shí)，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(dú)的進(jìn)行無害化處理后直接排放，一般并不經(jīng)濟(jì)合理。工業(yè)廢水管道接入城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)時(shí)，必須按廢水水質(zhì)接入相應(yīng)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(yīng)設(shè)置監(jiān)測(cè)設(shè)施。2.1.3污水處理廠個(gè)數(shù)和廠址選擇 污水廠和出水口要設(shè)在城市的下風(fēng)向，水體的下游，離開居民區(qū)和工業(yè)區(qū)，其間距必須符合環(huán)境衛(wèi)生的要求，應(yīng)通過環(huán)境影響評(píng)價(jià)最終確定。綜合考慮本市的地形，氣候

13、和水體狀況以及城市的發(fā)展規(guī)劃，并經(jīng)過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，采取將本市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(duì)各區(qū)的污水進(jìn)行處理，具體考慮因素如下：   (1)將污水合并處理可以體現(xiàn)規(guī)模效益，相對(duì)來說該規(guī)劃區(qū)域地勢(shì)較寬闊。綜合來看，10個(gè)城市區(qū)域的污水量并不大，若分開處理建多個(gè)污水處理廠，規(guī)模較小，前期投資及運(yùn)行費(fèi)用大，同時(shí)不方便運(yùn)行管理，消耗人力，經(jīng)濟(jì)效益不明顯。因此，將污水合并處理設(shè)一個(gè)污水廠較為合理，且多個(gè)污水廠的建設(shè)、運(yùn)行、管理費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋪設(shè)倒虹管和建設(shè)泵站的費(fèi)用。考慮到各區(qū)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，考慮到未來擴(kuò)建的可能性和經(jīng)濟(jì)性，只建一個(gè)污水廠

14、符合該市的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展與城市利益。 (2)根據(jù)水流方向和常年風(fēng)向，選擇污水廠的場(chǎng)址。室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50014-2006)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(huì)用和安全排放；污水廠廠址的選擇應(yīng)該有擴(kuò)建的可能。 所以根據(jù)題目要求，將該區(qū)域的污水集中起來處理，該污水處理廠選址在該區(qū)域位于河西岸的下游地區(qū)。2.1.4跌水井的設(shè)置原則 跌水井設(shè)置一般要求： 1、當(dāng)排水管跌水水頭為1.02.0m時(shí)，宜設(shè)跌水井，跌水水頭2.0m時(shí)，應(yīng)設(shè)跌水井。管道轉(zhuǎn)彎處不宜設(shè)跌水井。 2、排水管中流速過大，需要加于調(diào)節(jié)處。 3、支管接入高程較低的干管處。 4、管道遇地下障礙物，必須跌落通

15、過處。 5、當(dāng)淹沒排放時(shí)，在水體前的最后一個(gè)井。2.1.5 檢查井的設(shè)置原則 檢查井，主要是為了檢查，清通和連接管渠而設(shè)置的。檢查井通常設(shè)在管渠交匯、轉(zhuǎn)彎、管徑或坡度改變以及跌水等處，相隔一定距離的支線灌區(qū)上也設(shè)置檢查井，其最大間距在室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范中做了規(guī)定。表 21 檢查井的最大間距管徑或暗渠凈高/mm最大間距/m污水管道雨水（合流）管道20040040505007006070800100080901100150010012016002000120120檢查井由三部分組成：井基、井底、井深、井蓋和蓋座。2.2 污水管道設(shè)計(jì)2.2.1 管道定線 (1) 污水管道定線的基本原則

16、60; 充分利用城市地形、地質(zhì)、地貌特點(diǎn)，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(shí)應(yīng)考慮地形等因素的影響。根據(jù)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(shè)置泵站的合理位置。一般應(yīng)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送，污水干管與主干管應(yīng)盡量避免和障礙物相交，如遇特殊地形時(shí)應(yīng)考慮特殊措施（如跨越河道的倒虹管等），在圖上標(biāo)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(shù)目；

17、污水廠和出水口位置；水文地質(zhì)條件；道路寬度；地下管線及構(gòu)筑物的位置；工業(yè)企業(yè)和產(chǎn)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(shí)應(yīng)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(shì)，盡量做到順坡排水，盡可能不設(shè)泵站或少設(shè)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(yīng)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置。    采用的排水體制也影響管道定線。    考慮到地質(zhì)條件，地下

18、構(gòu)筑物以及其它障礙物對(duì)管道定線的影響。盡可能回避不良地質(zhì)條件的地帶和障礙。處理好與現(xiàn)狀建筑物，構(gòu)筑物和規(guī)劃道路的關(guān)系，實(shí)在不能避開時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的工程措施。    管道定線時(shí)還需考慮街道寬度及交通情況。    管道定線，不論在整個(gè)城市或局部地區(qū)都可能形成幾個(gè)不同的布置方案。應(yīng)進(jìn)行方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。   結(jié)合江河走向和規(guī)劃中道路的實(shí)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(jù)地形劃分排水流域。排水流域劃分一般根據(jù)地形及城鎮(zhèn)（地區(qū)）的

19、豎向規(guī)劃進(jìn)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(shí)，可依據(jù)面積的大小劃分，使各相鄰流域的管道系統(tǒng)能合理分擔(dān)排水面積，使干管在最大合理埋深情況下，流域內(nèi)絕大部分污水能以自流方式接入。不設(shè)泵站或少設(shè)泵站。  每一個(gè)排水流域往往有1個(gè)或1個(gè)以上的干管，根據(jù)流域地勢(shì)標(biāo)明水流方向和污水需要抽升的地區(qū)。   (4) 污水主干管定線   本市的地形北高南低，布設(shè)排水管段的區(qū)域具有明顯的坡度走向和分界，又因?yàn)楦訌膮^(qū)域東邊由北向南通過，

20、為排水創(chuàng)造了很好的條件和可能，經(jīng)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(jīng)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的埋設(shè)深度等因素，污水主干管選擇遠(yuǎn)離江邊的道路處埋設(shè)，走向由高到低，由北向南。具體布置請(qǐng)參看某市排水管道設(shè)計(jì)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(shè)，使每個(gè)小區(qū)的污水能夠自流排出。各區(qū)污水經(jīng)支管系統(tǒng)進(jìn)入污水干管收集并經(jīng)污水主干管匯流至污水處理廠處理達(dá)標(biāo)后排放。具體布置請(qǐng)參看某市排水管道設(shè)計(jì)布置總平面圖。 (6

21、) 泵站和倒虹管的設(shè)置  根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50014-2006)中的相關(guān)規(guī)定：通過河道的倒虹管，一般不宜少于兩條，當(dāng)排水量不大不能達(dá)到設(shè)計(jì)流量時(shí)，其中一條作為備用。 但根據(jù)題目要求，此次設(shè)計(jì)不需要倒虹管。(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(yīng)根據(jù)污水水質(zhì)、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(dǎo)風(fēng)向等因素確定。 出水口與水體岸邊連接處應(yīng)采取防沖、加固等措施，一般用漿砌塊石做護(hù)墻和鋪底，在受凍脹影響的地區(qū)，出水口應(yīng)考慮用耐凍脹材料砌筑，其基礎(chǔ)必須設(shè)置在冰凍線以下。 

22、; 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(yīng)取得當(dāng)?shù)匦l(wèi)生主管部門的同意。如果需有污水與水體水流充分混合，則出水口可長(zhǎng)距離伸入水體分散出口，此時(shí)應(yīng)設(shè)標(biāo)志，并取得航運(yùn)管理部門的同意2.2.2 污水管道水力設(shè)設(shè)計(jì)圖2.1 淹沒式出水口 水力計(jì)算的目的在于合理、經(jīng)濟(jì)地確定管道斷面尺寸、坡度和埋深。由于這種計(jì)算是根據(jù)水力學(xué)規(guī)律，所以又叫做管道的水力計(jì)算。為簡(jiǎn)化計(jì)算，目前排水管道的水力計(jì)算采用均勻流公式。在遵循設(shè)計(jì)充滿度、設(shè)計(jì)流速、最小管徑、最小設(shè)計(jì)坡度一級(jí)最小埋深的原則下進(jìn)行水力計(jì)算。計(jì)算時(shí)污水的設(shè)計(jì)流量為已知值，和粗糙系數(shù)，在選擇管徑后，通

23、過水力計(jì)算表，確定流速和充滿度。在計(jì)算時(shí)應(yīng)畫出相應(yīng)管段的草圖，計(jì)算過程、數(shù)據(jù)詳見計(jì)算書。 2.2.3 污水干管的敷設(shè)方式、管材、接口及管道銜接 污水干管以埋地方式敷設(shè)，采用圓形斷面的管渠，圓形斷面有較好的水力性能，在一定坡度下，指定的斷面面積具有最大的水力半徑，因此流速大、流量大。此外，圓形管便于預(yù)制，使用材料經(jīng)濟(jì)，對(duì)外壓力的抵抗力較強(qiáng)。當(dāng)管徑小于等于800mm時(shí)，從施工和建設(shè)經(jīng)濟(jì)性方面考慮，宜采用HDPE雙壁波紋管，可以減輕管道重量，而且不漏水，抗腐蝕性能好。此種塑料管采用橡膠圈的柔性接頭，由于塑料管材具有一定的伸縮性，因此其基礎(chǔ)可以直接采用砂土基礎(chǔ)。從工程總體造價(jià)來看并不比混凝土管高，并且

24、它便于施工能縮短工期近50%。當(dāng)管徑大于800mm時(shí)可以采用鋼筋混凝土管，但是由于鋼筋混凝土管管節(jié)短，接頭多，自重較大所以其接口宜采用水泥砂漿抹帶接口，企口管、平口管、承插管均可以采用此種接口。若地基土質(zhì)較好，則可以采用鋼絲網(wǎng)水泥砂漿抹帶接口。排水管道基礎(chǔ)一般由地基、基礎(chǔ)和管座3部分組成。對(duì)于鋼筋混凝土管，其基礎(chǔ)要求比較夯實(shí)，因此常采用混凝土帶狀基礎(chǔ)。管座按形式不同可以分為90°、135°、180°三種管座基礎(chǔ)。不同直徑的管道在檢查井內(nèi)的連接,宜采用管頂平接或水面平接，水面平接可有效地減少埋深，但是極易造成下游水面高于上游而出現(xiàn)回水現(xiàn)象，管頂平接可有效地避免回水現(xiàn)

25、象，但是會(huì)使埋深加大。相同管徑的管道宜采用水面平接，不同直徑宜采用管頂平接。2.2.4 污水主干管主要工程量表表3-4 污水主干管主要工程量表編號(hào)核算長(zhǎng)度L/m編號(hào)核算長(zhǎng)度L/m編號(hào)核算長(zhǎng)度L/m2154010913001615370136609116801517995434601211930181735035510111352017196956547014137202019300574601387051921765784608216402122315 說明：污水泵站的規(guī)模選擇，參見給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)-第五冊(cè)-城鎮(zhèn)排水的3.1.3站址選擇。2.3雨水管渠設(shè)計(jì)2.3.1 管渠定線雨水管渠定線的原則

26、就是充分利用地形，就近排入水體，雨水干管盡量布置在地形低處；地形平坦時(shí)，雨水干管宜布置在排水流域的中間。雨水應(yīng)盡量利用自然地形坡度以最短的距離依靠重力流排入附近的池塘、河流、湖泊等水體中。對(duì)于本次實(shí)例，則應(yīng)當(dāng)將雨水管布置在地形相對(duì)較低的街道，對(duì)街區(qū)內(nèi)的雨水進(jìn)行適度的收集后再進(jìn)行排放。2.3.2管渠水力計(jì)算雨水管與污水管不同，其充滿度為1，即為滿流。利用流量公式求出單位面積上的雨水的比流量，進(jìn)而利用最大流量法求出雨水主干管的流量，從而獲得相應(yīng)流量下的流速、坡度等水力要素。列表進(jìn)行各管段的流量和水力計(jì)算。詳細(xì)過程見設(shè)計(jì)計(jì)算書。2.3.3雨水管渠的敷設(shè)方式、管材及接口 合流管道同樣以埋地方式敷設(shè)，采

27、用圓形斷面的管渠。當(dāng)管徑小于等于800mm時(shí)，采用HDPE雙壁波紋管，該塑料管采用橡膠圈的柔性接頭，由于塑料管材具有一定的伸縮性，因此其基礎(chǔ)可以直接采用砂土基礎(chǔ)。當(dāng)管徑大于800mm時(shí)可以采用鋼筋混凝土管，但是由于鋼筋混凝土管管節(jié)短，接頭多，自重較大所以其接口宜采用水泥砂漿抹帶接口，企口管、平口管、承插管均可以采用此種接口。若地基土質(zhì)較好，則可以采用鋼絲網(wǎng)水泥砂漿抹帶接口，若地基沿管道軸向沉陷不均勻，則可以采用石棉瀝青卷材接口。對(duì)于鋼筋混凝土管，其基礎(chǔ)要求比較夯實(shí)，因此常采用混凝土帶狀基礎(chǔ)。第二篇 計(jì)算書1.排水網(wǎng)計(jì)算1.1 排水定額確定 根據(jù)題目要求，污水定額由表2-1和表2-2確定表2-1

28、單位人口污水量一覽表項(xiàng)目 年限2012年2020年單位人口用水量（L/人.d）150180單位人口污水量（L/人.d）112.5135表2-2單位建設(shè)用地污水量一覽表項(xiàng)目 年限2011年2020年單位建設(shè)用地用水量（m3/ha.d）120100單位建設(shè)用地污水量（m3/ha.d）9075 按長(zhǎng)期人口增長(zhǎng)來看，2015年后年人口增長(zhǎng)率設(shè)為5%。1.2污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)1.2.1 設(shè)計(jì)流量計(jì)算居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量按下式計(jì)算：式中 Q居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)人口數(shù)；生活無水量總變化系數(shù)；cap“人”的計(jì)量單位。也可以采用比流量

29、計(jì)算：根據(jù)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。即 (L/s·ha)式中 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)。式中 Q本段流量(L/s)； F設(shè)計(jì)管段服務(wù)的街區(qū)面積(ha)，參見原始資料平面布置圖；比流量(L/(s·ha)；生活污水量總變化系數(shù)。工業(yè)企業(yè)及公共建筑的污水量作為集中流量計(jì)算。 生活污水量總變化系數(shù)根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50014-2006)相關(guān)部分內(nèi)容，采用的居住區(qū)生活污水量變化系數(shù)值見表3-1。生活污水量總變化系數(shù)也可用

30、下式進(jìn)行計(jì)算：式中 Q平均日平均時(shí)污水量(L/s)。當(dāng)Q<5 L/s時(shí)，2.3；當(dāng)Q>1000 L/s，=1.3。表2-3 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注：1 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)差法求得。2 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。 工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水的設(shè)計(jì)流量按下式計(jì)算：式中 Q工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設(shè)計(jì)流量(L/s)；一般車間最大班職工人數(shù) (cap)；熱車間最大班職工人數(shù)(cap)；一般車間職工生活污水定額，

31、以25(L/(cap班) )計(jì)；熱車間職工生活污水定額，以35(L/(cap班) )計(jì)；一般車間生活污水量的時(shí)變化系數(shù)，以3.0計(jì)；熱車間生活污水量的時(shí)變化系數(shù)，以2.5計(jì)；一般車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)(cap)；熱車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)(cap)；一般車間的淋浴污水定額，以40(L/(cap班) )計(jì)；熱車間的淋浴污水定額，以60(L/(cap班) )計(jì)；T每班工作時(shí)數(shù)(h)。 淋浴時(shí)間按60min計(jì)。5 城市污水設(shè)計(jì)總流量 城市污水總的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)流量三部分之和。在地下水位較高地區(qū)，因當(dāng)?shù)赝临|(zhì)、管道及接口材料，施工質(zhì)量等因素的影響，一般

32、均存在地下水滲入現(xiàn)象，設(shè)計(jì)污水管道系統(tǒng)時(shí)宜適當(dāng)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(shè)計(jì)管段管底標(biāo)高均高于地下水位，因此該城市污水排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)不考慮地下水入滲量，設(shè)計(jì)流量為：式中 Q城市污水設(shè)計(jì)流量(L/s)；居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量(L/s)；工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設(shè)計(jì)流量(L/s)；工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量(L/s)。 按照遠(yuǎn)期規(guī)劃，城市街坊人口密度遠(yuǎn)期規(guī)劃為239人/公頃。為了能夠滿足遠(yuǎn)期城市的規(guī)劃，本設(shè)計(jì)將按照遠(yuǎn)期的規(guī)劃人口密度進(jìn)行流量核算（見表3-2）。表2-4 人口分布、房屋建筑、衛(wèi)生設(shè)備狀況表街坊人口密度(人/公頃)街坊數(shù)量衛(wèi)生情況2012202015632410室內(nèi)有

33、給水排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備 由表-可知，設(shè)計(jì)區(qū)域2020年的綜合生活污水量為135L/（人·d）。則生活污水比流量為：表2-5單位人口污水量一覽表項(xiàng)目 年限2012年2020年單位人口用水量（L/人.d）150180單位人口污水量（L/人.d）112.51351.2.2 劃分設(shè)計(jì)管段，計(jì)算設(shè)計(jì)流量1.2.2.1 生活污水流量計(jì)算 此設(shè)計(jì)對(duì)任務(wù)區(qū)域進(jìn)行了排水區(qū)域劃分，分為25個(gè)校區(qū)，給各個(gè)小區(qū)編號(hào)方式見污水管道系統(tǒng)的平面布置圖），同時(shí)求得各個(gè)區(qū)域面積，并結(jié)合比流量求得各區(qū)域污水流量（見表3-3）。2-6各區(qū)域污水流量小區(qū)編號(hào)面積（ha）設(shè)計(jì)流量（L/s）小區(qū)編號(hào)面積（ha）設(shè)計(jì)流量（L

34、/s）小區(qū)編號(hào)面積（ha）設(shè)計(jì)流量（L/s）8.54 11.87 31.57 43.88 9.40 13.07 9.55 13.27 27.60 38.36 13.79 19.16 8.73 12.14 12.28 17.07 14.15 19.67 7.52 10.45 15.32 21.29 9.87 13.72 6.12 8.50 6.98 9.70 13.64 18.95 5.58 7.76 4.81 6.68 10.50 14.59 5.59 7.77 8.80 12.23 6.13 8.52 5.07 7.04 7.72 10.73 9.10 12.65 3.54 4.92 10.

35、45 14.53 9.57 13.30 4.63 6.43 7.44 10.35 6.21 8.63 8.27 11.49 19.13 26.59 6.96 9.67 6.12 8.50 10.65 14.81 1.2.2.2 工業(yè)企業(yè)的集中流量計(jì)算 工廠排除的工業(yè)廢水作為集中流量經(jīng)過簡(jiǎn)單處理符合排放標(biāo)準(zhǔn)后排入城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)。區(qū)塊C2有一排污企業(yè)，污水排放量1000噸/d，Kz=1.45。平均徑流系數(shù)采用=0.65. 1.2.3 劃分設(shè)計(jì)管段及計(jì)算設(shè)計(jì)流量 根據(jù)布管方式計(jì)算出主干管和所有干管的各個(gè)管段的長(zhǎng)度，列表如下：表2-7 各個(gè)管段的計(jì)算長(zhǎng)度編號(hào)核算長(zhǎng)度L/m編號(hào)核算長(zhǎng)度L/m編號(hào)核算長(zhǎng)

36、度L/m2154010913001615370136609116801517995434601211930181735035510111352017196956547014137202019300574601387051921765784608216402122315污水干管設(shè)計(jì)流量如表2-845表2-8污水干管設(shè)計(jì)流量計(jì)算表管段編號(hào)居住區(qū)生活污水量Q1集中流量Q2設(shè)計(jì)流量（L/s）Q本段流量轉(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Q1（L/s）本段流量（L/s）轉(zhuǎn)輸流量（L/s）街區(qū)編號(hào)街區(qū)面積（ha） 比流量q0（L/(s.ha)）流量q1 (L/s)

37、2-129.74 1.39 13.54 0.00 13.54 2.30 31.14 0.00 0.00 31.14 1-318.71 1.39 12.11 4.97 17.08 2.30 39.28 0.00 0.00 39.28 4-33,513.91 1.39 19.34 0.00 19.34 2.30 44.48 0.00 0.00 44.48 3-565.70 1.39 7.92 44.98 52.90 2.00 105.80 0.00 0.00 105.80 6-58,1211.41 1.39 15.86 0.00 15.86 2.30 36.48 0.00 0.00 36.48 5

38、-793.61 1.39 5.02 68.76 73.78 2.00 147.56 0.00 0.00 147.56 7-8104.72 1.39 6.56 73.78 80.34 2.00 160.69 0.00 0.00 160.69 10-91332.21 1.39 44.77 0.00 44.77 2.00 89.54 0.00 0.00 89.54 9-114,1624.54 1.39 34.11 44.77 78.88 2.00 157.76 16.78 0.00 174.54 12-1115,19,2132.17 1.39 44.72 0.00 44.72 2.00 89.44

39、0.00 0.00 89.44 附表1： 11-137,1810.60 1.39 14.74 123.60 138.34 1.80 249.01 0.00 16.78 265.79 14-1317,22,2334.23 1.39 47.58 0.00 47.58 2.00 95.16 0.00 0.00 95.16 13-811,2419.30 1.39 26.83 185.91 212.75 1.70 361.67 0.00 16.78 378.45 8-21259.59 1.39 13.33 293.09 306.43 1.60 490.28 0.00 16.78 507.06 16-15

40、2714.43 1.39 20.06 0.00 20.06 2.30 46.15 0.00 0.00 46.15 15-1714,2838.22 1.39 53.13 20.06 73.19 2.00 146.38 0.00 0.00 146.38 18-1729,3024.62 1.39 34.23 0.00 34.23 2.30 78.72 0.00 0.00 78.72 17-1920,3114.13 1.39 19.64 107.42 127.05 1.80 228.70 0.00 0.00 228.70 20-1932,3319.05 1.39 26.48 0.00 26.48 2.

41、30 60.90 0.00 0.00 60.90 19-2126,3420.40 1.39 28.35 153.53 181.88 1.80 327.39 0.00 0.00 327.39 21-223515.21 1.39 21.14 488.31 509.45 1.6815.12 0.00 16.78831.90 水力計(jì)算1) 流量公式 2) 流速公式 Q流量(m3/s)；A過水?dāng)嗝婷娣e (m2)；v流速(m/s)；R水力半徑(過水?dāng)嗝婷娣e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(shù)或稱謝才系數(shù)。C值一般按曼寧公式計(jì)算將上面的兩式綜合可得：污水管道水力計(jì)算具

42、體情況見表2-9表2-9 污水管道水力計(jì)算表管段編號(hào)管道長(zhǎng)度L(m)設(shè)計(jì)流量 Q(L/s)管徑D(mm)坡度i()流速v(m/s)充滿度降落量i*L(m)標(biāo) 高 (m)覆土厚度(m)h/Dh(m)地面水面管底上端下端上端下端上端下端上端下端2-154031.143004.1 0.88 0.50 0.150 2.214 39.43 39.19 38.28 36.07 38.13 35.92 1.00 2.97 1-366039.284003.0 0.82 0.50 0.200 1.980 39.28 38.74 36.07 34.09 34.34 32.36 4.54 5.98 4-346044

43、.483504.3 0.92 0.50 0.175 1.978 38.85 38.74 37.68 35.70 37.50 35.52 1.00 2.87 3-5510105.85503.0 0.89 0.50 0.275 1.530 38.74 38.31 35.70 34.17 35.42 33.89 2.77 3.87 6-547036.483003.6 0.99 0.50 0.150 1.692 38.45 38.31 37.30 35.61 37.15 35.46 1.00 2.55 5-7460147.566503.0 0.89 0.50 0.325 1.380 38.31 37.

44、88 35.61 34.23 35.28 33.90 2.38 3.33 7-8460160.696003.0 1.14 0.50 0.300 1.380 37.88 37.81 34.23 32.85 33.93 32.55 3.35 4.66 10-9130089.544504.2 1.13 0.50 0.225 3.000 39.88 39.44 38.66 35.66 38.43 35.43 1.00 3.56 9-11680174.546003.7 1.23 0.50.300 2.516 39.44 38.87 35.66 33.14 35.36 32.84 3.49 5.43 12

45、-1193089.444504.6 1.12 0.50.225 4.278 39.08 38.87 37.42 33.14 37.19 32.91 1.44 5.51 11-13520265.797003.8 1.38 0.50.350 1.976 38.87 38.47 33.14 31.16 32.79 30.81 5.38 6.96 14-1372095.164503.0 1.20 0.50.225 2.160 38.53 38.47 37.33 35.17 37.10 34.94 0.98 3.08 附表1： 13-8705378.458003.8 1.51 0.50.400 2.67

46、9 38.47 37.81 35.17 32.49 34.77 32.09 2.91 4.92 8-21640507.069003.0 1.43 0.50.450 1.920 37.81 35.17 32.49 30.57 32.04 30.12 4.87 4.15 16-1537046.153504.6 0.96 0.50.175 1.702 39.98 39.92 38.81 37.10 38.63 36.93 1.00 2.64 15-17995146.386003.0 1.04 0.50.300 2.985 39.92 38.81 38.81 35.82 38.51 35.52 0.8

47、2 2.69 18-1735078.724006.6 1.25 0.50.200 2.310 39.13 39.08 37.93 35.62 37.73 35.42 1.00 3.26 17-19695228.77003.0 1.19 0.50.350 2.085 39.08 37.93 35.62 33.54 35.27 33.19 3.11 4.05 20-1930060.94004.0 0.97 0.50.200 1.200 38.51 38.52 37.31 36.11 37.11 35.91 1.00 2.21 19-21765327.398003.0 1.30 0.50.400 2

48、.295 38.52 37.31 36.11 33.82 35.71 33.42 2.01 3.10 21-22315831.911003.41.750.50.550 1.071 37.79 36.11 33.97 32.89 33.42 32.34 3.28 2.67 1.2.4中途泵站設(shè)計(jì)管渠中的水流是重力流。所以管渠需要沿水流方向按一定的坡度傾斜敷設(shè)，在地勢(shì)平坦的地區(qū)，管道將越埋越深，到一定深度是，施工費(fèi)用將劇烈增加，施工技術(shù)也隨之變得復(fù)雜，甚至引起很大困難。這是需要設(shè)置泵站，以便把離地面較深的污水提升到離地面較淺的位置上。這種設(shè)在管渠中途的泵站稱為中途泵站。而設(shè)在管渠系統(tǒng)末端的泵站稱為

49、終點(diǎn)泵站。1.3雨水管道設(shè)計(jì)1.3.1劃分排水流域、管道定線、劃分設(shè)計(jì)管段1.3.1.1劃分排水流域和管道定線 劃分排水流域，進(jìn)行雨水管道定線時(shí)，應(yīng)根據(jù)地形分水線劃分排水流域，當(dāng)?shù)匦纹降瓱o明顯分水線的地區(qū)，可按對(duì)雨水管渠的不再有影響的地縫，如鐵路、公路、河道或城市主要街道的匯水面積劃分，結(jié)合城市的總體規(guī)劃圖或工業(yè)企業(yè)的總平面布置劃分排水流域，在每一排水流域內(nèi)，應(yīng)根據(jù)雨水管渠系統(tǒng)的布置特點(diǎn)及原則，確定其布置形式（雨水支、干管的具體位置及雨水的出路），并確定排水流向，因此在定線時(shí)需考慮以下幾個(gè)方面： (1) 充分利用地形排水，就近排入水體。規(guī)劃雨水管線時(shí)，應(yīng)按地形劃分排水區(qū)域，進(jìn)行管線布置。根據(jù)分

50、散和直接的原則，應(yīng)盡量利用自然地形坡度，多采用正交布置，以最短的距離靠重力流排入附近的池塘、河流、湖泊等水體中。一般情況下，當(dāng)?shù)匦纹露茸兓^大時(shí)，雨水干管宜布置在地形較低側(cè)；當(dāng)?shù)匦纹教箷r(shí)，雨水干管宜布置在排水流域的中間，盡可能擴(kuò)大重力流排除雨水的范圍，以便于兩側(cè)布設(shè)接入支管，可以節(jié)省干管的數(shù)量。 （2）出水口的設(shè)置。當(dāng)管道排入池塘或小河時(shí)，由于出水口的構(gòu)造比較簡(jiǎn)單，造價(jià)不高，雨水管渠系統(tǒng)宜采用分散多出水口的管道布置形式。但當(dāng)河流的水位變化很大，管道出口離常年水位較遠(yuǎn)時(shí)，出水口的構(gòu)造比較復(fù)雜，造價(jià)較高，就不宜采用過多的出水口，這時(shí)宜采用集中出水口的管道布置形式。當(dāng)?shù)匦纹教梗业孛嫫骄叱痰陀诤恿鞒Ｄ甑暮樗桓叱虝r(shí)，需將管道出口適當(dāng)集中，在出水口前設(shè)雨水出流泵站，暴雨期間的雨水經(jīng)抽升后排入水體，這時(shí)，宜在雨水進(jìn)泵站前的適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置調(diào)節(jié)池，以節(jié)省泵站的設(shè)計(jì)提升能力、工程造價(jià)和經(jīng)常運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。（3）根據(jù)街區(qū)及道路規(guī)劃布置雨水管道。應(yīng)根據(jù)建筑物的分布，道路布置及街區(qū)內(nèi)部的地形、出水口位置等布置雨水管道，使雨水以最短距離排入街道低側(cè)的雨水主管道。雨水主管道應(yīng)平行道路布設(shè)，且宜布置在人行道或草地帶下，而不宜布置在快車道下，以免積水時(shí)影響交通或維修管道時(shí)破壞路面。若道路寬度大于40m時(shí)，