污水管網(wǎng)的設(shè)計說明及設(shè)計計算

1、污水管網(wǎng)的設(shè)計說明及設(shè)計計算設(shè)計城市概況假設(shè)城市設(shè)計為江西某中小城市的排水管網(wǎng)設(shè)計，有明顯的排水界限，分為河南區(qū)與河北區(qū)，坡度變化 較大。河流為其城市的地面標(biāo)高的最低點，由河流開始向南、向北地面標(biāo)高均有不同程度的增加，且城市人 口主要集中河北區(qū)，城區(qū)基本出去擴(kuò)建狀態(tài)中，發(fā)展空間巨大，需要結(jié)合城市的近遠(yuǎn)期規(guī)劃進(jìn)行管網(wǎng)布置。 城市的布局還算合理，區(qū)域劃分明顯，交通發(fā)達(dá)，對于布管具有相當(dāng)?shù)暮啽阈?。污水管道布?2).管道系統(tǒng)的布置形式對比各種排水管道系統(tǒng)的布置形勢，本設(shè)計的污水管鋪設(shè)采用截留式，在地勢向水體適當(dāng)傾斜的地區(qū)， 各排水區(qū)域的干管可以最短距離沿與水體垂直相較的方向布置，沿河堤低邊在再敷設(shè)主

2、干管，將各個干管的 污水截留送至污水廠，截流式的管道布置系統(tǒng)簡單經(jīng)濟(jì)，有利于污水和雨水的迅速排放，同時對減輕水體污 染，改善和保護(hù)環(huán)境有重大作用，適用于分流制的排水系統(tǒng)，將生活污水、工業(yè)廢水及初降廢水經(jīng)處理后排 入水體。截流式管道系統(tǒng)布置示意圖如下.1城鎮(zhèn)邊界2一排水流域分界線(2).污水管道和管原則6一泵站3干管7出水口4主干管按照城市總體規(guī)劃，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況布置排水管道，并對多種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；首先確定排水區(qū)界、排水流域和排水體制，然后布置排水管道，應(yīng)按主干管、干管、支管c.的順序進(jìn) 行布置；充分利用地形，盡量采用重力流排除污水，并力求使管線最短和埋深最小；協(xié)調(diào)好與其他地下管線和道

3、路工程的關(guān)系，考慮好與企業(yè)內(nèi)部管網(wǎng)的銜接；規(guī)劃時要考慮使管渠的施工、運行和維護(hù)方便；規(guī)劃布置時應(yīng)該近遠(yuǎn)期結(jié)合，考慮分期建設(shè)的可能性，并留有充分的發(fā)展余地。(3).污水管道布管內(nèi)容.確定排水區(qū)界、劃分排水流域本設(shè)計中有很明顯的排水區(qū)界，一條河流自東向西流動，將整個城鎮(zhèn)劃分為河南區(qū)與河北區(qū)；同時降排 水區(qū)域分為四個部分，分別有四條干管收集污水，同一進(jìn)入位于河堤的主干管，送至污水處理廠。.污水廠和出水口位置的選擇本設(shè)計中河流流向為自東向西，同時該城鎮(zhèn)的夏季主導(dǎo)風(fēng)向為南風(fēng)，所以污水處理廠應(yīng)該設(shè)置在城市的 西北處河流下游，由于該城鎮(zhèn)是中小型城市，所以一個污水處理廠足以實現(xiàn)污水的凈化。.污水管道的布置與定

4、線污水管道的平面布置，一般按照主干管、干管、支管的順序進(jìn)行。在總體規(guī)劃中，只決定污水主干管、 干管的走向和平面布置。定線時，應(yīng)該充分利用地形，使污水走向按照地面標(biāo)高由高到低來進(jìn)行，主干管敷設(shè)在地面標(biāo)高較低的 河堤處，管道敷設(shè)不宜設(shè)在交通繁忙的快車道和狹窄的道路下，一般設(shè)在兩側(cè)的人行道、綠化帶或慢車帶下。支管的平面布置形式采用穿坊式，組成的一個污水排放系統(tǒng)可將該系統(tǒng)穿過其他街區(qū)并與所穿過的街區(qū) 的污水管道相連接。管道的材料采用混凝土管。.確定污水管道系統(tǒng)的控制點和泵站的設(shè)置地點管道系統(tǒng)的控制點為兩個工廠和每條管道的起點，這些點決定著管道的最小埋深，由于整個管道的敷設(shè) 過程中，埋深一直滿足最實用條

5、件，且對于將來的發(fā)展留有空間，所以不需要提升泵站，全部依靠重力流排 水。.確定污水管道在街道下的具體位置充分協(xié)調(diào)好與其他管段的關(guān)系，污水和雨水管道應(yīng)該敷設(shè)在給水管道的下面，處理管道的原則為：未建 讓已建的，臨時性管讓永久性管，小管讓大管，有壓管讓無壓管，可彎管讓不可彎管。根據(jù)以上分析，對整個區(qū)域進(jìn)行布管，干管盡量與等高線垂直，主干管沿河堤進(jìn)行布置，基本上與等高 線平行，整個城鎮(zhèn)的管道系統(tǒng)呈現(xiàn)截流式布置，布管方式見附圖。(污水管道系統(tǒng)的總體平面布置圖)。管段設(shè)計計算：.設(shè)計流量計算:按照遠(yuǎn)期規(guī)劃，城市街坊人口密度遠(yuǎn)期規(guī)劃在河南區(qū)與河北區(qū)分別為400人/公頃以及500人/公頃。為 了能夠滿足遠(yuǎn)期城

6、市的規(guī)劃，本設(shè)計將按照遠(yuǎn)期的規(guī)劃人口密度進(jìn)行流量核算（見表1）。表1人口分布、房屋建筑、衛(wèi)生設(shè)備狀況表區(qū)域名稱街坊人口密度（人/公頃）房屋建筑屋 數(shù)衛(wèi)生情況近期遠(yuǎn)期河南區(qū)2504003室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備河北區(qū)3505005室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備.生活污水的比流量查綜合生活用水量定額可知，本類城市的綜合生活用水量定額為170280L/（人d）,取其平均生活用 水量定額為200L/ (人d)。假定該城市的給水排水的完善程度為一般地區(qū)，污水排放系數(shù)按0.9計算。則 綜合生活污水量定額為200X90%=180 L/ (人d)，河北區(qū)：A北 =134.98ha 人口總數(shù)=街坊人口

7、密度x街坊面積=134.98 x500=67490 capQ= _qN_ = 180 x67490 =140.60 L/s d24 x 360024 x 3600總變化系數(shù)為： K 2 = = 1.57z. gon 140.600.11則比流量：q 覃J 14060 1.042 (L/s)/hm2北乙 A 134.98i河南區(qū)：A南 =9.83ha人口總數(shù)=街坊人口密度x街坊面積=9.83 x 400=3932 capQ= EnL - 180 x3932 - 8.192 L/s d24 x 3600 24 x 3600總變化系數(shù)為：K 2 2.14z go.il 8.1920.11則比流量：q

8、 覃j 8些0.833 (L/s)/hm2北乙A9.83-排水區(qū)域的面積及流量共有四十塊街坊，給各個小區(qū)編號（140）（具體編號見污水管道系統(tǒng)的平面布置圖），同時求得各個區(qū)域面積，并結(jié)合比流量求得各區(qū)域污水流量（見下表）。各個區(qū)域的面積、流量管段編號管段設(shè)計管道設(shè)計計流速 v/(m/ )設(shè)計充滿度雅落IL/m標(biāo)高埋設(shè)深度:長度流量直徑坡度sh/Dh/m量出師水K面管內(nèi)底L/mQ/(L/s;)D/mmI/%(上端下端上端下端上端下端上端下端12345678910111213141516171220658.214501.200.620.600.270.25104.80)104.20102.0710

9、2.07101.80101.8()3.002.402318064.854501.300.640.600.270.23104.20)103.10102.30102.30102.03102.0：2 401.073416364.854501.300.640.600.270.21103.10)101.90102.01102.01101.74101.7,11.070.164521271.534501.500.690.600.270.32101.90)101.70101.75101.75101.48101.4；30.420.225623383.865001.300.690.600.300.30101.70

10、)101.80101.40101.40101.10101.1()0.220.706717097.485001.700.790.600.300.29101.80)101.30101.08101.07100.78100.77 0.700.537818597.485001.700.790.600.300.31101.30)101.70100.75100.75100.45100.4!)0.531.2589212105.7(1 5002.000.860.600.300.42101.70)101.80100.40100.40100.10100.1()1.251.7091)161138.001 5502.1

11、00.940.600.330.34101.80)101.50100.05100.0599.7299.721.701.781011102141.99)5502.200.960.600.330.22101.50)101.6099.7899.7899.4599.451.782.151112 85141.99)5502.200.960.600.330.19101.60)101.3099.5999.5999.2699.262.152.041213452201.19)6002.201.040.650.390.99101.30)101.2099.5099.5099.1199.112.192.093污水廠53

12、39.05，7002.701.280.650.461.23101.20)101.4098.7198.7098.2598.252.093.15、工業(yè)企業(yè)的集中流量計算工廠排除的工業(yè)廢水作為集中流量經(jīng)過簡單處理符合排放標(biāo)準(zhǔn)后排入城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)，可以根據(jù)兩個工廠 的不同班次不同車間的人數(shù)求出各個工廠的污水流量，計算按照最大使用量的班次來進(jìn)行，兩個工廠的工人 人數(shù)見下表。工廠平均日流量（m3/d）時 變 化 系 數(shù)職 工 人 數(shù)污 水 管 出 口 管 底 埋 深（m）第一班第二班第三班熱車間一般車 間熱車間一般車 間熱車間一般車 間職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工

13、人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)130001.33001004001102809038010020070250702.3225001.420080230702501103009015060180502.5工廠I:生活污水：根據(jù)其工業(yè)企業(yè)規(guī)劃資料來計算企業(yè)的生活污水產(chǎn)生量:八 AB K + A B K C D + C DQ = 11 3600 T2_+ 13600 22-_ 300 x3x35x2.5 + 400 x3x25x3.0-3600 x 24100 x 3 x 60 +110 x 3 x 40+3600 x 3=4.84 s工業(yè)生產(chǎn)污水:一般情況下，工業(yè)廢水量的日變化不大，其日變化系數(shù)可取

14、為1，所以工廠的總變化系數(shù)為1.3。864003000 x 1.3 x 1000 45.2 L / s所以工廠 I 的污水量為：Q3 Q1 + Q2 4.84 + 45.2 50.04L/ s工廠II：生活污水：根據(jù)其工業(yè)企業(yè)規(guī)劃資料來計算企業(yè)的生活污水產(chǎn)生量:八 ABK+ABK CD+CDQ 11 3600 T2去 +-1 3600。2_ 250 x 3 x 35 x 2.5 + 300 x 3 x 25 x 3.03600 x 24110 x 60 + 90 x 40+36004.37 L / s工業(yè)生產(chǎn)污水：本企業(yè)的總變化系數(shù)為1.4，所以其工業(yè)污水量為:86400Q -%- 2500

15、x1.4x 1000 - 40.51L/s5 3600T所以工廠 II 的污水量為：Q6 Q4 + Q5 4.37 + 40.51 44.88L/s、劃分設(shè)計管段，計算設(shè)計流量根據(jù)布管方式計算出主干管和所有干管的各個管段的長度，列表如下:編號管段長度編號管段長度編號管段長度編號管段長度L/mL/mL/mL/m1220689212161723223242722318091016117181802425354341631011102189772526132452121112851920290261316056233121345220212332728160671701415100212219028

16、2916778185151628822122132913123各設(shè)計管段的設(shè)計流量應(yīng)列表進(jìn)行計算。在初步設(shè)計中，只計算干管和主干管的設(shè)計流量；在技術(shù)設(shè)計 和施圖設(shè)計圖中，要計算所有的管段的設(shè)計流量。本設(shè)計為初步設(shè)計，故只計算主干管和干管的設(shè)計流量?？傋兓禂?shù)的確定按照以下規(guī)則：、Qd 5L / s, K = 2.3;一. 一 .2.7、5L / s Q 1000L/ s, % = 1.3;管段的設(shè)計流量w涔傍涔術(shù)汗管q = (q +q)x K +q應(yīng)該按該式計算：ij 12 Z 3 ；q ij 一本段的設(shè)計流量；q 一本段流量；q 一轉(zhuǎn)輸流量；。3 一集中流量。集中流量一般是指大型工業(yè)企業(yè)或者

17、是火車站等密集地區(qū)。12為整個主干管的起點，這個管段本段流量為4 = q北 x F = 1.042 x 3.90 = 4.06L / s轉(zhuǎn)輸流量為1.95L/s，從工廠I轉(zhuǎn)輸?shù)募辛髁繛?0.04 L/s.則管段的設(shè)計流量為沿線流量、集中流量 之和為59.48 L/s。其他各管段的計算結(jié)果如下表：居民生活污水日平均流量分配管段設(shè)計流量計算本段總 變化系數(shù)集中流量管段編號街坊街坊面積比流量（L/s）/h流量轉(zhuǎn)輸流量合計流量沿線流量本段流量（L/s）轉(zhuǎn)輸設(shè)計流量編號（ha（L/s）（L/s）（L/s）（L/s）流量（L/s）a（L/s）1234567.00891011121283.91.0424.

18、061.956.012.2213.33044.8858.212373.321.0423.466.019.472.1119.97044.8864.85349.479.472.1119.97044.8864.854533.481.0423.639.4713.102.0326.65044.8871.535622.871.0422.9917.0920.081.9438.98044.8883.866713.331.0423.4724.6528.121.8752.60044.8897.487828.1228.121.8752.60044.8897.488944.781.0424.9828.1233.101

19、.8460.82044.88105.701415144.761.0424.964.962.3011.410011.411516134.191.0424.374.969.332.1119.700019.701617123.341.0423.489.3312.812.0426.130026.131718112.51.0422.6112.8115.422.0030.810030.8118918.0318.031.9635.420035.42910101.341.0421.4052.5353.931.7493.90044.88138.781011151.991.0422.0753.9356.001.7

20、397.11044.88141.99111256.0056.001.7397.11044.88141.9919209.439.432.1119.8919.89202118.2318.231.9635.7735.77212225.0625.061.8947.4747.472212202.891.0423.0130.5433.551.8361.5561.551213265.811.0426.0589.5595.601.63156.3144.88201.1923245.895.892.2213.0813.082425325.291.0425.5116.9822.491.9243.1243.12252

21、6312.371.0422.4723.3825.851.8948.8048.802613252.241.0422.3337.7240.051.8072.0672.06272850.0450.044 28294.584.582.3010.5350.0460.5729137.267.262.1715.7650.0465.8013污水廠339.05水力計算：（1）設(shè)計要求設(shè)計充滿度：充滿度是在設(shè)計流量下，污水在管道中的實際水深h與管徑D的比值，為了具體運行時方便，污水管段 一般充滿度都不會使用滿流，同時行業(yè)中有最大以及最小的設(shè)計充滿度見下表污水管道的最大、最小設(shè)計充滿度管徑或渠道最大設(shè)高度（mm）計

22、充滿度最大2 3000.55350-4500.65500-9000.7N10000.75最小條件最小設(shè)計 充滿建議h/D = 0.25一般h/D = 0.5充滿度示意圖在本設(shè)計中，充滿度統(tǒng)一按照0.5來計算。、設(shè)計流速與設(shè)計流量、設(shè)計充滿度相對應(yīng)的水流平均速度成為設(shè)計流速。設(shè)計流速過小，污水流動緩慢，其中的 懸浮物容易沉淀淤積；反之，設(shè)計流速過高，產(chǎn)生對管壁的沖刷，使得管材損壞嚴(yán)重，管道的使用壽命降低。一般規(guī)定：最小設(shè)計流速：污水0.6m/s、明渠0.4m/s、雨污合流0.75m/s。最大設(shè)計流速：金屬管10m/s、非金屬5m/s、明渠查表。本設(shè)計的設(shè)計流速全部按0.6m/s計算。、最小設(shè)計坡

23、度在污水管道系統(tǒng)設(shè)計時，通常使管道敷設(shè)坡度與地面坡度一致，這對降低管道系統(tǒng)的造價非常有利。但 相應(yīng)于管道敷設(shè)坡度的污水流速應(yīng)該等于或大于最小設(shè)計流速，這在地勢平坦地區(qū)或管道逆坡敷設(shè)是尤為重 要。為了防止其管道的沉淀淤積，所以行業(yè)中有規(guī)定最小的設(shè)計坡度。我國室外排水設(shè)計規(guī)范一般規(guī)定：在設(shè)計充滿度為0.5時，管徑為200mm時，最小設(shè)計坡度為0.004；管徑為300mm時，、最小設(shè)計坡度為 0.003。街坊廠區(qū)內(nèi)為0.004 ；街道為0.003。、設(shè)計最小管徑：一般在污水管道系統(tǒng)的上游部分，污水設(shè)計流量很小，若根據(jù)設(shè)計流量計算，則設(shè) 計管徑會很小。根據(jù)管徑養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗證明，管徑過小容易堵塞，從而增加管

24、道清淤次數(shù)，并給用戶帶來不便。 采用較大的管徑可采用較小的設(shè)計坡度，從而使管道的埋深減小，降低工程造價。我國室外排水設(shè)計規(guī)范 規(guī)定：污水管道到在街坊和廠區(qū)內(nèi)的最小設(shè)計管應(yīng)為200mm，在街道下的最小設(shè)計管徑為300mm。本設(shè)計中的 所有管段均滿足以上要求。、不計算管段在污水管道的設(shè)計過程中，若某設(shè)計管段的設(shè)計流量小于其在最小管徑、最小設(shè)計流速、最小設(shè)計充滿 度條件下管道通過的流量，則這樣的管段稱為不計算管段。設(shè)計時不再進(jìn)行水力計算，直接采用最小管徑即 可，其他的水力參數(shù)則按照最小管徑來核算。、最小埋設(shè)深度管道的埋深：地面到內(nèi)壁底的距離。覆土厚度：地面到外壁頂?shù)木嚯x。為了滿足如下的技術(shù)要求而提出

25、最小覆土厚度：防止冰凍膨脹而損壞管道防止管壁因地面負(fù)載而破壞滿足街坊污水連接管銜接的要求根據(jù)室外排水設(shè)計規(guī)范規(guī)定：防凍一無保溫時為冰凍線上0.15m；防負(fù)載一車行道下最小覆土 0.7m；銜接一建筑物出戶管0.5 0.6m。、污水管道的銜接在污水管道系統(tǒng)中，為了滿足管道銜接和養(yǎng)護(hù)管理的要求，通常在管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化及 支管接入的地方設(shè)置檢查井。在檢查井中必須考慮上下游管道銜接時的高程關(guān)系。管道銜接時應(yīng)遵循一下兩 個原則：盡可能提高下游管道的高程，以減少管道的埋深，見底造價；避免在上游管段中形成回水而造成淤積。常見的銜接方式有：管頂平接、水面平接、設(shè)跌水井的方式。本設(shè)計采用管底平接進(jìn)行管道的敷設(shè)。、主干管的水力計算：主干管的水力計算結(jié)果如下：1管段編號管段長度L/m設(shè)計流量Q/(L/s)管道 直徑 D/mm設(shè)計坡度I/%。設(shè)計流速 v/(m/s設(shè)計充滿度標(biāo)高;h/Dh/m降落量 IL/m:地1面7卜面管內(nèi)底上端下端上端下端上端下12345)6789101112131411