給排水注冊工程師復(fù)習(xí)資料-排水管網(wǎng)

1、注冊公用設(shè)備工程師給水排水執(zhí)業(yè)資格考試排水工程專業(yè)輔導(dǎo)課程 1第1章 排水系統(tǒng)概論 排水工程的基本任務(wù)和主要內(nèi)容污水的定義與分類排水系統(tǒng)的體制及其選擇排水系統(tǒng)的組成與布置形式排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計原則排水系統(tǒng)的基建程序和設(shè)計階段2排水工程的基本任務(wù)和主要內(nèi)容 排水工程的基本任務(wù)：保護(hù)生態(tài)環(huán)境免受污染污水的無害化和資源化保障工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和人民的健康與正常生活排水工程的主要內(nèi)容：收集各種污水并及時將其輸送至適當(dāng)?shù)攸c將污水妥善處理后排放或再利用3排水系統(tǒng)的體制及其選擇 排水系統(tǒng)的體制：【雨水，污水（生活、生產(chǎn)）】分流制排水系統(tǒng)（新建城區(qū)，工業(yè)企業(yè)）完全分流制排水系統(tǒng)不完全分流制排水系統(tǒng)合流制排水系統(tǒng)

2、（截流式合流制排水系統(tǒng)）排水體制的選擇：(規(guī)范）環(huán)境保護(hù)要求技術(shù)安全可靠經(jīng)濟(jì)造價分析維護(hù)管理費用4城市排水系統(tǒng)的組成城市污水排水系統(tǒng)室內(nèi)污水管道系統(tǒng)及設(shè)備室外排水管道系統(tǒng)污水泵站及壓力管道城市污水處理廠出水口及事故排出口城市雨水排水系統(tǒng)：建筑物的雨水管道系統(tǒng)和設(shè)備居住小區(qū)或工廠雨水管渠系統(tǒng)街道雨水管渠系統(tǒng)排洪溝出水口5城市排水系統(tǒng)的總平面布置城市排水系統(tǒng)總平面布置的任務(wù)：確定干管、主干管的走向確定污水處理廠和出水口的位置城市排水系統(tǒng)總平面布置的原則：管網(wǎng)密度合適，管道工程量小，水流暢通充分利用地形地勢，順坡排水，避免提升地形起伏較大的地區(qū)，采用高、低區(qū)系統(tǒng)分離盡量減少中途加壓泵站的個數(shù)截流干管

3、的布置要使全區(qū)污水管道能便捷、直接地接入6城市排水系統(tǒng)的總平面布置城市排水系統(tǒng)總平面布置的常見形式：（教材圖）直流正交式（適用于雨水）正交截留式（合流制）平行式（排水坡度過大、減小流速、避免沖刷）高低分區(qū)式（地形起伏過大，減少提升能耗）輻射分散式（城區(qū)大、中心地勢高、出路分散）環(huán)繞式（中小城市、排水出路集中）7第2章 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計 設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集污水管道系統(tǒng)的平面布置污水管道設(shè)計流量計算和水力計算污水管道銜接的原則和方式的確定污水管道在街道上位置的確定繪制污水管道系統(tǒng)平面圖和縱剖面圖8污水設(shè)計流量的計算 污水設(shè)計流量：生活污水量工業(yè)廢水量（地下水滲入量）最大日最大時（高日高時）污水流

4、量流量單位L/S（升/秒）污水量變化系數(shù)：污水設(shè)計流量的基本計算公式：設(shè)計流量排水個體數(shù)排水定額變化系數(shù)排水時間單位換算9污水設(shè)計流量的計算 生活污水設(shè)計流量的計算公式：Q1居住區(qū)生活污水設(shè)計流量（L/s)；n居民生活污水定額（L/人.d）；8090用水定額（表221）N設(shè)計人口（人）；設(shè)計人口人口密度服務(wù)面積KZ生活污水量總變化系數(shù)，（表222）10污水設(shè)計流量的計算例題 某居住區(qū)生活給水定額200L/（人.d),居住區(qū)人口數(shù)N=10000，污水收集系數(shù)，K總的次方 ， 則居住區(qū)生活污水設(shè)計流量Q1=( )L/s. A 30.32 11污水設(shè)計流量的計算例題 某居住區(qū)生活排水定額200L/（

5、人.d),居住區(qū)人口數(shù)N=10000， K總， 則居住區(qū)生活污水設(shè)計流量Q1=( )L/s. A 30.32 B 38.28 12污水管道的水力計算 污水在管道中為重力流（管道兩端水面高差）；污水管道內(nèi)水流狀態(tài)為明渠非穩(wěn)定非均勻流；對于設(shè)計管段，采用穩(wěn)定均勻流公式計算；污水管道按不滿流設(shè)計，主要原因：為未預(yù)見水量的增長留有余地，避免污水外溢；利于管道通風(fēng)，排除有害氣體；便于管道的疏通和維護(hù)管理。13污水管道的水力計算 污水管道水力計算的基本公式: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（水面坡度，管底坡度）；C流速系數(shù)（謝才

6、系數(shù)）；n管壁粗糙系數(shù)（表227）14污水管道的水力計算例題 某管，DN300，水深h=150mm，求管中水流速。 A 0.62m/s, B 1.50m/s, C 0.80m/s, 15污水管道的水力計算例題 一根DN1200管道，原來，3/s，內(nèi)壁刮管除垢涂層后，求其Q（R，I不變） 3/s，3/s，3/s，3/s16污水管道的水力計算 污水管道水力計算的目的：根據(jù)設(shè)計流量，確定管道斷面尺寸和敷設(shè)坡度，并在滿足設(shè)計規(guī)范的前提下，對設(shè)計參數(shù)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)優(yōu)化。污水管道水力計算的原則：充分利用地面坡度，減小埋深和造價；控制設(shè)計流速，避免管道淤積和沖刷；控制設(shè)計充滿度在規(guī)定范圍內(nèi)。17污水管道的水力計算

7、 污水管道水力計算的設(shè)計規(guī)定：(新規(guī)范有變化)管壁粗糙系數(shù)（n）表227設(shè)計充滿度（h/D）（）表228最小設(shè)計流速（vm）（管道，明渠）最大設(shè)計流速（vx）（金屬管道:10m/s，非金屬:5m/s）最小設(shè)計坡度（I）（街區(qū)內(nèi)：，街道下：）最小管徑（街區(qū)內(nèi)：200mm，街道下：300mm）最大允許埋深（干燥土壤：78m）最小覆土厚度（冰凍，動荷載，支管銜接） P25218污水管道的水力計算 覆土厚度：管道外壁頂部到地面的距離埋設(shè)深度：管道內(nèi)壁底部到地面的距離覆土厚度埋設(shè)深度管道地面19污水管道的水力計算 污水管道水力計算的方法（圖表法）：根據(jù)所選管材，使用相應(yīng)粗糙系數(shù)(n)的水力計算圖表；根據(jù)

8、設(shè)計流量（Q），初步確定管徑（D）；使用相應(yīng)管徑（D）的水力計算圖表進(jìn)行水力計算；設(shè)定1個未知參數(shù)（I，v，h/D），求定另外2個：坡度（I）控制法盡量采用最小設(shè)計坡度，減小埋深；流速（v）控制法流速逐段增大，參照上段流速；充滿度（h/D）控制法盡量采用最大允許充滿度，以降低工程造價。20污水管道的水力計算 污水管道水力計算的步驟（教材P261263例題）編制污水主干管水力計算表，列入所有已知數(shù)據(jù)；根據(jù)設(shè)計流量Q和最小管徑D，確定起始管段未知參數(shù)（I，v，h/D），可根據(jù)情況設(shè)定1個，求定另外2個；根據(jù)設(shè)計流量Q的變化，設(shè)定下游管段管徑D，遵循流速隨流量增大而增大或不變的原則設(shè)定設(shè)計流速，然后

9、確定該管段其它未知參數(shù)（I，h/D），通過試算定奪；計算管段上、下端的水面標(biāo)高、管內(nèi)底標(biāo)高及埋設(shè)深度：根據(jù)管段長度和坡度求坡降，根據(jù)管徑和充滿度求水深；根據(jù)管段銜接方式，確定下游管段上端的管內(nèi)底標(biāo)高。21污水管道水力計算例題已知DN600污水管埋設(shè)深度為，管壁厚度為60mm，計算覆土厚度。，C 1，覆土厚度管底埋深管徑管壁厚度覆土厚度22污水管道水力計算例題 在管頂平接的情況下，已知前一管段（DN600）的下端管底標(biāo)高為，求后一管段（DN700）的上端管底標(biāo)高為（）米。 ，采用管頂平接，后一管段上端管底標(biāo)高前一管段下端管底標(biāo)高兩管徑之差1.8-(0.7-0.6)23污水管道水力計算例題 在水面

10、平接的情況下，已知前一管段（DN600）的下端水面標(biāo)高為，如果后一管段的充滿度為，計算后一管段（DN800）的上端管底標(biāo)高。，后管段有效水深充滿度管徑管底標(biāo)高水面標(biāo)高有效水深24污水管道水力計算例題 某管，DN300，水深h=150mm，求管中水流速。A 0.62m/s, B 1.50m/s, h/D150/300根據(jù)h/D、I，查相應(yīng)水力計算圖，h/D、I相交處，Q=30L/s25污水管道系統(tǒng)的設(shè)計 管道定線和平面布置：任務(wù)：在總平面圖上確定污水管道的位置和走向，主干管 干管 支管原則：管線短，埋深小，自流排水考慮因素：地形：充分利用地形，順坡排水，干管正交布置污水廠和排水口位置：主干管走向

11、排水體制：雨、污水管道的平面、高程配合水文地質(zhì)條件：地下水位，地下障礙物道路和交通條件：道路寬度40m，可平行敷設(shè)兩條管道集中排水點：工廠和大型建筑，干管起點26污水管道系統(tǒng)的設(shè)計 街區(qū)內(nèi)污水支管的平面布置：低邊式（圖227a）街坊面積不大且地形有一定坡度時 周邊式（圖227b）圍坊式:街坊面積較大且地勢較平坦時穿坊式（圖227c） ：小區(qū)建設(shè)規(guī)劃已確定時27污水管道系統(tǒng)的設(shè)計 控制點標(biāo)高和泵站設(shè)置：控制點（最不利點）：對管道系統(tǒng)埋深起控制作用的地點離出水口最遠(yuǎn)的管道起點；大埋深支管接入點或低洼地區(qū)管道起點；大埋深的工廠排水口。污水泵站： （根據(jù)位置和功能分類）中途泵站；局部泵站；終點泵站。2

12、8污水管道系統(tǒng)的設(shè)計 設(shè)計管段及設(shè)計流量的確定：設(shè)計管段的劃分:流量、管徑、坡度不變的直線管段設(shè)計管段的設(shè)計流量：本段流量(q1)：沿線街坊，起點進(jìn)入轉(zhuǎn)輸流量(q2) ：上游、旁側(cè)管段集中流量(q3) ：工廠，大型建筑29污水管道系統(tǒng)的設(shè)計 污水管道的銜接：銜接方法：檢查井管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化和一定距離處銜接原則：經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較盡可能減小埋深，降低造價避免上游管段中形成回水而造成淤積水面和管底標(biāo)高，下游不能高于上游銜接方式：水面平接：可減小埋深，易形成回水管頂平接：不產(chǎn)生回水，埋深增加快跌水連接：高差過大時采用30污水管道系統(tǒng)的設(shè)計 污水管道在街道上的位置：污水管道的特點：輸送污水，

13、重力流，易滲漏管徑大，埋深大連接支管和附屬構(gòu)筑物多污水管道的定位原則：保證安全：禮讓關(guān)系，最小凈距方便用戶接管便于維護(hù)、清通31污水管道系統(tǒng)的設(shè)計 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計步驟：總平面設(shè)計（管網(wǎng)定線，街區(qū)編號，街區(qū)面積）干、支管線的平面設(shè)計（管線定位，設(shè)計管段）確定設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)（設(shè)計人口，排水定額）計算設(shè)計流量（總變化系數(shù)，管段流量，集中流量，轉(zhuǎn)輸流量）管道水力計算（選定控制點，依次逐段計算）繪制管道系統(tǒng)平面圖和縱剖面圖32第3章 雨水管渠系統(tǒng)的設(shè)計 確定當(dāng)?shù)乇┯陱姸裙胶陀嬎惴椒▌澐峙潘饔?，進(jìn)行雨水管渠定線劃分設(shè)計管段，計算雨水設(shè)計流量進(jìn)行雨水管渠的水力計算和高程計算，確定管渠的尺寸、坡度、標(biāo)高及埋

14、深繪制雨水管渠系統(tǒng)平面圖和縱剖面圖33暴雨強度公式 暴雨強度公式是描述降雨量、降雨歷時和重現(xiàn)期三者之間數(shù)學(xué)關(guān)系的經(jīng)驗公式式中：q 設(shè)計暴雨強度，t 降雨歷時，minP 設(shè)計重現(xiàn)期，aA1,b,c,n 地方參數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計方法計算確定34雨量分析的幾個要素 降雨量（H）：mm，單位面積上的降雨體積降雨歷時（t）：min，連續(xù)降雨的時間暴雨強度（q）：，單位時間內(nèi)，單位面積上的降雨體積匯水面積（F）：ha，雨水管渠匯集雨水的面積暴雨強度的重現(xiàn)期（P）：a，等于或大于某特定值的暴雨強度可能出現(xiàn)一次的平均間隔時間根據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況，正確選擇設(shè)計參數(shù)，才能做出經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計。35雨水管渠設(shè)計流量的確定 極限

15、強度理論：當(dāng)匯水面積上最遠(yuǎn)點的雨水流達(dá)集流點時，全面積產(chǎn)生匯流，雨水管道的設(shè)計流量最大；當(dāng)降雨歷時等于匯水面積上最遠(yuǎn)點的雨水流達(dá)集流點的集流時間時，雨水管道需要排除的雨水量最大。雨水設(shè)計流量計算公式：式中：Q 雨水設(shè)計流量，L/s 徑流系數(shù)，t B，求Q B-C？ABt A-BFBt BFAt AC47雨水管渠設(shè)計流量計算例題 一雨水干管接受兩個獨立排水流域的雨水徑流，q=c(t+b)n，若t A+t A-B2m，現(xiàn)場建造，磚、石、混凝土、鋼筋混凝土。62第5章 排水管渠的材料、接口、基礎(chǔ)及構(gòu)筑物 排水管道的接口：柔性接口：石棉瀝青卷材接口：管道軸向地基不均勻沉降的地區(qū)橡膠圈接口：土質(zhì)差，地基

16、硬度不均勻，地震多發(fā)區(qū)半柔半剛性接口：使用條件與柔性接口類似預(yù)制套環(huán)石棉水泥（或瀝青砂漿）接口：剛性接口：水泥砂漿抹帶接口：適用于雨水管道和地下水位以上的污水支管鋼絲網(wǎng)水泥砂漿抹帶接口：地基土質(zhì)好，有帶形基礎(chǔ)63第5章 排水管渠的材料、接口、基礎(chǔ)及構(gòu)筑物 排水管道的基礎(chǔ)：砂土基礎(chǔ)：弧形素土基礎(chǔ)：干燥土壤，小直徑污水管道砂墊層基礎(chǔ)：干燥多石土壤，小直徑污水管道混凝土枕基： (C8混凝土)管道接口處設(shè)置的局部基礎(chǔ)，適用于干燥土壤，雨水管和不太重要的污水支管混凝土帶形基礎(chǔ)：(C8混凝土)沿管道全長鋪設(shè)的基礎(chǔ)，適用于地震區(qū)和土質(zhì)松軟地區(qū)，根據(jù)管頂覆土厚度，選擇不同斷面形狀（90，135，180）的管座基礎(chǔ)。(P294）64第5章 排水管渠的材料、接口、基礎(chǔ)及構(gòu)筑物 排水管渠系統(tǒng)上的構(gòu)筑物：雨水口：收集雨水，包括進(jìn)水篦、井筒和連接管連接暗井：排水管徑800mm時，替