某市M地區(qū)排水管網(wǎng)擴(kuò)大初步方案設(shè)計(jì)書

目錄TOC\o"1-3"\h\z\u171081.概述2141611.1設(shè)計(jì)依據(jù)265881.1.1城市總體規(guī)劃簡(jiǎn)況2237481.1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容358841.1.3城市排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)原則367731.1.4設(shè)計(jì)依據(jù)及排水體制的選擇541661.2設(shè)計(jì)資料5289592.污水管道設(shè)計(jì)6236562.1污水管道平面布置6166422.1.1污水管道平面布置內(nèi)容6286752.1.2管道定線671752.2街區(qū)編號(hào)及面積計(jì)算7160162.3管段劃分及流量計(jì)算8118113.3.1設(shè)計(jì)管段的劃分8146083.3.2設(shè)計(jì)管段設(shè)計(jì)流量的確定8117212.4水力計(jì)算10265793.雨水管道設(shè)計(jì)1599893.1雨水管道的設(shè)計(jì)任務(wù)：15162993.2雨水管道設(shè)計(jì)步驟15226503.2.1暴雨強(qiáng)度公式的確定15300753.2.2劃分排水區(qū)域和雨水管渠定線15310033.2.3確定設(shè)計(jì)參數(shù)與相關(guān)原則說(shuō)明16275243.2.4雨水管道水力計(jì)算17135274.繪制管道的平面圖和縱剖面圖18281334.1管道平面圖的繪制18244724.2管道縱剖面圖的繪制1924599致謝TC"致謝"\fC196465參考文獻(xiàn)20概述隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，環(huán)境問題越來(lái)越受到人們的普遍關(guān)注，為保護(hù)環(huán)境，解決城市排水對(duì)水體的污染以保護(hù)自然環(huán)境、自然生態(tài)系統(tǒng)，保證人民的健康，這就需要建立有效的污水處理設(shè)施以解決這一問題，這不僅對(duì)現(xiàn)存的污染狀況予以有效的治理，而且對(duì)將來(lái)工、農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及人民群眾健康水平的提高都有極為重要的意義，因此，城市排水問題的合理解決必將帶來(lái)重大的社會(huì)效益。本設(shè)計(jì)是針對(duì)某市M區(qū)的排水工程，包括城市排水管網(wǎng)和城市污水處理廠，進(jìn)行系統(tǒng)全面的設(shè)計(jì)。1.1設(shè)計(jì)依據(jù)本設(shè)計(jì)依據(jù)有關(guān)的法令、法規(guī)、制度，M城市的總體規(guī)劃及其他基礎(chǔ)設(shè)施情況，還包括當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y料以及本設(shè)計(jì)的工程資料來(lái)設(shè)計(jì)本次的排水管網(wǎng)。其中自然條件有地形、氣候和水文資料，地形包括地形圖和等高線，氣象包括氣溫、風(fēng)向和降雨量等，水文資料有受納水體流量、流速、最高水位、最低水位、常水位以及洪水位等；工程資料有道路、通訊、供電、煤氣等。1.1.1城市總體規(guī)劃簡(jiǎn)況某市M地區(qū)主要有居住區(qū)、火車站、電影院以及公園等區(qū)域構(gòu)成，其地勢(shì)西高東低，南高北低，城市區(qū)域面積有2500m2左右。東南方向有一條武家河河流。地區(qū)平面圖如圖1-1圖1-1M區(qū)平面圖地勢(shì)高程由西南向東北遞減，該區(qū)最高高程為161m，按等高線間距遞減知道最低高程為155m，居民區(qū)域面積被分成12塊，集中流量有火車站、電影院和公園分布在如圖1所示。排水經(jīng)過污水處理廠處理后排入武家河，流向如圖1所示。其中公園在160m-161m等高線之間，影劇院在159m-160m等高線之間，火車站在158m-159m等高線之間。1.1.2設(shè)計(jì)內(nèi)容隨著城市人口的增加和工業(yè)發(fā)展，污水未經(jīng)任何處理排入河流，近年來(lái)對(duì)水體和環(huán)境的污染日趨嚴(yán)重。為了保護(hù)環(huán)境和水體，以利漁業(yè)、航運(yùn)和游覽事業(yè)的發(fā)展，要求對(duì)該市污水進(jìn)行處理，以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。并鑒于原有排水管渠斷面太小，損失嚴(yán)重，要求重新建造城市排水管道。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括以下幾部分：確定排水系統(tǒng)方案污水管（渠）的布置與定線排水管的水力計(jì)算繪制排水管道總平面圖繪制縱斷面圖整理說(shuō)明書1.1.3城市排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)原則排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則排水系統(tǒng)是控制水環(huán)境污染、改善和保護(hù)環(huán)境的重要設(shè)施，同時(shí)也是人民身體健康、日常生活以及廠礦企業(yè)發(fā)展的保障措施。因此，排水工程的規(guī)劃與設(shè)計(jì)必須在區(qū)域規(guī)劃及城市工業(yè)企業(yè)的總體規(guī)劃基礎(chǔ)上進(jìn)行。排水系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則：要認(rèn)真貫徹執(zhí)行憲法中“國(guó)家保護(hù)環(huán)境和自然資源，防治污染和其它公害”以及《環(huán)境保護(hù)法》、《水污染防治法》。堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城市建設(shè)、環(huán)境建設(shè)同時(shí)規(guī)劃、同時(shí)實(shí)施、同時(shí)發(fā)展的原則，開展以城市為中心的環(huán)境綜合治理，以實(shí)施經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一，在這些指導(dǎo)思想下，進(jìn)行排水工程的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。認(rèn)真貫徹“全面規(guī)劃、合理布局、綜合利用、化害為利”的環(huán)保方針，正確安排好工農(nóng)、城市、生產(chǎn)、生活等方面的關(guān)系，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)統(tǒng)一起來(lái)，注意預(yù)防和消除對(duì)環(huán)境的污染。排水工程的規(guī)劃應(yīng)符合區(qū)域規(guī)劃及城市和工業(yè)企業(yè)的總體規(guī)劃，并應(yīng)與城市和工業(yè)企業(yè)中其它單項(xiàng)工程設(shè)施密切配合，互相協(xié)調(diào)。排水工程的設(shè)計(jì)應(yīng)全面規(guī)劃，按近期設(shè)計(jì)，考慮發(fā)展有擴(kuò)建的可能性，并應(yīng)根據(jù)使用要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性等因素，對(duì)近期工程做出分期建設(shè)安排。在規(guī)劃與設(shè)計(jì)排水工程時(shí)，必須注意要認(rèn)真執(zhí)行有關(guān)部門制定的現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)定。必須執(zhí)行國(guó)家關(guān)于新、改、擴(kuò)工程實(shí)行防治污染的“三同時(shí)”規(guī)定。排水系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，要與鄰近區(qū)域的污水、污泥處理與處置相協(xié)調(diào)。必須在較大范圍內(nèi)綜合考慮。排水系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，應(yīng)處理好污染源治理與集中處理的關(guān)系。對(duì)工業(yè)廢水要進(jìn)行適當(dāng)?shù)念A(yù)處理，達(dá)到要求后排入城市排水系統(tǒng)。排水管網(wǎng)定線原則排水管網(wǎng)的定線原則是：應(yīng)盡可能在管線較短和埋深較淺的情況下，讓最大區(qū)域的污水自流排除。定線時(shí)通?？紤]的因素是：地形和豎向規(guī)劃；排水體制；污水廠和出水口位置；水文地質(zhì)條件；道路寬度；地下管線和構(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以及發(fā)展遠(yuǎn)景和修建順序等。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，使管道的走向符合地形趨勢(shì)，一般應(yīng)順坡排水。地形標(biāo)高較高的污水不要經(jīng)較低地區(qū)泵站排水。排水管網(wǎng)定線的順序應(yīng)當(dāng)是先確定污水處理廠的位置，然后依次確定主干管、干管、支管的位置。污水廠應(yīng)設(shè)在河流下游，地下水流向的下游，城市主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。管道埋深和泵站數(shù)量直接影響到工程總造價(jià)，管網(wǎng)定線需做方案比較，選擇最合適的管線位置，使其既能減少埋深，又可少建泵站。排水管道定線應(yīng)盡量避免或減少管道與河流、山谷、鐵路及地下構(gòu)筑物交叉，以降低施工費(fèi)用，減少養(yǎng)護(hù)工作的困難。當(dāng)排水干管與等高線垂直時(shí)，排水干管一般采用雙側(cè)集水；當(dāng)排水干管與等高線斜向相交時(shí)，排水干管一般采用單側(cè)集水。當(dāng)排水干管雙側(cè)集水時(shí)，干管間距一般為600—1000m；當(dāng)排水干管單側(cè)集水時(shí)，干管間距一般為600—800m。1.1.4設(shè)計(jì)依據(jù)及排水體制的選擇設(shè)計(jì)依據(jù)包括：1某市M地區(qū)城市總體規(guī)劃（2005～2020）2某市M地區(qū)城市排水工程總體規(guī)劃（2005～2020）3室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50014-2006）及其規(guī)范條文說(shuō)明4地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）5給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)第1、2、5、6、9、10、11冊(cè)（均為第二版）6給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)（GBJ106—87）7城市污水生物脫氮除磷處理設(shè)計(jì)規(guī)程.CECS149:20038《給水排水工程研究預(yù)算與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)手冊(cè)》國(guó)家城市給水排水工程技術(shù)研究中心，建工出版社（1993年12月）1.2設(shè)計(jì)資料1.地區(qū)總平面圖一張，比例尺寸1：50000，等高線間距1M。2.居住地區(qū)情況及有關(guān)污水水量：Ⅰ區(qū)：人口密度800人/ha，居民區(qū)生活污水量標(biāo)準(zhǔn)210升/人日。Ⅱ區(qū)：污水量5500立方M/日，從該地區(qū)南邊各接入3000立方M/日。3.公共及公用建筑物情況火車站集中污水量3.5升/秒影劇院集中污水量4升/秒公園集中污水量4升/秒4.城市位于我國(guó)東部，冰凍線深度0.70M。5.地基為潮濕土壤，土質(zhì)松軟：地下水位2.90M。6.河流水位：武家河最高水位154.10M，最低水位144M。7.雨量資料(1)暴雨強(qiáng)度資料q=(2)重現(xiàn)期T=1年(3)地面集水時(shí)間t=15分鐘(4)地面種類：屋面、道路面積占44%碎石路面占6%綠地50%污水管道設(shè)計(jì)污水管道設(shè)計(jì)一般有確定排水區(qū)界，劃分排水流域；管道定線；控制點(diǎn)確定和泵站的設(shè)置地點(diǎn)；污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算；設(shè)計(jì)管段及設(shè)計(jì)流量的確定；污水管道水力計(jì)算；污水管道的銜接；繪制管道平面圖和縱剖面圖。2.1污水管道平面布置2.1.1污水管道平面布置內(nèi)容污水管道系統(tǒng)平面布置包括：確定排水區(qū)界，劃分排水流域；選擇污水處理廠出水口的位置；擬定污水干管及總干管的路線；確定需要提升的排水區(qū)域和設(shè)置泵站的位置等，在施工圖設(shè)計(jì)階段時(shí)，尚需要確定街道支管的路線及管道在的街道上的位置等。在地形平坦無(wú)顯著分水線的地區(qū)，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，使干管在合理埋深情況下，盡量使絕大部分污水能夠自流排水為原則。每一個(gè)排水流域應(yīng)有一條或者一條以上的干管，確定流域高程和水流方向和需要抽升的地區(qū)。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)。2.1.2管道定線管道定線一般按總干管，干管，支管順序依次進(jìn)行。管道定線應(yīng)遵循的主要原則是盡可能在減小管線長(zhǎng)度和埋深的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。污水總干管取決于污水廠和出水口的位置。定線時(shí)考慮以下因素：(1)地形與豎向規(guī)劃(2)排水體制與管道線路數(shù)目(3)污水廠的出水口位置(4)道路的寬度(5)水文地質(zhì)條件(6)工業(yè)企業(yè)和產(chǎn)生大量污水的建筑物的分布情況(7)地下管線和構(gòu)筑物的位置(8)發(fā)展遠(yuǎn)景和修建順序在一定條件下，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，使管道的走向符合地形趨勢(shì)，一般宜順坡排水。在地形平坦地區(qū)，應(yīng)避免小流量的橫支管長(zhǎng)距離平行于等高線敷設(shè)，讓其盡早接入干管。在地形平坦地區(qū)，即使管線不長(zhǎng)，埋深亦會(huì)增加很快，當(dāng)埋深超過8M時(shí)，需設(shè)泵站提升污水。污水管要布置在堅(jiān)硬密實(shí)的土壤中，為了降低施工費(fèi)用，縮短工期及減少日后養(yǎng)護(hù)工作的困難，管道定線時(shí)應(yīng)盡量避免或減少與河道，山谷，鐵路及各種地下構(gòu)筑物的交叉。污水支管的布置除考慮地形外，還要考慮街坊的建筑特征，并便于用戶的接管排水，一般有三種形式：(1)低坊式：街坊狹長(zhǎng)或地形傾斜時(shí)采用；(2)圍坊式：街坊地勢(shì)平坦且面積較大時(shí)采用；(3)穿坊式：街坊內(nèi)部建筑規(guī)劃已確定，或街坊內(nèi)部管道自成體系時(shí)，支管可以穿越街坊布置。從該區(qū)平面圖上可知該區(qū)地勢(shì)向東北方向傾斜，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，主干管基本上與等高線垂直布置。整個(gè)管道系統(tǒng)呈正交式布置?？紤]市區(qū)水體的環(huán)境和地勢(shì)走向，污水處理廠和排水口選擇在河流的下游。區(qū)域劃分和管道定線如附圖2-12.2街區(qū)編號(hào)及面積計(jì)算通常通過劃分街坊的泄水面積來(lái)確定設(shè)計(jì)管段的排水面積，當(dāng)街管采用圍坊布置時(shí)，通常用各街角的角平分線劃分街坊為四塊，每塊街坊的污水假定排入相近的街管；當(dāng)街管采用低側(cè)式布置時(shí)，通常假定整塊街坊的污水排入在其低側(cè)的街管中；當(dāng)街管采用對(duì)邊布置時(shí)，通常將街坊面積用中線劃分，被劃分的街坊的污水假設(shè)排近鄰近的街管中。劃分完街區(qū)后，用大寫字母將各街區(qū)編上號(hào)碼，編號(hào)如附圖2-1，并按各街區(qū)的平面范圍計(jì)算它們的面積，計(jì)算結(jié)果見附表2-2中，用箭頭標(biāo)出各街區(qū)的污水排出方向。2.3管段劃分及流量計(jì)算3.3.1設(shè)計(jì)管段的劃分設(shè)計(jì)管段：兩個(gè)檢查井之間的管段，如果采用的設(shè)計(jì)流量不變，且采用同樣的管徑和坡度，則稱它為設(shè)計(jì)管段。劃分設(shè)計(jì)管段：只是估計(jì)可以采用同樣管徑和坡度的連續(xù)管段，就可以劃作一個(gè)設(shè)計(jì)管段。根據(jù)管道的平面布置圖，凡有集中流量流入，有旁側(cè)管接入的檢查井均可作為設(shè)計(jì)管段的起止點(diǎn)。設(shè)計(jì)管段的起止點(diǎn)應(yīng)依次編上號(hào)碼。3.3.2設(shè)計(jì)管段設(shè)計(jì)流量的確定污水管道的水力計(jì)算是由確定控制點(diǎn)開始，從上游到下游，計(jì)算和確定各設(shè)計(jì)管段的有關(guān)數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)管段的污水設(shè)計(jì)流量可能包括以下幾種流量：（1）本段流量QUOTE——是從本管段沿線街坊流來(lái)的污水量；（2）轉(zhuǎn)輸流量q2——是從上游管段和旁側(cè)管段流來(lái)的污水量；（3）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(lái)的污水量。對(duì)于某一設(shè)計(jì)管段，本段流量是沿管段長(zhǎng)度變化的，即從管段起點(diǎn)的零逐漸增加到終點(diǎn)的全部流量。為便于計(jì)算，通常假定本段流量從管段起點(diǎn)集中進(jìn)入設(shè)計(jì)管段。而從上游管段和旁側(cè)管流來(lái)的轉(zhuǎn)輸流量q2和集中流量q3對(duì)這一管段是不變的。本段流量是以人口密度和管段的服務(wù)面積的乘積來(lái)計(jì)算，其計(jì)算公式如下：QUOTE=QUOTE·F式中：QUOTE——設(shè)計(jì)管段的本段流量（L/s）；F——設(shè)計(jì)管段的本段服務(wù)面積（ha）；QUOTE——比流量（L/s·ha）。比流量是指單位面積上排出的平均污水量。可用下式計(jì)算：QUOTE=n·ρ/86400式中：n——生活污水定額（L/人·d）；ρ——人口密度（人/ha）。本次設(shè)計(jì)中人口密度800人/ha，居民區(qū)生活污水量標(biāo)準(zhǔn)210升/人·日，則一區(qū)每ha街區(qū)面積的生活污水平均流量（比流量）為：QUOTE=800×210/86400=1.94（L/s·ha）某一設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量可由下式計(jì)算：qij=（QUOTE+QUOTE）·QUOTE+QUOTE式中:qij——某一設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量（L/s）；q1——本段流量（L/s）；q2——轉(zhuǎn)輸流量（L/s）；q3——集中流量（L/s）；Kz——生活污水總變化系數(shù)，生活污水量總變化系數(shù)可以從下表2-1查得。表2-1生活污水量總變化系數(shù)污水平均日流量（L/s）5154070100200500≥1000總變化系數(shù)（）2.32.01.81.71.61.51.41.3各管段的生活污水總變化系數(shù)按照線性內(nèi)插法求得，各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量列表計(jì)算（見附表2-3）。下面舉例計(jì)算部分管段的設(shè)計(jì)流量：（參看污水管網(wǎng)平面布置圖）附表2-3中的設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量由沿線流量和集中流量?jī)刹糠纸M成：Q=Q1+Q2，每一部分中都有來(lái)自本管段的流量和轉(zhuǎn)輸流量。由之前的計(jì)算已經(jīng)得出比流量q0=1.94（L/s·ha），如平面布置圖和附表2-1所示，設(shè)計(jì)管段11-10除了有來(lái)自火車站的集中流量為3.5L/s外還有來(lái)自居民區(qū)D區(qū)和C-2區(qū)的本段流量7.76L/s，則居民區(qū)的沿線流量7.76乘以一個(gè)系數(shù)2.26得到沿線流量Q1，故設(shè)計(jì)流量Q=Q1+Q2==17.538L/s+3.5L/s=21.5L/s；管段13-12，在計(jì)算沿線流量時(shí)，先根據(jù)本段服務(wù)區(qū)域L-3的面積為AL-3=3.1ha，求得本設(shè)計(jì)管段的排水面積上來(lái)的生活污水平均流量，即本段的流量q0AL-3=3.1x1.94L/s=6L/s。由于本段是街坊的起始，管段沒有轉(zhuǎn)輸?shù)难鼐€流量，因此，該設(shè)計(jì)管段的沿線流量的累計(jì)設(shè)計(jì)流量Q1=2.27x6L/s=13.6L/s.與集中流量的累計(jì)設(shè)計(jì)流量Q2（2500m3/d來(lái)自Ⅱ區(qū)）相加，得設(shè)計(jì)管段13-12的總設(shè)計(jì)流量Q=Q1+Q2=13.6L/s+2500m3/d=13.6+2.9L/s=16.4L/s。排水管網(wǎng)其他管段的流量計(jì)算均按照以上計(jì)算方式進(jìn)行流量計(jì)算，其流量應(yīng)包括本段的沿線流量和轉(zhuǎn)輸流量，轉(zhuǎn)輸流量又包括上游管段的沿線流量之和以及集中流量之和。計(jì)算結(jié)果依次記錄在附表2-3中，得到污水干管設(shè)計(jì)流量計(jì)算表。2.4水力計(jì)算在確定管段設(shè)計(jì)流量后，便可以從上游管段開始依次進(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，計(jì)算結(jié)果填入附表2-4，水力計(jì)算步驟如下：（1）計(jì)算每一設(shè)計(jì)管段的長(zhǎng)度，結(jié)果見附表2-3表從管道平面布置圖上量出每一設(shè)計(jì)管段的長(zhǎng)度，如附表2-4。（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。（3）計(jì)算每一設(shè)計(jì)管段的地面坡度，作為確定管道坡度時(shí)參考。（4）確定起始管段設(shè)計(jì)參數(shù)。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300mm，查水力計(jì)算圖。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)。現(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)。圖2.1充滿度示意圖（5）確定其他管段設(shè)計(jì)參數(shù)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，設(shè)計(jì)最大充滿度如表2-2。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)試算過程。表2-2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（h/D）200-300350-450500-900≥10000.550.650700.75（6）最小管徑與最小設(shè)計(jì)坡度最小設(shè)計(jì)坡度：相應(yīng)于管內(nèi)最小設(shè)計(jì)流速時(shí)的坡度叫做最小設(shè)計(jì)坡度，即保證管道內(nèi)污物不淤積的坡度。這樣考慮的原因有以下幾點(diǎn)：①養(yǎng)護(hù)方便：一般在污水管道的上游部分，設(shè)計(jì)流量很小，若根據(jù)流量計(jì)算，則管徑會(huì)很小，根據(jù)養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)表明，管徑過小易堵塞，使養(yǎng)護(hù)管道的費(fèi)用增加。而小口徑管道直徑相差一號(hào)在同樣埋深下，施工費(fèi)用相差不多。②減小管道的埋深：此外采用較大的管徑，可選用較小的坡度，使管道埋深減小。最小管徑可見表2-3。表2-3最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度污水管道位置最小管徑（mm）最小設(shè)計(jì)坡度街坊和廠區(qū)內(nèi)街道2003000.0040.003（7）計(jì)算各管段上端、下端的水面、管底標(biāo)高及其埋設(shè)深度：根據(jù)設(shè)計(jì)管段長(zhǎng)度和管道坡度求降落量。根據(jù)管徑和充滿度求管段的水深。確定管網(wǎng)系統(tǒng)的控制點(diǎn)：控制點(diǎn)一般就是該排水管道系統(tǒng)的起點(diǎn)，排水管道內(nèi)為重力流，水流由高處流往低處，下游管段低于上游，因此，控制點(diǎn)是改排水管道系統(tǒng)的最高點(diǎn)，是控制整個(gè)系統(tǒng)標(biāo)高的起點(diǎn)。控制點(diǎn)標(biāo)高的確定受制于兩側(cè)用戶的最低排水設(shè)備，能夠接納大多數(shù)用戶排出的廢水，但也不能因?yàn)檎疹檪€(gè)別用戶而加大控制點(diǎn)的埋設(shè)深度。提高控制點(diǎn)的標(biāo)高是有利的，為此，可采取某些人為的措施，如加強(qiáng)管材強(qiáng)度，以減少覆土厚度；填土提高地面標(biāo)高以保證最小覆土厚度等。求設(shè)計(jì)管段上、下端的管內(nèi)底標(biāo)高，水面標(biāo)高及埋設(shè)深度。求設(shè)計(jì)管段上、下端的管內(nèi)底標(biāo)高，水面標(biāo)高及埋設(shè)深度如下圖所示：圖2.2管道埋深示意圖最小埋深，確定污水管道最小埋設(shè)深度時(shí)，必須考慮下列因素：（a）必須防止管內(nèi)污水冰凍或土壤冰凍而損壞管道，土壤的冰凍深度，不僅受當(dāng)?shù)貧夂虻挠绊?，而且與土壤本身的性質(zhì)有關(guān)。所以，不同的地區(qū)，由于氣候、條件不同，土壤性質(zhì)不同，土壤的冰凍深度也各不相同。在污水管道工程中，一般所采用的土壤冰凍深度值，是當(dāng)?shù)囟嗄暧^測(cè)的平均值。由于生活污水水溫教高，且保持一定的流量不斷地流動(dòng)，所以污水不易冰凍。由于污水水溫的輻射作用，管道周圍的土壤不會(huì)冰凍，所以，在污水管道的設(shè)計(jì)中，沒有必要將整個(gè)管道都埋設(shè)在土壤的冰凍線以下。但如果將管道全部埋在冰凍線以上，則會(huì)因土壤凍漲而損壞管道基礎(chǔ)。（b）必須保證管道不致因?yàn)榈孛婧奢d而破壞為保證污水管道不因受外部荷載而破壞，必須有一個(gè)覆土厚度的最小限值要求，這個(gè)最小限值，被稱為最小覆土厚度。此值取決于管材的強(qiáng)度、地面荷載類型及其傳遞方式等因素。現(xiàn)行的《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：在車行道下的排水管道，其最小覆土厚度一般不得小于0.7m。在對(duì)排水管道采取適當(dāng)?shù)募庸檀胧┖?，其最小覆土厚度值可以酌減。（c）滿足街坊污水連接管銜接要求。城市住宅和公共建筑內(nèi)生產(chǎn)的廢水要順暢的排入街道污水管網(wǎng)，就必須保證街道污水管道起點(diǎn)的埋深大于或等于街坊（或小區(qū)）污水干管終點(diǎn)的埋深，而街坊（或小區(qū)）污水支管起點(diǎn)的埋深又必須大于或等于建筑物污水出戶管的埋深。從建筑安裝技術(shù)角度考慮，要使建筑物首層衛(wèi)生器具內(nèi)的污水能夠順利排出，其出戶管的最小埋深一般采用0.3~0.6m，所以街坊污水支管起點(diǎn)最小埋深至少應(yīng)為0.6~0.7m。以此推算出最小埋深或最小覆土厚度。（8）污水管道的銜接檢查井設(shè)置原則：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。水管道在檢查井中銜接時(shí)應(yīng)遵循兩個(gè)原則：（a）盡可能提高下游管段的高程，以減少管道埋深，降低造價(jià)；（b）避免上游管段中形成回水而造成淤積。管道的銜接方法主要有水面平接、管頂平接兩種：（a）水面平接：是指在水力計(jì)算中，上游管段終端和下游管段起端在指定的設(shè)計(jì)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(biāo)高相同。適用于管徑相同時(shí)的銜接。（b）管頂平接：是指在水力計(jì)算中，使上游管段終端和下游管段起端的管頂標(biāo)高相同。采用管頂平接時(shí)，下游管段的埋深將增加。這對(duì)于平坦地區(qū)或埋深較大的管道，有時(shí)是不適宜的。這時(shí)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(shí)的銜接。兩種銜接情況可如下圖2.3：圖2.3水面平接示意圖圖2.4水管頂平接示意圖注意：（a）下游管段起端的水面和管內(nèi)底標(biāo)高都不得高于上游管段終端的水面和管內(nèi)底標(biāo)高。（b）當(dāng)管道敷設(shè)地區(qū)的地面坡度很大時(shí)，為調(diào)整管內(nèi)流速所采用的管道坡度將會(huì)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。（c）在旁側(cè)管道與干管交匯處，若旁側(cè)管道的管內(nèi)底標(biāo)高比干管的管內(nèi)底標(biāo)高相差1m以上時(shí)，為保證干管有良好的水力條件，最好在旁側(cè)管道上先設(shè)跌水井后再與干管相接。計(jì)算出各段管道的管徑、坡度、管長(zhǎng)、標(biāo)高如附圖污水管道水力計(jì)算平面圖。雨水管道設(shè)計(jì)3.1雨水管道的設(shè)計(jì)任務(wù)：雨水管渠系統(tǒng)是由雨水口、雨水管渠、檢查井、出水口等構(gòu)筑物所組成的一套工程設(shè)施。在雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，管渠是主要的組成部分，雨水管渠設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：1、確定地點(diǎn)暴雨強(qiáng)度公式；2、劃分排水區(qū)域，進(jìn)行雨水管渠定線，確定可能設(shè)置的調(diào)節(jié)池、泵站位置；3、根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蠛偷乩項(xiàng)l件，工程要求等確定設(shè)計(jì)參數(shù)；4、計(jì)算設(shè)計(jì)流量和進(jìn)行水力計(jì)算，確定每一設(shè)計(jì)管段的段面尺寸、坡度、管底標(biāo)高及埋深；5、繪制雨水管網(wǎng)平面布置圖和縱剖面圖。3.2雨水管道設(shè)計(jì)步驟3.2.1暴雨強(qiáng)度公式的確定根據(jù)基礎(chǔ)資料，該市的暴雨強(qiáng)度公式為：(1)暴雨強(qiáng)度資料q=(2)重現(xiàn)期T=1年(3)地面集水時(shí)間t=15分鐘(4)地面種類：屋面、道路面積占44%碎石路面占6%綠地50%3.2.2劃分排水區(qū)域和雨水管渠定線1、根據(jù)地形平面圖，該市某區(qū)北依湘江，地勢(shì)大體自南向北逐漸降低；東西總體東高西低。因此排水區(qū)域的劃分可根據(jù)這種形狀來(lái)劃分，雨水干管布置方向自南向北，直接排入湘江；支管自東向西布置，盡可能利用重力排除雨水。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及超過一定距離的直線管段上都應(yīng)設(shè)置檢查井。兩個(gè)檢查井之間流量沒有變化且預(yù)計(jì)管徑和坡度也沒有變化的管段為設(shè)計(jì)管段。設(shè)計(jì)管段上的檢查井應(yīng)從上游往下游進(jìn)行編號(hào)。（具體設(shè)計(jì)管段的劃分見圖-雨水管道區(qū)域劃分及管道定線）3、劃分并計(jì)算各計(jì)算管段的匯水面積各設(shè)計(jì)管段匯水面積劃分結(jié)合地形坡度、匯水面積的大小以及雨水管道布置情況等而劃定。地形較平坦時(shí)，可按就近排入雨水管道的原則劃分匯水面積；地形坡度較大時(shí)，可按地面雨水徑流的水流方向劃分匯水面積。劃分時(shí)，將每塊面積編號(hào)，計(jì)算其面積大小并標(biāo)明在圖中。（具體見圖-雨水管道區(qū)域劃分及管道定線）3.2.3確定設(shè)計(jì)參數(shù)與相關(guān)原則說(shuō)明1、確定雨水排水流域的平均徑流系數(shù)本設(shè)計(jì)，根據(jù)整個(gè)區(qū)域內(nèi)各類地面的面積或所占比例計(jì)算出整個(gè)區(qū)域的平均徑流系數(shù)Yav，各區(qū)域面積如附表3-1.Yav=式中 Fi_______匯水面積上各類地面的面積(ha)；Yi_______相應(yīng)于各類地面的徑流系數(shù)；F_______全部匯水面積(ha)。據(jù)此，可以計(jì)算出平均徑流系數(shù)2、確定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》和當(dāng)?shù)貧庀筚Y料，選P=1a。3、地面集水時(shí)間的確定t=t1+mt2式中m_______折減系數(shù)根據(jù)《室外排水規(guī)范》，地面集水時(shí)間視距離長(zhǎng)短和地形坡度及地面覆蓋情況而定，一般采用5～15min，借鑒長(zhǎng)沙市的有關(guān)資料，取t1=15min。4、管內(nèi)雨水流行時(shí)間t2的確定t2是指雨水在管內(nèi)的流行時(shí)間。t2=式中L_______各管段的長(zhǎng)度；u_______各管段滿流時(shí)的水流速度；60_______單位換算系數(shù)：1min=60s。5、折減系數(shù)m的確定根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》，對(duì)于暗管，取m=2.0。6、求單位面積徑流量q0q0是暴雨強(qiáng)度q與徑流系數(shù)Y的乘積。即q=(L/S*104m2)7、雨水管道水力計(jì)算對(duì)于設(shè)計(jì)充滿度、設(shè)計(jì)流速、最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度、以及最小埋深與最大埋深的要求與污水水力計(jì)算的要求相同。8、雨水管之間的連接采用管頂連接和跌水連接。雨水管道設(shè)計(jì)計(jì)算如附圖。3.2.4雨水管道水力計(jì)算該城市地面集水時(shí)間采用t1=15min，設(shè)計(jì)重現(xiàn)期p=1，折算系數(shù)m=2，綜合徑流系數(shù)ψ=0.6.暴雨強(qiáng)度公式為。q=雨水干管的水力計(jì)算表中的第一項(xiàng)為需要設(shè)計(jì)的管段，從上游至下游依次寫出第2、3、13、14項(xiàng)分別從對(duì)應(yīng)的表中取得，其余為計(jì)算取得。計(jì)算中假定管段的設(shè)計(jì)流量均從管段起點(diǎn)進(jìn)入即上游段終點(diǎn)的設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)（集水時(shí)間）進(jìn)行計(jì)算的，也就是說(shuō)在計(jì)算各設(shè)計(jì)管段的暴雨強(qiáng)度時(shí)間用的t2值按上游分管段的管內(nèi)雨水流行時(shí)間之和求得。如管段起始管段13-12，故∑t2=0將此值列入表中第4項(xiàng)。根據(jù)確定設(shè)計(jì)參數(shù)，求單位面積徑流量q0.q0=ψq=ψq=。q0為管內(nèi)雨水流行時(shí)間∑t2的函數(shù)，只要知道各設(shè)計(jì)管段內(nèi)雨水流行時(shí)間∑t2即可求出該設(shè)計(jì)管段的有機(jī)物面積徑流量q0。代入q0=將q0列入表中第9項(xiàng)。用各設(shè)計(jì)管段單位面積徑流量乘以該管段的總匯水面積得到設(shè)計(jì)流量。在求得設(shè)計(jì)流量后，即可進(jìn)行水力計(jì)算，求管徑管道坡度和流速。在查水力計(jì)算圖或表時(shí)Q、V、I、D４個(gè)水力因素可以相互適當(dāng)調(diào)整，使計(jì)算結(jié)果即要符合水力計(jì)算設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)定，又經(jīng)濟(jì)合理。計(jì)算采用鋼筋混凝土回管（滿流，ｎ＝0.0013）水力計(jì)算表。將確定的管徑，坡度，流速各值分別列入表中第11、12、9項(xiàng)。第10項(xiàng)管道的輸水和＼能力Q，是指在水力計(jì)算中管段在確定的管徑，坡度，流速條件下，實(shí)際通過的流量。該值等于或大于設(shè)計(jì)流量Q。根據(jù)設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流速求本段的管內(nèi)雨水流行時(shí)間t2。例如干管A中管段13-12的管內(nèi)雨水流行時(shí)間，將該值列入表中第8項(xiàng)，此值便是管段13－12的∑t2值。管段長(zhǎng)度乘以管道坡度得到該管段起點(diǎn)與終點(diǎn)之間的高差，即降落量，如干管A中管段13-12的降落量IL列入表中第13項(xiàng)。雨水管道的設(shè)計(jì)管段在接口處采用管頂平接。在劃分各設(shè)計(jì)管段匯水面積時(shí)，應(yīng)盡可能使各設(shè)計(jì)管段的匯水面積均勻增加，否則會(huì)出現(xiàn)下游管段的設(shè)計(jì)流量小于上一管段設(shè)計(jì)流量的情況。計(jì)算出來(lái)的計(jì)算流量表如附表3-2。4.繪制管道的平面圖和縱剖面圖4.1管道平面圖的繪制初步設(shè)計(jì)階段的管道平面圖就是管道的總體布置圖。在平面圖上應(yīng)該有地形、地物風(fēng)玫瑰或指北針等，并標(biāo)出干管和主干管的位置。已