排水工程課件

排水工程

第一部分概論排水工程的發(fā)展歷史排水工程的概念及內(nèi)容城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)的作用排水系統(tǒng)的體制排水系統(tǒng)的主要組成部分排水系統(tǒng)的布置形式工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)與城市排水系統(tǒng)的關(guān)系廢水的綜合治理和區(qū)域排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)程序一、排水工程的發(fā)展歷史——河南省淮陽(yáng)的古城下，發(fā)掘出公元前2800年埋下的陶制排水管，比公元前2500年埃及發(fā)現(xiàn)的排水溝早300年——河北省易縣出土了戰(zhàn)國(guó)后期的圓形陶制排水管——陜西西安出土秦代五角形陶制排水渠，在皇宮內(nèi)出現(xiàn)了明渠和暗渠相結(jié)合的排水系統(tǒng)——唐代長(zhǎng)安建造了較為完整的雨水排水系統(tǒng)——江蘇揚(yáng)州發(fā)現(xiàn)了唐代建造的多功能的排水渠——明、清時(shí)代的北京城，排水管渠系統(tǒng)比較發(fā)達(dá)一、排水工程的發(fā)展歷史（續(xù)）——在近代我國(guó)排水工程發(fā)展緩慢，建國(guó)前全國(guó)103個(gè)城市建有排水設(shè)施，管線(xiàn)總長(zhǎng)6034.8km，全國(guó)只有上海、南京建有城市污水處理廠，日處理能力為4萬(wàn)噸。1921年上海北區(qū)污水廠，是我國(guó)最早的活性污泥法水廠?！▏?guó)后，排水工程事業(yè)發(fā)展較快，城市下水道普及率達(dá)60%以上。至1995年，全國(guó)排水管道總長(zhǎng)11

萬(wàn)km，城市污水處理廠838座，日處理能力1645.4

萬(wàn)噸。二、排水工程的概念與內(nèi)容排水工程的概念：——指為保護(hù)環(huán)境而建設(shè)的一整套用于收集、輸送、處理和利用污水的工程設(shè)施排水工程的內(nèi)容：一是污水的收集、輸送部分——排水管網(wǎng)二是污水的處理、利用部分——污水處理本課程內(nèi)容三、排水工程的作用——保護(hù)環(huán)境免受污染，使城市免受污水之害和洪水之災(zāi)——促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，保證城市可持續(xù)性發(fā)展——保護(hù)人民的身體健康與正常生活

日本的“水俁病”、日本富山縣的“骨痛病”四、排水系統(tǒng)的體制1、污水的概念與分類(lèi)：——在使用過(guò)程中受到了不同程度的污染，改變了原來(lái)的化學(xué)成分和物理性質(zhì)的水，叫污水。按來(lái)源分生活污水工業(yè)廢水降水（降雨和降雪）城市污水按照污染程度的不同：生產(chǎn)廢水和生產(chǎn)污水按所含主要污染物的化學(xué)性質(zhì)：主要含無(wú)機(jī)物的廢水主要含有機(jī)物的廢水同時(shí)含有機(jī)物和無(wú)機(jī)物的廢水按主要污染物成分：酸性廢水、堿性污水含鉻廢水、含汞廢水等四、排水系統(tǒng)的體制（續(xù)1）2、污水的最終出路有三：一是排放水體二是灌溉農(nóng)田三是重復(fù)使用自然復(fù)用間接復(fù)用直接復(fù)用直接復(fù)用的幾種方式生活飲用水系統(tǒng)中水處理設(shè)施雜用水系統(tǒng)排放城市給水生活飲用水系統(tǒng)雜用水系統(tǒng)中水處理設(shè)施城市給水排放給水廠生活用水再生水廠雜用水工業(yè)用水污水處理廠居住小區(qū)中水系統(tǒng)單幢建筑中水系統(tǒng)城市污水回用系統(tǒng)四、排水系統(tǒng)的體制（續(xù)2）3、排水系統(tǒng)體制的概念：——生活污水、工業(yè)廢水和雨水可以采用一個(gè)管渠來(lái)排除，也可以采用兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立的管渠來(lái)排除，污水的這種不同排除方式所形成的排水系統(tǒng)，稱(chēng)為排水體制。4、排水系統(tǒng)體制的分類(lèi)：合流制：直排式、截流式分流制：完全分流制和非完全分流制合流制直排式合流制污水處理廠溢流井溢流井溢流井截流式合流制合流支管合流干管截流干管合流支管合流干管分流制污水處理廠完全分流制污水處理廠污水處理廠不完全分流制污水干管雨水干管污水主干管四、排水系統(tǒng)的體制（續(xù)3）5、合流制和分流制的比較：環(huán)保方面：截流式合流制對(duì)環(huán)境的污染較大，雨天時(shí)部分污水溢流入水體，造成污染；分流制在降雨初期有污染。造價(jià)方面：合流制管道比完全分流制可節(jié)省投資20%~40%，但合流制泵站和污水處理廠投資要高于分流制，總造價(jià)看，完全分流制高于合流制。而采用不完全分流制，初期投資少、見(jiàn)效快，在新建地區(qū)適于采用。維護(hù)管理：晴天時(shí)合流制管道內(nèi)易于沉淀，在雨天時(shí)沉淀物易被雨水沖走，減小了合流制管道的維護(hù)管理費(fèi)。但是合流制污水廠運(yùn)行管理復(fù)雜。五、排水系統(tǒng)的組成部分1、城市生活污水排水系統(tǒng)的組成部分室內(nèi)污水管道系統(tǒng)與設(shè)備室外污水管道系統(tǒng)污水處理廠出水口事故排出口污水泵站或壓力管道手盆、便器、水封管、支管、立管、出戶(hù)管．．．街坊管道、街道污水管道、附屬構(gòu)筑物等接戶(hù)管、小區(qū)支管、小區(qū)干管城市支管、干管、主干管檢查井、跌水井室內(nèi)污水管道系統(tǒng)街坊管道系統(tǒng)街道管道系統(tǒng)五、排水系統(tǒng)的組成部分（續(xù)1）2、工業(yè)廢水排水系統(tǒng)的組成部分車(chē)間內(nèi)部管道系統(tǒng)與設(shè)備污水泵站或壓力管道廠區(qū)管道系統(tǒng)廢水處理站廠區(qū)支管、廠區(qū)干管、檢查井、跌水井城市排水管道五、排水系統(tǒng)的組成部分（續(xù)2）建筑物雨水收集系統(tǒng)與設(shè)備街坊或廠區(qū)雨水管道系統(tǒng)街道雨水管道系統(tǒng)出水口排洪溝雨水泵站雨水口、天溝、雨水斗．．．3、雨水排水系統(tǒng)的組成部分街坊雨水支管、干管、雨水檢查井等街道雨水支管、干管、雨水檢查井等六、排水系統(tǒng)的布置形式1、排水系統(tǒng)的布置原則

充分利用地形、地勢(shì)，就近排入水體，以減小管道埋深、降低工程造價(jià)2、排水系統(tǒng)布置的影響因素地形地勢(shì)土壤情況河流情況氣候情況城市總體規(guī)劃（1）正交式3、以地形為主的幾種布置形式優(yōu)點(diǎn)：干管長(zhǎng)度短、管徑小，經(jīng)濟(jì)，污水排出迅速缺點(diǎn)：污水未經(jīng)處理直接排放，使水體遭受?chē)?yán)重污染適應(yīng)于：雨水管道系統(tǒng)的布置地勢(shì)向水體適當(dāng)傾斜時(shí)（2）截流式3、以地形為主的幾種布置形式優(yōu)點(diǎn)：減輕水體污染，保護(hù)環(huán)境缺點(diǎn)：主干管的管徑稍大，有時(shí)埋深偏深，需要增加污水提升泵站;適應(yīng)于：分流制污水管道系統(tǒng)的布置、區(qū)域排水系統(tǒng)布置地勢(shì)向水體適當(dāng)傾斜時(shí)（3）平行式3、以地形為主的幾種布置形式優(yōu)點(diǎn)：減小管道的嚴(yán)重沖刷缺點(diǎn)：主干管上有可能增加跌水井適應(yīng)于：分流制污水管道系統(tǒng)的布置地勢(shì)向水體傾斜較大時(shí)（4）分區(qū)布置形式3、以地形為主的幾種布置形式優(yōu)點(diǎn)：充分利用地形排水，比較經(jīng)濟(jì)適應(yīng)于：個(gè)別階梯地區(qū)或起伏很大地區(qū)的雨水、污水排水系統(tǒng)地勢(shì)高低相差很大時(shí)（5）分散式布置形式3、以地形為主的幾種布置形式優(yōu)點(diǎn)：干管長(zhǎng)度短、管徑小、管道埋深淺，便于污水灌溉中央地勢(shì)高，地勢(shì)向周?chē)鷥A斜且城市周?chē)泻恿鲿r(shí)缺點(diǎn)：污水廠的數(shù)量較多適應(yīng)于：分流制污水布置系統(tǒng)（6）環(huán)繞式布置形式3、以地形為主的幾種布置形式優(yōu)點(diǎn)：干管長(zhǎng)度短、管徑小、管道埋深淺，水廠規(guī)模大適應(yīng)于：分流制雨水、污水布置系統(tǒng)中央地勢(shì)高，地勢(shì)向周?chē)鷥A斜缺點(diǎn)：主干管的距離長(zhǎng)，管徑大，埋深較深。七、工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)與城市排水系統(tǒng)的關(guān)系1、采取各種措施，盡量不排廢水或少排廢水改革生產(chǎn)工藝，進(jìn)行技術(shù)革新，力求把有害物質(zhì)消除在生產(chǎn)過(guò)程之中，做到不排或少排廢水（源頭治理）盡量采用循環(huán)或重復(fù)利用系統(tǒng)，以減小廢水排放量回收廢水中的有用物質(zhì)，節(jié)省能源、創(chuàng)造財(cái)富盡量以廢治廢（末端治理）2、工業(yè)廢水排入城市排水系統(tǒng)應(yīng)考慮的問(wèn)題

盡量考慮直接將工業(yè)廢水排入城市排水系統(tǒng)，在污水處理廠統(tǒng)一進(jìn)行處理《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：工業(yè)廢水排入后，不應(yīng)影響排水管渠和污水處理廠的正常運(yùn)行；不應(yīng)對(duì)養(yǎng)護(hù)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，且水質(zhì)應(yīng)符合《污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》

不能滿(mǎn)足上述要求時(shí)，則應(yīng)對(duì)某些廢水應(yīng)進(jìn)行局部處理，以滿(mǎn)足排入城市排水管道所要求的條件，然后再接入城市排水管道。1）當(dāng)工業(yè)企業(yè)位于城市內(nèi)時(shí)

符合排入城市排水管道的工業(yè)廢水，是直接排入城市下水道還是單獨(dú)設(shè)置排水系統(tǒng)和無(wú)害化處理設(shè)施處理，應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。一般來(lái)說(shuō)，單獨(dú)進(jìn)行無(wú)害化處理后直接排放不經(jīng)濟(jì)。

總之，在規(guī)劃企業(yè)排水系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)工業(yè)廢水需要排入水體時(shí)，應(yīng)符合《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》、《工業(yè)企業(yè)衛(wèi)生設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》及其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)2）當(dāng)工業(yè)企業(yè)位于城市遠(yuǎn)郊區(qū)或距離城市較遠(yuǎn)時(shí)

不符合排入城市下水道的工業(yè)廢水，是單獨(dú)設(shè)置排水系統(tǒng)和無(wú)害化處理設(shè)施處理廢水、達(dá)標(biāo)排放；還是局部處理后排入城市下水道，由城市污水廠集中處理，也應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。八、廢水的綜合治理和區(qū)域排水系統(tǒng)

1、廢水的綜合治理——指對(duì)廢水進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，多重治理。其主要內(nèi)容有：加強(qiáng)廢水排放的管理減少和控制廢水及污染物的排放量城市規(guī)劃與生產(chǎn)布局合理化充分利用水體、土壤的環(huán)境容量發(fā)展經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、實(shí)用的水處理技術(shù)。廢水中有用物質(zhì)的回收及綜合利用發(fā)展區(qū)域性廢水及水污染整治系統(tǒng)2、區(qū)域排水系統(tǒng)A城B城C城污水處理廠D城污水處理廠污水處理廠泵站泵站泵站E城F城泵站區(qū)域污水處理廠泵站九、排水系統(tǒng)的規(guī)劃和設(shè)計(jì)1、基本建設(shè)程序：可行性研究階段計(jì)劃任務(wù)書(shū)階段設(shè)計(jì)階段組織施工階段竣工驗(yàn)收交付使用論證項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性確定基建項(xiàng)目編制設(shè)計(jì)文件設(shè)計(jì)圖紙與概預(yù)算項(xiàng)目實(shí)施2、排水系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則（1）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，并與其他單項(xiàng)工程建設(shè)密切配合，互相協(xié)調(diào)。（2）要與鄰近區(qū)域內(nèi)的污水和污泥的處理和處置相協(xié)調(diào)。（3）應(yīng)處理好污染源治理和集中處理的關(guān)系（4）應(yīng)考慮污水經(jīng)處理再生后可回用的方案（5）應(yīng)按近期設(shè)計(jì)，考慮遠(yuǎn)期發(fā)展。并結(jié)合使用要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性因素，對(duì)近期工程做出分期建設(shè)的安排。（6）必須認(rèn)真貫徹和執(zhí)行國(guó)家、地方的相關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定?！?-1設(shè)計(jì)資料的調(diào)查明確設(shè)計(jì)任務(wù)的資料：城市的總體規(guī)劃及其他基礎(chǔ)設(shè)施情況

自然資料：地形資料，包括地形圖、等高線(xiàn)氣象資料，包括氣溫、風(fēng)向、降雨量等水文資料，受納水體流量、流速、洪水位地質(zhì)資料，包括地下水位、地耐力、地震等級(jí)工程資料：道路、通訊、供水、供電、煤氣等§2-2污水管道系統(tǒng)的規(guī)劃布置

主要內(nèi)容有：一、確定排水體制和排水區(qū)界，劃分排水流域；二、選擇污水廠和出水口的位置；三、管道定線(xiàn)：擬定污水干管及主干管的路線(xiàn)；支管的布置與定線(xiàn)；四、確定需要提升的排水區(qū)域和設(shè)置泵站的位置等。五、控制點(diǎn)的確定

一、確定排水體制和排水區(qū)界，劃分排水流域1、排水體制的確定根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，一般新建的城市和地區(qū)排水系統(tǒng)采用分流制；對(duì)老城區(qū)排水系統(tǒng)的改建可采用合流制。并兼顧考慮環(huán)境保護(hù)的要求、造價(jià)和維護(hù)管理等方面。2、確定排水區(qū)界排水區(qū)界是污水排水系統(tǒng)設(shè)置的界限。凡是采用完善衛(wèi)生設(shè)備的建筑區(qū)都應(yīng)設(shè)置污水管道。3、劃分排水流域在丘陵及地形起伏的地區(qū)，通常根據(jù)等高線(xiàn)劃分排水區(qū)域。在地形平坦地區(qū)可按照面積的大小進(jìn)行劃分。有河流或鐵路等障礙物貫穿時(shí)，應(yīng)根據(jù)地形和周?chē)w情況劃分。每一個(gè)排水流域內(nèi)要有一個(gè)或一個(gè)以上的干管，并根據(jù)流域地勢(shì)確定水流方向和污水需要抽升的地區(qū)。

IIIIIIIV

二、選擇污水廠和出水口的位置

污水廠和出水口的數(shù)目和位置，將影響到管道系統(tǒng)的主干管的數(shù)目和走向。

確定污水廠、出水口的數(shù)目和位置，應(yīng)考慮以下因素：

城市規(guī)模；

地形因素；

風(fēng)向因素；

河流的位置和流向；

在考慮以上因素的情況下，進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析、比較，確定污水廠的數(shù)目和位置。

IIIIIIIV選擇污水廠出水口的位置三、管道定線(xiàn)

污水管道的定線(xiàn)，一般按先確定主干管、再定干管、最后確定支管的順序進(jìn)行。

在總體規(guī)劃中，只決定污水主干管、干管的走向與平面布置。在詳細(xì)規(guī)劃中，除以上內(nèi)容外，還要決定污水支管的走向及位置。1、

定線(xiàn)原則：應(yīng)盡可能在管線(xiàn)較短、埋深較淺的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。為了實(shí)現(xiàn)這一原則，在定線(xiàn)時(shí)，應(yīng)盡可能研究各種影響因素，使擬定的路線(xiàn)能利用有利因素，避免不利因素?！诳偲矫鎴D上確定污水管道的位置和走向。三、管道定線(xiàn)2、管道定線(xiàn)的影響因素

（1）地形

：

在定線(xiàn)時(shí)應(yīng)充分利用地形，使管道的走向符合地形趨勢(shì)，順坡排水。在排水區(qū)域較低處，敷設(shè)主干管或干管，這樣干管或支管的污水能自流接入。

如：在地形平坦稍向一側(cè)傾斜時(shí)，常采用正交式的布置方式如：在地形傾向河道的坡度較大時(shí)，常采用平行式的布置方式2、管道定線(xiàn)的影響因素（2）污水廠和出水口的數(shù)目和位置污水廠和出水口的數(shù)目與位置，將影響到主干管的數(shù)目和位置。（3）所采用的排水體制分流制系統(tǒng)一般有兩個(gè)或兩個(gè)以上的管道系統(tǒng)，定線(xiàn)時(shí)必須在平面上和高程上互相配合；采用合流制要確定截流干管及溢流井的位置；采用混合體制時(shí)，則要考慮兩種體制管道的連接方式。三、管道定線(xiàn)3、管道定線(xiàn)時(shí)注意事項(xiàng)三、管道定線(xiàn)主干管布置在堅(jiān)硬密實(shí)土壤中盡量少穿河流、鐵路、山谷和高地避免與地下構(gòu)筑物交叉不宜敷設(shè)在繁忙、狹窄的街道下

（通常設(shè)在污水量較大一側(cè)或地下管線(xiàn)較少一側(cè)的人行道、綠化帶或慢車(chē)道下，當(dāng)?shù)缆穼挾瘸^(guò)40米時(shí)，可考慮在道路兩側(cè)各設(shè)一條污水管）集中流量盡量排入上游四、確定需要提升的排水區(qū)域和設(shè)置泵站的位置

根據(jù)流域地勢(shì)確定污水需要抽升的地區(qū)（局部泵站）。泵站設(shè)置地點(diǎn)中途泵站局部泵站總泵站

五、控制點(diǎn)的確定——對(duì)管道系統(tǒng)的埋深起控制作用的點(diǎn)，通常在管道起點(diǎn)或最低最遠(yuǎn)點(diǎn)。

各條管道的起點(diǎn)大都是該條管道的控制點(diǎn)。這些控制點(diǎn)中離污水廠最遠(yuǎn)的那點(diǎn)，通常是整個(gè)系統(tǒng)的控制點(diǎn)。

確定控制點(diǎn)的標(biāo)高，一方面，要保證排水區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的污水都能夠排出；另一方面，不能因?yàn)檎疹檪€(gè)別控制點(diǎn)而增加整個(gè)管道系統(tǒng)的埋深?！?-3污水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算污水設(shè)計(jì)流量——指污水管道及其附屬構(gòu)筑物能保證通過(guò)的最大流量，污水設(shè)計(jì)流量包括生活污水設(shè)計(jì)流量和工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量。生活污水設(shè)計(jì)流量居住區(qū)生活污水公共建筑生活污水工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量1、生活污水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算（1）居住區(qū)生活污水量計(jì)算式中：Q1——居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量，L/s；

n——居住區(qū)生活污水量標(biāo)準(zhǔn)（定額）（L/(d.人)），也可按該地區(qū)居民生活用水定額的80%~90%選用

N——設(shè)計(jì)人口數(shù)，按規(guī)劃部門(mén)根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料提供的參數(shù)選用；常用人口密度和服務(wù)面積相乘得到

KZ——總變化系數(shù)，是最大日最大時(shí)污水量與平均日平均時(shí)污水量的比值居住區(qū)生活污水排水定額衛(wèi)生設(shè)備情況室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)備，但無(wú)淋浴設(shè)備室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)備，并有淋浴和集中熱水供應(yīng)分區(qū)一二三四五生活污水每人每日排水定額（L）55-9090-125130-17060-95100-140140-18065-100110-150145-18565-100120-160150-19055-90100-140140-180注：第一分區(qū)包括：黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古的全部，遼寧的大部分，河北、山西、陜西偏北的一小部分，寧夏偏東的一部分；第二分區(qū)包括：北京、天津、河北、山東、山西、山西的大部分，甘肅、寧夏、遼寧的南部，河南北部，青海偏東和江蘇偏北的一小部分；第三分區(qū)包括：上海、浙江的全部，江西、安徽、江蘇的大部分，福建北部、湖南、湖北的東部，河南南部；第四分區(qū)包括：廣東、臺(tái)灣的南部，廣西的大部分，福建、云南的南部；第五分區(qū)包括：貴州的全部、四川、云南的大部分，湖南、湖北的西部，陜西和甘肅在秦嶺以南的地區(qū)，廣西偏北的一小部分Kd——日變化系數(shù)，是最大日污水量與平均日污水量的比值Kh——時(shí)變化系數(shù)，是最大日最大時(shí)污水量與最大日平均時(shí)污水量的比值KZ=KdKh生活污水量總變化系數(shù)因?yàn)橐话愠鞘腥狈θ兆兓禂?shù)和時(shí)變化系數(shù)的數(shù)據(jù)，要直接采用上式計(jì)算總變化系數(shù)有困難。總變化系數(shù)與平均流量之間有一定的關(guān)系。平均流量越大，總變化系數(shù)越小。污水平均日流量（L/s）5154070100200500﹥1000總變化系數(shù)（KZ）2.32.01.81.71.61.51.41.32.7/Q0.11

（

5L/s

﹤Q﹤1000L/s）

1.3Q≥1000L/s時(shí)也可按照以下公式求：KZ=2.3Q≤5L/s時(shí)（2）公共建筑生活污水量計(jì)算式中：Q2——公共建筑生活污水設(shè)計(jì)流量，L/s；

S——公共建筑最高日生活污水量標(biāo)準(zhǔn)（L/(d.人)），一般按《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中有關(guān)公共建筑的用水量標(biāo)準(zhǔn)選用，排水量大的建筑也可以通過(guò)調(diào)查或參考相近建筑選用。

Kh——時(shí)變化系數(shù)，是最大日最大時(shí)污水量與最大日平均時(shí)污水量的比值

公共建筑生活污水量的計(jì)算可與居民生活污水量合并計(jì)算，也可單獨(dú)計(jì)算。合并計(jì)算時(shí)，生活污水量定額應(yīng)選用綜合生活污水量定額（可參考該地區(qū)綜合生活用水定額的80%~90%選用）。單獨(dú)計(jì)算時(shí)，則用下列公式計(jì)算：（3）工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水量計(jì)算

式中：Q3——工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設(shè)計(jì)流量，L/s；

A1——一般車(chē)間最大班職工人數(shù)，人；

B1——一般車(chē)間職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn)，為25(L/(人.班))；

T——每班工作時(shí)數(shù)，h。

K1——一般車(chē)間生活污水量時(shí)變化系數(shù)，以3.0計(jì)；

A2——熱車(chē)間最大班職工人數(shù)，人；

B2——熱車(chē)間職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn)，為35(L/(人.班))；

K2——熱車(chē)間生活污水量時(shí)變化系數(shù)，以2.5計(jì)；

C1——一般車(chē)間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，人；

D1——一般車(chē)間的淋浴污水量標(biāo)準(zhǔn)，為40(L/(人.班))；

C2——熱車(chē)間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，人；

D2——熱車(chē)間的淋浴污水量標(biāo)準(zhǔn)，為60(L/(人.班))；2、工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式式中：Q4——工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量，L/s；

m——生產(chǎn)過(guò)程中每單位產(chǎn)品的廢水量標(biāo)準(zhǔn)，

L/單位產(chǎn)品；

M——產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量；

T——每日生產(chǎn)時(shí)數(shù)；

KZ——總變化系數(shù)，與工業(yè)企業(yè)性質(zhì)有關(guān)。

日變化系數(shù)為1，時(shí)變化系數(shù)可以實(shí)測(cè)（最大時(shí)流量/平均時(shí)流量），也可以按經(jīng)驗(yàn)值選用（見(jiàn)P28頁(yè)）。3、污水總設(shè)計(jì)流量的計(jì)算Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q滲

Q滲指地下水滲入量，一般以單位管道延長(zhǎng)米或單位服務(wù)面積公頃計(jì)算。

該方法是假定排出的各種污水，都是在同一時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)最大流量的，即采用簡(jiǎn)單累加法來(lái)計(jì)算流量的。例：某城鎮(zhèn)居住小區(qū)污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)

該居住小區(qū)街坊總面積50.20hm2,人口密度為350cap/hm2，居民生活污水量定額為120L/cap.d;有兩座公共建筑，火車(chē)站和公共浴室的污水設(shè)計(jì)流量分別為3.00L/s和4.00L/s；有兩個(gè)工廠，工廠甲的生活、淋浴污水與工業(yè)廢水的總設(shè)計(jì)流量為25.00L/s，工廠乙的的生活、淋浴污水與工業(yè)廢水的總設(shè)計(jì)流量為6.00L/s。全部污水統(tǒng)一送至污水廠處理。試計(jì)算該小區(qū)污水設(shè)計(jì)總流量。解：

（1）居民區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量：N=350×50.20=17570（cap）

Qd=（120×17570）÷（24×3600）=24.40（L/s）

KZ=2.7÷Qd

0.11=2.7÷24.40

0.11=1.9Q1=24.40×1.9=46.36（L/s）（2）公共建筑生活污水設(shè)計(jì)流量：題目已直接給出

Q2=3.00+4.00=7.00（L/s）（3）Q3+Q4=25.00+6.00=31.00（L/s）（4）將各項(xiàng)污水求和得該小區(qū)污水設(shè)計(jì)總流量：

Q1+Q2+Q3+Q4=46.36+7.00+31.00=84.36（L/s）（1）城鎮(zhèn)居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算表（表2-3）居住區(qū)名稱(chēng)排水流域編號(hào)居住區(qū)面積ha人口密度cap/ha居民人數(shù)cap生活污水定額L/cap.d平均污水量總變化系數(shù)KZ設(shè)計(jì)流量m3/dm3/hL/sm3/hL/s舊城區(qū)Ⅰ61.49520319641003196.4133.18371.81241.0666.97文教區(qū)Ⅱ41.49440184361402581.04107.5429.871.86200.0255.56工業(yè)區(qū)Ⅲ52.85480253631203044.16126.8435.231.82231.0864.19合計(jì)—155.51—75768—8821.60367.56102.101.62595.44165.40（2）城市公共建筑污水設(shè)計(jì)流量

該城市沒(méi)有公共建筑物的基礎(chǔ)資料。故設(shè)計(jì)時(shí)不考慮公共建筑污水設(shè)計(jì)流量。（3）各工廠生活污水及淋浴污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算表

（表2-6）工廠名稱(chēng)班數(shù)每班時(shí)數(shù)(h)生活污水淋浴污水合計(jì)職工人數(shù)（人）污水量標(biāo)準(zhǔn)L日流量m3最大班流量m3時(shí)變化系數(shù)最大時(shí)流量m3最大秒流量L使用淋浴的職工人數(shù)(人）污水量標(biāo)準(zhǔn)L日流量m3最大時(shí)流量m3最大秒流量L日流量m3最大時(shí)流量m3最大秒流量L日最大班日最大班釀酒廠384181563514.635.462.51.710.472921096017.526.541.8232.158.252.29256108256.402.703.01.010.288938403.561.520.429.962.530.70肉類(lèi)加工廠3852016810.048.82.492349211.942.270.63合計(jì)176.6570.4423.796.6189.7663.717.7368.987.4924.26（4）城鎮(zhèn)工業(yè)廢水的設(shè)計(jì)流量計(jì)算表（表2-4）工廠名稱(chēng)班數(shù)各班時(shí)數(shù)（h）單位產(chǎn)品（1t）日產(chǎn)量（t）單位產(chǎn)品廢水量（m3/t）平均流量總變化系數(shù)設(shè)計(jì)流量m3/dm3/hL/sm3/hL/s釀酒廠38酒1518.627911.633.23334.899.69肉類(lèi)加工廠38牲畜162152430101.2528.131.7172.1347.82造紙廠38白紙1215018007520.831.45108.7530.20皮革廠38皮革34752550106.2529.511.4148.7541.31印染廠38布36150540022562.51.42319.588.75合計(jì)—————12459519.13144.2—784.02217.77城鎮(zhèn)污水總流量綜合表（表2-5）排水工程對(duì)象平均日污水流量（m3/d）最大時(shí)污水流量（m3/h）設(shè)計(jì)流量（L/s）生活污水進(jìn)入城鎮(zhèn)污水管道的生產(chǎn)廢水生活污水進(jìn)入城鎮(zhèn)污水管道的生產(chǎn)廢水生活污水進(jìn)入城鎮(zhèn)污水管道的生產(chǎn)廢水居住區(qū)8821.60（來(lái)自表2—3）——595.44（來(lái)自表2—3）——165.40（來(lái)自表2—3）——工廠368.90（來(lái)自表2—6）12459（來(lái)自表2—4）87.49（來(lái)自表2—6）784.02（來(lái)自表2—4）24.26（來(lái)自表2—6）217.77（來(lái)自表2—4）合計(jì)9190.5012459682.93784.02189.66217.77總計(jì)21649.51466.95407.43一、設(shè)計(jì)管段及其劃分

在排水管網(wǎng)中，為了管道連接和清通方便，需要設(shè)置檢查井。

一般檢查井的設(shè)置位置有：

流量匯入的地方、管徑變化的地方、轉(zhuǎn)彎的地方、或在直管段管徑長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)（30~100m）§2-4各設(shè)計(jì)管段劃分及其設(shè)計(jì)流量計(jì)算

從理論上講，計(jì)算管道的設(shè)計(jì)流量時(shí)，應(yīng)該把兩個(gè)檢查井之間的管道作為一個(gè)計(jì)算管段。

為了簡(jiǎn)化計(jì)算，不需要把每個(gè)檢查井都作為計(jì)算節(jié)點(diǎn)，有流量匯入的檢查井才作為計(jì)算節(jié)點(diǎn)。計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間的管道稱(chēng)為一個(gè)計(jì)算管段。

計(jì)算管段：兩個(gè)檢查井之間，設(shè)計(jì)流量不變，且采用同樣的管徑和坡度的管段，稱(chēng)為一個(gè)設(shè)計(jì)管段。二、設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量設(shè)計(jì)流量本段流量轉(zhuǎn)輸流量集中流量1234AB工廠Dq（1）本段流量q1：是從管段沿線(xiàn)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5（3）集中流量q3：是從工業(yè)企業(yè)或其他大型公共建筑物流來(lái)的污水量（包括工業(yè)企業(yè)的工業(yè)廢水、生活污水、淋浴污水量）C居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量集中流量本段流量轉(zhuǎn)輸流量本段流量轉(zhuǎn)輸流量式中：q1——設(shè)計(jì)管段的本段流量，L/s；

F——設(shè)計(jì)管段服務(wù)的街坊面積，公頃；

q0——單位面積的本段平均流量，即比流量，L/s.公頃

KZ——生活污水量總變化系數(shù)；式中：n——污水量標(biāo)準(zhǔn)，L/(人.d)；

p——人口密度，人/公頃。本段流量q1可用下式計(jì)算A12

q0可用下式求得

初步設(shè)計(jì)時(shí)，只計(jì)算干管和主干管的流量，技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)計(jì)算全部管道的流量§2-5污水管網(wǎng)的水力計(jì)算一、污水管道中污水流動(dòng)的特點(diǎn)二、污水管道水力計(jì)算的基本公式三、污水管道水力計(jì)算的設(shè)計(jì)參數(shù)四、污水管道的水力計(jì)算方法五、污水管道水力計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題一、污水管道中污水流動(dòng)的特點(diǎn)1、污水管道內(nèi)水質(zhì)特點(diǎn)：

含有一定數(shù)量的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物，但總的說(shuō)來(lái)，污水中的水分一般在99%以上，因此可假定污水按照一般液體流動(dòng)的規(guī)律流動(dòng)。2、污水管道內(nèi)水流特點(diǎn)

重力流非滿(mǎn)流近似均勻流二、污水管道水力計(jì)算的基本公式式中：Q——流量，m3/s；

ω——過(guò)水?dāng)嗝婷娣e，m2；

v——流速，m/s；

R——水力半徑（過(guò)水?dāng)嗝娣e與濕周的比值），m；

I——水力坡度（即水面坡度，等于管底坡度）；

C——流速系數(shù)，或謝才系數(shù)。C值一般按曼寧公式計(jì)算，即n——管壁粗糙系數(shù)管道水力計(jì)算：通過(guò)計(jì)算合理的確定管徑、流速、坡度、埋深

三、污水管道水力計(jì)算的設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度（h/D）設(shè)計(jì)流速（v）最小管徑（D）最小設(shè)計(jì)坡度（i）污水管道的埋設(shè)深度污水管道的銜接1、設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度（h/D）——指設(shè)計(jì)流量下，管道內(nèi)的有效水深與管徑的比值。h/D=1時(shí)，滿(mǎn)流h/D<1時(shí)，非滿(mǎn)流《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，最大充滿(mǎn)度為：hD管徑（D）或暗渠高（H）（mm）最大充滿(mǎn)度（h/D）200~300350~450500~900≥10000.55(0.60)0.65(0.70)0.70(0.75)0.75(0.80)對(duì)于明渠流：設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，設(shè)計(jì)超高不小于0.2米為什么要做最大設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度的規(guī)定？（1）預(yù)留一定的過(guò)水能力，防止水量變化的沖擊，為未預(yù)見(jiàn)水量的增長(zhǎng)留有余地；（2）有利于管道內(nèi)的通風(fēng)；（3）便于管道的疏通和維護(hù)管理。2、設(shè)計(jì)流速（v）——與設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度相應(yīng)的污水平均流速。最小設(shè)計(jì)流速：是保證管道內(nèi)不發(fā)生淤積的流速，與污水中所含雜質(zhì)有關(guān)；國(guó)外很多專(zhuān)家認(rèn)為最小流速為0.6-0.75m/s，我國(guó)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定最小流速為0.6m/s。最大設(shè)計(jì)流速：是保證管道不被沖刷破壞的流速，與管道材料有關(guān)；金屬管道的最大流速為10m/s，非金屬管道的最大流速為5m/s。***國(guó)內(nèi)一些城市污水管道長(zhǎng)期運(yùn)行的情況說(shuō)明，超過(guò)上述最高限值，并未發(fā)生沖刷管道的現(xiàn)象。3、最小管徑（D）1、為什么要規(guī)定最小管徑？

管徑過(guò)小，管道容易堵塞。如：

150mm與200mm的管道比較，前者堵塞的次數(shù)有時(shí)是后者的2倍，使管道的養(yǎng)護(hù)管理費(fèi)用增加；而在相同的埋深下，施工費(fèi)用相差不多。若將計(jì)算出的150mm改為200mm的管道的話(huà)，維護(hù)費(fèi)用減少，而且，管道的坡度可減小，使管道的埋深減小。

街坊管最小管徑為200mm，街道管最小管徑為300mm。2、什么叫不計(jì)算管段？

在管道起端由于流量較小，通過(guò)水力計(jì)算查得的管徑小于最小管徑，對(duì)于這樣的管段可不用再進(jìn)行其他的水力計(jì)算，而直接采用最小管徑和相應(yīng)的最小坡度，這樣的管段稱(chēng)為不計(jì)算管段。(﹤9.19L/s、﹤

14.63L/s)4、最小設(shè)計(jì)坡度（i）——相應(yīng)于最小設(shè)計(jì)流速的坡度為最小設(shè)計(jì)坡度，最小設(shè)計(jì)坡度是保證不發(fā)生淤積時(shí)的坡度。（1）（2）（3）規(guī)定：管徑200mm的最小設(shè)計(jì)坡度為0.004；管徑

300mm的最小設(shè)計(jì)坡度為0.003；管徑400mm

的最小設(shè)計(jì)坡度為0.0015。5、污水管道的埋設(shè)深度（1）管道的埋設(shè)深度有兩個(gè)意義：覆土厚度、埋設(shè)深度覆土厚度埋設(shè)深度（3）決定污水管道最小覆土厚度的因素有哪些？冰凍線(xiàn)的要求滿(mǎn)足地面荷載的要求滿(mǎn)足街坊管連接要求地面管道

（2）管網(wǎng)造價(jià)

在實(shí)際工程中，污水管道的造價(jià)由選用的管道材料、管道直徑、施工現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、管道埋設(shè)深度等四個(gè)主要因素決定。

《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：無(wú)保溫措施的生活污水管道，管底可埋設(shè)在冰凍線(xiàn)以上0.15m；有保溫措施或水溫較高的管道，距離可以加大。國(guó)外規(guī)范規(guī)定：污水管道最小埋深，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐酿B(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)確定。無(wú)養(yǎng)護(hù)資料時(shí)，采用如下數(shù)值：管徑小于500mm，管底在冰凍線(xiàn)上0.3m；管徑大于500mm，為0.5m。2）冰凍線(xiàn)的要求1）滿(mǎn)足地面荷載的要求

車(chē)行道下污水管最小覆土厚度不宜小于0.7m。非車(chē)行道下，污水管的最小覆土厚度可適當(dāng)減小。3）滿(mǎn)足街坊管連接要求H=｛Z1

－[（Z2－h(huán)）－I·L]｝+Δh式中：H——街道污水管網(wǎng)起點(diǎn)的最小埋深，m；

h——街坊污水管起點(diǎn)的最小埋深，0.6~0.7m；

Z1——街道污水管起點(diǎn)檢查井檢查井處地面標(biāo)高，m；

Z2——街坊污水管起點(diǎn)檢查井檢查井處地面標(biāo)高，m；

I——街坊污水管和連接支管的坡度；

L——街坊污水管和連接支管的總長(zhǎng)度，m；

Δh——連接支管與街道污水管的管內(nèi)底高差，m。

對(duì)于每一個(gè)具體的設(shè)計(jì)管段，從上述三個(gè)不同的因素出發(fā)，可以得到三個(gè)不同的管底埋深或管頂覆土厚度值，這三個(gè)數(shù)值中的最大一個(gè)值就是該管段的允許最小埋設(shè)深度或最小覆土厚度。

除考慮最小埋深外，還應(yīng)考慮最大埋深：在干燥土壤中，一般不超過(guò)7~8m；在多水、流砂、石灰?guī)r地層中，一般不超過(guò)5m。5、污水管道的埋設(shè)深度（續(xù)）（2）銜接的方式：

水面平接管頂平接6、污水管道的銜接（1）銜接的原則：

盡可能地提高下游管段的高程，減小埋深，降低造價(jià)；避免上游管段回水淤積。跌水連接四、污水管道的水力計(jì)算方法

在進(jìn)行污水管道水力計(jì)算時(shí)，各管段的設(shè)計(jì)流量為已知。污水管網(wǎng)水力計(jì)算包括兩方面內(nèi)容：1、確定各管段的直徑和坡度（流速和充滿(mǎn)度）確定出的管段直徑和坡度，必須符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，即：計(jì)算得來(lái)的一定管徑在一定坡度的敷設(shè)下，通過(guò)設(shè)計(jì)流量時(shí)，流速要滿(mǎn)足最小流速、最大流速的要求，充滿(mǎn)度要滿(mǎn)足最大充滿(mǎn)度的要求。2、確定各管段始點(diǎn)和終點(diǎn)的埋設(shè)深度（水面標(biāo)高、管底標(biāo)高）

處理好各管段之間的銜接設(shè)計(jì)1、確定各管段的直徑和坡度

確定管段的直徑和坡度，應(yīng)從上游管段開(kāi)始，依次向下游管段計(jì)算。

在具體計(jì)算時(shí)，設(shè)計(jì)流量Q和管道粗糙系數(shù)n已知，還有管徑D、充滿(mǎn)度h/D、管道坡度I和流速v是未知的，因此需要先假定2個(gè)求其它兩個(gè)，這樣的數(shù)學(xué)計(jì)算非常復(fù)雜，而且經(jīng)常要試算。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，常采用水力計(jì)算圖進(jìn)行。見(jiàn)附表。

對(duì)每一張水力計(jì)算圖而言，管徑D和粗糙系數(shù)n是已知的，圖上的曲線(xiàn)表示的是Q、v、I、h/D之間的關(guān)系，這四個(gè)因素中，只要確定兩個(gè)因素，就可以通過(guò)圖查出其它兩個(gè)因素。計(jì)算時(shí)，Q為已知，D不知，應(yīng)確定D。只要再知道一個(gè)因素就可以查圖計(jì)算了，通常情況下先想辦法假定坡度I。

由Q和I，就可查圖得出v、h/D→復(fù)核v、h/D的設(shè)計(jì)規(guī)定→若符合，則該管段的D、I(v、h/D)即確定。若不符合，重新設(shè)定I或管徑D進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算中涉及到管徑的假定。坡度和管徑的假定是相互制約的。

（Q、v、D、n

、h/D、I）

管道坡度可以先假定為地面坡度，管徑的選擇越小越好。選擇時(shí)，采用污水管道直徑選用圖，（1）在有較大坡度地區(qū)時(shí)，先假定管道的敷設(shè)坡度I，然后求出管徑

在該圖中，根據(jù)設(shè)計(jì)流量和坡度可以確定一個(gè)點(diǎn)，根據(jù)該點(diǎn)所處的區(qū)域即可選定一個(gè)合適管徑。

管道的直徑采用污水管道直徑選用圖選擇。（2）在平坦或反坡地區(qū)時(shí)，先假定管道的直徑，然后求出敷設(shè)坡度I

按上述方法，可以暫時(shí)確定出每一個(gè)管段的管徑和坡度。確定出的管徑和坡度還要進(jìn)行復(fù)核。復(fù)核時(shí)，可以根據(jù)水力計(jì)算圖進(jìn)行查圖計(jì)算，當(dāng)計(jì)算出的v、h/D符合設(shè)計(jì)規(guī)定時(shí)，則初步確定的管徑和坡度即為所求，此時(shí)管道的v、h/D也就計(jì)算出來(lái)了。若v、h/D中有一個(gè)不符合設(shè)計(jì)規(guī)定時(shí)，則要調(diào)整管徑或管道坡度重新計(jì)算。

另外，在計(jì)算時(shí)，還要注意一點(diǎn)，就是不計(jì)算管段的水力計(jì)算。不計(jì)算管段一般在管網(wǎng)的起端，當(dāng)街坊起端流量小于9.19L/s，街道起端流量小于14.63L/s時(shí)，管道分別采用200mm和300mm的管徑。

2、確定各管段始點(diǎn)和終點(diǎn)的埋設(shè)深度

（水面標(biāo)高、管底標(biāo)高）

即銜接設(shè)計(jì)，銜接設(shè)計(jì)也是由上游管段向下游管段進(jìn)行的。（1）首先確定第一個(gè)管段的起點(diǎn)、終點(diǎn)的埋深（管底標(biāo)高、水面標(biāo)高）

a、確定出第一個(gè)管段的起點(diǎn)埋深H1：第一個(gè)管段的起點(diǎn)通常是管網(wǎng)的控制點(diǎn)。根據(jù)埋深的三個(gè)要求，確定出第一個(gè)管段的起點(diǎn)埋深H1b、起點(diǎn)的管底標(biāo)高=起點(diǎn)的地面標(biāo)高E1－起點(diǎn)埋深H1c、起點(diǎn)的水面標(biāo)高=起點(diǎn)的管底標(biāo)高+管中水深hd、終點(diǎn)的管底標(biāo)高＝起點(diǎn)的管底標(biāo)高－I×Le、終點(diǎn)的水面標(biāo)高＝終點(diǎn)的管底標(biāo)高+管中水深hf、終點(diǎn)的埋深H2=終點(diǎn)的地面標(biāo)高E2－終點(diǎn)的管底標(biāo)高覆土厚度埋設(shè)深度地面管道（2）確定第二個(gè)管段的起點(diǎn)、終點(diǎn)的埋深

（管底標(biāo)高、水面標(biāo)高）首先應(yīng)確定與第一個(gè)管段的銜接關(guān)系（根據(jù)具體情況選用一種）如管頂平接（上游管段的終點(diǎn)與下游管段的起點(diǎn)管頂標(biāo)高相同）第二管段起點(diǎn)的管底標(biāo)高＝上游終點(diǎn)的管底標(biāo)高+上游管徑－下游管徑第二管段起點(diǎn)的水面標(biāo)高＝起點(diǎn)的管底標(biāo)高+管中水深h第二管段起點(diǎn)的埋深H1=起點(diǎn)的地面標(biāo)高E1－起點(diǎn)的管底標(biāo)高即可求出第二管段終點(diǎn)的管底標(biāo)高、水面標(biāo)高、埋設(shè)深度如水面平接（上游管段的終點(diǎn)與下游管段的起點(diǎn)水面標(biāo)高相同）第二管段起點(diǎn)的管底標(biāo)高＝上游終點(diǎn)的水面標(biāo)高－下游管中的水深同理可依次求出后續(xù)下游管段的起點(diǎn)和終點(diǎn)埋深五、污水管道水力計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題（1）確定管道的管徑和坡度應(yīng)與確定管道的起點(diǎn)終點(diǎn)埋深交錯(cuò)進(jìn)行。（2）必須仔細(xì)研究管網(wǎng)系統(tǒng)的控制點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)常位于區(qū)域的最遠(yuǎn)或最低處。各條管道的起點(diǎn)、低洼地區(qū)的個(gè)別街坊、污水出水口較深的工業(yè)企業(yè)或公共建筑都是研究的對(duì)象。（3）水力計(jì)算從上游依次向下游進(jìn)行一般情況下，隨著設(shè)計(jì)流量逐段增加，設(shè)計(jì)流速也應(yīng)相應(yīng)增加或不變。但是，當(dāng)管道坡度突然變小時(shí)，設(shè)計(jì)流速才允許減小。另外，隨著設(shè)計(jì)流量逐段增加，設(shè)計(jì)管徑也應(yīng)相應(yīng)增加或不變。但是，當(dāng)管道坡度突然增大時(shí)，管徑也可以減小，減小的范圍不得超過(guò)50～100mm。（4）跌水井的設(shè)置在地面坡度太大時(shí)，為了減小管內(nèi)水流速度，防止管壁被沖刷，管道坡度往往需要小于地面坡度。這就有可能使下游管段的覆土厚度無(wú)法滿(mǎn)足最小限值的要求，甚至超出地面，因此在適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)可設(shè)置跌水井。在旁側(cè)管與干管的連接處。要考慮干管的埋深是否允許旁側(cè)管接入，根據(jù)情況設(shè)置跌水井。（5）泵站的設(shè)置在干燥土壤中，管道的埋深一般不超過(guò)7~8m；在多水、流砂、石灰?guī)r地層中，一般不超過(guò)5m。如果超過(guò)，則要設(shè)置泵站。五、污水管道水力計(jì)算應(yīng)注意的問(wèn)題§2－6設(shè)計(jì)圖紙的繪制§2－7污水管道的設(shè)計(jì)計(jì)算舉例原始資料：給定某市的街坊平面圖，如下頁(yè)圖。居住區(qū)街坊人口密度為350人/公頃，污水量標(biāo)準(zhǔn)為120L/(人.d)，火車(chē)站和公共浴室的設(shè)計(jì)污水量分別為3L/s和4L/s，工廠甲和工廠乙的廢水總設(shè)計(jì)流量分別為25L/s與6L/s。生活污水及經(jīng)過(guò)局部處理的工業(yè)廢水全部送至污水處理廠進(jìn)行處理。工廠甲廢水排出口的管底埋深為2.0m

平面圖浴一、在平面圖上布置污水管道污水廠二、街坊編號(hào)并計(jì)算街坊面積污水廠123456712131827計(jì)算街坊面積并填入下表街坊編號(hào)1234567891011街坊面積（公頃）1.211.702.081.982.202.201.432.211.962.042.40街坊編號(hào)1213141516171819202122街坊面積（公頃）2.401.212.281.451.702.001.801.661.231.531.71街坊編號(hào)2324252627街坊面積（公頃）1.802.201.382.042.40街坊面積（見(jiàn)教材表2-11）三、劃分設(shè)計(jì)管段，計(jì)算設(shè)計(jì)流量污水廠1234561、劃分設(shè)計(jì)管段123456789101112131415161718197891011121314151617181920212223242526272、計(jì)算各管段的設(shè)計(jì)流量污水干管設(shè)計(jì)流量計(jì)算表（見(jiàn)教材P48表2-12）管段編號(hào)居住區(qū)生活污水量Q1本段流量街區(qū)編號(hào)街區(qū)面積（ha）比流量q0(L/(s·ha)流量q1(L/s)轉(zhuǎn)輸流量q2(L/s)合計(jì)平均流量q1+q2(L/s)總變化系數(shù)Kz生活污水設(shè)計(jì)流量Q1(L/s)集中流量q3本段流量(L/s)轉(zhuǎn)輸流量(L/s)設(shè)計(jì)流量(L/s)1234567891012111~225.0025.008~91.41？1.412.3？3.24？3.249~103.18？3.182.37.31？7.3110~24.88？4.882.311.2311.232~3242.200.486？1.07？4.885.952.213.0925.0038.093~4251.380.4860.675.956.622.214.5625.0039.5611~123.003.00…比流量q0=（120×350）÷86400=0.486四、管道的水力計(jì)算管段編號(hào)管段長(zhǎng)度L(m)設(shè)計(jì)流量q(L/s)管段直徑D(mm)管段坡度I(‰)管內(nèi)流速v(m/s)充滿(mǎn)度h/D(%)h(m)降落量I·L(m)標(biāo)高(m)地面水面管內(nèi)底埋設(shè)深度(m)上端上端上端上端下端下端下端下端12345678910111213141516171、首先將管段的編號(hào)、長(zhǎng)度、設(shè)計(jì)流量、上下端地面標(biāo)高等已知數(shù)據(jù)填入下表中1~21102586.2086.102~325038.0986.1086.053~417039.5686.0586.00……………1）首先計(jì)算管段的地面坡度，作為確定管道坡度和管徑時(shí)的參考。管段1~2的地面坡度為（86.20－86.10）÷110=0.00092）選擇管徑（根據(jù)管徑選擇圖），流量為25L/s的最大管徑為300mm,在管徑選擇圖上，對(duì)應(yīng)的坡度為2.01‰。查300mm水力計(jì)算圖可以得出v=0.61m/s,充滿(mǎn)度為h/D=55.75%.2、確定1~2管段的管徑、坡度（流速、充滿(mǎn)度）3003.000.70513、進(jìn)行1~2管段的銜接設(shè)計(jì):計(jì)算管段起點(diǎn)1點(diǎn)的管底標(biāo)高：86.20-2.00=84.20m0.1530.330水深h=0.30×0.51=0.153m。84.20上端水面標(biāo)高=84.20+0.153=84.353m84.3532.00管段的降落量=I×L=0.003×110=0.330m可求出下端的管內(nèi)底、水面標(biāo)高、埋設(shè)深度83.87084.0232.23調(diào)整坡度為3.00‰，管徑不變。查300mm水力計(jì)算圖可以得出v=0.70m/s,充滿(mǎn)度為h/D=51%.符合要求，填入下表管段編號(hào)管段長(zhǎng)度L(m)設(shè)計(jì)流量q(L/s)管段直徑D(mm)管段坡度I(‰)管內(nèi)流速v(m/s)充滿(mǎn)度h/D(%)h(m)降落量I·L(m)標(biāo)高(m)地面水面管內(nèi)底埋設(shè)深度(m)上端上端上端上端下端下端下端下端12345678910111213141516171~21102586.2086.102~325038.0986.1086.053~417039.5686.0586.00……………1）首先計(jì)算管段的地面坡度，作為確定管道坡度和管徑時(shí)的參考。管段2~3的地面坡度為（86.10－86.05）÷250=0.00022）選擇最大管徑（根據(jù)管徑選擇圖），流量為38.09L/s的最大管徑為350mm,在管徑選擇圖上，對(duì)應(yīng)的坡度為1.54‰。查350mm水力計(jì)算圖可以得出v=0.61m/s,充滿(mǎn)度為h/D=62.7%，不符合要求，調(diào)整v=0.70m/s,重新查表計(jì)算,得坡度為2.32‰,充滿(mǎn)度為h/D=55.0%,填入下表4、確定2~3管段的管徑、坡度（流速、充滿(mǎn)度）3003.000.70515、進(jìn)行2~3管段的銜接設(shè)計(jì):1~2管段與2~3管段的管徑不相同，應(yīng)采用管頂平接。0.1530.33水深h=0.35×0.55=0.193m。84.20上端管內(nèi)底標(biāo)高=84.17－0.35=83.82m84.3532.00管段的降落量=I×L=0.00232×250=0.58m可求出下端的管內(nèi)底標(biāo)高=83.82－0.58=83.24m83.87084.0232.233502.320.7055.0管頂平接即1~2管段終點(diǎn)的管頂標(biāo)高與2~3管段起點(diǎn)的管頂標(biāo)高相同。（2~3管段上端的管頂標(biāo)高=1~2管段末段的管頂標(biāo)高即83.870+0.3=84.17m)84.0130.19383.8283.24同理，可求出下端的水面標(biāo)高=84.013－0.58=83.433m83.433最后求出管段上下端的埋深2.282.810.58管段編號(hào)管段長(zhǎng)度L(m)設(shè)計(jì)流量q(L/s)管段直徑D(mm)管段坡度I(‰)管內(nèi)流速v(m/s)充滿(mǎn)度h/D(%)h(m)降落量I·L(m)標(biāo)高(m)地面水面管內(nèi)底埋設(shè)深度(m)上端上端上端上端下端下端下端下端12345678910111213141516171~21102586.2086.102~325038.0986.1086.053~417039.5686.0586.003003.000.7051.00.1530.3384.2084.3532.0083.8784.0232.233502.320.7055.084.0130.19383.8283.2483.4332.282.813502.240.7057.583.4330.20183.2320.4930.5882.9482.7392.8183.2616、確定3~4管段的管徑、坡度（流速、充滿(mǎn)度）1）首先計(jì)算管段的地面坡度，作為確定管道坡度和管徑時(shí)的參考。管段3~4的地面坡度為（86.05－86.00）÷170=0.00032）選擇最大管徑（根據(jù)管徑選擇圖），流量為39.56L/s的最大管徑為350mm,在管徑選擇圖上，對(duì)應(yīng)的坡度為1.50‰。查350mm水力計(jì)算圖可以得出v=0.60m/s,充滿(mǎn)度為h/D=66.1%，不符合要求，重新調(diào)整計(jì)算。調(diào)整v=0.70m/s,重新查表計(jì)算得坡度為2.24‰充滿(mǎn)度為h/D=57.5%

。符合要求，填入上表7、進(jìn)行3~4管段的銜接設(shè)計(jì):2~3管段與3~4管段的管徑相同，應(yīng)采用水面平接。水面平接即2~3管段終點(diǎn)的水面標(biāo)高與3~4管段起點(diǎn)的水面標(biāo)高相同。（3~4管段上端的水面標(biāo)高為83.433m)水深h=0.350×0.575=0.201m。上端管內(nèi)底標(biāo)高=83.433

－0.201=83.232m管段的降落量=I×L=0.00224×220=0.493m下端水面標(biāo)高=83.433－0.493=82.94m下端管內(nèi)底標(biāo)高=83.232－0.493=82.739m8、繪制管道的平面圖和縱剖面圖污水廠12345612345678910111213141516171819789101112131415161718192021222324252627D=300I=3.00‰L=110§3-1

雨量分析與暴雨強(qiáng)度公式一、雨量分析的要素1、降雨量：

指單位地面面積上，在一定時(shí)間內(nèi)降雨的雨水體積。又稱(chēng)在一定時(shí)間內(nèi)的降雨深度。

用H（mm）表示，也可用單位面積的降雨體積（L/ha）表示。常用的降雨量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)量單位有以下幾種：年平均降雨量：指多年觀測(cè)所得的各年降雨量的平均值（mm/a）月平均降雨量：指多年觀測(cè)所得的各月降雨量的平均值（mm/月）年最大日降雨量：指多年觀測(cè)所得的一年中降雨量最大一日的降雨量（mm/d）2、降雨歷時(shí)：

是指連續(xù)降雨的時(shí)段，可以指一場(chǎng)雨全部降雨的時(shí)間，也可以指其中個(gè)別的連續(xù)時(shí)段。用t表示，單位為min或h

3、暴雨強(qiáng)度：是指某一連續(xù)降雨時(shí)段內(nèi)的平均降雨量，即單位時(shí)間的平均降雨深度，用i（mm/min）表示；i=H/t

在工程上，常用單位時(shí)間內(nèi)單位面積上的降雨體積q（L/s.公頃）表示q=167ii與q兩種表示方法的換算關(guān)系如下：1mm/min=10-3(m3

/m2)/min=10-3(103L

/m2)/min=1(L/

m2)/min=1(L/min)/m2=10000(L/min)/hm2=10000/60

（L/s.hm2）

=167（L/s.hm2）

決定雨水設(shè)計(jì)流量的主要因素暴雨強(qiáng)度和降雨歷時(shí)的關(guān)系

自動(dòng)雨量計(jì)所記錄的數(shù)據(jù)一般是每場(chǎng)雨的累積降雨量和降雨時(shí)間之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。以降雨時(shí)間為橫坐標(biāo)、以累積降雨量為縱坐標(biāo)，繪制的曲線(xiàn)稱(chēng)為降雨量累計(jì)曲線(xiàn)。①在城市暴雨的推球過(guò)程中，經(jīng)常采用的降雨歷時(shí)為：

5min、10min、15min、20min、30min、45min、60min、90min、120min，特大城市可以用到180min②各歷時(shí)的最大平均暴雨強(qiáng)度相應(yīng)于各降水歷時(shí)，降雨量最大的那個(gè)時(shí)段內(nèi)的降水量（？）最大平均暴雨強(qiáng)度（教材P65的表3-1）降雨歷時(shí)t(min)降雨量H(mm)暴雨強(qiáng)度I(mm/min)所選時(shí)段起止561.219：0719：121010.21.0219：0419：141512.30.8219：0419：192015.50.7819：0419：243020.20.6719：0419：344524.80.5519：0419：496029.50.4919：0420：049034.80.3919：0420：3412037.90.3219：0421：044、降雨面積：指降雨所籠罩的面積

5、匯水面積：指雨水管渠匯集雨水的面積。單位

常用hm2或km2。

任意場(chǎng)暴雨在降雨面積上各點(diǎn)的暴雨強(qiáng)度是不相等的，但是雨水管渠的匯水面積較小，因此可假設(shè)降雨在整個(gè)小匯水面積內(nèi)的分布是均勻的。這樣，雨量計(jì)所測(cè)得的點(diǎn)雨量資料可以代表整個(gè)小匯水面積的面雨量資料。6、暴雨強(qiáng)度的頻率：

是指在多次的觀測(cè)中，等于或大于某值的暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)的次數(shù)m與觀測(cè)資料總項(xiàng)數(shù)n之比的百分?jǐn)?shù)。即：Pn=m/n×100%

式中：

Pn=某值暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)的頻率

m：將所有數(shù)據(jù)從大到小排序之后，某值暴雨強(qiáng)度所對(duì)應(yīng)的序號(hào)

n：降雨量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的總個(gè)數(shù)

n=N,Pn=m/n×100%=m/N×100%為年頻率；

n=NM,Pn=m/n×100%=m/NM×100%

為次數(shù)頻率。

因此，水文計(jì)算常采用的公式為：Pn=m/（n+1）×100%

6、暴雨強(qiáng)度的頻率：①n越大，參與統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)越多，根據(jù)上面公式計(jì)算來(lái)的經(jīng)驗(yàn)頻率就越能反映其真實(shí)的發(fā)生概率。

故我國(guó)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，在編制暴雨強(qiáng)度公式時(shí)，必須具有10年以上的自計(jì)雨量記錄，且每年選擇6~8場(chǎng)最大暴雨記錄，計(jì)算各歷時(shí)的暴雨強(qiáng)度值。將各歷時(shí)的暴雨強(qiáng)度按照大小排列成數(shù)列，然后不論年次，按照由大到小的方向選擇年數(shù)的3~4倍的個(gè)數(shù)作為統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)資料。Pn=m/（n+1）×100%

②某個(gè)暴雨強(qiáng)度的頻率越小時(shí)，該暴雨強(qiáng)度的值就越大。7、暴雨強(qiáng)度的重現(xiàn)期：

是指在多次的觀測(cè)中，等于或大于某值的暴雨強(qiáng)度重復(fù)出現(xiàn)的平均時(shí)間間隔P。單位用年（a）表示。重現(xiàn)期與頻率互為倒數(shù)，即P=1/Pn①某一暴雨強(qiáng)度的重現(xiàn)期等于P，是指在相當(dāng)長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)間序列中，大于等于該暴雨強(qiáng)度的暴雨平均出現(xiàn)的可能性是1/

P。②重現(xiàn)期越大，降雨強(qiáng)度越大。在排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)中，如果使用較高的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，則計(jì)算的設(shè)計(jì)排水量就越大，排水管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)模相應(yīng)增大，排水通暢，但排水系統(tǒng)的建設(shè)投資就比較高；反之，則投資較小，但安全性差。確定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的因素有：

排水區(qū)域的重要性、功能、淹沒(méi)后果嚴(yán)重性、地形特點(diǎn)和匯水面積的大小等。一般情況下，低洼地段采用的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期大于高地；干管采用的大于支管；工業(yè)區(qū)采用的大于居住區(qū)；市區(qū)采用的大于郊區(qū)。重現(xiàn)期的最小值不宜低于0.33年，一般選用0.5~3年。重要的干道、區(qū)域，一般選用2~5年。二、暴雨強(qiáng)度公式式中：

q——設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，L/s.公頃；

P——設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，年；

t——降雨歷時(shí)，min；

A1,c,b,n——地方參數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行確定。

暴雨強(qiáng)度公式是反映暴雨強(qiáng)度q(i)、降雨歷時(shí)t、重現(xiàn)期P三者之間的關(guān)系，是設(shè)計(jì)雨水管渠的依據(jù)。我國(guó)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定，我國(guó)采用的暴雨強(qiáng)度公式的形式為：

教材附錄3-2收錄了我國(guó)若干城市的暴雨強(qiáng)度公式（或參見(jiàn)《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè)》第五冊(cè)），可供計(jì)算雨水管渠設(shè)計(jì)流量時(shí)采用。目前，我國(guó)尚有一些城鎮(zhèn)無(wú)暴雨強(qiáng)度公式，當(dāng)這些城鎮(zhèn)需要設(shè)計(jì)雨水管渠時(shí)，可選用附近地區(qū)城市的暴雨強(qiáng)度公式。一、地面徑流與徑流系數(shù)二、流域上的匯流過(guò)程三、雨水管渠設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式四、雨水管段的設(shè)計(jì)流量計(jì)算舉例五、集水時(shí)間的確定六、雨水徑流量的調(diào)節(jié)§3-2雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定一、地面徑流與徑流系數(shù)1、地面徑流與徑流系數(shù)產(chǎn)流過(guò)程：

徑流系數(shù)：

地面徑流量與總降雨量的比值稱(chēng)為徑流系數(shù)Ψ，其值小于1。2、徑流系數(shù)Ψ的確定地面徑流系數(shù)的值與以下幾個(gè)因素有關(guān)：匯水面積上的地面材料性質(zhì)、地形地貌、植被分布、降雨歷時(shí)、暴雨強(qiáng)度以及暴雨雨型有關(guān)。目前，在雨水管渠的設(shè)計(jì)中，通常按照地面材料性質(zhì)確定徑流系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。我國(guó)排水設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)徑流系數(shù)取值的規(guī)定見(jiàn)下表不同地面的徑流系數(shù)Ψ值地面種類(lèi)徑流系數(shù)Ψ各種屋面、混凝土和瀝青路面0.9大塊石鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面0.6級(jí)配碎石路面0.45干砌磚石和碎石路面0.40非鋪砌土地面0.30公園或綠地0.15

如果匯水面積由不同的地面組合而成，整個(gè)匯水面積上的平均徑流系數(shù)可按以下公式來(lái)求：

Ψav=∑Fi·Ψi/F在工程設(shè)計(jì)中，經(jīng)常采用區(qū)域綜合徑流系數(shù)近似代替平均徑流系數(shù)區(qū)域情況區(qū)域綜合徑流系數(shù)值城市市區(qū)0.5~0.8城市郊區(qū)0.4~0.6區(qū)域綜合徑流系數(shù)國(guó)內(nèi)各地區(qū)采用的綜合徑流系數(shù)見(jiàn)教材74頁(yè)的表3-5二、流域上的匯流過(guò)程

當(dāng)流域最邊緣線(xiàn)上的雨水達(dá)到集流點(diǎn)A時(shí)，在A點(diǎn)匯集的流量其匯水面積擴(kuò)大到整個(gè)流域，即全部流域面積參與徑流，此時(shí)在A點(diǎn)產(chǎn)生最大流量。

從流域上最遠(yuǎn)一點(diǎn)的雨水流至出口斷面的時(shí)間稱(chēng)為流域的集流時(shí)間或集水時(shí)間τ0

At1t2t3BCDEFGbcτ0

當(dāng)全流域參與徑流時(shí),A點(diǎn)產(chǎn)生的最大流量來(lái)自τ0時(shí)段內(nèi)的降雨量三、雨水管渠設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式式中：Q——雨水設(shè)計(jì)流量，L/s；

Ψ——徑流系數(shù)，其數(shù)值小于1；

F——匯水面積，公頃；

q——設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，L/s.公頃。徑流系數(shù)Ψ的確定:按照地面材料性質(zhì)確定徑流系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。匯水面積F:

與降雨歷時(shí)t有關(guān)。隨著降雨歷時(shí)的延長(zhǎng)，參與徑流的面積在增加，當(dāng)全部流域參與徑流時(shí)，進(jìn)入雨水管渠中的流量就最大。暴雨強(qiáng)度q：與降雨歷時(shí)t有關(guān)。隨著降雨歷時(shí)的延長(zhǎng)，暴雨強(qiáng)度降低。

關(guān)鍵在于采用降雨強(qiáng)度和匯水面積都是盡量大的降雨

在雨水管道的設(shè)計(jì)中,采用的降雨歷時(shí)t=匯水面積最遠(yuǎn)點(diǎn)的雨水流達(dá)集流點(diǎn)的集流時(shí)間τ0,此時(shí)暴雨強(qiáng)度、匯水面積都是相應(yīng)的極限值，根據(jù)公式確定的流量應(yīng)是最大值。這便是雨水管道設(shè)計(jì)的極限強(qiáng)度理論。

t﹤τ0時(shí)，只有一部分面積參與徑流。與t=τ0時(shí)相比較，此時(shí)暴雨強(qiáng)度大于t=τ0時(shí)的暴雨強(qiáng)度，但匯水面積小。根據(jù)公式計(jì)算得來(lái)的雨水徑流量小于t=τ0時(shí)的徑流量。極限強(qiáng)度理論

t﹥?chǔ)?時(shí)，全部流域面積參與徑流。與t=τ0時(shí)相比較，此時(shí)匯水面積沒(méi)有增加，而暴雨強(qiáng)度小于t=τ0時(shí)的暴雨強(qiáng)度。根據(jù)公式計(jì)算得來(lái)的雨水徑流量小于t=τ0時(shí)的徑流量。極限強(qiáng)度理論：

承認(rèn)暴雨強(qiáng)度隨降雨歷時(shí)的延長(zhǎng)而減小的規(guī)律性；匯水面積隨降雨歷時(shí)的延長(zhǎng)而增長(zhǎng)的規(guī)律性；匯水面積隨降雨歷時(shí)的延長(zhǎng)而增長(zhǎng)的速度比暴雨強(qiáng)度隨降雨歷時(shí)的延長(zhǎng)而減小的速度更快。

在使用該式時(shí),隨著計(jì)算管段位置的不同,管渠的Ψ值不同；匯水面積不同;從匯水面積最遠(yuǎn)端到計(jì)算斷面處的集流時(shí)間τ0是不同的,