城市排水工程系統(tǒng)規(guī)劃培訓(xùn)課件

城市排水工程系統(tǒng)(xìtǒng)規(guī)劃第一頁(yè)，共48頁(yè)。第二節(jié)城市污水工程系統(tǒng)(xìtǒng)規(guī)劃一、城市污水管網(wǎng)布置確定排水區(qū)界，劃分排水流域；確定污水排放系統(tǒng)的形式：大城市適合分散布置，中小城市適合集中布置選定(xuǎndìnɡ)污水廠和出水口的位置；進(jìn)行污水管道系統(tǒng)的定線；確定需要抽升區(qū)域的泵站位置；確定管道在街道上的位置等。一般按主干管、干管、支管的順序進(jìn)行布置。第二頁(yè)，共48頁(yè)。1．確定(quèdìng)排水區(qū)界、劃分排水流域

排水區(qū)界是污水排水系統(tǒng)設(shè)置的界限。它是根據(jù)城市規(guī)劃的設(shè)計(jì)規(guī)模確定的。在排水區(qū)界內(nèi)，一般根據(jù)地形劃分為若干個(gè)排水流域。（1）在丘陵和地形起伏的地區(qū)：流域的分界線與地形的分水線基本一致，由分水線所圍成的地區(qū)即為一個(gè)排水流域。（2）在地形平坦無(wú)明顯分水線的地區(qū)：可按面積的大小劃分，使各流域的管道系統(tǒng)合理分擔(dān)排水面積，并使干管在最大合理埋深的情況下，各流域的絕大部分污水能自流排出。每一個(gè)排水流域內(nèi)，可布置(bùzhì)若干條干管，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)。第三頁(yè)，共48頁(yè)。2．選定污水(wūshuǐ)廠和出水口位置現(xiàn)代化的城市，需將各排水流域的污水通過(guò)主干管輸送到污水廠，經(jīng)處理后再排放，以保護(hù)(bǎohù)受納水體。應(yīng)遵循如下原則選定污水廠和出水口的位置。（1）出水口應(yīng)位于城市河流下游。當(dāng)城市采用地表水源時(shí)，應(yīng)位于取水構(gòu)筑物下游，并保持100m以上的距離(jùlí)。（2）出水口不應(yīng)設(shè)在回水區(qū)，以防止回水污染。

第四頁(yè)，共48頁(yè)。（3）污水廠要位于(wèiyú)河流下游，并與出水口盡量靠近，以減少排放渠道的長(zhǎng)度。（4）污水廠應(yīng)設(shè)在城市夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，并與城市、工礦企業(yè)和農(nóng)村居民點(diǎn)保持300m以上的衛(wèi)生防護(hù)距離。（5）污水廠應(yīng)設(shè)在地質(zhì)條件較好，不受雨洪水威脅的地方，并有擴(kuò)建的余地。第五頁(yè)，共48頁(yè)。3．污水(wūshuǐ)管道定線在城市規(guī)劃平面圖上確定污水管道的位置和走向，稱為污水管道系統(tǒng)的定線。主要原則：采用重力流排除污水和雨水，盡可能在管線最短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。影響因素：城市地形、豎向規(guī)劃、排水體制、污水廠和出水口位置、水文地質(zhì)、道路(dàolù)寬度、大出水戶位置等。第六頁(yè)，共48頁(yè)?！竦匦纹教够蚵杂衅露?，主干管(ɡànɡuǎn)一般平行于等高線布置，在地勢(shì)較低處，沿河岸邊敷設(shè)，以便于收集干管(ɡànɡuǎn)來(lái)水?！竦匦屋^陡，主干管(ɡànɡuǎn)可與等高線垂直，這樣布置主干管(ɡànɡuǎn)坡度較大，但可設(shè)置數(shù)量不多的跌水，使干管(ɡànɡuǎn)的水力條件改善，避免受到嚴(yán)重沖刷?！癖荛_地質(zhì)條件差的地區(qū)（1）主干(zhǔgàn)管第七頁(yè)，共48頁(yè)?！癖M量設(shè)在地勢(shì)較低處，以便支管順坡排水；●地形平坦或略有坡度，干管與等高線垂直（減小埋深）●地形較陡，干管與等高線平行（減少跌水井?dāng)?shù)量）●一般沿城市街道布置。通常設(shè)置在污水量較大、地下管線較少、地勢(shì)較低一側(cè)的人行道、綠化帶或慢車道下，并與街道平行。當(dāng)街道寬度(kuāndù)>40m，可考慮在街兩側(cè)設(shè)兩條污水管，以減少連接支管的長(zhǎng)度和數(shù)量。（2）干管第八頁(yè)，共48頁(yè)。（3）支管1）低邊式：當(dāng)街坊面積較小而街坊內(nèi)污水又采用集中出水(chūshuǐ)方式時(shí)，支管敷設(shè)在服務(wù)街坊較低側(cè)的街道下。取決于地形和街坊建筑(jiànzhù)特征，并應(yīng)便于用戶接管排水。布置形式有：第九頁(yè)，共48頁(yè)。4．泵站位置(wèizhi)（1）中途泵站：當(dāng)管道的埋深超過(guò)(chāoguò)最大允許埋深時(shí)，應(yīng)設(shè)置泵站以提高下游管道的管位；（干管或主干管中途）（2）局部泵站：地形復(fù)雜的城市，往往需要將地勢(shì)較低處的污水抽升至地勢(shì)較高地區(qū)的污水管道中；（局部低洼地區(qū)）（3）總泵站（或終點(diǎn)泵站）：污水管道系統(tǒng)終點(diǎn)的埋深一般都很大，而污水廠的第一個(gè)處理構(gòu)筑物一般埋深較淺，或設(shè)在地面以上，這就需要將管道系統(tǒng)輸送來(lái)的污水抽升到第一個(gè)處理構(gòu)筑物中。（污水廠起端）第十頁(yè)，共48頁(yè)。5．確定污水(wūshuǐ)管道在街道下的具體位置由于(yóuyú)污水管道為重力流管道，其埋深大，連接支管多，使用過(guò)程中難免滲漏損壞。所有這些都增加了污水管道的施工和維修難度，還會(huì)對(duì)附近建筑物和構(gòu)筑物的基礎(chǔ)造成危害，甚至污染生活飲用水。因此，污水管道與建筑物應(yīng)有一定間距，與生活給水管道交叉時(shí)，應(yīng)敷設(shè)在生活給水管的下面。第十一頁(yè)，共48頁(yè)。(1)覆土厚度：管底可埋在m，最小覆土厚度不宜小于，最大不宜大于6m，理想為1-2m(2)埋設(shè)深度：干燥土壤中，最大埋深不超過(guò)7～8m；多水、流砂、石灰?guī)r地層中，不超過(guò)5m。控制點(diǎn)應(yīng)采取措施來(lái)減少管道的埋深，如增加管道的強(qiáng)度(qiángdù)，填土提高地面高程以保證最小覆土厚度。第十二頁(yè)，共48頁(yè)。管線綜合規(guī)劃時(shí)，所有地下管線都應(yīng)盡量設(shè)置在人行道、非機(jī)動(dòng)車道和綠化帶下，只有在不得已時(shí)，才考慮將埋深大，維修次數(shù)較少的污水、雨水管道布置在機(jī)動(dòng)車道下。各種管線在平面上布置的次序一般是，從建筑規(guī)劃線向道路中心線方向依次為：電力電纜(diànlǎn)——通信電纜(diànlǎn)——燃?xì)夤艿馈o水管道——熱力管道——雨水管道——污水管道。若各種管線(guǎnxiàn)布置時(shí)發(fā)生沖突，處理的原則是：未建讓已建的，臨時(shí)讓永久的，小管讓大管，壓力管讓無(wú)壓管，可彎管讓不可彎管。第十三頁(yè)，共48頁(yè)。二、城市污水量預(yù)測(cè)(yùcè)和計(jì)算污水管道系統(tǒng)是由污水管道及管道系統(tǒng)上的附屬構(gòu)筑物組成。污水管（渠）道設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：1．劃分排水流域，進(jìn)行(jìnxíng)管網(wǎng)定線；2．劃分設(shè)計(jì)管段，確定各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量；3．進(jìn)行(jìnxíng)管（渠）道的水力計(jì)算，確定管徑、坡度、流速及埋深等；4．繪制管（渠）道平面圖及剖面圖。第十四頁(yè)，共48頁(yè)。污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算(jìsuàn)污水設(shè)計(jì)流量是污水管道系統(tǒng)及附屬構(gòu)筑物設(shè)計(jì)的依據(jù)。居民(jūmín)生活污水定額和綜合生活污水定額居民生活污水定額指居民每人每日所排出的平均(píngjūn)污水量。綜合生活污水定額指居民生活污水和公共設(shè)施排出污水兩部分的總和。我國(guó)現(xiàn)行《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，可按當(dāng)?shù)赜盟~的80％～90％采用。對(duì)給排水系統(tǒng)完善的地區(qū)可按90％計(jì)，一般地區(qū)可按80％計(jì)。注意：采用平均(píngjūn)日污水量定額。第十五頁(yè)，共48頁(yè)。

1、居民(jūmín)生活污水設(shè)計(jì)流量

式中：Q1——居民生活污水設(shè)計(jì)流量，L／s；n——居民生活污水量定額，L／(cap·d)；N——設(shè)計(jì)人口數(shù)，cap；KZ——生活污水量總變化系數(shù)(xìshù)；ρ——人口密度，cap/hm2；F——居住區(qū)面積，hm2；

（一）生活(shēnghuó)污水設(shè)計(jì)流量第十六頁(yè)，共48頁(yè)。污水(wūshuǐ)量的變化通常用變化系數(shù)來(lái)反映城鎮(zhèn)污水量的變化程度?？紤]污水處理廠和污水泵站的設(shè)計(jì)規(guī)模(guīmó)和管徑系數(shù)。日變化系數(shù)Kd：在一年中最大日污水量與平均日污水量的比值稱為日變化系數(shù)。時(shí)變化系數(shù)Kh：最大日中最大時(shí)污水量與該日平均時(shí)污水量的比值，稱為時(shí)變化系數(shù)?？傋兓禂?shù)Kz：最大日最大時(shí)污水量與平均日平均時(shí)污水量的比值稱為總變化系數(shù)。

Kz=Kd·Kh

第十七頁(yè)，共48頁(yè)。2、工業(yè)(gōngyè)企業(yè)的生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量Q2——工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量，L/s；A1——一般車間最大班職工人數(shù)，cap；B1——一般車間職工生活污水定額，以25L/(cap·班)計(jì)；K1——一般車間生活污水量時(shí)變化系數(shù)，以計(jì)；A2——熱車間和污染嚴(yán)重車間最大班職工人數(shù)，cap；B2——熱車間和污染嚴(yán)重車間職工生活污水量定額，以35L／(cap·班)計(jì)；K2——熱車間和污染嚴(yán)重車間生活污水量時(shí)變化系數(shù)，以計(jì)；C1——一般車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，cap；D1——一般車間的淋浴污水量定額，以40L／(cap·班)計(jì)；C2——熱車間和污染嚴(yán)重車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，cap；D2——熱車間和污染嚴(yán)重車間的淋浴污水量定額，以60L／(cap·班)計(jì)；T——每工作(gōngzuò)班工作(gōngzuò)時(shí)數(shù)，h。淋浴時(shí)間按60min計(jì)。第十八頁(yè)，共48頁(yè)。（二）工業(yè)廢水設(shè)計(jì)(shèjì)流量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)品的廢水量定額，L／單位產(chǎn)品；M——產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量，單位產(chǎn)品/d；T——每日生產(chǎn)時(shí)數(shù)，h；KZ——總變化(biànhuà)系數(shù)。第十九頁(yè)，共48頁(yè)。（三）地下水滲入(shènrù)量地下水滲入量Q4一般以單位管道延長(zhǎng)米或單位服務(wù)面積公頃計(jì)算(jìsuàn)。城市污水設(shè)計(jì)總流量城市污水工程規(guī)模和污水處理廠規(guī)模應(yīng)根據(jù)平均日污水量確定，而城市排水管渠斷面尺寸應(yīng)根據(jù)規(guī)劃期排水規(guī)劃的最大秒流量(liúliàng)并考慮城市遠(yuǎn)景發(fā)展的需要確定第二十頁(yè)，共48頁(yè)?！纠}(lìtí)】河北某中等城市一屠宰廠每天宰殺活牲畜260t，廢水量定額(dìngé)為10m3/t，工業(yè)廢水的總變化系數(shù)為，三班制生產(chǎn)，每班8h。最大班職工人數(shù)800cap，其中在污染嚴(yán)重車間工作的職工占總?cè)藬?shù)的40%，使用淋浴人數(shù)按該車間人數(shù)的85%計(jì)；其余60%的職工在一般車間工作，使用淋浴人數(shù)按30%計(jì)。工廠居住區(qū)面積為10ha,人口密度為600cap/ha。各種污水由管道匯集輸送到廠區(qū)污水處理站，經(jīng)處理后排入城市污水管道，試計(jì)算該屠宰廠的污水設(shè)計(jì)總流量。(假定該廠區(qū)給水排水系統(tǒng)比較完善)第二十一頁(yè)，共48頁(yè)?！窘狻吭撏涝讖S的污水包括居民生活污水、工業(yè)(gōngyè)企業(yè)生活污水和淋浴污水、工業(yè)(gōngyè)廢水三種，因該廠區(qū)公共設(shè)施情況未給出，故按綜合生活污水計(jì)算。1．綜合生活污水(wūshuǐ)設(shè)計(jì)流量計(jì)算查綜合生活用水定額，河北位于第二分區(qū)，中等城市的平均日綜合用水定額為110～180L/(cap?d)，取165L/(cap?d)。假定該廠區(qū)給水排水系統(tǒng)比較完善，則綜合生活污水(wūshuǐ)定額為165×90%=148.5L/(cap?d)，取為150L/(cap?d)。居住區(qū)人口數(shù)為600×10=6000cap。則綜合生活污水(wūshuǐ)平均流量為：L/s。用內(nèi)插法查總變化系數(shù)表，得Kz=2.24。于是綜合生活污水(wūshuǐ)設(shè)計(jì)流量為Q1=10.42.24=23.30L/s。第二十二頁(yè)，共48頁(yè)。2、工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)(shèjì)流量計(jì)算由題意知：一般車間最大班職工人數(shù)為800×60%=480人，使用淋浴的人數(shù)為480×30%=144人；污染嚴(yán)重(yánzhòng)車間最大班職工人數(shù)為800×40%=320人，使用淋浴的人數(shù)為320×85%=272人。所以工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量為：第二十三頁(yè)，共48頁(yè)。3．工業(yè)廢水設(shè)計(jì)(shèjì)流量計(jì)算該廠區(qū)污水(wūshuǐ)設(shè)計(jì)總流量在計(jì)算城市污水管道系統(tǒng)(xìtǒng)的污水設(shè)計(jì)總流量時(shí)，由于城市排水區(qū)界內(nèi)的匯水面積較大，因此需按各排水流域分別計(jì)算，將各排水流域居住區(qū)生活污水、工業(yè)廢水和工廠生活污水設(shè)計(jì)流量列表進(jìn)行計(jì)算，最后再匯總得出污水管道系統(tǒng)(xìtǒng)的設(shè)計(jì)總流量。第二十四頁(yè)，共48頁(yè)。（三）污水管道的敷設(shè)主要考慮的因素有①在管線綜合時(shí)，應(yīng)首先考慮污水管道在平面和垂直方向上的位置；②由于污水管道滲漏的污水會(huì)對(duì)其他管線產(chǎn)生影響，所以應(yīng)考慮管道損壞時(shí)，不影響附近建筑物、構(gòu)筑物的基礎(chǔ)或污染生活飲用水。管道之間的最小凈距要求見(jiàn)管線綜合部分；管道頂部允許作適當(dāng)壓縮。③管道的埋設(shè)深度指管底內(nèi)壁到地面的距離，通常在干燥土壤中，最大埋深不超過(guò)7—8m；在多水、流砂、石灰?guī)r地層中，不越過(guò)5m；④管道的覆土厚度是管道外壁頂部到地面的距離；最小覆土厚度由所在地區(qū)的凍土深度、管道外部荷載、房屋連接管的埋深等確定。規(guī)定：無(wú)保溫措施的生活污水管道或水溫與生活污水接近(jiējìn)的廢水管道，管底可埋設(shè)在冰凍線以上平行道下最小覆土厚度不宜小于，通常最大覆土厚度不宜大于6m；在滿足各方面要求的前提下，理想覆土厚度為1一2m；第二十五頁(yè)，共48頁(yè)。⑤在排水區(qū)域內(nèi)，對(duì)管道系統(tǒng)的埋設(shè)深度起控制作用的點(diǎn)稱為控制點(diǎn)，一般是每條管道的起點(diǎn)。這些控制點(diǎn)中距離出水口或污水廠最遠(yuǎn)的一點(diǎn)，是整個(gè)系統(tǒng)的控制點(diǎn)。一般是該排水管道系統(tǒng)的最高點(diǎn)，是控制整個(gè)系統(tǒng)標(biāo)高的起點(diǎn)。在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，盡量采取一些措施來(lái)減少控制點(diǎn)管道的埋深。如：增加管道強(qiáng)度，減少埋深 ；填土提高地面高程以保證(bǎozhèng)最小覆土厚度；必要時(shí)設(shè)置泵站，提高管位等。第二十六頁(yè)，共48頁(yè)。三、城市污水管網(wǎng)的水力計(jì)算平面布置后方(hòufāng)可進(jìn)行水力計(jì)算水力計(jì)算：合理經(jīng)濟(jì)的選擇管道管徑、坡度和埋深（一）、水力計(jì)算設(shè)計(jì)相關(guān)(xiāngguān)參數(shù)第二十七頁(yè)，共48頁(yè)。第二十八頁(yè)，共48頁(yè)。第二十九頁(yè)，共48頁(yè)。第三十頁(yè)，共48頁(yè)。為什么要規(guī)定最小管徑？（1）一般污水管道系統(tǒng)的上游部分(bùfen)流量很小，若根據(jù)流量計(jì)算管徑也將很小，而管徑小極易堵塞。（2）采用較大管徑可選用較小的坡度，使管道埋深減小。第三十一頁(yè)，共48頁(yè)。第三十二頁(yè)，共48頁(yè)。第三十三頁(yè)，共48頁(yè)。第三十四頁(yè)，共48頁(yè)。第三十五頁(yè)，共48頁(yè)。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都需要設(shè)置檢查井，考慮到檢查井內(nèi)上下流管道銜接時(shí)應(yīng)遵循(zūnxún)相應(yīng)的原則（二）、管渠的銜接(xiánjiē)第三十六頁(yè)，共48頁(yè)。1）、盡可能提高下游管段的高程，以減少埋深，降低(jiàngdī)造價(jià)2）、避免上游管段中形成回水而造成淤積3）、不允許下流管段的管底高于上游管段的管底（二）、管渠的銜接(xiánjiē)第三十七頁(yè)，共48頁(yè)。水面平接：污水管道水力計(jì)算中，上下游管段的水面高程相同。同管徑管段往往是下游管段的充盈深度大于上游管段的充盈深度，為避免上游管段回水而采用水面平接。在平坦地區(qū)，為減少管道埋深，異管徑的管段有時(shí)也采用水面平接。管頂平接：上下游管道的管頂內(nèi)壁位于同一高程?？梢员苊馍嫌喂芏萎a(chǎn)生回水，但增加了下游管段的埋深。一般用于不同口徑管道的銜接(xiánjiē)。管底平接：下游管段的管徑小于上游管段的管徑，而不能用上兩種連接方式時(shí)?？煞乐瓜掠喂芏蔚墓艿赘哂谏嫌喂芏蔚墓艿住３鞘形鬯艿酪话愣疾捎霉茼斊浇臃?。在坡度較大的地段，可采用階梯連接或跌水井連接。原則：下游管段的水面和管底部都不應(yīng)高于上游管段的水面和底部。第三十八頁(yè)，共48頁(yè)。（三）、污水(wūshuǐ)管道在街面上的位置第三十九頁(yè)，共48頁(yè)。城市雨水(yǔshuǐ)工程系統(tǒng)規(guī)劃一、雨水管渠系統(tǒng)布置（一）城市雨水管渠系統(tǒng)規(guī)劃的內(nèi)容(nèiróng)地面徑流：降落至地面上的雨水,部分被植物截流、滲入土壤和填充洼地,其余部分沿地面流入雨水管渠和水體，這部分雨水稱為地面徑流。雨水管渠系統(tǒng)任務(wù)：及時(shí)排除暴雨形成的地面徑流城市雨水管渠系統(tǒng)是由雨水口、雨水管渠、檢查井、出水口等構(gòu)筑物組成。第四十頁(yè)，共48頁(yè)。二、雨水管渠水力計(jì)算（一）設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇1、暴雨強(qiáng)度公式(gōngshì)降雨量——降雨的絕對(duì)量，用深度h（mm）表示降雨強(qiáng)度——某一連續(xù)降雨時(shí)間段內(nèi)的平均降雨量，用i表示。暴雨強(qiáng)度公式(gōngshì)（1）：i——降雨(jiànɡyǔ)強(qiáng)度（mm/min）t——降雨(jiànɡyǔ)歷時(shí)，即連續(xù)降雨(jiànɡyǔ)的時(shí)段（min）h——相應(yīng)于降雨(jiànɡyǔ)歷時(shí)的降雨(jiànɡyǔ)量（m