第9章-污水管道系統(tǒng) 8課時(shí)

1、第九章第九章污水管道系統(tǒng)污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量 污水管道的設(shè)計(jì)流量是設(shè)計(jì)期限(2030年)終了時(shí)的最大日(或最大班)最大時(shí)的污水流量,它包括生活污水設(shè)計(jì)流量和工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量。第一節(jié) 污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量的確定9.1.1 生活污水設(shè)計(jì)流量1、居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量Q1的確定 式中: Q1居住區(qū)的生活污水設(shè)計(jì)流量,L/s； n 居住區(qū)平均日生活污水排水定額，L/（人*d）； N 使用管道的設(shè)計(jì)人數(shù)； K總總變化系數(shù)。 城鎮(zhèn)居住區(qū)和工廠(chǎng)居住區(qū)的生活污水設(shè)計(jì)流量是按每人每日平均排出的污水量、使用管道的設(shè)計(jì)人數(shù)和總變化系數(shù)計(jì)算的，公式如下：總KNQ360024n1 設(shè)計(jì)人口數(shù)N：設(shè)計(jì)期限終了時(shí)的預(yù)估人口

2、數(shù)，與城市的發(fā)展規(guī)模及人口的增長(zhǎng)率有關(guān)。 估算方法： (1)按城市總體規(guī)劃確定的人口密度計(jì)算:式中：P人口密度，即單位面積上的人口數(shù)，人/ hm2 ，分為城市人口密度和街坊人口密度； A排水區(qū)域的面積，hm2。PAN 式中：N設(shè)計(jì)人口數(shù)，即n年后的估計(jì)人口數(shù)； N0現(xiàn)在人口數(shù)； 人口自然增長(zhǎng)率； n設(shè)計(jì)期限，2030年。 nNN)1(0 估算方法： (2)按人口自然增長(zhǎng)率估算：日變化系數(shù)K日：一年中最大日污水流量/平均日污水量時(shí)變化系數(shù)K時(shí)：最大日中最大時(shí)污水量/最大日平均時(shí)污水量總變化系數(shù)K總：最大日中最大時(shí)污水量/平均日平均時(shí)污水量K總=K日K時(shí) 居住區(qū)的生活污水排水定額n是一個(gè)平均值。流

3、入污水管道的污水量時(shí)刻在變化，變化程度通常用變化系數(shù)K表示。 總變化系數(shù)Kz 工廠(chǎng)生產(chǎn)區(qū)的生活污水流量較大時(shí)，可用下式計(jì)算：36006040360085 . 2350 . 3254321vNNNNq式中：qv工廠(chǎng)生產(chǎn)區(qū)的生活污水設(shè)計(jì)流量，L/s； N1一般車(chē)間最大班的職工總?cè)藬?shù)（一個(gè)或幾個(gè)車(chē)間的總?cè)藬?shù)）； N2熱車(chē)間最大班的職工總?cè)藬?shù)（一個(gè)或幾個(gè)熱車(chē)間的總?cè)藬?shù)）； N3一般車(chē)間最大班使用淋浴的職工總?cè)藬?shù)（一個(gè)或幾個(gè)車(chē)間的總?cè)藬?shù)）； N4熱車(chē)間最大班使用淋浴的職工總?cè)藬?shù)（一個(gè)或幾個(gè)熱車(chē)間的總?cè)藬?shù)）。3、 工廠(chǎng)企業(yè)生活污水及淋浴污水設(shè)計(jì)流量Q2的確定 工廠(chǎng)生產(chǎn)區(qū)的生活污水流量不大，收集和輸送這部分

4、污水的溝管可以采用最小管徑（200mm），不需要進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)流量較大需要計(jì)算時(shí)，可參考下表 。9.1.2 工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量計(jì)算按工廠(chǎng)或車(chē)間的每日產(chǎn)量和單位產(chǎn)品（每件產(chǎn)品，每噸產(chǎn)品等）的廢水量計(jì)算按生產(chǎn)設(shè)備的數(shù)量和每一生產(chǎn)設(shè)備的每日廢水量進(jìn)行計(jì)算總KTMmQ36004式中：Q4 工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量，L/s； m生產(chǎn)每單位產(chǎn)品的廢水量定額，L； M產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量； T每日工作時(shí)數(shù)，h； K總總變化系數(shù)。 日變化系數(shù)為日變化系數(shù)為1，時(shí)變化系數(shù)可以實(shí)測(cè)（最大時(shí)流量，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），平均時(shí)流量）， 也可以按經(jīng)驗(yàn)值選用。也可以按經(jīng)驗(yàn)值選用。Q=Q1+Q2+Q3+Q4 該方法

5、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。流量的，即采用簡(jiǎn)單累加法來(lái)計(jì)算流量的。9.1.3 城市生活污水設(shè)計(jì)流量Q第2節(jié) 污水管道系統(tǒng)的水力計(jì)算（1 1）大多數(shù)情況下，管道內(nèi)部靠重力流動(dòng)；）大多數(shù)情況下，管道內(nèi)部靠重力流動(dòng)；（2 2）污水水分在）污水水分在99%99%以上，污水的流動(dòng)符合一般液體的流以上，污水的流動(dòng)符合一般液體的流動(dòng)規(guī)律；動(dòng)規(guī)律；（3 3）直線(xiàn)管段內(nèi)污水的流動(dòng)狀態(tài)接近均勻流。）直線(xiàn)管段內(nèi)污水的流動(dòng)狀態(tài)接近均勻流。9.2.1 污水在管道中流動(dòng)的特點(diǎn)式中：Q 污水流量，m3/s； w 過(guò)水

6、斷面面積，m2； v 過(guò)水?dāng)嗝嫫骄魉?，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i）； n 管壁粗糙系數(shù)，混凝土和鋼筋混凝土管渠一般采取0.014。vQ21321IRnv 流量公式流量公式：流速公式流速公式：1、設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度、設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度h/DhD圖9.2 充滿(mǎn)度示意圖在設(shè)計(jì)流量下，污水管道中的水深 h與管道直徑 D的比值稱(chēng)為設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度（或水深比）。當(dāng) h/D時(shí)稱(chēng)為滿(mǎn)流；當(dāng) h/D1時(shí)稱(chēng)為不滿(mǎn)流。2、設(shè)計(jì)流速、設(shè)計(jì)流速與設(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

7、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。原因：（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(guò)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(jiàn)下表。3、最小管徑、最小管徑最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度4、最小設(shè)計(jì)坡度、最小設(shè)計(jì)坡度最小設(shè)計(jì)坡度：相

8、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。I min=f（v min，管道的水力半徑R）。342222 RvnRCvIRICv 不同管徑的污水管道應(yīng)有不同的最小設(shè)計(jì)坡度，管徑相同的管道，由于充滿(mǎn)度不同，也可以有不同的最小設(shè)計(jì)坡度。在表中規(guī)定了最小管徑管道的最小設(shè)計(jì)坡度。不計(jì)算管段：在污水管道的上游，由于設(shè)計(jì)管段服務(wù)的排水面積較小，所以流量較小，由此而計(jì)算出的管徑也很小。如果某設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量小于在最小管徑、最小設(shè)計(jì)坡度（最小流速）、充滿(mǎn)度為0.5時(shí)管道通過(guò)的流量時(shí)，這個(gè)管段可以不必進(jìn)行詳細(xì)的水力計(jì)算，直接選用最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度，該管段稱(chēng)為不計(jì)算管段。在有

9、沖洗水源時(shí)，這些管段可考慮設(shè)置沖洗井定期沖洗以免堵塞。 9.2.4 污水管道的埋設(shè)深度污水管道的埋設(shè)深度 在污水管道工程中，管道的埋設(shè)深度愈大，工程造價(jià)愈高，施工期愈長(zhǎng)。、含義覆土厚度指管外壁頂部到地面的距離；埋設(shè)深度指管內(nèi)壁底部到地面的距離。2、最小覆土厚度 確定污水管道最小覆土深度時(shí)，必須考慮下列因素：防止管內(nèi)污水冰凍或土壤冰凍而損壞管道 ；保證管道不致因?yàn)榈孛婧奢d而破壞滿(mǎn)足街坊污水管銜接的要求3、最大埋深管道的最大埋深，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)地區(qū)的土質(zhì)、地下水等自然條件，再結(jié)合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、施工等方面的因素確定。一般在土壤干燥的地區(qū)，管道的最大埋深不超過(guò)78 ；在土質(zhì)差、地下水位較高的地區(qū)，一般不超過(guò)

10、5 。當(dāng)管道的埋深超過(guò)了當(dāng)?shù)氐淖畲笙薅戎禃r(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置排水泵站提升，以提高下游管道的設(shè)計(jì)高程，使排水管道繼續(xù)向前延伸。排水區(qū)界是排水系統(tǒng)敷設(shè)的界限通常排水流域邊界應(yīng)與分水線(xiàn)相符合具體根據(jù)地形及城市和工業(yè)企業(yè)的豎向規(guī)劃劃分排水流域第3節(jié) 污水管道系統(tǒng)的平面布置原則城市的下風(fēng)向水體的下游離開(kāi)居住區(qū)和工業(yè)區(qū)應(yīng)遵循的主要原則：應(yīng)盡可能在路線(xiàn)較短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。污水管道系統(tǒng)的定線(xiàn)定線(xiàn)：在城鎮(zhèn)（地區(qū)）總平面圖上確定污水管道的位置和走向。 街坊狹長(zhǎng)或地形有傾斜時(shí)：低側(cè)式地形平坦且面積較大：圍坊式 建筑已定和街坊管道自成體系：穿坊式9.3.4 確定控制點(diǎn)和泵站的設(shè)置確定控制點(diǎn)和

11、泵站的設(shè)置污水管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)控制點(diǎn)：在污水排水區(qū)域內(nèi)，對(duì)管道系統(tǒng)的埋深起控制作用的地點(diǎn)。一般選擇具有相當(dāng)深度的工廠(chǎng)排出口或某些低洼地區(qū)的管道起點(diǎn)。排水泵站的布置：排水泵站的布置：中途泵站：位置根據(jù)溝道的最大合理埋深決定終點(diǎn)泵站：一般設(shè)在污水廠(chǎng)內(nèi)處理構(gòu)筑物之前局部泵站：比較低洼地區(qū)，高樓地下室，地下鐵道和其他地下建筑物中1、設(shè)計(jì)管段的劃分設(shè)計(jì)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)為設(shè)計(jì)管段。 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)（3070m）。 設(shè)計(jì)管段的起止點(diǎn)？設(shè)計(jì)流量本段流量是從管段沿街坊流來(lái)的污水量。轉(zhuǎn)

12、輸流量是從上游管段和旁側(cè)管段流來(lái)的污水量。集中流量是從工業(yè)企業(yè)或其他大型公共建筑物流來(lái)的流量。2、設(shè)計(jì)管段設(shè)計(jì)流量的確定、設(shè)計(jì)管段設(shè)計(jì)流量的確定居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量b1qFq式中：q1本段居住區(qū)生活污水平均流量，L/s； F 設(shè)計(jì)管段本段服務(wù)的街坊面積，公頃； qb單位面積的本段平均流量，即比流量，L/s 公頃 可用下式求得：3600240bNnq式中：n污水排水定額，L/(人 d)； N0人口密度，人/公頃。 本段居住區(qū)生活污水平均流量計(jì)算9.3.6 污水管道的銜接污水管道的銜接1）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，或是直線(xiàn)管段每間隔一定的距離。2）

13、污水管道在檢查井中銜接時(shí)應(yīng)遵循三個(gè)原則：盡可能提高下游管段的高程，以減少管道埋深，降低造價(jià)；避免上游管段中形成回水而造成淤積；不允許下游管段的管底高于上游管段的管底。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(mǎn)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。 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。 9.3.7 污水管道在街道上的位置污水管道在街道上的位置1）污水管道應(yīng)與建筑物有一定距離,當(dāng)其

14、與生活給水管道相交時(shí),應(yīng)敷設(shè)在生活給水管道下面。2）地下管線(xiàn)應(yīng)盡量布置在人行道、非機(jī)動(dòng)車(chē)道和綠化帶下，只有在不得已時(shí)，才考慮將埋深大，修理次數(shù)較少的污水、雨水管布置在機(jī)動(dòng)車(chē)道下。3）為了方便用戶(hù)接管，當(dāng)路面寬度大于40米時(shí)，可在街道兩側(cè)各設(shè)一條污水管道。 第5節(jié) 污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 平面圖和縱剖面圖是排水管道設(shè)計(jì)的主要組成部分。污水管道設(shè)計(jì)和雨水管道設(shè)計(jì)均應(yīng)繪制相應(yīng)的管道平面圖和縱剖面圖，二者在繪制要求上基本是一致的。根據(jù)設(shè)計(jì)階段的不同，圖紙所體現(xiàn)的內(nèi)容和深度也不同。1平面圖的繪制 平面圖是管道的平面布置圖，應(yīng)反映出管道的總體布置和流域范圍，不同設(shè)計(jì)階段的平面圖，其要求的內(nèi)容也不同。第6節(jié)

15、 污水管道平面圖和縱剖面1平面圖的繪制。采用的比例尺通常為1：50001：10000，圖上應(yīng)有地形、地物、河流、風(fēng)向玫瑰或指北針等。新設(shè)計(jì)和原有的污水（或雨水）管道用粗單實(shí)線(xiàn)表示，只繪出主干管和干管。在管線(xiàn)上畫(huà)出設(shè)計(jì)管段起止點(diǎn)的檢查井并編號(hào)，標(biāo)出各設(shè)計(jì)管段的服務(wù)面積，可能設(shè)置的泵站等。注明主干管和干管的管徑、坡度和長(zhǎng)度等。此外，還應(yīng)附有必要的說(shuō)明和工程項(xiàng)目表。1平面圖的繪制，采用的比例尺通常為1：5001：5000，圖上內(nèi)容除反映初步設(shè)計(jì)的要求外，要求更加具體、詳盡。要求注明檢查井的準(zhǔn)確位置和標(biāo)高，污水管道與其它地下管線(xiàn)或構(gòu)筑物交叉點(diǎn)的準(zhǔn)確位置和標(biāo)高，以及居住區(qū)街坊連接管或工廠(chǎng)排出管接入污水干管或主干管的準(zhǔn)確