污水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)說明及設(shè)計(jì)計(jì)算

1、污水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)說明及設(shè)計(jì)計(jì)算1.設(shè)計(jì)城市概況假設(shè)城市設(shè)計(jì)為江西某中小城市的排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)，有明顯的排水界限，分為河南區(qū)與河北區(qū)，坡度變化較大。河流為其城市的地面標(biāo)高的最低點(diǎn)，由河流開始向南、向北地面標(biāo)高均有不同程度的增加，且城市人口主要集中河北區(qū)，城區(qū)基本出去擴(kuò)建狀態(tài)中，發(fā)展空間巨大，需要結(jié)合城市的近遠(yuǎn)期規(guī)劃進(jìn)行管網(wǎng)布置。城市的布局還算合理，區(qū)域劃分明顯，交通發(fā)達(dá)，對(duì)于布管具有相當(dāng)?shù)暮?jiǎn)便性。2.污水管道布管(2).管道系統(tǒng)的布置形式對(duì)比各種排水管道系統(tǒng)的布置形勢(shì)，本設(shè)計(jì)的污水管鋪設(shè)采用截留式，在地勢(shì)向水體適當(dāng)傾斜的地區(qū)，各排水區(qū)域的干管可以最短距離沿與水體垂直相較的方向布置，沿河堤低邊在再敷設(shè)主

2、干管，將各個(gè)干管的污水截留送至污水廠，截流式的管道布置系統(tǒng)簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，有利于污水和雨水的迅速排放，同時(shí)對(duì)減輕水體污染，改善和保護(hù)環(huán)境有重大作用，適用于分流制的排水系統(tǒng)，將生活污水、工業(yè)廢水及初降廢水經(jīng)處理后排入水體。截流式管道系統(tǒng)布置示意圖如下.1城鎮(zhèn)邊界 2排水流域分界線 3干管 4主干管 5污水廠 6泵站 7出水口 (2).污水管道布管原則a.按照城市總體規(guī)劃，結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際情況布置排水管道，并對(duì)多種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；b.首先確定排水區(qū)界、排水流域和排水體制，然后布置排水管道，應(yīng)按主干管、干管、支管c.的順序進(jìn)行布置；d.充分利用地形，盡量采用重力流排除污水，并力求使管線最短和埋深最?。籩

3、.協(xié)調(diào)好與其他地下管線和道路工程的關(guān)系，考慮好與企業(yè)內(nèi)部管網(wǎng)的銜接；f.規(guī)劃時(shí)要考慮使管渠的施工、運(yùn)行和維護(hù)方便；g.規(guī)劃布置時(shí)應(yīng)該近遠(yuǎn)期結(jié)合，考慮分期建設(shè)的可能性，并留有充分的發(fā)展余地。(3).污水管道布管內(nèi)容.確定排水區(qū)界、劃分排水流域本設(shè)計(jì)中有很明顯的排水區(qū)界，一條河流自東向西流動(dòng)，將整個(gè)城鎮(zhèn)劃分為河南區(qū)與河北區(qū)；同時(shí)降排水區(qū)域分為四個(gè)部分，分別有四條干管收集污水，同一進(jìn)入位于河堤的主干管，送至污水處理廠。.污水廠和出水口位置的選擇本設(shè)計(jì)中河流流向?yàn)樽詵|向西，同時(shí)該城鎮(zhèn)的夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槟巷L(fēng)，所以污水處理廠應(yīng)該設(shè)置在城市的西北處河流下游，由于該城鎮(zhèn)是中小型城市，所以一個(gè)污水處理廠足以實(shí)現(xiàn)污

4、水的凈化。.污水管道的布置與定線污水管道的平面布置，一般按照主干管、干管、支管的順序進(jìn)行。在總體規(guī)劃中，只決定污水主干管、干管的走向和平面布置。定線時(shí)，應(yīng)該充分利用地形，使污水走向按照地面標(biāo)高由高到低來進(jìn)行，主干管敷設(shè)在地面標(biāo)高較低的河堤處，管道敷設(shè)不宜設(shè)在交通繁忙的快車道和狹窄的道路下，一般設(shè)在兩側(cè)的人行道、綠化帶或慢車帶下。支管的平面布置形式采用穿坊式，組成的一個(gè)污水排放系統(tǒng)可將該系統(tǒng)穿過其他街區(qū)并與所穿過的街區(qū)的污水管道相連接。管道的材料采用混凝土管。.確定污水管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)和泵站的設(shè)置地點(diǎn)管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)為兩個(gè)工廠和每條管道的起點(diǎn)，這些點(diǎn)決定著管道的最小埋深，由于整個(gè)管道的敷設(shè)過程中

5、，埋深一直滿足最實(shí)用條件，且對(duì)于將來的發(fā)展留有空間，所以不需要提升泵站，全部依靠重力流排水。確定污水管道在街道下的具體位置充分協(xié)調(diào)好與其他管段的關(guān)系，污水和雨水管道應(yīng)該敷設(shè)在給水管道的下面，處理管道的原則為：未建讓已建的，臨時(shí)性管讓永久性管，小管讓大管，有壓管讓無壓管，可彎管讓不可彎管。根據(jù)以上分析，對(duì)整個(gè)區(qū)域進(jìn)行布管，干管盡量與等高線垂直，主干管沿河堤進(jìn)行布置，基本上與等高線平行，整個(gè)城鎮(zhèn)的管道系統(tǒng)呈現(xiàn)截流式布置，布管方式見附圖。（污水管道系統(tǒng)的總體平面布置圖）。3. 管段設(shè)計(jì)計(jì)算：設(shè)計(jì)流量計(jì)算：按照遠(yuǎn)期規(guī)劃，城市街坊人口密度遠(yuǎn)期規(guī)劃在河南區(qū)與河北區(qū)分別為400人/公頃以及500人/公頃。為

6、了能夠滿足遠(yuǎn)期城市的規(guī)劃，本設(shè)計(jì)將按照遠(yuǎn)期的規(guī)劃人口密度進(jìn)行流量核算（見表1）。表1 人口分布、房屋建筑、衛(wèi)生設(shè)備狀況表區(qū)域名稱街坊人口密度(人/公頃)房屋建筑屋 數(shù)衛(wèi)生情況近期遠(yuǎn)期河南區(qū)2504003室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備河北區(qū)3505005室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備生活污水的比流量查綜合生活用水量定額可知，本類城市的綜合生活用水量定額為 170280L/（人·d），取其平均生活用水量定額為200L/（人·d）。假定該城市的給水排水的完善程度為一般地區(qū)，污水排放系數(shù)按0.9計(jì)算。則綜合生活污水量定額為200×90%=180 L/（人·d

7、），河北區(qū)： cap L/s總變化系數(shù)為：則比流量： (L/s)/hm2河南區(qū)： cap L/s總變化系數(shù)為：則比流量： (L/s)/hm2排水區(qū)域的面積及流量共有四十塊街坊，給各個(gè)小區(qū)編號(hào)（140）（具體編號(hào)見污水管道系統(tǒng)的平面布置圖），同時(shí)求得各個(gè)區(qū)域面積，并結(jié)合比流量求得各區(qū)域污水流量（見下表）。各個(gè)區(qū)域的面積、流量、工業(yè)企業(yè)的集中流量計(jì)算工廠排除的工業(yè)廢水作為集中流量經(jīng)過簡(jiǎn)單處理符合排放標(biāo)準(zhǔn)后排入城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)，可以根據(jù)兩個(gè)工廠的不同班次不同車間的人數(shù)求出各個(gè)工廠的污水流量，計(jì)算按照最大使用量的班次來進(jìn)行，兩個(gè)工廠的工人人數(shù)見下表。工廠平均日流量(m3/d)時(shí)變化系數(shù)職 工 人 數(shù)污

8、水管出口管底埋深(m)第 一 班第 二 班第 三 班熱車間一般車間熱車間一般車間熱車間一般車間職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)職工人數(shù)淋浴人數(shù)130001.33001004001102809038010020070250702.3225001.420080230702501103009015060180502.5工廠I：生活污水：根據(jù)其工業(yè)企業(yè)規(guī)劃資料來計(jì)算企業(yè)的生活污水產(chǎn)生量：工業(yè)生產(chǎn)污水： 一般情況下，工業(yè)廢水量的日變化不大，其日變化系數(shù)可取為1，所以工廠的總變化系數(shù)為1.3。所以工廠I的污水量為：工廠II：生活污水：根據(jù)其工業(yè)企業(yè)規(guī)劃資料來

9、計(jì)算企業(yè)的生活污水產(chǎn)生量：工業(yè)生產(chǎn)污水：本企業(yè)的總變化系數(shù)為1.4，所以其工業(yè)污水量為：所以工廠II的污水量為：、劃分設(shè)計(jì)管段，計(jì)算設(shè)計(jì)流量根據(jù)布管方式計(jì)算出主干管和所有干管的各個(gè)管段的長(zhǎng)度，列表如下：各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量應(yīng)列表進(jìn)行計(jì)算。在初步設(shè)計(jì)中，只計(jì)算干管和主干管的設(shè)計(jì)流量；在技術(shù)設(shè)計(jì)和施圖設(shè)計(jì)圖中，要計(jì)算所有的管段的設(shè)計(jì)流量。本設(shè)計(jì)為初步設(shè)計(jì)，故只計(jì)算主干管和干管的設(shè)計(jì)流量。總變化系數(shù)的確定按照以下規(guī)則：、管段的設(shè)計(jì)流量應(yīng)該按該式計(jì)算： ；本段的設(shè)計(jì)流量；本段流量；轉(zhuǎn)輸流量；集中流量。集中流量一般是指大型工業(yè)企業(yè)或者是火車站等密集地區(qū)。12為整個(gè)主干管的起點(diǎn)，這個(gè)管段本段流量為轉(zhuǎn)輸流量

10、為1.95 L/s，從工廠I轉(zhuǎn)輸?shù)募辛髁繛?0.04 L/s.則管段的設(shè)計(jì)流量為沿線流量、集中流量之和為59.48 L/s。其他各管段的計(jì)算結(jié)果如下表：4 水力計(jì)算：（1）設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)充滿度：充滿度是在設(shè)計(jì)流量下，污水在管道中的實(shí)際水深h與管徑D的比值，為了具體運(yùn)行時(shí)方便，污水管段一般充滿度都不會(huì)使用滿流，同時(shí)行業(yè)中有最大以及最小的設(shè)計(jì)充滿度見下表污水管道的最大、最小設(shè)計(jì)充滿度最大管徑或渠道高度（mm）最大設(shè)計(jì)充滿度最小條件最小設(shè)計(jì)充滿 2003000.55建議h/D0.253504500.655009000.7一般h/D0.510000.75充滿度示意圖在本設(shè)計(jì)中，充滿度統(tǒng)一按照0.5來計(jì)

11、算。 、設(shè)計(jì)流速與設(shè)計(jì)流量、設(shè)計(jì)充滿度相對(duì)應(yīng)的水流平均速度成為設(shè)計(jì)流速。設(shè)計(jì)流速過小，污水流動(dòng)緩慢，其中的懸浮物容易沉淀淤積；反之，設(shè)計(jì)流速過高，產(chǎn)生對(duì)管壁的沖刷，使得管材損壞嚴(yán)重，管道的使用壽命降低。一般規(guī)定：最小設(shè)計(jì)流速：污水0.6m/s、明渠0.4m/s、雨污合流0.75m/s。最大設(shè)計(jì)流速：金屬管10m/s、非金屬5m/s、明渠查表。本設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)流速全部按0.6m/s計(jì)算。、最小設(shè)計(jì)坡度在污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，通常使管道敷設(shè)坡度與地面坡度一致，這對(duì)降低管道系統(tǒng)的造價(jià)非常有利。但相應(yīng)于管道敷設(shè)坡度的污水流速應(yīng)該等于或大于最小設(shè)計(jì)流速，這在地勢(shì)平坦地區(qū)或管道逆坡敷設(shè)是尤為重要。為了防止其管道

12、的沉淀淤積，所以行業(yè)中有規(guī)定最小的設(shè)計(jì)坡度。我國(guó)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范一般規(guī)定：在設(shè)計(jì)充滿度為0.5時(shí)，管徑為200mm時(shí)，最小設(shè)計(jì)坡度為0.004；管徑為300mm時(shí)，、最小設(shè)計(jì)坡度為0.003。街坊廠區(qū)內(nèi)為0.004 ；街道為0.003。、設(shè)計(jì)最小管徑：一般在污水管道系統(tǒng)的上游部分，污水設(shè)計(jì)流量很小，若根據(jù)設(shè)計(jì)流量計(jì)算，則設(shè)計(jì)管徑會(huì)很小。根據(jù)管徑養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)證明，管徑過小容易堵塞，從而增加管道清淤次數(shù)，并給用戶帶來不便。采用較大的管徑可采用較小的設(shè)計(jì)坡度，從而使管道的埋深減小，降低工程造價(jià)。我國(guó)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：污水管道到在街坊和廠區(qū)內(nèi)的最小設(shè)計(jì)管應(yīng)為200mm，在街道下的最小設(shè)計(jì)管徑為300m

13、m。本設(shè)計(jì)中的所有管段均滿足以上要求。、不計(jì)算管段在污水管道的設(shè)計(jì)過程中，若某設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量小于其在最小管徑、最小設(shè)計(jì)流速、最小設(shè)計(jì)充滿度條件下管道通過的流量，則這樣的管段稱為不計(jì)算管段。設(shè)計(jì)時(shí)不再進(jìn)行水力計(jì)算，直接采用最小管徑即可，其他的水力參數(shù)則按照最小管徑來核算。、最小埋設(shè)深度管道的埋深：地面到內(nèi)壁底的距離。覆土厚度：地面到外壁頂?shù)木嚯x。為了滿足如下的技術(shù)要求而提出最小覆土厚度：a.防止冰凍膨脹而損壞管道b.防止管壁因地面負(fù)載而破壞c.滿足街坊污水連接管銜接的要求根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：防凍無保溫時(shí)為冰凍線上0.15m；防負(fù)載車行道下最小覆土0.7m；銜接建筑物出戶管0.50.6m。、污水管道的銜接在污水管道系統(tǒng)中，為了滿足管道銜接和養(yǎng)護(hù)管理的要求，通