城市排水工程設計說明書

1、目錄第一章 原始資料2第二章 城市設計概況42.1城市概述42.2設計范圍4第三章 污水管道的設計53.1街坊面積的計算53.2城市污水設計流量的計算53.3管網(wǎng)布置63.4劃分設計管段，計算各管段的設計流量73.5污水管段的水力計算7第四章 雨水管道的水力計算104.1雨水管渠系統(tǒng)的平面布置特點104.2雨水管渠系統(tǒng)的水力計算的設計參數(shù)104.3雨水管渠系統(tǒng)的設計步驟和水力計算104.4水力計算中應注意的問題11第五章 設計心得11第一章 原始資料一、設計任務：根據(jù)給定的原始資料，進行城市排水工程的規(guī)劃以及排水管網(wǎng)的擴大初步設計。二、原始資料：1、比例尺1：10000的城市總平面圖一張。圖上

2、標有間隔 1 米的等高線，城市區(qū)域的劃分、工廠以及大型獨立性公共建筑物的位置如圖所示。2、人口密度：區(qū)號人口密度（人/104m2）1320232533003、各區(qū)的衛(wèi)生設備情況區(qū)號房屋衛(wèi)生設備情況1室內(nèi)有給水排水設備，但無沐浴設備2室內(nèi)有給水排水設備和沐浴設備3室內(nèi)有給水排水設備，并有沐浴和集中熱水供應4、城市位于福建省北部5、工業(yè)企業(yè)生活污水情況：（1） 印染 工廠工人數(shù)：一班 686 人；二班 656 人；三班 670 人。其中，每班人數(shù)中 55%人在熱車間工作。車間特征沐浴職工人數(shù)（占本車間人數(shù)%）熱臟車間80一般車間30（2） 啤酒 工廠工人數(shù)：一班 448 人；二班 415 人；三班

3、 410 人。其中，每班人數(shù)中 48% 人在熱車間工作。車間特征沐浴職工人數(shù)（占本車間人數(shù)%）熱臟車間75一般車間406、工業(yè)企業(yè)工業(yè)廢水情況：企業(yè)名稱日廢水量（m3 / 日）印染廠4000啤酒廠30007、公共建筑排水情況：名稱 最高日排水量（m3 / 日）醫(yī)院445火車站6008、市區(qū)覆蓋情況：（%）區(qū)域各種屋面公園與綠地路面（混凝土瀝青）非鋪砌土路面1351535152352525153402030109、氣象資料：該市的雨量公式： q = 1984（1+0.77P） （t + 9）0.77 夏季主導風向：西北10、水文、地質(zhì)資料：排水管道鋪設地區(qū)的土壤為亞粘土。土壤的冰凍深度為0.4米

4、。地下水位在地表以下7 米。水體的最高水位86 米，最低水位84米，常水位 85米。三、課程設計工作量：1、設計說明書一份：設計概述：城市概況、設計范圍、設計資料排水量的計算、排水方案的選擇管道系統(tǒng)平面布置說明泵站及污水廠、出水口位置的確定水力計算書，污水要求計算所有干管及主干管，雨水計算一條干管2、擴初設計總平面圖一張（要求干管及主干管），并標出一條主干管的相應水力計算參數(shù)。3、繪制擴初設計排水干管的縱剖面圖一張，要求繪出剖出的管道及連接管的具體位置。四、設計要求：獨立按時完成課程設計，要求圖面正確、整潔、字跡工整。本設計題目與設計同時上交，以便校閱。第二章 城市設計概況1. 城市概述 該城

5、市位于福建北部，整體劃分為三個區(qū)，I、 II之間為河流，I、 III之間為鐵路，地形較復雜，城市中間河流的走向為自北向南，夏季主導西北風，詳見排水管網(wǎng)平面設計圖。2.設計范圍（1）設計說明書一份：設計概述：城市概況、設計范圍、設計資料排水量的計算、排水方案的選擇管道系統(tǒng)平面布置說明泵站及污水廠、出水口位置的確定水力計算書，污水要求計算面積最大區(qū)域的所有污水干管及主干管，其他區(qū)域包含控制點在內(nèi)的干管和主干管以及雨水干管一條。（2）擴初設計總平面圖一張（要求干管及主干管），并標出一條主干管的相應水力計算參數(shù)。（3） 繪制擴初設計排水干管的縱剖面圖一張，要求繪出剖出的管道及連接管的具體位置。第三章

6、污水管道的設計(一) 街坊面積的計算（1）將圖紙中的所有街坊面積進行編號，包括工廠在內(nèi)總共有307塊。（2）在CAD圖上直接測量面積，根據(jù)長度比為1:100來換算，(詳見附表一)。(二) 城市污水設計流量計算城市污水設計總流量包括居民生活污水設計流量Q1、工業(yè)企業(yè)廢水設計流量Q2、工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設計流量Q3、公共建筑污水設計流量Q4 四部分。1) 計算城市居民生活污水設計流量Q1 (詳見附表二)式中Q1居住區(qū)污水設計流量(L/s)N設計人口數(shù)；n居住區(qū)生活污水定額(L/(cap·d)；Kz生活污水量總變化系數(shù)，1區(qū)為1.47，2區(qū)為1.54，3區(qū)為1.46；cap“人”計

7、量單位。2) 計算工業(yè)企業(yè)廢水設計流量Q2 (詳見附表三)式中Q2工業(yè)廢水設計流量，L/s；m生產(chǎn)過程中每單位產(chǎn)品的廢水量標準，L/單位產(chǎn)品M產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量； T每日生產(chǎn)時數(shù)；KZ總變化系數(shù)，與工業(yè)企業(yè)性質(zhì)有關，印染廠為1.77，啤酒廠為1.83。日變化系數(shù)為1，時變化系數(shù)可以由書中查得。3) 計算工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設計流量Q3，(詳見附表四)。式中：Q3工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設計流量，L/s； A1一般車間最大班職工人數(shù)，人；B1一般車間職工生活污水量標準，為25(L/(人.班)； T每班工作時數(shù)，h。K1一般車間生活污水量時變化系數(shù)，以3.0計；A2熱車間最大班職工人數(shù)，人；

8、B2熱車間職工生活污水量標準，為35(L/(人.班)；K2熱車間生活污水量時變化系數(shù)，以2.5計；C1一般車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，人；D1一般車間的淋浴污水量標準，為40(L/(人.班)；C2熱車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，人；D2熱車間的淋浴污水量標準，為60(L/(人.班)；4) 計算公共建筑污水設計流量Q4，(詳見附表五)。式中：Q4公共建筑生活污水設計流量，L/s；S公共建筑最高日生活污水量標準（L/(d.人)），一般按建筑給水排水設計規(guī)范中有關公共建筑的用水量標準選用，排水量大的建筑也可以通過調(diào)查或參考相近建筑選用。 Kh時變化系數(shù)，是最高日最大時污水量與最高日平均時污水量的比

9、值。本次設計取1.2。5) 計算城市污水設計總流量Q，(詳見附表六)。Q=Q1+Q2+Q3+Q4（三）管網(wǎng)布置1. 確定排水體制根據(jù)室外排水設計規(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。但在附近有水量充沛的河流或近海，發(fā)展又受到限制的小城鎮(zhèn)地區(qū)；在接到較窄地下設施較多，修建污水和雨水兩條管線有困難的地區(qū)；活在雨水稀少，廢水全部處理的地區(qū)等，采用合流制排水系統(tǒng)?？紤]該城市地形等條件，以及環(huán)境保護的要求、造價和維護管理等方面，該城市采用完全分流制。2. 劃分排水流域綜合考慮地形、地勢等因素，該城市正好三個區(qū)被河流和鐵路分別隔開成獨立整體因此將其分為三個排水區(qū)域。3. 選擇污水廠和出水口的位

10、置根據(jù)該城市地形和風向等，將其污水廠設置在河流中下游的臨近河流的地方，具體見排水管網(wǎng)平面設計圖。4. 管道定線管道定線一般按主干管、干管、支管的順序依次進行。定線遵循盡可能在管線較短或埋深較淺的情況下讓最大區(qū)域的污水能自流排出的原則。在定線時應充分利用地形，使管道的走向符合地形趨勢，一般宜順坡排水。在地形平坦的地區(qū)宜使干管與等高線垂直，主干管與等高線平行敷設；在定性傾向河道的坡度很大時，主干管與等高線垂直，干管與等高線平行。5. 確定控制點控制點是對管道系統(tǒng)的埋深起控制作用的點，分析該城市的地形，將其控制點分別三個區(qū)各選一個，I區(qū)選在離污水廠較遠處且有工廠大流量匯入的點9，II區(qū)、III區(qū)均選

11、在離污水廠較遠的43,73點。（四）劃分設計管段，計算各管段的設計流量1) 劃分設計管段設計管段是在兩個檢查井之間，設計流量不變，且采用同樣的管徑和坡度的管段。確定了檢查井的位置即劃分了管段。一般凡是有集中流量匯入、旁側(cè)管道接入、轉(zhuǎn)彎或在直管段管徑長度較長的地方均可作為設計管段的起迄點。2) 各管段設計流量的計算(詳見附表七)設計流量包括：本段流量q1:是從管段沿線街坊流來的污水量；轉(zhuǎn)輸流量q2:是從上游管段和旁側(cè)管段流來的污水量；集中流量q3：從工業(yè)企業(yè)或其他大型公共建筑物流來的污水量（包括工業(yè)企業(yè)的工業(yè)廢水、生活污水、淋浴污水量）。 區(qū)的污水量標準n取120L/(cap·d),人

12、口密度p取320(cap/ha)，故=120*320/86400=0.444 區(qū)的污水量標準n取127.5L/(cap·d),人口密度p取325(cap/ha)，故=127.5*325/86400=0.480 區(qū)的污水量標準n取135 L/(cap·d),人口密度p取300(cap/ha)，故=135*300/86400=0.469（五）污水管段的水力計算（詳見附表八）1. 污水管道水力計算的設計數(shù)據(jù)(1) 設計充滿度在設計流量下，污水在管道中的水深h和管道直徑D的比值稱為設計充滿度。當h/D=1時稱為滿流，h/D<1時稱為非滿流。最大設計充滿度的規(guī)定如下表所示管徑D

13、或暗渠高H(mm)最大設計充滿度（h/D或h/H）200-3000.55350-4500.65500-9000.7010000.75(2) 設計流速最大設計流速：非金屬管道的最大設計流速為5m/s；金屬管道的最大設計流速為10m/s。本次設計采用非金屬管。最小設計流速：最小設計流速為0.6m/s，隨著設計流量逐段增加，其流速也相應增加。下一管段的流速應比上一管段的流速大。 (3) 最小管徑和最小設計坡度在街區(qū)和廠區(qū)內(nèi)的最小管徑為200mm，其相應的最小設計坡度為0.004；在街道下的最小管徑為300mm，相應的最小設計坡度為0.003。當街區(qū)廠區(qū)的流量小于9.19L/s、街道流量小于14.63

14、L/s時則稱為不設計管段，直接采用最小管徑和相應的最小坡度而不進行水力計算。 (4)污水管道的埋設深度污水管道的最小覆土厚度，一般應滿足以下三個因素的要求：a) 無保溫措施的生活污水管道或水溫與生活污水接近的工業(yè)廢水管道，管底可埋設在冰凍線以上0.15m，有保溫措施或水溫較高的管道，管底在冰凍線以上的距離可以較大b) 在車行道下管頂最小覆土厚度一般不小于0.7m，非車行道下的污水管道若能滿足管道銜接的要求以及無動荷載的影響，其最小覆土厚度值也可以適當減小。c) 為了能使污水順利排出，污水出戶管的最小埋深一般在0.5-0.7m，所以街坊污水管道起點埋深為0.6-0.7m。備注：干燥土壤最大埋深不

15、超過7-8m，多水、流砂、石灰?guī)r土壤最大埋深不超過5m；一般埋深不超過5m；根據(jù)所給的水文地質(zhì)資料該城市位于福建的北部，排水管道鋪設地區(qū)的土壤為亞粘土。土壤的冰凍深度為0.4米。地下水位在地表以下7 米。水體的最高水位86米，最低水位84 米，常水位 85米。因此，最大設計埋深不能超過7米，一旦超過則應設置提升泵站。本設計中管道的起始埋深均設為大于等于0.8米。2. 污水管道的銜接(1) 管道在銜接時應遵循兩個原則：盡可能提高下游管段的高程，以減少管道埋深，降低造價；避免上游管段中形成回水而造成淤積。(2) 管道銜接的方法，通常有水面平接和管頂平接兩種。水面平接是指在水力計算中，使上游管段終端

16、和下游管段起端在指定的設計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高相同。由于上游管段中的水面變化較大，水面平接時在上游管段內(nèi)的實際水面標高有可能低于下游管段的實際水面標高，因此，在上游管段中易形成回水。管頂平接是指在水力計算中 ，使上游管段終端和下游管段起端的管頂標高相同。采用管頂平接時，不易于在上游管段產(chǎn)生回水，但下游管段的埋深將增加。無論采用哪種銜接方法，下游管段起端的水面和管內(nèi)底標高都不得高于上游管段終端的水面和管內(nèi)底標高。3. 水力計算步驟(1) 從管道平面布置圖上量出每一設計管段的長度和地面標高；(2) 計算每一設計管段的地面坡度，作為確定管道坡度時的參考；(3)

17、確定起始管段的管徑以及設計流速v、設計坡度i、設計充滿度h/D；(4) 確定其它管段的設計參數(shù)；(5) 計算各管段上端、下端的水面、管內(nèi)底標高及埋設深度。第四章 雨水管道的設計（一）雨水管渠系統(tǒng)平面布置特點1. 充分利用地形，就近排入水體。2. 根據(jù)城市規(guī)劃布置雨水管道。通常應根據(jù)建筑物的分布，道路布置及街區(qū)內(nèi)部的地形等布置雨水管道，使街區(qū)內(nèi)絕大部分雨水以最短距離排入街道低側(cè)的雨水管道。3. 合理布置雨水口，以保證路面雨水排除通暢。 4. 雨水管道采用明渠或暗管應結(jié)合具體條件確定。備注：該城市建筑密度高，交通量較大，因此不考慮采用明渠，而采用雨水暗管。（二）雨水管渠水力計算的設計參數(shù)1. 設計

18、充滿度雨水管道設計充滿度按滿流考慮，即h/D=1。2. 設計流速雨水管渠的最小設計流速應大于污水管道，滿流時管道內(nèi)最小設計流速為0.75m/s；明渠內(nèi)最小設計流速為0.40m/s。對雨水管渠的最大設計流速規(guī)定為：金屬管最大流速為10m/s；非金屬管最大流速為5m/s；管渠設計流速應在最小流速和最大流速范圍內(nèi)。3. 最小管徑和最小設計坡度雨水管道的最小管徑為300mm,相應的最小坡度為0.003，雨水口連接管最小管徑為200mm，最小坡度為0.01。4. 最小埋深與最大埋深(具體規(guī)定同污水管道)（三）雨水管渠系統(tǒng)的設計步驟和水力計算(1) 劃分排水流域和管道定線;(2) 劃分設計管段；(3) 劃

19、分并計算各設計管段的匯水面積（由于初次計算所以街道不納入?yún)R水面積內(nèi)）；（見附表九）(4) 確定各個排水流域的平均徑流系數(shù)值；根據(jù)該城市的覆蓋情況，可求得雨水干管所在區(qū)域的徑流系數(shù)av=Fi·i/F=35%*0.9+15%*0.15+35%*0.90+15%*0.3=0.70 (5) 確定設計重現(xiàn)期P、地面集水時間t1；根據(jù)該城市的建筑密度情況，地形坡度和地面覆蓋種類，以及街區(qū)內(nèi)設置雨水暗管，確定地面集水時間t1采用15min。（本設計中重現(xiàn)期采用1a）(6) 求單位面積徑流量；q0= q =0.7*1984（1+0.77P）/（t + 9）0.77 (7) 列表進行雨水干管的設計流量和水力計算，以求得各管段的設計流量，及確定各管段的管徑、坡度、流速、管內(nèi)底標高和管道埋深值等。計算時需先確定管道起點的埋深或是管內(nèi)底標高；（見附表十）(8) 繪制雨水管道平面圖和縱剖面圖。（四）水力計算中應注意的問題(1) 在計算中，碰到下游管段的設計流量小于上游管段的設計流量時，下游管段的設計流量應取上游管段的設計流量，而本設計中不存在該種現(xiàn)象。(2) 支管與干管的計算是同時進行計算的，在支管與干管相交的檢查井處，必然會有兩個t2和兩個管內(nèi)底標高值。相交后的下游管段水力計算時，應采用大的t2和最小的管內(nèi)底標高。(3) 在水力計算中，管道坡度變化不