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

1、1城鎮(zhèn)邊界2排水流域分界線3干管7出水口4 主干管污水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)說(shuō)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，分為區(qū)與區(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

2、與水體垂直相較的方向布置，沿河堤低邊在再敷設(shè)主干管，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.(2).污水管道布管原則6泵站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；c.的順序進(jìn)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 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. 協(xié)調(diào)好

3、與其他地下管線和道路工程的關(guān)系，考慮好與企業(yè)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)劃分為區(qū)與區(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(lái)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(guò)其他街區(qū)并與所穿過(guò)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

5、的敷設(shè) 過(guò)程中，埋深一直滿足最實(shí)用條件，且對(duì)于將來(lái)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(wú)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)劃在區(qū)與區(qū)分別為400人/公頃

6、以及500人/公頃。為了能夠滿足遠(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)期區(qū)2504003室有給水排水衛(wèi) 生設(shè)備和淋浴設(shè)備區(qū)3505005室有給水排水衛(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200X 90%=180 L/ （人 d）,3 2460018

7、0 67490140.60 L/s24 3600總變化系數(shù)為：K 2.7 2.7 1 57 zQd0.11140.600'11.區(qū)：A北=134.98ha人口總數(shù)二街坊人口密度街坊面積=134.98 500=67490 capQd則比流量：q北A140.60134.981.042 (L/s)/hm2區(qū)：A南 =9.83ha人口總數(shù)二街坊人口密度街坊面積=9.83 400=3932 cap524 3600180 393224 36008192 L/s總變化系數(shù)為:Kz2.72.78.1920'112.14則比流量：q北QdA8.1929.830.833 (L/s)/hm2 .排水

8、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、流量管段 編號(hào)管段 長(zhǎng)度L/m設(shè)計(jì) 流量Q/(L/s)管道 直徑D/mm設(shè)計(jì) 坡度11/ %0設(shè)計(jì) 流速v/(m/s )設(shè)計(jì)充滿度.降落量IL/m3標(biāo)咼埋設(shè)深度;h/Dh/m豈地面水面管內(nèi)底上端下端上端下端上端下端上端i下端12345678910111213141516171220658.214501.200.620.600.270.25104.80104.20102.07102.07101.80r 101.80)3.

9、002.402318064.854501.300.640.600.270.23104.20103.10102.30102.30102.03102.031 2.401.073416364.854501.300.640.600.270.21103.10r 101.90102.01102.01101.74101.74 1.070.164521271.534501.500.690.600.270.32101.90101.70101.75101.75101.48101.481 0.420.225623383.865001.300.690.600.300.30101.70101.80101.40101.4

10、0101.10101.10)0.220.7067:17097.485001.700.790.600.300.29101.80101.30101.08101.07100.78100.77'0.700.537818597.485001.700.790.600.300.31101.30101.70100.75100.75100.45100.45i 0.531.2589212105.705002.000.860.600.300.42101.70r 101.80100.40100.40100.10100.10)1.251.7091)161138.005502.100.940.600.330.34

11、101.801 101.50100.05100.0599.721 99.721.701.781011102141.995502.200.960.600.330.22101.50101.6099.7899.7899.4599.451.782.151112 85141.995502.200.960.600.330.19101.60r 101.3099.5999.5999.2699.262.152.041213452201.196002.201.040.650.390.99101.30101.2099.5099.5099.1199.112.192.093污；水455339.057002.701.28

12、0.650.461.23101.20101.4098.71:98.7098.2598.252.093.15/m1 、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(guò)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(lái)進(jìn)行，兩個(gè)工廠的工人 人數(shù)見下表。工廠平均日流量3(m/d)時(shí) 變 化 系 數(shù)職工人數(shù)污 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

13、 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(lái)計(jì)算企業(yè)的生活污水產(chǎn)生量:QiA1B1K1A2B2KC1D1 C2D23600 T3600300 3 35 2.5 400 3 25 3.03600 24100 3 60 110 3 403600 34.84L/ s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。MKz3600T3000 1.3 1000

14、8640045.2L/S所以工廠I的污水量為：Q3 Q1 Q2 4.84 45.2 50.04L/S工廠II :生活污水：根據(jù)其工業(yè)企業(yè)規(guī)劃資料來(lái)計(jì)算企業(yè)的生活污水產(chǎn)生量：A|B1K1 A2 B2 K23600T250 3 35 2.5C1D1 C2D23600300 3 25 3.03600 24110 60 90 4036004.37L/S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:Q5MKZ3600T2500 1.4 10008640040.51L/S所以工廠II的污水量為：Q6 Q4 Q5 4.37 40.51 44.88L/S 、劃分設(shè)計(jì)管段，計(jì)算設(shè)計(jì)流量根據(jù)布管方

15、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:編號(hào)管段長(zhǎng)度編號(hào)管段長(zhǎng)度編號(hào)管段長(zhǎng)度編號(hào)管段長(zhǎng)度L/mL/mL/mL/m122O6892121617232232427223180910161171818024253543416310111021897725261324521211128519202902613160562331213452202123327281606717014151002122190282916778185151628822122132913123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

16、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?？傋兓禂?shù)的確定按照以下規(guī)則： 、Qd 5L/s,Kz 2.3;、5L/s Qd lOOOL/s, Kz2.7、Qd 1OOOL/s, Kz 1.3;管段的設(shè)計(jì)流量應(yīng)該按該式計(jì)算：qij (qi q2)Kz q3qij本段的設(shè)計(jì)流量；qi 本段流量；q2 轉(zhuǎn)輸流量；q3 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)。1 2為整個(gè)主干管的起點(diǎn)，這個(gè)管段本段流量為q1 q北 F 1.O42 3.9O4.O6L/S轉(zhuǎn)輸流量為1.95 L/s，從工廠I轉(zhuǎn)輸?shù)募辛髁繛?O.O4 L/s則管段的設(shè)計(jì)流量為沿線流量、集中流量 之

17、和為59.48 L/s。其他各管段的計(jì)算結(jié)果如下表：居民生活污水日平均流量分配本段管段編號(hào)街坊編號(hào)街坊 面積 （ha）比流量（L/s）/h a流量（L/s）轉(zhuǎn)輸流量 （L/s）1234561283.91.0424.061.952373.321.0423.466.01349.474533.481.0423.639.475622.871.0422.9917.096713.331.0423.4724.657828.128944.781.0424.9828.121415144.761.0424.961516134.191.0424.374.961617123.341.0423.489.33171811

18、2.51.0422.6112.8118918.03910101.341.0421.4052.531011151.991.0422.0753.93111256.0019209.43202118.23212225.062212202.891.0423.0130.541213265.811.0426.0589.5523245.892425325.291.0425.5116.982526312.371.0422.4723.382613252.241.0422.3337.7227284 28294.5829137.2613污水廠計(jì)算：（1）設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)充滿度：管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算總 變化系數(shù)集中流量合計(jì)流

19、量（L/s）沿線流 量（L/s）本段 流量 （L/ s）轉(zhuǎn)輸 流量 （L/s）設(shè)計(jì)流量 （L/s）7.00891011126.012.2213.33044.8858.219.472.1119.97044.8864.859.472.1119.97044.8864.8513.102.0326.65044.8871.5320.081.9438.98044.8883.8628.121.8752.60044.8897.4828.121.8752.60044.8897.4833.101.8460.82044.88105.704.962.3011.410011.419.332.1119.700019.701

20、2.812.0426.130026.1315.422.0030.810030.8118.031.9635.420035.4253.931.7493.90044.88138.7856.001.7397.11044.88141.9956.001.7397.11044.88141.999.432.1119.8919.8918.231.9635.7735.7725.061.8947.4747.4733.551.8361.5561.5595.601.63156.3144.88201.195.892.2213.0813.0822.491.9243.1243.1225.851.8948.8048.8040.

21、051.8072.0672.0650.0450.044.582.3010.5350.0460.577.262.1715.7650.0465.80339.05水力充滿度是在設(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 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)充滿度管徑或渠道高度（mm最大設(shè) 計(jì)充滿度條件最小設(shè)計(jì) 充滿最大200 3000.55最小建議h/D= 0.25350 - 4500.655009000.7一般h/D = 0.5> 10000.75充滿度示意圖在本設(shè)計(jì)中，充滿度統(tǒng)一按照0.5來(lái)計(jì)算。

22、 、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(guò)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(guò)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

23、管道的沉淀淤積，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)一般規(guī)定：在設(shè)計(jì)充滿度為0.5時(shí)，管徑為200mm寸，最小設(shè)計(jì)坡度為0.004 ;管徑為300mm寸，、最小設(shè)計(jì)坡度為 0.003。街坊廠區(qū)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(guò)小容易堵塞，從而增加管道清淤次數(shù)，并給用戶帶來(lái)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)規(guī)定：污水管道到在街坊和廠區(qū)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

24、 300mm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(guò)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(guò)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(lái)核算。 、 、最小埋設(shè)深度 管道的埋深：地面到壁底的距離。 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)規(guī)定： 防凍無(wú)保溫時(shí)為冰凍線上 0.15m;防負(fù)載車行道下最小覆土 0.7

25、m;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，通常在管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化及 支管接入的地方設(shè)置檢查井。在檢查井中必須考慮上下游管道銜接時(shí)的高程關(guān)系。管道銜接時(shí)應(yīng)遵循一下兩 個(gè)原則：盡可能提高下游管道的高程，以減少管道的埋深，見底造價(jià); 避免在上游管段中形成回水而造成淤積。常見的銜接方式有：管頂平接、水面平接、設(shè)跌水井的方式本設(shè)計(jì)采用管底平接進(jìn)行管道的敷設(shè)。 、主干管的水力計(jì)算：主干管的水力計(jì)算結(jié)果如下：管段 編號(hào)管段 長(zhǎng)度L/m設(shè)計(jì) 流量Q/(L/s)管道 直徑D/mm設(shè)計(jì) 坡度I/ %0流速 v/(m/s)設(shè)計(jì)充滿度降落量IL/m標(biāo)冋埋設(shè)深度/mh/Dh/m地面水面管內(nèi)底上端下端上端下端上端下端上端下端12345678910111213141516171220658.214501.200.620.600.270.25104.80104.20101.87101.62101.60101.353.202.852318064.854501.300.640.60：0.270.23104.20103.10102.30102.07102.03101