我的方案設計書

1、水污染控制工程（上）»課程設計目 錄摘 要 3-、八 、亠1刖言 42工程概況 42.1地區(qū)地形設計資料 42.2地區(qū)給水排水設計資料 53設計內容 74污水排水管網設計計算 84.1定線 84.2街區(qū)面積，綜合生活污水定額，地面標高計算 84.3劃分設計管段，計算設計流量 104.4水力計算 134.5繪制管道平面圖和剖面圖 165雨水排水管網設計計算 165.1定線 165.2各項基本參數(shù)確定 175.3雨水管渠水力計算 175.4繪制管道平面圖和剖面圖 216總結 217參考文獻 228圖紙清單 22摘 要本次的排水管網課程設計任務是進行我國西北某市的污水 排水管網和雨水排水管

2、網的設計。根據課程設計任務書上所提供的各種數(shù)據及材料，并結合參考文獻上的公式和經驗數(shù)據，本次設計采用雨水污水分流制排放 體系。具體內容包括污水和雨水干管及主干管的排水管網布置，首先在所提供的城市平面圖上進行排水管網的初步設計，此時需要考慮流量要求、施工條件、成本節(jié)約等因素。其后確定管網排布 設計無誤后，進行排水設計管段的水力計算， 其中包括各設計管 段的管長、設計流量、管道數(shù)據的選?。髁?、流速、管徑、充 滿度）、管道輸水能力、標高（地面、管內水面、管內底）、以及 管道埋深等等。最后繪制污水管網和雨水管網的平面圖和主干管 的剖面圖。§ 1前 言本次課程設計的內容是為西北某市設計一套完

3、整的市政排水設施，包括污水與雨水的排水管網。設計內容包括排水管網的排布以及 各設計管段的水力計算，不需要對排水管的材質進行選擇，并且還要 為該市的污水處理廠選址。因此本設計書包括設計的工程概況， 包括 該地區(qū)實際情況與設計資料，污水與雨水排水管網的設計的詳細計算 過程（舉例），以及詳細數(shù)據表格等項目。§ 2工程概況2.1地區(qū)地形設計資料現(xiàn)西北某市，需要進行排水系統(tǒng)的初步設計，該地區(qū)地勢較平坦， 坡度較小。在城區(qū)中部有一條自西向東流的天然河流， 河流常年水位 2m 城區(qū)在建設中被分成了 I、 H、皿、W、W區(qū)，I區(qū)有一工廠甲， H區(qū)有一工廠乙，其設計流量使用的是集中流量， （具體值見排

4、水設 計資料）。其他一些基本信息在下面分別進行說明。工程要求設計污水管道系統(tǒng)和雨水管道系統(tǒng)的排水管網布置，布置要合理，論證要充分；對排水管道要進行相應的水力計算，計算要 求準確，符合設計精度。污水管道使用的是鋼筋混凝土圓管，不滿流 n=0.014 ;雨水管道使用的是鋼筋混凝土圓管，滿度n=0.013。2.2地區(qū)給水排水設計資料、設計資料1. 城市總平面圖現(xiàn)有的比例為1: 10000的 西北地區(qū)平面圖一張，圖中有等咼線。2. 城市人口密度見表1。表1城市人口密度區(qū)域人口密度（人/ha ）I區(qū)500U區(qū)500川區(qū)480W區(qū)465V區(qū)4873. 該市的冰凍深度為0.7米4. 工業(yè)企業(yè)的生產排水見表2

5、表2工業(yè)企業(yè)生產排水設計流量工業(yè)企業(yè)名稱排水設計流量（L/s ）工廠甲20工廠乙30管道出口埋深2.0m5. 水體特征：最高水位：2.5米，最低水位：1.5米常水位：2米，最低水位時河床寬度：6米6.氣象資料:年平均氣溫：15C，年最高氣溫：39.6 C年最低氣溫：-16 C,冰凍深度：0.7米7 .暴雨設計重現(xiàn)期為1年，地面集水時間 11為11min。該城市的暴雨強度公式為：q二 錯誤！未找到引用源。二、設計任務1、完成該城排水管網（污水和雨水）的初步設計;2、進行污水總干管的水力計算；3、污水干管選擇一條進行水力計算；4、計算一條雨水干管三、提交的成果1、設計說明書、計算書一份（15頁以上

6、）;2、管道總平面圖一張；3、管道縱斷面圖一張（污水總干管）。四、主要設計參考書1. 室外排水設計規(guī)范（GB50014-2006中國計劃出版社2. 給水排水管網工程，化學工業(yè)出版社，汪翙主編，20063. 給水排水設計手冊（第二版）第1、2、3、5、11冊4. 排水工程上冊（第四版）孫慧修主編中國建筑工業(yè)出版社 20035. 給排水管道設計與施工邢麗貞主編化學工業(yè)出版社2004§ 3設計內容在人類的生活中，使用著大量的水，在使用過程中水受到不同程 度的污染，改變了原有的化學成分和物理性質，變?yōu)槲鬯驈U水，在 本次設計中主要涉及到了污水和雨水排水管網的設計和計算，包括了污水管道的計算和

7、敷設、雨水管道的設計計算和敷設以及管道平面圖 和主干管剖面圖等排水相關設計項目。由于本設計排水采用雨水、污 水分流制，以減少對水體和環(huán)境的污染。故在城市東南側河流下游設 計污水處理廠，雨水直接排入市政雨水管道并最終分區(qū)進入河流。本 設計中，城市污水設計總流量包括生活污水設計流量和工業(yè)廢水設計流量兩部分§ 4污水排水管網設計計算4.1管道定線正確的定線是合理的、經濟的設計污水管道系統(tǒng)的先決條件， 是 污水管道設計系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。從城市平面圖中可知該地區(qū)地勢南北高中間低，坡度較小，劃分為I、"、皿、W、W區(qū)，。本設計的管道定線按照主干管、干管、 支管的順序依次進行。并且在管線較

8、短的和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。管道定線前對地形和用地布局、排水體制和線路數(shù)目、污水廠 和出水口位置、道路寬度以及工業(yè)企業(yè)的分布情況進行考慮。首先， 主干管沿城市河岸布置，基本與等高線平行。根據主干管的走向將污 水處理廠設計在了河的下游。其次，應盡量讓每根污水干管的流量平 均分配，即讓每條單獨的干管管徑盡量相同， 來減少施工的難度和成 本，并且因為地形地勢的因素，干管基本與等高線垂直布置，使所有 污水都能夠通過重力自流排出。最后，在設計污水支管時，為便于用 戶接管排水，本設計采用的是低邊式布置。4.2街區(qū)編號及街區(qū)面積計算，綜合生活污水定額，地面標高的計算 街區(qū)編號及街區(qū)面

9、積計算：將各街區(qū)邊上號碼，并按各街區(qū)的平面范圍計算他們的面積，用 箭頭標出個街區(qū)污水排除方向。計算各區(qū)面積，并將計算結果列入表 3中。 綜合生活污水定額確定：由排水工程上冊（第四版）孫慧修主編 P160附錄2-1注2 查得河南省應屬于三區(qū)，由 注1查得 該城市屬于小城市，即取區(qū) 間170300 L/（cap d）之間，得到綜合生活污水定額為 180L/（cap d）。將此值帶入污水管道計算中以得到相應結果。 地面標高的計算：先將污水平面圖用CAD繪制好，用“樣條曲線”功能標出等高線， 然后再利用CAD標注功能和內差法進行計算。結果列入污水管道水力 計算表中。街區(qū)面積表表3街區(qū) 編號面積（公頃）

10、街區(qū) 編號面積（公頃）街區(qū) 編號面積（公頃）街區(qū) 編號面積（公頃）13.84451.6894.891334.1823.84466.3903.113421.1933.2475.82P 91 :3.111351.7743.24814.72923.21364.2555.41496.53933.21372.1264.42504.52P 944.11138 15.1773.21514.42954.381394.688 13.21523.95P 96 13.39140 :3.293.2538.02974.041414105.35543.58984.96142311 :3.02:555.08r 9913.2

11、143 :4.5122.72565.481003.681443.28133.25710.091015.411453.814 :3.2589.22r 102 :4.03146 13.8153.7593.61034.431473.19164.16601.81042.921483.7717 :5.236123.25r 105 :4.29149 14.79183.47624.611065.2915010.95194.47633.681071.131513.6620 :4.2643.65P 108 :2.17152 :4.23214657.981092.961534.23223.616610.01110

12、2.081543.6523 :2.66 :679.27111 :3.79155 :4.57243.88683.97P 112 :3.72156 :1.48253.73694.441133.711573.5263.93702.96114 :4.91583.8274.18 713.971155.13159 :3.8285.72723.511165.131603.2293.46733.351171.48161430 :3.45 :742.3r 118 :3.03162 :3313.72752.381192.991634.6322.51763.671202.171643.433 :4.99774.35

13、r 1214.07165 15.1334 14.57788.721226.54166 15.13355.42797.581236.541672.7336 :2.81 :8081249.04168 :3.4837 12.66815.991256.01169 12.42386.26826.731268.141703.42395.02:834.47r 127:9.34171 :2.38402.17843.2P 1288.41172 11.88414.05853.21292.481733.19423.87863.21303.041742.25434.98873.2r 131I2.72175 :2.85

14、446.01884.061325.74.3劃分設計管段，計算設計流量在圖紙繪制完成后，根據設計管段的定義和劃分方法，將各干管和主干管中 有本段流量進入的點、集中流量及旁側支管進入的點，作為檢查井并對其編號各設計管段設計流量列表進行計算，如表1. 居民生活污水流量:30-32-5污水干管污水流量管段編號居住區(qū)生活污水量Q1集中流量設計流 量（L/s）本段流量轉輸 流量q2（L/s）合計 平均 流量（L/s）總變 化系 數(shù)Kz生活 污水 設計 流量Q1（L/ s）本段（L/s）轉輸（L/s）街 區(qū) 編 號街區(qū)面積（ha）城qoW 寫流量q1（L/s）30-32無000002.3020022.331

15、-32133.21.043.3203.322.37.65007.6533-32143.21.043.3203.322.37.65007.6532-5無0006.656.65213.302033.3i>n區(qū)污水總干管污水流量表5本段流量轉輸流量q2（L/s）合計平 均流量（L/s）總 變 化 系 數(shù)Kz生活污 水設計 流量Q1（L/s）本 段（L/s）轉 輸（L/s）街 區(qū) 編 號街區(qū)面積（ha）流q0L/*h> 比量 Ga)流量q1（L/s）1-2183.471.043.6103.612.38.3008.3032-3194.471.044.653.618.26216.520016.

16、523-4204.21.044.3714.2318.61.833.480033.484-52141.044.1618.622.761.840.960040.965-6223.611.043.7629.4233.181.859.7220059.726-7232.661.042.7733.1835.951.864.7102084.717-8164.161.044.3353.8158.141.798.83020118.838-9175.231.045.4458.1463.581.7108.08020128.089-10無00085.4585.451.6136.72020156.7210-11285.

17、721.045.9585.4591.41.6146.24020166.2411-12293.461.043.695.2898.881.6158.23020178.212-13303.451.043.5998.88102.471.5153.7050203.713-14313.721.043.87110.91114.781.5172.17050222.1714-15322.511.042.61114.78117.391.5176.08050226.0815-16無000117.39117.391.5176.08050226.0816-17無000117.39117.391.5176.0805022

18、6.08 比流量計算：本設計任務為西北地區(qū)某城市排水管網設計，因此根據排水工程附錄2-1 :綜合生活用水定額表，選取湖北地區(qū)居民生活污水定額為180L/（cap?d。且I、U區(qū)的人口密度為 500cap/ha,則每ha街區(qū)面積額的生活 污水平均流量（比流量）為：1.04 （L/（s*ha ） 本段流量：從管段沿線街坊直接排入設計管段（干管或主干管）的生活污水平均流量。式中: 轉輸流量：從旁側支管或游的設計管段轉輸?shù)纳钗鬯骄髁?合計平均流量：生活污水本段流量與轉輸流量之和。q3 二 q q2 L 總變化系數(shù)：室外排水設計規(guī)范（GBJ14-87）污水平均日流量（L/s）51540701002

19、00500>1000總變化系數(shù)Kz2.32.01.81.71.61.51.41.3式中：Q-平均日平均時污水流量（合計平均流量）（L/s）。當Q<5L/s時，Kz=2.3;當 Q>1000L/s 時，KZ=1.3。 生活污水設計流量：合計平均流量與總變化系數(shù)的乘積。Q! = Q K（ L ）s2. 集中流量：從工業(yè)企業(yè)或其他大型公共建筑物流來的污水量。 本段流量：本設計任務中，沒有直接排入設計管段的集中流量，因此流量計算表 中本段流量一欄無值。 轉輸流量：本設計任務中，集中流量的轉輸流量都由工廠產生，工廠甲、乙的排水設計流量見表2。3總設計流量：居住區(qū)生活污水量+集中流量=總

20、設計流量。4.4水力計算在確定設計流量后，便可以從上有管段開始依次進行主干管各設計管段的水力計算。主干管水力計算結果見下表。污水主干管水力計算表! 冷t±rt管2段長77 :18.計流量艮00'管.坡03i充25滿水075H/m1底降落85.5085.4684.4高程三 82.7684.5082.76覆土厚度/2'.39地面坡度I,編號度D/m量.地十卜rfrt管底2-3|/mJQ/6.52L>/ 1 1 13000.003V/°(6n、s命。n/ in0.120i0.m32地on /a也面1聲水面m 管底n r: 4o CC-0.025上爵6下端51

21、上洛6L下端°3 ；上儈4下91上5端3-4276(3.483500.0017 10Q0.550.1920.469285.5185.5282.0381.5681.8481.373.313.79-0.0054-5嘗(00-210T8(1倂矚35時01-0)15 1 /5-628959.724000 00170 60 650邵0陽鄲85.4形 佟得5.4781.1380.6480.8780.384.214.680.016-733484.71450查水力計算圖、0.60站70)0.66885.4785.4880.65(79.98 180.9279.714.05.31-0.0057-8226

22、118.835000.0016 10.80.650.3250.361685.4885.49 179.98F 79.62 179.6679.295.325.69-0085000.0018 10.850.650.3250.689485.4985.4879.6278.93 :79.2978.605.696.370.0059-10420 1156.721 6000.0012 10.750.600.3600.50485.4885.49 178.8678.36 :78.5078.006.376.88-0.00510-11296166.246000.00130.800.650.3

23、900.384885.4985.4878.3677.9877.9777.596.917.280.00511-12299178.206000.0015 I0.850.650.3900.448585.4885.47 177.98(77.53 I77.5977.147.287.720.00512-13243 I203.70(7000.0008 10.70.700.4900.194485.4785.47 177.5377.33 :77.0476.847.728.72013-14338222.177000.00090.750.700.4900.304285.4785.4877.3377.0376.847

24、6.547.928.23-0.00514-15297226.087000.00090.750.700.4900.267385.4885.4877.0376.7676.5476.278.238.50015-16663226.08700 :0.00090.750.700.4900.596785.48:85.4976.7676.1776.2775.688.509.10-0.00516-17888226.087000.00090.750.700.4900.799285.4985.4976.1775.3775.6874.889.109.9001. 管段長度：從管道平面布置圖上量出每一設計管段的長度，列入

25、表 6的第2 項中。2. 檢查井地面標高： 將各設計管段的設計流量列入表中第 3項。由表5得各管 段的設計流量為。設計管段起訖點檢查井出的地面標高， 由CAD圖中，內差法計 算得到，列入表中第10、11項。3. 地面坡度：錯誤！未找到引用源。，作為確定管道坡度時的參考。4. 確定設計管段管徑以及設計流速 v，設計坡度I，設計充滿度h/D:根據管道水力計算圖確定以上各個參數(shù)5. 降落量：（5）X（2）=（ 9），將各個計算量填入第9項6. 水深的計算：（8）=（ 4）X（ 7），將各個計算量填入第8項7. 設計管段上、下段管內底標高，水面標高，埋設深度計算： 根據：室外排水設計規(guī)范規(guī)定：無保溫措

26、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。車行道下污水管最小覆土厚度不宜小于 0.7m。街坊污水管道起點最小埋深應有 0.60.7m根據起始點的標高、埋深、水面標高等參數(shù)一次計算，將計算結果按順序填寫在 表格6中的相關位置。9.管段銜接:4.5繪制管道平面圖和剖面圖通過以上計算結果繪制管道平面圖和主干管剖面圖各一張（見后）§ 5雨水排水管網設計計算5.1定線1. 劃分排水流域和管道定線根據城市的總體規(guī)劃圖，按實際地形并靠重力流劃分排水流域。 由于該城市 中部有一條自西向東的河流和鐵路， 并且該城市南北高、中間低的地勢，故將該 城市分為5部分

27、進行雨水管道設計。每部分各設計一套雨水排水系統(tǒng)，將各區(qū)的 雨水排入到河流中2. 劃分匯水面積，設計管段 管到定線基本完成后，根據：a. 讓每根干管都能盡量平均分配水量，每一設計管段所承擔的匯水面積可按 就近排入附近雨水管道的原則劃分，并且讓進入每個雨水口的水盡量相同。b. 在管道轉彎處、管徑或坡度改變處，有支管接入處都應設置檢查井。 將每塊匯水面積的編號、面積數(shù)、雨水流向標注在平面圖中。 繪圖完成后，將各檢查井地面標高用內差法算出列入表7;將各段管道長度列入表7;同時通過CAD0域功能計算出各匯水面積，列入表 7。3. 雨水口的設置在管道的交叉處和低洼處；建筑物單元的出入口附近；建筑物雨落管附

28、近； 建筑物前后空地和綠地低洼的適當位置處設置雨水口。雨水口的布置遵循沿街道布置間距200m左右。5.2各項基本參數(shù)確定1. 徑流系數(shù)2. 設計重現(xiàn)期P、地面積水時間3. 單位面積徑流量q0根據設計任務書，該城市的暴雨強度公式為：q = 錯誤！未找到引用源。，q。二 q 其中：q。-單位面積徑流量（L/（sha）； q-設計暴雨強度（L/（sha）；P -暴雨設計重現(xiàn)期（a）; t-降雨歷時（min）。5.3雨水管渠水力計算雨水干管水力計算表管段編號長 度L/m排水面積A/hm2流速V/(m.s1)T=10+2XL/(VX 60)T/min比流量1q°/(Ls1.hm-2)設計流量Q

29、s /(L.s-1)管徑D/mm管道坡度I坡降/m地面咼程/m管底咼程/m覆土厚度/m地 面 坡度沿線設計L/(VX60)2工L/(VX 60)t起端終端起端終端起端終端i/(1)(2)(3)(4)（5）(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)(19)(20)18-191931.810.090.84.028.0418.04173.981755.4816000.000350.06786.6086.4083.6583.581.351.220.001019-202169.412519.5020.854.238.4718.47172.153357

30、.4320000.00050.10886.4086.2083.5883.470.920.730.000920-212418.6628.1620.914.418.8218.82170.654806.2020000.00070.16886.2086.0083.4783.300.730.70.000821-2241911.62515.2751.076.5213.0523.05155.042368.3416400.000450.18886.6086.2083.6983.501.271.060.001022-232675.812521.0820.934.789.5619.56167.463530.512

31、0000.000450.12086.2086.2083.5083.480.70.72023-242675.4825.5670.934.789.5619.56167.464281.5720000.000650.17386.2086.0083.4883.300.720.70.000724-252199.99519.990.94.058.1118.11173.673471.7620000.00040.08786.7086.6083.7183.620.990.980.000525-261826.0226.010.793.837.6717.67175.534565.6820000.000650.1188

32、6.6086.4083.6283.500.980.90.001126-281497.2533.260.783.186.3616.36181.706043.3620000.00140.20886.4086.2083.5083.290.70.710.001328-292056.0439.300.824.168.3318.33172.756789.4320000.00160.32886.2086.0083.2982.960.711.040.00101. 基本數(shù)據（管長、匯水面積、設計地面標高）2. 根據確定設計參數(shù)求單位面積徑流量 qo: 計算中假定管段的設計流量均從管段的起點進入，即各管段的起點為

33、設計斷面。因此，各管段的設計流量是按該管段起點， 即上游管段終點的設計降雨 歷時（集水時間）進行計算的。也就是說在計算各設計管段的暴雨強度時，用的實t2位-:t2只應按上游各管段的管內雨水流行時間之和 v求得。 單位面積徑流量 錯誤！未找到引用源。是暴雨強度q二錯誤！未找到引用源。與徑流系數(shù)？的乘積，即q。=，又由錯誤！未找到引用源。（在起始點7 t2 =0錯誤！未找到引用源。，m=2。3. 設計流量計算：用個設計管段單位面積徑流量乘以該管段的總匯水面積得設計流量。Q 二 qo F式中：Q-設計流量（L/s）； F -總匯水面積（ha）；qo -單位面積徑流量（L/（s ha）。4. 管徑、管

34、道坡度、流速的選?。涸谇蟮迷O計流量后，即可進行水力計算，求管徑，管道坡度和流速。在查水 力計算圖或表示，Q v、I、D，4個水力因素可以相互適當調整，使計算結果 既要符合水力計算設計數(shù)據的規(guī)定， 又應經濟合理。本利地面坡度較小，甚至地 面坡度與管道坡向正好相反，為不使管道埋深增加過多，管道坡度宜取小值。但 所取坡度應能使管內水流速不小于最小設計流速。計算采用鋼筋混凝土圓管（滿流，n=0.013）水力計算表（排水工程上冊（第四版）孫慧修主編 P173 ）。5. 管內雨水流行時間 錯誤！未找到引用源。的計算： 在確定管徑，管道坡度和流速后，可以得出管內雨水流行時間。 7 t2計算結果代入單位面積徑流量公式，計算下一管段設計流量。6. 管道輸水能力Q的計算：該值應等于或略大于設計流量 Q,并取整。7. 坡降計算：坡降為管段長度乘以管道坡度得到該管段起點與終點之間的高差，即降落量。8. 設計管內底標高與管道埋深計算： 起點埋深根據冰凍情況、雨水管道銜接要求及承受荷載的要求， 確定管道起點的埋深 或管底標咼。 管內底標高即埋設深度注：雨水管道各設計管段在高程上采用管頂平銜接。即上下級管線管頂標高相同，管內底銜接相差一個管徑差即可。9 注意事項： 在劃分割設計管段的匯水