排水系統(tǒng)概論建筑給水排水工程

排水系統(tǒng)概論建筑給水排水工程第1頁/共292頁第一部分概論排水工程的發(fā)展歷史排水工程的概念及內(nèi)容污水的分類及特性城市排水管網(wǎng)系統(tǒng)的作用排水系統(tǒng)的主要組成部分排水系統(tǒng)的體制排水系統(tǒng)的布置形式工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)與城市排水系統(tǒng)的關(guān)系廢水的綜合治理和區(qū)域排水系統(tǒng)排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)程序第2頁/共292頁一、排水工程的發(fā)展歷史——河南省淮陽的古城下，發(fā)掘出公元前2800年埋下的陶制排水管，比公元前2500年埃及發(fā)現(xiàn)的排水溝早300年——河北省易縣出土了戰(zhàn)國后期的圓形陶制排水管——陜西西安出土秦代五角形陶制排水渠，在皇宮內(nèi)出現(xiàn)了明渠和暗渠相結(jié)合的排水系統(tǒng)——唐代長安建造了較為完整的雨水排水系統(tǒng)——江蘇揚(yáng)州發(fā)現(xiàn)了唐代建造的多功能的排水渠——明、清時(shí)代的北京城，排水管渠系統(tǒng)比較發(fā)達(dá)第3頁/共292頁一、排水工程的發(fā)展歷史（續(xù)）——在近代我國排水工程發(fā)展緩慢，建國前全國103個(gè)城市建有排水設(shè)施，管線總長6034.8km，全國只有上海、南京建有城市污水處理廠，日處理能力為4萬噸。1921年上海北區(qū)污水廠，是我國最早的活性污泥法水廠?！▏螅潘こ淌聵I(yè)發(fā)展較快，城市下水道普及率達(dá)60%以上。至1995年，全國排水管道總長11

萬km，城市污水處理廠838座，日處理能力1645.4

萬噸。第4頁/共292頁二、排水工程的概念與內(nèi)容排水工程的概念：——指為保護(hù)環(huán)境而建設(shè)的一整套用于收集、輸送、處理和利用污水的工程設(shè)施（在現(xiàn)代化的城市及工業(yè)企業(yè)用以收集、輸送、處理和利用污水的一整套市政建設(shè)設(shè)施）。收集、輸送（管理）處理和利用（處理廠）排水工程的內(nèi)容：一是污水的收集、輸送部分——排水管網(wǎng)二是污水的處理、利用部分——污水處理本課程內(nèi)容第5頁/共292頁城市污水廠排水管道系統(tǒng)城市產(chǎn)生的污水連接紐帶污水廠要處理的污水第6頁/共292頁生活污水——人們?cè)谏罨顒?dòng)中產(chǎn)生的污水。1、物理性質(zhì)——含水量在90％以上，主要含菜屑、棉絲、廢渣、紙屑、油脂、糞便等。2、化學(xué)性質(zhì)——含有尿素、碳水化合物及氨氮等有機(jī)物（CXHYOZ）。3、微生物含量——含有大量成千上萬的細(xì)菌，尤其是致病菌。結(jié)論：基于生活污水化學(xué)成分中含有大量的有機(jī)物質(zhì)，極易腐敗發(fā)臭、惡化環(huán)境，其內(nèi)含有大量的細(xì)菌（尤其是致病菌），故而對(duì)生活污水必須加以處理。經(jīng)處理完的有機(jī)物質(zhì)可以利用其作為農(nóng)肥。致病菌有：傷寒、霍亂、痢疾(腸道)，結(jié)核病菌三、污水的分類及其特性第7頁/共292頁工業(yè)廢水——人們?cè)谏a(chǎn)活動(dòng)中產(chǎn)生的污水

結(jié)論：鑒于工業(yè)廢水中含有一定量的對(duì)人們健康有害的鉻、鎳、銅、汞、鉛等重金屬離子或放射性物質(zhì)，故而對(duì)工業(yè)廢水必須予以處理，而處理后的工業(yè)廢水中又可以提煉出有用的物質(zhì)（有價(jià)值的重金屬）。注：凡是比重大于4的便成為重金屬物質(zhì)。雨水——雨水中主要含有無機(jī)雜質(zhì)，水質(zhì)較為潔凈，可不經(jīng)處理而直接泄入水體。第8頁/共292頁四、排水工程的作用——保護(hù)環(huán)境免受污染，使城市免受污水之害和洪水之災(zāi)——促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，保證城市可持續(xù)性發(fā)展——保護(hù)人民的身體健康與正常生活第9頁/共292頁1.保護(hù)環(huán)境免受污染，使城市免受污水之害和洪水之災(zāi)。第10頁/共292頁湖南永州遭遇洪澇災(zāi)害第11頁/共292頁第12頁/共292頁第13頁/共292頁2.衛(wèi)生防疫，保證人們健康安全污水危害方式：①含有致病菌，傳播疾?、诤卸竞ξ镔|(zhì)，導(dǎo)致公害3.經(jīng)濟(jì)方面①污水資源化，節(jié)約用水，創(chuàng)造價(jià)值②污水處理、排洪有利于工農(nóng)業(yè)發(fā)展第14頁/共292頁室內(nèi)污水管道系統(tǒng)與設(shè)備室外污水管道系統(tǒng)污水處理廠出水口污水泵站手盆、便器、水封管、立管、出戶管．．．小區(qū)管道、街道污水管道附屬構(gòu)筑物等事故排出口五、排水系統(tǒng)的組成部分第15頁/共292頁第16頁/共292頁1.室內(nèi)污水管道系統(tǒng)與設(shè)備衛(wèi)生器具、水封管、支管、立管、出戶管手盆、便器等衛(wèi)生器具：用水器具，污水承受器具，也是生活污水排水系統(tǒng)的開始設(shè)備。然后污水從水封、支管、豎管和出戶管排入室外小區(qū)排水系統(tǒng)。第17頁/共292頁排水系統(tǒng)的主要組成部分2.室外污水管道系統(tǒng)與設(shè)備居住小區(qū)管道、街道污水管道、附屬構(gòu)筑物等

①居住小區(qū)污水管道系統(tǒng)敷設(shè)在居住小區(qū)內(nèi)，連接建筑物出戶管的污水管道系統(tǒng)，稱居住小區(qū)污水管道系統(tǒng)。它分為接戶管、小區(qū)支管和小區(qū)干管。接戶管是指布置在建筑物周圍接納建筑物各污水出水管的污水管道。

小區(qū)污水支管是指布置在居住組團(tuán)內(nèi)與接戶管連接的污水管道，一般布置在組團(tuán)內(nèi)道路下。

小區(qū)污水干管是指在居住小區(qū)內(nèi)，接納各居住組團(tuán)內(nèi)小區(qū)支管流來的污水的污水管道，一般布置小區(qū)道路或市政道路下。第18頁/共292頁排水系統(tǒng)的主要組成部分②街道污水管道系統(tǒng)

敷設(shè)在街道下，用以排除居住小區(qū)管道流來的污水。在一個(gè)市區(qū)內(nèi)它由城市支管、干管、主干管等組成。支管是承受居住小區(qū)干管流來的污水或集中流量排出的污水。在排水區(qū)界內(nèi)，常按分水線劃分成幾個(gè)排水區(qū)域。在各排水流域內(nèi)，干管是匯集輸送由支管流來的污水，也常稱流域干管。主干管是匯集輸送由兩個(gè)或兩個(gè)以上干管流來的污水管道。第19頁/共292頁排水系統(tǒng)的主要組成部分2.管道系統(tǒng)上的附屬構(gòu)筑物

檢查井、跌水井、倒虹管等檢查井：在管道連接、轉(zhuǎn)彎、管渠尺寸發(fā)生變化處設(shè)置，用于日常維護(hù)管理。跌水管：進(jìn)行消能的檢查井。倒虹管：遇到河流、洼地等障礙物時(shí)無法按原有坡度埋設(shè)需要按下凹折線方式從障礙物下通過。第20頁/共292頁排水系統(tǒng)的主要組成部分第21頁/共292頁排水系統(tǒng)的主要組成部分3.污水泵站與壓力管道污水以重力流排除，但有時(shí)由于輸送困難就需要加泵站加壓輸送。壓送從泵站出來的污水至高地自流管道或至污水廠的承壓管段，稱壓力管道。第22頁/共292頁排水系統(tǒng)的主要組成部分4.污水廠供處理和利用污水、污泥的一系列構(gòu)筑物及附屬構(gòu)筑物的綜合體稱污水處理廠。在城市常稱污水廠，在工廠中常稱廢水處理站。城市污水廠一般設(shè)置在城市河流的下游地段，并與居民點(diǎn)或公共建筑保持一定的衛(wèi)生防護(hù)距離。第23頁/共292頁排水系統(tǒng)的主要組成部分5.出水口及事故排出口

污水排入水體的渠道和出口稱出水口，它是整個(gè)城市污水排水系統(tǒng)的終點(diǎn)設(shè)備。事故排出口是指在污水排水系統(tǒng)的中途，在某些易于發(fā)生故障的組成部分前面，例如在總泵站的前面，所設(shè)置的輔助性出水渠，一旦發(fā)生故障，污水就通過事故排出口直接排入水體。第24頁/共292頁五、排水系統(tǒng)的組成部分（續(xù)1）工業(yè)廢水排水系統(tǒng)的組成部分車間內(nèi)部管道系統(tǒng)與設(shè)備污水泵站或壓力管道廠區(qū)管道系統(tǒng)廢水處理站第25頁/共292頁主要部分組成：1.車間內(nèi)部管道系統(tǒng)和設(shè)備主要用于收集各生產(chǎn)設(shè)備排出的工業(yè)廢水，并將其排送至車間外部的廠區(qū)管道系統(tǒng)中。2.廠區(qū)管道系統(tǒng)敷設(shè)在工廠內(nèi)，用以收集并輸送各車間排出的工業(yè)廢水的管道系統(tǒng)。廠區(qū)工業(yè)廢水的管道系統(tǒng)，可根據(jù)具體情況設(shè)置若干個(gè)獨(dú)立的管道系統(tǒng)。第26頁/共292頁排水系統(tǒng)的主要組成部分3.廢水泵站及壓力管道。4.廢水處理站。是回收和處理廢水與污泥的場(chǎng)所。

在管道系統(tǒng)上，同樣也設(shè)置檢查井等附屬構(gòu)筑物。在接入城市排水管道前宜設(shè)置檢測(cè)設(shè)施。第27頁/共292頁五、排水系統(tǒng)的組成部分（續(xù)2）雨水收集系統(tǒng)與設(shè)備街坊或廠區(qū)雨水管道系統(tǒng)街道雨水管道系統(tǒng)出水口排洪溝雨水泵站雨水口、天溝、雨水斗．．．雨水排水系統(tǒng)的組成部分第28頁/共292頁排水系統(tǒng)的主要組成部分1.建筑物的雨水管道系統(tǒng)和設(shè)備主要是收集工業(yè)、公共或大型建筑的屋面雨水，并將其排入室外的雨水管渠系統(tǒng)中去。屋面雨水由雨水斗或天溝收集。地表雨水由雨水口收集。第29頁/共292頁雨水斗承雨斗檐溝立管排水系統(tǒng)的主要組成部分第30頁/共292頁天溝檢查井所謂天溝，是指屋面上在構(gòu)造上形成的排水溝，接受屋面的雨雪水。雨雪水沿天溝流向建筑物的兩端，經(jīng)墻外的立管排到地面或排到雨水道。排水系統(tǒng)的主要組成部分第31頁/共292頁天溝檢查井雨水斗第一章第三節(jié)排水系統(tǒng)的主要組成部分第32頁/共292頁排水系統(tǒng)的主要組成部分2.居住小區(qū)或工廠雨水管渠系統(tǒng)。3.街道雨水管渠系統(tǒng)。4.排洪溝。5.出水口。第33頁/共292頁城市生活污水排水系統(tǒng)室內(nèi)污水管道系統(tǒng)及設(shè)備城市生活污水排水系統(tǒng)室外污水管道系統(tǒng)污水泵站及壓力管道污水廠出水口及事故排出口第34頁/共292頁六、排水系統(tǒng)的體制污水的概念與分類：——在使用過程中受到了不同程度的污染，改變了原來的化學(xué)成分和物理性質(zhì)的水，叫污水。按來源分生活污水工業(yè)廢水雨水（降雨和降雪）城市污水第35頁/共292頁污水的最終出路①排放水體②灌溉農(nóng)田③重復(fù)使用自然復(fù)用間接復(fù)用直接復(fù)用自然歸宿污水利用補(bǔ)充地下，防止地陷污水處理后做飲用水、工業(yè)用水、雜用水（中水）沿河流域的城市第36頁/共292頁六、排水系統(tǒng)的體制（續(xù)2）排水系統(tǒng)體制的概念：——生活污水、工業(yè)廢水和雨水可以采用一個(gè)管渠來排除，也可以采用兩個(gè)或兩個(gè)以上獨(dú)立的管渠來排除，污水的這種不同排除方式所形成的排水系統(tǒng)，稱為排水體制。排水系統(tǒng)體制的分類：合流制：直排式、完全截流式和部分截流式三種分流制：完全分流制和非完全分流制第37頁/共292頁排水體制一般可分為合流制和分流制兩種類型。合流制排水系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一個(gè)管內(nèi)排除的系統(tǒng)?？煞譃橹迸攀胶狭髦婆潘到y(tǒng)和截留式合流制排水系統(tǒng)。分流制排水系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水分別在兩個(gè)或兩個(gè)以上各自獨(dú)立的管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。排除生活污水和工業(yè)廢水的系統(tǒng)稱為污水排水系統(tǒng)，排除雨水的系統(tǒng)稱為雨水排水系統(tǒng)。根據(jù)排除雨水的方式不同，可分為完全分流制排水系統(tǒng)、不完全分流制排水系統(tǒng)。第38頁/共292頁直排式合流制排水系統(tǒng)第39頁/共292頁截留式合流制排水系統(tǒng)第40頁/共292頁完全分流制排水系統(tǒng)第41頁/共292頁不完全分流制排水系統(tǒng)第42頁/共292頁排水體制的選擇《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ14-87）明確規(guī)定：排水體制的選擇，應(yīng)根據(jù)城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)規(guī)劃、當(dāng)?shù)亟涤昵闆r和排放標(biāo)準(zhǔn)、原有排水設(shè)施、污水處理和利用情況、地形和水文條件，綜合考慮確定。同一城鎮(zhèn)的不同地區(qū)可采用不同的排水體制。新建地區(qū)的排水系統(tǒng)宜采用分流制。第43頁/共292頁六、排水系統(tǒng)的體制（續(xù)3）合流制和分流制的比較：環(huán)保方面：全部截流式合流制對(duì)環(huán)境的污染最??；部分截留式合流制雨天時(shí)部分污水溢流入水體，造成污染；分流制在降雨初期有污染。造價(jià)方面：合流制管道比完全分流制可節(jié)省投資20%~40%，但合流制泵站和污水處理廠投資要高于分流制，總造價(jià)看，完全分流制高于合流制。而采用不完全分流制，初期投資少、見效快，在新建地區(qū)適于采用。維護(hù)管理：合流制污水廠維護(hù)管理復(fù)雜。晴天時(shí)合流制管道內(nèi)易于沉淀，在雨天時(shí)沉淀物易被雨水沖走，減小了合流制管道的維護(hù)管理費(fèi)。第44頁/共292頁排水系統(tǒng)及其組成

排水系統(tǒng)排水的收集、輸送、處理和排放等設(shè)施以一定方式組合成的總體，稱為排水系統(tǒng)。通常，排水系統(tǒng)是由城市生活污水排水系統(tǒng)、工業(yè)廢水排水系統(tǒng)和雨水排水系統(tǒng)組成。城市生活污水排水系統(tǒng)和工業(yè)廢水排水系統(tǒng)一般可以合并為城市污水排水系統(tǒng)。第45頁/共292頁七、排水系統(tǒng)的布置形式排水系統(tǒng)的布置原則充分利用地形、地勢(shì)，就近排入水體，以減小管道埋深、降低工程造價(jià)排水系統(tǒng)布置的影響因素地形地勢(shì)土壤情況河流情況氣候情況城市總體規(guī)劃第46頁/共292頁七、排水系統(tǒng)的布置形式(續(xù)1)正交式截流式平行式分區(qū)式分散式環(huán)繞式第47頁/共292頁地勢(shì)平坦的管道布置1.支管2.干管3.主干管4.溢流口5.泵站6.出口渠渠頭

7.污水廠8.污水灌溉田

9.河流第48頁/共292頁地勢(shì)傾斜時(shí)的管網(wǎng)布置

1.支管2.干管3.支干管4.主干管5.泵站

6.污水廠7.污水灌溉田8.河流

第49頁/共292頁排水系統(tǒng)的布置形式----正交式1.城市邊界2.排水流域分界線3.干管正交式（干管與河流垂直）

第50頁/共292頁排水系統(tǒng)的布置形式----截流式

1.城市邊界2.排水流域分界線3.干管4.主干管5.污水廠6.出水口

第51頁/共292頁排水系統(tǒng)的布置形式----平行式1.城市邊界2.排水流域分界線3.干管4.污水廠

5.出水口第52頁/共292頁排水系統(tǒng)的布置形式----分區(qū)式1.城市邊界2.排水流域分界線3.干管4.泵站5.污水廠

第53頁/共292頁1.城市邊界2.干管3.主干管4.污水廠

排水系統(tǒng)的布置形式----分散式第54頁/共292頁1.城市邊界2.排水流域分界線3.干管4.主干管5.污水廠6.出水口

排水系統(tǒng)的布置形式----環(huán)繞式第55頁/共292頁排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)模與期限根據(jù)區(qū)域規(guī)劃以及城市和工業(yè)企業(yè)規(guī)劃方案的設(shè)計(jì)規(guī)模和設(shè)計(jì)期限而定。設(shè)計(jì)年限：設(shè)計(jì)現(xiàn)狀年（設(shè)計(jì)水平年）（以五年為單位）設(shè)計(jì)水平年（近期5－10年）遠(yuǎn)期規(guī)劃年（10－15年）第56頁/共292頁城市污水處理廠城市污水廠的分類：小型污水處理廠：日處理能力≤5萬噸中型污水處理廠：日處理能力為5~10萬噸大型污水處理廠：日處理能力＞10萬噸第57頁/共292頁八、工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)與城市排水系統(tǒng)的關(guān)系工業(yè)企業(yè)排出的廢水應(yīng)采取的措施改革生產(chǎn)工藝，進(jìn)行技術(shù)革新，力求把有害物質(zhì)消除在生產(chǎn)過程之中，做到不排或少排廢水。盡量采用循環(huán)或重復(fù)利用系統(tǒng)，以減小廢水排放量回收廢水中的有用物質(zhì)，節(jié)省能源、創(chuàng)造財(cái)富盡量以廢治廢第58頁/共292頁八、工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)與城市排水系統(tǒng)的關(guān)系(續(xù)1）工業(yè)廢水排入城市排水系統(tǒng)應(yīng)考慮的問題盡量考慮直接將工業(yè)廢水排入城市排水系統(tǒng)，在污水處理廠統(tǒng)一進(jìn)行處理工業(yè)廢水排入后，不應(yīng)影響排水管渠和污水處理廠的正常運(yùn)行，對(duì)某些廢水應(yīng)進(jìn)行預(yù)處理工業(yè)廢水排入后，不應(yīng)對(duì)養(yǎng)護(hù)人員造成危害當(dāng)城市污水處理廠為生物處理時(shí)，工業(yè)廢水中抑制生物活性的有害物質(zhì)濃度，不能超過有關(guān)規(guī)定第59頁/共292頁九、廢水的綜合治理和區(qū)域排水系統(tǒng)

廢水的綜合治理——指對(duì)廢水進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，多重治理。其主要內(nèi)容有：減少和控制廢水及污染物的排放量城市規(guī)劃與生產(chǎn)布局合理化充分利用水體、土壤的環(huán)境容量發(fā)展經(jīng)濟(jì)、節(jié)能的水處理技術(shù)。廢水中有用物質(zhì)的回收及綜合利用發(fā)展區(qū)域性廢水及水污染整治系統(tǒng)第60頁/共292頁十、排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)程序

基本建設(shè)程序：可行性研究階段計(jì)劃任務(wù)書階段設(shè)計(jì)階段組織施工階段竣工驗(yàn)收交付使用論證項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性確定基建項(xiàng)目編制設(shè)計(jì)文件設(shè)計(jì)圖紙與概預(yù)算項(xiàng)目實(shí)施第61頁/共292頁第二部分污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)資料的調(diào)查設(shè)計(jì)方案的確定設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)圖紙的繪制第62頁/共292頁一、設(shè)計(jì)資料的調(diào)查及方案確定設(shè)計(jì)資料調(diào)查設(shè)計(jì)任務(wù)資料：有關(guān)的法令、法規(guī)、制度；城市的總體規(guī)劃及其他基礎(chǔ)設(shè)施情況

自然資料：地形資料，包括地形圖、等高線氣象資料，包括氣溫、風(fēng)向、降雨量等水文資料，受納水體流量、流速、洪水位地質(zhì)資料，包括地下水位、地耐力、地震等級(jí)工程資料：道路、通訊、供水、供電、煤氣等設(shè)計(jì)方案確定——包括排水體制的選擇、排水系統(tǒng)的布置形式，應(yīng)通過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，確定最優(yōu)的方案。第63頁/共292頁二、污水管網(wǎng)的平面布置——管網(wǎng)的定線1、污水管網(wǎng)定線的原則污水管網(wǎng)系統(tǒng)涉及到一些原則性問題的方案比較①設(shè)計(jì)區(qū)考慮的遠(yuǎn)近期關(guān)系的處理：是按照近期修建一條較小的管徑待到遠(yuǎn)期另行鋪設(shè)一條較小的管徑；還是按照遠(yuǎn)期規(guī)劃要求一次鋪設(shè)一條大管徑。②當(dāng)設(shè)計(jì)區(qū)污水干管通過河流、鐵路、重要建筑物等障礙物時(shí)，管道是繞道鋪設(shè)；還是開挖溝槽直通或采用頂管技術(shù)直通。③當(dāng)大河將設(shè)計(jì)區(qū)隔為兩區(qū)時(shí)，是于任一區(qū)設(shè)置污水廠，另一區(qū)設(shè)置污水干管將該區(qū)污水收集輸送，并采用過河方法匯入任一區(qū)所設(shè)置的污水廠；還是兩區(qū)分別設(shè)置污水處理廠，各自設(shè)置污水管網(wǎng)系統(tǒng)？即所謂的“集中處理”與“分散處理”關(guān)系的處理。④污水經(jīng)處理后，系進(jìn)行綜合利用還是供作農(nóng)田灌溉或者直接排入排放水體。第64頁/共292頁2.污水管網(wǎng)定線的原則

————在滿足管線短、埋深淺的條件下，使最大區(qū)域的污水按重力流排放。3.污水管網(wǎng)定線（1）影響管網(wǎng)定線的主要因素——地形、排水體制、污水廠位置、排放水體位置、工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件。①地形條件A、在地形坡度比較小時(shí)，盡量使i=j，即管坡與地形平行。優(yōu)點(diǎn)：埋深淺，造價(jià)小。B、在地形比較陡峭的地區(qū)，盡可能設(shè)置小管徑，以減少跌水井的位置。優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省投資。C、對(duì)于地面比較平坦或逆坡時(shí)，盡可能選用大管徑，可以減少埋深。第65頁/共292頁②污水處理廠的位置——”歸宿點(diǎn)”確定污水處理廠的因素：A、首先應(yīng)該在設(shè)計(jì)區(qū)常年主導(dǎo)風(fēng)向的下方向。B、設(shè)計(jì)在流經(jīng)設(shè)計(jì)區(qū)河流的下游。C、臨河（靠近河岸）布置，但又不致水淹，距離河岸最小距離不小于300米。D、污水處理廠距離設(shè)計(jì)區(qū)界外緣不小于200米。第66頁/共292頁（2）污水管網(wǎng)定線的基本要點(diǎn)①在保證管距盡可能短，埋深較淺的條件下，使最大區(qū)域污水以重力流排出。②在地形平坦地區(qū)，污水主干管宜布設(shè)于臨河街道地勢(shì)低處。③新建管網(wǎng)與改、擴(kuò)建管網(wǎng)結(jié)合考慮，充分利用原有管網(wǎng)設(shè)施。④污水管道盡可能布置于人行道或綠化帶下，有困難時(shí)，亦可布設(shè)于非機(jī)動(dòng)車道下，不得已時(shí)，才敷設(shè)于機(jī)動(dòng)車道下。⑤應(yīng)避免或盡量減少管道穿越障礙物次數(shù)。⑥污水管道距建筑物外緣距離≮3m，污水管道與其他管道所保持的水平凈距及垂直凈距應(yīng)符合規(guī)范要求。⑦污水管道宜靠近排水大戶一側(cè)布置，當(dāng)街寬＞40m時(shí)，可酌情考慮沿街寬雙側(cè)敷設(shè)污水干管。⑧當(dāng)污水管道轉(zhuǎn)彎、分支及變徑、變坡時(shí)，應(yīng)設(shè)置檢查井，在直線管線上，檢查井間距為40～50m；污水支管與干管交匯時(shí)，支管與干管水流方向的夾角≮90°。第67頁/共292頁三、污水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算污水設(shè)計(jì)流量——指污水管道及其附屬構(gòu)筑物能保證通過的最大流量，設(shè)計(jì)流量包括生活污水量和工業(yè)廢水量。生活污水設(shè)計(jì)流量居住區(qū)生活污水公共建筑生活污水工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量第68頁/共292頁1、居住區(qū)生活污水量計(jì)算（Q居生）方法一：按設(shè)計(jì)人口求定式中：Q居生——居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量，L/s；

n——居住區(qū)生活污水量標(biāo)準(zhǔn)（L/(d.人)），按《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》選用，歐洲的典型值為

200（L/(d.人)），美國的典型值為250~450

（L/(d.人)）；

N——設(shè)計(jì)人口數(shù)，按規(guī)劃部門根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料提供的參數(shù)選用；（按設(shè)計(jì)水平年取值）

KZ——總變化系數(shù)，是最大日最大時(shí)污水量與平均日平均時(shí)污水量的比值第69頁/共292頁KZ=KdKh生活污水量總變化系數(shù)年限：設(shè)計(jì)現(xiàn)狀年（現(xiàn)狀水平年）（以5年單位）設(shè)計(jì)水平年（近期5～10年）遠(yuǎn)期規(guī)劃年（10～15年）Kh——時(shí)變化系數(shù)，是最大日最大時(shí)污水量與最大日平均時(shí)污水量的比值Kd——日變化系數(shù)，是一年中最大日污水量與平均日污水量的比值污水平均日流量（L/S）51540701002005001000總變化系數(shù)2.32.01.81.71.61.51.41.3注：當(dāng)Q<5L/s時(shí)，KZ=2.3；Q＞1000L/s，KZ=1.3第70頁/共292頁排水量標(biāo)準(zhǔn)：居住區(qū)每天排出的平均生活污水流量。（與氣候、建筑物室內(nèi)設(shè)備、人口的用水習(xí)慣等相關(guān)）注：設(shè)計(jì)流量取最大日最大時(shí)的秒流量?？傋兓禂?shù)：1、最大日最大時(shí)的污水流量與平均日平均時(shí)的比值稱為～。2、最大日流量：Q平越大，總變化系數(shù)越小。第71頁/共292頁方法二：按比流量（q比）求定式中：p——人口密度（人/ha）

F——匯水面積（ha）比流量（q比）--單位面積上排除的平均生活污水量。第72頁/共292頁2、工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水量計(jì)算

式中：A1——一般車間最大班職工人數(shù)，人；

A2——熱車間最大班職工人數(shù)，人；

B1——一般車間職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn)，為25(L/(人.班))；

B2——熱車間職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn)，為35(L/(人.班))；

K1——一般車間生活污水量時(shí)變化系數(shù)，以3.0計(jì)；

K2——熱車間生活污水量時(shí)變化系數(shù)，以2.5計(jì)；

C1——一般車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，人；

C2——熱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(biāo)準(zhǔn)，為40(L/(人.班))；

D2——熱車間的淋浴污水量標(biāo)準(zhǔn)，為60(L/(人.班))；

T——每班工作時(shí)數(shù)，h。（1）工廠生活污水流量與工廠淋浴污水量第73頁/共292頁式中：N1——一般車間最大班職工人數(shù)，人；N2——熱車間最大班職工人數(shù)，人；

25——一般車間職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn)，為25(L/(人.班))；

35——熱車間職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn)，為35(L/(人.班))；

Kh——工廠生活污水時(shí)變化系數(shù)，采用2.5～3.0。

推薦公式：第74頁/共292頁式中：N3——一般車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，人；N4——熱車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，人；40——一般車間的淋浴污水量標(biāo)準(zhǔn)，為40(L/(人.班))；60——熱車間的淋浴污水量標(biāo)準(zhǔn)，為60(L/(人.班))。

推薦公式：第75頁/共292頁（2）工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量計(jì)算式中：Q工產(chǎn)

——工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量，L/s；

m——生產(chǎn)過程中每單位產(chǎn)品的廢水量標(biāo)準(zhǔn)，L/單位產(chǎn)品；

M——產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量；

T——每日生產(chǎn)時(shí)間（h）；

KZ——總變化系數(shù)，與工業(yè)企業(yè)性質(zhì)有關(guān)。一般工廠日變化系數(shù)視為1或1.05。第76頁/共292頁式中：m——單位產(chǎn)品污水量標(biāo)準(zhǔn)，m3/t；M——產(chǎn)品日平均產(chǎn)量，t；T日——每日生產(chǎn)時(shí)間，h；Kh——產(chǎn)品生產(chǎn)污水時(shí)變化系數(shù)。

推薦公式：第77頁/共292頁3、公共建筑生活污水量計(jì)算（按集中流量排入管中）工業(yè)污水和公共建筑的污水量按集中到一個(gè)檢查井來計(jì)算。式中：Q公共——公共建筑生活污水設(shè)計(jì)流量，L/s；

S——公共建筑生活污水量標(biāo)準(zhǔn)（L/(d.人）），一般按《室內(nèi)給水排水和熱水供應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦的參數(shù)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(shí)變化系數(shù)，是最大日最大時(shí)污水量與最大日平均時(shí)污水量的比值。第78頁/共292頁Q=Q居生+Q工生+Q工淋+Q工產(chǎn)+Q公共+Q滲

Q滲指地下水滲入量，一般以單位管道延長米或單位服務(wù)面積公頃計(jì)算，日本規(guī)定采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按每人每日最大污水量的10%-20%。第79頁/共292頁習(xí)題：1.已知某工廠最大班職工人數(shù)為1000人，其中熱車間的工人占25％，使用淋浴人數(shù)按70％計(jì)。一般車間的工人占75％，使用淋浴人數(shù)按10％計(jì)。該工廠居住人口為4000人，平均污水量為80升/人.日，試求該工廠排出的生活污水總流量為多少？

第80頁/共292頁解：生活污水總量包括：居住區(qū)生活污水量、工廠生活污水流量、工廠淋浴污水量（1）居住區(qū)生活污水量由于Q平＜5L/S，取KZ=2.3;（2）工廠生活污水流量工廠Kh-時(shí)變化系數(shù)（2.5～3.0）記憶第81頁/共292頁故該工廠排出的生活污水總流量Q=8.52+2.71+3.75=14.98L/S（3）工廠淋浴水量第82頁/共292頁2.自貢市某住宅區(qū)有室內(nèi)上下水道衛(wèi)生設(shè)施，人口密度為500人/公頃，住宅面積為10公頃，區(qū)內(nèi)設(shè)有公共浴室一座，其最大排水量為5升/秒，試求該住宅區(qū)排出的生活污水流量。故該住宅區(qū)排出的生活污水總流量Q=15.13+5=20.13L/S第83頁/共292頁四、污水管網(wǎng)的水力計(jì)算污水管道內(nèi)水流特點(diǎn)重力流非滿流近似均勻流第84頁/共292頁水力計(jì)算的基本公式式中：Q——流量，m3/s；

ω——過水?dāng)嗝婷娣e，m2；

v——流速，m/s；

R——水力半徑（過水?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）；

C——流速系數(shù)或謝才系數(shù)。C值一般按曼寧公式計(jì)算，即（2-1）（2-2）（2-3）第85頁/共292頁將公式（2-3）代入（2-1）和（2-2）得：式中：n——管壁粗糙系數(shù)。該值根據(jù)管渠材料而定?；炷梁弯摻罨炷廖鬯艿赖墓鼙诖植谙禂?shù)一般采用0.014。排水管渠粗糙系數(shù)（2-4）（2-5）管渠種類n陶土管、鑄鐵管0.013混凝土和鋼筋混凝土管、水泥砂漿抹面渠道0.013～0.014石棉水泥管鋼管0.012漿砌磚渠道0.015漿砌快石渠道0.017干砌塊石渠道0.020～0.025土明渠（帶或不帶草皮）0.025～0.030第86頁/共292頁1、污水管網(wǎng)幾個(gè)技術(shù)參數(shù)的規(guī)定：（1）最大設(shè)計(jì)充滿度（h/D）max（2）設(shè)計(jì)流速（vmin）（3）最小管徑（dmin）（4）最小設(shè)計(jì)坡度（imin）（5)最小復(fù)土深度要求（hmin）第87頁/共292頁（1）設(shè)計(jì)允許充滿度（h/D）max——指設(shè)計(jì)流量下，管道內(nèi)的有效水深與管徑的比值。（或水深比）h/D=1時(shí)，滿流h/D<1時(shí)，非滿流《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，最大充滿度為：管徑（D）或暗渠高（H）（mm）最大充滿度（h/D）200~300350~450500~900≥10000.55(0.60)0.65(0.70)0.70(0.75)0.75(0.80)hD注：DN300~1000中帶5的管道已經(jīng)取消第88頁/共292頁為什么要做最大設(shè)計(jì)充滿度的規(guī)定？1、預(yù)留一定的過水能力，防止水量變化的沖擊，為未預(yù)見水量的增長留有余地（即適應(yīng)短時(shí)間的超負(fù)荷運(yùn)行）；2、生活污水中含有有機(jī)物質(zhì)，有空氣防止有機(jī)物質(zhì)腐爛發(fā)臭，有利于管道內(nèi)的通風(fēng)；3、工業(yè)污水中含有石油、苯、汽油等易燃易爆的氣體，不預(yù)留空間，可能會(huì)發(fā)生爆炸；4、便于管道的疏通和維護(hù)管理。第89頁/共292頁（2）最小設(shè)計(jì)流速（不淤流速）——Vmin

有時(shí)亦稱自凈流速，即管道內(nèi)不產(chǎn)生淤積的流速?！c設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)充滿度相應(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)；國外很多專家認(rèn)為最小流速為0.6-0.75m/s，（最好采用0.75m/s）；我國根據(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（注：流速太大對(duì)管道沖刷太大）。***國內(nèi)一些城市污水管道長期運(yùn)行的情況說明，超過上述最高限值，并未發(fā)生沖刷管道的現(xiàn)象。第90頁/共292頁（3）最小管徑——dmin（基于養(yǎng)護(hù)管理）

①為什么要規(guī)定最小管徑？

廠區(qū)或庭院管最小管徑為200mm，街道管最小管徑為300mm。②什么叫不計(jì)算管段？

在管道起端由于流量較小，通過水力計(jì)算查得的管徑小于最小管徑，對(duì)于這樣的管段可不用再進(jìn)行其他的水力計(jì)算，而直接采用最小管徑和相應(yīng)的最小坡度，這樣的管段稱為不計(jì)算管段。（當(dāng)一些管段的流速v＜vmin，不能按計(jì)算得出其管徑的那段管段稱為非計(jì)算管道）非計(jì)算管道管理方法：①將檢查井的間距縮短，可以25～30m設(shè)一個(gè)檢查井。②將非計(jì)算管段的管坡適當(dāng)放大，i=0.003～0.005。③在非計(jì)算管段應(yīng)該設(shè)置落底式檢查井。第91頁/共292頁（4）最小設(shè)計(jì)坡度（管坡）——imin（與最小管徑對(duì)應(yīng)的管坡）——相應(yīng)于最小設(shè)計(jì)流速的坡度為最小設(shè)計(jì)坡度，最小設(shè)計(jì)坡度是保證不發(fā)生淤積時(shí)的坡度。（1）（2）（3）規(guī)定：管徑200mm的最小設(shè)計(jì)坡度為0.004；管徑300mm的最小設(shè)計(jì)坡度為0.003；管徑400mm的最小設(shè)計(jì)坡度為0.002，管徑400mm～９00mm的最小設(shè)計(jì)坡度為0.001。（《給排水手冊(cè)》第五冊(cè)）第92頁/共292頁污水管道的埋設(shè)深度管道的埋設(shè)深度有兩個(gè)意義：覆土厚度埋設(shè)深度決定污水管道最小覆土厚度的因素有哪些？冰凍線的要求地面荷載滿足街坊管連接要求地面管道（5）最小復(fù)土深度要求——hmin第93頁/共292頁①地面荷載要求：hmin=0.7m。P(動(dòng)荷載)F（土壓力）WNG-管道自重W-管道內(nèi)水重N-地基土支撐力第94頁/共292頁②冰凍深度：可以在冰凍深度以上15cm。污水的溫度比較高，深冬一般為4·c,平時(shí)為14～16·c。注：給水管道一定要布置在冰凍線以下，污水管道可以布置在冰凍線以上，因污水管道水溫高，有流速，有坡度。

第95頁/共292頁結(jié)論：（了解）※東北寒冷地區(qū)城鎮(zhèn)冬季生活污水水溫在4-15度之間，以地表水為給水水源所排出的生活污水水溫在4-10度之間，以地下水為水源排出的生活污水水溫在8-15之間?！鰬艄芗捌鹗级宋鬯Ч苋菀装l(fā)生冰凍，主要是因?yàn)榱髁啃?，坡度小，容易產(chǎn)生沉積堵塞而發(fā)生冰凍。加大污水管坡度，可使容易冰凍的污水支管不發(fā)生冰凍。※污水管埋深必須避開有嚴(yán)重破壞能力的凍脹層或?qū)雒泴蛹右蕴幚?。粗砂和砂礫層冰凍時(shí)，水向下流，不具有凍脹性。第96頁/共292頁

《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：無保溫措施的生活污水管道，管底可埋設(shè)在冰凍線以上0.15m；有保溫措施或水溫較高的管道，距離可以加大。國外規(guī)范規(guī)定：污水管道最小埋深，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐酿B(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)確定。無養(yǎng)護(hù)資料時(shí)，采用如下數(shù)值：管徑小于500mm，管底在冰凍線上0.3m；管徑大于500mm，為0.5m。第97頁/共292頁③考慮街坊內(nèi)部的情況，用H=h+iL+Z1-Z2+Δh計(jì)算埋深，綜合上面三種因素，看哪一種情況最不利，按最不利點(diǎn)計(jì)算，其它必滿足。式中：H——街道污水管網(wǎng)起點(diǎn)的最小埋深，m；

h——街坊污水管起點(diǎn)的最小埋深，0.6~0.7m；

Z1——街道污水管起點(diǎn)檢查井檢查井處地面標(biāo)高，m；

Z2——街坊污水管起點(diǎn)檢查井檢查井處地面標(biāo)高，m；

I——街坊污水管和連接支管的坡度；

L——街坊污水管和連接支管的總長度，m；

Δh——連接支管與街道污水管的管內(nèi)底高差，m。

街道污水管最小埋深示意圖第98頁/共292頁注:（1）街坊內(nèi)部距控制井最遠(yuǎn)的檢查井的埋深，通常采用0.55~0.6m;（2）街坊的最后一個(gè)井為控制井；（3）街坊內(nèi)部i=5‰；（4）△h—連接支管與街道污水管的管內(nèi)底高差（m）。一般取0.1~0.3m。L第99頁/共292頁應(yīng)記憶以下數(shù)據(jù)：（1）（h/D）max=0.6，DN<300時(shí)；（2）vmin=0.6m/s（3）dmin（4）街坊內(nèi)部采用i=5‰;（5）距離控制井最遠(yuǎn)的檢查井的埋深為0.6m。第100頁/共292頁Ⅱ、設(shè)計(jì)管段設(shè)計(jì)流量的求定設(shè)計(jì)管段——兩個(gè)檢查井之間通過的流量相同、管徑相同、管坡相同的管段稱為設(shè)計(jì)管段。設(shè)計(jì)假定條件——全部匯水面積上的污水均由管段的起端流入。各個(gè)工廠按集中流量流入管段。第101頁/共292頁15工廠乙1110大飯店643289工廠甲7醫(yī)院12345687第102頁/共292頁污水管道水力計(jì)算的方法1、需要確定的參數(shù)流量Q、管徑D、坡度i、流速v、充滿度h/D。2、確定方法：已知三個(gè)可求兩個(gè)。在方程式和，有5個(gè)未知數(shù)，因此必須先假定3個(gè)求其他2個(gè)，這樣的數(shù)學(xué)計(jì)算極為復(fù)雜，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，常采用水力計(jì)算圖（見附錄2-2）可用水力計(jì)算圖來計(jì)算（P161）或水力計(jì)算表來計(jì)算。首先根據(jù)已知資料，計(jì)算出流量Q，根據(jù)Q值可初步確定管徑D；然后，根據(jù)Q、D值，求I、h/D、v值。在這三個(gè)未知數(shù)中，還需知道一個(gè)參數(shù)，才能求得另外兩個(gè)，此時(shí)可以在三個(gè)參數(shù)中先假設(shè)一個(gè)值，比如流速為最小流速，或是坡度為最小坡度，或是充滿度滿足一定要求等，之后進(jìn)行查表或查圖，就可得出其余兩個(gè)未知數(shù)；最后要進(jìn)行校核，若得出的兩個(gè)參數(shù)滿足其規(guī)定的要求，則計(jì)算完成，若不滿足要求，則需調(diào)整假設(shè)值，甚至管徑D，重新進(jìn)行計(jì)算。

第103頁/共292頁例1已知n=0.014,D=300mm,I=0.004,Q=30L/s,求v和h/D。第104頁/共292頁例1已知n=0.014,D=300mm,h/D=0.55,Q=32L/s,求v和I。第105頁/共292頁水力計(jì)算注意問題控制點(diǎn)選擇管道坡度與地面坡度設(shè)計(jì)流速與設(shè)計(jì)管徑注意水頭損失旁側(cè)支管連接第106頁/共292頁四、污水管道的設(shè)計(jì)1、確定排水區(qū)界，劃分排水流域2、管道定線3、污水管網(wǎng)控制點(diǎn)及其處理5、設(shè)計(jì)管段及設(shè)計(jì)流量的確定4、上下游污水管道在檢查井處的連接6、污水管網(wǎng)水力計(jì)算基本要點(diǎn)第107頁/共292頁1、確定排水區(qū)界，劃分排水流域——排水區(qū)界是污水排水系統(tǒng)設(shè)置的界限?！潘饔蚴侵冈谂潘畢^(qū)界內(nèi)，按照一定要求所劃分的不同排水區(qū)域。（通常根據(jù)等高線劃分排水區(qū)域，在地形平坦地區(qū)可按照面積的大小進(jìn)行劃分。）第108頁/共292頁2、管道定線——在總平面圖上確定污水管道的位置和走向。管道定線的影響因素地形污水廠和出水口的位置所采用的排水體制管道定線時(shí)注意事項(xiàng)主干管布置在堅(jiān)硬密實(shí)土壤中盡量少穿河流、鐵路、山谷和高地避免與地下構(gòu)筑物交叉不宜敷設(shè)在繁忙、狹窄的街道下集中流量盡量排入上游第109頁/共292頁3、污水管網(wǎng)控制點(diǎn)及其處理（1）控制點(diǎn)——對(duì)整個(gè)污水管網(wǎng)的高程（埋深）起控制作用的那個(gè)點(diǎn)。（2）控制點(diǎn)設(shè)置地點(diǎn)：①距排放水體邊遠(yuǎn)且地勢(shì)低處。②地形逆坡處。1m1m103.82m102.67m101.36mL=200m,i=0.005L=400m,i=0.005L=200m,i=0.005L=200m,i=0.005第110頁/共292頁管段3～2起點(diǎn)管底標(biāo)高＝103.82-1.0＝102.82m;管段3～2終點(diǎn)管底標(biāo)高＝102.82-0.005×400＝100.82m;管段1～2起點(diǎn)管底標(biāo)高＝101.36-1.0＝100.36m;管段1～2終點(diǎn)管底標(biāo)高＝100.36-0.005×200＝99.36m;注：到交匯點(diǎn)，管底標(biāo)高值小的或埋深深的是控制點(diǎn)。第111頁/共292頁③具有足夠埋深的工廠污水排出口（注：工廠按集中流量，就近排入污水管段，工廠的污水排放最低為2m）（3）控制點(diǎn)在實(shí)際工程中處理措施①覆土提高管位：②增加管道強(qiáng)度，采取保溫措施保證覆土深度要求；③采用水泵抽升提高管位。結(jié)論：在污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)中，認(rèn)真而慎重的確定控制點(diǎn)的位置系設(shè)計(jì)的首要問題，控制點(diǎn)處污水能以重力流排放，管網(wǎng)各處污水方能以重力流排放，在實(shí)際工程中采用一些措施是十分必要的，只有控制點(diǎn)埋深不致過大，整個(gè)管網(wǎng)埋深才會(huì)降低。第112頁/共292頁4、上下游污水管道在檢查井處的連接（1）連接應(yīng)遵循的原則①盡量提高下游管段起點(diǎn)標(biāo)高，以達(dá)到減小下游管段埋深的目的。②盡量避免上游管段產(chǎn)生回水現(xiàn)象，防止上游管道產(chǎn)生淤積。下游管道的管底標(biāo)高與上游管道的管底標(biāo)高相同，稱為管底平接。但會(huì)產(chǎn)生回水現(xiàn)象，因此采用管頂平接。水位高，產(chǎn)生回水現(xiàn)象管底平接管頂平接第113頁/共292頁（2）連接方式①管徑相異時(shí)——采用“管頂平接”管頂平接實(shí)質(zhì)：下游管段起點(diǎn)管底標(biāo)高＝上游管段終點(diǎn)管底標(biāo)高－管徑差②管徑相同時(shí)——采用“水面平接”水面平接實(shí)質(zhì)：下游管段起點(diǎn)的水面標(biāo)高＝上游管段終點(diǎn)的水面標(biāo)高。③跌水井連接：上下游高差大于1米時(shí)采用跌水井連接。第114頁/共292頁例題：下圖為某設(shè)計(jì)區(qū)污水管道縱斷面圖。已知管段1-2起點(diǎn)埋深為2.0m，試根據(jù)圖中示出數(shù)據(jù)，求定管段1-2、2-3、3-4起點(diǎn)與終點(diǎn)的埋深各為多少？D=400,h=0.2m;i=0.005,L=200m107.60m108.50m107.90m106.80mD=500,h=0.24m;i=0.005,L=200mD=500,h=0.25m;i=0.005,L=200m第115頁/共292頁解：管段1～2起點(diǎn)管底標(biāo)高＝108.50-2.0＝106.50m;

管段1～2終點(diǎn)管底標(biāo)高＝106.50-0.005×200＝105.50m;管段2～3和管段1～2管徑相異，故采用管頂平接的方法，則：管段2～3起點(diǎn)管底標(biāo)高＝105.50-0.1＝105.40m;

管段2～3終點(diǎn)管底標(biāo)高＝105.40-0.005×400＝103.40m;管段3～4和管段2～3管徑相同，故采用水面平接的方法，則：管段3～4起點(diǎn)管底標(biāo)高＝103.40+0.24-0.25＝103.39m;

管段3～4終點(diǎn)管底標(biāo)高＝103.39-0.005×200＝102.39m;注：埋深＝管頂標(biāo)高－管底標(biāo)高第116頁/共292頁5、設(shè)計(jì)管段及設(shè)計(jì)流量

——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，稱為一個(gè)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、或在直管段管徑長度較長時(shí)（30～70m）。

設(shè)計(jì)流量本段流量轉(zhuǎn)輸流量集中流量1234ABCDq第117頁/共292頁式中：q1——設(shè)計(jì)管段的本段流量，L/s；

F——設(shè)計(jì)管段服務(wù)的街坊面積，公頃；

KZ——生活污水量總變化系數(shù)；

q0——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。式中：n——污水量標(biāo)準(zhǔn)，L/(人.d)；

p——人口密度，人/公頃。第118頁/共292頁6、污水管網(wǎng)水力計(jì)算基本要點(diǎn)（1）合理處理好管徑d，埋深H及造價(jià)E的關(guān)系，即d—H—E關(guān)系是進(jìn)行污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)非常重要的問題。（2）慎重確定控制點(diǎn)的位置，處理好控制點(diǎn)的技術(shù)措施。（3）自上游管段至下游管段，隨著流量的沿程增加，其管內(nèi)流速應(yīng)當(dāng)沿程增大；但遇到大管坡管段接小管坡管段時(shí)，當(dāng)下游管段流速達(dá)到1.0m/s（陶土管）或1.2m/s（混凝土或鋼筋混凝土管）時(shí)，下游管道可酌情減少。（4）自上游管段至下游管段，隨著流量的沿程增加，其管徑應(yīng)當(dāng)沿程增大；但遇到小管坡管段接大管坡管段時(shí)，為了保證下游管道覆土深度或減少設(shè)置跌水井，下游管段的管徑可酌情減少，但較上游管徑的減少數(shù)不超過100mm。（管徑越來越大，至少相等，要是減少不能超過100mm）第119頁/共292頁（5）支管接入干管需要跌水時(shí)，其跌水井不能設(shè)置在支干管交匯檢查井上，而應(yīng)設(shè)置在交匯井之前的支管上。（6）為保證干管水力條件，支管接入干管時(shí)，其支管流速必須小于干管流速。dviH土方造價(jià)省管道造價(jià)反之亦然第120頁/共292頁注意：當(dāng)小管坡大管坡，要設(shè)跌水井保證必備的覆土深度，或者減小管徑，則埋深增加。跌水井：造價(jià)高，必須設(shè)置旁通井，還需增加跌水措施。地下水位下可施工，可如此進(jìn)行：（1）增加泵站排水（2）基礎(chǔ)要增加強(qiáng)度，要變成高強(qiáng)度的混凝土基礎(chǔ)當(dāng)支管接入干管時(shí)，不能直接接入，應(yīng)該設(shè)跌水井，同時(shí)跌水井不能在交匯處設(shè)置，而應(yīng)在交匯點(diǎn)之前設(shè)置，如下圖的E點(diǎn)。E點(diǎn)檢查井為跌水井，跌水井離交匯點(diǎn)為20~30m，跌水井跌落高度為。支管接入干管，支管的流速必須小于干管的流速。V支≯V干，目的是使干管的流速不受阻礙。第121頁/共292頁干管和平路油坊街第122頁/共292頁陡坡管設(shè)計(jì)的原則：（1）當(dāng)其管徑〉2m時(shí)，采用鑄鐵管而不用混凝土管，防止流速的沖擊。（2）陡坡管終點(diǎn)要設(shè)檢查井。因?yàn)槎钙鹿芤院罅髁恳蝗粶p小，容易產(chǎn)生渦流，建議使用落地式檢查井，可以定期打撈，檢查井落下大約15~20cm。（3）當(dāng)檢查井下游管段要比上游管徑小一號(hào)管徑，但必須注意，不能小的太多。d1d1i3i1i2陡坡管i1≈i3＜i2，d1＞d2d2比d1小一號(hào)管徑第123頁/共292頁注意：當(dāng)標(biāo)高差≤30cm不采用陡坡管或者跌水井，內(nèi)抹水泥砂漿；當(dāng)標(biāo)高差h=30cm~1m，采用陡坡管；當(dāng)標(biāo)高差≥1m，采用落底式跌水井。水泥砂漿抹面第124頁/共292頁五、污水管道的設(shè)計(jì)舉例原始資料：

給定某市的街坊平面圖，如下頁圖。居住區(qū)街坊人口密度為350人/公頃，污水量標(biāo)準(zhǔn)為120L/(人.d)，火車站和公共浴室的設(shè)計(jì)污水量分別為3L/s和4L/s，工廠甲和工廠乙的工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量分別為25L/s與6L/s。生活污水及經(jīng)過局部處理的工業(yè)廢水全部送至污水處理廠進(jìn)行處理。工廠甲廢水排出口的管底埋深為2.0m

。第125頁/共292頁平面圖第126頁/共292頁管道定線第127頁/共292頁污水管道的詳細(xì)規(guī)劃

1.污水管道設(shè)計(jì)要點(diǎn)提示（1）在水力計(jì)算過程中,污水管道的管徑一般應(yīng)沿途增大。但是當(dāng)管道穿過陡坡地段時(shí),由于管道坡度增加很多,根據(jù)水力計(jì)算,管徑可以由大變小。當(dāng)管徑為250-300mm時(shí),只能減小一級(jí),管徑大于或等于300mm時(shí),按水力計(jì)算確定,但不得超過兩級(jí)。（2）在支管與干管的連接處,要求干管的埋深保證支管接人的要求。（3）當(dāng)?shù)孛娓叱套兓?、坡度很大時(shí),可采用跌水井,一般當(dāng)污水管道跌落差大于1.0m時(shí),應(yīng)設(shè)跌水井。（4）在城市污水管道詳細(xì)規(guī)劃時(shí),不僅要確定管道的平面位置、管徑等,還要考慮管道的高程布置。第128頁/共292頁2.污水管的計(jì)算程序和步驟（1）第一步規(guī)劃與定線,即在比例適合并繪有規(guī)劃總圖的地形圖上,確定排水區(qū)界,按地形排水流域,結(jié)合遠(yuǎn)景發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行排水管網(wǎng)定線,制成繪有排水管線的平面布置圖。（2）第二步對(duì)污水管道系統(tǒng)進(jìn)行水力計(jì)算污水管道水力計(jì)算原則:

不沖刷、不淤積、不溢流、要通風(fēng)。第129頁/共292頁污水管道水力計(jì)算程序如下:①在平面圖上編號(hào),量出各設(shè)計(jì)管段的長度,定出它們端點(diǎn)的標(biāo)高,將此注于平面圖上,并記入水力計(jì)算表中。②根據(jù)規(guī)劃人口、排水定額,計(jì)算各管段的設(shè)計(jì)流量,并記入水力計(jì)算表中。③根據(jù)各管段流量和地面坡度,運(yùn)用水力計(jì)算,確定管徑和管坡,并計(jì)算出各項(xiàng)水力控制參數(shù)。如v、h/D、H等。④確定各管段兩側(cè)端點(diǎn)管底的標(biāo)高,

計(jì)算埋設(shè)深度。第130頁/共292頁3.污水管道規(guī)劃圖的繪制城市污水管道系統(tǒng)總規(guī)劃圖是排水系統(tǒng)總體規(guī)劃圖的重要組成部分,應(yīng)根據(jù)城市總體規(guī)劃圖繪制,一般只畫出污水主干管和干管。在管線上應(yīng)畫出設(shè)計(jì)管段起終點(diǎn)檢查井的位置并編號(hào),注明管道長度、管道斷面尺寸及管道坡度。城市小區(qū)污水管道詳細(xì)規(guī)劃圖,除按總體規(guī)劃圖的要求外,尚需畫出支管及工業(yè)企業(yè)、大型公共建筑等集中污水量出口位置,其比例尺可與城市小區(qū)詳細(xì)規(guī)劃圖的比例尺一致,一般采用1/2000-1/5000。第131頁/共292頁街坊面積計(jì)算街坊編號(hào)1234567891011街坊面積（公頃）1.211.702.081.982.202.201.432.211.962.042.40街坊編號(hào)1213141516171819202122街坊面積（公頃）2.401.212.281.451.702.001.801.661.231.531.71街坊編號(hào)2324252627街坊面積（公頃）1.802.202.042.40第132頁/共292頁14325ABDCEF注：第（1）種和第（2）方法均可以，但第一種方法較合理，更經(jīng)濟(jì)。建議采用。第133頁/共292頁劃分設(shè)計(jì)管段，計(jì)算設(shè)計(jì)流量（48頁）管道的水力計(jì)算（50頁）繪制圖紙（平面圖和管道縱剖面圖）確定標(biāo)高的方法：（1）搞初步設(shè)計(jì)，可以用原設(shè)計(jì)的標(biāo)高來確定設(shè)計(jì)點(diǎn)的標(biāo)高。（2）搞施工圖設(shè)計(jì)，進(jìn)行實(shí)地測(cè)量。第134頁/共292頁污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量計(jì)算表管段標(biāo)號(hào)q比（L/S.ha）匯水面積F（ha）Q平（L/S）KZQ居生（L/S）Q集中（L/S）Q（L/S）第135頁/共292頁六、繪制管道平面圖和縱剖面圖見P52第136頁/共292頁六、城市污水回用工程污水回用意義污水回用目標(biāo)與水質(zhì)污水回用處理技術(shù)第137頁/共292頁地球上水的總量1.361018m3淡水儲(chǔ)量僅為3.51016m3不足全球總水量的3%易開發(fā)利用的淡水儲(chǔ)量為4.01015m3，占淡水的11%世界水資源概況世界水資源研究所：全世界有26個(gè)國家2.32

億人口面臨缺水的威脅聯(lián)合國發(fā)出警報(bào)：世界范圍內(nèi)的缺水問題將嚴(yán)重制約本世紀(jì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并有可能導(dǎo)致國家和地區(qū)間發(fā)生沖突和戰(zhàn)爭(zhēng)第138頁/共292頁我國水資源現(xiàn)狀人均水資源占有量2200立方米約為世界平均水平的1/4

排名世界第112位每年因缺水而造成的經(jīng)濟(jì)損失約

2000~3000億元第139頁/共292頁解決水資源缺乏的途徑海水淡化修建水庫，貯存雨水長距離引水開發(fā)地下水節(jié)約用水污水回用第140頁/共292頁污水回用對(duì)象污水回用于農(nóng)業(yè)灌溉污水回用于工業(yè)：如冷卻水污水回用于城市生活：即建筑中水（市政用水、生活雜用水）由于生活污水水量大且流量穩(wěn)定，成為主要的回用研究對(duì)象第141頁/共292頁我國生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)第142頁/共292頁日本的中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目單位標(biāo)準(zhǔn)值臭氣色度濁度總蒸發(fā)殘?jiān)鼞腋∥飌H值COD（KMnO4）BODPO4陰離子表面活性劑大腸菌群落一般細(xì)菌余氯TOC-度度mg/Lmg/L

mg/Lmg/Lmg/Lmg/L個(gè)/mL個(gè)/mLmg/Lmg/L無不快感<10<5500以下5以下5.8~8.620以下10以下1.0以下1.0以下沒有檢出100以下0.1以下15第143頁/共292頁典型的中水處理工藝流程出水進(jìn)水格柵沉砂池初沉池曝氣池二沉池投藥混凝反應(yīng)沉淀池過濾池消毒池預(yù)處理中心處理后處理二級(jí)生物處理、給水處理工藝的組合第144頁/共292頁中水回用過程中存在的問題傳統(tǒng)的處理工藝流程復(fù)雜，自動(dòng)化水平不高，要求管理人員有較高的專業(yè)水平，使得中水設(shè)施建成后，能夠正常運(yùn)行的不多。中水處理成本偏高，同國內(nèi)偏低的自來水價(jià)格相比，并無優(yōu)勢(shì)，而且中水水質(zhì)難以保證，使得人們難以接受中水這一“新鮮”事物。房地產(chǎn)開發(fā)商在配套中水設(shè)施時(shí)，會(huì)因增加建設(shè)成本而影響其在市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。人們的水資源危機(jī)意識(shí)還較淡薄，使得中水設(shè)施的發(fā)展受到了阻礙。第145頁/共292頁第三部分雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)雨水管渠系統(tǒng)特點(diǎn)：徑流量大、流量變化大、滿流雨水管渠系統(tǒng)組成：雨水口、雨水管渠、檢查井、出水口雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟：資料收集，確定暴雨強(qiáng)度公式劃分排水流域，進(jìn)行管道定線水力計(jì)算繪制管渠平面圖及剖面圖第146頁/共292頁第一節(jié)雨量分析與暴雨強(qiáng)度公式一、雨量分析的幾個(gè)基本要素

1、降雨量（H）（mm）：指降雨的絕對(duì)量，用降雨深度表示（即降水層的厚度）。也可用單位面積的降雨體積（L/ha）表示。年平均降雨量：指多年觀測(cè)資料中，各年降雨量的平均值。月平均降雨量：指多年觀測(cè)資料中，各月降雨量的平均值。年最大日降雨量：指多年觀測(cè)資料中，一年中最大一日降雨量值。第147頁/共292頁降雨量(h)：降雨的絕對(duì)量，有年平均降雨量、月平均降雨量和年最大日降雨量(mm或者L/ha);降雨歷時(shí)(t)：連續(xù)降雨的時(shí)段，可以指一場(chǎng)雨全部降雨的時(shí)間，也可以指其中個(gè)別的連續(xù)時(shí)段(min或者h(yuǎn));降雨強(qiáng)度(i或q)：一連續(xù)降雨時(shí)段內(nèi)的平均降雨量，即單位時(shí)間的平均降雨深度第148頁/共292頁降雨面積和匯水面積(A)：降雨面積指降雨所籠罩的面積；匯水面積指雨水管渠匯集雨水的面積(ha或km2)次頻率式或經(jīng)驗(yàn)?zāi)觐l率:降雨頻率(Pn)和重現(xiàn)期(1/Pn):

概念式：

水文計(jì)算:第149頁/共292頁若降雨的機(jī)率為1/100，即表明≥某一降雨強(qiáng)度的雨出現(xiàn)1/100次（亦即≥某降雨強(qiáng)度的雨每隔100年出現(xiàn)一次，即“百年一遇”）；若降雨的機(jī)率為20/100，即表明≥某一降雨強(qiáng)度的雨出現(xiàn)20/100次（亦即≥某降雨強(qiáng)度的雨每隔100年出現(xiàn)20次，即每隔5年出現(xiàn)一次，即“五年一遇”）。故知Pn的實(shí)質(zhì)含義如下：降雨頻率——在多年觀測(cè)資料中，大于或等于某一降雨強(qiáng)度的雨出現(xiàn)的次數(shù)（m）與降雨觀測(cè)資料的總項(xiàng)數(shù)（n）的比值稱為降雨頻率。注：一次降雨的中途其強(qiáng)度低于0.1mm/min（包括降雨停歇）的持續(xù)時(shí)間超過120min，應(yīng)分為兩場(chǎng)雨統(tǒng)計(jì)。暴雨：24h降雨量超過50mm或1h降雨量超過16mm。第150頁/共292頁次頻率-水文其中：N-降雨觀測(cè)年數(shù)；

M-所選雨樣數(shù)當(dāng)每年選1個(gè)雨樣，即n=N，則：年頻率-給排水通常情況下，不可能出現(xiàn)m=n的可能性，故而采用經(jīng)驗(yàn)頻率標(biāo)準(zhǔn)時(shí)段：5、10、15、20、30、45、60、90、120第151頁/共292頁6、降雨重現(xiàn)期（P）（a）——在多年觀測(cè)資料中，≥某一降雨強(qiáng)度的雨出現(xiàn)一次的平均時(shí)間間隔。降雨頻率為1％，即表明≥某一降雨強(qiáng)度出現(xiàn)一次的時(shí)間間隔為100a；降雨頻率為20％，即表明≥某一降雨強(qiáng)度出現(xiàn)一次的時(shí)間間隔為5a。故知：第152頁/共292頁例：某設(shè)計(jì)區(qū)有40年的降雨資料，每年選取4個(gè)雨樣，不論年次，僅按降雨強(qiáng)度大小依次排此為160次，試求排列序號(hào)為16所對(duì)應(yīng)的降雨重現(xiàn)期為多少年？若降雨重現(xiàn)期分別為1a與0.50a，其排列序號(hào)分別為多少？第153頁/共292頁7、降雨曲線及降雨強(qiáng)度公式——p-q-t（1）降雨曲線t（min）q（L/s.ha）P4P3P2P1結(jié)論：1）當(dāng)P一定時(shí)，隨著t↑→q↓；當(dāng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期一定時(shí)，隨著降雨歷時(shí)增加，降雨強(qiáng)度減小。（2）當(dāng)t一定時(shí)，P↑→q↑。當(dāng)降雨歷時(shí)一定時(shí)，其降雨的重現(xiàn)期越大，降雨強(qiáng)度越大。第154頁/共292頁（2）暴雨強(qiáng)度公式式中：q——設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，L/s.ha；P——設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，年；t——降雨歷時(shí)，min；A1,c,b,n——地區(qū)氣候參數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行確定。第155頁/共292頁第二節(jié)雨水管渠設(shè)計(jì)流量公式的推求與討論一、圖象法：（依據(jù)降雨徑流過程）推求Q公式假定條件：（1）各時(shí)段雨降至匯水面積上的降雨強(qiáng)度系均勻的；（2）圖中各斷面為等時(shí)斷面（落在線上的降水流到出口斷面所需匯流時(shí)間都相等）；（3）各斷面間集水時(shí)間為1分鐘；（4）全部匯水面積雨水均匯流入雨水管網(wǎng)（不考慮雨水或降雨在地面徑流中的蒸發(fā)、滲透及低洼處的截流等）。雨水管道1a12432a43F1F4F3F2τ——降雨集水時(shí)間

——匯水面積上距設(shè)計(jì)斷面最遠(yuǎn)點(diǎn)，徑流至設(shè)計(jì)斷面的時(shí)間。

F——匯水面積

F=F1+F2+F3+F4第156頁/共292頁1、當(dāng)t=τ=4min時(shí)：2431a1min末2min末3min末4min末5min末6min末7min末8min末第157頁/共292頁2、當(dāng)t＜τ時(shí)（t＝３min時(shí)）2431a1min末2min末3min末4min末5min末6min末7min末8min末第158頁/共292頁3、當(dāng)t＞τ（ｔ=５min）2431a1min末2min末3min末4min末5min末6min末7min末8min末９min末第159頁/共292頁而在通常情況下，隨著降雨歷時(shí)的增加，降雨強(qiáng)度下降的速率小于匯水面積的增加的速率，所以Q＞Q’;而q>q’’,所以Q>Q’’。結(jié)論：雨水的設(shè)計(jì)流量發(fā)生在降雨歷時(shí)等于集水時(shí)間的時(shí)刻。第160頁/共292頁式中：F——匯水面積（ha）;Ψ——徑流系數(shù)，即徑流量與降雨量的比值。徑流量：流入管道的那部分流量（除去蒸發(fā)、滲透及截流部分。故Ψ＜1）。第161頁/共292頁二、雨水設(shè)計(jì)流量公式中有關(guān)參數(shù)的確定與討論：1、P值的確定P↑↑→q↑→Q↑→d↑→管道建造費(fèi)↑溢流安全性佳P↓↓→q↓→Q↓→d↓→管道建造費(fèi)↓溢流安全性差結(jié)論：在進(jìn)行雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，慎重而合理地確定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期是進(jìn)行雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的首要問題。第162頁/共292頁考慮P值因素：（1）設(shè)計(jì)區(qū)性質(zhì)：

P工廠>P居住區(qū)；P廣場(chǎng)>P街道>P支道；P城區(qū)>P郊區(qū)（2）地形：P低洼>P平坦>P陡坡

（3）發(fā)生溢流短期集水造成損失程度（地下庫房、中心廣場(chǎng)宜適當(dāng)采用較大P值）。

P居住區(qū)=0.33~1.5a;P工廠=0.5~2.0a。第163頁/共292頁是不是雨水管道每滿流一次，就要溢流一次？（1）重現(xiàn)期的確定是根據(jù)多年觀測(cè)經(jīng)過數(shù)理統(tǒng)計(jì)而得出的（2）因?yàn)楣艿赖穆裆钶^深，即便溢流也在溢流井里。所以雨水管道的滿流不一定會(huì)溢流。注：雨水管道按照無壓滿流來設(shè)計(jì)的。結(jié)論：發(fā)生雨水地面溢流是絕對(duì)的，而不溢流則是相對(duì)的，關(guān)鍵在給溢流雨水以出路，故而城市豎向規(guī)劃與雨水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)有著密切的關(guān)系，一個(gè)理想的城市豎向規(guī)劃應(yīng)該是：建筑室內(nèi)地坪的標(biāo)高>建筑物室外的標(biāo)高（一般>15~20cm）;城市中心的標(biāo)高>干道標(biāo)高>支道的路面標(biāo)高>周邊的路邊標(biāo)