給排水管道系統(tǒng)課件

給水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃佈置1．給水管網(wǎng)佈置原則（1）按照城市總體規(guī)劃，結(jié)合實際佈置（2）主次明確（3）儘量縮短管線長度（4）協(xié)調(diào)好與其他管道關(guān)係（5）保證供水安全可靠（6）儘量減少拆遷，少占農(nóng)田（7）施工、運行和維護方便（8）遠近期結(jié)合，留有發(fā)展餘地2．給水管網(wǎng)佈置基本形式（1）樹狀網(wǎng)：

特點：●管線長度短，構(gòu)造簡單，投資省●安全可靠性差●水力條件差，易產(chǎn)生“死水區(qū)”，末端水流停滯影響水質(zhì)適用：對供水安全可靠性要求不高的小城市和小型工業(yè)企業(yè)。（2）環(huán)狀網(wǎng)：

特點：●管線長度長，投資大●安全可靠性好●水力條件較好，不易產(chǎn)生“死水區(qū)”，水錘危害輕。適用：對供水安全可靠性要求較高的大、中城市和大型工業(yè)企業(yè)。2．4．2輸水管渠定線1．特點（1）距離長（2）障礙物多，地形、地質(zhì)複雜（3）易損壞，維修困難（4）一旦出現(xiàn)故障，易引起供水中斷2．原則（1）儘量縮短管線長度，減少拆遷，少占農(nóng)田（2）選擇最佳的地形和地質(zhì)條件，儘量沿現(xiàn)有道路定線，以利施工和檢修（3）減少與鐵路、公路和河流的交叉（4）避免穿越滑坡、巖層、沼澤、高地下水位和河水淹沒沖刷地區(qū)3．輸水方式2.4.3給水管網(wǎng)定線（1）內(nèi)容：包括幹管和連接管（幹管之間），不包括從幹管到用戶的分配管和進戶管。（2）管網(wǎng)定線要點●以滿足供水要求為前提，盡可能縮短管線長度；●幹管延伸方向與管網(wǎng)的主導(dǎo)流向一致，主要取決於二級泵站到大用水戶、水塔的水流方向●沿管網(wǎng)的主導(dǎo)流向佈置一條或數(shù)條幹管●幹管應(yīng)從兩側(cè)用水量大的街道下經(jīng)過（雙側(cè)配水），減少單側(cè)配水的管線長度；●幹管之間的間距根據(jù)街區(qū)情況，宜控制在500~800m左右，連接管間距宜控制在800~1000m左右；1）分配管：敷設(shè)在每一街道或工廠車間的路邊，將幹管中的水送到用戶和消火栓。直徑由消防流量決定（防止火災(zāi)時分配管中的水頭損失過大），最小管徑為100mm，大城市一般150mm~200mm。2）進戶管：一般設(shè)一條，重要建築設(shè)兩條，從不同方向引入。（3）分配管、進戶管●幹管一般沿城市規(guī)劃道路定線，儘量避免在高級路面或重要道路下通過；●管線在街道下的平面和高程位置，應(yīng)符合城鎮(zhèn)或廠區(qū)管道的綜合設(shè)計要求。2．5排水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃佈置2．5．1排水管網(wǎng)佈置原則與形式1．排水管網(wǎng)佈置原則（1）按照城市總體規(guī)劃，結(jié)合實際佈置（2）先確定排水區(qū)域和排水體制，然後佈置排水管網(wǎng)，按從主幹管到幹管到支管的順序進行佈置；（3）充分利用地形，採用重力流排除污水和雨水，並使管線最短和埋深最?。唬?）協(xié)調(diào)好與其他管道關(guān)係（5）施工、運行和維護方便（6）遠近期結(jié)合，留有發(fā)展餘地2．排水管網(wǎng)佈置形式

排水管網(wǎng)一般佈置成樹狀網(wǎng)，根據(jù)地形、豎向規(guī)劃、污水廠的位置、土壤條件、河流情況以及污水種類和污染程度等分為多種形式，以地形為主要考慮因素的佈置形式有以下幾種：正交式：在地勢向水體適當傾斜的地區(qū)，各排水流域的幹管可以最短距離沿與水體垂直相交的方向佈置。特點：幹管長度短，管徑小，較經(jīng)濟，污水排出也迅速。由於污水未經(jīng)處理就直接排放，會使水體遭受嚴重污染，影響環(huán)境。適用：雨水排水系統(tǒng)。

截流式：沿河岸再敷設(shè)主幹管，並將各幹管的污水截流送至污水廠，是正交式發(fā)展的結(jié)果。特點：減輕水體污染，保護環(huán)境。適用：分流制污水排水系統(tǒng)。（3）平行式：在地勢向河流方向有較大傾斜的地區(qū)，可使幹管與等高線及河道基本上平行，主幹管與等高線及河道成一傾斜角敷設(shè)。特點：保證幹管較好的水力條件，避免因幹管坡度過大以至於管內(nèi)流速過大，使管道受到嚴重沖刷或跌水井過多。適用：地形坡度大的地區(qū)。

分區(qū)式：在地勢高低相差很大的地區(qū)，當污水不能靠重力流至污水廠時採用。分別在高地區(qū)和低地區(qū)敷設(shè)獨立的管道系統(tǒng)。高地區(qū)的污水靠重力流直接流入污水廠，而低地區(qū)的污水用水泵抽送至高地區(qū)幹管或污水廠。優(yōu)點：能充分利用地形排水，節(jié)省電力。適用：個別階梯地形或起伏很大的地區(qū)。分散式：當城鎮(zhèn)中央部分地勢高，且向周圍傾斜，四周又有多處排水出路時，各排水流域的幹管常採用輻射狀佈置，各排水流域具有獨立的排水系統(tǒng)。特點：幹管長度短，管徑小，管道埋深淺，便於污水灌溉等但污水廠和泵站（如需設(shè)置時）的數(shù)量將增多。適用：在地勢平坦的大城市(6)環(huán)繞式：可沿四周佈置主幹管，將各幹管的污水截流送往污水廠集中處理，這樣就由分散式發(fā)展成環(huán)繞式佈置。特點：污水廠和泵站（如需設(shè)置時）的數(shù)量少?；ㄍ顿Y和運行管理費用小。2．5．2污水管網(wǎng)佈置主要內(nèi)容包括：確定排水區(qū)界，劃分排水流域；選定污水廠和出水口的位置；進行污水管道系統(tǒng)的定線；確定需要抽升區(qū)域的泵站位置；確定管道在街道上的位置等。一般按主幹管、幹管、支管的順序進行佈置。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。它是根據(jù)城市規(guī)劃的設(shè)計規(guī)模確定的。在排水區(qū)界內(nèi)，一般根據(jù)地形劃分為若干個排水流域。（1）在丘陵和地形起伏的地區(qū)：流域的分界線與地形的分水線基本一致，由分水線所圍成的地區(qū)即為一個排水流域。（2）在地形平坦無明顯分水線的地區(qū)：可按面積的大小劃分，使各流域的管道系統(tǒng)合理分擔排水面積，並使幹管在最大合理埋深的情況下，各流域的絕大部分污水能自流排出。

每一個排水流域內(nèi)，可佈置若干條幹管，根據(jù)流域地勢標明水流方向和污水需要抽升的地區(qū)。2．選定污水廠和出水口位置

現(xiàn)代化的城市，需將各排水流域的污水通過主幹管輸送到污水廠，經(jīng)處理後再排放，以保護受納水體。在污水管道系統(tǒng)的佈置時，應(yīng)遵循如下原則選定污水廠和出水口的位置。

（1）出水口應(yīng)位於城市河流下游。當城市採用地表水源時，應(yīng)位於取水構(gòu)築物下游，並保持100m以上的距離。（2）出水口不應(yīng)設(shè)在回水區(qū)，以防止回水污染。（3）污水廠要位於河流下游，並與出水口儘量靠近，以減少排放管道的長度。（4）污水廠應(yīng)設(shè)在城市夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，並與城市、工礦企業(yè)和農(nóng)村居民點保持300m以上的衛(wèi)生防護距離。（5）污水廠應(yīng)設(shè)在地質(zhì)條件較好，不受雨洪水威脅的地方，並有擴建的餘地。

3．污水管道定線

在城市規(guī)劃平面圖上確定污水管道的位置和走向，稱為污水管道系統(tǒng)的定線。主要原則：採用重力流排除污水和雨水，盡可能在管線最短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。影響因素：城市地形、豎向規(guī)劃、排水體制、污水廠和出水口位置、水文地質(zhì)、道路寬度、大出水戶位置等。（1）主幹管●地形平坦或略有坡度，主幹管一般平行於等高線佈置，在地勢較低處，沿河岸邊敷設(shè)，以便於收集幹管來水?！竦匦屋^陡，主幹管可與等高線垂直，這樣佈置主幹管坡度較大，但可設(shè)置數(shù)量不多的跌水井，使幹管的水力條件改善，避免受到嚴重沖刷?！癖荛_地質(zhì)條件差的地區(qū)（2）幹管●儘量設(shè)在地勢較低處，以便支管順坡排水；●地形平坦或略有坡度，幹管與等高線垂直（減小埋深）●地形較陡，幹管與等高線平行（減少跌水井數(shù)量）●一般沿城市街道佈置。通常設(shè)置在污水量較大、地下管線較少、地勢較低一側(cè)的人行道、綠化帶或慢車道下，並與街道平行。當街道寬度>40m，可考慮在街兩側(cè)設(shè)兩條污水管，以減少連接支管的長度和數(shù)量。（3）支管取決於地形和街坊建築特徵，並應(yīng)便於用戶接管排水。佈置形式有：1）低邊式：當街坊面積較小而街坊內(nèi)污水又採用集中出水方式時，支管敷設(shè)在服務(wù)街坊較低側(cè)的街道下。2）周邊式（圍坊式）3）穿坊式當街坊或社區(qū)已按規(guī)劃確定，其內(nèi)部的污水管網(wǎng)已按建築物需要設(shè)計，組成一個系統(tǒng)時，可將該系統(tǒng)穿過其他街坊，並與所穿街坊的污水管網(wǎng)相連。

當街坊面積較大且地勢平坦時，宜在街坊四周的街道下敷設(shè)支管。4．泵站位置（1）中途泵站：當管道的埋深超過最大允許埋深時，應(yīng)設(shè)置泵站以提高下游管道的管位；（幹管或主幹管中途）（2）局部泵站：地形複雜的城市，往往需要將地勢較低處的污水抽升至地勢較高地區(qū)的汙水管道中；（局部低窪地區(qū)）（3）總泵站（或終點泵站）：污水管道系統(tǒng)終點的埋深一般都很大，而污水廠的第一個處理構(gòu)築物一般埋深較淺，或設(shè)在地面以上，這就需要將管道系統(tǒng)輸送來的污水抽升到第一個處理構(gòu)築物中。（污水廠起端）

泵站設(shè)置的具體位置，應(yīng)綜合考慮環(huán)境衛(wèi)生、地質(zhì)、電源和施工條件等因素，並征得規(guī)劃、環(huán)保、城建部門的同意。5．確定污水管道在街道下的具體位置

在城市街道下常有各種管線，如給水管、污水管、雨水管、煤氣管、熱力管、電力電纜、電訊電纜等。此外，街道下還可能有地鐵、地下人行橫道、工業(yè)隧道等地下設(shè)施。這就需要在各單項管道工程規(guī)劃的基礎(chǔ)上，綜合規(guī)劃，統(tǒng)籌考慮，合理安排各種管線在空間的位置，以利施工和維護管理。

由於污水管道為重力流管道，其埋深大，連接支管多，使用過程中難免滲漏損壞。所有這些都增加了污水管道的施工和維修難度，還會對附近建築物和構(gòu)築物的基礎(chǔ)造成危害，甚至污染生活飲用水。因此，污水管道與建築物應(yīng)有一定間距，與生活給水管道交叉時，應(yīng)敷設(shè)在生活給水管的下麵。污水管道與其它地下管線或構(gòu)築物的最小淨距可參照附錄10－1確定。

管線綜合規(guī)劃時，所有地下管線都應(yīng)儘量設(shè)置在人行道、非機動車道和綠化帶下，只有在不得已時，才考慮將埋深大，維修次數(shù)較少的污水、雨水管道佈置在機動車道下。各種管線在平面上佈置的次序一般是，從建築規(guī)劃線向道路中心線方向依次為：電力電纜——電訊電纜——煤氣管道——熱力管道——給水管道——

雨水管道——污水管道。若各種管線佈置時發(fā)生衝突，處理的原則是：未建讓已建的，臨時讓永久的，小管讓大管，壓力管讓無壓管，可彎管讓不可彎管。

在地下設(shè)施較多的地區(qū)或交通極為繁忙的街道下，應(yīng)把污水管道與其它管線集中設(shè)置在隧道（管廊）中，但雨水管道應(yīng)設(shè)在隧道外，並與隧道平行敷設(shè)。2．5．3雨水管網(wǎng)佈置1．充分利用地形，就近排入水體（1）基本原則：雨水管渠應(yīng)儘量利用自然地形坡度布置，要以最短的距離靠重力流將雨水排入附近的池塘、河流、湖泊等水體中。（2）當?shù)匦纹露容^大時，雨水幹管佈置在地形低處或溪穀線上；

當?shù)匦纹教箷r，雨水幹管佈置在排水流域的中間，以便於支管接入，儘量擴大重力流排除雨水的範圍。2．儘量避免設(shè)置雨水泵站

當?shù)匦纹教?，且地面平均標高低於河流的洪水位標高時，需將管道適當集中，在出水口前設(shè)雨水泵站，經(jīng)抽升後排入水體。盡可能使通過雨水泵站的流量減到最小，以節(jié)省泵站的工程造價和經(jīng)常運行費用。3．根據(jù)城市規(guī)劃佈置雨水管道

通常應(yīng)根據(jù)建築物的分佈，道路佈置及街坊或社區(qū)內(nèi)部的地形，出水口的位置等佈置雨水管道，使街坊或社區(qū)內(nèi)大部分雨水以最短距離排入街道低側(cè)的雨水管道。

雨水幹管的平面和豎向佈置應(yīng)考慮與其它地下管線和構(gòu)築物在相交處相互協(xié)調(diào)，以滿足其最小淨距的要求。排水管道與其它管線（構(gòu)築物）的最小淨距見附錄10－1。市區(qū)內(nèi)如有可利用的池塘、窪地等，可考慮雨水的調(diào)蓄。在有連接條件的地方，可考慮兩個管渠系統(tǒng)之間的連接。雨水管道應(yīng)平行道路敷設(shè)，宜佈置在人行道或綠化帶下，不宜佈置在快車道下，以免積水時影響交通或維修管道時破壞路面。當?shù)缆反箪?0m時，應(yīng)考慮在道路兩側(cè)分別設(shè)置雨水管道。4．採用明渠或暗管的選擇（1）暗管：在城市市區(qū)或廠區(qū)內(nèi)，由於建築密度高，交通量大，一般採用暗管排除雨水。

特點----衛(wèi)生條件好、不影響交通，造價高。（2）明渠：在城市郊區(qū)，建築密度較低，交通量較小的地方，一般考慮採用明渠。

特點---造價低；但明渠容易淤積，孳生蚊蠅，影響環(huán)境衛(wèi)生，且明渠占地大，使道路的豎向規(guī)劃和橫斷面設(shè)計受限，橋涵費用也增加。在地形平坦、埋設(shè)深度或出水口深度受限制的地區(qū)，可採用暗渠（蓋板渠）排除雨水5．合理佈置雨水口，保證路面雨水順暢排除

雨水口的佈置應(yīng)根據(jù)地形和匯水面積確定，以使雨水不致漫過路口。一般在道路交叉口的匯水點、低窪地段均應(yīng)設(shè)置雨水口。此外，在道路上每隔25～50m也應(yīng)設(shè)置雨水口。

此外，在道路路面上應(yīng)盡可能利用道路邊溝排除雨水，為此，在每條雨水幹管的起端，通常利用道路邊溝排除雨水，從而減少暗管長度約100～150m，降低了整個管渠工程的造價。6．雨水出水口的佈置（1）分散出水口：

當管道將雨水排入池塘或小河時，水位變化小，出水口構(gòu)造簡單，宜採用分散出水口。就近排放管線短、管徑小，造價低。（2）集中出水口式：

當河流等水體的水位變化很大，管道的出水口離常水位較遠時，出水口的構(gòu)造就複雜，因而造價較高，此時宜採用集中出水口式佈置形式。7．排洪溝的設(shè)置

對於傍山建設(shè)的城市和廠礦企業(yè)，為了消除洪水的影響，除在設(shè)計地區(qū)內(nèi)部設(shè)置雨水管道外，尚應(yīng)考慮在設(shè)計地區(qū)周圍或超過設(shè)計地區(qū)設(shè)置排洪溝，以攔截從分水嶺以內(nèi)排泄下來的洪水，並將其引入附近水體，以保證城市和廠礦企業(yè)的安全。8．調(diào)蓄水體的設(shè)置可調(diào)節(jié)洪峰流量。

給水排水管網(wǎng)工程規(guī)劃2.1規(guī)劃原則和工作程式

給水排水系統(tǒng)規(guī)劃是城市總體規(guī)劃工作的重要組成部分，必須與城市總體規(guī)劃相協(xié)調(diào)。規(guī)劃內(nèi)容：①給水水源；②給水處理廠；③給水管網(wǎng)；

④排水管網(wǎng)；⑤排水處理廠；⑥廢水排放與利用。

規(guī)劃任務(wù)：①確定服務(wù)範圍、規(guī)模

②水資源利用與保護措施

③系統(tǒng)的組成與體系結(jié)構(gòu)

④主要構(gòu)築物位置

⑤水處理工藝流程與水質(zhì)保證措施

⑥管網(wǎng)規(guī)劃和幹管定線

⑦廢水處置方案與環(huán)境影響評價

⑧工程規(guī)劃的技術(shù)經(jīng)濟比較2.1.1給水排水工程規(guī)劃原則（1）

執(zhí)行相關(guān)政策、法規(guī)（2）

城鎮(zhèn)及工業(yè)企業(yè)規(guī)劃時應(yīng)兼顧給排水工程（3）

服從城鎮(zhèn)發(fā)展規(guī)劃（以城市規(guī)劃作為給排水系統(tǒng)規(guī)劃的依據(jù)）（4）

合理確定遠近期規(guī)劃與建設(shè)範圍一般按遠期規(guī)劃、按近期設(shè)計和分期建設(shè)（5）

合理利用水資源和保護環(huán)境（6）

規(guī)劃方案盡可能經(jīng)濟、高效2.1.2規(guī)劃工作程式（1）

明確規(guī)劃任務(wù)，確定規(guī)劃編制依據(jù)（2）

收集資料，現(xiàn)場勘察（3）

確定用水定額，估算用水量和排水量（4）

制定工程規(guī)劃方案（5）根據(jù)規(guī)劃期限，提出分期實施規(guī)劃的步驟和措施（6）編制規(guī)劃檔，繪製規(guī)劃圖紙，完成規(guī)劃成果文本2.2技術(shù)經(jīng)濟分析方法技術(shù)經(jīng)濟分析－是在滿足工程建設(shè)目標的條件下（技術(shù)上可行），計算方案的經(jīng)濟費用。2.2.1靜態(tài)年計算費用法

方法簡單，確定T比較困難，且此法不能反映資金的時間價值因素，經(jīng)濟概念不夠清晰。2.2.2動態(tài)年計算費用法動態(tài)年計算費用法－是針對不同時間的經(jīng)濟因素的變化，對專案在一定時期內(nèi)發(fā)生的投資、運行成本等費用折算成當前的現(xiàn)值作為經(jīng)濟比較的指標，稱為折現(xiàn)計算。投資資金的時間價值計算常採用複利法

動態(tài)法更能反映專案經(jīng)濟效益的真實性。工程專案的年計算費用值為【例】某給水工程專案建設(shè)投資為5800萬元，年運行費用為245萬元，求：1）投資償還期為20年的靜態(tài)計算費用值；2）利率為5.5%，還款期為20年的動態(tài)年費用值。【解】靜態(tài)年計算費用值為：動態(tài)年計算費用值為：2.3城市用水量預(yù)測計算

是決定水資源使用量、建設(shè)規(guī)模、投資額的依據(jù)。包括：①城市給水工程統(tǒng)一供給的部分

②城市給水工程統(tǒng)一供給以外的所有用水量的總和

2.3.1用水量及其變化一、用水量的表示（1）城市用水量包括：1)

綜合生活用水量，包括居民生活用水和公共設(shè)施用水2)

工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量和工作人員生活用水量3)

消防用水量4)

市政用水量，主要指澆灑道路和綠地用水量5)

未預(yù)見水量及給水管網(wǎng)漏失水量。（2）表示方法

1)

最高日用水量Qd：用水量最多一年內(nèi)，用水量最多一天的用水量。m3/d2)

最高日平均時用水量Qd/24，m3/h3)

平均日用水量Qad：用水量最多一年內(nèi)平均每天的用水量

4)

最高時用水量Qh：用水量最多一年內(nèi)，用水量最多一天中，用水量最大的一小時的用水量。二、用水量變化的表示

一般日變化係數(shù)Kd1.1～2.02)時變化係數(shù)Kh（2）用水量變化曲線表示一天24小時的變化情況（1）用水量變化係數(shù)

1)日變化係數(shù)Kd2.3.2城市用水量預(yù)測計算（1）

分類估算法按照用水的性質(zhì)分類（生活、生產(chǎn)等）→確定用水量標準→確定各自用水量→總用水量――――用於設(shè)計階段（2）

單位面積法根據(jù)城市用水區(qū)域面積估算用水量104m3/km2d（3）

人均綜合指標法城市人口平均總用水量稱為人均綜合用水量。（4）年遞增率法（指數(shù)曲線的外推模型）

（5）線性回歸法（一元線性回歸模型）（6）生長曲線法

給水排水管網(wǎng)水力學(xué)基礎(chǔ)3.1給排水管網(wǎng)水流特徵3．1．1流態(tài)特徵3．1．2恒定流與非恒定流水量變化－非恒定流（複雜）－按恒定流計算3．1．3均勻流與非均勻流水流參數(shù)往往隨時間和空間變化－非均勻流

3．1．4壓力流與重力流1．壓力流：hf∝n、l、v；與H、I無關(guān)（壓能克服水流阻力）2．重力流：靠水的位能克服3．1．5水流的水頭與水頭損失水頭是指單位重量的流體所具有的機械能。H＝Z＋P/γ＋v2/2g水頭損失：流體克服流動阻力所消耗的機械能3．2管渠水頭損失計算3．2．1沿程水頭損失計算管渠沿程水頭損失用謝才公式圓管滿流，沿程水頭損失也可以用達西公式表示：

C、λ與水流流態(tài)有關(guān)，一般採用經(jīng)驗公式或半經(jīng)驗公式計算。常用：1．舍維列夫公式適用：舊鑄鐵管和舊鋼管滿管紊流，水溫100C0（給水管道計算）2．海曾－威廉公式適用：較光滑圓管滿流紊流（給水管道）3．柯爾勃洛克－懷特公式適用：各種紊流，是適應(yīng)性和計算精度最高的公式4.巴甫洛夫斯基公式適用：明渠流、非滿流排水管道5．曼寧公式

曼寧公式是巴甫洛夫斯基公式中y=1/6時的特例，適用於明渠或較粗糙的管道計算。3．2．2沿程水頭損失計算公式的比較與選用巴甫洛夫斯基公式適用範圍廣，計算精度也較高，特別是對於較粗糙的管道，管道水流狀態(tài)仍保持較準確的計算結(jié)果，最佳適用範圍為1.0≤e≤5.0mm；曼寧公式亦適用於較粗糙的管道，最佳適用範圍為0.5≤e≤4.0mm；海曾－威廉公式則適用於較光滑的管道，特別是當e≤0.25mm（CW≥130）時，該公式較其他公式有較高的計算精度；舍維列夫公式在1.0≤e≤1.5mm之間給出了令人滿意的結(jié)果，對舊金屬管道較適用，但對管壁光滑或特別粗糙的管道是不適用的。3．2．3局部水頭損失計算式中hm——局部水頭損失，m；

ξ——局部阻力係數(shù)。

給水排水管網(wǎng)中局部水頭損失一般不超過沿程水頭損失的5%，常忽略局部水頭損失的影響，不會造成大的計算誤差。3．2．4水頭損失公式的指數(shù)形式有利於管網(wǎng)理論分析，便於電腦程式設(shè)計。1．沿程水頭損失公式的指數(shù)形式為：式中

k、n、m——指數(shù)公式參數(shù)；

a——比阻，即單位管長的摩阻係數(shù)，

2．局部水頭損失公式的指數(shù)形式為：3．沿程水頭損失與局部水頭損失之和式中Sm——局部阻力係數(shù)；式中Sg——管道阻力係數(shù)；。3．3非滿流管渠水力計算水力計算目的：確定3．3．1非滿流管渠水力計算公式1．非滿流管渠水力計算公式常用的均勻流基本公式有：式中Q

——

流量（m3/s）；

ω

——

過水斷面面積（m2）

v——

流速（m/s）；

R

——

水力半徑（ｍ）；

I

——

水力坡度（即水面坡度，等於管底坡度）。

n——

管壁粗糙係數(shù)（見表）。排水管渠粗糙係數(shù)表

管渠類別粗糙係數(shù)n管渠類別粗糙係數(shù)n石棉水泥管、鋼管0.012漿砌磚管道0.015木槽0.012～0.014漿砌塊石管道0.017陶土管、鑄鐵管0.013幹砌塊石管道0.020～0.025混凝土管、鋼筋混凝土管水泥砂漿抹面管道0.013～0.014土明渠包括（帶草皮）0.025～0.030――非滿流管渠水力計算基本公式v、q、D、h/D、I五個變數(shù)，已知三個，求另兩個。簡化：水力計算表，按兩個公式製成圖表。簡單，精度較差，且只適用於一種管材。借助滿流水力計算公式並通過一定的比例變換進行計算。假設(shè)一條滿流管渠與待計算的非滿流管渠具有相同的D和I，滿流時，3．3．2非滿流管渠水力計算方法1．常採用水力計算圖或表進行計算

水力計算圖適用於混凝土及鋼筋混凝土管道，其粗糙係數(shù)n＝0.014。每張圖適用於一個指定的管徑。圖上的縱座標表示坡度I，即是設(shè)計管道的管底坡度，橫座標表示流量Q，圖中的曲線分別表示流量、坡度、流速和充滿度間的關(guān)係。當選定管材與管徑後，在流量Q、坡度I、流速v、充滿度h/D四個因素中，只要已知其中任意兩個，就可由圖查出另外兩個。2．借助於滿流水力計算公式並通過一定的比例變換進行計算。3．4管道的水力等效簡化管網(wǎng)簡化：利用水力等效簡化原理水力等效簡化原則：簡化後，等效的管網(wǎng)對象與原來的實際對象具有相同的水力特性。3．4．1串聯(lián)或並聯(lián)管道的簡化1．串聯(lián)2．並聯(lián)當並聯(lián)管道直徑相同時3．4．2沿線均勻出流的簡化幹管配水情況假設(shè)沿線出流是均勻的，則管道的任一斷面上的流量沿程水頭損失沿程水頭損失

將移至兩端點，分別為管道內(nèi)流量為根據(jù)水力等效原則3．4．3局部水頭損失計算的簡化一般忽略，特殊情況下，局部水頭損失必須進行計算。渦輪流量計的組成渦輪流量計通常由渦輪流量變送器（1）和顯示儀錶（2）（指示積算儀）組成。QQ指示積算儀12渦輪流量感測器（二次儀錶）（一次儀錶）4.2.2火災(zāi)參數(shù)的監(jiān)測方法感溫探測熱對流火焰探測熱輻射能量轉(zhuǎn)換燃氣探測氣體離子感煙光電感煙煙霧燃燒產(chǎn)生物（懸浮物）火災(zāi)

給水管網(wǎng)工程設(shè)計管網(wǎng)計算會遇到兩類課題：1．管網(wǎng)設(shè)計計算（最高時）——第一類課題2．管網(wǎng)復(fù)核計算（消防時、事故時及最大轉(zhuǎn)輸時等）——第二類課題第一類課題第二類課題已知條件管網(wǎng)定線圖、設(shè)計流量管網(wǎng)定線圖、設(shè)計流量、管徑

擬定內(nèi)容節(jié)點流量Qi、管段流量qij節(jié)點流量Qi、管段流量qij計算內(nèi)容Dij、hij、∑hijhij、∑hij最終目的Dij、Ht、Hp復(fù)核最高時確定的水泵能否滿足其他工況時Q、H的要求6．1設(shè)計用水量及其調(diào)節(jié)計算6．1．1最高日設(shè)計用水量1．最高日設(shè)計用水量定額（1）居民生活用水居民生活用水定額和綜合生活用水定額（包括公共設(shè)施生活用水量）見《室外給水設(shè)計規(guī)範》（2）工業(yè)企業(yè)

1）2)（3）消防用水：按《建築設(shè)計防火規(guī)範》執(zhí)行（4）其他用水

1）澆灑道路：1～2L/m2·次，每日2～32）綠化：1.5～4L/m2·d2．最高日設(shè)計用水量計算Qd（1）城市最高日綜合生活用水量（包括公共設(shè)施生活用水量）（2）工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)用水量（3）工業(yè)企業(yè)職工生活用水和淋浴用水量（4）澆灑道路和綠化用水量最高日設(shè)計用水量（5）未預(yù)見水量和管網(wǎng)漏失量3．消防用水量（校核時使用）6．1．2設(shè)計用水量變化及其調(diào)節(jié)計算1．設(shè)計用水量變化規(guī)律的確定可用變化係數(shù)（粗略）或變化曲線（比較精確）。無詳細資料時，可供參考。（1）最高日城市綜合用水的時變化係數(shù)Kh宜採用

1.3～1.6，日變化係數(shù)Kd1.1～1.5；（2）工業(yè)企業(yè)職工生活用水時變化係數(shù)為2.5～3.0。（3）工業(yè)生產(chǎn)用水可均勻分配。2．調(diào)節(jié)容積計算（1）請水池的容積（2）水塔的容積6．2設(shè)計流量分配與管徑設(shè)計6．2．1節(jié)點流量分配計算1．沿線流量是指沿線分配給用戶的流量。管網(wǎng)配水情況比較複雜，高峰流量各異。計算時加以簡化。比流量法，假定小用水戶的流量沿線均勻分佈。（1）長度比流量假定水量沿管網(wǎng)長度均勻流出。管線單位長度上的配水流量，稱為長度比流量，記作qcb。則每一計算管段沿線流量記作qy為：（2）面積比流量假定沿線流量均勻分佈在整個供水面積上。管線單位面積上的配水流量，稱為面積比流量，記作qmb。

則每一計算管段沿線流量記作qy為：

每一管段所負擔的供水面積可按分角線法和對角線法劃分。注意：1）面積比流量考慮了沿線供水面積（人數(shù)）多少對管線配水的影響，計算結(jié)果更接近實際配水情況，但計算較麻煩。當供水區(qū)域的幹管分佈比較均勻時，二者相差很小。這時，用長度比流量較好。2）當供水區(qū)域內(nèi)各區(qū)衛(wèi)生設(shè)備或人口密度相差較大時，各區(qū)的比流量應(yīng)分別計算。3）同一管網(wǎng)，比流量的大小隨用水量變化而變化。各種工況下需分別計算。2．節(jié)點流量（1）集中流量（2）沿線流量劃成節(jié)點流量【例題】某城市最高時總用水量為260L/s，其中集中供應(yīng)的工業(yè)用水量120L/s（分別在節(jié)點2、3、4集中出流40L/s）。各管段長度（單位為m）和節(jié)點編號見圖。管段1-5、2-3、3-4為一側(cè)供水，其餘為雙側(cè)供水。試求：（1）比流量；（2）各管段的沿線流量；（3）各節(jié)點流量。解：1．配水幹管計算總長度2．配水幹管比流量

3．沿線流量：

管段編號管段計算總長度（m）

比流量

(L/s.m)

沿線流量

(L/s)1-22-33-41-53-54-65-66-78000.5×600=300

0.5×600=3000.5×600=3008008006005000.0318225.459.559.559.5525.4525.4519.0915.91

合計4400140.00各管段沿線流量計算4．節(jié)點流量計算：

各管段節(jié)點流量計算

節(jié)點節(jié)點連的管段節(jié)點流量(L/s)集中流量(L/s)節(jié)點總流量(L/s)12345671-2,1-51-2,2-32-3,3-4,3-53-4,4-61-5,3-5,5-64-6,5-6,7-66-70.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.500.5(9.55+9.55+25.45)=22.280.5(25.45+9.55)=17.500.5(9.55+25.45+19.09)=27.050.5(25.45+19.09+15.91)=30.220.5(15.91)=7.95

404040

17.5057.5062.2857.5027.0530.227.95合計140.00120.00260.006．2．2管段設(shè)計流量分配目的：確定各管段中的流量，進而確定管段直徑。流量分配要保持水流的連續(xù)性，每一節(jié)點必須滿足節(jié)點流量的平衡條件：流入任一節(jié)點的流量等於流離該節(jié)點的流量，若以流入為“一”，流離為“+”，則∑Q=0。1.枝狀網(wǎng)水流方向唯一，流量分配唯一，任一管段的流量等於以後所有節(jié)點流量總和。2.環(huán)狀網(wǎng)

流量分配有多種組合方案基本原則：滿足供水可靠性前提下，兼顧經(jīng)濟性。方法和步驟：確定控制點位置，管網(wǎng)主導(dǎo)流向；參照主導(dǎo)流向擬定各管段水流方向，以最短距離供水到大用戶或邊遠地區(qū)；儘量使平行的主要幹管分配相近的流量（防止某些管段負荷過重），連接管要少分配流量，滿足沿線配水為限（主要作用是幹管損壞時轉(zhuǎn)輸流量）各幹管通過的流量沿主要流向逐漸減少，不要忽多忽少；可以起端開始或從末端，滿足節(jié)點流量的平衡條件。此分配值是預(yù)分配，用來選擇管徑，真正值由平差結(jié)果定。

污水管網(wǎng)設(shè)計與計算

污水管道系統(tǒng)是由污水管道及管道系統(tǒng)上的附屬構(gòu)築物組成。污水管（渠）道設(shè)計的主要內(nèi)容包括：

1．劃分排水流域，進行管網(wǎng)定線；

2．劃分設(shè)計管段，確定各設(shè)計管段的設(shè)計流量；

3．進行管（渠）道的水力計算，確定管徑、坡度、流速及埋深等；

4．繪製管（渠）道平面圖及剖面圖。9．1污水設(shè)計流量計算污水設(shè)計流量是污水管道系統(tǒng)及附屬構(gòu)築物設(shè)計的依據(jù)。9．1．1設(shè)計污水量定額1.居民生活污水定額和綜合生活污水定額居民生活污水定額是指居民每人每日所排出的平均污水量。居民生活污水定額與居民生活用水定額、建築內(nèi)給排水設(shè)施水準及排水系統(tǒng)普及程度等因素有關(guān)。

我國現(xiàn)行《室外排水設(shè)計規(guī)範》規(guī)定，可按當?shù)赜盟~的80％～90％採用。對給排水系統(tǒng)完善的地區(qū)可按90％計，一般地區(qū)可按80％計。綜合生活污水定額(還包括公共建築排放的污水)注意：採用平均日污水量定額。2．工業(yè)企業(yè)工業(yè)廢水和職工生活污水和淋浴廢水定額：與給水定額相近，可參考。9．1．2污水量的變化

通常用變化係數(shù)來反映城鎮(zhèn)污水量的變化程度。變化係數(shù)有日變化係數(shù)、時變化係數(shù)和總變化係數(shù)。

日變化係數(shù)Kd：在一年中最大日污水量與平均日污水量的比值稱為日變化係數(shù)。

時變化係數(shù)Kh：最大日中最大時污水量與該日平均時污水量的比值，稱為時變化係數(shù)。

總變化係數(shù)Kz：最大日最大時污水量與平均日平均時污水量的比值稱為總變化係數(shù)。

Kz=Kd·Kh

1．居民生活污水量變化係數(shù)總變化係數(shù)與平均流量有一定關(guān)係，平均流量愈大，總變化係數(shù)愈小。生活污水量總變化係數(shù)宜按現(xiàn)行《室外排水設(shè)計規(guī)範》規(guī)定採用。（1）查表生活污水量總變化係數(shù)污水平均日流量（L/s）5154070100200500≥1000總變化係數(shù)Kz2.32.01.81.71.61.51.41.3注：1.當污水平均日流量為中間數(shù)值時，總變化系數(shù)用內(nèi)差法求得。2.當居住區(qū)有實際生活污水量變化資料時，可按實際數(shù)據(jù)採用。（2）公式計算該式是我國在多年觀測資料的基礎(chǔ)上進行綜合分析總結(jié)出的計算公式。它反映了我國總變化係數(shù)與平均流量之間的關(guān)係：式中

——平均日平均時污水量（L/s）。2．工業(yè)廢水量變化係數(shù)日變化係數(shù)較小，接近1。時變化係數(shù)見下表：工業(yè)種類冶金化工紡織食品皮革造紙時變化係數(shù)Kh1.0~1.11.3~1.51.5~2.01.5~2.01.5~2.01.3~1.83．工業(yè)企業(yè)工業(yè)職工生活污水和淋浴污水量變化係數(shù)生活污水：一般車間3.0，高溫車間2.5。淋浴污水：下班後1小時使用，不考慮變化。9．1．3污水設(shè)計流量計算1．居民生活污水設(shè)計流量的確定居民生活污水是指居民日常生活中洗滌、沖廁、洗澡等產(chǎn)生的污水。居民生活污水設(shè)計流量可按下式計算：式中Q1——居民生活污水設(shè)計流量（L/s）；

q1——居民生活污水定額（L/人·d）；

N1

——

設(shè)計人口數(shù)；

Kz——

生活污水量總變化係數(shù)。設(shè)計人口指污水排水系統(tǒng)設(shè)計期限終期的規(guī)劃人口數(shù)。它與城市的發(fā)展規(guī)模及人口的增長率有關(guān)。2．工業(yè)廢水設(shè)計流量3．工業(yè)企業(yè)的生活污水和淋浴污水設(shè)計流量的確定工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設(shè)計流量用下式計算：（4）公共建築污水設(shè)計流量

可利用綜合污水定額計算，如有具體資料也可單獨計算。式中Q4——各公共建築污水設(shè)計流量（L/s）；

——各公共建築最高日污水量標準

L/用水單位·d）；N4i——各公共建築用水單位數(shù)；

T4i——各公共建築最高日排水小時數(shù)；h

Kh4i——各公共建築污水量時變化係數(shù)。（5）城市污水設(shè)計總流量【例題】某工業(yè)區(qū)，居住區(qū)人口為4000人，居民生活污水定額（平均日）=80（L/人·d），工廠最大班職工人數(shù)1000人，其中熱車間職工占25%，熱車間70%職工淋浴，一般車間10%職工淋浴。求該工業(yè)區(qū)生活污水總設(shè)計流量。解：1.居住區(qū)生活污水設(shè)計流量2．工業(yè)企業(yè)的生活污水和淋浴污水設(shè)計流量3．生活污水總設(shè)計流量9．2管段設(shè)計流量計算1．設(shè)計管段的劃分（1）設(shè)計管段：兩個檢查井之間的管段，如果採用的設(shè)計流量不變，且採用同樣的管徑和坡度，則稱它為設(shè)計管段。（2）劃分設(shè)計管段：只是估計可以採用同樣管徑和坡度的連續(xù)管段，就可以劃作一個設(shè)計管段。根據(jù)管道的平面佈置圖，凡有集中流量流入，有旁側(cè)管接入的檢查井均可作為設(shè)計管段的起止點。設(shè)計管段的起止點應(yīng)依次編上號碼。2．設(shè)計管段設(shè)計流量的確定每一設(shè)計管段的污水設(shè)計流量可能包括以下幾種流量。（1）本段流量q1——是從本管段沿線街坊流來的污水量；（2）轉(zhuǎn)輸流量q2——是從上游管段和旁側(cè)管段流來的污水量；（3）集中流量q3——是從工業(yè)企業(yè)或其他產(chǎn)生大量污水的公共建築流來的污水量。

對於某一設(shè)計管段，本段流量是沿管段長度變化的，即從管段起點的零逐漸增加到終點的全部流量。為便於計算，通常假定本段流量從管段起點集中進入設(shè)計管段。而從上游管段和旁側(cè)管流來的轉(zhuǎn)輸流量q2和集中流量q3對這一管段是不變的。本段流量是以人口密度和管段的服務(wù)面積來計算，公式如下：式中q1——設(shè)計管段的本段流量（L/s）；

F——設(shè)計管段的本段服務(wù)面積（ha）；

qs——比流量（L/s·ha）。比流量是指單位面積上排出的平均污水量?？捎孟率接嬎悖菏街衝——生活污水定額（L/人·d）；

——人口密度（人/ha）。某一設(shè)計管段的設(shè)計流量可由下式計算：式中qij

——某一設(shè)計管段的設(shè)計流量（L/s）；

q1

——本段流量（L/s）；

q2

——轉(zhuǎn)輸流量（L/s）；

q3

——集中流量（L/s）；

kz

——生活污水總變化係數(shù)。9．3污水管道設(shè)計參數(shù)水力計算的兩個基本公式給出了流量Q、流速v、粗糙係數(shù)n、水力坡度I、水力半徑Ｒ和過水斷面面積ω等水力要素之間的關(guān)係。為使污水管渠正常運行，需對這些因素加以考慮和限制。作為污水管道設(shè)計的依據(jù)。9．3．1設(shè)計充滿度1．設(shè)計充滿度h/D：在設(shè)計流量下，污水管道中的水深h與管道直徑D的比值稱為設(shè)計充滿度（或水深比）。當h/D＝１時稱為滿流；當h/D＜1時稱為不滿流。2．污水管道的設(shè)計有按滿流和非滿流兩種方法。在我國，按非滿流進行設(shè)計。原因是：污水的流量很難精確確定，

而且雨水或地下水可能滲入污水管道增加流量，因此，選用的污水管道斷面面積應(yīng)留有餘地，以防污水溢出；污水管道內(nèi)沉積的污泥可能分解析出一些有害氣體，需留出適當?shù)目臻g，以利管道內(nèi)的通風(fēng)，排除有害氣體便於管道的疏通和維護管理。3．最大設(shè)計充滿度的規(guī)定如下表

最大設(shè)計充滿度管徑或渠高（mm）最大設(shè)計充滿度200～300350～450500～900≥10000.550.650.700.75

在進行水力計算時，所選用的充滿度，應(yīng)小於或等於表中所規(guī)定的數(shù)值。9．3．3最小管徑1．原因：（1）養(yǎng)護方便：一般在污水管道的上游部分，設(shè)計流量很小，若根據(jù)流量計算，則管徑會很小，根據(jù)養(yǎng)護經(jīng)驗表明，管徑過小易堵塞，使養(yǎng)護管道的費用增加。而小口徑管道直徑相差一號在同樣埋深下，施工費用相差不多。（2）減小管道的埋深：此外採用較大的管徑，可選用較小的坡度，使管道埋深減小。最小管徑可見下表。最小管徑和最小設(shè)計坡度污水管道位置最小管徑（mm）最小設(shè)計坡度街坊和廠區(qū)內(nèi)街道2003000.0040.003

不計算管段：在污水管道的上游，由於設(shè)計管段服務(wù)的排水面積較小，所以流量較小，由此而計算出的管徑也很小。如果某設(shè)計管段的設(shè)計流量小於在最小管徑、最小設(shè)計坡度（最小流速）、充滿度為0.5時管道通過的流量時，這個管段可以不必進行詳細的水力計算，直接選用最小管徑和最小設(shè)計坡度，該管段稱為不計算管段。在有沖洗水源時，這些管段可考慮設(shè)置沖洗井定期沖洗以免堵塞。9．3．4最小設(shè)計坡度1．最小設(shè)計坡度：相應(yīng)於管內(nèi)最小設(shè)計流速時的坡度叫做最小設(shè)計坡度，即保證管道內(nèi)汙物不淤積的坡度。2．Imin=f（v

min，管道的水力半徑R）。

不同管徑的污水管道應(yīng)有不同的最小設(shè)計坡度，管徑相同的管道，由於充滿度不同，也可以有不同的最小設(shè)計坡度。在表中規(guī)定了最小管徑管道的最小設(shè)計坡度。9．3．5污水管道埋設(shè)深度在污水管道工程中，管道的埋設(shè)深度愈大，工程造價愈高，施工期愈長。1．含義（1）覆土厚度——指管外壁頂部到地面的距離；（2）埋設(shè)深度——指管內(nèi)壁底部到地面的距離。2．最小埋深確定污水管道最小埋設(shè)深度時，必須考慮下列因素：（1）必須防止管內(nèi)污水冰凍或土壤冰凍而損壞管道土壤的冰凍深度，不僅受當?shù)貧夂虻挠绊?，而且與土壤本身的性質(zhì)有關(guān)。所以，不同的地區(qū)，由於氣候條件不同，土壤性質(zhì)不同，土壤的冰凍深度也各不相同。在污水管道工程中，一般所採用的土壤冰凍深度值，是當?shù)囟嗄暧^測的平均值?！裼伸渡钗鬯疁亟谈撸冶３忠欢ǖ牧髁坎粩嗟亓鲃?，所以污水不易冰凍。由於污水水溫的輻射作用，管道周圍的土壤不會冰凍，所以，在污水管道的設(shè)計中，沒有必要將整個管道都埋設(shè)在土壤的冰凍線以下?！竦绻麑⒐艿廊柯裨诒鶅鼍€以上，則會因土壤凍漲而損壞管道基礎(chǔ)。

現(xiàn)行的《室外排水設(shè)計規(guī)範》規(guī)定：無保溫措施的生活污水或水溫與其接近的工業(yè)廢水管道，管底可埋設(shè)在土壤冰凍線以上0.15m。有保溫措施或水溫較高或水流不斷、流量較大的污水管道，其管底在冰凍線以上的距離可適當增大，其數(shù)值可根據(jù)經(jīng)驗確定。（2）必須保證管道不致因為地面荷載而破壞為保證污水管道不因受外部荷載而破壞，必須有一個覆土厚度的最小限值要求，這個最小限值，被稱為最小覆土厚度。此值取決於管材的強度、地面荷載類型及其傳遞方式等因素?，F(xiàn)行的《室外排水設(shè)計規(guī)範》規(guī)定：在車行道下的排水管道，其最小覆土厚度一般不得小於0.7m。在對排水管道採取適當?shù)募庸檀胧┽?，其最小覆土厚度值可以酌減。（3）必須滿足街坊污水管銜接的要求此值受建築物污水出戶管埋深的控制。從安裝技術(shù)方面考慮，建築物污水出戶管的最小埋深一般在0.5～0.7m之間，以保證底層建築污水的排出。所以街坊污水管道的起端埋深最小也應(yīng)有0.6～0.7m。由此值可計算出街道污水管道的最小埋設(shè)深度。

對每一管道來說，從上面三個不同的要求來看，可以得到三個不同的管道埋深。這三個值中，最大的一個即是管道的最小設(shè)計埋深。

3．最大埋深管道的最大埋深，應(yīng)根據(jù)設(shè)計地區(qū)的土質(zhì)、地下水等自然條件，再結(jié)合經(jīng)濟、技術(shù)、施工等方面的因素確定。一般在土壤乾燥的地區(qū)，管道的最大埋深不超過7～8ｍ；在土質(zhì)差、地下水位較高的地區(qū)，一般不超過5ｍ。當管道的埋深超過了當?shù)氐淖畲笙薅戎禃r，應(yīng)考慮設(shè)置排水泵站提升，以提高下游管道的設(shè)計高程，使排水管道繼續(xù)向前延伸。9．3．6污水管道的銜接1．檢查井設(shè)置原則：污水管道在管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化及支管接入的地方及直線管段每隔一定距離。2．污水管道在檢查井中銜接時應(yīng)遵循兩個原則：（1）盡可能提高下游管段的高程，以減少管道埋深，降低造價；（2）避免上游管段中形成回水而造成淤積。3．管道的銜接方法：主要有水面平接、管頂平接兩種（1）水面平接：是指在水力計算中，上游管段終端和下游管段起端在指定的設(shè)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。適用於管徑相同時的銜接。（2）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。採用管頂平接時，下游管段的埋深將增加。

這對於平坦地區(qū)或埋深較大的管道，有時是不適宜的。這時為了盡可能減少埋深，可採用水面平接的方法。

適用於管徑不相同時的銜接。4．注意：（1）下游管段起端的水面和管內(nèi)底標高都不得高於上游管段終端的水面和管內(nèi)底標高。（2）當管道敷設(shè)地區(qū)的地面坡度很大時，為調(diào)整管內(nèi)流速所採用的管道坡度將會小於地面坡度。為了保證下游管段的最小覆土厚度和減少上游管段的埋深，可根據(jù)地面坡度採用跌水連接。（3）在旁側(cè)管道與幹管交匯處，若旁側(cè)管道的管內(nèi)底標高比幹管的管內(nèi)底標高相差1m以上時，為保證幹管有良好的水力條件，最好在旁側(cè)管道上先設(shè)跌水井後再與幹管相接。9．4污水管網(wǎng)水力計算污水管道設(shè)計計算實例某市一個區(qū)的街坊平面圖。居住區(qū)街坊人口密度為350人/ha，居民生活污水定額為120L/人·d。火車站和公共浴室的污水設(shè)計流量分別為3L/s和4L/s。工廠甲排除的廢水設(shè)計流量為25L/s。工廠乙排除的廢水設(shè)計流量為6L/s。生活污水和經(jīng)過局部處理後的工業(yè)廢水全部送至污水廠處理。工廠廢水排出口的管底埋深為2m，該市冰凍深度為1.40m。試進行該區(qū)污水管道系統(tǒng)的設(shè)計計算（要求達到初步設(shè)計深度）。

設(shè)計方法和步驟如下：

1．在街坊平面圖上佈置污水管道該區(qū)地勢北高南低，坡度較小，無明顯分水線，可劃分為一個排水流域。支管採用低邊式佈置，幹管基本上與等高線垂直，主幹管佈置在市區(qū)南部河岸低處，基本上與等高線平行。整個管道系統(tǒng)呈截流式佈置。

2．街坊編號並計算其面積

將街坊依次編號並計算其面積，列入表中。用箭頭標出各街坊污水排出的方向。街坊面積匯總表街坊編號1234567街坊面積（ha）1.211.702.081.982.202.201.43街坊編號891011121314街坊面積（ha）2.211.962.042.402.401.212.28街坊編號15161718192021街坊面積（ha）1.451.702.001.801.661.231.53街坊編號222324252627街坊面積（ha）1.711.802.201.382.042.403．劃分設(shè)計管段，計算設(shè)計流量根據(jù)設(shè)計管段的定義和劃分方法，將各幹管和主幹管有本段流量進入的點（一般定為街坊兩端）、集中流量及旁側(cè)支管進入的點，作為設(shè)計管段的起止點的檢查井並編上號碼。

各設(shè)計管段的設(shè)計流量應(yīng)列表進行計算。本例中，居住區(qū)人口密度為350人/ha，居民污水定額為120L/人·d，則生活污水比流量為（L/s·ha）

q1～2=25L/sq8～9=qs·F·kz=0.486×（1.21+1.70）·kz=1.41·kz=1.41×2.3=3.24L/sq9～10=qs·F·kz=0.486×（1.21+1.70+1.43+2.21）·kz=3.18·kz=3.18×2.3=7.31L/sq10～2=qs·F·kz=0.486×（1.21+1.70+1.43+2.21+1.21+2.28）·kz=4.88·kz=4.88×2.3=11.23L/sq2～3=qs·F·kz+q甲=(0.486×2.20+4.88）·kz+q甲

=(1.07+4.88)·kz+25=5.95×2.2+25=13.09+25=38.09L/s管段編號居住區(qū)生活污水量Q1集中流量設(shè)計流量L/s本段流量轉(zhuǎn)輸流量q2L/s合計平均流量L/s總變化係數(shù)kz生活污水設(shè)計流量Q1L/s本段L/s轉(zhuǎn)輸L/s街坊編號街坊面積104m2比流量qsL/s·104m2流量q1L/s1234567891011124．管渠材料的選擇由於生活污水對管材無特殊要求，且管道的敷設(shè)條件較好，故在本設(shè)計中，DN≤400mm的管道採用混凝土管，DN400mm以上的管道採用鋼筋混凝土管。5．各管段的水力計算在各設(shè)計管段的設(shè)計流量確定後，便可按照污水管道水力計算的方法，從上游管段開始依次進行各設(shè)計管段的水力計算。水力計算步驟如下：

(1)從管道平面佈置圖上量出每一設(shè)計管段的長度，列入表中第2項。（2）將各設(shè)計管段的設(shè)計流量填入表中第3項。設(shè)計管段起止點檢查井處的地面標高列入表中第10、11項。（3）計算每一設(shè)計管段的地面坡度，作為確定管道坡度時的參考。（4）根據(jù)管段的設(shè)計流量，參照地面坡度，確定各設(shè)計管段的管徑、設(shè)計流速、設(shè)計坡度和設(shè)計充滿度。

其餘各設(shè)計管段的管徑、坡度、流速和充滿度的計算方法與上述方法相同。在水力計算中，由於Q、D、I、v、h/D各水力因素之間存在著相互制約的關(guān)係，因此，在查水力計算圖時，存在著一個試算過程，最終確定的D、I、v、h/D要符合設(shè)計規(guī)範的要求。（5）根據(jù)設(shè)計管段的長度和設(shè)計坡度求管段的降落量。如管段1～2的降落量為I·L＝0.002×110＝0.22m，列入表中第9項。（6）根據(jù)管徑和設(shè)計充滿度求管段的水深。如管段1～2的水深h＝D·h/D＝0.35×0.447＝0.16m，列入表中第8項。（7）求各設(shè)計管段上、下端的管內(nèi)底標高和埋設(shè)深度。

控制點：是指在污水排水區(qū)域內(nèi)，對管道系統(tǒng)的埋深起控制作用的點。各條幹管的起點一般都是這條管道的控制點。這些控制點中離出水口最遠最低的點，通常是整個管道系統(tǒng)的控制點。具有相當深度的工廠排出口也可能成為整個管道系統(tǒng)的控制點，它的埋深影響整個管道系統(tǒng)的埋深。確定控制點的管道埋深應(yīng)根據(jù)城市的豎向規(guī)劃，保證排水區(qū)域內(nèi)各點的汙水都能自流排出，並考慮發(fā)展，留有適當餘地；不能因照顧個別點而增加整個管道系統(tǒng)的埋深。

對個別點應(yīng)採取加強管材強度；填土提高地面高程以保證管道所需的最小覆土厚度；設(shè)置泵站提高管位等措施，減小控制點的埋深.

首先確定管網(wǎng)系統(tǒng)的控制點。本例中離污水廠較遠的幹管起點有8、11、15及工廠出水口1點，這些點都可能成為管道系統(tǒng)的控制點。1點的埋深受冰凍深度和工廠廢水排出口埋深的影響，由於冰凍深度為1.40m，工廠排出口埋深為2.0m，1點的埋深主要受工廠排出口埋深的控制。8、11、15三點的埋深可由冰凍深度及最小覆土厚度的限值決定，但因幹管與等高線垂直佈置，幹管坡度可與地面坡度相近，因此埋深增加不多，整個管線上又無個別低窪點，故8、11、15三點的埋深不能控制整個主幹管的埋設(shè)深度。對主幹管埋深起決定作用的控制點則是1點。1點是主幹管的起點，它的埋設(shè)深度定為2.0m，將該值列入表12－6中第16項。1點的管內(nèi)底標高等於1點的地面標高減去1點的埋深，為86.200－2.00＝84.200m，列入表中第14項。

2點的管內(nèi)底標高等於1點的管內(nèi)底標高減去管段1～2的降落量，為84.200－0.220＝83.98m，列入表12－6中第15項。2點的埋設(shè)深度等於2點的地面標高減去2點的管內(nèi)底標高，為86.100－83.98＝2.12m，列入表12－6中第17項。8～2、11～4、15～6三條污水幹管各設(shè)計管段均為不計算管段，管段間銜接採用管頂平接。

（8）計算管段上、下端水面標高。管段上下端水面標高等於相應(yīng)點的管內(nèi)底標高加水深。如管段1～2中1點的水面標高為84.200+0.16＝84.36m，列入表中第13項。

根據(jù)管段在檢查井處採用的銜接方法，可確定下游管段的管內(nèi)底標高。1)管段1～2與管段2～3的管徑相同，採用水面平接。則這兩管段在2點的水面標高相同。於是，管段2～3中2點的管內(nèi)底標高為84.14－0.22＝83.92m。2）如管段4～5與管段5～6管徑不同，可採用管頂平接。則這兩管段在5點的管頂標高相同。然後用5點的管頂標高減去5～6管徑，得出5點的管內(nèi)底標高。在進行管道的水力計算時，應(yīng)注意如下問題：①慎重確定設(shè)計地區(qū)的控制點。這些控制點常位於本區(qū)的最遠或最低處，它們的埋深控制該地區(qū)污水管道的最小埋深。各條管道的起點、低窪地區(qū)的個別街坊和污水排出口較深的工業(yè)企業(yè)或公共建築都是控制點的研究對象。②研究管道敷設(shè)坡度與管線經(jīng)過的地面坡度之間的關(guān)係。使確定的管道坡度在滿足最小設(shè)計流速的前提下，既不使管道的埋深過大，又便於旁側(cè)支管的接入。③水力計算自上游管段依次向下遊管段進行，隨著設(shè)計流量逐段增加，設(shè)計流速也應(yīng)相應(yīng)增加。如流量保持不變，流速不應(yīng)減小。只有當坡度大的管道接到坡度小的管道時，下游管段的流速已大於1.0m/s（陶土管）或1.2m/s（混凝土、鋼筋混凝土管道）的情況下，設(shè)計流速才允許減小。

設(shè)計流量逐段增加，設(shè)計管徑也應(yīng)逐段增大，但當坡度小的管道接到坡度大的管道時，管徑才可減小，但縮小的範圍不得超過50～100mm，並不得小於最小管徑。④在地面坡度太大的地區(qū)，為了減小管內(nèi)水流速度，防止管壁遭受沖刷，管道坡度往往小於地面坡度。這就可能使下游管段的覆土厚度無法滿足最小限值的要求，甚至超出地面，因此應(yīng)在適當?shù)攸c設(shè)置跌水井。當?shù)孛嬗啥钙峦蝗蛔兙彆r，為了減小管道埋深，在變坡處應(yīng)設(shè)跌水井。⑤水流通過檢查井時，常引起局部水頭損失。為了儘量降低這項損失，檢查井底部在直線管段上要嚴格採用直線，在轉(zhuǎn)彎處要採用勻稱的曲線。通常直線檢查井可不考慮局部水頭損失。⑥在旁側(cè)管與幹管的連接點上，要考慮幹管的已定埋深是否允許旁側(cè)管接入。同時為避免旁側(cè)管和幹管產(chǎn)生逆水和回水，旁側(cè)管中的設(shè)計流速不應(yīng)大於幹管中的設(shè)計流速。⑦初步設(shè)計時，只進行幹管和主幹管的水力計算。技術(shù)設(shè)計時，要進行所有管道的水力計算。6．繪製管道平面圖和縱剖面圖污水管道平面圖和縱剖面圖的繪製方法見本章第五節(jié)。本例題的設(shè)計深度僅為初步設(shè)計，所以，在水力計算結(jié)束後將求得的管徑、坡度等數(shù)據(jù)標注在管道平面圖上。同時，繪製出主幹管的縱剖面圖。9．5繪製管道平面圖和縱剖面圖平面圖和縱剖面圖是排水管道設(shè)計的主要組成部分。污水管道設(shè)計和雨水管道設(shè)計均應(yīng)繪製相應(yīng)的管道平面圖和縱剖面圖，二者在繪製要求上基本是一致的。根據(jù)設(shè)計階段的不同，圖紙所體現(xiàn)的內(nèi)容和深度也不同。1．平面圖的繪製平面圖是管道的平面佈置圖，應(yīng)反映出管道的總體佈置和流域範圍，不同設(shè)計階段的平面圖，其要求的內(nèi)容也不同。

初步設(shè)計階段，一般只繪出管道平面圖。採用的比例尺通常為1：5000～1：10000，圖上應(yīng)有地形、地物、河流、風(fēng)向玫瑰或指北針等。新設(shè)計和原有的污水（或雨水）管道用粗單實線表示，只繪出主幹管和幹管。在管線上畫出設(shè)計管段起止點的檢查井並編號，標出各設(shè)計管段的服務(wù)面積，可能設(shè)置的泵站等。注明主幹管和幹管的管徑、坡度和長度等。此外，還應(yīng)附有必要的說明和工程專案表。

技術(shù)設(shè)計（或擴大初步設(shè)計）和施工圖設(shè)計階段，採用的比例尺通常為1：500～1：5000，圖上內(nèi)容除反映初步設(shè)計的要求外，要求更加具體、詳盡。要求注明檢查井的準確位置和標高，污水管道與其它地下管線或構(gòu)築物交叉點的準確位置和標高，以及居住區(qū)街坊連接管或工廠排出管接入污水幹管或主幹管的準確位置和標高。地面設(shè)施包括人行邊道、房屋界限、電桿、街邊樹木等。圖上還應(yīng)有圖例、主要工程專案表和施工說明。2．縱剖面圖的繪製

縱剖面圖是管道的高程佈置圖，應(yīng)反映出管道沿線的高程位置，它和平面圖是相互對應(yīng)的。圖中，一般用細實線加圖例表示原地面高程線和設(shè)計地面高程線，用雙粗實線表示管道高程線，用中實線的雙豎線表示檢查井。對於工程量較小，地形、地物比較簡單的污水（或雨水）管道工程，可不繪製縱剖面圖，只需將設(shè)計管段的管徑、坡度、管長、檢查井的標高以及交叉點等內(nèi)容注明在平面圖。

但在較大工程中，情況比較複雜，必須繪製縱剖面圖以明確管道的高程情況。在縱剖面圖上應(yīng)繪出原地面高程線和設(shè)計地面高程線，管道高程線，檢查井及支管接入處位置、管徑和高程，與其它地下管線、構(gòu)築物或障礙物交叉點的位置和高程，沿線地質(zhì)鑽孔位置和地質(zhì)情況等。初步設(shè)計一般不繪製剖面圖。

在剖面圖的下方要畫一表格，表中列出檢查井號、管道長度、管徑、管道設(shè)計坡度、設(shè)計地面高程、設(shè)計管內(nèi)底高程、埋設(shè)深度、管道材料、介面形式和基礎(chǔ)類型。有時也將流量、流速、充滿度等水力計算數(shù)據(jù)注上?？v剖面圖的比例尺，常採用橫向1：500～1：2000，縱向1：50～1：200。

除管道的平、剖面圖外，技術(shù)設(shè)計和施工圖設(shè)計中，還應(yīng)包括管道附屬構(gòu)築物的詳圖、管道交叉點特殊處理的平、剖面圖等。附屬構(gòu)築物可在《給水排水標準圖集》中選用。【思考題】

1．什麼是設(shè)計管段？如何劃分設(shè)計管段？每一設(shè)計管段的設(shè)計流量可能包括哪幾部分？

2．污水管道水力計算的目的是什麼？在水力計算中為什麼採用均勻流公式？

3．什麼叫不計算管段？對於不計算管段需採取什麼技術(shù)措施？

4．污水管道水力計算中，對設(shè)計充滿度、設(shè)計流速、最小管徑和最小設(shè)計坡度是如何規(guī)定的？為什麼這樣規(guī)定？【思考題】

5．什麼叫生活污水的比流量？如何計算？

6．污水管道的最小埋深受哪些因素影響？如何確定？

7．在進行污水管道的銜接時，應(yīng)遵循什麼原則？銜接的方法有哪些？

8．污水管道水力計算的方法和步驟是什麼？計算時應(yīng)注意哪些問題？

9．怎樣繪製污水管道的平、剖面圖？

雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算

雨水管渠系統(tǒng)是由雨水口、雨水管渠、檢查井、出水口等構(gòu)築物組成的一整套工程設(shè)施。雨水管渠系統(tǒng)的任務(wù)就是及時彙集並排除暴雨所形成的地面徑流，以保障人民的生命安全和正常生產(chǎn)。1．確定當?shù)氐谋┯陱姸裙交虮┯陱姸惹€；

2．劃分排水流域，進行雨水管渠的定線；

3．劃分設(shè)計管段，計算各設(shè)計管段雨水設(shè)計流量；

4．進行管渠的水力計算，確定各設(shè)計管段的管徑、坡度、標高及埋深。

5．繪製管渠平面圖及縱剖面圖。雨水管渠設(shè)計的主要內(nèi)容包括：10．1雨量分析與暴雨強度公式

雨水設(shè)計流量是雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù)。由於雨水徑流的特點是流量大而歷時短，因