排水管網(wǎng)說明書

1、1、 縣城概況和設計任務1.1縣城概況縣城位于我國的西南地區(qū)；土壤為砂質(zhì)性粘土，地下水位距地表6.5m；路橋處，河流二十年一遇最高洪水位160.5 m，最低水位156.1 m，常水位157.0 m，河岸線標高161.00 m，河床標高154.6 m。居住區(qū)情況：人口密度129cap/ ha；綜合生活用水定額為229L/ 人·d.工業(yè)企業(yè)排水情況如下表：工廠名稱工業(yè)廢水設計流量職工人數(shù)生產(chǎn)污水(L/s)生產(chǎn)廢水(L/s)第一班第二班第三班淋浴人數(shù)百分比熱車間一般車間熱車間一般車間熱車間一般車間熱車間一般車間甲廠25152853502853402503407540乙廠1817170205

2、1702121701057035工業(yè)企業(yè)位置按學號后兩位在平面圖上確定。甲廠的排水口埋深為2.0m，乙廠的排水口埋深為1.2 m。當?shù)乇┯陱姸裙剑?縣城內(nèi)各類地面所占百分數(shù)（） 地面種類屋面混凝土路面碎石路面綠地非鋪砌路面百分比40181214161.2設計任務（1）A2號圖紙2張：排水管道總平面圖1張；污水干管縱斷面圖 12張；雨水干管縱斷面圖12張。（2）設計計算與說明書一份。1.3主要參考書目、規(guī)范及手冊(1)給排水設計手冊第一冊（2）排水工程第四版教程，中國建筑工業(yè)出版社出版（3）城市排水工程規(guī)劃規(guī)范GB503182000（4）污水排入城市下水道水質(zhì)標準（CJ18-86）（5）室外排

3、水設計規(guī)范及局部修訂條文（GBJ14-87）（6）城市防洪工程設計規(guī)范（CJJ50-92）（7）泵站設計規(guī)范（GB/T5026597）（8）工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準（TJ36-79） （9）水工砼結(jié)構設計規(guī)范（SDJ20-78） 2排水體制的選擇2.1排水體制概述排水體制大體可分為合流制、分流制和混流制，合流制排水系統(tǒng)又可分為直排式、截流式和完全處理時。直排式排水系統(tǒng)中雨水、污水和廢水不經(jīng)過任何處理直接排放；截流式排水系統(tǒng)在晴天將全部污水、廢水截流至污水處理廠，雨天時截流部分由雨水、污水和廢水組成的混合污水至污水處理廠；完全處理式排水系統(tǒng)則是將全部的混合污水排入污水處理廠，該方法能夠避免水體污染，

4、但實際上絕對的完全處理式是難以實現(xiàn)的。分流制排水體制又有完全分流制和不完全分流制。完全分流制排水系統(tǒng)具有污水排水系統(tǒng)和雨水排水系統(tǒng)；不完全分流制則只有污水排水系統(tǒng)或僅有部分雨水排水系統(tǒng)。合流制與分流制的優(yōu)缺點比較見表2.1。表2.1 合流制和分流制的比較合流制分流制直流分散式截留式完全分流式不完全分流式環(huán)保角度排污口多，水未處理，不滿足環(huán)保要求晴天污水可以全部處理，雨天存在溢流污水全部處理，初降雨水未處理，但可以采取收集措施污水全部處理，初降雨水未處理，但不易采取收集措施工程造價角度低管渠系統(tǒng)低，泵站污水廠高，管渠系統(tǒng)高，泵站污水廠低初期低，長期高，靈活管理角度不便，費用低管渠管理簡便，費用低

5、，污水廠泵站管理不便容易容易2.2排水體制的選擇與確定銬慮到遠期規(guī)劃的需要，該縣城的污水管網(wǎng)采用分流制排水體制3 污水管道系統(tǒng)的設計3.1污水管道的布置與定線3.1.1確定排水區(qū)界、劃分排水流域根據(jù)縣城總體規(guī)劃平面圖，將該縣城排水區(qū)分為河南部和河北部2個排水區(qū)域（詳見附圖）3.1.2污水廠和出水口位置的選定應遵循以下原則選定污水廠和出水口的位置。（1）出水口應位于城市河流的下游。（2）出水口不應設回水區(qū)，以防回水區(qū)的污染。（3）污水廠要位于河流的下游，并與出水口盡量靠近，以減少排放渠道的長度。（4）污水廠應設在城鎮(zhèn)夏季主導風向的下風向，并與城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)以及郊區(qū)居民點保持300m以上的衛(wèi)生防護

6、距離。（5）污水廠應設在地質(zhì)條件較好，不受雨洪水威脅的地方，并有擴建的余地。污水處理廠廠址的選擇非常重要，經(jīng)過現(xiàn)場踏勘，結(jié)合城市總體規(guī)劃，選定設計總平面圖上的29號區(qū)域為污水處理廠位置。3.1.3污水管道的布置與定線縣城地勢南北高中間低，且河岸地勢平緩，為使管道走向符合地勢順坡排水，故采用截流式分區(qū)布置的方式布置干管。河流北側(cè)污水主干管沿北側(cè)河岸道路敷設，兩條支干管分別收集縣城東部區(qū)域污水，順地勢由北向南鋪設并接入截流主干管（設在污水量較大或地下管線較少一側(cè)的人行道、綠化帶或慢車道下）。由于排放大量集中流量的工廠甲和工廠乙的位置分別在總平面圖中的3和5區(qū)域，故污水截流主干管以工廠甲旁邊的4區(qū)域

7、為起端，主干管沿北側(cè)河岸鋪設并連入污水處理廠。河流南側(cè)由支管收集污水由一根干管沿南側(cè)河岸排入污水處理廠。（根據(jù)地形及街區(qū)建筑特征，以及便于用戶接管排水布置支管并連入干管。）因該設計只是對該城區(qū)的初步設計，故設計過程中只是對污水的主干管和干管進行布置，而支管只選擇了部分服務面積的進行設計，作為計算的樣本。而且服務面積也劃分得比較大，管道上設計管段的劃分也沒有按照規(guī)定的300400m來劃分，有些地方達到600m。由于該城區(qū)面積比較大，以河為界劃分為兩個兩個排水流域。污水管道的平面布置具體布管線路參見附圖。3.1.4確定污水管道系統(tǒng)的控制點1、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

8、點。2、主干管控制點確定對分別以干管起點和甲工廠排出口為控制點進行計算比較，以甲工廠排出口為控制點，已知埋深為2.0m3.2 泵站的設置由于工廠甲和工廠乙的集中流量在干管起點處附近節(jié)點排入干管，故導致干管后段部分埋深加大，故在工廠流量排入后設中途提升泵站，提升高度為3m。3.3 管段銜接方式由于縣城整體地勢有一定坡度，故采用管頂平接，上游管段終端和下游管段起端的管頂標高想同。3.4 污水廠位置的確定選定圖中29號區(qū)域3.5污水干管設計流量計算與計算表3.5.1.生活污水設計流量居民區(qū)生活污水設計流量按下式計算：Q=式中 Q居民區(qū)生活設計流量（L/s）n 居民區(qū)生活污水定額（L/（cap.d）

9、N 設計人口數(shù) K生活污水量總變化系數(shù) cap“人”的計量單位（1）居住區(qū)生活污水定額 居住區(qū)生活污水定額可參考居民生活用水定額或綜合生活用水定額。 居民生活污水定額和綜合生活污水定額應根據(jù)當?shù)夭捎玫挠盟~，結(jié)合建筑內(nèi)部給排水水平和排水系統(tǒng)不及程度等因素確定。在按用水定額確定污水定額時，對給排水系統(tǒng)完善的的確可按用水定額的90計，一般地區(qū)可按用水定額的80計。若當?shù)厝鄙賹嶋H用水定額資料時，可根據(jù)室外給水設計規(guī)范（GBJ1386）1997年局部修訂條文規(guī)定的居民生活用水定額（平均日）和綜合生活用水定額（平均日）集合當?shù)貙嶋H情況選用。(2)設計人口指污水排水系統(tǒng)設計期限中期的規(guī)劃人口數(shù)，時機選污

10、水設計流量的基本數(shù)據(jù)。該值是由城鎮(zhèn)（地區(qū)）的總體規(guī)則確定的。在計算污水管道服務的設計人口時，常用人口密度與服務面積相乘得到。人口密度表示人口分布的情況，是指住在單位面積上的人口數(shù)，以cap/ha表示。在規(guī)劃或初步設計時，計算污水量時根據(jù)總?cè)丝诿芏扔嬎?。而在技術設計或施工圖設計時一般采用街區(qū)人口密度計算。 （3）生活污水量總變化系數(shù) 由于居住區(qū)生活污水定額時平均值，因此根據(jù)設計人口和生活污水定額計算所得的是污水平均流量。而實際上流入污水管道的污水量時刻都在變化。 污水量的變化程度通常用變化系數(shù)表示。變化系數(shù)分日（K）、時（K）及總變化系數(shù)（K）。通常，污水管道的設計斷面系根據(jù)最大日最大時無水流量

11、確定，因此需要求出總變化系數(shù)。 K=式中Q平均日平均時無水流量（L/s）。當Q<5L/s時，K=2.3；Q>1000L/s時，K=1.3 (4).城市污水平均流量和比流量城市設計人口：人口密度129 cap/ha居住區(qū)生活綜合用水定額：229L/cap.d比流量：q0=229×129×80%÷86400=0.274.(L/(s.ha)；污水平均流量= q0·F2工業(yè)廢水流量工業(yè)廢水流量主要來自工廠甲，乙的污水排放。其數(shù)值在設計資料中已給出。設計流量：工廠甲 L/s;工廠乙 L/s3. 工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水的設計流量按下式計算：式中 Q工

12、業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設計流量(L/s)；一般車間最大班職工人數(shù) (cap)；熱車間最大班職工人數(shù)(cap)；一般車間職工生活污水定額，以25(L/(cap班) )計；熱車間職工生活污水定額，以35(L/(cap班) )計；一般車間生活污水量的時變化系數(shù)，以3.0計；熱車間生活污水量的時變化系數(shù)，以2.5計；一般車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)(cap)；熱車間最大班使用淋浴的職工人數(shù)(cap)；一般車間的淋浴污水定額，以40(L/(cap班) )計；熱車間的淋浴污水定額，以60(L/(cap班) )計；T每班工作時數(shù)(h)。 淋浴時間按60min計。4.城市污水設計總流量城市污水總的設計流量是

13、居住區(qū)生活污水，工業(yè)企業(yè)生活污水和工業(yè)廢水設計流量三部分之和。在地下水位較高地區(qū)，因當?shù)赝临|(zhì)、管道及接口材料，施工質(zhì)量等因素的影響，一般均存在地下水滲入現(xiàn)象，設計污水管道系統(tǒng)時宜適當考慮地下水滲入量。由原始資料得知，地下水位距地表8米，設計管段管底標高均高于地下水位，因此該城市污水排水管網(wǎng)設計不考慮地下水入滲量，設計流量為：式中: Q城市污水設計流量(L/s)；居住區(qū)生活污水設計流量(L/s)；工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設計流量(L/s)；工業(yè)廢水設計流量(L/s)。 3.5.2劃分管線主干管： 123456789干管： 111213147 （主干管接入污水處理廠采用倒虹管接入，詳見城市排水工

14、程規(guī)劃規(guī)范GB503182000）3.5.3設計流量計算表 各設計管段的設計流量計算如下表：表3.5.3污水干管設計流量計算表3.6污水干管水力計算及計算表主干管以工廠排出口（埋深2m）為控制點，則根據(jù)計算得出主干管起點埋深1.68m，12管段處于道路上的干管，故采用最小管徑300mm。主干管鋪設的地面坡度平緩，選管時管段坡度應盡量較小。從管網(wǎng)布置圖中量取各段管道的長度填入表格第2列。同時計算各管段的實際坡降作為選擇設計坡降的參考坡降。依次查水力計算表選擇合適的管徑、坡降、流速和充滿度并填入表格中。檢查井連接處的連接方式為同徑采用水面平接，異徑管道銜接時候采用管頂平接。主干管的埋深較深，但控制

15、在78m以內(nèi)，同時干管的計算其埋深必須滿足支管能夠順利接入。該管網(wǎng)中由于主干管的埋深都比較深，故均可以保證干管能夠順利接入。但由于干管接入主干管時某些點的干管管底標高高于主干管3m以上，這些地方的干管末端需設計跌水井，然后再接入主干管。3.6.1 水力計算參數(shù)（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之間的比值稱為設計充滿度當1時成為滿流，當<1時，成為非滿流、其中雨水管道按滿流設計，污水管道按非滿流設計。我國最大設計充滿度的規(guī)定如下表。表3.6.1.（1） 最大設計充滿度管徑（D）或暗渠高（H）（mm）最大設計充滿度（h/D或h/H）2003000.553504

16、500.655009000.7010000.75規(guī)定按非滿流設計的原因：污水流量時刻在變化，很難精確計算，而且雨水或地下水可能通過檢查井蓋或管道接口滲入污水管道。因此，有必要保留一部分管道斷面，為未預見水量的增長留有余地，避免污水溢出妨礙環(huán)境衛(wèi)生。污水管道內(nèi)沉積的污泥可能分解析出一些有害氣體。此外，污水中如含有汽油、苯、石油等易燃液體時，可能形成爆炸性氣體。故需留出適當?shù)目臻g，以利管道的通風，排除有害氣體，對防止管道爆炸有良好效果。便于管道的疏通和維護管理。 在計算污水管道充滿度時，不包括短時間內(nèi)突然增加的污水量，但當管徑小于或等于300mm時，應按滿流復核。（2） 設計流速污水在管內(nèi)流動緩慢

17、時，污水中所含雜質(zhì)可能下沉，產(chǎn)生淤積；當污水流速增大時，可能產(chǎn)生沖刷現(xiàn)象，甚至損壞管道。為了防止管道中產(chǎn)生淤積或沖刷，設計流速不宜過小或過大，應在最大和最小設計流速范圍之內(nèi)。 根據(jù)國內(nèi)污水管道實際運行情況的監(jiān)測數(shù)據(jù)并參考國外經(jīng)驗，污水管道的最小設計流速定為0.6m/s；金屬管道的最大設計流速為10 m/s，非金屬管道的最大設計流速為5 m/s。（3） 最小管徑一般在污水管道系統(tǒng)的上游部分，設計污水流量很小，若根據(jù)流量計算，則管徑會很小。為了養(yǎng)護工作的方便，常規(guī)定一個允許的最小管徑。廠區(qū)內(nèi)的工業(yè)廢水管、生活污水管、街坊內(nèi)的生活污水管200mm城市街道下的生活污水管300mm在進行管道水力計算時，

18、上游管段由于服務的排水面積小，因而設計流量小，按此流量計算得出的管徑小于最小管徑，此時就采用最小管徑值。（4）最小設計坡度在污水管道系統(tǒng)設計時，通常使管道埋設坡度與設計地區(qū)的地面坡度基本一致，但管道坡度造成的流速應等于或大于最小設計流速，以防止管道內(nèi)產(chǎn)生沉淀。這一點在地勢平坦或管道走向與地面坡度相反時尤為重要。具體規(guī)定見規(guī)范。(5) 控制點埋深和覆土厚度的確定為了降低造價，縮短施工期，管道埋設深度愈小愈好。但覆土厚度應有一個最小的限值，否則就不能滿足技術上的要求。荷載要求：必須防止管壁因地面荷載而受到破壞 最小覆土在車行道下不小于0.7m冰凍要求：必須防止管道內(nèi)污水冰凍和因土壤凍脹而損壞管道

19、無保溫措施時，管內(nèi)底科埋設在冰凍線以上0.15m有保溫措施或水溫較高的管道，可根據(jù)經(jīng)驗埋得較淺一些必須滿足街區(qū)污水連接管銜接的要求 最大覆土：不宜大于78m，理想覆土：12m3.6.2 水力計算表從控制點開始計算該管網(wǎng)的水力計算表如下，表中管長和地面標高在管道平面布置圖上量取每段具體尺寸和大小。起始管段的流量過小，故采用最小管徑300mm，其最小設計坡度為0.003，其余參數(shù)不填入表中。14表3.6.2 污水干管水力計算表4.雨水管渠系統(tǒng)的設計4.1設計基礎數(shù)據(jù)的確定4.1.1當?shù)乇┯陱姸裙剑?4.1.2重現(xiàn)期為3a，地面集水時間為15min4.1.3縣城內(nèi)各類地面所占百分數(shù)（） 地面種類屋

20、面混凝土路面碎石路面綠地非鋪砌路面百分比40181214164.2雨水管道布置與定線4.2.1確定排水流域與排水方式根據(jù)總平面圖及地勢，將縣城分為9個排水區(qū)域，分別采用9個雨水管道排水系統(tǒng)。4.2.2雨水管系統(tǒng)的布置原則尊重總規(guī)確定的條件與技術指標,布置管渠、雨水管渠布置時應充分利用地形，使雨水能以最短距離就近排入水體。一般情況下，當?shù)匦纹露容^大時，雨水干管宜垂直于等高線布置在地形低處或溪谷上，地形平坦時，雨水干管宜布置在排水流域的中間。雨水管渠系統(tǒng)宜采用正交式布置形式，分散布置雨水出水口。此外，應充分考慮采用明渠的可能性4.2.3 雨水管系統(tǒng)的定線進行雨水管渠的定線根據(jù)街區(qū)及道路規(guī)劃布置雨水

21、管道，(雨水管道應敷設在街道下方，主要布置在人行道或草地下)。該市的雨水采用管道收集后直接排入就近水體的方式處理，因為各區(qū)匯水分界明顯，坡度走勢清晰，部分區(qū)域有逆坡現(xiàn)象，故雨水管道布置采用沿街順坡布置，使雨水能夠被很好的收集與排放。具體雨水管道布置請參看某市排水管道設計布置總平面圖。 4.3雨水管的銜接方式雨水管道在管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化及支管接入的地方都需要設置檢查井。在設計時必須考慮在檢查井內(nèi)上下游管道銜接時的高程關系問題。雨水管道大部分采用管頂平接，當干管敷設第七的地面坡度較大是時，為了調(diào)整管內(nèi)流速所采用的關內(nèi)道坡度將會小于地面坡度。為了保證下游管段的最小覆土厚度和減少上游管段的

22、邁生，根據(jù)地面坡度采用跌水連接。(本設計中的主干管節(jié)點2和節(jié)點7分別采用跌水高度為1.5m的跌水連接)4.4雨水設計流量計算與水力計算： 4.4.1雨水流量計算(1) 采用的流量公式城市、廠礦中雨水管渠由于匯水面積小，屬小匯水面積上的排水構筑物，其雨水設計流量可采用下式： 式中 Q 雨水設計流量(L/s)； 徑流系數(shù)，其值小于1； F 匯水面積(ha)； q 設計暴雨強度(L/s.ha)。(2) 暴雨強度公式式中 q設計暴雨強度P設計重現(xiàn)期(a)；t降雨歷時(min)；，C，b，n地方參數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計方法進行計算確定。本設計采用如下公式計算：(2)徑流系數(shù)通常采用按地面覆蓋種類確定的經(jīng)驗數(shù)值。徑

23、流系數(shù)值見表4.1。表4.1 徑流系數(shù)值地面種類值各種屋面，混凝土和瀝青路面0.85-0.95大塊石鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面 0.55-0.65級配碎石路面0.40-0.50干砌磚石和碎石路面0.35-0.40非鋪砌土路面0.25-0.35公園和綠地0.10-0.20表中所列為單一覆蓋時的值。但匯水面積是由各種性質(zhì)的地面覆蓋所組成，在整個匯水面積上它們各自占有一定的比例，隨它們占有的面積比例的變化，值也不同。所以，整個匯水面積上的平均徑流系數(shù)av值是按各類地面面積用加權平均法計算得出。 式中 Fi 匯水面積上各類地面的面積(ha)； i 相應于各類地面的徑流系數(shù)； F 全部匯水面積(h

24、a)。 市區(qū)地面種類如：屋面占 %，混凝土路面占 %，碎石路面占%，非鋪砌路面占 %，綠地占 %根據(jù)市區(qū)地面覆蓋情況(3)重現(xiàn)期一般選用0.53a，重要干道、重要地區(qū)或短期積水即能引起較嚴重后果的地區(qū)，一般選用35a，并應與道路設計協(xié)調(diào)。特別重要地區(qū)和次要地區(qū)可酌情增減。本設計中選擇P= a。(4) 集水時間選取數(shù)值對管道的某一設計斷面來說，集水時間t由地面集水時間t1和管內(nèi)流行時間t2兩部分組成：t =t1 + mt2 式中 t 降雨歷時(min)；t1地面集水時間(min)，視距離長短、地形坡度和地面鋪蓋情況而定，一般采用515 min,，本例中采用；m折減系數(shù)，暗管m=2，明渠m=1.2t2管渠內(nèi)雨水流行時間(min)。式中 L 各管段的長度(m)； v 各管段滿流時的水流速度(m/s)； 60單位換算系數(shù)，1min=60s。4.4.2雨水干管水力計算（1）劃分設計管段，計算各設計管段的匯水面積主干管： 1234567