排水工程課程設計說明書

1、湖南大學土木學院給排水科學與工程課程設計說明書專業(yè)：給排水科學與工程年級：2012 級班級：2 姓名：石翠河學號：201201120221 目錄前言設計資料污水管道設計在城鎮(zhèn)平面圖上布置污水管道. 街區(qū)編號并計算其面積. 劃分設計管段，并計算設計流量. 水力計算 . 繪制管道平面圖和縱剖面圖一、在城鎮(zhèn)平面圖上布置污水管道從城市總平面圖上可知該城市以河流為界限分為兩個大的排水區(qū)域。河北區(qū)：該區(qū)大部分地區(qū)地勢自北向南傾斜，唯有西北角一小部分有一突起高地，因此可將此處的污水從街區(qū)的北部排出，匯入火車站處的干管，以防止逆坡埋設，同時，由于河北出基本是北高南底，可按主干管流向應為自西向東，干管有北向南；

2、河南地區(qū)：該區(qū)自南向北傾斜，坡度較大，無明顯分水線、可劃分為一個排水流域。街道支管布置在街區(qū)地勢較低一側的道路下，干管基本上與等高線垂直布置；由城市常年主風向以及河流流向可知污水廠應設在城市的東南方向，所以主干管流向應為自西向東，主干管布置在河兩岸，基本上與等高線平行。 整個管道系統(tǒng)呈截流式形式布置，同時以低邊式進行布置，在河南變得污水收集通過倒虹管過河后與河北區(qū)的主干管匯合，而后流入污水廠（見附圖）。 (上為河北區(qū)，下為河南區(qū) ) 街區(qū)編號并計算其面積將各街區(qū)遍上號碼，并按各街區(qū)的平面范圍計算它們的面積，列入表4 中。用箭頭標出各街區(qū)的污水排出方向（見附圖）。劃分設計管段，計算設計流量根據設

3、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和旁側支管進入的點， 作為設計管段的起迄點， 并給檢查井編上號碼， 因排水管區(qū)遇到鐵路及河流， 不能按原有的坡度埋設， 所以要設倒虹管， 同時由于坡度過大，要設置跌水井。該 城 市 污 水 排 水 管 道 系 統(tǒng) 按 照 遠 期 規(guī) 劃 設 計 ， 河 北 區(qū) 人 口 密 度 為400(capha)，河南區(qū)人口密度為500(capha)，而根據資料可知，城鎮(zhèn)位于湖南屬于一分區(qū)， 同時其屬于中小城市。 再加之城鎮(zhèn)的設備較為完善，其用水量較高，可定 居民綜合生活用水量為250l/(capd)，所以綜合生活污水定額為25080%=200l

4、/(cap d)。則河北區(qū)每 ha 街區(qū)面積的生活污水平均流量（比流量）為： q0=（400*200）/86400=0.926 河南區(qū)每 ha 街區(qū)面積的生活污水平均流量（比流量）為：q0=（500*200）/86400=1.16 污水總變化系數(shù)該城污水管網中總共有3 個集中流量，根據附表 2 的計算結果可得到各集中流量的大?。夯疖囌荆?q火=（300*1000 ）*1.5/（24*3600 ）+30*40/ 3600+100*25*3 /(3600*8)=5.8l/s工廠甲：q甲= （400*25*3+30*35*2.5） / （3600*8） + （110*40+100*60 ） /360

5、0+45.139=49.98l/s同理：工廠乙：q乙=44.88l/s 工廠 1、工廠 2 以及火車站的集中流量分別從檢查井9、21、12 進入，街區(qū)本段流量按照q=q0*f 計算；各設計管短的設計流量應列表計算。在初步設計中只計算干管和主干管的設計量，最后結果如下圖：水力計算在確定設計流量后，選取距離污水廠最長的一條管段: 37a-37-38-38-28-29-30-31-32-33-34-35-36 為水力計算管段。確定起始埋深 :以 37a 為起始點，則對于此處的埋設深度則需要滿足最小覆土厚度。37a處到檢查井 37 處的流量 24.57l/s，滿足不計算管段的條件，即可以選擇 300m

6、m 的管徑，同時距離檢查井37a 處的最遠距離的地面標高為52.91m,距離為245m,而檢查井處的地面標高為51.46m,則坡度為i=（ 52.91-51.46）/245=0.0059，同時污水出戶管的最小埋深一般采用0.5-0.7m，所以街坊管道起點的最小埋深也應有0.6-0.7m。而由于坡度相對較大為0.0059,即說明可以滿足0.6-0.7m 的條件，而車載道的埋深為0.7m。所以為了減小管道的埋深則定初始埋深為 0.70+0.30=1.00m 。確定初始埋深后， 便可以從上游管段開始依次進行各設計管段的水力計算。其步驟如下。1 、從管道平面布置圖上量出每一設計管段的長度，列入表中的第

7、2 項。2、將各設計管段的設計流量列入表中第3 項。設計管段起訖點檢查井處的地面標高列入表中第10、11 項。3、 計算每一設計管段的地面坡度（地面坡度=地面高差 /距離）作確定管道坡度時參考。4、確定起始管段的管徑以及設計流速v，設計坡度 i，設計充滿度 h/d。管段 37a-37 和管段37-38 的管道都可以按不計算管段進行計算，管段37a-37的坡度 i=0.0030,而管段 37-38其地面坡度較大，即為了減小埋深，可使得埋深坡度與地面相似， 著兩管段都不進行水力計算。對于其他管段， 先擬采用最小管徑 300mm，即查水力計算圖。在這張計算圖中，管徑d 和管道粗糙系數(shù)n為已知，其于

8、4 個水力因素只要知道2 個即可求出另外 2 個?，F(xiàn)已知設計流量，另 1 個可根據水力計算設計數(shù)據的規(guī)定設定。而城鎮(zhèn)由于管段的地面坡度變化較大，為了不使整個管道系統(tǒng)的埋深過大，宜采用與地面坡度較為接近的設計坡度為設定數(shù)據。將所確定的管徑d、管道坡度 i、流速 v、充滿度 h/d 分別列入下表中的第 4、5、6、7項。同時在地面坡度過大的地方設置跌水井。5、確定其它管段的管徑d、設計流速 v、設計充滿度 h/d 和管道坡度 i。通常隨著設計流量的增加， 下一個管段的管徑一般會增大一級或兩級（50mm 為一級），或者保持不變，這樣便可根據流量的變化情況確定管徑。然后可根據設計流速隨著設計流量的增大

9、而逐段增大或保持不變的規(guī)律設定設計流速。根據 q和 v 即可在確定 d 的那張水力計算圖中查出相應的h/d 和 i 值，若 h/d 和 i 值，符合設計規(guī)范的要求，即h/d 小于 d 對應的最大設計充滿度（如表9 所示）， i大于 d 對應的最小設計坡度（如表10 所示），說明水力計算合理，將計算結果填入表中相應的項中。在水力計算中，由于q、v、h/d、i、d 各水力因素之間存在相互制約的關系，因此在查水力計算圖時實際存在一個試算過程。例如管段 28-29：流量 q=77.63 l/s 組別d i v h/d1 400 0.0030 0.93 0.65 2 450 0.0024 0.85 0.

10、57 3 450 0.0030 0.95 0.55 4 500 0.0030 0.90 0.45 由于管段 39-28 的速度為 0.82m/s，而下游速度一般都要比上游速度大，所以選擇速度大于 0.82m/s,同時由于管段之間的地面坡度基本為0，所以在滿足條件是盡量減小埋深（即減小坡度），同時使得管段利用較高，綜合比較選擇第二組較優(yōu)，然后將數(shù)據填入表中。附：6、計算各管段上端、下端的水面、管底標高及其埋設深度：（1） 根 據 每 一 設 計 管 段 長 度 和 管 道 坡 度 求 降 落 量 。 （ 例 如28-29：l=215m;i=0.0024, 則降落度 i*l=0.516m）（2）

11、根據管徑和充滿度求管段內的水深（例如28-29: 水深 h=充滿度 *管徑即h=450*0.57=257mm）。（3）確定管網系統(tǒng)的控制點。 本題計算得是離污水廠最遠的管段，其起點是 37a 點， 在前面確定了該處的埋深為1m， 同時管段為不計算管段， 所以按照 d=300mm對應的最小設計坡度0.0030 敷設管道，因此處管段地面坡度不大，不會引起管道埋深減小的很快；（4）求設計管段上、下端的管內底標高，水面標高及埋設深度。（管段 28-29：由于地面標高分別為45.26m 和 45.23m，而根據前面管段可知檢查井28 處的管內底標高為 44.072m，則水面標高 =管內底標高 +h=44.072+0.257=44.329m ;29 處的 管 內 底 標 高 =44.072- 降 落 量 =44.072-0.51