水污染控制工程課程設(shè)計說明書

1、水污染控制工程課程設(shè)計021410142王鑫2013.01目錄1前言 12 工程概況 13 設(shè)計內(nèi)容 44 污水排水管網(wǎng)設(shè)計及計算 45 雨水排水管網(wǎng)設(shè)計及計算 147 繪制污水及雨水管道平面圖 178設(shè)計總結(jié)17§1 前 言本次課程設(shè)計的內(nèi)容是為河南省某城市設(shè)計一套完整的市政排 水設(shè)施，包括污水與雨水的排水管網(wǎng)。設(shè)計內(nèi)容包括排水管網(wǎng)的排 布以及各設(shè)計管段的水力計算， 并且還要為該市的污水處理廠選址 因此本設(shè)計書包括設(shè)計的工程概況，包括該地區(qū)實際情況與設(shè)計資 料，污水與雨水排水管網(wǎng)的設(shè)計的詳細(xì)計算過程，以及詳細(xì)數(shù)據(jù)表 格等項目。§2 工程概況2.1地區(qū)地形設(shè)計資料現(xiàn)河南省某

2、地區(qū)，需要進(jìn)行排水系統(tǒng)的初步設(shè)計，該地區(qū)地勢東西高中部 低，坡度較小。在城區(qū)中部有一條自東向西流的天然河流，河流常年水位20n。城區(qū)在建設(shè)中被分成了I區(qū)、U區(qū)和川區(qū)，U區(qū)有兩工廠甲和乙，其設(shè)計流量 使用的是集中流量，（具體值見排水設(shè)計資料）。其他一些基本信息在下面分別 進(jìn)行說明。工程要求設(shè)計污水管道系統(tǒng)和雨水管道系統(tǒng)的排水管網(wǎng)布置，布置要合理，論證要充分；對排水管道要進(jìn)行相應(yīng)的水力計算，計算要求準(zhǔn)確，符合設(shè)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。在本說明書中污水管網(wǎng)設(shè)計計算和雨水管網(wǎng)設(shè)計計算部分給出的例證均使 用U區(qū)的

3、數(shù)據(jù)，其他區(qū)計算方法同U區(qū)。一、設(shè)計資料1. 城市總平面圖。現(xiàn)有的比例為1: 10000的 河南地區(qū)平面圖一張,圖中有等高線。2. 區(qū)域人口及人口密度：第一區(qū)：10萬人，450人/h就第二區(qū)：12萬人，570人/h就第三區(qū)：8萬人；529人/h就3. 居住區(qū)室內(nèi)有較為完備的給排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備。4. 工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)排水見表1。表1工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)排水設(shè)計流量工業(yè)企業(yè)名稱排水設(shè)計流量（L/s ）工廠甲30工廠乙25污水處理廠之處地下土壤為亞黏土9、水體特征：最高水位：23米，最低水位12米;常水位：20米，最低水位時河寬156米;10、氣象資料：年平均氣溫21,年最高氣溫38;年最低氣溫-6，冰

4、凍深度0.5 m5. 河流常水位 2 m6 該城市冰凍線深度為 0.5m;7.暴雨設(shè)計重現(xiàn)期為1年，地面集水時間11為 11 min。該城市的暴雨強度公式為：q二24171 0o7955lg P）。（t +7）.二、要求1、完成該城排水管網(wǎng)（污水和雨水）的初步設(shè)計；2、進(jìn)行污水總干管的水力計算；3、污水干管選擇一條進(jìn)行水力計算。4、計算一條雨水干管。二、完成成果1、 設(shè)計說明書、計算書一份（15頁以上）；2、管道總平面圖一張；3、管道縱斷面圖一張（污水總干管）。§ 3設(shè)計內(nèi)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(xué)成分和物理性質(zhì)，變?yōu)槲鬯?/p>

5、廢水，在本次設(shè)計中主要涉及 到了污水和雨水排水管網(wǎng)的設(shè)計和計算，包括了污水管道的計算和敷設(shè)、雨水 管道的設(shè)計計算和敷設(shè)以及管道平面圖和干管剖面圖等排水相關(guān)設(shè)計項目。由 于本設(shè)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 西北側(cè)河流下游設(shè)計污水處理廠，雨水直接排入市政雨水管道并最終匯為一條 管線進(jìn)入河流。本設(shè)計中，城市污水設(shè)計總流量包括生活污水設(shè)計流量和工業(yè) 廢水設(shè)計流量兩部分。§ 4污水排水管網(wǎng)設(shè)計計算4.1管道定線正確的定線是合理的、經(jīng)濟的設(shè)計污水管道系統(tǒng)的先決條件，是污水管道 設(shè)計系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。從城市平面圖中可知該地區(qū)地勢自東西向中部傾斜，坡度較小，有一條分

6、水線及火車道，劃分為I區(qū)、U區(qū)、川區(qū)。本設(shè)計的管道定線按照主干管、干 管、支管的順序依次進(jìn)行。并且在管線較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(jìn)行考慮。首先，主干管沿城市東面河 岸布置，基本與火車線平行。根據(jù)主干管的走向?qū)⑽鬯幚韽S設(shè)計在了河的下 游。其次，應(yīng)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 等高線傾斜垂直布置，使所有污水都能夠通過重力自流排出。4.2街區(qū)面積數(shù)據(jù)編號I區(qū)編號U區(qū)編號川

7、區(qū)12.7511.9617.9222.1624.2321.2632.1635.0136.1742.1643.164P 6.1052.8153.1655.9162.1663.1665.8072.8173.1675.2782.8183.1682.9892.8193.1691.29102.27103.16102.38112.52114.33113.33122.52122.74122.27133.28132.74133.45142.52142.7414P 4.63153.28152.74154.67163.28162.74164.65173.28172.7417P 4.56182.38182.7418

8、4.69191.99193.92196.97201.75203.5820r 1.03212.13213.58211.29221.39223.58221.18231.86233.58232.88241.62243.58241.85251.30253.58252.92263.66263.58261.03273.96275.0327P 1.29282.12283.16281.18294.82293.16292.88301.82303.16301.79313.43313.16311.96321.51323.16321.87332.45333.1633P 2.40341.41343.16341.2935

9、3.52354.67351.18368.00361.6836P 2.88374.15371.68371.91383.90381.68383.07393.61391.6839:1.36403.15401.88401.40410.68413.75411.40421.24422.95423.21433.14432.95432.53442.18442.95443.39451.27452.95452.77465.70462.93463.76471.13473.10471.51482.13482.95492.71492.95504.04502.95511.72512.95521.45524.16534.1

10、2534.23544.60544.19556.81554.83568.76566.65576.08576.32582.63585.17595.04596.63603.24608.74614.46626.02635.58641.23658.054.3劃分設(shè)計管段，計算設(shè)計流量在圖紙繪制完成后，根據(jù)設(shè)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(jìn)入的點、集中流量及旁側(cè)支管進(jìn)入的點，作為檢查井并對其編7污水干管設(shè)計流量計算表管段編 號沿線流量集中流量總設(shè)計流 量Q(L/s)本段流量轉(zhuǎn)輸 流量q2(L/s)累計平均 流量(L/s)總變化 系數(shù)K總累計設(shè)計 流量Q(L/s)本段流量(L/s)轉(zhuǎn)

11、輸 流量(L/s)累計設(shè) 計流量(L/s)街區(qū)編 號服務(wù)面積(h就)比流量qo(L/(s* h mJ)qoA (L/s)(3)量得(4)=(120*570) / (24*3600)(5)=(3) * (4)=(5)+( 6)(8) (查表)(9)=(7)*( 8)(10)(11)(12)=(10) +(11)(13)= (9)+ (12)6-53& 444.630.793.73.72.3995-439、454.630.793.73.77.42.217174-340、464.630.793.77.411.12.124243-241、474.63P 0.793.711.114.82.030

12、302-142、484.810.793.814.818.62.0383881. 居民生活污水流量： 比流量計算：本設(shè)計任務(wù)為河南地區(qū)某城市排水管網(wǎng)設(shè)計，因此根據(jù)綜合生活用水定額表，選取河南地區(qū)居民生活污水定額為150L/ （人？d。且U區(qū)的人口密度為570人/h加，則每h加街區(qū)面積額的生活污水平均流量 （比流量）為:n p120570qo0.79240 X 360086400 本段流量：從管段沿線街坊直接排入設(shè)計管段（干管或主干管）的生活 污水平均流量。式中: 轉(zhuǎn)輸流量：從旁側(cè)支管或游的設(shè)計管段轉(zhuǎn)輸?shù)纳钗鬯骄髁?合計平均流量：生活污水本段流量與轉(zhuǎn)輸流量之和。q qr q2 L ) 總變化

13、系數(shù)：室外排水設(shè)計規(guī)范（GBJ14-87） 本設(shè)計任務(wù)中，沒有直接排入設(shè)計管段的集中流量，因此流量計算 表中本段流量一欄無值。Kz式中：Q157052.3.7當(dāng)Q >1生活污水設(shè)計流Q, = Q K( L2.集中流量：從工業(yè)企業(yè)或其他大型公本段流量：污水平均日流 量_ （L/s） _總變化系數(shù)K Z =2.3s時,1001.62001.5"500 =>10001.41.3乙均流量）（L/s ）。當(dāng)Q <5L/s時,總變化系數(shù)的乘積。筑物流來的污水量。 轉(zhuǎn)輸流量： 本設(shè)計任務(wù)中，集中流量的轉(zhuǎn)輸流量都由工廠產(chǎn)生，未排入此段設(shè) 計管段，因此流量計算表中轉(zhuǎn)輸流量一欄無值。3

14、. 總設(shè)計流量 ：居住區(qū)生活污水量 +集中流量 =總設(shè)計流量。4.4 污水干管水力計算在確定設(shè)計流量后，便可以進(jìn)行干管設(shè)計管段的水力計算11污水干管水力計算表管段編號長度L(m)設(shè)計流量Q（L/s）管徑D(mm)管坡i流速v(m/s)充滿度h/D水深h/m管底降落量iL（m）（1）（數(shù)值來源）（2）（從平面圖量得）（3）（抄錄設(shè)計流量計(4)(5)(6)(7)(8)=(4)* ( 7)(9)= *(2)設(shè)計丨流L量計丨算表）（查水力計算圖、表）6-526092000.00100.320.810.160.265-4260172500.00100.320.810.200.264-326024300

15、0.00100.320.810.240.263-2260303500.00100.320.810.280.262-1270383500.00090.3150.800.280.24高程（m）覆土厚度（m）地面坡度I地面水面管底上端下端上端下端上端下端上端下端（10）（ 11）（由地形圖得）（12）=（14）+（ 8）(13) = (12)-(9)或(15)+ (8)(14)=(12)- (8)(15)=(14)- ( 9) 或(13)- (8)(16)(17)(18)128.32128.22125.64125.38125.48125.222.932.800.0004128.22128.13125

16、.73125.47125.53125.272.802.610.0003128.13127.94125.60125.34125.36125.102.612.540.0007127.94127.88125.66125.40125.38125.122.542.410.0002127.88127.69125.60125.36125.32125.082.412.260.0007121. 管段長度：從管道平面布置圖上量出每一設(shè)計管段的長度，列入表 6的 第2項中。2. 地面坡度：_ 二_ T，作為確定管道坡度時的參考。距K3. 設(shè)計管段上、下段管內(nèi)底標(biāo)高，水面標(biāo)高，埋設(shè)深度計算：根據(jù)：室外排水設(shè)計規(guī)范規(guī)定

17、：無保溫措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(shè)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(yīng)有 0.60.7m 。說明：管內(nèi)底埋深二最小覆土厚+管徑=0.7+0.3=1.0m管內(nèi)底埋深=冰凍線+0.15=0+0.15=0.15m由于以上說明，在初步水力計算中定干管起點埋深為1.0m。 由于本地區(qū)有甲、乙兩工廠，因此有工廠污水流入的兩個干管的頂端可 能成為控制點?？刂泣c應(yīng)為對管道系統(tǒng)埋深起控制作用的點，即使得管道埋深 最深得點。 當(dāng)上下級管徑不同時，采用管頂平接，即上下級管頂標(biāo)高相同，也就是23中3點與34中4點的管頂標(biāo)

18、高應(yīng)相同。當(dāng)管徑相同時，采用水面平接，即上下級水面標(biāo)高相同。又如管段34與45管徑相同，可采用水面平接。即 34與45中4點的水面標(biāo)高相同，得 4點的水面標(biāo)高。然后用4點的水面標(biāo)高減去降落量，求得 5點的水面標(biāo)高。 將4、5點的水面標(biāo)高減去水深。0.16m求出相應(yīng)點的管底標(biāo)高。進(jìn)一步用地面 標(biāo)咼減去管內(nèi)底標(biāo)咼，求出4、5點埋深。其余管段的設(shè)計流量計算方法相同。4. 管段銜接：因設(shè)計管段管徑不同，且有所增加，采用管頂平接，如下圖4.5污水總干管設(shè)計流量及水力計算 計算方法如上（略）14污水總干管設(shè)計流量計算表管段編號沿線流量集中流量總設(shè)計流 量Q/(L/s)本段流量轉(zhuǎn)輸流量q2 (L/s)合計平

19、均 流量(L/s)總變化系數(shù)KZ累計 設(shè)計流量Q (L/s)本段流量/(L/s)轉(zhuǎn)輸流量/(L/s)累計設(shè)計 流量Q/(L/s)服務(wù)面積(ha)比流量qO(L/(s*ha)流量q1(L/s)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)6-565.870.7952.0452.041.8395.232929124.235-448.490.7938.3152.0490.351.67150.882929179.884-379.520.7962.8290.35153.031.55237.20212950266.203-249.550.7939.14153.03192.1

20、71.50288.265050317.262-111.200.798.85192.17201.021.50301.535050351.53污水總干管水力計算表管段編號長度L/m設(shè)計流量Q/( L/s)管徑D/mm管坡i流速v/(m/s)充滿 度h/D水深h/m管底 降落 量iL/m標(biāo) 高(m)埋設(shè)深度(m)地面坡度I地面水面管底上端下端上端下端上端下端上端下端1234567891011121314151617186-5550.0052.044000.0040.900.450.180.25127.60127.20126.38126.13126.87126.631.701.600.00325-44

21、60.0090.354500.0041.100.600.270.10127.20126.80126.17126.07126.03125.801.301.100.00784-3520.00153.036000.00351.250.550.330.12126.80126.40125.98125.85125.26125.130.970.930.00563-2340.00192.177000.0031.300.500.400.16126.40126.00125.72125.57124.39124.250.910.900.00392-1500.00201.027000.0031.450.500.450.

22、15125.60125.20124.89124.76124.11124.050.850.810.004116§ 5雨水管網(wǎng)設(shè)計內(nèi)容5.1雨水管渠設(shè)計流量的確定a.雨水管渠設(shè)計流量計算公式:式中Q雨水設(shè)計流量（L/s）' 徑流系數(shù)，其數(shù)值小于1F匯水面積（ha）q設(shè)計暴雨強度（L/（ s.ha）b 徑流系數(shù)匸的確定設(shè)計資料中已給出H區(qū)0.57c設(shè)計重現(xiàn)期P的確定。 設(shè)計資料中已給出P=1d.集水時間t的確定t = ti mt 2式中ti地面集水時間，設(shè)計資料中已給出:ti=10minm折減系數(shù)，m=2t2 管內(nèi)雨水流行時間t'(mi n)60 v式中L各管段的長度（m）

23、v各管段滿流時的水流速度（m/s）5.2雨水管渠水力計算（1）設(shè)計充滿度h/D=1（2）設(shè)計流速雨水管渠的最小設(shè)計流速應(yīng)大于污水管道，滿流時管道內(nèi)最小設(shè)計流速 為 0.75m/s金屬管最大流速為10m/s,非金屬管最大流速為5m/s（3）最小管徑和最小設(shè)計坡度雨水管道的最小管徑為300mm,相應(yīng)的最小坡度為0.003,雨水口連接管徑為200mm,最小坡度為0.015.3雨水管渠的系統(tǒng)的設(shè)計步驟（1）劃分排水流域和管道定線雨水干管基本垂直于等高線，布置在排水流域地勢較低的一側(cè)，這樣雨 水能以最短距離靠重力流分散就近排入水體。（2）劃分設(shè)計管段把兩個檢查井之間流量沒有變化且淤積管徑和坡度也沒有變化

24、的管段 定為設(shè)計管段。（3）劃分并計算各設(shè)計管段的匯水面積各設(shè)計管段匯水面積的劃分應(yīng)集合地形坡度、匯水面積的大小以及雨水 管道布置等情況而劃定。雨水管道分布圖見圖示：（4）確定各排水流域的平均徑流系數(shù)值。（設(shè)計資料中已給出）（5）確定設(shè)計重現(xiàn)期P、地面集水時間薔（設(shè)計資料中已給出）（6）求單位面積徑流量q。q。910 (1 - 0.61lg p)(t)0 .4919#（7）列表進(jìn)行雨水干管的水力計算#雨水干管水力計算表20#管段編號管長L/m排水面積 A/ha沿線設(shè)計5-42606.326.324-32405.175.173-22906.636.632-13808.948.94流速t=10+2

25、 匸(L/v*60)t/minv/(m/s)l/v*602刀t(L/v*60)0.925.2310.450.814.969.930.924.839.661.005.8711.75比流量設(shè)計流量管徑22.3886.4478.2135021.0489.7163.9835023.5683.2682.0435034.1269.84110.63400管道坡度地面高程坡降起端終端0.00310.052127.6127.40.00260.038127.4127.10.0030.045127.1126.70.001650.033126.7126.5管底高程覆土厚度起端終端起端終端126.4125.80.81.22126.2125.520.851.23126.00125.250.71.05125.78125.551.221.45#