排水管道計(jì)算說明書

1、1、污水管道的布置1.1確定排水體制排水體制的選擇：根據(jù)所給城鎮(zhèn)和工廠的地形規(guī)劃，風(fēng)向和水體條件，綜合現(xiàn)行對污水處理的要求，考慮確定使用分流制，這樣可以分別處理雨水和污水，流入污水廠的水量比合流制小得多，污水廠的運(yùn)行容易控制，減輕城市污水廠的負(fù)擔(dān)。同時(shí)分質(zhì)處理雨水和污水，針對性強(qiáng)，適應(yīng)城市發(fā)展的需要，又能符合衛(wèi)生要求。1.2污水廠位置的選擇該規(guī)劃區(qū)域雖多為丘陵地區(qū)，地勢高低起伏，主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，考慮綜合因素，將污水廠設(shè)在南部，利于污水在管道內(nèi)重力流動。該城鎮(zhèn)中部有一大河流經(jīng)，將污水處理廠布置在東南角。1.3劃分排水流域該城鎮(zhèn)按人口密度分為四個(gè)區(qū)，區(qū)、區(qū)、區(qū)、區(qū)?？紤]到該城鎮(zhèn)小區(qū)眾多，人口密度

2、較大，擬將該城鎮(zhèn)劃分為四個(gè)排水區(qū)域，以四條干管承接各區(qū)域的污水，最后接入主干管。2、管網(wǎng)布置與定線管道定線時(shí)，一般按主干管、干管、支管順序依次進(jìn)行，應(yīng)盡可能的在管線較短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。在定線時(shí)要考慮各方面的因素，如：地形和用地布局，排水體制等等，其中，地形是重點(diǎn)考慮的因素。應(yīng)充分利用地形，順坡排水，在整個(gè)排水區(qū)域較低的地方敷設(shè)主干管及干管便于污水自流接入。污水主干管的走向取決于污水廠和出水口的位置，小城市通常只設(shè)一個(gè)污水廠，只需一條主干管。為使污水能重力自流，管道必須設(shè)置有一定的坡度，因此，隨著管線的延長，管道埋深不斷加大，當(dāng)管道埋深過大時(shí)，應(yīng)設(shè)置中途泵站，提升

3、污水，當(dāng)管道無法避免穿過鐵路、河流或其他地下建筑時(shí)，管道最好垂直穿過障礙物，并根據(jù)具體情況設(shè)置倒虹管等工程設(shè)施。3、街區(qū)編號及其面積3.1比流量的計(jì)算：區(qū)：35085%28086400=0.964 L/s ha區(qū)：35085%32086400=1.102 L/s ha區(qū)：35085%35086400=1.205 L/s ha區(qū)：35085%24086400=0.826 L/s ha3.2設(shè)計(jì)人口數(shù)：區(qū)：8059區(qū)：6121區(qū)：3824區(qū)：72063.3 計(jì)算街區(qū)流量將各街區(qū)編上號，按各街區(qū)的平面范圍計(jì)算它們的面積。街區(qū)編號面積ha比流量街區(qū)流量12.73790.9642.63929.35830

4、.9649.02139.86270.9649.50843.8280.9643.69056.63571.1027.31362.75851.1023.04073.00230.9642.89483.02341.1023.33293.47211.1023.826103.24021.1023.571116.04471.2057.284124.88181.2055.883133.3170.8262.740144.36130.8263.602155.71830.8264.723165.71570.8264.721174.66910.8263.857186.24510.8265.1584、管段設(shè)計(jì)流量的計(jì)算4

5、.1 計(jì)算基數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)管段的定義和劃分方法，將各管段有本段流量進(jìn)入的點(diǎn)（一般為街區(qū)兩端）、集中流量及旁側(cè)支管進(jìn)入的點(diǎn)，作為設(shè)計(jì)管段的起訖點(diǎn)的檢查井，并編上號碼以便計(jì)算。比流量：區(qū)：0.964 L/s ha區(qū)：1.102 L/s ha區(qū)：1.205 L/s ha區(qū)：0.826 L/s ha集中流量：工廠A:1500/d =17.36L/s工廠B: 800/d =9.26L/s工廠C:2000/d =23.15L/s工廠D:1200/d =13.89L/s總變化系數(shù)Kz=2.7/Q0.11當(dāng)Q1000L/s時(shí)，Kz=1.34.2設(shè)計(jì)流量的計(jì)算污水主干管與干管的設(shè)計(jì)流量計(jì)算表居住區(qū)生活污水量本段流量

6、表管段編號街區(qū)編號街區(qū)面積比流量流量轉(zhuǎn)輸流量合計(jì)平均流量總變化系數(shù)kz生活污水設(shè)計(jì)流量1234567891-212.73790.9642.639 2.639 2.43 6.405 1-229.35380.9649.017 9.017 2.12 19.115 3-4116.04471.2057.284 7.284 2.17 15.808 2-37.2847.284 2.17 15.808 2-539.86270.9649.508 32.80442.312 1.79 75.668 9-10165.71570.8264.721 4.721 2.28 10.747 9-74.7124.712 2.28

7、 10.728 7-8133.3170.8262.740 2.740 2.42 6.621 7-6124.88181.2055.883 5.883 2.22 13.070 23-2473.00230.9642.894 13.34316.237 1.99 32.264 7-240.000 13.33513.335 2.03 27.077 24-2583.02341.1023.332 24.27627.608 1.87 51.747 22-2419.56119.561 1.95 38.080 5-2243.8281.1024.218 32.80437.022 1.81 67.189 17-1817

8、4.66910.8263.857 3.857 2.33 8.976 18-19186.24510.8265.158 5.158 2.25 11.628 18-150.000 9.0159.015 2.12 19.111 14-15144.36130.8263.602 3.602 2.34 8.448 15-16155.71830.8264.723 4.723 2.28 10.751 15-1217.3417.340 1.97 34.207 11-1293.47211.1023.826 3.826 2.33 8.913 12-13103.24021.1023.571 3.571 2.35 8.3

9、81 12-200.000 33.75233.752 1.83 61.880 22-2056.63571.1027.313 50.52957.842 1.73 99.944 20-2162.75851.1023.040 84.28187.321 1.65 144.198 集中流量本段轉(zhuǎn)輸設(shè)計(jì)流量1011126.405 19.115 17.3633.168 17.3633.168 23.1517.36116.178 10.747 10.728 6.621 13.070 13.8946.154 27.077 51.747 13.8951.970 63.66130.849 8.976 11.628

10、19.111 8.448 10.751 34.207 9.2618.173 8.381 9.2671.140 72.92172.864 72.99217.188 5、 污水管道水力計(jì)算5.1水力計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)計(jì)充滿度污水管道按非滿流設(shè)計(jì)，最大設(shè)計(jì)充滿度見下表污水管道的最大設(shè)計(jì)充滿度管徑最大設(shè)計(jì)充滿度2003000.553504500.655009000.7010000.75設(shè)計(jì)流速為了防止污水中的泥沙顆粒沉淀產(chǎn)生淤積，阻塞管渠，規(guī)定污水管道的最小流速為0.6m/s；為了防止因污水流速過大對管道造成沖刷損壞，規(guī)定金屬管道的最大設(shè)計(jì)流速為10m/s，非金屬管道最大設(shè)計(jì)流速為5m/s。最小管徑和最小

11、設(shè)計(jì)坡度 當(dāng)所計(jì)算所需要的污水管道管徑小于最小設(shè)計(jì)管徑時(shí)采用最小設(shè)計(jì)管徑。我國室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的最小設(shè)計(jì)管徑和最小設(shè)計(jì)坡度如下表：最小設(shè)計(jì)管徑和最小設(shè)計(jì)坡度街道位置最小管徑最小設(shè)計(jì)坡度街坊道路下2000.0004市政道路下3000.0003埋設(shè)深度為了保證在地面靜動荷載的作用下管道不至于被損壞，需保證在管道上有一定的覆土厚度，車行道下污水管道的最小覆土厚度不小于0.7m。為了防止管道內(nèi)污水冰凍和因土壤凍脹而損壞管道，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，管底可埋在冰凍線以上0.15m。6、水力計(jì)算步驟及注意點(diǎn)確定完設(shè)計(jì)流量后，便從上游管段開始依次進(jìn)行干管各設(shè)計(jì)管段的水

12、力計(jì)算。結(jié)果詳見污水水力計(jì)算表，計(jì)算過程如下： 從管道平面布置圖上量出每一設(shè)計(jì)管段的長度，列入表中第二項(xiàng)。 講各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量列入表中第三項(xiàng)。設(shè)計(jì)管段起訖點(diǎn)檢查井處的地面標(biāo)高列入表中第10、11項(xiàng)。 計(jì)算每一設(shè)計(jì)管段的地面坡度（地面坡度=地面高差/距離），作為確定管道坡度時(shí)參考。 確定起始管段的管徑以及設(shè)計(jì)流速、設(shè)計(jì)坡度、設(shè)計(jì)充滿度。首先擬采用最小管徑300mm，即查附錄附圖。在這張計(jì)算圖中，管徑D和管道粗糙系數(shù)n為已知，其余四個(gè)水力因素只要知道兩個(gè)即可求出另外兩個(gè)?，F(xiàn)已知設(shè)計(jì)流量，另一個(gè)可根據(jù)水力計(jì)算設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的規(guī)定設(shè)定。相應(yīng)于300mm管徑的最小設(shè)計(jì)坡度為0.003。將所確定的管徑D、坡

13、度I、流速v、充滿度h/D分別列入表中的第4、5、6、7項(xiàng)。 確定其他管段的管徑以及設(shè)計(jì)流速、設(shè)計(jì)充滿度和管道坡度。通常隨著流量的的增加，下一管段的管徑一般會增大一級或兩級，或者保持不變，這樣便可根據(jù)流量的變化情況確定管徑。然后可根據(jù)設(shè)計(jì)流速隨著設(shè)計(jì)流量的增大而鑄鍛增大或保持不變的規(guī)律設(shè)定設(shè)計(jì)流速。根據(jù)Q和v即可在確定D的那張水力計(jì)算圖表中查出相應(yīng)的充滿度和I值，若均符合要求，說明水力計(jì)算合理，將計(jì)算結(jié)果填入表中。 計(jì)算各管段上端、下端的水面、管底標(biāo)高及其埋設(shè)深度：（1） 根據(jù)設(shè)計(jì)管段長度計(jì)算降落量（2） 根據(jù)管徑和充滿度求管段的水深（3） 確定管網(wǎng)系統(tǒng)的控制點(diǎn)，本設(shè)計(jì)中以1點(diǎn)為控制點(diǎn)（4）

14、求設(shè)計(jì)管段上、下端的管內(nèi)底標(biāo)高，水面標(biāo)高及埋設(shè)深度，根據(jù)管段在檢查井處采用的銜接方法，可確定下游管段的管內(nèi)底標(biāo)高。采用水面平接。 進(jìn)行管道水力計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意的問題：（1） 必須細(xì)致研究管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)。這些控制點(diǎn)常位于本區(qū)的最遠(yuǎn)或最低處，它們的埋深控制該地區(qū)污水管道的最小埋深。各管道的起點(diǎn)、低洼地區(qū)的個(gè)別街坊和污水出口較深的工業(yè)企業(yè)或公共建筑都是研究控制點(diǎn)的對象。（2） 必須細(xì)致研究管道敷設(shè)坡度與管線經(jīng)過地段的地面坡度之間的關(guān)系。使確定的管道坡度，在保證最小設(shè)計(jì)流速的前提下，又不使管道的埋深過大，以便于支管的接入。（3） 水力計(jì)算自上游依次向下游段進(jìn)行，一般情況下，隨著設(shè)計(jì)流量的逐漸增加，設(shè)計(jì)

15、流速也應(yīng)相應(yīng)增加。如流量保持不變，流速不應(yīng)減小，只有在管段坡度由大驟小的情況下，設(shè)計(jì)流速才允許減小。另外，隨著設(shè)計(jì)流量逐段增大，但當(dāng)管道坡度驟然增大時(shí)，下游管段的管徑可以減小，但縮小的范圍不得超過50100mm。（4） 在坡度太大的地區(qū)，為了減小管內(nèi)水流速度，防止管壁被沖刷，管道坡度往往需要小于地面坡度。這就有可能使下游管段的覆土無法滿足最小限值的要求。甚至超出地面。因此在適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)可設(shè)置跌水井，管段直接采用跌水連接。（5） 水流通過檢查井時(shí)，常引起局部水頭損失。為了盡量降低這項(xiàng)損失，檢查井底部在直線管道上要嚴(yán)格采用直線，在管道轉(zhuǎn)彎處要采用勻稱的曲線。通常直線檢查井可不考慮水頭損失。（6） 在旁

16、側(cè)管與干管的連接點(diǎn)處，要考慮干管已定埋深是否允許旁側(cè)管接入。若連接處旁側(cè)管的埋深大于干管埋深，則需在連接處的干管上設(shè)置跌水井，以使旁側(cè)管能接入干管。另一方面，若連接處旁側(cè)管的管底標(biāo)高比干管的管底標(biāo)高高出許多，為使干管有較好的水力條件，需在連接處前的旁側(cè)管上設(shè)置跌水井。7、水力計(jì)算結(jié)果主干管水力計(jì)算表充滿度管段編號管道長度設(shè)計(jì)流量管徑坡度流速h/dh1-214525.523000.0030.730.550.1652-5210116.1784500.00210.860.750.33755-22105130.8495000.002710.650.32522-20345172.8646000.0022

17、1.050.650.3920-21230217.1886000.00261.150.750.45標(biāo)高地面水面管內(nèi)底埋設(shè)深度管段編號降落量IL上端下端上端下端上端下端上端下端1-20.43586.386.183.46583.0383.382.86533.2352-50.44186.185.883.052582.611582.71582.2743.3853.5265-220.283585.885.782.59982.315582.27481.99053.5263.759522-200.75985.785.582.2381.47181.8481.0813.864.41920-210.59885.58

18、5.281.53180.93381.08180.4834.4194.717干管水力計(jì)算表充滿度管段編號管道長度設(shè)計(jì)流量管徑坡度流速h/dh3-253015.808 3000.00260.70.550.1659-721510.7283000.00350.70.40.127-2424027.0773000.0030.730.550.16524-2230038.083500.00280.80.60.2118-1525519.1113000.00270.650.650.19515-1220034.2073500.0030.80.550.192512-2019061.884000.00280.90.65

19、0.26標(biāo)高地面水面管內(nèi)底埋設(shè)深度降落量IL上端下端上端下端上端下端上端下端1.37890.586.185.66584.28785.584.12251.9780.752588.686.285.2284.467585.184.34753.51.85250.7286.285.984.512583.792584.347583.62751.85252.27250.8485.985.783.337582.497583.127582.28752.77253.41250.688588.286.484.39583.706584.283.511542.88850.686.485.983.20482.60483.

20、011582.41153.38853.48850.53285.985.582.171581.639581.911581.37953.98854.1205則通過上述兩張表，可以讀出各管段的管底標(biāo)高，且支線接入干管都為重力流，不需額外設(shè)置跌水井。8、雨水管渠設(shè)計(jì)與計(jì)算8.1 雨水管道定線原則基本要求：能及時(shí)通暢排走城市各匯水面積內(nèi)的雨水徑流量雨水管道定線時(shí)，應(yīng)充分利用地形，就近排入水體，雨水管渠應(yīng)盡量利用自然地形坡度以最短的距離靠重力流入附近的水體，或者排入郊區(qū)。雨水干管的平面布置宜采用分散出水口式的管道布置形式，且就近排放，管線較短，管徑也較小。8.2 雨水設(shè)計(jì)流量參數(shù)雨水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算公式Q=

21、q0F式中：Q-雨水設(shè)計(jì)流量，m/sq0-設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，L/(s ha)-徑流系數(shù)F-匯水面積，ha確定暴雨強(qiáng)度公式查資料可知該城鎮(zhèn)暴雨強(qiáng)度公式為：q=500（1+1.381 lgp）/t0.8式中：t=t1+m*t2=10+t2 t2=L/60V (min)t1為地面匯水時(shí)間，視距離長短、地形坡度和地面鋪蓋情況而定，一般采用515mim，本設(shè)計(jì)采用10min。m為管道折減系數(shù)，暗管折減系數(shù)m=2，明渠折減系數(shù)m=1.2，在陡坡地區(qū)，暗管折減系數(shù)m=1.22；在本設(shè)計(jì)中暗管折減系數(shù)取m=2。重現(xiàn)期雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，應(yīng)根據(jù)匯水地區(qū)性質(zhì)、地形特點(diǎn)和氣候特征等因素確定。在同一排水系統(tǒng)中可采用同一重

22、現(xiàn)期或不同重現(xiàn)期。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(yán)重后果的地區(qū)，一般選用35a，并應(yīng)與道路設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)。特別重要地區(qū)和次要地區(qū)可酌情增減。本設(shè)計(jì)中選用p=1a。徑流系數(shù)的確定所謂徑流系數(shù)，就是徑流量和降雨量之間的比例。影響徑流系數(shù)的主要因素有地面覆蓋種類的透水性。此外，還與降雨歷時(shí)，暴雨強(qiáng)度及暴雨雨型有關(guān)。徑流系數(shù)地面種類值各種屋面、混凝土和瀝青路面0.90大塊石鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面0.60級配碎石路面0.45干砌磚石和碎石路面0.40非鋪砌土路面0.30公園和綠地0.15通常匯水面積是由各種性質(zhì)的地面覆蓋所組成，隨著它們占有的面積比例變化，值也各異，

23、所以整個(gè)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(quán)平均法計(jì)算而得到的。地面種類房屋草地（包括人工綠地）路面（混凝土瀝青）土地占總面積比例20%20%30%30%0.900.150.900.30計(jì)算如下：av=0.9020%+0.1520%+0.9030%+0.3030%=0.57設(shè)計(jì)充滿度雨水采用滿管流，則設(shè)計(jì)充滿度：h/D=1設(shè)計(jì)流速最小設(shè)計(jì)流速為0.75m/s金屬管最大設(shè)計(jì)流速為10m/s非金屬管最大設(shè)計(jì)流速為5m/s最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度 雨水管道的最小管徑為300mm，相應(yīng)最小坡度為0.003 雨水口連接管的最小管徑為200mm，最小坡度為0.01最小埋深與最大深度：同污水管

24、雨水管道的連接方式：采用管頂平接方式8.3 雨水管渠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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。為了充分利用街道邊溝的排水能力，每條干管起端100m左右可視具體情況不設(shè)雨水暗管。雨水支管一般設(shè)在街坊較低側(cè)的道路下。（2）劃分設(shè)計(jì)管段根據(jù)管道的具體位置，在管道轉(zhuǎn)彎處、管徑或坡度改變處，有支管接入處或兩條以上管道交匯處以及超過一定距離的直線管段上都應(yīng)設(shè)置檢查井。把兩個(gè)檢查井之間流量沒有變化且預(yù)計(jì)管徑和坡度也沒有變化的管段定位設(shè)計(jì)管段。并從管段上游忘下游按順序進(jìn)行檢查井編號。（3）劃分并計(jì)算各設(shè)計(jì)管段

25、的匯水面積各設(shè)計(jì)管段匯水面積的劃分應(yīng)結(jié)合地形坡度、匯水面積的大小以及雨水管道布置等情況而定。地勢較平坦時(shí)，可按就近排入附近雨水管道的原則劃分匯水面積；地形坡度較大時(shí)，應(yīng)按地面雨水徑流的水流方向劃分匯水面積。并將每塊面積進(jìn)行編號，計(jì)算其面積的數(shù)值注明在圖中。8.4 雨水量的計(jì)算 基礎(chǔ)計(jì)算如附圖1所示，選取兩條雨水管道，對其進(jìn)行設(shè)計(jì)流量計(jì)算和水力計(jì)算。計(jì)算數(shù)據(jù)如下表所示：地面標(biāo)高表檢查井編號地面標(biāo)高1285.02685.41385.62786.31486.92885.72486.21686.82587.11787.6管道長度表設(shè)計(jì)管段編號管長17-2514125-1618216-2416724-2

26、819514-2716027-1310013-2613412-26150匯水面積計(jì)算表設(shè)計(jì)管段編號本段匯水面積編號本段匯水面積轉(zhuǎn)輸匯水面積總匯水面積17-2521、18、30、292.90702.90725-1613、16、17、26、27、283.9782.9076.88516-249、8、11、252.2986.8859.18324-282、3、4、5、23、243.9659.18313.14814-2722、20、19、352.00502.00527-1315、14、12、342.5392.0054.54413-2610、7、6、332.4494.5446.99326-1632、31、1

27、2.6736.9939.666水力計(jì)算步驟：（1） 將需要計(jì)算的設(shè)計(jì)管段從上游至下游依次寫出。（2） 計(jì)算中假定管段的設(shè)計(jì)流量均從管段的起點(diǎn)進(jìn)入，即各管段的起點(diǎn)為設(shè)計(jì)斷面。因此，各管段的設(shè)計(jì)流量是按該管段起點(diǎn)，即上游管段終點(diǎn)的設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)進(jìn)行計(jì)算的。也就是說在計(jì)算各設(shè)計(jì)管段的暴雨強(qiáng)度時(shí)，用的t2值應(yīng)按上游管段的管內(nèi)雨水流行時(shí)間之和求得。查排水工程后附圖13，可以求出設(shè)計(jì)流速、管徑、坡度、設(shè)計(jì)流量等。（3） 根據(jù)確定的設(shè)計(jì)參數(shù)、求單位面積徑流量q0。 q0=q=0.57500（1+1.381lgp）/（10+2t2）0.65 單位L/(s ha)（4） 用各設(shè)計(jì)管段的單位面積徑流量乘以該管段的總匯水面積得設(shè)計(jì)流量。（5） 在求得設(shè)計(jì)流量后即可進(jìn)行水力計(jì)算。求管徑、管道坡度和流速。在查水力計(jì)算圖時(shí)可以相應(yīng)地適當(dāng)調(diào)整。（6） 根據(jù)設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流速求本管段的管內(nèi)雨水流行時(shí)間t2。（7） 管段長度乘以管道坡度得到該管段起點(diǎn)與終點(diǎn)的差值，即降落量。（8） 根據(jù)冰凍情況、雨水管道銜接要求及承受荷載的要求，確定管道起點(diǎn)的埋深或管底標(biāo)高。本設(shè)計(jì)的兩根干管的起點(diǎn)埋深都取為3.0米。（9） 各雨水管段的設(shè)計(jì)管段在高程上采用管頂平接。雨水干管水力計(jì)算表管內(nèi)雨水流行時(shí)間設(shè)計(jì)管段編號管長匯水面積t2=L/Vt2=L/60V單位面積徑流量q0設(shè)計(jì)流量管徑坡度1