第八章污水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算

1、第八章 污水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算81 污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算82 管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算83 污水管道的水力計(jì)算84 污水管道工程圖污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)？1計(jì)算污水設(shè)計(jì)流量2污水管道的水力計(jì)算3確定污水管道的管徑、設(shè)計(jì)坡度、埋深深度4確定管道在道路斷面上的位置5污水提升泵站的設(shè)置與設(shè)計(jì)6污水管道的平面圖與縱剖面圖8.1污水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算污水管道設(shè)計(jì)流量是污水管道及附屬構(gòu)筑物通過的最大流量，常以最大日最大時(shí)流量作為污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量，L/s污水管道設(shè)計(jì)流量生活污水設(shè)計(jì)流量工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量居民生活污水公共設(shè)施排水企業(yè)生活污水和淋浴污水8.1污水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算8.1.1生活污水設(shè)計(jì)流量1.居民生活污水設(shè)計(jì)流量

2、Q1居民生活污水設(shè)計(jì)流量（L/s)n-居民生活污水定額,居民每人每日所排出的平均污水量（L/人.d)N設(shè)計(jì)人口數(shù)（人）KZ生活污水總變化系數(shù)說明： 我國(guó)現(xiàn)行室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，可按當(dāng)?shù)赜盟~的8090采用。對(duì)給排水系統(tǒng)完善的地區(qū)可按90計(jì)，一般地區(qū)可按80計(jì)。 污水量的變化程度通常用變化系數(shù)表示：日變化系數(shù)（Kd）：最大日污水量與平均日污水量的比值時(shí)變化系數(shù)（Kh）：最大日最大時(shí)污水量與最大日平均時(shí)污水量的比值時(shí)變化系數(shù)（Kz）：最大日最大時(shí)污水量與平均日平均時(shí)污水量的比值KZ=KdKh 根據(jù)污水定額計(jì)算得出的是污水平均日流量（而給水定額得出的是最高日用水量），污水管道計(jì)算要根據(jù)最高日最高

3、時(shí)污水流量污水平均日流量L/s51540701002005001000KZ2.32.01.81.71.61.51.41.38.1污水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算8.1.1生活污水設(shè)計(jì)流量2.公共設(shè)施排水量q各公共建筑最高日污水量標(biāo)準(zhǔn)（ L/用水單位d）N-各公共建筑用水單位數(shù)；3.工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量一般車間Kh為3.0，生活污水定額以25L/人.班計(jì)，淋浴污水定額以40L/人.班計(jì)熱或污染嚴(yán)重車間Kh為2.5，生活污水定額以35L/人.班計(jì)，淋浴污水定額以60L/人.班計(jì)8.1污水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算8.1.2工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量m每單位產(chǎn)品的廢水量定額（L/單位產(chǎn)品）M產(chǎn)品的平均日產(chǎn)

4、量（單位產(chǎn)品/d）一般情況下，工業(yè)廢水Kd可取1，某些行業(yè)廢水Kh如下表：工業(yè)種類冶金化工紡織食品皮革造紙時(shí)變化系數(shù)Kh1.01.11.31.51.52.01.52.01.52.01.31.88.1污水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算8.1.3城市污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)總流量也可按照綜合生活污水量計(jì)算其中n/-綜合生活污水定額【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(jì)流量。解：1. 居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量2工業(yè)企業(yè)的生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量（L/s

5、）8.2污水管段設(shè)計(jì)流量的計(jì)算8.2.1設(shè)計(jì)管段的劃分設(shè)計(jì)管段：兩個(gè)檢查井之間的管段，如果采用的設(shè)計(jì)流量不變，且采用同樣的管徑和坡度，則稱它為設(shè)計(jì)管段。劃分設(shè)計(jì)管段：只是估計(jì)可以采用同樣管徑和坡度的連續(xù)管段，就可以劃作一個(gè)設(shè)計(jì)管段。根據(jù)管道的平面布置圖，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(jì)管段的起止點(diǎn)。設(shè)計(jì)管段的起止點(diǎn)應(yīng)依次編上號(hào)碼。8.2.2設(shè)計(jì)管段的流量確定本段流量 q1 是從本管段沿線街坊流來的污水量；轉(zhuǎn)輸流量 q2 是從上游管段和旁側(cè)管段流來的污水量；集中流量q3 是從工業(yè)企業(yè)或其它產(chǎn)生大量污水的公共建筑流來的污水量。每一管段的污水設(shè)計(jì)流量為本段流量、轉(zhuǎn)輸流量、集中流量之

6、和，為了方便計(jì)算，通常假定本段流量是在起點(diǎn)檢查井集中進(jìn)入設(shè)計(jì)管段的。8.2污水管段設(shè)計(jì)流量的計(jì)算8.2.1設(shè)計(jì)管段的劃分本段流量計(jì)算公式 q1=FqsKZ q1設(shè)計(jì)管段的本段流量（L/s）F設(shè)計(jì)管段服務(wù)的街坊面積（hm2）KZ生活污水的總變化系數(shù)qs生活污水比流量L/s.hm2n-生活污水定額或綜合生活污水定額L/人.d人口密度人/hm2與給水計(jì)算的區(qū)別1.計(jì)算管段設(shè)計(jì)流量時(shí)，給水是從后向前推算，而排水是從前向后推算2.生活或綜合生活污水定額指的是污水平均日流量，而給水指的是最高時(shí)流量3.污水本段流量（沿線流量）即為計(jì)算使用流量，不用轉(zhuǎn)換成節(jié)點(diǎn)流量8.3污水管道的水力計(jì)算8.3.1污水管道中污

7、水流動(dòng)的特點(diǎn)1.污水依靠管段兩端的高差從高處流向低處，屬于重力流非滿流2.污水中含有一定數(shù)量的懸浮物遵循流體流動(dòng)的規(guī)律3.設(shè)計(jì)時(shí)按照均勻流公式進(jìn)行計(jì)算8.3污水管道的水力計(jì)算8.3.2污水管道水力計(jì)算的設(shè)計(jì)參數(shù)1.設(shè)計(jì)充滿度h/D：在設(shè)計(jì)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(jì)充滿度（或水深比）。當(dāng) h/D時(shí)稱為滿流；當(dāng) h/D1時(shí)稱為不滿流。污水管道按照非滿流設(shè)計(jì)管徑或暗渠高度mm最大設(shè)計(jì)充滿度20030035045050090010000.550.650.700.75節(jié)約投資，設(shè)計(jì)充滿度不應(yīng)該過小，最小設(shè)計(jì)充滿度不應(yīng)小于0.25，一般情況下最好不小于0.5，對(duì)于管徑較大的管

8、道設(shè)計(jì)充滿度以接近最大限值為好2.設(shè)計(jì)流速：流速過小，污水流動(dòng)緩慢，懸浮物易于沉積流速過大，對(duì)管壁產(chǎn)生沖刷，需要增加管道的坡度，從而加大埋深。規(guī)定了污水管道的最小和最大設(shè)計(jì)流速，其設(shè)計(jì)流速必須在上述范圍內(nèi)在設(shè)計(jì)充滿度下，最小設(shè)計(jì)流速為0.6m/s，明渠的最小設(shè)計(jì)流速0.4m/s,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。當(dāng)管道起點(diǎn)流速過小時(shí)，應(yīng)增設(shè)沖洗井。3.最小設(shè)計(jì)坡度和最小管徑最小設(shè)計(jì)坡度是保證污水達(dá)到最小設(shè)計(jì)流速充滿度一定，管徑越大，則相應(yīng)的最小設(shè)計(jì)坡度越小，所以只需規(guī)定最小管徑的最小設(shè)計(jì)坡度即可；管徑太小管道極易堵塞，管徑大可選用較小的水力坡度，使管道埋深較

9、小。3.最小設(shè)計(jì)坡度和最小管徑污水管道在街坊和廠區(qū)內(nèi)的最小管徑為200mm，在街道下的最小管徑為300mm污水管道位置最小管徑（mm）最小設(shè)計(jì)坡度街坊和廠區(qū)內(nèi)街道2003000.0040.003上述規(guī)定的最小設(shè)計(jì)坡度數(shù)值為設(shè)計(jì)充滿度0.5時(shí)的最小坡度在污水管道的上游，由于設(shè)計(jì)管段起端的排水面積較小，所以流量較小，由此而計(jì)算出的管徑也很小。如果某設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量小于在最小管徑、最小設(shè)計(jì)流速、最大充滿度條件下管道通過的流量（26L/s）時(shí)，這個(gè)管段可以不必進(jìn)行詳細(xì)的水力計(jì)算，直接選用最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度，該管段稱為不計(jì)算管段。8.3污水管道的水力計(jì)算8.3.3污水管道的埋深深度污水管道的造價(jià)：

10、管道材料、管道直徑、現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件、管道埋深最小覆土厚度作用？1防止冰凍膨脹損壞管道 無保溫措施的生活污水或水溫與生活污水接近的工業(yè)廢水管道，管底可埋設(shè)在土壤冰凍線以上0.15m。2防止管壁因地面負(fù)荷而破壞 在車行道下的排水管道，其最小覆土厚度一般不得小于0.7 m3滿足街坊污水連接管銜接的要求街道污水支管起點(diǎn)的最小埋深由下式計(jì)算H=h+IL+Z1-Z2+hH街道污水支管起點(diǎn)最小埋深（m）H小區(qū)污水支管起點(diǎn)的最小埋深（m）I小區(qū)污水支管的坡度L小區(qū)污水支管和干管的長(zhǎng)度（m）Z1街道污水支管起點(diǎn)檢查井處的地面標(biāo)高（m）Z2小區(qū)污水支管起點(diǎn)檢查井處的地面標(biāo)高（m）h街坊干管與與街道污水支管的管內(nèi)底標(biāo)

11、高差（m）對(duì)每一管道來說，從上面三個(gè)不同的要求來看，可以得到三個(gè)不同的管道埋深。這三個(gè)值中，最大的一個(gè)即是管道的最小設(shè)計(jì)埋深。最大允許埋深 ：一般在土壤干燥的地區(qū)，管道的最大埋深不超過78 ；在土質(zhì)差、地下水位較高的地區(qū)，一般不超過5 8.3污水管道的水力計(jì)算8.3.4污水管道的銜接檢查井設(shè)置：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，以滿足管道銜接和養(yǎng)護(hù)管理的要求。污水管道在檢查井中銜接時(shí)應(yīng)遵循兩個(gè)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(jià)；（2）避免上游管段中形成回水而造成淤積。污水管道銜接的方法：水面平接和管頂平接。（1）水面平接

12、：是指在水力計(jì)算中，上游管段終端和下游管段起端在指定的設(shè)計(jì)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(biāo)高相同。 適用于管徑相同時(shí)的銜接。（2）管頂平接：是指在水力計(jì)算中，使上游管段終端和下游管段起端的管頂標(biāo)高相同。采用管頂平接時(shí)，下游管段的埋深將增加。這對(duì)于平坦地區(qū)或埋深較大的管道，有時(shí)是不適宜的。這時(shí)為了盡可能減少埋深，可采用水面平接的方法。 適用于管徑不相同時(shí)的銜接。4注意：（1）下游管段起端的水面和管內(nèi)底標(biāo)高都不得高于上游管段終端的水面和管內(nèi)底標(biāo)高。（2）當(dāng)管道敷設(shè)地區(qū)的地面坡度很大時(shí)，為調(diào)整管內(nèi)流速所采用的管道坡度將會(huì)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埋深，可根據(jù)地面坡度采用跌水連接。 （3）在旁側(cè)管道與干管交匯處，若旁側(cè)管道的管內(nèi)底標(biāo)高比干管的管內(nèi)底標(biāo)高相差1m以上時(shí)，為保證干管有良好的水力條件，最好在旁側(cè)管道上先設(shè)跌水井后再與干管相接。8.3污水管道的水力計(jì)算8.3.5污水管道的水力計(jì)算注意問題 找準(zhǔn)控制點(diǎn)，常位于最遠(yuǎn)或最低處，控制著污水管道的最小埋深，各管段起點(diǎn)、低洼地區(qū)、出水口較深的企業(yè)均是研究對(duì)象 管段設(shè)計(jì)坡度與地面坡度的關(guān)系，在保證最小設(shè)計(jì)流速的前提下，選擇合適的管道坡度，使管道不要埋深過大 水力計(jì)算自上游向下游進(jìn)行，隨著流量的增加，設(shè)