城市基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃第3章-城市基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃(排水部分)4

1、污水管道設(shè)計(jì)參數(shù)一、設(shè)計(jì)充滿度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(chēng)為設(shè)計(jì)充滿度（或水深比）。當(dāng) h/D時(shí)稱(chēng)為滿流；當(dāng) h/D1時(shí)稱(chēng)為不滿流。2污水管道的設(shè)計(jì)有按滿流和非滿流兩種方法。在我國(guó)，按非滿流進(jìn)行設(shè)計(jì)。3最大設(shè)計(jì)充滿度的規(guī)定如下表 最大設(shè)計(jì)充滿度 管徑或渠高（mm）最大設(shè)計(jì)充滿度20030035045050090010000.550.650.700.75 在進(jìn)行水力計(jì)算時(shí)，所選用的充滿度，應(yīng)小于或等于表中所規(guī)定的數(shù)值。 二、最小管徑1原因：（1）養(yǎng)護(hù)方便：一般在污水管道的上游部分，設(shè)計(jì)流量很小，若根據(jù)流量計(jì)算，則管徑會(huì)很小，根據(jù)養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)表明，管徑過(guò)

2、小易堵塞，使養(yǎng)護(hù)管道的費(fèi)用增加。而小口徑管道直徑相差一號(hào)在同樣埋深下，施工費(fèi)用相差不多。（2）減小管道的埋深：此外采用較大的管徑，可選用較小的坡度，使管道埋深減小。最小管徑可見(jiàn)下表。污水管道位置最小管徑（mm）街坊和廠區(qū)內(nèi)街道200300 不計(jì)算管段：在污水管道的上游，由于設(shè)計(jì)管段服務(wù)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，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(chēng)為不計(jì)算管段。在有沖洗水源時(shí)，這些管段可考慮設(shè)置沖洗井定期沖洗以免堵塞。 三、污水管道埋設(shè)深度在污水管道工程中，管道的埋設(shè)深度愈大，工程造價(jià)愈

3、高，施工期愈長(zhǎng)。1含義（1）覆土厚度指管外壁頂部到地面的距離；（2）埋設(shè)深度指管內(nèi)壁底部到地面的距離。2最小埋深 確定污水管道最小埋設(shè)深度時(shí)，必須考慮多種因素： 3最大埋深 管道的最大埋深，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)地區(qū)的土質(zhì)、地下水等自然條件，再結(jié)合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、施工等方面的因素確定。 一般在土壤干燥的地區(qū)，管道的最大埋深不超過(guò)78 ；在土質(zhì)差、地下水位較高的地區(qū)，一般不超過(guò)5 。 當(dāng)管道的埋深超過(guò)了當(dāng)?shù)氐淖畲笙薅戎禃r(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置排水泵站提升，以提高下游管道的設(shè)計(jì)高程，使排水管道繼續(xù)向前延伸。四、設(shè)計(jì)流速 指管道在設(shè)計(jì)充滿度情況下，排泄設(shè)計(jì)流量時(shí)的平均流速。1、最小設(shè)計(jì)流速 為0.6m/s2、最大設(shè)計(jì)流速 金

4、屬管道為10m/s，非金屬管道為5m/s五、最小設(shè)計(jì)坡度1最小設(shè)計(jì)坡度：相應(yīng)于管內(nèi)最小設(shè)計(jì)流速時(shí)的坡度叫做最小設(shè)計(jì)坡度，即保證管道內(nèi)污物不淤積的坡度。 不同管徑的污水管道應(yīng)有不同的最小設(shè)計(jì)坡度，管徑相同的管道，由于充滿度不同，也可以有不同的最小設(shè)計(jì)坡度。在表中規(guī)定了最小管徑管道的最小設(shè)計(jì)坡度。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污水管道的銜接1檢查井設(shè)置原則：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。2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）

5、避免上游管段中形成回水而造成淤積。3管道的銜接方法：主要有水面平接、管頂平接兩種 （1）水面平接：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。（3）管底平接：在山地城鎮(zhèn)，有時(shí)上游大管徑（緩坡）接下游小管徑（陡坡），這時(shí)便采用管底平接。 4注意：（1）下游管段

6、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。 排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 污水管道系統(tǒng)是由污水管道及管道系統(tǒng)上的附屬構(gòu)筑物組成。污水管（渠）道設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括： 1劃分排水流域，進(jìn)行管網(wǎng)定線； 2劃分設(shè)計(jì)管段，確定各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流 量； 3進(jìn)行管（渠）道的水力

7、計(jì)算，確定管徑、坡度、流速及埋深等； 4繪制管（渠）道平面圖及剖面圖。設(shè)計(jì)流量 污水管道的設(shè)計(jì)流量是設(shè)計(jì)期限(2030年)終了時(shí)的最大日(或最大班)最大時(shí)的污水流量,它包括生活污水設(shè)計(jì)流量和工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量,在地下水位較高的地區(qū)，宜適當(dāng)考慮地下水滲入量。設(shè)計(jì)流量是污水管道系統(tǒng)及附屬構(gòu)筑物設(shè)計(jì)的依據(jù)。設(shè)計(jì)污水量定額1.居民生活污水定額和綜合生活污水定額居民生活污水定額是指居民每人每日所排出的平均污水量。居民生活污水定額與居民生活用水定額、建筑內(nèi)給排水設(shè)施水平及排水系統(tǒng)普及程度等因素有關(guān)。居住區(qū)生活污水排水定額衛(wèi)生設(shè)備情況室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)備，但無(wú)淋浴設(shè)備室內(nèi)有給水排水衛(wèi)生設(shè)備和淋浴設(shè)備室內(nèi)有給

8、水排水衛(wèi)生設(shè)備，并有淋浴和集中熱水供應(yīng)分 區(qū)一二三四五生活污水每人每日排水定額（L）55-9090-125130-17060-95100-140140-18065-100110-150145-18565-100120-160150-19055-90100-140140-180注：第一分區(qū)包括：黑龍江、吉林、內(nèi)蒙古的全部，遼寧的大部分，河北、山西、陜西偏北的一小部分，寧夏偏東 的一部分； 第二分區(qū)包括：北京、天津、河北、山東、山西、山西的大部分，甘肅、寧夏、遼寧的南部，河南北部，青海偏東和江蘇偏北的一小部分； 第三分區(qū)包括：上海、浙江的全部，江西、安徽、江蘇的大部分，福建北部、湖南、湖北的東部，

9、河南南部； 第四分區(qū)包括：廣東、臺(tái)灣的南部，廣西的大部分，福建、云南的南部； 第五分區(qū)包括：貴州的全部、四川、云南的大部分，湖南、湖北的西部，陜西和甘肅在秦嶺以南的地區(qū)，廣西偏北的一小部分 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)。 綜合生活污水定額(還包括公共建筑排放的污水)注意：采用平均日污水量定額。2工業(yè)企業(yè)工業(yè)廢水和職工生活污水和淋浴廢水定額： 與給水定額相近，可參考。污水量的變化 通常用變化系數(shù)來(lái)反映城鎮(zhèn)污水量的變化程度。變化系數(shù)有日變化系數(shù)、時(shí)變化系數(shù)和總變化系數(shù)。 日變化系數(shù)Kd：在一年中最大日污水量與平均

10、日污水量的比值稱(chēng)為日變化系數(shù)。 時(shí)變化系數(shù)Kh：最大日中最大時(shí)污水量與該日平均時(shí)污水量的比值，稱(chēng)為時(shí)變化系數(shù)。 總變化系數(shù)Kz：最大日最大時(shí)污水量與平均日平均時(shí)污水量的比值稱(chēng)為總變化系數(shù)。 Kz= Kd Kh 1居民生活污水量變化系數(shù)總變化系數(shù)與平均流量有一定關(guān)系，平均流量愈大，總變化系數(shù)愈小。生活污水量總變化系數(shù)宜按現(xiàn)行室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定采用。（1）查表生活污水量總變化系數(shù) 污水平均日流量（L/s）51540701002005001000總變化系數(shù)Kz2.32.01.81.71.61.51.41.3注：1.當(dāng)污水平均日流量為中間數(shù)值時(shí)，總變化系 數(shù)用內(nèi)差法求得。2.當(dāng)居住區(qū)有實(shí)際生活污水量

11、變化資料時(shí)，可按實(shí)際數(shù)據(jù)采用。（2）公式計(jì)算 該式是我國(guó)在多年觀測(cè)資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合分析總結(jié)出的計(jì)算公式。它反映了我國(guó)總變化系數(shù)與平均流量之間的關(guān)系：式中 平均日平均時(shí)污水量（L/s）。2工業(yè)廢水量變化系數(shù)日變化系數(shù)較小，接近1。時(shí)變化系數(shù)見(jiàn)下表：工業(yè)種類(lèi)冶金化工紡織食品皮革造紙時(shí)變化系數(shù)Kh1.01.11.31.51.52.01.52.01.52.01.31.83工業(yè)企業(yè)工業(yè)職工生活污水和淋浴污水量變化系數(shù)生活污水：一般車(chē)間3.0，高溫車(chē)間2.5。淋浴污水：下班后1小時(shí)使用，不考慮變化。污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算1居民生活污水設(shè)計(jì)流量的確定 居民生活污水是指居民日常生活中洗滌、沖廁、洗澡等產(chǎn)生的污水

12、。 居民生活污水設(shè)計(jì)流量可按下式計(jì)算：式中 Q1 居民生活污水設(shè)計(jì)流量（L/s）； q1 居民生活污水定額（L/人d）； N1 設(shè)計(jì)人口數(shù)； Kz 生活污水量總變化系數(shù)。設(shè)計(jì)人口指污水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)期限終期的規(guī)劃人口數(shù)。它與城市的發(fā)展規(guī)模及人口的增長(zhǎng)率有關(guān)。 污水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算2、公共建筑生活污水量計(jì)算 式中：Q2公共建筑生活污水設(shè)計(jì)流量，L/s； S公共建筑生活污水量標(biāo)準(zhǔn)（L/(d.人)），一般按 室內(nèi)給水排水和熱水供應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)范推薦的參 數(shù)選用，排水量大的建筑也可以通過(guò)調(diào)查或參 考相近建筑選用。 Kh時(shí)變化系數(shù)，是最大日最大時(shí)污水量與最大日 平均時(shí)污水量的比值 污水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算3、工業(yè)企業(yè)生

13、活污水及淋浴污水量計(jì)算 式中：Q3工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設(shè)計(jì)流量，L/s； A1一般車(chē)間最大班職工人數(shù)，人； A2熱車(chē)間最大班職工人數(shù)，人； B1一般車(chē)間職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn)，為25(L/(人.班)； B2熱車(chē)間職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn)，為35(L/(人.班)； K1一般車(chē)間生活污水量時(shí)變化系數(shù)，以3.0計(jì)； K2熱車(chē)間生活污水量時(shí)變化系數(shù)，以2.5計(jì)； C1一般車(chē)間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，人； C2熱車(chē)間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，人； D1一般車(chē)間的淋浴污水量標(biāo)準(zhǔn)，為40(L/(人.班)； D2熱車(chē)間的淋浴污水量標(biāo)準(zhǔn)，為60(L/(人.班)； T每班工作時(shí)數(shù)，h。 污水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算4、工業(yè)廢

14、水設(shè)計(jì)流量計(jì)算 式中：Q4工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量，L/s； m生產(chǎn)過(guò)程中每單位產(chǎn)品的廢水量標(biāo)準(zhǔn)， L/單位產(chǎn)品； M產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量； T每日生產(chǎn)時(shí)數(shù)； KZ總變化系數(shù)，與工業(yè)企業(yè)性質(zhì)有關(guān)。 5、城市污水設(shè)計(jì)總流量Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q滲 Q滲指地下水滲入量，一般以單位管道延長(zhǎng)米或單位服務(wù)面積公頃計(jì)算，日本規(guī)定采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，按每人每日最大污水量的10%-20%。 污水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算34污水排放系數(shù)定義：在一定的計(jì)量時(shí)間（年）內(nèi)的污水排放量與用水量（平均日）的比值分類(lèi)：按城市污水性質(zhì)的不同可分為：城市污水排放系數(shù)、城市綜合生活污水排放系數(shù)和城市工業(yè)廢水排放系數(shù)35污水排放系數(shù)計(jì)算根據(jù)城市供水量

15、、排水量的多年統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行分析取值缺乏數(shù)據(jù)資料時(shí)可根據(jù)城市居住、公共設(shè)施、分類(lèi)工業(yè)用地布局從“城市分類(lèi)污水排放系數(shù)”表中選取36污水排放系數(shù)城市分類(lèi)污水排放系數(shù)城市污水分類(lèi)污水排放系數(shù)城市污水0.700.80城市綜合生活污水0.800.90城市工業(yè)廢水0.700.90注：工業(yè)廢水排放系數(shù)不含石油、天然氣開(kāi)采業(yè)和煤炭與其他礦采選業(yè)以及電力蒸汽熱水產(chǎn)供業(yè)廢水排放系數(shù)，其數(shù)據(jù)應(yīng)按廠、礦區(qū)的氣候、水文地質(zhì)條件和廢水利用、排放方式確定。選取時(shí)結(jié)合以下考慮因素37污水排放系數(shù)1. 城市污水排放系數(shù)應(yīng)根據(jù)城市綜合生活用水量和工業(yè)用水量之和占城市供水總量的比例確定一般城市污水量不包括其他污水量，因此在按城市供

16、水總量估算城市污水量時(shí)，其污水排放系數(shù)應(yīng)小于城市生活污水和工業(yè)廢水的排放系數(shù)，并根據(jù)兩者之和占總供水量的比例確定。38污水排放系數(shù)2. 城市綜合生活污水排放系數(shù)應(yīng)根據(jù)城市規(guī)劃的居住水平、給水排水設(shè)施完善程度與城市排水設(shè)施規(guī)劃普及率，結(jié)合第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值中的比重確定。 城市不同的污水排放系數(shù)與城市規(guī)模、所在地區(qū)無(wú)明顯規(guī)律。影響城市分類(lèi)污水排放系數(shù)的主要因素是建筑室內(nèi)排水設(shè)施的完善程度；各工業(yè)行業(yè)生產(chǎn)工藝、設(shè)備及技術(shù)、管理水平；排水設(shè)施普及率等。39污水排放系數(shù)給排水設(shè)施完善程度根據(jù)總體規(guī)劃對(duì)居住、公共設(shè)施等建筑物室內(nèi)給排水設(shè)施水平的要求，結(jié)合保留的現(xiàn)狀，對(duì)整個(gè)城市進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)也可分區(qū)確

17、定完善程度分類(lèi)（三種類(lèi)型）完善：用水設(shè)施齊全，排水設(shè)施配套，污水收集率高較完善：用水設(shè)施較齊全，排水設(shè)施配套，污水收集率較高一般：用水設(shè)施能滿足生活基本要求，排水設(shè)施配套，主要污水均能排入污水系統(tǒng)排水設(shè)施普及率一般城鎮(zhèn)規(guī)劃期末都應(yīng)達(dá)到100%40污水排放系數(shù)3. 城市工業(yè)廢水排放系數(shù)應(yīng)根據(jù)城市的工業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)設(shè)備、工藝先進(jìn)程度及城市排水設(shè)施普及率確定。各工業(yè)行業(yè)生產(chǎn)工藝、設(shè)備和技術(shù)、管理水平，根據(jù)規(guī)劃城市總體規(guī)劃的工業(yè)布局、要求及新、老工業(yè)情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。先進(jìn)程度分類(lèi)（三類(lèi)）先進(jìn)、較先進(jìn)、一般石油、天然氣、煤炭、采礦、電力蒸汽熱水行業(yè)生產(chǎn)條件特殊，廢水排放系數(shù)與其他行業(yè)出入較大，單獨(dú)估算并與

18、前面的加和構(gòu)成全部工業(yè)廢水量。41污水排放系數(shù)不同性質(zhì)用地污水量在城市總體規(guī)劃階段城市不同性質(zhì)用地污水量可按照城市給水工程規(guī)劃規(guī)范中不同性質(zhì)用地用水量乘以相應(yīng)的分類(lèi)污水排放系數(shù)確定。居住用地與公共設(shè)施用地污水量 ： 城市綜合生活污水排放系數(shù)工業(yè)用同地工業(yè)廢水量 ： 工業(yè)廢水排放系數(shù)其他用地污廢水量 ： 根據(jù)用水性質(zhì)、水量和產(chǎn)生污廢水的數(shù)量及其出路分別確定。 3 污水管道的水力計(jì)算3.1污水管道的水力計(jì)算 污水管道水力計(jì)算的目的在于合理地、經(jīng)濟(jì)地選擇管道斷面尺寸、坡度和埋深。由于這種計(jì)算是根據(jù)水力學(xué)規(guī)律，所以稱(chēng)為管道的水力計(jì)算。如果在設(shè)計(jì)與施工中注意改善管道的水力條件，則可使管內(nèi)污水的流動(dòng)狀態(tài)盡

19、可能地接近均勻流。由于變速流公式計(jì)算的復(fù)雜性和污水流動(dòng)的變化不定。因此，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，目前在排水管道設(shè)計(jì)中仍采用均勻流公式。污水在管道中流動(dòng)的特點(diǎn) 污水由支管流入干管，再流入主干管，最后流入污水處理廠。管道由小到大，分布類(lèi)似河流，呈樹(shù)枝狀。污水在管道中一般是靠管道兩端的水面差從高處向低處流動(dòng)，管道內(nèi)不承受壓力，靠重力流動(dòng)。排水管道水力計(jì)算的基本公式流量公式流速公式C流速系數(shù)或謝才系數(shù)；（過(guò)水?dāng)嗝婷娣e與濕周的比值）（過(guò)水?dāng)嗝婷娣e）計(jì)算C值的經(jīng)驗(yàn)公式，常用的有曼寧公式。經(jīng)進(jìn)一步計(jì)算得45常見(jiàn)的過(guò)水?dāng)嗝娴乃σ財(cái)嗝嫘螤钏鎸挾?B過(guò)水?dāng)嗝娣e A濕 周 x水力半徑 R*式中 以弧度計(jì)管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算

20、1設(shè)計(jì)管段的劃分（1）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(chēng)它為設(shè)計(jì)管段。（2）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。2設(shè)計(jì)管段設(shè)計(jì)流量的確定 每一設(shè)計(jì)管段的污水設(shè)計(jì)流量可能包括以下幾種流量。（1）本段流量 q1 是從本管段沿線街坊流來(lái)的 污水量；（2）轉(zhuǎn)輸流量 q2 是從上游管段和旁側(cè)管段流來(lái)的污水量；（3）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(lái)的污水量。 對(duì)于某一設(shè)計(jì)

21、管段，本段流量是沿管段長(zhǎng)度變化的，即從管段起點(diǎn)的零逐漸增加到終點(diǎn)的全部流量。為便于計(jì)算，通常假定本段流量從管段起點(diǎn)集中進(jìn)入設(shè)計(jì)管段。而從上游管段和旁側(cè)管流來(lái)的轉(zhuǎn)輸流量 q2和集中流量 q3對(duì)這一管段是不變的。本段流量是以人口密度和管段的服務(wù)面積來(lái)計(jì)算，公式如下：式中 q1 設(shè)計(jì)管段的本段流量（L/s）； F 設(shè)計(jì)管段的本段服務(wù)面積（ha）； q s 比流量（L/sha）。比流量是指 單位面積上排出的平均污水量?？捎孟率接?jì)算：式中 n 生活污水定額（L/人d）； 人口密度（人/ ha）。某一設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量可由下式計(jì)算：式中 q ij 某一設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量（L/s）； q1 本段流量（L/s

22、）； q2 轉(zhuǎn)輸流量（L/s）； q3 集中流量（L/s）； kz 生活污水總變化系數(shù)。污水管網(wǎng)水力計(jì)算污水管道設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例 某市一個(gè)區(qū)的街坊平面圖。居住區(qū)街坊人口密度為350 人/ha，居民生活污水定額為120 L/人d?；疖?chē)站和公共浴室的污水設(shè)計(jì)流量分別為3 L/s和4L/s。工廠甲排除的廢水設(shè)計(jì)流量為25 L/s。工廠乙排除的廢水設(shè)計(jì)流量為6 L/s。生活污水和經(jīng)過(guò)局部處理后的工業(yè)廢水全部送至污水廠處理。工廠廢水排出口的管底埋深為2 m，該市冰凍深度為1.40 m。試進(jìn)行該區(qū)污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算（要求達(dá)到初步設(shè)計(jì)深度）。 設(shè)計(jì)方法和步驟如下： 1在街坊平面圖上布置污水管道 該區(qū)地勢(shì)北高

23、南低，坡度較小，無(wú)明顯分水線，可劃分為一個(gè)排水流域。支管采用低邊式布置，干管基本上與等高線垂直，主干管布置在市區(qū)南部河岸低處，基本上與等高線平行。整個(gè)管道系統(tǒng)呈截流式布置。 2街坊編號(hào)并計(jì)算其面積 將街坊依次編號(hào)并計(jì)算其面積，列入表中。用箭頭標(biāo)出各街坊污水排出的方向。 街坊面積匯總表 街坊編號(hào)1234567街坊面積（ha）1.211.702.081.982.202.201.43街坊編號(hào)891011121314街坊面積（ha）2.211.962.042.402.401.212.28街坊編號(hào)15161718192021街坊面積（ha）1.451.702.001.801.661.231.53街坊編號(hào)

24、222324252627街坊面積（ha）1.711.802.201.382.042.40 3劃分設(shè)計(jì)管段，計(jì)算設(shè)計(jì)流量 根據(jù)設(shè)計(jì)管段的定義和劃分方法，將各干管和主干管有本段流量進(jìn)入的點(diǎn)（一般定為街坊兩端）、集中流量及旁側(cè)支管進(jìn)入的點(diǎn)，作為設(shè)計(jì)管段的起止點(diǎn)的檢查井并編上號(hào)碼。 各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量應(yīng)列表進(jìn)行計(jì)算。本例中，居住區(qū)人口密度為350人/ ha，居民污水定額為120 L/人d，則生活污水比流量為（L/sha） q 12 = 25 L/sq 89= qs F kz = 0.486（1.21+1.70）kz =1.41kz =1.412.3=3.24 L/sq 910= qs F kz =

25、0.486（1.21+1.70+1.43+2.21）kz =3.18kz =3.182.3=7.31 L/sq 102= qs F kz = 0.486（1.21+1.70+1.43+2.21+1.21+2.28）kz =4.88kz =4.882.3=11.23 L/sq 23= q sF kz + q甲 = (0.4862.20+4.88）kz+ q甲 = (1.07+4.88)kz+25 =5.952.2+25 = 13.09+25=38.09 L/s管段編號(hào)居住區(qū)生活污水量Q1集中流量設(shè)計(jì)流量L/s本段流量轉(zhuǎn)輸流量q2L/s合計(jì)平均流量L/s總變化系數(shù)kz生活污水設(shè)計(jì)流量Q1L/s本段

26、L/s轉(zhuǎn)輸L/s街坊編號(hào)街坊面積104m2比流量qsL/s104m2流量q1L/s1234567891011124管渠材料的選擇 由于生活污水對(duì)管材無(wú)特殊要求，且管道的敷設(shè)條件較好，故在本設(shè)計(jì)中，DN400 mm的管道采用混凝土管，DN400 mm以上的管道采用鋼筋混凝土管。5各管段的水力計(jì)算 在各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量確定后，便可按照污水管道水力計(jì)算的方法，從上游管段開(kāi)始依次進(jìn)行各設(shè)計(jì)管段的水力計(jì)算。 水力計(jì)算步驟如下： (1) 從管道平面布置圖上量出每一設(shè)計(jì)管段的長(zhǎng)度，列入表中第2項(xiàng)。 （2）將各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量填入表中第3項(xiàng)。設(shè)計(jì)管段起止點(diǎn)檢查井處的地面標(biāo)高列入表中第10、11項(xiàng)。 （3）

27、計(jì)算每一設(shè)計(jì)管段的地面坡度，作為確定管道坡度時(shí)的參考。 （4）根據(jù)管段的設(shè)計(jì)流量，參照地面坡度，確定各設(shè)計(jì)管段的管徑、設(shè)計(jì)流速、設(shè)計(jì)坡度和設(shè)計(jì)充滿度。 其余各設(shè)計(jì)管段的管徑、坡度、流速和充滿度的計(jì)算方法與上述方法相同。 在水力計(jì)算中，由于 Q、D、I、v、h/D各水力因素之間存在著相互制約的關(guān)系，因此，在查水力計(jì)算圖時(shí)，存在著一個(gè)試算過(guò)程，最終確定的 D、I、v、h/D要符合設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。 （5）根據(jù)設(shè)計(jì)管段的長(zhǎng)度和設(shè)計(jì)坡度求管段的降落量。如管段12的降落量為IL0.0021100.22 m，列入表中第9項(xiàng)。（6）根據(jù)管徑和設(shè)計(jì)充滿度求管段的水深。如管段12的水深 hDh/D0.350.44

28、70.16 m，列入表中第8項(xiàng)。（7）求各設(shè)計(jì)管段上、下端的管內(nèi)底標(biāo)高和埋設(shè)深度。 控制點(diǎn)：是指在污水排水區(qū)域內(nèi)，對(duì)管道系統(tǒng)的埋深 起控制作用的點(diǎn)。 各條干管的起點(diǎn)一般都是這條管道的控制點(diǎn)。 這些控制點(diǎn)中離出水口最遠(yuǎn)最低的點(diǎn)，通常是整個(gè)管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)。具有相當(dāng)深度的工廠排出口也可能成為整個(gè)管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)，它的埋深影響整個(gè)管道系統(tǒng)的埋深。確定控制點(diǎn)的管道埋深 應(yīng)根據(jù)城市的豎向規(guī)劃，保證排水區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的污 水都能自流排出，并考慮發(fā)展，留有適當(dāng)余地； 不能因照顧個(gè)別點(diǎn)而增加整個(gè)管道系統(tǒng)的埋深。 對(duì)個(gè)別點(diǎn) 應(yīng)采取加強(qiáng)管材強(qiáng)度；填土提高地面高程以保證管道所需的最小覆土厚度； 設(shè)置泵站提高管位等措施，

29、減小控制點(diǎn)的埋深. 首先確定管網(wǎng)系統(tǒng)的控制點(diǎn)。本例中離污水廠較遠(yuǎn)的干管起點(diǎn)有8、11、15及工廠出水口1點(diǎn)，這些點(diǎn)都可能成為管道系統(tǒng)的控制點(diǎn)。1點(diǎn)的埋深受冰凍深度和工廠廢水排出口埋深的影響，由于冰凍深度為1.40 m，工廠排出口埋深為2.0 m，1點(diǎn)的埋深主要受工廠排出口埋深的控制。8、11、15三點(diǎn)的埋深可由冰凍深度及最小覆土厚度的限值決定，但因干管與等高線垂直布置，干管坡度可與地面坡度相近，因此埋深增加不多，整個(gè)管線上又無(wú)個(gè)別低洼點(diǎn)，故8、11、15三點(diǎn)的埋深不能控制整個(gè)主干管的埋設(shè)深度。對(duì)主干管埋深起決定作用的控制點(diǎn)則是1點(diǎn)。 1點(diǎn)是主干管的起點(diǎn)，它的埋設(shè)深度定為2.0 m，將該值列入表

30、126中第16項(xiàng)。 1點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高等于1點(diǎn)的地面標(biāo)高減去1點(diǎn)的埋深，為86.2002.0084.200 m，列入表中第14項(xiàng)。 2點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高等于1點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高減去管段12的降落量，為84.2000.22083.98 m，列入表126中第15項(xiàng)。 2點(diǎn)的埋設(shè)深度等于2點(diǎn)的地面標(biāo)高減去2點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高，為86.10083.982.12 m，列入表126中第17項(xiàng)。 82、114、156三條污水干管各設(shè)計(jì)管段均為不計(jì)算管段，管段間銜接采用管頂平接。 （8）計(jì)算管段上、下端水面標(biāo)高。 管段上下端水面標(biāo)高等于相應(yīng)點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高加水深。如管段12中1點(diǎn)的水面標(biāo)高為84.200+0.1684.36

31、m，列入表中第13項(xiàng)。 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。 1) 管段12與管段23的管徑相同，采用水面平接。 則這兩管段在2點(diǎn)的水面標(biāo)高相同。于是，管段23中2點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高為84.140.2283.92 m。2）如管段45與管段56管徑不同，可采用管頂平接。則這兩管段在5點(diǎn)的管頂標(biāo)高相同。然后用5點(diǎn)的管頂標(biāo)高減去56管徑，得出5點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高。在進(jìn)行管道的水力計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意如下問(wèn)題： 慎重確定設(shè)計(jì)地區(qū)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。各條管道的起點(diǎn)、低洼地區(qū)的個(gè)別街坊和污水排出口較深的工業(yè)企業(yè)或公共建筑都是控制

32、點(diǎn)的研究對(duì)象。 研究管道敷設(shè)坡度與管線經(jīng)過(guò)的地面坡度之間的關(guān)系。使確定的管道坡度在滿足最小設(shè)計(jì)流速的前提下，既不使管道的埋深過(guò)大，又便于旁側(cè)支管的接入。 水力計(jì)算自上游管段依次向下游管段進(jìn)行，隨著設(shè)計(jì)流量逐段增加，設(shè)計(jì)流速也應(yīng)相應(yīng)增加。如流量保持不變，流速不應(yīng)減小。只有當(dāng)坡度大的管道接到坡度小的管道時(shí)，下游管段的流速已大于1.0 m/s（陶土管）或1.2 m/s（混凝土、鋼筋混凝土管道）的情況下，設(shè)計(jì)流速才允許減小。 設(shè)計(jì)流量逐段增加，設(shè)計(jì)管徑也應(yīng)逐段增大，但當(dāng)坡度小的管道接到坡度大的管道時(shí)，管徑才可減小，但縮小的范圍不得超過(guò)50100 mm，并不得小于最小管徑。 在地面坡度太大的地區(qū)，為了減

33、小管內(nèi)水流速度，防止管壁遭受沖刷，管道坡度往往小于地面坡度。這就可能使下游管段的覆土厚度無(wú)法滿足最小限值的要求，甚至超出地面，因此應(yīng)在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)設(shè)置跌水井。 當(dāng)?shù)孛嬗啥钙峦蝗蛔兙彆r(shí)，為了減小管道埋深，在變坡處應(yīng)設(shè)跌水井。 水流通過(guò)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段上要嚴(yán)格采用直線，在轉(zhuǎn)彎處要采用勻稱(chēng)的曲線。通常直線檢查井可不考慮局部水頭損失。 在旁側(cè)管與干管的連接點(diǎn)上，要考慮干管的已定埋深是否允許旁側(cè)管接入。同時(shí)為避免旁側(cè)管和干管產(chǎn)生逆水和回水，旁側(cè)管中的設(shè)計(jì)流速不應(yīng)大于干管中的設(shè)計(jì)流速。1平面圖的繪制 平面圖是管道的平面布置圖，應(yīng)反映出管道的總體布置和流域

34、范圍，不同設(shè)計(jì)階段的平面圖，其要求的內(nèi)容也不同。 初步設(shè)計(jì)階段，一般只繪出管道平面圖。采用的比例尺通常為1：50001：10000，圖上應(yīng)有地形、地物、河流、風(fēng)向玫瑰或指北針等。新設(shè)計(jì)和原有的污水（或雨水）管道用粗單實(shí)線表示，只繪出主干管和干管。在管線上畫(huà)出設(shè)計(jì)管段起止點(diǎn)的檢查井并編號(hào)，標(biāo)出各設(shè)計(jì)管段的服務(wù)面積，可能設(shè)置的泵站等。注明主干管和干管的管徑、坡度和長(zhǎng)度等。此外，還應(yīng)附有必要的說(shuō)明和工程項(xiàng)目表。 技術(shù)設(shè)計(jì)（或擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)）和施工圖設(shè)計(jì)階段，采用的比例尺通常為1：5001：5000，圖上內(nèi)容除反映初步設(shè)計(jì)的要求外，要求更加具體、詳盡。要求注明檢查井的準(zhǔn)確位置和標(biāo)高，污水管道與其它地下管

35、線或構(gòu)筑物交叉點(diǎn)的準(zhǔn)確位置和標(biāo)高，以及居住區(qū)街坊連接管或工廠排出管接入污水干管或主干管的準(zhǔn)確位置和標(biāo)高。地面設(shè)施包括人行邊道、房屋界限、電桿、街邊樹(shù)木等。圖上還應(yīng)有圖例、主要工程項(xiàng)目表和施工說(shuō)明。 2縱剖面圖的繪制 縱剖面圖是管道的高程布置圖，應(yīng)反映出管道沿線的高程位置，它和平面圖是相互對(duì)應(yīng)的。 圖中，一般用細(xì)實(shí)線加圖例表示原地面高程線和設(shè)計(jì)地面高程線，用雙粗實(shí)線表示管道高程線，用中實(shí)線的雙豎線表示檢查井。 對(duì)于工程量較小，地形、地物比較簡(jiǎn)單的污水（或雨水）管道工程，可不繪制縱剖面圖，只需將設(shè)計(jì)管段的管徑、坡度、管長(zhǎng)、檢查井的標(biāo)高以及交叉點(diǎn)等內(nèi)容注明在平面圖。 但在較大工程中，情況比較復(fù)雜，必

36、須繪制縱剖面圖以明確管道的高程情況。在縱剖面圖上應(yīng)繪出原地面高程線和設(shè)計(jì)地面高程線，管道高程線，檢查井及支管接入處位置、管徑和高程，與其它地下管線、構(gòu)筑物或障礙物交叉點(diǎn)的位置和高程，沿線地質(zhì)鉆孔位置和地質(zhì)情況等。 初步設(shè)計(jì)一般不繪制剖面圖。 在剖面圖的下方要畫(huà)一表格，表中列出檢查井號(hào)、管道長(zhǎng)度、管徑、管道設(shè)計(jì)坡度、設(shè)計(jì)地面高程、設(shè)計(jì)管內(nèi)底高程、埋設(shè)深度、管道材料、接口形式和基礎(chǔ)類(lèi)型。有時(shí)也將流量、流速、充滿度等水力計(jì)算數(shù)據(jù)注上?？v剖面圖的比例尺，常采用橫向1：5001：2000，縱向1：501：200。 除管道的平、剖面圖外，技術(shù)設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)中，還應(yīng)包括管道附屬構(gòu)筑物的詳圖、管道交叉點(diǎn)特殊

37、處理的平、剖面圖等。附屬構(gòu)筑物可在給水排水標(biāo)準(zhǔn)圖集中選用。第五部分 排水管渠及附屬構(gòu)筑物 排水管渠的斷面形式要求 排水管渠應(yīng)具備的條件排水管渠必須具有足夠的強(qiáng)度，以承受外部的荷載和內(nèi)部的水壓，并保證在運(yùn)輸和施工過(guò)程中不致破裂。排水管渠應(yīng)具有抵抗污水中雜質(zhì)的沖刷磨損能力和抗腐蝕能力，以免在污水或地下水的侵蝕作用下很快損壞。排水管渠必須密閉不透水，以防止污水滲出或地下水滲入。排水管渠的內(nèi)壁應(yīng)平整光滑，使水流阻力盡量減小。排水管渠應(yīng)就地取材，并盡量采用預(yù)制管件，以降低管渠的造價(jià)和縮短工期。排水管渠的斷面形式 圓形半橢圓形馬蹄形水力特性好排水能力大抗壓能力強(qiáng)便于預(yù)制節(jié)省材料 抗壓能力強(qiáng)節(jié)省材料用于污水

38、流量大且變化小管徑大于2m 高度小于寬度可減小埋深造價(jià)低、易淤積適用大流量、變化小、出水位置受限制 排水管渠的斷面形式 矩形水力條件差可現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制適用于排洪溝等明渠或路面狹窄地區(qū) 梯形只適用于明渠 蛋形下部窄流量小時(shí)流速也較大不淤積清通養(yǎng)護(hù)方便 3.4 常用的排水管材 混凝土管和鋼筋混凝土管適用于排除雨水和污水，目前施工中一般都是采用預(yù)制的混凝土管和鋼筋混凝土管。分混凝土管、輕型鋼筋混凝土管和重型鋼筋混凝土管三種。 管口通常有承插式、企口式和平口式三種形式。3.4.1混凝土管及鋼筋混凝土管 混凝土管的管徑一般小于450mm，長(zhǎng)度多為1m，適用于管徑較小的無(wú)壓管。當(dāng)管道埋深較大或敷設(shè)在土質(zhì)條件不良地段，以及穿越鐵路、河流、谷地時(shí)通常采用鋼筋混凝土管。 混凝土管和鋼筋混凝土管便于就地取材，制造方便。而且可根據(jù)抗壓的不同要求，制成無(wú)壓管、低壓管、預(yù)應(yīng)力管等，所以在排水管道系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。鋼筋混凝土管和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管除用作重力流排水管道外，還可用作泵站的壓力管及倒虹管。 它們的主要缺點(diǎn)是抵抗酸、堿侵蝕及抗?jié)B性能差、管節(jié)短、接頭多、施工復(fù)雜。在地震烈度大于8度的地區(qū)及飽和松砂、淤泥和淤泥土質(zhì)、沖填土和雜填土的地區(qū)不宜敷設(shè)。另外，管徑大時(shí)自重大，搬運(yùn)不便。3.4.2陶土管 陶土管是由塑性粘土制成的。為了防止在焙燒過(guò)程中產(chǎn)生裂縫，通常