污水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計指南2018

第7章污水管網(wǎng)設(shè)計與計算

2021/3/29星期一1污水管網(wǎng)設(shè)計的主要任務(wù)污水管網(wǎng)總設(shè)計流量及各管段設(shè)計流量計算污水管網(wǎng)各管段直徑、埋深、銜接設(shè)計與水力計算；污水提升泵站設(shè)計與設(shè)計；污水管網(wǎng)施工圖繪制等。2021/3/29星期一210.1排水管網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃布置布置原則：（1）按照城市總體規(guī)劃，結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況布置，進行多方案技術(shù)經(jīng)濟比較；（2）先確定排水區(qū)域和排水體制，然后布置排水管網(wǎng)，從干管到支管的順序布置；（3）充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并使管線最短和埋深最??；（4）協(xié)調(diào)好與其他管道、電纜和道路等工程的關(guān)系；（5）規(guī)劃時要考慮使管渠的施工、運行和維護方便；（6）近遠期結(jié)合，留有發(fā)展余地，考慮分期實施的可能性。2021/3/29星期一3排水管網(wǎng)布置形式——正交式排水干管與等高線垂直相交，主干管與等高線平行鋪設(shè)。適應(yīng)于地形平坦略向一邊傾斜的地區(qū)。1.支管2.干管3.主干管4.溢流口5.泵站6.出口渠渠頭

7.污水廠8.污水灌溉田

9.河流2021/3/29星期一4排水干管與等高線平行，主干管與等高線基本垂直。適應(yīng)于地形坡度很大的地區(qū)。1.支管2.干管3.支干管4.主干管5.泵站

6.污水廠7.污水灌溉田8.河流

排水管網(wǎng)布置形式——平行式2021/3/29星期一5污水管網(wǎng)布置主要內(nèi)容：確定排水區(qū)界，劃分排水流域；選擇污水廠和出水口位置；擬訂污水干管和總干管的路線；確定需要提升的排水區(qū)域和設(shè)置泵站的位置2021/3/29星期一6（1）確定排水區(qū)界，劃分排水流域排水區(qū)界是污水排水系統(tǒng)設(shè)置的界限。排水流域是指在排水區(qū)界內(nèi)，按照一定要求所劃分的不同排水區(qū)域。（通常根據(jù)等高線劃分排水區(qū)域，在地形平坦地區(qū)可按照面積的大小進行劃分。）每一個排水流域應(yīng)有一根或一根以上的干管。2021/3/29星期一72021/3/29星期一8

2021/3/29星期一9

IIIIIIIV2021/3/29星期一10（2）選擇污水廠出水口的位置原則城市的下風(fēng)向水體的下游離開居住區(qū)和工業(yè)區(qū)2021/3/29星期一11（3）干管布置和定線影響污水管平面布置的主要因素：地形和水文地質(zhì)條件；城市總體規(guī)劃、豎向規(guī)劃和分期建設(shè)情況；排水體制、線路數(shù)目；污水處理利用情況、處理廠和排放口的位置；排水量大的工業(yè)企業(yè)和公建情況；道路和交通情況；地下管線和構(gòu)筑物分布情況。2021/3/29星期一12地形是影響管道定線的主要因素充分利用地形，使污水自流接入；地下復(fù)雜易布置成幾個獨立的排水系統(tǒng)；地勢起伏大易布置成高低區(qū)排水系統(tǒng)；個別低洼地區(qū)應(yīng)局部提升。2021/3/29星期一132.

污水主干管的走向與數(shù)目取決于污水廠和出水口的位置和數(shù)目3.

污水干管一般沿城市道路布置。通常設(shè)在污水量較大或地下管線較少的一側(cè)人行道、綠化帶或慢車道下。道路超過40m，可考慮在道路兩側(cè)各設(shè)一條污水管。2021/3/29星期一14排水系統(tǒng)的布置形式-----正交式1.城市邊界2.排水流域分界線3.干管正交式（干管與河流垂直）

2021/3/29星期一15排水系統(tǒng)的布置形式-----截流式

1.城市邊界2.排水流域分界線3.干管4.主干管5.污水廠6.出水口

2021/3/29星期一16排水系統(tǒng)的布置形式-----平行式1.城市邊界2.排水流域分界線3.干管

4.污水廠

5.出水口2021/3/29星期一17排水系統(tǒng)的布置形式-----分區(qū)式1.城市邊界2.排水流域分界線3.干管

4.泵站5.污水廠

2021/3/29星期一18排水系統(tǒng)的布置形式-----分散式1.城市邊界2.干管3.主干管4.污水廠

2021/3/29星期一19排水系統(tǒng)的布置形式-----環(huán)繞式1.城市邊界2.排水流域分界線3.干管4.主干管5.污水廠6.出水口

2021/3/29星期一20支管定線

街坊狹長或地形有傾斜時：低側(cè)式地形平坦且面積較大：圍坊式

建筑已定和街坊管道自成體系：穿坊式2021/3/29星期一21低側(cè)式2021/3/29星期一22圍坊式2021/3/29星期一23穿坊式2021/3/29星期一24排水泵站的布置中途泵站：位置根據(jù)溝道的最大合理埋深決定終點泵站：一般設(shè)在污水廠內(nèi)處理構(gòu)筑物之前局部泵站：比較低洼地區(qū)，高樓地下室，地下鐵道和其他地下建筑物中2021/3/29星期一25泵站設(shè)置地點中途泵站終點泵站局部泵站2021/3/29星期一26雨水管渠布置

雨水管渠系統(tǒng)組成：雨水口、雨水管渠、檢查井、出水口等構(gòu)筑物。城市雨水管渠規(guī)劃布置得主要內(nèi)容：確定排水流域和排水方式；進行雨水管渠定線；確定雨水泵房、雨水調(diào)節(jié)池、雨水排放口的位置。2021/3/29星期一27雨水管渠系統(tǒng)布置考慮因素充分利用地形，就近排入水體。盡量避免設(shè)置雨水泵站。結(jié)合街區(qū)及道路規(guī)劃布置。雨水管渠采用明確和暗管相結(jié)合的形式。雨水出口的設(shè)置。調(diào)蓄水體的布置?？紤]設(shè)置排洪溝。2021/3/29星期一28廢水綜合治理和區(qū)域排水系統(tǒng)

廢水綜合治理應(yīng)當(dāng)對廢水進行全面規(guī)劃和綜合治理。和許多因素有關(guān)：合理的生產(chǎn)布局和城市區(qū)域功能規(guī)劃合理利用水頭、土壤等自然環(huán)境的自凈能力嚴格控制廢水和污染物的排放量做好區(qū)域性綜合治理及建立區(qū)域排水系統(tǒng)2021/3/29星期一299.1污水設(shè)計流量計算

污水量定額與城市用水量定額之間有一定的比例關(guān)系，稱為排放系數(shù)。一般，生活污水和工業(yè)廢水約為用水量60~80%。但由于地下水和地面雨水從接口、裂隙進入，使實際污水量增大。居民生活污水定額和綜合生活污水定額應(yīng)根據(jù)用水定額，結(jié)合建筑內(nèi)部給排水設(shè)施水平和排水系統(tǒng)普及程度等因素確定。工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水量按有關(guān)規(guī)定協(xié)調(diào)。工業(yè)企業(yè)廢水量根據(jù)工藝特點確定9.1.1設(shè)計污水量定額2021/3/29星期一309.1.2污水量的變化Kd——日變化系數(shù)，最大日污水量與平均日污水量的比值Kh——時變化系數(shù)，最大日最大時污水量與最大日平均時污水量的比值KZ————總變化系數(shù)，最高日最高時污水量與平均日平均時污水量的比值KZ=KdKh污水量變化可以用變化系數(shù)和變化曲線來描述。2021/3/29星期一31（1）居民生活污水量變化系數(shù)生活污水量總變化系數(shù)污水平均日流量（L/s）總變化系數(shù)（KZ）52.3152.0401.8701.71001.62001.55001.4〉10001.32021/3/29星期一32（2）工業(yè)廢水量變化系數(shù)

和產(chǎn)品種類和生產(chǎn)工藝有關(guān)（3）工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水量變化系數(shù)生活污水：一般車間3.0，高溫車間2.5。淋浴污水：近似均勻排水。2021/3/29星期一339.1.3污水設(shè)計流量計算（1）居民生活污水設(shè)計流量q1i——居民平均日生活污水量標準，L/(cap.d)N1i——人口數(shù)，cap；KZ1——總變化系數(shù)注意：q1i按平均日污水量定額，按平均日用水量定額的80~90%確定。2021/3/29星期一34（2）工業(yè)廢水設(shè)計流量q2i——廢水量定額，m3/萬元、m3/產(chǎn)量單位或m3/生產(chǎn)設(shè)備單位.d；N2i——最高日產(chǎn)值，萬元/d，或產(chǎn)量，產(chǎn)品單位/d，或生產(chǎn)設(shè)備數(shù)量，生產(chǎn)設(shè)備單位；T2i

——最高日生產(chǎn)小時數(shù)，h；f2i

——生產(chǎn)用水重復(fù)利用率；K2i

——時變化系數(shù)。2021/3/29星期一35（3）工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水量計算

q3ai——職工生活污水量標準,一般車間25(L/(人.班),熱車間35(L/(人.班)；N3ai

——最高日生活用水總?cè)藬?shù)；T3ai

——最高日每班工作小時數(shù)，h；Kh3ai——生活污水量時變化系數(shù)，一般車間3.0，熱車間2.5；q3bi——職工淋浴用水量標準，一般車間40(L/(人.班，熱車間60(L/(人.班)；N3bi——最高日淋浴用水總?cè)藬?shù)2021/3/29星期一36（4）公共建筑污水設(shè)計流量q4i

——各公共建筑最高日污水量標準，L/(用水單位.d）；N4i

——用水單位數(shù)；T4i

——最高日排水小時數(shù)，h；Kh4i——污水量時變化系數(shù)。（5）城市污水設(shè)計總流量2021/3/29星期一37已知某城鎮(zhèn)最高日排放污水量Q1，平均日排放污水量Q2，最高日最高時排放污水量為Q3，日變化系數(shù)Kd，時變化系數(shù)Kh，總變化系數(shù)Kz，求排水管網(wǎng)設(shè)計流量為多少？解：設(shè)計流量Q=Q3Q=Q1*KhQ=Q2*KzQ=Q2*Kd*Kh2021/3/29星期一389.2管段設(shè)計流量計算

連接管、污水干管（主干管和干管）、污水支管。一般檢查井的設(shè)置位置有：流量匯入的地方、管徑變化的地方、轉(zhuǎn)彎、或在直管段管徑長度較長時（30~70m）。水流為重力流，需滿足一定水力坡度。管道埋深太大時設(shè)提升泵站（平坦地區(qū)，反坡）；坡度較大，設(shè)置跌水井。9.2.1污水管網(wǎng)的節(jié)點與管段2021/3/29星期一39

污水管網(wǎng)設(shè)計任務(wù)：計算不同地點污水流量、各管段污水流量，確定管徑、埋深和銜接方式等。管段：污水管網(wǎng)中流量和坡度不變的管道。管段設(shè)計流量：管段上游端匯入的污水量和該管段收集的污水量。節(jié)點：管段的上游端和下游端。2021/3/29星期一40

節(jié)點流量：該節(jié)點下游本段沿線污水流量（生活污水）集中流量（工業(yè)廢水、工業(yè)生活污水與淋浴污水、公建污水）9.2.2節(jié)點設(shè)計流量2021/3/29星期一419.2.3管段設(shè)計流量2021/3/29星期一42本段流量：式中：q1——設(shè)計管段的本段流量，L/s；F——設(shè)計管段服務(wù)的街坊面積，公頃；KZ——生活污水量總變化系數(shù)；q0——單位面積的本段平均流量，比流量，L/s.公頃式中：n——污水量標準，L/(人.d)；

p——人口密度，人/公頃。2021/3/29星期一43污水管道水力計算水力計算目的管徑坡度高程2021/3/29星期一44

過水?dāng)嗝鍭=A（D，h/D）水力半徑R=R(D,h/D)

設(shè)為均勻流，采用謝才公式計算水頭損失，將曼寧公式代人并轉(zhuǎn)換：由流量和流速關(guān)系得：hD

（1）水力計算公式

（參見：3.3非滿流管渠水力計算）2021/3/29星期一455個水力參數(shù)q、D、h、I、v,已知其中3個才能求出另2個，水力計算很復(fù)雜。非滿流水力計算簡化方法：（1）水力計算圖表（2）借助滿流水力計算公式并通過一段的比例變換進行計算2021/3/29星期一46流量坡度充滿度流速水力學(xué)算圖2021/3/29星期一475個水力參數(shù)q、D、h、I、v,已知其中3個才能求出另2個水力計算時，一般q已知

？???《室外排水設(shè)計規(guī)范》對一些設(shè)計參數(shù)作了相應(yīng)規(guī)定2021/3/29星期一489.3污水管道設(shè)計參數(shù)污水管道水力計算的設(shè)計數(shù)據(jù)設(shè)計充滿度（h/D）設(shè)計流速（v）最小管徑（D）最小設(shè)計坡度（i）2021/3/29星期一49（1）設(shè)計充滿度（h/D）——指設(shè)計流量下，管道內(nèi)的有效水深與管徑的比值。h/D=1時，滿流h/D<1時，非滿流《室外排水設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，最大充滿度為：管徑（D）或暗渠高（H）（mm）最大充滿度（h/D）200~300350~450500~900≥10000.550.650.700.75hD2021/3/29星期一50為什么要做最大設(shè)計充滿度的規(guī)定？1、預(yù)留一定的過水能力，防止水量變化的沖擊，為未預(yù)見水量的增長留有余地；2、有利于管道內(nèi)的通風(fēng)；3、便于管道的疏通和維護管理。2021/3/29星期一51（2）設(shè)計流速——與設(shè)計流量和設(shè)計充滿度相應(yīng)的污水平均流速。最小設(shè)計流速：是保證管道內(nèi)不發(fā)生淤積的流速，與污水中所含雜質(zhì)有關(guān)；我國根據(jù)試驗結(jié)果和運行經(jīng)驗確定最小流速為0.6m/s。最大設(shè)計流速：是保證管道不被沖刷破壞的流速，與管道材料有關(guān)；金屬管道的最大流速為10m/s，非金屬管道的最大流速為5m/s。2021/3/29星期一52（3）最小管徑

為什么要規(guī)定最小管徑？街坊管最小管徑為200mm，街道管最小管徑為300mm。什么叫不計算管段？在管道起端由于流量較小，通過水力計算查得的管徑小于最小管徑，對于這樣的管段可不用再進行其他的水力計算，而直接采用最小管徑和相應(yīng)的最小坡度，這樣的管段稱為不計算管段。2021/3/29星期一53（4）最小設(shè)計坡度——相應(yīng)于最小設(shè)計流速的坡度為最小設(shè)計坡度，最小設(shè)計坡度是保證不發(fā)生淤積時的坡度。（1）（2）（3）規(guī)定：管徑200mm的最小設(shè)計坡度為0.004；管徑300mm的最小設(shè)計坡度為0.003。設(shè)計充滿度一定時，管徑越大，最小設(shè)計坡度越小。2021/3/29星期一54（5）污水管道的埋設(shè)深度管道的埋設(shè)深度有兩個意義：覆土厚度埋設(shè)深度決定污水管道最小覆土厚度的因素：冰凍線的要求地面荷載滿足街坊管連接要求地面管道2021/3/29星期一55滿足地面荷載要求：車行道下最小覆土厚度0.7m滿足防冰凍要求：

《室外排水設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：無保溫措施的生活污水管道，管底可埋設(shè)在冰凍線以上0.15m；有保溫措施或水溫較高的管道，距離可以加大。滿足街坊污水連接管銜接要求：2021/3/29星期一56從以上三個因素出發(fā)，可以得到三個不同的覆土厚度，最大值就是這一溝段的允許最小覆土厚度。最大埋深根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟指標及施工方法決定。在干燥土壤中，溝道最大埋深一般不超過7~8m；在多水、流沙、石灰?guī)r地層中，一般不超過5m。2021/3/29星期一57銜接原則：

（1）盡可能提高下游溝段的高程，以減少埋深，從而降低造價，在平坦地區(qū)這點尤其重要；

（2）避免在上游溝段中形成回水而造成淤積；（3）不允許下游溝段的溝底高于上游溝段的溝底。（6）污水管道的銜接2021/3/29星期一58銜接方法溝頂平接水面平接溝底平接2021/3/29星期一59一般情況下，異管徑溝段采用溝頂平接。同管徑溝段采用水面平接。2021/3/29星期一60特殊情況，同管徑，坡度變陡，溝頂平接。下游管徑小于上游管徑（坡度變陡），溝底平接。下游溝底高于上游溝底下游水位高于上游水位不應(yīng)發(fā)生2021/3/29