第9章-污水管道系统 8课时

1、设计流量 污水管道的设计流量是设计期限(2030年)终了时的最大日(或最大班)最大时的污水流量,它包括生活污水设计流量和工业废水设计流量。第一节 污水管道系统设计流量的确定9.1.1 生活污水设计流量1、居住区生活污水设计流量Q1的确定 式中: Q1居住区的生活污水设计流量,L/s； n 居住区平均日生活污水排水定额，L/（人*d）； N 使用管道的设计人数； K总总变化系数。 城镇居住区和工厂居住区的生活污水设计流量是按每人每日平均排出的污水量、使用管道的设计人数和总变化系数计算的，公式如下：总KNQ360024n1 设计人口数N：设计期限终了时的预估人口数，与城市的发展规模及人口的增长率有

2、关。 估算方法： (1)按城市总体规划确定的人口密度计算:式中：P人口密度，即单位面积上的人口数，人/ hm2 ，分为城市人口密度和街坊人口密度； A排水区域的面积，hm2。PAN 式中：N设计人口数，即n年后的估计人口数； N0现在人口数； 人口自然增长率； n设计期限，2030年。 nNN)1(0 估算方法： (2)按人口自然增长率估算：日变化系数K日：一年中最大日污水流量/平均日污水量时变化系数K时：最大日中最大时污水量/最大日平均时污水量总变化系数K总：最大日中最大时污水量/平均日平均时污水量K总=K日K时 居住区的生活污水排水定额n是一个平均值。流入污水管道的污水量时刻在变化，变化程

3、度通常用变化系数K表示。 总变化系数Kz 工厂生产区的生活污水流量较大时，可用下式计算：36006040360085 . 2350 . 3254321vNNNNq式中：qv工厂生产区的生活污水设计流量，L/s； N1一般车间最大班的职工总人数（一个或几个车间的总人数）； N2热车间最大班的职工总人数（一个或几个热车间的总人数）； N3一般车间最大班使用淋浴的职工总人数（一个或几个车间的总人数）； N4热车间最大班使用淋浴的职工总人数（一个或几个热车间的总人数）。3、 工厂企业生活污水及淋浴污水设计流量Q2的确定 工厂生产区的生活污水流量不大，收集和输送这部分污水的沟管可以采用最小管径（200m

4、m），不需要进行计算，当流量较大需要计算时，可参考下表 。9.1.2 工业废水设计流量计算按工厂或车间的每日产量和单位产品（每件产品，每吨产品等）的废水量计算按生产设备的数量和每一生产设备的每日废水量进行计算总KTMmQ36004式中：Q4 工业废水设计流量，L/s； m生产每单位产品的废水量定额，L； M产品的平均日产量； T每日工作时数，h； K总总变化系数。 日变化系数为日变化系数为1，时变化系数可以实测（最大时流量，时变化系数可以实测（最大时流量/平均时流量），平均时流量）， 也可以按经验值选用。也可以按经验值选用。Q=Q1+Q2+Q3+Q4 该方法是假定排出的各种污水，都是在同一时间

5、内出现最大该方法是假定排出的各种污水，都是在同一时间内出现最大流量的，即采用简单累加法来计算流量的。流量的，即采用简单累加法来计算流量的。9.1.3 城市生活污水设计流量Q第2节 污水管道系统的水力计算9.2.1 污水在管道中流动的特点式中：Q 污水流量，m3/s； w 过水断面面积，m2； v 过水断面平均流速，m/s； R 水力半径（过水断面积与湿周的比值），m； I 水力坡度（即水面坡度，等于管底坡度i）； n 管壁粗糙系数，混凝土和钢筋混凝土管渠一般采取0.014。vQ21321IRnv 流量公式流量公式：流速公式流速公式：1、设计充满度、设计充满度h/DhD图9.2 充满度示意图在设

6、计流量下，污水管道中的水深 h与管道直径 D的比值称为设计充满度（或水深比）。当 h/D时称为满流；当 h/D1时称为不满流。2、设计流速、设计流速与设计流量和设计充满度相应的污水平均流速。最小设计流速：是保证管道内不发生淤积的流速，与污水中所含杂质有关； 国外很多专家认为最小流速为0.6-0.75m/s，我国根据试验结果和运行经验确定最小流速为0.6m/s。最大设计流速：是保证管道不被冲刷破坏的流速，与管道材料有关； 金属管道的最大流速为10m/s，非金属管道的最大流速为5m/s。原因：（1）养护方便：一般在污水管道的上游部分，设计流量很小，若根据流量计算，则管径会很小，根据养护经验表明，管

7、径过小易堵塞，使养护管道的费用增加。而小口径管道直径相差一号在同样埋深下，施工费用相差不多。（2）减小管道的埋深：此外采用较大的管径，可选用较小的坡度，使管道埋深减小。最小管径可见下表。3、最小管径、最小管径最小管径和最小设计坡度4、最小设计坡度、最小设计坡度最小设计坡度：相应于管内最小设计流速时的坡度叫做最小设计坡度，即保证管道内污物不淤积的坡度。I min=f（v min，管道的水力半径R）。342222 RvnRCvIRICv 不同管径的污水管道应有不同的最小设计坡度，管径相同的管道，由于充满度不同，也可以有不同的最小设计坡度。在表中规定了最小管径管道的最小设计坡度。不计算管段：在污水管

8、道的上游，由于设计管段服务的排水面积较小，所以流量较小，由此而计算出的管径也很小。如果某设计管段的设计流量小于在最小管径、最小设计坡度（最小流速）、充满度为0.5时管道通过的流量时，这个管段可以不必进行详细的水力计算，直接选用最小管径和最小设计坡度，该管段称为不计算管段。在有冲洗水源时，这些管段可考虑设置冲洗井定期冲洗以免堵塞。 9.2.4 污水管道的埋设深度污水管道的埋设深度 在污水管道工程中，管道的埋设深度愈大，工程造价愈高，施工期愈长。、含义覆土厚度指管外壁顶部到地面的距离；埋设深度指管内壁底部到地面的距离。2、最小覆土厚度 确定污水管道最小覆土深度时，必须考虑下列因素：防止管内污水冰冻

9、或土壤冰冻而损坏管道 ；保证管道不致因为地面荷载而破坏满足街坊污水管衔接的要求3、最大埋深管道的最大埋深，应根据设计地区的土质、地下水等自然条件，再结合经济、技术、施工等方面的因素确定。一般在土壤干燥的地区，管道的最大埋深不超过78 ；在土质差、地下水位较高的地区，一般不超过5 。当管道的埋深超过了当地的最大限度值时，应考虑设置排水泵站提升，以提高下游管道的设计高程，使排水管道继续向前延伸。排水区界是排水系统敷设的界限通常排水流域边界应与分水线相符合具体根据地形及城市和工业企业的竖向规划划分排水流域第3节 污水管道系统的平面布置原则城市的下风向水体的下游离开居住区和工业区应遵循的主要原则：应尽

10、可能在路线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。污水管道系统的定线定线：在城镇（地区）总平面图上确定污水管道的位置和走向。 街坊狭长或地形有倾斜时：低侧式地形平坦且面积较大：围坊式 建筑已定和街坊管道自成体系：穿坊式9.3.4 确定控制点和泵站的设置确定控制点和泵站的设置污水管道系统的控制点控制点：在污水排水区域内，对管道系统的埋深起控制作用的地点。一般选择具有相当深度的工厂排出口或某些低洼地区的管道起点。排水泵站的布置：排水泵站的布置：中途泵站：位置根据沟道的最大合理埋深决定终点泵站：一般设在污水厂内处理构筑物之前局部泵站：比较低洼地区，高楼地下室，地下铁道和其他地下建筑物中1

11、、设计管段的划分设计管段：两个检查井之间，设计流量不变，且采用同样的管径和坡度的管段，称为设计管段。 一般检查井的设置位置有：流量汇入的地方、管径变化的地方、转弯的地方、或在直管段管径长度较长时（3070m）。 设计管段的起止点？设计流量本段流量是从管段沿街坊流来的污水量。转输流量是从上游管段和旁侧管段流来的污水量。集中流量是从工业企业或其他大型公共建筑物流来的流量。2、设计管段设计流量的确定、设计管段设计流量的确定居住区生活污水设计流量b1qFq式中：q1本段居住区生活污水平均流量，L/s； F 设计管段本段服务的街坊面积，公顷； qb单位面积的本段平均流量，即比流量，L/s 公顷 可用下式

12、求得：3600240bNnq式中：n污水排水定额，L/(人 d)； N0人口密度，人/公顷。 本段居住区生活污水平均流量计算9.3.6 污水管道的衔接污水管道的衔接1）检查井设置原则：污水管道在管径、坡度、高程、方向发生变化及支管接入的地方，或是直线管段每间隔一定的距离。2）污水管道在检查井中衔接时应遵循三个原则：尽可能提高下游管段的高程，以减少管道埋深，降低造价；避免上游管段中形成回水而造成淤积；不允许下游管段的管底高于上游管段的管底。水面平接：是指在水力计算中，上游管段终端和下游管段起端在指定的设计充满度下的水面相平，即上游管段终端与下游管段起端的水面标高相同。 管顶平接：是指在水力计算中

13、，使上游管段终端和下游管段起端的管顶标高相同。采用管顶平接时，下游管段的埋深将增加。 这对于平坦地区或埋深较大的管道，有时是不适宜的。这时为了尽可能减少埋深，可采用水面平接的方法。 9.3.7 污水管道在街道上的位置污水管道在街道上的位置1）污水管道应与建筑物有一定距离,当其与生活给水管道相交时,应敷设在生活给水管道下面。2）地下管线应尽量布置在人行道、非机动车道和绿化带下，只有在不得已时，才考虑将埋深大，修理次数较少的污水、雨水管布置在机动车道下。3）为了方便用户接管，当路面宽度大于40米时，可在街道两侧各设一条污水管道。 第5节 污水管道系统的设计计算 平面图和纵剖面图是排水管道设计的主要

14、组成部分。污水管道设计和雨水管道设计均应绘制相应的管道平面图和纵剖面图，二者在绘制要求上基本是一致的。根据设计阶段的不同，图纸所体现的内容和深度也不同。1平面图的绘制 平面图是管道的平面布置图，应反映出管道的总体布置和流域范围，不同设计阶段的平面图，其要求的内容也不同。第6节 污水管道平面图和纵剖面1平面图的绘制。采用的比例尺通常为1：50001：10000，图上应有地形、地物、河流、风向玫瑰或指北针等。新设计和原有的污水（或雨水）管道用粗单实线表示，只绘出主干管和干管。在管线上画出设计管段起止点的检查井并编号，标出各设计管段的服务面积，可能设置的泵站等。注明主干管和干管的管径、坡度和长度等。此外，还应附有必要的说明和工程项目表。1平面图的绘制，采用的比例尺通常为1：5001：5000，图上内容除反映初步设计的要求外，要求更加具体、详尽。要求注明检查井的准确位置和标高，污水管道与其它地下管线或构筑物交叉点的准确位置和标高，以及居住区街坊连接管或工厂排出管接入污水干管或主干管的准确位置和标高。地面