城市排水管网设计

1、 目 录第一章 工程概述3 1.1 已知资料31.2 设计方案4第二章 污水设计及计算说明52.1 设计污水定额52.2 污水设计流量计算52.3 管段设计流量计算62.3.1 污水管道布置62.3.2 街区编号并计算其面积62.3.3 管道设计流量计算62.4 管网水力计算72.4.1 污水管道设计参数及水力计算72.4.2 水力计算注意事项7第三章 雨水管网设计及计算说明83.1 设计说明83.2 雨水管道定线及排水流域划分83.2.1 雨水管带定线83.2.2 排水流域划分83.3.1 管道流量设计参数资料93.3.2 雨水管道水力计算93.4 绘制雨水管道平面图及纵剖面图9参 考 文

2、献9附 录10第一章 工程概述1.1 已知资料 城市规划资料华北地区一新型工业城市M市的城市规划平面图1张（1:5000） 人口分布，房屋建筑，卫生设备状况（见表1）表1 人口分布、房屋建筑、卫生设备状况表街坊人口密度（人/公顷）房屋建筑层数卫生情况4906室内有给水排水卫生设备和沐浴设备气象资料 土壤冰冻深度1.2米； 暴雨强度公式采用内蒙-海拉尔市的暴雨强度公式，即 ； 常年主导风向西北风，地下水初见水位为6m；水文及水文地质资料 河流最高洪水位标高：80.0m； 地质：在整个排水区域内为轻质亚粘土，地耐力为1214t/m2,地震烈度为6度。 各工业企业生活污水、淋浴污水和生产废水情况见附

3、表1.1.2 设计方案根据设计要求，采用污水、雨水分开排放的分流制管道系统。污水管道干管采用截留式布置形式，支管采用围坊市布置形式。此种布置形式可充分利用地面坡度，减少管道埋深，降低造价。雨水沿垂直河流走向以最短距离汇入河流。第二章 污水设计及计算说明2.1 设计污水定额 我国室外排水设计规范规定，居民生活污水定额和综合生活污水定额应根据当地采用的用水定额，结合建筑内部给水排水设施水平和排水系统普及程度等因素确定，可按当地用水定额的80%90%计算，即排放系数为0.80.9；工业企业内生活污水量、淋雨污水量的确定，应与国家现行规范的有关规定协调；工业企业的工业废水量及其总变化系数应根据工艺特点

4、确定，并与国家现行的工业用水量有关规定协调。在计算居民生活污水量或综合生活污水量时，采用平均日污水量定额和相应的总变化系数。在本设计地区，有街坊总面积为346.hm2；居住人口密度为490cap/公顷，则服务人口数为346×450=17万人，则本开发区为二区，中小城市。查表，可确定居民生活污水量定额为180L/（cap·d），按平均日人均用水的90%确定，为160L/（cap·d）。2.2 污水设计流量计算（1） 综合生活污水设计流量计算综合平均日生活污水量为Qd=315L/s.总变化系数为Kz=1.4计算得综合生活污水设计流量：Q1=KZ=KZ1·Qd

5、=1.4×315=441L/s.（3）工业废水设计流量工业废水设计最大流量Q2=；在已知资料中生产废水量已经给出，所以Q2=11.1+6.94=.18.04L/s.（4） 工业企业生活污水和淋雨污水设计流量工业企业生活水量和淋浴污水最大流量Q3=（+）=27.26+24.77=52.03L/s.（5）城市污水设计总流量将各项污水设计流量直接求和，得该市开发区污水设计总流量：Qh=Q1+Q2+Q3=441+18.04+52.03=511.07L/s.2.3 管段设计流量计算 污水管道布置 从街区平面图可知该区地势自西向东倾斜，坡度较小，无明显分水线，可依据面积划出分水线，使相邻流域的管

6、道系统能合理分担排水面积街道。排水区域即按分水线划分，支管布置在街区地势较低一侧的道路下，干管基本上与等高线垂直布置，主干管则沿街区东侧道路沿线布置，基本与等高线平行。整个管道系统呈截流式形式布置。并给干管检查井编号，划分计算管段。其简图见附图一，污水排水管简图5、 污水管道的布置和定线遵循了如下原则：（1）管道系统布置符合地形趋势，一般顺坡排水，取短捷路线，每段管道对应适当的服务面积，汇水面积主要依据地形确定。（2）尽量减少或避免管道穿越不易通过的地带和构筑物，如高地、地质不良地带等。如必须穿越，要采取必要的处理措施。（3）安排好控制点的高程。一方面应保证汇水面积的水均能排出，并考虑发展，在

7、埋深上适当留有余地；另一方面又应避免照顾个别控制点而增加全线管道的埋深。（4）管道坡度骤然变陡时，可适当改变最小管径规定，可由大管径变为小管径。当D=200-300mm时，只能按生产规格减小一级；当D>400mm时，应根据水力计算确定，但管径减小不得超过两级。（5）管道最小流速为0.6m/s,管道坡度尽可能徐缓。当污水管道下游是泵站或处理厂时，为了保证安全排水，在条件允许的情况下，可在处理厂之前设置事故溢流口，但要征得环保部门的同意。2.3.2 街区编号并计算其面积 将各街坊编上号码，并按街坊的平面范围计算它们的面积，列入表中。用箭头标出个街坊污水排出的方向。各街坊面积见附表二。2.3.

8、3 管道设计流量计算根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点（一般定义为街区两端）、集中流量及旁侧支管进入的点，作为设计管段的起讫点的检查井并编上号码。居民生活污水量平均日流量按街坊面积比例分配，比流量为：q0=490×160/86400=0.907(L/s)/hm2。管段设计流量采用列表计算，计算结果见附表三。2.4 管网水力计算2.4.1 污水管道设计参数及水力计算 在进行管道水力计算时，应保证管道的设计充满度、设计流速、最小设计坡度、最小管径、以及埋深。在设计污水管道时应按非满流管设计；根据室外排水设计规范规定污水管渠在设计充满度下最小设计流速为0.6

9、m/s，明渠的最小设计流速为0.4m/s；另外，为养护方便规定采用最小设计管径，污水支管最小设计管径为200mm，干管最小设计管径为300mm。在保证这些水力参数的情况下对污水主干管及一条干管进行水力分析计算，由上游开始进行各设计管段的水力计算，一般列表进行计算。污水管道水力计算表见附表四。 2.4.2 水力计算注意事项 （1）必须细致研究管道系统的控制点。 （2）必须细致研究管道敷设坡度与管线经过低端的地面坡度之间的关系。 （3）水力计算自上游依次向下游管段进行，一般情况下，随着设计流量逐段增加，设计流速也应相应增加。 （4）在地面坡度太大的地区，为了减小管内水流速度，防止管壁被冲刷，管道坡

10、度往往需要小于地面坡度。 （5）水流通过检查井时，常引起局部水头损失。 （6）在旁侧管与干管的连接点处，要考虑干管的已定埋深是否允许旁侧管接入。2.5 绘制管道平面图和纵剖面图根据水力计算结果，在新兴工业城市M市的城区规划图上布置污水管道平面图，另根据水力计算结果，绘制主干管纵剖面图。第三章 雨水管网设计及计算说明3.1 设计说明设计暴雨重现期为1年；暴雨强度公式：；综合径流系数为：0.6降雨历时为： 地面雨水集水时间为：3.2 雨水管道定线及排水流域划分3.2.1 雨水管带定线从街区平面图和资料知该地区地势平坦，无明显分水线，故排水流域按城市主要街道的汇水面积划分。河流的位置确定了雨水出水口

11、的位置，雨水出水口位于河岸边，故雨水干管的走向为南向北。雨水干管的布置宜采用散式出水口的管道布置形式，在技术上和经济上都是较合理的。详见附图二，雨水管道规划简图。 雨水管道布置的注意事项：在保证管道不被压坏、不冻坏和满足街坊内部沟道的衔接的要求下，确定沟道的最小埋深。管顶的最小覆土厚度，在车行道下时一般不小于0.7m，管道基础应设在冰冻线以下。当雨水管埋深过大时，可以采用重新布置管线、起端改为加盖板的明渠、中下游管道改为矩形管渠等方法减小埋深。此外，当需要的管径超过2000mm时，一般改为箱涵。3.2.2 排水流域划分 见雨水管道系统平面图 3.3 雨水管道设计流量计算及管道水力计算 根据管道

12、的具体位置，划分设计管段，将计算管段干管上的检查井依次编上号码。每一设 计管段所承担的汇水面积可按就近排入附近雨水管道的原则划分。将每块汇水面积的编 号、面积数、雨水流向标注在图中。各汇水区域的汇水面积 3.3.1 管道流量设计参数资料在进行管道水力计算时，应保证管道的设计充满度、设计流速、最小设计坡度、最小管径、以及埋深。在设计污水管道时应按非满流管设计；根据室外排水设计规范规定雨水管渠在最小设计流速为0.75m/s，明渠的最小设计流速为0.4m/s；另外，为养护方便规定采用最小设计管径，街区支管最小设计管径为200mm，街道干管最小设计管径为300mm。在保证这些水力参数的情况下对雨水主干

13、管进行水力分析计算，由上游开始进行各设计管段的水力计算，一般列表进行计算。污水管道水力计算表见附表四。3.3.2 雨水管道水力计算一般城市的雨水管渠的汇水面积较小，在整个汇水面积上能产生全面积的径流，成为完全径流。实际地面径流量可按公式计算。先确定雨水管的坡度、管径、和埋深计算确定各设计管段的管径、坡度、流速、管内底标高以及管道埋深。计算过程见附表五。3.4 绘制雨水管道平面图及纵剖面图根据水力计算结果，在上海市郊区某城镇规划图上布置雨水管道平面图。并绘出其中一条干管的管道纵剖面图。参 考 文 献1. 严煦世、刘遂庆.给水排水管网系统（第二版）.中国建筑工业出版社3. 赵洪宾.给水管网系统理论

14、与分析.中国建筑工业出版社4.给水排水设计手册第二版（第1，3册）.中国建筑工业出版社5.室外排水水设计规范（GB500132006）6. 张志刚主编，给水排水工程专业课程设计. 化学工业出版社，20047. 给水排水工程快速设计手册（第2，5册）. 中国建筑工业出版社，1995 附 录附表一：各工业企业生活污水、淋浴污水和生产废水情况表 工厂名称车间性质班数每班工作时数/h生活污水淋浴污水生产废水量/(m3/d)最大班职工人数/人污水量定额/L/(人*班)时变化系数最大班使用淋浴的职工人数/人污水量定额/L/(人*班)12345678910甲热车间38800352.580060800一般38

15、100025380040乙热车间38700352.570060500一般3880025380040附表二：各街坊对应街坊面积附三：各设计管段流量计算管段编号居住区生活污水量Q1集中流量设计流量（L/s)本段流量转输流量q2（L/s)合计平均流量（L/s)总变化系数 Kz生活污水设计流量Q1（L/s)街区编号街区面积（ha)比流量q0（L/(S*ha)流量q1(L/S)本段（L/s)转输（L/s)1 2 34 5 6 7 8 9 10 11 12 1a-1734.720.9074.28 4.28 1.45.995.998-98.04 8.04 1.411.2511.259-1016.02 16.

16、02 1.422.4222.4210-1124.45 24.45 1.434.2334.2311-1232.36 32.36 1.445.3145.3112-1340.61 40.61 1.456.8556.8513-1449.13 49.13 1.468.7968.7914-160.13 60.13 1.484.1884.181-2654.560.9074.14 64.41 68.55 1.495.9795.972-2a68.55 68.55 1.495.9795.972a-368.55 68.55 1.495.9795.973-4573.040.9072.76 68.55 71.31 1.

17、499.8399.8315-168.95 8.95 1.412.5312.5316-1717.23 17.23 1.424.1324.1317-1826.18 26.18 1.436.6536.6518-1934.54 34.54 1.448.3548.3519-2038.71 38.71 1.454.2054.2020-2145.68 45.68 1.463.9563.9521-2253.75 53.75 1.475.2575.2522-462.55 62.55 1.487.5787.574-5483.590.9073.26 133.86 137.12 1.4191.97191.975-63

18、83.530.9073.20 137.12 140.32 1.4196.45196.4523-248.29 8.29 1.411.6111.6124-2516.67 16.67 1.423.3423.3425-2626.00 26.00 1.436.4136.4126-2733.50 33.50 1.446.8946.8927-2839.67 39.67 1.455.5455.5428-2945.77 45.77 1.464.0764.0729-3051.49 51.49 1.472.0972.0930-3160.34 60.34 1.484.4884.4831-669.68 69.68 1.

19、497.5597.556-7283.050.9072.77210.00 212.771.4297.88297.8832-335.76 5.76 1.48.068.0633-3412.64 12.64 1.417.7017.7034-3520.42 20.42 1.428.5828.5835-3626.56 26.56 1.437.1837.1836-3732.65 32.65 1.445.7145.7137-3838.50 38.50 1.453.9053.9038-3944.33 44.33 1.462.0662.0639-4090.810.90746.2847.01 1.465.8131.

20、7197.52441-3972.150.9071.95 1.42.7331.7134.4440-7174.930.90747.01 51.48 1.472.0731.71103.787-7a180.990.907264.25265.151.4371.2138.3631.71441.28附表四：污水干管水力计算表管段编号管道长度L（m)设计流量Q(L/s)管径D(mm)检查井高差地面坡度坡度i流速v(m/s)充满度降落量i*L(m)标高埋设深度h/Dh(m)地面水面管内底上端下端上端下端上端下端上端下端1-220595.974500.000.00000.00250.90.620.279 0.513 98.4898.4897.259 96.747 96.980 96.468 1.50 2.01 2-2a9595.974500.380.00400