第八章污水管网的设计与计算

1、第八章 污水管网的设计与计算81 污水设计流量计算82 管段设计流量计算83 污水管道的水力计算84 污水管道工程图污水管道系统的设计任务？1计算污水设计流量2污水管道的水力计算3确定污水管道的管径、设计坡度、埋深深度4确定管道在道路断面上的位置5污水提升泵站的设置与设计6污水管道的平面图与纵剖面图8.1污水设计流量的计算污水管道设计流量是污水管道及附属构筑物通过的最大流量，常以最大日最大时流量作为污水管道系统的设计流量，L/s污水管道设计流量生活污水设计流量工业废水设计流量居民生活污水公共设施排水企业生活污水和淋浴污水8.1污水设计流量的计算8.1.1生活污水设计流量1.居民生活污水设计流量

2、Q1居民生活污水设计流量（L/s)n-居民生活污水定额,居民每人每日所排出的平均污水量（L/人.d)N设计人口数（人）KZ生活污水总变化系数说明： 我国现行室外排水设计规范规定，可按当地用水定额的8090采用。对给排水系统完善的地区可按90计，一般地区可按80计。 污水量的变化程度通常用变化系数表示：日变化系数（Kd）：最大日污水量与平均日污水量的比值时变化系数（Kh）：最大日最大时污水量与最大日平均时污水量的比值时变化系数（Kz）：最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值KZ=KdKh 根据污水定额计算得出的是污水平均日流量（而给水定额得出的是最高日用水量），污水管道计算要根据最高日最高

3、时污水流量污水平均日流量L/s51540701002005001000KZ2.32.01.81.71.61.51.41.38.1污水设计流量的计算8.1.1生活污水设计流量2.公共设施排水量q各公共建筑最高日污水量标准（ L/用水单位d）N-各公共建筑用水单位数；3.工业企业生活污水和淋浴污水设计流量一般车间Kh为3.0，生活污水定额以25L/人.班计，淋浴污水定额以40L/人.班计热或污染严重车间Kh为2.5，生活污水定额以35L/人.班计，淋浴污水定额以60L/人.班计8.1污水设计流量的计算8.1.2工业废水设计流量工业废水设计流量m每单位产品的废水量定额（L/单位产品）M产品的平均日产

4、量（单位产品/d）一般情况下，工业废水Kd可取1，某些行业废水Kh如下表：工业种类冶金化工纺织食品皮革造纸时变化系数Kh1.01.11.31.51.52.01.52.01.52.01.31.88.1污水设计流量的计算8.1.3城市污水管道系统设计总流量也可按照综合生活污水量计算其中n/-综合生活污水定额【例题】某工业区，居住区人口为4000人，居民生活污水定额（平均日）=80（L/人d），工厂最大班职工人数1000人，其中热车间职工占25%，热车间70%职工淋浴，一般车间10%职工淋浴。求该工业区生活污水总设计流量。解：1. 居住区生活污水设计流量2工业企业的生活污水和淋浴污水设计流量（L/s

5、）8.2污水管段设计流量的计算8.2.1设计管段的划分设计管段：两个检查井之间的管段，如果采用的设计流量不变，且采用同样的管径和坡度，则称它为设计管段。划分设计管段：只是估计可以采用同样管径和坡度的连续管段，就可以划作一个设计管段。根据管道的平面布置图，凡有集中流量流入，有旁侧管接入的检查井均可作为设计管段的起止点。设计管段的起止点应依次编上号码。8.2.2设计管段的流量确定本段流量 q1 是从本管段沿线街坊流来的污水量；转输流量 q2 是从上游管段和旁侧管段流来的污水量；集中流量q3 是从工业企业或其它产生大量污水的公共建筑流来的污水量。每一管段的污水设计流量为本段流量、转输流量、集中流量之

6、和，为了方便计算，通常假定本段流量是在起点检查井集中进入设计管段的。8.2污水管段设计流量的计算8.2.1设计管段的划分本段流量计算公式 q1=FqsKZ q1设计管段的本段流量（L/s）F设计管段服务的街坊面积（hm2）KZ生活污水的总变化系数qs生活污水比流量L/s.hm2n-生活污水定额或综合生活污水定额L/人.d人口密度人/hm2与给水计算的区别1.计算管段设计流量时，给水是从后向前推算，而排水是从前向后推算2.生活或综合生活污水定额指的是污水平均日流量，而给水指的是最高时流量3.污水本段流量（沿线流量）即为计算使用流量，不用转换成节点流量8.3污水管道的水力计算8.3.1污水管道中污

7、水流动的特点1.污水依靠管段两端的高差从高处流向低处，属于重力流非满流2.污水中含有一定数量的悬浮物遵循流体流动的规律3.设计时按照均匀流公式进行计算8.3污水管道的水力计算8.3.2污水管道水力计算的设计参数1.设计充满度h/D：在设计流量下，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。污水管道按照非满流设计管径或暗渠高度mm最大设计充满度20030035045050090010000.550.650.700.75节约投资，设计充满度不应该过小，最小设计充满度不应小于0.25，一般情况下最好不小于0.5，对于管径较大的管

8、道设计充满度以接近最大限值为好2.设计流速：流速过小，污水流动缓慢，悬浮物易于沉积流速过大，对管壁产生冲刷，需要增加管道的坡度，从而加大埋深。规定了污水管道的最小和最大设计流速，其设计流速必须在上述范围内在设计充满度下，最小设计流速为0.6m/s，明渠的最小设计流速0.4m/s,金属管道的最大设计流速为10m/s,非金属管道最大设计流速为5m/s。当管道起点流速过小时，应增设冲洗井。3.最小设计坡度和最小管径最小设计坡度是保证污水达到最小设计流速充满度一定，管径越大，则相应的最小设计坡度越小，所以只需规定最小管径的最小设计坡度即可；管径太小管道极易堵塞，管径大可选用较小的水力坡度，使管道埋深较

9、小。3.最小设计坡度和最小管径污水管道在街坊和厂区内的最小管径为200mm，在街道下的最小管径为300mm污水管道位置最小管径（mm）最小设计坡度街坊和厂区内街道2003000.0040.003上述规定的最小设计坡度数值为设计充满度0.5时的最小坡度在污水管道的上游，由于设计管段起端的排水面积较小，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、最小设计流速、最大充满度条件下管道通过的流量（26L/s）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。8.3污水管道的水力计算8.3.3污水管道的埋深深度污水管道的造价：

10、管道材料、管道直径、现场地质条件、管道埋深最小覆土厚度作用？1防止冰冻膨胀损坏管道 无保温措施的生活污水或水温与生活污水接近的工业废水管道，管底可埋设在土壤冰冻线以上0.15m。2防止管壁因地面负荷而破坏 在车行道下的排水管道，其最小覆土厚度一般不得小于0.7 m3满足街坊污水连接管衔接的要求街道污水支管起点的最小埋深由下式计算H=h+IL+Z1-Z2+hH街道污水支管起点最小埋深（m）H小区污水支管起点的最小埋深（m）I小区污水支管的坡度L小区污水支管和干管的长度（m）Z1街道污水支管起点检查井处的地面标高（m）Z2小区污水支管起点检查井处的地面标高（m）h街坊干管与与街道污水支管的管内底标

11、高差（m）对每一管道来说，从上面三个不同的要求来看，可以得到三个不同的管道埋深。这三个值中，最大的一个即是管道的最小设计埋深。最大允许埋深 ：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 8.3污水管道的水力计算8.3.4污水管道的衔接检查井设置：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及直线管段每隔一定距离，以满足管道衔接和养护管理的要求。污水管道在检查井中衔接时应遵循两个原则：（1）尽可能提高下游管段的高程，以减少管道埋深，降低造价；（2）避免上游管段中形成回水而造成淤积。污水管道衔接的方法：水面平接和管顶平接。（1）水面平接

12、：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。 适用于管径相同时的衔接。（2）管顶平接：是指在水力计算中，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。 适用于管径不相同时的衔接。4注意：（1）下游管段起端的水面和管内底标高都不得高于上游管段终端的水面和管内底标高。（2）当管道敷设地区的地面坡度很大时，为调整管内流速所采用的管道坡度将会小于地面坡度。为了保证下游管段的最小覆土厚度和减少上游管段的埋深，可根据地面坡度采用跌水连接。 （3）在旁侧管道与干管交汇处，若旁侧管道的管内底标高比干管的管内底标高相差1m以上时，为保证干管有良好的水力条件，最好在旁侧管道上先设跌水井后再与干管相接。8.3污水管道的水力计算8.3.5污水管道的水力计算注意问题 找准控制点，常位于最远或最低处，控制着污水管道的最小埋深，各管段起点、低洼地区、出水口较深的企业均是研究对象 管段设计坡度与地面坡度的关系，在保证最小设计流速的前提下，选择合适的管道坡度，使管道不要埋深过大 水力计算自上游向下游进行，随着流量的增加，设