给排水设计ppt课件

1、城市给水系统的设计年限,应符合城市总体规划,近远期结合,以近期为主.普通近期宜采用510年,远期规划年限宜采用1020年. 给水系统设计时,首先须确定该系统在设计年限内到达的用水量.设计用水量由以下各部项组成: (1)综合生活用水,包括居民生活用水和公共建筑及设备用水; (2)工业企业消费用水和任务人员生活用水; (3)消防用水; (4)浇洒道路和绿地用水; (5)未估计水量及管网漏失水量.1 给水管网工程设计.11 设计用水量及其调理计算111 最高日设计用水量1最高日设计用水量定额1居民生活用水 居民生活用水定额和综合生活用水定额包括公共设备生活用水量见2工业企业 1.2)3消防用水：按执

2、行 4其他用水 1浇洒道路：12 L/m2 次，每日232绿化：1.54 L/m2 d.2最高日设计用水量计算Qd1城市最高日综合生活用水量包括公共设备 生活用水量2工业企业消费用水量.3工业企业职工生活用水和淋浴用水量 .4浇洒道路和绿化用水量.最高日设计用水量5未预见水量和管网漏失量.3消防用水量校核时运用.112 设计用水量变化及其调理计算1设计用水量变化规律确实定 可用变化系数粗略或变化曲线比较准确。无详细资料时，可供参考。1最高日城市综合用水的时变化系数Kh宜采用 1.31.6，日变化系数Kd 1.11.5；2工业企业职工生活用水时变化系数为2.53.0。3工业消费用水可均匀分配。.

3、2调理容积计算1请水池的容积.2水塔的容积.12 设计流量分配与管径设计121 节点流量分配计算1沿线流量 是指沿线分配给用户的流量。 管网配水情况比较复杂，顶峰流量各异。计算时加以简化。比流量法，假定小用水户的流量沿线均匀分布。1长度比流量 假定水量沿管网长度均匀流出。管线单位长度上的配水流量，称为长度比流量，记作qcb。 .那么每一计算管段沿线流量记作qy为：.2面积比流量 假定沿线流量均匀分布在整个供水面积上。管线单位面积上的配水流量，称为面积比流量，记作qmb。 那么每一计算管段沿线流量记作qy为：. 每一管段所负担的供水面积可按分角线法和对角线法划分。.留意：1面积比流量思索了沿线供

4、水面积人数多少对管线配水的影响，计算结果更接近实践配水情况，但计算较费事。当供水区域的干管分布比较均匀时，二者相差很小。这时，用长度比流量较好。2当供水区域内各区卫生设备或人口密度相差较大时，各区的比流量应分别计算。3同一管网，比流量的大小随用水量变化而变化。各种工况下需分别计算。.2节点流量1集中流量2沿线流量划成节点流量.122 管段设计流量分配目的：确定各管段中的流量，进而确定管段直径。流量分配要坚持水流的延续性，每一节点必需满足节点流量的平衡条件：流入任一节点的流量等于流离该节点的流量，假设以流入为“一，流离为“+，那么Q=0。1. 枝状网 水流方向独一，流量分配独一，任一管段的流量等

5、于以后一切节点流量总和。.2. 环状网 流量分配有多种组合方案根本原那么：满足供水可靠性前提下，兼顾经济性。.方法和步骤：确定控制点位置，管网主导流向；参照主导流向拟定各管段水流方向，以最短间隔供水到大用户或遥远地域；尽量使平行的主要干管分配相近的流量防止某些管段负荷过重，衔接纳要少分配流量，满足沿线配水为限主要作用是干管损坏时转输流量各干管经过的流量沿主要流向逐渐减少，不要忽多忽少；可以起端开场或从末端，满足节点流量的平衡条件。此分配值是预分配，用来选择管径，真正值由平差结果定。.主要内容污水管道系统设计雨水管道系统设计合流制管渠系统设计排水管渠要求及附属构筑物-污水管道的设计步骤及 本卷须

6、知-雨水管道的设计步骤及 本卷须知-合流制管道的运用条件、 水力计算、改造途径等 -排水管渠断面方式、接口、根底、附属构筑物等 重点2 排水管网工程设计.2.1 污水管道系统设计污水管道系统的设计步骤 设计资料的调查设计方案确实定设计计算设计图纸的绘制.2.1.1 设计资料的调查及方案确定设计资料调查 设计义务资料：有关的法令、法规、制度；城市的总 体规划及其他根底设备情况 自然资料： 地形资料，包括地形图、等高线气候资料，包括气温、风向、降雨量等水文资料，受纳水体流量、流速、洪水位地质资料，包括地下水位、地耐力、地震等级工程资料： 道路、通讯、供水、供电、煤气等 设计方案确定 包括排水体制的

7、选择、排水系统的布置方式，应经过技术、经济比较，确定最优的方案 .2.1.2 污水设计流量的计算污水设计流量 指污水管道及其附属构筑物能保证经过的最大流量，设计流量包括生活污水量和工业废水量。 生活污水设计流量 居住区生活污水 公共建筑生活污水 工业企业生活污水及淋浴污水 工业废水设计流量 .2.1.2 污水设计流量的计算续11居住区生活污水量计算 式中：Q1居住区生活污水设计流量，L/s； n居住区生活污水量规范L/(d.人)，按选用，欧洲的典型值为 200L/(d.人)，美国的典型值为250450 L/(d.人)； N设计人口数，按规划部门根据统计资料提供 的参数选用； KZ总变化系数，是

8、最大日最大时污水量与平 均日平均时污水量的比值 .居住区生活污水排水定额卫生设备情况室内有给水排水卫生设备，但无淋浴设备室内有给水排水卫生设备和淋浴设备室内有给水排水卫生设备，并有淋浴和集中热水供应分 区一二三四五生活污水每人每日排水定额L55-9090-125130-17060-95100-140140-18065-100110-150145-18565-100120-160150-19055-90100-140140-180注：第一分区包括：黑龙江、吉林、内蒙古的全部，辽宁的大部分，河北、山西、陕西偏北的一小部分，宁夏偏东 的一部分； 第二分区包括：北京、天津、河北、山东、山西、山西的大部

9、分，甘肃、宁夏、辽宁的南部，河南北部，青海偏东和江苏偏北的一小部分； 第三分区包括：上海、浙江的全部，江西、安徽、江苏的大部分，福建北部、湖南、湖北的东部，河南南部； 第四分区包括：广东、台湾的南部，广西的大部分，福建、云南的南部； 第五分区包括：贵州的全部、四川、云南的大部分，湖南、湖北的西部，陕西和甘肃在秦岭以南的地域，广西偏北的一小部分.2.1.2 污水设计流量的计算续11居住区生活污水量计算 式中：Q1居住区生活污水设计流量，L/s； n居住区生活污水量规范L/(d.人)，按选用，欧洲的典型值为 200L/(d.人)，美国的典型值为250450 L/(d.人)； N设计人口数，按规划部

10、门根据统计资料提供 的参数选用； KZ总变化系数，是最大日最大时污水量与平 均日平均时污水量的比值 .Kd日变化系数，是最大日污水量与平均日污水量的比值 Kh时变化系数，是最大日最大时污水量与最大日平均时 污水量的比值 KZ=Kd Kh生活污水量总变化系数污程度均日流量L/s总变化系数KZ52.3152.0401.8701.71001.62001.55001.410001.3.2.1.2 污水设计流量的计算续22公共建筑生活污水量计算 式中：Q2公共建筑生活污水设计流量，L/s； S公共建筑生活污水量规范L/(d.人)，普通按 引荐的参 数选用，排水量大的建筑也可以经过调查或参 考相近建筑选用

11、。 Kh时变化系数，是最大日最大时污水量与最大日 平均时污水量的比值 .2.1.2 污水设计流量的计算续33工业企业生活污水及淋浴污水量计算 式中：Q3工业企业生活污水及淋浴污水设计流量，L/s； A1普通车间最大班职工人数，人； A2热车间最大班职工人数，人； B1普通车间职工生活污水量规范，为25(L/(人.班)； B2热车间职工生活污水量规范，为35(L/(人.班)； K1普通车间生活污水量时变化系数，以3.0计； K2热车间生活污水量时变化系数，以2.5计； C1普通车间最大班运用淋浴的职工人数，人； C2热车间最大班运用淋浴的职工人数，人； D1普通车间的淋浴污水量规范，为40(L/

12、(人.班)； D2热车间的淋浴污水量规范，为60(L/(人.班)； T每班任务时数，h。 .2.1.2 污水设计流量的计算续44工业废水设计流量计算 式中：Q4工业废水设计流量，L/s； m消费过程中每单位产品的废水量规范， L/单位产品； M产品的平均日产量； T每日消费时数； KZ总变化系数，与工业企业性质有关。 .2.1.2 污水设计流量的计算续5Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q渗 Q渗指地下水渗入量，普通以单位管道延伸米或单位效力面积公顷计算，日本规定采用阅历数据，按每人每日最大污水量的10%-20%。.2.1.3 污水管道的水力计算污水管道内水质特点： 污水管道内水流特点 重力流非满流

13、近似均匀流周玉文、赵洪宾著.2.1.3 污水管道的水力计算续1水力计算的根本公式 式中：Q流量，m3/s； 过水断面面积，m2； v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； C流速系数，或谢才系数。C值普通按曼宁公式计算，即n管壁粗糙系数 .2.1.3 污水管道的水力计算续2污水管道水力计算的设计数据 设计充溢度h/D设计流速v最小管径D最小设计坡度i.设计充溢度h/D指设计流量下，管道内的有效水深与管径的比值。h/D =1时，满流h/D 1时，非满流规定，最大充溢度为：管径D或暗渠高H mm 最大充溢度h/D 200300350450500

14、9001000 0.55(0.60)0.65(0.70)0.70(0.75)0.75(0.80) hD.为什么要做最大设计充溢度的规定？1、预留一定的过水才干，防止水量变化的冲击， 为未预见水量的增长留有余地；2、有利于管道内的通风；3、便于管道的疏通和维护管理。.设计流速与设计流量和设计充溢度相应的污程度均流速。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；国外很多专家以为最小流速为0.6-0.75m/s，我国根据实验结果和运转阅历确定最小流速为0.6m/s。最大设计流速：是保证管道不被冲刷破坏的流速，与管道资料有关；金属管道的最大流速为10m/s，非金属管道的最大流速为

15、5m/s。*国内一些城市污水管道长期运转的情况阐明，超越上述最高限值，并未发生冲刷管道的景象。.最小管径1、为什么要规定最小管径？ 邻居管最小管径为200mm，街道管最小管径为300mm。2、什么叫不计算管段？ 在管道起端由于流量较小，经过水力计算查得的管径小于最小管径，对于这样的管段可不用再进展其他的水力计算，而直接采用最小管径和相应的最小坡度，这样的管段称为不计算管段。.最小设计坡度相应于最小设计流速的坡度为最小设计坡度，最小设计坡度是保证不发生淤积时的坡度。123规定：管径200mm的最小设计坡度为0.004；管径 300mm的最小设计坡度为0.003；管径400mm 的最小设计坡度为0

16、.0015。.2.1.3 污水管道的水力计算续3污水管道的埋设深度管道的埋设深度有两个意义：覆土厚度埋设深度决议污水管道最小覆土厚度的要素有哪些？冰冻线的要求地面荷载满足邻居管衔接要求地面管道.2.1.3 污水管道的水力计算续4污水管道水力计算的方法1、需求确定的参数 流量Q、管径D、坡度I、流速v、充溢度h/D和埋深H。2、确定方法 首先根据知资料，计算出流量Q，根据Q值可初步确定管径D；然后，根据Q、D值，求I、h/D、v值。在这三个未知数中，还需知道一个参数，才干求得另外两个，此时可以在三个参数中先假设一个值，比如流速为最小流速，或是坡度为最小坡度，或是充溢度满足一定要求等，之后进展查表

17、或查图，就可得出其他两个未知数；最后要进展校核，假设得出的两个参数满足其规定的要求，那么计算完成，假设不满足要求，那么需调整假设值，甚至管径D，重新进展计算。 .2.1.4 污水管道的设计确定排水区界，划分排水流域管道定线控制点确定和泵站的设置地点设计管段及设计流量确实定污水管道的衔接污水管道在街道上的位置.确定排水区界，划分排水流域排水区界是污水排水系统设置的界限。排水流域是指在排水区界内，按照一定要求所划分的不同排水区域。通常根据等高线划分排水区域，在地形平坦地域可按照面积的大小进展划分。.管道定线在总平面图上确定污水管道的位置和走向。管道定线的影响要素地形污水厂和出水口的位置所采用的排水

18、体制管道定线时本卷须知主干管布置在巩固密实土壤中尽量少穿河流、铁路、山谷和高地防止与地下构筑物交叉不宜敷设在忙碌、狭窄的街道下集中流量尽量排入上游.控制点确定和泵站设置地点对管道系统的埋深起控制造用的地点，通常在管道起点或最低最远点。泵站设置地点中途泵站部分泵站总泵站.设计管段及设计流量 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，称为一个设计管段。 普通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。 设计流量本段流量转输流量集中流量1234ABCDq.式中：q1设计管段的本段流量，L/s； F设计管段效力的邻居面积，公顷；

19、 KZ生活污水量总变化系数； q0单位面积的本段平均流量，即比流量，L/s.公 顷 可用下式求得。式中：n污水量规范，L/(人.d)； p人口密度，人/公顷。.污水管道的衔接衔接的原那么：尽能够地提高下游管段的高程，减 小埋深，降低造价；防止上游管段 回水淤积。衔接的方式水面平接管顶平接跌水衔接.污水管道在街道上的位置 与其他管线、构筑物有一定的间隔174页 与给水管相交时，设于给水管下方 尽量防止敷设在机动车道下，设在人行道下 .2.2 雨水管渠系统设计雨水管渠系统特点：径流量大、流量变化大、满流雨水管渠系统组成：雨水口、雨水管渠、检查井、 出水口雨水管渠系统设计步骤：资料搜集，确定暴雨强度

20、公式划分排水流域，进展管道定线水力计算绘制管渠平面图及剖面图.2.2.1 雨量分析与暴雨强度公式雨量分析的要素 降雨量：指降雨的绝对量，用降雨深度mm表示， 也可用单位面积的降雨体积L/ha表示。年平均降雨量：指多年观测所得的各年降雨量的平均值月平均降雨量：指多年观测所得的各月降雨量的平均值年最大日降雨量：指多年观测所得的一年中降雨量最大 一日的绝对量.雨量分析的要素 降雨历时：是指延续降雨的时段，可以指一场雨全部 降雨的时间，也可以指其中个别的延续时 段。用t表示，单位为min或h 暴雨强度：是指某一延续降雨时段内的平均降雨量， 即单位时间的平均降雨深度，用imm/min 表示 ；在工程上，

21、常用单位时间内单位面积 上的降雨体积qL/s.公顷表示 q=167i .雨量分析的要素 降雨面积：指降雨所覆盖的面积 汇水面积：指雨水管渠聚集雨水的面积 降雨的频率：是指等于或大于某值的暴雨强度出现的 次数m与观测资料总项数n之比的百分数 降雨的重现期：是指等于或大于某值的暴雨强度出现 一次的时间间隔 .2.2.1 雨量分析与暴雨强度公式(续1)暴雨强度公式式中： q设计暴雨强度，L/s.公顷；P设计重现期，年；t降雨历时，min； A1,c,b,n地方参数，根据统计方法进展确定。.2.2.2 雨量管渠设计流量确实定雨水管渠设计流量计算公式式中：Q雨水设计流量，L/s； 径流系数，其数值小于1

22、； F汇水面积，公顷； q设计暴雨强度，L/s.公顷。.2.2.2 雨量管渠设计流量确实定(续1极限强度法从流域上最远一点的雨水流至出口断面的时间称为流域的集流时间或集水时间 At1t2t3BCDEFG极限强度法，即成认降雨强度随降雨历时的增长而减小的规律性，同时以为汇水面积的增长与降雨历时呈正比，而且汇水面积的增长速度更快，因此只需当降雨历时等于集流时间时，全部面积参与径流，产生最大径流量 .2.2.3 雨量管渠系统的设计和计算(续3)雨水管渠系统的设计步骤和水力计算 1搜集、分析资料，划分排水流域、进展管道定线。2划分设计管段。 留意：不宜划分过多；管径增长要延续；划分要从密到疏。3划分并

23、计算汇水面积。 汇水面积包括绿地、街道等。4计算平均径流系数。 普通阅历值为：城市0.50.8；郊区0.40.6。5确定重现期P、地面集水时间t1。6计算单位面积径流量q0。7计算各管段的设计流量，并求出Q、D、v、I及埋深等。8绘制图纸。包括平面图和剖面图 .2.3 合流制管渠系统的设计合流制管渠系统 是指在同一管渠内排除生活污水、工业废水和雨水的管渠系统. 合流制管渠系统特点 构造简单，管渠总长度小 与分流制相比，截流干管管径大，泵站和污水处置厂规模大 雨天径流时，部分生活污水也溢流到水体，呵斥一定程度的污染 晴天时，管渠内流量小，流速低，易淤积 .合流制管渠系统的运用条件 排水区域内有水

24、源充沛的水体，足够大的环境容 量，使污染程度控制在允许范围之内 街道比较完善，必需采用暗管排除雨水，而街道又 比较狭窄，管渠的设置位置遭到限制时，可以思索 采用合流制 .合流制管渠布置时留意问题 管渠的布置应能使一切效力面积上的生活污水、工业废水和雨水都能合理地排入管渠，并尽能够以最短间隔坡向水体 截流干管与水体平行布置，在适当位置设置溢流井 合理控制溢流井的数目和位置 在上游，尽量利用边沟排除雨水 .合流制排水管渠的设计流量 第一个溢流井上游管渠设计流量式中：Qs生活污水设计流量 Qi工业废水设计流量 Qr雨水设计流量 分别为生活污水和工业废水的平均流量。称为旱流流量Qf .溢流井下游管渠的

25、设计流量 式中:n0截流倍数 Q1溢流井下游排水面积上的雨水设计流量 Q2溢流井下游排水面积上的生活污程度均 流量与工业废水最大班平均流量之和 .截流倍数 n0溢流井后，不从溢流井泄出的雨水量，通常按旱流流量的指定倍数计算，该指定倍数称为截流倍数n0 我国规定采用n0 为15工程实践中，我国多数城市都采用n0 =3美国、日本等多采用n0 =35.合流制排水管渠的水力计算要点 按满流进展设计 重现期应适当放大，由于混合污水有污染 应合理确定截流倍数n0 溢流井方式 截流槽式 溢流堰式 腾跃堰式 .2.4 排水管渠及附属构筑物 排水管渠的断面方式要求 静力学上，具有一定的抗荷载才干，巩固稳定， 抗

26、压抗折，不破裂、不变形 水力学上，尽能够大的排水才干，不淤积，不沉淀 经济上，造价低 管理维护上，便于疏通、清洗 .排水管渠的断面方式 圆形半椭圆形马蹄形水力特性好排水才干大抗压才干强便于预制节省资料 抗压才干强节省资料用于污水流量大且变化小管径大于2m 高度小于宽度可减小埋深造价低、易淤积适用大流量、变化小、出水位置受限制 .排水管渠的断面方式 矩形水力条件差可现场预制适用于排洪沟等明渠或路面狭窄地域 梯形只适用于明渠 蛋形下部窄流量小时流速也较大不淤积清通养护方便 .排水管渠资料的要求 具有一定的强度，抗压抗折 抗冲刷、耐磨损 有抗腐蚀，浸蚀才干 不透水 内壁光滑、阻力小 货源充足、价钱廉

27、价 .常用的排水管渠 混凝土和钢筋混凝土管陶土管金属管砖石浆砌或钢混大型管渠石棉水泥管其他管渠,包括木管,竹管,塑料管,玻璃钢管等.(1)混凝土和钢筋混凝土管 优点： 制造方便，本钱低，抗压才干强，适用于大管径 缺陷： 抗酸、碱和浸蚀才干低；抗浸透性能低；管节 短，接头多，施工困难；分量大，搬运不便 乘插式企口式平口式.(2)陶土管特点：内外壁光滑；不透水性能好，耐磨损、抗腐蚀；强度低，抗压抗折才干差，管径较小，普通在300mm以下适用条件：居民区室外排水管、工业废水中 .(3)金属管(钢管 和铸铁管)特点：本钱高，较少采用；抗高压、抗浸透才干强；内壁光滑，阻力小；长度大，接头少；抗酸、碱腐蚀

28、和抗地下水浸蚀才干低，需作防腐处置适用条件：震区，对浸透要求高的地域 .特点：现场浇筑，抗压、抗震、抗腐蚀才干强，无法预制适用条件：大管径，管径大于2.0m (4)砖石浆砌或钢混大型管渠(5)石棉水泥管特点：外表光滑、不透水；抗腐蚀性强；分量轻；质脆，易折断，不耐磨损 (6)其他管渠:木,竹,塑料,玻璃钢等.管渠资料的选择管渠资料应尽能够就地取材，便于供应和运输思索管材的造价根据保送水质情况，进展比较选择思索管材的适用条件.排水管渠接口的要求 足够的强度 不透水 抗腐蚀、浸蚀 具有一定的弹性 排水管渠接口的分类柔性接口：允许有3-5mm的纵向交错或较小的角度。适用于地基 软硬不一、受力不均匀，震区等地。但施工复杂，造 价高。如沥青卷材、橡胶圈刚性接口：不允许有相对的位移。适用于地基条件好的地域，施 工简单，运用广泛，如水泥砂浆接口半柔