排水工程ppt课件

1、城 市 排 水 工 程大气降水雨雪蒸发渗流径流冰川蒸发地下水江河湖泊海洋水的自然循环给水排水工程的义务河 流取水净水厂生活消费消防排水管道污水处置厂排放口循环给水管网本章的主要内容概论污水雨水管道系统设计排水管渠及附属构筑物-排水工程概念、内容、作用、排水体制、排水 系统的布置方式等-排水管渠断面方式、接口、根底、附属构筑物等 -管道系统设计流量、水力计算等 1.1排水工程的概念、作用、内容什么是排水工程 在城镇，从住宅、工厂和各种公共建筑中不断地排除各种各样的污水，需求有效地搜集、保送，并进展适当的处置，以维护环境卫生；对城镇降水也需求及时地排除，否那么将会积水成灾，妨碍社会生活。 排水工程

2、就是用完善的管渠系统及泵站、处置厂等各种设备，将城镇各种污水和雨水，进展搜集、保送、处置和利用的工程。1、排水工程概论排水工程的作用1维护环境免受污染，使城市免受污水之害和洪水之灾2促进工农业消费，保证城市可继续开展3维护人民的身体安康与正常生活城市污水的再利用有控制地利用污水灌溉农田，工业废水中有价值的原料的回收，以及城市污泥的利用等。 通常污染的水对人类安康的危害有两种方式： 传染疾病：污水中含有致病微生物而引起传染病的蔓延，如伤寒、霍乱、胃肠炎、痢疾、传染性肝炎等 污水中的有毒有害物质，能引起人们急性或慢性中毒，甚至引起癌症或其它各种“公害病。排水工程的义务将污、雨水搜集并保送到排放地点

3、，是排水管网的义务；将排水管网保送来的污水，进展妥善处置和合理的利用，是污水处置厂的义务。排水工程的内容：一是污水的搜集、保送部分排水管网二是污水的处置、利用部分污水处置本章主要内容什么是污水 人类生活和消费中用过的，改动了原来的化学成分和物理性质的水，叫污水。污水的种类按来源分生活污水工业废水降水降雨和降雪城市污水1.2污水含义及种类生活污水 生活污水，是指在人们日常生活中经运用过的水，包括从厕所、卫生间、浴室、厨房、食堂和洗衣房等处排除的水。它来自居民住宅区、公共建筑、机关、学校、医院、商店及工厂中生活间部分。 主要成分：有机物(例如蛋白质、动植物脂肪、碳水化合物、尿素、氨氮等)。污染较严

4、重，需处置后排放工业废水 工业废水，是指工矿企业在消费过程中排放的废水。工业废水按其污染程度的不同可分为；消费废水和消费污水两类。 消费废水是指在运用过程中遭到轻度污染或水温增高的水。如冷却水即属于这一类，通常经部分处置即可在消费中反复利用，或直接排入水体。 消费污水是指在运用过程中遭到严重污染的水，其成分复杂，往往含有大量的有机物，重金属及有毒物质，这类污水普通需求经过适当处置后才干排放，或在消费中反复利用。天然降水 天然降水，普通是指雨水及融化的冰雪水。由于天然降水的径流量很大，必需及时排除，否那么，会积水成灾，影响当地居民的正常生活和消费活动。污水的最终出路有三：一是排放水体二是灌溉农田

5、三是反复运用其中排放水体是最常用的一种处置方式。 污水的搜集、保送、处置和排放等设备以一定的方式组成的总体。排水系统包括管道系统和污水处置系统。管道系统：搜集和保送污水的设备，把污水从产生处保送至污水厂或出水口，它包括排水设备、检查井、管渠、水泵站等工程设备。污水处置系统：处置和利用污水的设备，包括城市及工业企业污水厂(站)中的各种处置构筑物及除害设备等。1.3 排水系统体制排水系统的含义排水系统体制的含义城市中的生活污水、工业废水和降水的搜集与排除方式称为排水系统的体制，简称排水体制。排水体制的分类 完全分流制 分流制 不完全分流制排水体制 半分流制截流式分流制 合流制 直排式合流制 截流式

6、合流制 完全合流制 将生活污水、工业废水及天然降水采用同一管网系统搜集、保送和排放时，普通称这种排水方式为合流制排水系统。 合流制排水系统直排式合流制在一些大城市，早期建筑的合流制排水系统，对于搜集、保送的城市污水及天然降水都不经任何处置，直接排入天然水体，这种方式称为直排式合流制。国内外的许多大城市，在早期建成的排水系统，几乎都是采用的直排式合流制系统， 对水体污染严重。优点：采用这种系统时，街道下只需一条排水管道，因此管网建立比较经济;又不建污水厂，所以投资普通较低。有时出水口构造复杂，造价较高，但总投资还是较低的。缺陷：由于全部污水不经处置直接排入水体，故对水体污染严重。 截流式合流制排

7、水系统，是在原有直排式合流体制根底上，增建一条或多条截流干管，将原有的各个独立的出口串联起来，沿水体增建截流总干管并设置溢流井。 截流式合流制 污水与雨水合流后排向沿河的截流干管，并在干管上设置雨水溢流井。不降雨水时，污水流入处置厂进展处置；降雨时，管中流量增大，当管内流量超越一定限制时，超出的流量将经过溢流井溢入河道中。该系统中，城市污水及部分初降雨水得到了处置，从而大大地改善了排放污水的水质，减轻了对天然水体的污染。即使在雨天，也仅有部分混合污水不经处置直接排入水体，故对水体的污染较直排式合流制有很大的改善；但在多雨的地域，污染能够依然严重。适宜于老城市的旧合流制的改造。 将污水和雨水合流

8、于一条管渠，全部送往污水处置厂进展处置。 特点：卫生条件较好，街道下只需一条排水管道，因此管网建立比较经济。 缺陷：几种污水聚集后 都流入处置厂，使处置厂的规模过大，投资过多，建立困难；不降雨时，排水管内水量较小，管中水力条件较差；污水厂的运转管理不便。因此，采用者不多。 完全合流制分流制排水系统的排水方式是：将生活污水、工业废水与天然降水分类排除。为此要建造两个或两个以上的排水管网系统，分别搜集、保送和排除。 分流制排水系统在分流制排水系统中，普通将生活污水与工业废水合并排入同一排水管网系统；将天然降水单独排入另一排水管网系统。我们将搜集、保送、排除生活污水和工业废水的排水管网称为污水管网系

9、统；搜集、保送、排除天然降水的排水管网，称为雨水管网系统。1完全分流制 分设污水和雨水两个管渠系统，前者聚集生活污水、工业废水，送至处置厂，经处置后排放和利用；后者聚集雨水，就近排入水体。新建的城市、工业区和开发区，普通应采用该方式。特点：完全分流制系统卫生情况好，管内水力条件也较佳，并可以分期建立，减少一次投资。实践采用的较多。缺陷：由于管道数增多，投资比合流制增大。同时，因雨水可直接排入河道，初降的雨水较脏，有能够污染河道。 2不完全分流制 只需污水管道系统而没有完好的雨水排水系统。污水经过污水排水系统流至污水处置厂，经过处置利用后，排入水体；雨水经过地面漫流进入不成系统的明沟或小河，然后

10、进入较大的水体。 该种体制投资省，主要用于有适宜的地形，有比较健全的明渠水系的地方，以便顺利排泄雨水。对于新建城市或开展中地域，为了节省投资或急于排出污水，先采用明渠排雨水，待有条件后，再改建雨水暗管系统，变成完全分流制系统。对于地势平坦，多雨易呵斥积水地域，不宜采用不完全分流制。3半分流制截流式分流制 既有污水排水系统，又有雨水排水系统。与完全分流制的不同之处是在于它具有把初期雨水引入污水管道的特殊设备，称雨水跳越井。在小雨时，初期雨水经截流干管与污水一同进展污水处置厂处置；大雨时，后续雨水跳越截流干管经雨水干管排入水体。 该种体制可以更好地维护水环境，卫生条件好，但投资大，在经济条件好，生

11、活程度高，对环境卫生有特殊要求的地域可采用，目前运用不多。合流制和分流制的比较：环保方面：完全合流制对环境的污染最小；截留式合流制雨天时部分污水溢流入水体，呵斥污染；分流制在降雨初期有污染。 造价方面：合流制管道比完全分流制可节省投资20%40%， 但合流制泵站和污水处置厂投资要高于分流制， 总造价看，完全分流制高于合流制。而采用不 完全分流制，初期投资少、见效快，在新建地 区适宜采用。 合流制污水厂维护管理复杂。晴天时合流制管道内易于沉淀。同时，晴天和雨天流入污水厂的水量变化很大，添加了污水厂运转管理的复杂性。维护管理：完全合流制截流式合流制完全分流制不完全分流制环保5 好3 差4 较好3.

12、5 较差总造价5 高4 较高5 高3 较低维护管理4.5 较简单4 相对复杂5 相对简单4.5 较简单排水体制的选择1、工业企业中，普通采用分流制排水系统多数情况下，采用分质分流、清污分流。假设消费废水的成分和性质同生活污水类似时，可将生活污水和消费污水用同一管道系统排放。水质较清洁消费废水可直接排入雨水管道，或反复利用。含有特殊污染物的有害消费污水，应在车间附近设置部分处置设备，不允许与生活或消费污水直接混合排放。 2、城市中环境维护是选择排水体制时所思索的主要问题。在新建地域，排水系统普通应采用分流制。可思索采用合流制排水系统的情况： a. 附近有水量充沛的大河或近海； b. 街道较窄且地

13、下设备较多，建筑污水和雨水两条管线有困难地域； c. 雨水稀少，废水全部处置的地域(沙漠地域)。我国目前排水系统的情况： 排水管渠多为合流制，且普及率低。 城市污水处置率低，大部分城市污水未经处置直接排入水体，呵斥水体污染。 污染较多严重的“三河“三湖 三河：辽河、海河、淮河 三湖：滇池、太湖、巢湖 此外，渤海湾近40%的海域污染严重(主要是富营养化)，据统计，鱼类已由119种减至53种(2000年底)排水系统的组成 为了及时、有效地搜集、保送、排除城市污水及天然降水，可以采用不同的排水体制。任何一种排水体制，都是由一系列作用不同的各种设备组成的。1.4 排水系统的组成及布置方式污水排水系统的

14、组成雨水排水系统的组成城市污水排水系统的组成部分室内污水管道系统与设备室外污水管道系统污水处置厂出水口事故排出口污水泵站或压力管道手盆、便器、水封管、支管、竖管、出户管邻居管道、街道污水管道、附属构筑物等1生活污水排水系统 生活污水排水系统由室内污水排水系统和室外污水排水系统两大部分组成。污水排水系统的组成(1)室内污水排水系统 室内污水排水系统主要包括：室内污水排水管道及其附属卫生设备。它用于搜集、保送室内的生活污水，并将其排至室外的管网。(2)室外污水排水系统 室外污水排水系统包括邻居污水系统与街道污水系统两个组成部分，设置在工厂或居民住宅区内的污水管道，称为邻居污水系统，其作用是将厂区、

15、居住区的生活污水搜集并保送至街道污水系统。 街道污水系统是敷设在街道下，普通布置在市政道路下，其作用是接纳从街区、厂区排水管的污水，经过各级管道保送至污水处置厂或排水出口。污水沿着由支管、干管、主干管组成的地下枝状管网排出。庭院或邻居管道系统敷设在一个庭院地面以下，衔接各房屋出户管的管道系统称为庭院管道系统。敷设在一个邻居地面以下，并衔接一群房屋出户管或整个邻居内房屋出户管的管道系统称为邻居管道系统。假设敷设在居住小区内，那么称为居住小区管道系统。街道污水管道系统 敷设在街道下面用以排除庭院或邻居管道流来的污水的管道系统称为街道污水管道系统。在市区内它由支管、干管和主干管等组成。 支管承接由庭

16、院或邻居污水管道流来的污水。在排水区界内，常按分水线划分成几个排水流域，在各排水流域内，干管聚集保送由支管流来的污水，也常称为流域干管。主干管聚集保送由两个或两个以上干管流来的污水，市郊干管把污水从主干管保送至总泵站、污水厂、出水口等。管道系统上还包括检查井、跌水井、倒虹管等附属构筑物。2污水管网系统上的附属构筑物 在污水管网系统中，除必需的管渠外，还设有一些必要的附属构筑物，其中包括：检查井、衔接井、跌水井、倒虹管等，有关这些构筑物的详细内容，将在以后引见。3污水泵站及压力管道污水普通以重力流排除，但当遭到地形等条件限制、重力流有困难时，就需求设置泵站。泵站分为部分泵站、中途泵站和总泵站等。

17、压送泵站出来的污水至高地自流管道或污水厂的承压管段，称为压力管道。 部分泵站：低洼地域的污水需求提升至较高地域的管道中污水泵站 中途泵站：当埋深大于最大允许值时设置 总泵站：污水厂中(终点泵站)4污水处置厂 污水在排入天然水体前，为了维护水体、减少污染，普通要经过必要的处置，以改善排放污水的水质。这些处置污水和污泥的构筑物及其附属设备的组合，称为污水处置厂。城市污水处置厂，普通在排水管网的总出水口前，位于河流的下游，并距城镇的居住区或公共建筑有一定的卫生防护间隔。5出水口及事故排出口 污水排入受纳水体的渠道和出口称为出水口，它是整个城市污水排水系统的终点设备。 事故排出口是指在污水排水系统的中

18、途，在某些易于发生缺点的组成部分前面所设置的辅助性出水渠。一旦发生缺点，污水就经过事故排出口直接排入水体。 雨水搜集系统与设备邻居或厂区雨水管道系统街道雨水管道系统出水口雨水泵站雨水口、天沟、雨水斗、水落管雨水排水系统的组成部分1房屋雨水排除设备 用于搜集、保送来自住宅、厂房、公共建筑等屋面的雨水，并将其排到地面的集水设备，普通包括：天沟、雨水斗、水落管及建筑周围的雨水沟等。雨水排水系统的组成房屋雨水排除设备与雨水排水系统的关系4、雨水排水泵站 雨水管网系统中，雨水普通可就近直接排入天然水体。设计中，力求不设置雨水排水泵站。然而，在地势平坦地域，排水范围广，管线长的条件下，有时不得不设置雨水排

19、水泵站。此外，在汛期，由于接纳水体的水位高，雨水管网受天然水体标高的限制，不能直接排入，也需求在出口处建立泵站，经泵站提升后强迫排入水体。2、邻居雨水排水系统 设置于厂区或居住区内的雨水管道、雨水明渠、雨水口及其支管，被称为邻居雨水排水系统。它用于搜集、保送厂区或居住区内的地面雨水，并将其排入街道雨水排水系统。3、街道雨水排水系统 设置于城镇主要街道及工业区主要干道的雨水干管和城市主要雨水排水渠，构成城市排水的骨干系统，称为街道雨水排水系统。它不仅搜集、保送所在道路及其汇水范围内的地域雨水，还要接纳由邻居雨水管网系统转送来的全部雨水。排水系统的布置方式排水系统的布置原那么 充分利用地形、地势，

20、就近排入水体，以减小管道埋深、降低工程造价 排水系统布置的影响要素地形地势土壤情况河流情况气候情况城市总体规划1正交式布置 当地势向水体适当倾斜的地域，各排水流域的干管可以最短间隔沿与水体垂直相交的方向布置，这种称为正交式布置。正交布置的干管长度短、管径小，造价经济，污水排出迅速。但污水未经处置直接排放会使水体蒙受严重污染。因此，在现代城市中，这种方式仅用于排除雨水。就地形条件而论，排水系统有以下几种主要布置方式：1-城市边境； 2-排水流域分界 线；3- 支管；4-干管；5-出水口；6-污水厂；7- 灌溉田； 8-泵站口1-城市边境； 2-排水流域分界 线；3- 支管；4-主干管；5-污水厂

21、；6-污水泵站；7- 出水口2平行式布置 在地势向水体有较大倾斜的地域，为了防止因干管坡度和管内流速过大，使干管遭到严重冲刷，可使干管与等高线或水体根本平行，主干管与等高线或水体成一定倾斜角度敷设，这种布置方式称为平行式布置。1-干管；2-主干管；4-污水泵站；5-压力管道；6-污水处置厂；7-出口管渠1-城市边境； 2-排水流域分界 线；3- 支管；4-主干管；5-污水厂；6-污水泵站；7- 出水口3分区式布置 在地势高低相差很大的地域，当污水不能靠重力流至污水厂时，可采用分区式布置。即在地势高的地域和地势低的地域分别敷设独立的管道系统，高地势地域的污水靠重力流直接进入污水厂，而低地势地域的

22、污水那么靠泵站提升至高地势地域干管或污水厂。它只能用于个别阶梯地形或地形起伏很大的地域，优点是能充分利用地形排水，节省电力。1-城市边境； 2-排水流域分界 线；3- 支管；4-干管；5-出水口；6-污水厂；7- 灌溉田； 8-泵站口1-城市边境； 2-排水流域分界 线；3- 支管；4-主干管；5-污水厂；6-污水泵站；7- 出水口 对正交式布置，在河岸再敷设总干管，将各干管的污水截流送至污水厂，这种布置称为截流式。这种方式对减轻水体污染，改善和维护环境有艰苦作用。适用于分流制污水排水系统，将生活污水及工业废水经处置后排入水体。也适用于区域排水系统，区域总干管截流各城镇的污水送至城市污水厂进展

23、处置。同样适用于截流式合流制排水系统，但应留意雨天有部分混合污水排入水体，易呵斥水体污染。4截流式布置1-城市边境； 2-排水流域分界 线；3- 支管；4-干管；5-出水口；6-污水厂；7- 灌溉田； 8-水体1-城市边境； 2-排水流域分界 线；3- 支管；4-主干管；5-污水厂；6-污水泵站；7- 出水口 当城市周围有河流，或城市中央部分地势高，地势向周围倾斜的地域，各排水流域的干管常采用辐射状分分布置，各排水流域具有独立的排水系统。 这种布置具有干管长度短、管径小、管道埋深浅、便于污水灌溉等优点，但污水厂和泵站的数量将增多。在地形平坦的大城市，采用辐射状分分布置能够是比较有利的。对于大城

24、市可以思索采用，如我国上海等城市便采用了该种布置方式。5分散式布置1-城市边境； 2-排水流域分界 线；3- 支管；4-干管；5-出水口；6-污水厂；7- 灌溉田； 8-水体1-城市边境； 2-排水流域分界 线；3- 支管；4-主干管；5-污水厂；6-污水泵站；7- 出水口6环绕式布置1-城市边境； 2-排水流域分界 线；3- 支管；4-干管；5-出水口；6-污水厂；7- 灌溉田； 8-水体1-城市边境； 2-排水流域分界 线；3- 支管；4-主干管；5-污水厂；6-污水泵站；7- 出水口 近年来，由于建造污水厂用地缺乏，而且建造大型污水厂比建造多个小型污水厂经济等缘由，而倾向于建造规模大的污

25、水厂，所以将分散式开展成环绕式布置，经过截流主干管将污水截流送至污水厂。对于中小城市可以思索采用。排水管道在街道上的位置在现代化城市的街道下，埋有各种地下设备：(1)各种管道一给水管、排水管、煤气管、供热管等 ；(2)各种电缆电缆、电灯电缆、电力电缆、电信电缆等；(3)各种隧道一人行地道、地下铁道、防空隧道、工业隧道等。 这些设备在街道横断面上的位置(平面位置和垂直位置)，均由规划部门统筹安排。建立部门必需按同意的位置进展建立。 1.5排水管道平面与纵向布置 一切地下管线应尽量布置在人行道、非机动车道和绿化带下，不得已时，才将埋深大、修缮次数少的污水、雨水管道布置在机动车道下。从道路红线向道路

26、的中心线方向平行布置的次序宜为：电力电缆、电信电缆、燃气配气、给水配水、热力管道、燃气输气、给水输水、雨水排水、污水排水。 各种管线在立面上的布置普通为：给水管在污水排水管之上，电力管线、煤气管线、热力管线在给排水管线之上。 因此，污水管道与其他地下管线或设备的程度和垂直最小净距见下表。 普通情况下，污水管道与其他地下管线或设备之间的相对位置应满足以下要求； (1)保证在敷设和检修管道时互不影响； (2)污水管道损坏时，不致影响附近建筑物及根底，不致污染生活饮用水。(3) 与建筑物程度净距： 管道埋深浅于建筑物根底时，普通不小于2.5m(压力管不小于5.0m)；管道埋深深于建筑物根底时，按计算

27、确定，但不小于3.0m。(4) 与给水管程度净距：给水管管径小于或等于200mm时，不小于1.5m；给水管管径大于200mm时，不小于3.0m 。与生活给水管道交叉时，污水管道.合流管道在生活给水管道下面的垂直净距不应小于0.4m。当不能防止在生活给水管道上面穿越时，必需予以加固，加固长度不应小于生活给水管道的外径加4米。(5) 与乔木中心间隔不小于1.5米；如遇现状高大乔木时，那么不小于2.0米。(6) 穿越铁路时应尽量垂直经过。沿单行铁路敷设时应距路堤坡脚或路堑坡顶不小于5米。 管道的埋设深度是指管底内壁到地面的间隔。管道的埋设深度对整个管道系统的造价和施工影响很大。管道埋深越大，造价越高

28、，施工期越长。有的管道埋深添加2-3m，本钱将添加1倍以上。 为了降低造价，缩短施工期，管道埋深愈小愈好。但覆土厚度应有一个最小的限值，以满足技术上的要求，这个最小限值成为最小覆土厚度。污水管道的埋深与覆土厚度 经计算，污水管网占污水工程总投资的50-75，而构成污水管道造价的管槽开挖、回填、沟槽支撑、管道根底等都与管道的埋设深度有关，因此确定经济合理的管道埋深对于降低工程造价是非常重要的。 覆土厚度是指管道外壁顶部到地面的间隔；覆土厚度应有一个最小的限值，即最小覆土厚度。它是为满足以下技术要求而提出的：(1)防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道 冰冻层内污水管道埋设深度或覆土厚度，应根据

29、流量、水温、水流情况和敷设位置等要素确定。由于污水温度较高，即使在冬天水温也不会低于4。比如，根据东北几个冰冷城市冬季污水管道的调查，满洲里市、哈尔滨、齐齐哈尔市的出户污水管水温，经过多年实测在4-15之间，齐齐哈尔市的街道污水水温平均为5 ，一些高达8-9。此外，污水管道按一定的坡度敷设，管内污水经常坚持一定的流量不断流动。因此，污水在管道内是不会冰冻的，管道周围的土壤也不会冰冻。所以，不用把整个污水管道都埋设在土壤冰冻线以下。但假设将管道全部埋设在冰冻线以上，那么因土壤冰冻膨胀能够损坏管道根底，从而损坏管道。最小埋深或最小覆土厚度确实定 规定：无保温措施的生活污水管道或水温暖它接近的工业费

30、水管道，管底可埋设在冰冻线以上0.15m，并应保证管顶最小覆土厚度。国外规范规定：污水管道最小埋深，应根据当地的养护阅历采用。无养护资料时，管底最小埋深在最低冰冻线以上的数值采用如下：管径小于500mm，为0.3m；管径大于500mm，为0.5m，但管顶最小覆土厚度不得小于0.7m。(2)必需防止管壁因地面荷载而遭到破坏 埋设在地面下的污水管道接受着覆盖其上的土壤静荷载和地面上车辆运转呵斥的动荷载。为防止管壁在这些动、静荷裁作用下被破坏，除提高管材强度外，重要的措施就是保证管道有一定的覆土厚度。由于车辆运转对管道产生的动荷载，其垂直压力随着深度添加而向管道两侧传送，最后只需一部分集中的轮压力传

31、送到地下管道上。从这一要素思索并结合各地埋管阅历，管顶最小覆土厚度应根据管材强度、外部荷载和土壤性质等条件，结合当地阅历确定。管顶的最小覆土厚度宜为：人行道下0.6m，车行道下0.7m.(3)满足街区污水衔接纳衔接的要求 最小埋深必需满足邻居内管道与街道下管道衔接上的要求。街道污水管道必需能承接邻居污水管、而邻居污水管又必需承接房屋出户污水管，因此，街道污水管埋深遭到出户污水管埋深的控制。在气候暖和的地域，居民出户管的最小埋深，从安装技术讲，要使建筑物首层卫生器具内的污水顺利排出，通常采用0.55-0.65m；在冰冷地域，按室外排水设计规范规定计算，最小埋深过大。哈尔滨建筑大学经过调查以为，应

32、该采用减小埋深而增大出户管坡度的方法。管径D150mm用1坡度；D200mm用7坡度。冰冷地域可将污水出户管顶浅埋至最大冰冻厚度1/3处。街道污水管起始端埋深，可根据污水出户管埋深进展计算 管道的埋深有一个最大限值，称为最大埋深。普通应据技术经济目的及施工方法决议。 在污水排水区域内，对管渠系统的埋深起控制造用的地点称为控制点。各条管渠的起点大都是这些管渠的控制点，离出水口最远的起始点，普通情况是整个管渠系统的控制点。 从上述三个不同要素出发，可以得到三个不同的管道埋深或覆土厚度，这三个数值中的最大值就是这一管道的最小覆土厚度或最小埋深。污水管道的衔接 在污水管道系统中，为了满足衔接与养护管理

33、的要求，通常在管径、坡度、高程、方向发生变化及支管接入的地方设置检查井。在检查井中必需思索上下游管道衔接时的高程关系。管道衔接应遵照以下两个原那么： (1)尽能够提高下游管段的高程，以减小管道的埋深，降低工程造价； (2)防止上游管段中构成回水而呵斥淤积。 管道衔接的方法通常有水面平接和管顶平接两种。水面平接 水面平接是指在水力计算中，使上游管段终端和下游管段起端在设计充溢度条件下的水面相平，即上游管段终端与下游管段起端的水面标高一样。普通用于上下游管径一样的污水管道的衔接。由于上游管段中的水面变化较大，水面平接时在上游管段内的实践水面标高能够低于下游管段的实践水面标高，因此，在上游管段中易构

34、成回水。管顶平接 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一样。普通用于上下游管径不同的管道的衔接。采用管顶平接可以防止在上游管段中产生回水，但下游管段的埋深将添加。这对于城市平坦地域或埋设较深的管道，有时是不适宜的。 无论采用哪种衔接方法，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。 污水管道系统设计的首要义务，在于正确地确定污水设计流量。污水设计流量是污水管道及其附屑构筑物能保证经过的最大流量。通常以最大日最大时流量作为污水管道系统的设计流量。它包括生活污水设计流量和工业废水设计流量两部分。2 污水管道系统设计流量确实定居住区生活污水设计

35、流量 2.1生活污水设计流量城市污水管道的生活污水主要来自居住区、工业企业的生活间和公共建筑三部分。生活污水量计算方法各不一样，现分述如下：(1)居住区生活污水量规范n 居住区生活污水量规范也称为居住区生活污水排水定额，是指在居住区污水排水系统设计中所用的每人每日所排出的平均污水量。它与给水量规范、室内卫生设备情况、气候、居住条件、生活习惯、生活程度及其他地方条件等许多要素有关。(2)设计人口 设计人口是指污水排水系统设计期限终期的规划人口数，是计算污水设计流量的根本数据。它是由城市总体规划确定的，在数值上等于人口密度与效力面积的乘积。 (3)生活污水量总变化系数 由于居住区生活污水量规范是平

36、均值，因此根据设计人口数和生活污水量规范计算所得到的是污程度均日流量。而实践上流入污水管道的污水量时辰都在变化。夏季与冬季不同，一天中白天和晚上也不一样，白天每小时的污水量也有很大差别。普通说来，居住区的污水量在凌晨几个小时最小，上午6-8时和下午5-8时最大。就是在一小时内，污水量也是有变化的，但这个变化较小，通常假定一小时内流入污水管道的污水是均匀的。这种假定普通不会影内污水排水系统设计和运转的合理性。 实践上，总变化系数随污程度均流量的大小而不同，平均流量愈大，那么总变化系数愈小。工业企业的生活污水主要来自消费区的食堂、卫生间等，淋浴污水来自浴室，并且在每个任务班下班后1h内较均匀流出。

37、因此，工业企业生活污水和淋浴污水的设计流量可按下式计算：工业企业生活污水和淋浴污水设计流量公共建筑生活污水设计流量 某些小型公共建筑和工业企业的污水量已包括在居住区生活污水量规范之内，而大型公共建筑和排水量大的工业企业的污水量那么作为集中流量单独计算。如需计算排水量大的工业企业或大型公共建筑的集中污水流量，亦按上述方法计算。工业废水设计流量按下式计算2.2工业废水设计流量 工业废水量规范取决于产品种类、消费工艺、单位产品用水量以及给水方式等。 在不同的工业企业中，工业废水的排出情况很不一致，有些工业废水是均匀排出的，而有些那么变化较大，甚至个别车间的工业废水在短时间内一次排放。因此工业废水量的

38、变化取决于工业企业的性质和消费工艺。普通情况下，工业废水量的日变化较少，其日变化系数为1。时变化系数可经过实测废水量最大一天的各小时流量计算。 某些工业废水量的时变化系数大致为：冶金工业1-1.1；化学工业1.3-1.5；纺织工业1.5-2；食品工业1.5-2；皮革工业1.5-2；造纸工业1.3-1.8。2.3地下水渗入量 当土质、地下水位、管道和接口资料以及施工质量、管道运转时间等要素的影响，地下水位高于排水管渠时，排水系统的设计应思索渗入的地下水量。渗入的地下水量Q4根据测定资料确定，普通按单位管长和管径的渗入地下水量计，也可按平均日综合污水和工业废水量计。日本规定采用阅历数据，按每人每日

39、最大污水量的10-20%计，美国按0.01-1.0m3/d.mm-km计。 这种计算方法是假定排出的各种污水都在同一时间内出现最大流量，这在污水管道设计中是合理的。但在泵站和污水厂设计中，如采用此法计算污水设计流量将呵斥宏大浪费。由于各种污水最大时流量同时发生的能够性很小，且各种污水集合时能相互调理，因此可使流量顶峰降低。因此，在确定泵站和污水厂的设计流量时，应以各种污水混合后的最大时流量作为设计流量才是经济合理的。城市污水设计流量为：2.4城市污水设计总流量Q=Q1+Q2+Q3+Q4例：某肉类结合加工厂每天宰杀活家畜258t，废水量规范为8.2m3/t，总变化系数为1.8，三班制消费，每班8

40、h。最大班职工人数860人，其中在高温及严重污染车间任务的职工占总数的40，运用淋浴人数按85计；其他60的职工在普通车间任务，运用淋浴人数按30%计。工厂居住区面积为9.5hm2，人口密度为580人hm2。生活污水量规范为160L/(人d)，各种污水由管道聚集送至污水处置站，试计算该厂的污水设计流量。3 污水管道的水力计算3.1污水管道的水力计算 污水管道水力计算的目的在于合理地、经济地选择管道断面尺寸、坡度和埋深。由于这种计算是根据水力学规律，所以称为管道的水力计算。假设在设计与施工中留意改善管道的水力条件，那么可使管内污水的流动形状尽能够地接近均匀流。由于变速流公式计算的复杂性和污水流动

41、的变化不定。因此，为了简化计算，目前在排水管道设计中仍采用均匀流公式。污水在管道中流动的特点 污水由支管流入干管，再流入主干管，最后流入污水处置厂。管道由小到大，分布类似河流，呈树枝状。污水在管道中普通是靠管道两端的水面差从高处向低处流动，管道内不接受压力，靠重力流动。排水管道水力计算的根本公式流量公式流速公式C流速系数或谢才系数；过水断面面积与湿周的比值过水断面面积计算C值的阅历公式，常用的有曼宁公式。经进一步计算得污水管道设计参数 由水力计算公式可知，设计流量与设计流速和过水断面积有关，而流速那么与管壁粗糙系数、水力半径和水力坡度有关。为保证污水管道的正常运转，(GBJl4-87)(199

42、7年版)中对这些要素综合思索，提出了如下的计算控制参数，在污水管道设计计算时，必需予以遵守。设计充溢度在设计流量下，污水在管道中的水深h与管道直径D比值称为设计充溢度，它表示污水在管道中的充溢程度当H/D1时称为满流，H/D1时称为不满流。规定，污水管道按不满流进展设计，其最大设计充溢度的规定如表所示。(1)为了平安 污水流量时辰在变化，很难准确计算，而且雨水或地下水能够经过检查井盖或管道接口渗入污水管道。因此，有必要保管一部分管道断面，为未预见水量的增长留有余地，防止污水溢出妨碍环境卫生，同时使渗入的地下水顺利流泄。(2)有利通风 污水管通内堆积的污泥能够分解析出一些有害气体。此外，污水中如

43、含有汽油、苯、石油等易燃液体，能够构成爆炸性气体。故需留出适当的空间，以利管道的通风，排除有害气体。 管道部分充溢时，管道内水流速度在一定条件下比满流时大一些。例如，h/D0.813时，流速到达最大值，而当h/D 1和0.5时的流速相等。 h/D =0.95时，流量Q到达最大值，然后降低，而h/D 1时的流量比h/D =0.5时的流量大一倍。(3)水力条件污水按照不满流设计的缘由是：设计流速 设计流速是指管道在设计充溢度条件下，排泄设计流量时的平均流速。设计流速过小，污水流动缓慢，其中的杂质那么易于沉淀淤积；反之，污水流速过高，能够对管壁产生冲刷，甚至损坏管道。为了防止管道内产生淤积或管壁蒙受

44、冲刷，规定了污水管道的最小设计流速和最大设计流速。 最小设计流速是保证管道内不致发生淤积的流速。根据污水管道实践运转的阅历，污水管道在设计充溢度下的最小设计流速为0.6ms。 最大设计流速是保证管道不被冲刷损坏的流速。该值与管道资料有关，通常金属管道的最大设计流速为10ms，非金属管道的最大设计流速为5ms。最小设计坡度 在均匀流情况下，水力坡度等于水面坡度，即管底坡度。管道的流速和水力坡度间存在一定的关系。相应于最小设计流速的坡度就是最小设计坡度，即是保证管道不发生淤积时的坡度。 由流速公式可得， 设计坡度与R成反比，而水力半径R又是过水断面积与湿周的比值，因此在给定设计充溢度条件下，管径越

45、大，相应的最小设计坡度那么越小。最小设计坡度详细规定为；管径为200mm时，最小设计坡度为0.004；管径为300 mm时，最小设计坡度为0.003；管径为400 mm时，最小设计坡度为0.0015。 最小管径 普通在污水管道系统的上游部分，污水设计流量很小，假设根据设计流量计算，那么管径会很小。根据养护阅历证明，管径过小极易堵塞。此外，采用较大的管径那么可选用较小的坡度，从而使管道埋深减小，造价降低。因此，为了养护任务的方便，常规定一个允许的最小管径。污水管道在邻居和厂区内的最小管径为200mm，在街道下为300mm。假设按设计流量计算确定的管径小于最小管径，那么应采用规定的最小管径，其坡度

46、采用相应的最小设计坡度，而不再进展水力计算，这样的管段称为不计算管段。 在污水管道的水力计算中，污水流量通常是知值，而需求确定管道的直径和坡度。所确定的管道断面尺寸需在规定的设计充溢度和设计流速条件下，可以排泄设计流量。管道敷设坡度确实定应充分思索地形，参照地面坡度和最小设计坡度确定。一方面要使管道尽能够与地面坡度平行敷设，以减小埋深；另一方面也必需满足设计流速的要求，使管道不发生淤积和冲刷。污水管道水力计算的方法 在详细计算中，对每一管道而言有六个水力参数，分别是：管径D、粗糙系数n、充溢度hD、水力坡度i、流量Q、流速v，而只需流量Q为知数，用水力计算的根本公式计算极为复杂。为了简化计算，

47、通常把上述各水力参数之间的关系绘制成水力计算图。对每一张图而言，D和n为知数。它有四组线，其中横线代表Q ，竖线代表i ，从左下方向右上方倾斜的斜线代表hD，从左上方向右下方倾斜的斜线代表v。经过该图，在Q、i、hD、v这四个水力参数中，只需知道两个，就可以查出另外两个。水力计算图例: 知n0.014，D300mm，i0.004，Q30Ls，求v和hD。解 采用D300mm的计算图 先在纵轴上找到代表J0.004的横线，再从横轴上找到代表Q30Ls的竖线，两条线相交得一点。这一点落在代表流速v为0.8ms与0.85ms的两斜线之间，按内插法计算v0.82ms，同时该点还落在hD0.5与hD0.

48、55的两斜线之间，按内插法计算hD0.52。例:知n0.014，D300mm，Q32Ls， hD0.6，求i和v。0.00300.00400.850.80.750.500.5530L/s水力计算表每一张表的管径和粗糙系数是知的，在不同坡度与充溢度中，可以得到相应的流量和流速。表中Q、i、hD、v 要素中，知两个，可求出另外两个。运用时可直接查得所需求素，比查图准确。例：图为某市一个邻居的平面图。居住区邻居人口密度为350人/hm2，污水量规范为100L(人d)。公共浴室的污水设计流量为4Ls，工厂的工业废水设计流量为25L/s。生活污水及经过部分处置后的工业废水全部送至污水厂处置。工厂工业废水

49、排出口的管底埋深为2m，试进展该邻居污水管道系统的设计。污水管道的设计方法与水力计算步骤(1)在邻居平面图上布置污水管道 (2)邻居编号并计算其面积(3)划分设计管段，计算设计流量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(普通定为邻居两端)、集中流量及旁侧支管进入的点，作为设计管段的起止点并将该点的检查井编上号码。污水管道流量设计步骤管道布置污水管道水力计算(1)从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，填入表中。(2)将各设计管段的设计流量填入表中。设计管段起止点检查井处的地面标高填入表中第10、11项。(3)计算每一设计管段的地面坡度，作为确定管道坡度时的参考值。

50、例如，管段1-2的地面坡度为(86.20-86.1)1100.0009。(4)根据管段1-2的设计流量，参照地面坡度估算管径。设计流量Q为25Ls，假设采用最小管径200mm，当h/D0.6(最大设计充溢度)时，v1.25m/s，i0.016。起始管段坡度太大，会增大整个管道系统的埋深，故不采用。放大管径，采用250mm的管径，在最大充溢度h/D0.6时，坡度为0.0047，比本管段的地面坡度大得多。为了使管道埋深不致添加过多，宜采用较小坡度,故继续放大管径。采用D300mm的管道，查水力计算图，当Q25L/s时，v0.7m/s，h/D0.51，i0.003，均符合控制参数的规定，故采用。将确

51、定的管径、坡度、流速和充溢度四个数据分别填入表中第4、5、6、7项。(5)根据设计管段长度和管道坡度求管段降落量。如管段1-2的降落量为i*L0.0031100.33m，填入表中第9项。(6)根据管径和充溢度求管段的水深。如管段1-2的水深为hD(hD)0.30.510.153m，填入表中第8项。(7)求设计管段上、下端的管内底标高和埋设深度。首先要确定管网系统的控制点。本例中控制点是1点。再计算各点的管内底标高和埋设深度。(8)求设计管段上、下端水面标高。管段上下端水面标高等于相应点的管内底标高加水深。如管段1-2中1点的水面标高为84.2+0.15384.353m，填入表中策12项；2点的

52、水面标高为83.87十0.15384.023m，填入表中第13项。3.2排水管渠的断面方式城市排水工程中，常用的管渠断面方式有圆形、半椭圆形、马蹄形、矩形、梯形和蛋形等。1、圆形断面 圆形断面的水力性能较好，在一定坡度下，指定的断面积具有的水力半径最大，因此流速大，流量也大。此外，圆形管便于预制，节省资料，受力条件好，假设沟槽方式与管道相称时，能获得较高的稳定性，在运输、施工和养护管理方面也较方便。因此图形断面是最常用的一种断面方式。2、矩形断面 矩形断面可以就地浇制或砌筑，为增大排水量，可根据需求添加深度。因此，它的运用性较广。某些工业企业的污水管道、路面狭窄地域的排水管道和排洪沟均可采用。

53、 很多地域在矩形断面的根底上加以改造，将渠道底部制成弧形流槽或低流槽，它们适用于合流制管渠，晴天污水在低流槽或弧形流槽内流动，以坚持一定的充溢度和流速，减轻管道的淤积。3、半椭圆形断面 半椭圆形断面在土压力和动荷载较大时，可以更好地分配管壁压力，因此可减小管壁厚度。在污水流量变化不大及管渠直径大于2m时，采用较为适宜。4、马蹄形断面 马蹄形断面的高度小于宽度。在地质条件较差或地形平坦，因受纳水体水位的限制而要尽量减小管道的埋深时，可采用此种方式的断面。此外，马蹄形断面的下部较大，排除流量无大变化的大流量污水较为适宜。但其稳定性需依赖于回填土的密实度，假设回填土松软，两侧底部的管壁易产生裂痕。5

54、、蛋形断面 蛋形断面从实际上看，由于底部断面较小，小流量时可以维持较大的流速，因此可减少淤积。但实践养护阅历证明，此种断面的冲洗和清通任务比较因难，实践工程采用不多。6、梯形断面 梯形断面普通用于排水明渠。在市区内可采用砖石，混凝土块铺砌。对于无铺砌的土明渠，可根据当地的土质条件采用不同的边坡。 3.3排水管渠应具备的条件排水管渠必需具有足够的强度，以接受外部的荷载和内部的水压，并保证在运输和施工过程中不致破裂。排水管渠应具有抵抗污水中杂质的冲刷磨损才干和抗腐蚀才干，以免在污水或地下水的侵蚀作用下很快损坏。排水管渠必需密闭不透水，以防止污水渗出或地下水渗入。排水管渠的内壁应平整光滑，使水流阻力

55、尽量减小。排水管渠应就地取材，并尽量采用预制管件，以降低管渠的造价和缩短工期。3.4 常用的排水管材 混凝土管和钢筋混凝土管适用于排除雨水和污水，目前施工中普通都是采用预制的混凝土管和钢筋混凝土管。分混凝土管、轻型钢筋混凝土管和重型钢筋混凝土管三种。 管口通常有承插式、企口式和平口式三种方式。3.4.1混凝土管及钢筋混凝土管 混凝土管的管径普通小于450mm，长度多为1m，适用于管径较小的无压管。当管道埋深较大或敷设在土质条件不良地段，以及穿越铁路、河流、谷地时通常采用钢筋混凝土管。 混凝土管和钢筋混凝土管便于就地取材，制造方便。而且可根据抗压的不同要求，制成无压管、低压管、预应力管等，所以在

56、排水管道系统中得到广泛的运用。钢筋混凝土管和预应力钢筋混凝土管除用作重力流排水管道外，还可用作泵站的压力管及倒虹管。 它们的主要缺陷是抵抗酸、碱侵蚀及抗渗性能差、管节短、接头多、施工复杂。在地震烈度大于8度的地域及饱和松砂、淤泥和淤泥土质、冲填土和杂填土的地域不宜敷设。另外，管径大时自艰苦，搬运不便。3.4.2陶土管 陶土管是由塑性粘土制成的。为了防止在焙烧过程中产生裂痕，通常参与一定比例的耐火粘土和石英砂，经过研细、调和、制坯、烘干、焙烧等过程制成。根据需求可制成无釉、单面釉、双面釉的陶土管。假设采用耐酸粘土和耐酸填充物，还可制成特种耐酸陶土管。陶土管普通制成圆形断面，有承插口和平口两种方式

57、。 带釉的陶土管内外壁光滑，水流阻力小，不透水性好，耐磨损，抗腐蚀。但陶土管质脆易碎，不宜远运，不能受内压，抗弯抗拉强度低，不宜敷设在松土中或埋深较大的地段。此外，管节短、接口多添加了施工的费事和费用。陶土管适用于排除酸性废水，或管外有侵蚀性地下水的污水管道。 普通陶土管的最大公称直径为300mm，有效长度为800mm，适用于居住区室外排水管道。耐酸陶土管的最大公称直径为800mm，普通在400mm以内，管节长度有300mm、500mm、700mm、1000mm四种，适用于排除酸性废水。3.4.3金属管 常用的金属管为铸铁管或钢管。室外排水管道很少采用，只需在地震烈度大于8度或地下水位高、流砂

58、严重的地域，或接受高内压、高外压的管道及对渗漏要求特别高的地段才采用金属管。 金属管质地巩固，抗压、抗震、抗渗性能好；内壁光滑，水流阻力小；管节长度大，接头少。但价钱昂贵，采用钢管时需加防腐措施。 随着新型建筑资料的不断研制，用于制造排水管道的资料也日益增多，新型排水管道也不断涌现，如英国正式消费的玻璃纤维钢筋混凝土管和热固性树脂管，日本消费的离心混凝土管等，其性能都优于普通的混凝土管和钢筋混凝土管。在国内，对于小口径DN600以下排水管道，正逐渐被硬聚氯乙烯管替代。3.4.4新型管材1、质轻，搬运装卸便利：2、耐酸、耐碱、耐腐蚀性优良 3、流体阻力小 PVC管的壁面光滑，对流体的阻力小，其粗

59、糙系数仅为0.009。 4、机械强度大 PVC管的耐水压强度，耐外压强度，耐冲击强度等均甚良好5、电气绝缘性佳 6、不影响水质 7、施工简易 PVC管之接合施工迅速容易，故施工工程费低廉硬聚氯乙烯管 PVC-U管的特性 在很多地域，除采用上述各种管材排除城市污水外，还采用浆砌砖、石渠道或大型钢筋混凝土渠道。 砖砌渠道运用普遍，常用的断面方式有圆形、矩形、半椭圆形等。可用普通砖或特制的楔形砖砌筑。在石料丰富的地域，可用料石或毛石砌筑。渠道的上部称作渠顶，下部称作渠底，两壁称作渠身。通常将渠底和根底做在一同，渠顶砌成拱形，渠底和渠身勾缝，以便水力性能良好。3.4.5排水渠道排水管道的预制管径普通小

60、于2m，实践上当管道的设计断面大于1.5m时，通常就在现场建造排水渠道。常用的建筑资料有砖、石、混凝土块、钢筋混凝土块和现浇钢筋混凝土。我国常用的几种渠道方式：3.5 排水管道的接口与根底3.5.1排水管道的接口 在排水管网系统中，每条管道都是由一节节管子衔接而成的。两节管子之间的衔接处，即所谓管接口，是整条管线的薄弱环节。排水管道的密闭性和耐久性在很大程度上取决于敷设管道时接口的质量。管道接口应具有足够的强度、不透水、能抵抗污水或地下水的侵蚀，并有一定的弹性。根据接口的弹性，普通分为柔性、刚性和半柔半刚性三种接口方式。 1、柔性接口 允许管道纵向轴线交错3-5mm或交错成一个较小的角度，而不