排水管道工程第2章课件

排水管道工程第2章课件1第二章污水管道系统的设计污水管道系统：收集、输送污水的管道及其附属构筑物。主要设计内容：1.设计数据的确定（人口、面积、污水定额等）；2.污水管道的平面布置；3.污水管道设计流量计算和水力计算；4.污水管道附属构筑物（泵站、倒虹管）设计计算；5.污水管道系统在街道横断面上的位置的确定；6.绘制污水管道系统的平面图和纵剖面图。第二章污水管道系统的设计污水管道系统：收集、输送污水的管道2第二章第一节设计资料的调查及方案确定一、设计资料的调查调查什么？有什么作用？1.明确任务的资料查：城镇的整体规划及管道所涉及的所有市政部门的规划；明确：工程的设计范围、设计期限、人口、拟采用的排水体制、污水定额、已有管道走向、地下管道状况等等。第二章第一节设计资料的调查及方案确定一、设计资料的调查3第二章第一节设计资料的调查及方案确定2.当地自然因素方面的资料（1）地形图（2）气象资料气温、风、降雨、空气湿度等等（3）水文资料受污河流的水量、流速、水位、洪水等（4）地质资料地表组成及承载力、地下水水位、地震情况第二章第一节设计资料的调查及方案确定2.当地自然因素方面4第二章第一节设计资料的调查及方案确定3.有关工程方面的资料主要是道路、管线规划第二章第一节设计资料的调查及方案确定3.有关工程方面的5第二章第一节设计资料的调查及方案确定二、方案确定当通过仔细的收集设计资料后，会有很多情况摆在设计人员面前，这些情况的每个个体，尤其是一些困难的解决方法都会直接影响到设计方案的确定。设计人员可能会设计出有多套方案，每个方案各有利弊，因此，必须进行针对性的研究，从而找出一个相对最佳的。第二章第一节设计资料的调查及方案确定二、方案确定6第二章第二节污水设计流量的确定一、污水设计流量的计算污水设计流量：污水管道及其附属构筑物能保证通过的污水最大流量称为污水设计流量。污水设计流量包括生活污水和工业废水两类。第二章第二节污水设计流量的确定一、污水设计流量的计算7第二章第二节污水设计流量的确定式中Q1——居民生活污水设计流量（L/s）；

n——居民生活污水定额（L/cap·d）；

N——设计人口数；

Kz——生活污水量总变化系数。1.生活污水设计流量（1）居住区生活污水设计流量cap——人第二章第二节污水设计流量的确定式中Q1——居民生活污水设8第二章第二节污水设计流量的确定①居民生活污水定额：指居民每人每日所排出的平均污水量。②综合生活污水定额(还包括公共建筑排放的污水)居民生活污水定额与居民生活用水定额、建筑内给排水设施水平及排水系统普及程度等因素有关。注意：采用平均日污水量定额。我国现行《室外排水设计规范》规定，可按当地用水定额的80％～90％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。第二章第二节污水设计流量的确定①居民生活污水定额：我国现9第二章第二节污水设计流量的确定③设计人口：污水排水系统设计期限终期的规划人口数。设计人口＝人口密度×服务面积人口密度总人口密度：包括所有地区面积街区人口密度：只包括街区建筑面积人口密度：单位面积上的人口数，以cap/ha计。1ha＝10000m2第二章第二节污水设计流量的确定③设计人口：人口密度总人口10第二章第二节污水设计流量的确定④变化系数通常用变化系数来反映城镇污水量的变化程度。变化系数有日变化系数、时变化系数和总变化系数。日变化系数Kd：在一年中最大日污水量与平均日污水量的比值称为日变化系数。时变化系数Kh：最大日中最大时污水量与该日平均时污水量的比值，称为时变化系数。总变化系数Kz：最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值称为总变化系数。

Kz=Kd·Kh

第二章第二节污水设计流量的确定④变化系数Kz=Kd·11设：则：第二章第二节污水设计流量的确定设：则：第二章第二节污水设计流量的确定12第二章第二节污水设计流量的确定a.居民生活污水量变化系数总变化系数与平均流量有一定关系，平均流量愈大，总变化系数愈小。生活污水量总变化系数宜按现行《室外排水设计规范》规定采用。（a）查表法生活污水量总变化系数污水平均日流量（L/s）5154070100200500≥1000总变化系数Kz2.32.0第二章第二节污水设计流量的确定a.居民生活污水量变化系数13第二章第二节污水设计流量的确定（b）公式计算法该式是我国在多年观测资料的基础上进行综合分析总结出的计算公式。它反映了我国总变化系数与平均流量之间的关系：式中Q——平均日平均时污水量（L/s）。第二章第二节污水设计流量的确定（b）公式计算法式中Q——14第二章第二节污水设计流量的确定（2）工业企业生活污水及淋浴污水设计流量第二章第二节污水设计流量的确定（2）工业企业生活污水及淋15第二章第二节污水设计流量的确定2.工业废水设计流量系数第二章第二节污水设计流量的确定2.工业废水设计流量系数16第二章第二节污水设计流量的确定对于一个工矿企业而言，在某一段时期，由于期生产规模不会发生很大变化。所以，工业废水的日变化系数不会发生太大变化，一般就取1。

Kz=Kd·Kh则，

Kz＝Kh工业废水的总变化系数KZ等于时变化系数Kh。时变化系数Kh可参考：冶金废水化工废水纺织废水食品废水皮革废水造纸废水1.0～1.11.3～1.51.5～2.01.5～2.01.5～2.01.3～1.8即

第二章第二节污水设计流量的确定对于一个工矿企业而言，在某17第二章第二节污水设计流量的确定（4）城市污水设计总流量（3）地下水渗入量Q4第二章第二节污水设计流量的确定（4）城市污水设计总流量（18第二章第三节污水管道的水力计算一、污水管道的污水流动特点类似与小溪汇成河，支流汇成大江大河。城市污水管道系统中，污水也是由无数小支管到支管到干管再到主干管，呈树枝状。污水在污水管道系统中特点：1.与给水不同，污水主要靠重力自流方式从高向低流。2.绝大部分时间为非压力流。3.虽然水中有污染物，但仍假定是均匀流。第二章第三节污水管道的水力计算一、污水管道的污水流动特点19第二章第三节污水管道的水力计算根据污水近似均匀流特点，可得两个水力计算的基本公式：二、水力计算的两个基本公式Q：流量R：水力半径（过水端面/湿周）A：过水端面面积I：水力坡度（水面或管道坡度）v：流速C：流速系数第二章第三节污水管道的水力计算根据污水近似均匀流特点，可20第二章第三节污水管道的水力计算n：管壁摩擦系数。常用的混凝土、钢筋混凝土n＝0.014。第二章第三节污水管道的水力计算n：管壁摩擦系数。21第二章第三节污水管道的水力计算三、污水管道水力计算的设计数据水力计算的两个基本公式给出了：流量Q

流速v

粗糙系数n水力坡度I水力半径Ｒ过水断面面积A等水力要素之间的关系。为使污水管渠正常运行，需对这些因素加以考虑和限制。作为污水管道设计的依据。第二章第三节污水管道的水力计算三、污水管道水力计算的设计22第二章第三节污水管道的水力计算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＝１时称为满流；当h/D＜1时称为不满流。第二章第三节污水管道的水力计算1.设计充满度h/D23第二章第三节污水管道的水力计算在我国，按非满流进行设计。规定最大设计充满度原因：①污水量很难精确计算，应该留有余地；②有利于管内通风，排除有害气体，防止爆炸；③便于管道的疏通和维护管理。第二章第三节污水管道的水力计算在我国，按非满流进行设计。24第二章第三节污水管道的水力计算2.设计流速：与设计流量，设计充满度相对应的水流平均速度叫做设计流速；为了保证管内不发生淤积，规定了最小设计流速为0.6m/s；为保证管道不被冲刷损坏规定了最大设计流速，金属管道为10m/s，非金属管道5m/s。第二章第三节污水管道的水力计算2.设计流速：25第二章第三节污水管道的水力计算（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。污水管道位置最小管径（mm）街坊和厂区内街道2003003.最小管径：第二章第三节污水管道的水力计算（1）养护方便：一般在污水26第二章第三节污水管道的水力计算4.最小设计坡度：相应于管内流速为最小设计流速时的管道坡度为最小设计坡度；污水管道位置最小管径（mm）最小设计坡度街区和厂区内街道2003000.0040.003第二章第三节污水管道的水力计算4.最小设计坡度：污水管道27第二章第三节污水管道的水力计算5.污水管道的埋设深度污水管道的土方施工占总投资的50～70％，因此在保证工程质量的条件下，减少埋身非常重要。（1）埋深概念：a.覆土厚度：管道外壁到地面的距离；b.埋设深度：管道内壁到地面的距离；第二章第三节污水管道的水力计算5.污水管道的埋设深度（128第二章第三节污水管道的水力计算（2）最小埋深确定污水管道最小埋设深度时，必须考虑下列因素：①必须防止管内污水冰冻或土壤冰冻而损坏管道主要考虑到北方的部分地区冬天气温低。a.由于生活污水水温教高，且保持一定的流量不断地流动，所以污水不易冰冻。由于污水水温的辐射作用，管道周围的土壤不会冰冻，所以，在污水管道的设计中，没有必要将整个管道都埋设在土壤的冰冻线以下。b.如果将管道全部埋在冰冻线以上，则会因土壤冻涨而损坏管道基础。第二章第三节污水管道的水力计算（2）最小埋深①必须防止管29第二章第三节污水管道的水力计算《室外排水设计规范》规定：无保温措施的生活污水管道或水温与生活污水接近的工业废水管道、管底可埋设在冰冻线以上0.15m。第二章第三节污水管道的水力计算《室外排水设计规范》规定：30第二章第三节污水管道的水力计算②必须保证管道不致因为地面荷载而破坏管道埋在地下，要受到来自其上部的土壤静荷载及路面的动荷载。为了防止管道受外力损害，要求一定的最小覆土厚度。《室外排水设计规范》规定：在车行道下的排水管道，其最小覆土厚度一般不得小于0.7m。在对排水管道采取适当的加固措施后，其最小覆土厚度值可以酌减。第二章第三节污水管道的水力计算②必须保证管道不致因为地面31防止地面荷载破坏管道的要求：动荷载静荷载0.7m第二章第三节污水管道的水力计算防止地面荷载破坏管道的要求：动荷载静荷载0.7m第二章32第二章第三节污水管道的水力计算③必须满足街区污水管衔接的要求为了让住宅里面的产生的污水能够顺畅的排出进入小区，从而进入街道污水管道，就必须满足街道地下管道的埋深大于或等于街区管道埋深，而街区管道埋深必须大于或等于住宅出户管的埋深。从安装技术方面考虑，建筑物污水出户管的最小埋深一般在0.5～0.7m之间，以保证底层建筑污水的排出。所以小区污水管道的起端埋深最小也应有0.6～0.7m。由此值可计算出街道污水管道的最小埋设深度。第二章第三节污水管道的水力计算③必须满足街区污水管衔接的33Z1Z2LHDh街道管道街区污水管出户管连接支管第二章第三节污水管道的水力计算Z1Z2LHDh街道管道街区污水管出户管连接支管第二章第三34第二章第三节污水管道的水力计算对每一管道来说，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。三个值中，最大的一个即是管道的最小设计埋深。

第二章第三节污水管道的水力计算对每一管道来说，从上面三个35第二章第三节污水管道的水力计算（2）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7～8ｍ；在土质差、地下水位较高的地区，一般不超过5ｍ。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。第二章第三节污水管道的水力计算（2）最大埋深管道的36第二章第三节污水管道的水力计算五、污水管道水力计算的方法在具体的计算中，已知设计流量Q以及管道粗糙系数n，需要求管径D、充满度h/D，水力半径R，管道坡度I和流速v，两个方程式：需要知道3个已知条件，才能求出另外两个。这样做很难，因此目前大家采用水力计算图来计算。第二章第三节污水管道的水力计算五、污水管道水力计算的方法37第二章第三节污水管道的水力计算水力计算示意图（p161附录2-2）水力计算图表达了D、n、Q、v、I、h/D之间的关系。图中，D和为已知，Q、h/D、I、v中只要知道了其中的任意2个条件，就可以从图中找出其他2个条件。第二章第三节污水管道的水力计算水力计算示意图（p1638第二章第四节污水管道设计1.划定排水区界，划分排水流域2.管道定线和平面布置的组合3.控制点的确定和泵站的设置地点4.设计管段及设计流量的确定5.污水管道的衔接6.污水管道在街面上的位置主要内容第二章第四节污水管道设计1.划定排水区界，划分排水流域39第二章第四节污水管道设计排水区界是污水排水系统设置的界限。它是根据城市规划的设计规模确定的。在排水区界内，一般根据地形划分为若干个排水流域。（1）在丘陵和地形起伏的地区：流域的分界线与地形的分水线基本一致，由分水线所围成的地区即为一个排水流域。（2）在地形平坦无明显分水线的地区：可按面积的大小划分，使各流域的管道系统合理分担排水面积，并使干管在最大合理埋深的情况下，各流域的绝大部分污水能自流排出。1.划定排水区界，划分排水流域P13

第二章第四节污水管道设计排水区界是污水排水系统设置的界限。它40

41

42IIIIIIIVIIIIIIIV43第二章第四节污水管道设计2管道定线和平面布置的组合①遵循的主要原则：应尽可能地在管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；②考虑因素：地形、排水体制和、污水厂和出水口位置，水文地质条件，道路宽度，地下管线等等。(1)管道定线：在城镇总平面图上确定污水管道的位置和走向。管道平面布置：包括全部支管、干管、主干管、泵站、污水厂、出水口的具体位置和资料。定线顺序：主干管、干管、支管。第二章第四节污水管道设计2管道定线和平面布置的组合①遵循的主44IIIIIIIVIIIIIIIV45IIIIIIIVIIIIIIIV46第二章第四节污水管道设计地形是管道定线的主要影响因素。结合污水管道的布置形式（六种）理解。（1）主干管地形平坦或略有坡度，主干管一般平行于等高线布置，在地势较低处，沿河岸边敷设，以便于收集干管来水。地形较陡，主干管可与等高线垂直，这样布置主干管坡度较大，但可设置数量不多的跌水井，使干管的水力条件改善，避免受到严重冲刷。避开地质条件差的地区主干管的走向取决于污水厂和出水口位置。第二章第四节污水管道设计地形是管道定线的主要影响因素。结合污47平面图平面图48第二章第四节污水管道设计（2）干管●尽量设在地势较低处，以便支管顺坡排水；●地形平坦或略有坡度，干管与等高线垂直（减小埋深）●地形较陡，干管与等高线平行（减少跌水井数量）●一般沿城市街道布置。通常设置在污水量较大、地下管线较少、地势较低一侧的人行道、绿化带或慢车道下，并与街道平行。当街道宽度>40m，可考虑在街两侧设两条污水管，以减少连接支管的长度和数量。第二章第四节污水管道设计（2）干管49排水管道工程第2章课件50第二章第四节污水管道设计（3）支管取决于地形和街区建筑特征，并应便于用户接管排水。布置形式有：1）低边式：当街区面积较小而街区内污水又采用集中出水方式时，支管敷设在服务街区较低侧的街道下。第二章第四节污水管道设计（3）支管1）低边式：51第二章第四节污水管道设计2）周边式当街区面积较大且地势平坦时，宜在街区四周的街道下敷设支管。第二章第四节污水管道设计2）周边式当街区面积较52第二章第四节污水管道设计3）穿坊式

当街坊或小区已按规划确定，其内部的污水管网已按建筑物需要设计，组成一个系统时，可将该系统穿过其它街区，并与所穿街区的污水管网相连。第二章第四节污水管道设计3）穿坊式当街坊或小区已按规划确定，53第二章第四节污水管道设计3.控制点的确定和泵站的设置地点P16(1)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称为控制点。控制点大多是在管道的起点或具有相当埋深的工厂排出口或某些低洼地区的管道起点。第二章第四节污水管道设计3.控制点的确定和泵站的设置地点54第二章第四节污水管道设计(2)污水泵站：①中途泵站；②局部泵站；③管道系统终点泵站或者总泵站。第二章第四节污水管道设计(2)污水泵站：55第二章第四节污水管道设计4.管段设计与流量计算的确定P252.4.6设计管段的划分（1）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。（2）划分设计管段：当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。第二章第四节污水管道设计4.管段设计与流量计算的确定P256第二章第四节污水管道设计设计管段设计流量的确定每一设计管段的污水设计流量可能包括以下几种流量。（1）本段流量q1从本管段沿线街坊流来的污水量；

（2）转输流量q2从上游管段和旁侧管段流来的污水量；（3）集中流量q3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。第二章第四节污水管道设计设计管段设计流量的确定（1）本段流57第二章第四节污水管道设计工厂1234567192190191第二章第四节污水管道设计工厂12345671921958第二章第四节污水管道设计本段流量:以人口密度和管段的服务面积来计算公式如下：解释：①对于本段流量，计算时理想认为全部从管段起点集中进入设计管段。②对于而从上游管段和旁侧管流来的转输流量q2和集中流量q3对这一管段是不变的。第二章第四节污水管道设计本段流量:以人口密度和管段的服务面积59第二章第四节污水管道设计式中q1——设计管段的本段流量（L/s）；

F——设计管段的本段服务面积（ha）；

q0——比流量（L/s·ha）。比流量是指单位面积上排出的本段平均污水量。可用下式计算：式中n——生活污水定额（L/人·d）；——人口密度（人/ha）。第二章第四节污水管道设计式中q1——设计管段的本段流60第二章第四节污水管道设计(1)衔接原则：①尽可能提高下游管道的的高程，以减少管道埋深，降低造价；②避免上游管段中造成回水而造成淤积。(2)管道衔接的方法：①水面平接②管顶平接5.污水管道的衔接P17第二章第四节污水管道设计(1)衔接原则：5.污水管道的衔接61第二章第四节污水管道设计水面平接①水面平接：上游管段末端和下游管段的起端在指定设计充满度下水面相平。即标高相同！有时发生回水现象。第二章第四节污水管道设计水面平接①水面平接：有时发生回水现62第二章第四节污水管道设计管顶平接②管顶平接：上游管段末端和下游管段的起端的管顶标高相同。不致于有回水，但下游埋深较大。第二章第四节污水管道设计管顶平接②管顶平接：上游管段末端和下63第二章第四节污水管道设计管道衔接时需要注意的三个问题：①如果管径相同，采用水面平接；如果管径不同，采用管顶平接；②衔接要保证下游管道起端的水面和管底标高都不得高于上游终端；③有的连接可设跌水井。第二章第四节污水管道设计管道衔接时需要注意的三个问题：64第二章第四节污水管道设计①从建筑红线到道路中心线管线布置的顺序一般是：电力电缆—电信电缆—煤气管道—热力管道—给水管道—污水管道—雨水管道。②矛盾处理原则：新建让已建的，临时让永久的，小管让大管，压力管让重力流管，可弯让不可弯的，检修次数少的让检修次数多的。6.污水管道在街面上的位置P162.2.4污水管道与其它地下管线或构筑物的最小净距可参照表2.1（P17）确定。第二章第四节污水管道设计①从建筑红线到道路中心线管线布置的顺65第二章第五节污水管道设计设计举例在小区平面上布置污水管道街区编号并计算其面积划分设计管段，计算设计流量水力计算绘制管道平面图和纵剖面图第二章第五节污水管道设计设计举例在小区平面上布置污水管道66

某市一个区的街坊平面图。居住区街坊人口密度为350人/ha，居民生活污水定额为120L/人·d。火车站和公共浴室的污水设计流量分别为3L/s和4L/s。工厂甲排除的废水设计流量为25L/s。工厂乙排除的废水设计流量为6L/s。生活污水和经过局部处理后的工业废水全部送至污水厂处理。工厂废水排出口的管底埋深为2m，该市冰冻深度为1.40m。试进行该区污水管道系统的设计计算第二章第五节污水管道设计设计举例某市一个区的街坊平面图。居住区街坊人口密度为350人/h67火车站工厂甲工厂乙89888786河0100第二章第五节污水管道设计设计举例浴池火车站工厂甲工厂乙89888786河0100第二章第五节污68第二章第五节污水管道设计设计举例设计方法和步骤如下：1．在平面图上布置污水管道该区地势北高南低，坡度较小，无明显分水线，可划分为一个排水流域。主干管布置在市区南部河岸低处，基本上与等高线平行。干管基本上与等高线垂直，支管采用低边式布置，整个管道系统呈截流式布置。

2．街坊编号并计算其面积将街坊依次编号并计算其面积，列入表中。用箭头标出各街区污水排出的方向。第二章第五节污水管道设计设计举例设计方法和步骤如下：2．69河火车站浴工厂甲工厂乙89第二章第五节污水管道设计设计举例河火车站浴工厂甲工厂乙89第二章第五节污水管道设计设计举例70第二章第五节污水管道设计设计举例街坊面积汇总表街坊编号1234567街坊面积（ha）1.211.702.081.93街坊编号891011121314街坊面积（ha）2.211.962.042.402.401.212.28街坊编号15161718192021街坊面积（ha）1.451.702.001.801.661.231.53街坊编号222324252627街坊面积（ha）1.711.802.201.382.042.40第二章第五节污水管道设计设计举例街坊面积汇总表街坊编号171第二章第五节污水管道设计设计举例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，将各干管和主干管有本段流量进入的点（一般定为街坊两端）、集中流量及旁侧支管进入的点，作为设计管段的起止点的检查井并编上号码。第二章第五节污水管道设计设计举例3.划分设计管段，计算设72河火车站浴工厂甲工厂乙89第二章第五节污水管道设计设计举例12345678910111213141516171819河火车站浴工厂甲工厂乙89第二章第五节污水管道设计设计举例73各设计管段的设计流量列表进行计算。本例中，居住区人口密度为350人/ha，居民污水定额为120L/人·d，则生活污水比流量为（L/s·ha）

各设计管段的设计流量列表进行计算。（L/s·ha）74第二章第五节污水管道设计设计举例q1～2=25L/sq8～9=qs·F·kz=0.486×（1.21+1.70）·kz=1.41·kz=1.41×2.3=3.24L/sq9～10=qs·F·kz=0.486×（1.21+1.70+1.43+2.21）·kz=3.18·kz=3.18×2.3=7.31L/sq10～2=qs·F·kz=0.486×（1.21+1.70+1.43+2.21+1.21+2.28）·kz=4.88·kz=4.88×2.3=11.23L/s第二章第五节污水管道设计设计举例q1～2=25L/s75第二章第五节污水管道设计设计举例q2～3=qs·F·kz+q甲=(0.486×2.20+4.88·kz+q甲=(1.07+4.88)·kz+25=5.95×2.2+25=13.09+25=38.09L/s其他管段同理！污水管道系统的初步设计只设计到干管和主干管。第二章第五节污水管道设计设计举例q2～3=qs·F·kz76第二章第五节污水管道设计设计举例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q2L/s合计平均流量L/s总变化系数kz生活污水设计流量Q1L/s本段L/s转输L/s街坊编号街坊面积ha比流量qsL/s·ha流量q1L/s123456789101112污水主干（干）管设计流量计算表第二章第五节污水管道设计设计举例管段居住区生活污水量Q1集77第二章第五节污水管道设计设计举例第二章第五节污水管道设计设计举例78第二章第五节污水管道设计设计举例4．各管段的水力计算在各设计管段的设计流量确定后，便可按照污水管道水力计算的方法，从上游管段开始依次进行各设计管段的水力计算。

只讲授主干管的水力计算第二章第五节污水管道设计设计举例4．各管段的水力计算79主干管的水力计算表主干管的水力计算表80第二章第五节污水管道设计设计举例水力计算步骤：(1)从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，列入主干管水力计算表中第2项。如1－2管段约为110m。（2）将各设计管段的设计流量填入表中第3项。设计管段起止点检查井处的地面标高列入表中第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。如，1－2管段的坡度约为0.0009，坡度很小。第二章第五节污水管道设计设计举例水力计算步骤：81第二章第五节污水管道设计设计举例（4）根据管段的设计流量，参照地面坡度，确定各设计管段的管径、设计流速、设计坡度和设计充满度。本题先从D=300mm开始。这样对应到了附录2－2附图3。这样，D，n，Q就为已知条件，按照水力计算图，还需确定1项，才能完成某个管段的设计。由“最小管段对应最小坡度”可得，I＝0.003。查表可得v＝0.7m/s，h/D＝0.51，符合要求。把各个数据填到相应表格指定的第4、5、6、7项。第二章第五节污水管道设计设计举例（4）根据管段的设计流量，82第二章第五节污水管道设计设计举例（5）确定其他管段的D、v、h/D和I。从污水管道系统的主干管上游开始，下一个管道的流量都会相应的增大，如果增大的不是很多，管径可能不变；流量增大的比较多，管径就要增大一级或两级（50mm为一级）。从而根据流量选定每个设计管道的管径D。（这样就可以选择具体的水力计算图。）根据管径增大，下游管段内污水流速不小于上游管段的规律，选择一个适合的流速v，最终求出I和h/D。第二章第五节污水管道设计设计举例（5）确定其他管段的D、v83第二章第五节污水管道设计设计举例在水力计算中，由于Q、D、I、v、h/D各水力因素之间存在着相互制约的关系，因此，在查水力计算图时，存在着一个试算过程，最终确定的D、I、v、h/D要符合设计规范的要求。第二章第五节污水管道设计设计举例在水力计算中，由于Q、D84第二章第五节污水管道设计设计举例（6）计算各管段上端、下端的水面、管底标高及埋深a.根据设计管段的长度和设计坡度求管段的降落量。如管段1～2的降落量为I·L＝0.002×110＝0.22m，列入表中第9项。b.计算管段内的水深h＝D*h/D。c.确定控制点。经论证为1点，埋深为2.00m，填入第16项。d.计算各管段上端、下端的水面、管底标高及埋深，并填入10～15项。第二章第五节污水管道设计设计举例（6）计算各管段上端、下端85第二章第五节污水管道设计设计举例举例：1点的管内底标高等于1点的地面标高减去1点的埋深，为86.200-2.00＝84.200m，列入表中第14项。2点的管内底标高等于1点的管内底标高减去管段1～2的降落量，为84.200-0.330＝83.870m，列入表中第15项。2点的埋设深度等于2点的地面标高减去2点的管内底标高，为86.100-83.870＝2.23m，列入表中第17项。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84.200+0.153＝84.353m，列入表中第13项。第二章第五节污水管道设计设计举例举例：管段上、下端水面标高86第二章第五节污水管道设计设计举例第二章第五节污水管道设计设计举例87第二章第五节污水管道设计设计举例5.绘制管道平面图及纵剖面图第二章第五节污水管道设计设计举例5.绘制管道平面图及纵剖面88第二章第五节污水管道设计设计举例第二章第五节污水管道设计设计举例89设计过程一、小区定线1234567811109122378145610119131212345678111213910第二章第五节污水管道设计设计举例设计过程1234567811109122378145610190街区面积汇总表街区编号1234567街区面积（ha）7.507.506.406.406.406.406.40街区编号891011121314街区面积（ha）6.406.006.006.406.406.40

二、街区编号、换算面积第二章第五节污水管道设计设计举例街区面积汇总表街区编号1234567街区面积（ha）7.591三、划分设计管段，计算各设计管段设计流量第二章第五节污水管道设计设计举例三、划分设计管段，计算各设计管段设计流量第二章第五节污水管92四、主干管水力计算第二章第五节污水管道设计设计举例四、主干管水力计算第二章第五节污水管道设计设计举例9387.0085.0086.0084.0083.0082.0081.00第二章第五节污水管道设计设计举例87.0085.0086.0084.0083.0082.0094水资源与水危机水危机分析1.世界水资源现状65%淡水资源分布在10个国家。11亿人口喝不上干净水。4100万欧洲人口缺水。一些发展中国家妇女、儿童平均步行6公里取水。水资源与水危机水危机分析1.世界水资源现状95水资源与水危机水资源与水危机96水资源与水危机水资源与水危机97（1）水贵于油沙特货币：里亚尔（1里亚尔约2.0-2.4元）沙特1里亚尔=2L上等汽油＜1瓶矿泉水以色列1.25美元=1瓶矿泉水=4瓶牛奶水资源与水危机（1）水贵于油沙特货币：里亚尔（1里亚尔约2.0-2.4元）98请欣赏：<卜算子>宋代李之仪

我住长江头，君住长江尾；

日日思君不见君，共饮长江水。水资源与水危机请欣赏：<卜算子>水资源与水危机99“分享一条溪水的人”目前，世界上有214处国际河流、湖泊，面对日益严重的水危机，各国竭尽所能控制水资源，而不是“分享”，“对手”一词变了性质，水危机引发的争端越来越多。对手：？？？意思拉丁文？？？意思水资源与水危机“分享一条溪水的人”对手：？？？意思水资源与水危机100（2）水之战争历史：过去50年，水争端50起，37起暴力，21起为军事冲突。如：埃及与叙利亚；以阿争端；两伊战争世界央行前副行长：萨拉杰丁.伊斯梅尔，1995年言“20世纪的许多战争都是因石油而起，而到21世纪水将成为引发战争的根源。”水资源与水危机（2）水之战争历史：世界央行前副行长：萨拉杰丁.伊斯梅尔，11012.中国缺水（1）经济损失严重工业，仅因为缺水，每年损失金2000亿。（2）水乡缺水江南水乡，水网密布。但是由于污染，多数水质不佳。有些地方，淡水供应不足。如，舟山需要大型船只补水。企业福利：桶装纯净水。水资源与水危机2.中国缺水水资源与水危机102（3）华北地下漏斗耕地占40%，地表淡水只占6%，超采地下水。导致华北成为世界上最大的华北地下漏斗区。水资源与水危机（3）华北地下漏斗水资源与水危机103（4）缺水的西部由于降雨量小于蒸发量，缺水干旱。不能痛快的洗脸，洗澡，长距离运水。水资源与水危机（4）缺水的西部由于降雨量小于蒸发量，缺水干旱。水资源与水危104排水管道工程第2章课件105排水管道工程第2章课件106排水管道工程第2章课件107水资源与水危机课间学生们只有一壶水可以喝水资源与水危机课间学生们只有一壶水可以喝108（4）缺水的西部水资源与水危机（4）缺水的西部水资源与水危机109水资源与水危机水资源与水危机110（4）缺水的西部中国妇女发展基金会负责具体实施的一项“大地之爱－母亲水窖”公益事业。水资源与水危机（4）缺水的西部水资源与水危机1111.马明的愿望为姐姐出嫁前准备充足的水、客人喝上干净的水；2.副乡长的尴尬工作：劝牧民搬迁离开家乡他在小学里说了三句话：大家都搬迁走，但是这个地方永远是我们的家；不管你们走到哪儿，你们都要记住，等这个地方建设好了，我们还要回来的；黄河我们叫她母亲河，不仅仅是我们的母亲河，也是下游那么多老百姓的母亲河，我们搬迁是为了让下游的人们都能喝上水。水资源与水危机1.马明的愿望他在小学里说了三句话：大家都搬迁走，但是这个地112CCTV记录片《水问》/podcast/shuiwen水资源与水危机CCTV记录片《水问》http://space.tv1132046年，关于水的新闻…..水资源与水危机2046年，关于水的新闻…..水资源与水危机114第七节城市污水回用工程一、概述城市污水回用系统：把城市污水进行必要处理，使水质达到回用水的水质标准，在某一区域内重新使用的供水系统。迫于水资源短缺压力，人们已经把城市污水、雨水当成了第二水源。如此以来，不但可以缓解水资源匮乏的压力，也减少了对水环境的污染。在缺水地区尤为明显。第七节城市污水回用工程一、概述迫于水资源短缺压力，人们已经115缺水现状四分之一：我国水资源人均占有量仅相当于世界人均水平的四分之一。从总体上看，我国干旱缺水。300多座：中国660余座城市中有300多座城市缺水，严重缺水的就有100多座城市。2000亿元：我国每年因缺水造成的经济损失高达2000亿元以上。1750立方米：据预测，到2030年我国人口达到16亿峰值时，人均水资源拥有量将减少到1760立方米，而1750立方米正是国际公认的用水紧张线。第七节城市污水回用工程缺水现状第七节城市污水回用工程116在我国，污水处理后回用近几年才收到一定的重视，一个主要原因就是处理的费用比较大，如今可用淡水资源越来越少，城市用水越来越多，水价不断升高，再生水（中水回用）一词也就越来越热。人们把污水处理后一般作为：中水用途工业用水（主要是冷却水）生活杂用水（主要是冲厕）景观用水（可看不能与皮肤接触）农业灌溉、城市绿化地下水回灌等等第七节城市污水回用工程在我国，污水处理后回用近几年才收到一定的重视，一个主要原因就117二、回用水源及其水质要求水资源确实短缺，给回用水提供了“市场”，但是，并不意味着所有的污水、废水都可作为城市污水回用工程的水源。回用水水源对其水质有严格的要求：符合《污水排入城市下水道水质标准》、《生物处理构筑物进水中有害物质允许浓度》和《污水综合排放标准》。（P158）以城市生活污水为主，尽量减少工业废水的比重！另外还有一些具体的指标要求：（P54-55）第七节城市污水回用工程二、回用水源及其水质要求水资源确实短缺，给回用水提供了“市场118第七节城市污水回用工程三、回用水水质标准回用的具体用途不同，水质标准不尽相同。P55-56四、城市污水回系统及其组成1.污水收集系统2.再生水厂3.再生水输送系统4.管理部门第七节城市污水回用工程三、回用水水质标准四、城市污水回119第七节城市污水回用工程1.污水收集系统主要就是靠城市污水管道系统收集，尽可能不用明渠；将适合做回用水的水源（原水）以最短距离最快速度送到再生水厂。2.再生水厂仍然是污水处理厂，但该厂的出水不再排入自然水体，而是用于回收利用。由于出水要求比较高，流程与普通污水厂不大相同，再生水厂都有污水的深度处理系统。再生水厂应该选择在靠近原水收集区或再生水用户较近的地区。第七节城市污水回用工程1.污水收集系统2.再生水厂120第七节城市污水回用工程3.再生水输送系统再生水不是传统意义上的给水，因此需要自己的一套供水系统。为了防止腐蚀，尽可能用非金属管。4.用户的用水管理主要是针对用水对象不同而言。有的用户（如工业冷却水）对于水要求比较严格，再生水出厂时达到要求，但是到了用户处时就不一定了，所以用户还需进一步管理。第七节城市污水回用工程3.再生水输送系统4.用户的用水管理121第七节城市污水回用工程五、安全措施及监测控制再生水水质即使再好，人们仍然把它当作“污水”，所以就不放心，因此必须准备一些必要的管理及措施。1.控制好水源收集系统。防止不符合要求的水进入收集系统。在这些水的接口处设监测设备和闸门。第七节城市污水回用工程五、安全措施及监测控制1.控制好水122第七节城市污水回用工程2.严格区分再生水及饮用给水管道系统。①二者禁止连接；②再生水必须做好防渗防漏；③检查井盖明确“再生水”标记；④明装时涂上标记颜色；⑤再生水管上不得按照水龙头或其他饮水器，防止误饮误用。第七节城市污水回用工程2.严格区分再生水及饮用给水管道系统123第七节城市污水回用工程3.管道间距的管理再生水、饮用水、排水管道平行时，最小水平间距不得小于0.5m。交叉时，再生水位于饮用水与排水管道中间，最小间距不小于0.5m。4.再生水水质必须保证稳定、可靠。并预留新鲜水管道系统。5.再生水厂与用户多沟通。还应设有水质取样、分析设施、人员专业培训、设备故障报警系统。第七节城市污水回用工程3.管道间距的管理4.再生水水质124本章结束！本章结束！125排水管道工程第2章课件126排水管道工程第2章课件127第二章污水管道系统的设计污水管道系统：收集、输送污水的管道及其附属构筑物。主要设计内容：1.设计数据的确定（人口、面积、污水定额等）；2.污水管道的平面布置；3.污水管道设计流量计算和水力计算；4.污水管道附属构筑物（泵站、倒虹管）设计计算；5.污水管道系统在街道横断面上的位置的确定；6.绘制污水管道系统的平面图和纵剖面图。第二章污水管道系统的设计污水管道系统：收集、输送污水的管道128第二章第一节设计资料的调查及方案确定一、设计资料的调查调查什么？有什么作用？1.明确任务的资料查：城镇的整体规划及管道所涉及的所有市政部门的规划；明确：工程的设计范围、设计期限、人口、拟采用的排水体制、污水定额、已有管道走向、地下管道状况等等。第二章第一节设计资料的调查及方案确定一、设计资料的调查129第二章第一节设计资料的调查及方案确定2.当地自然因素方面的资料（1）地形图（2）气象资料气温、风、降雨、空气湿度等等（3）水文资料受污河流的水量、流速、水位、洪水等（4）地质资料地表组成及承载力、地下水水位、地震情况第二章第一节设计资料的调查及方案确定2.当地自然因素方面130第二章第一节设计资料的调查及方案确定3.有关工程方面的资料主要是道路、管线规划第二章第一节设计资料的调查及方案确定3.有关工程方面的131第二章第一节设计资料的调查及方案确定二、方案确定当通过仔细的收集设计资料后，会有很多情况摆在设计人员面前，这些情况的每个个体，尤其是一些困难的解决方法都会直接影响到设计方案的确定。设计人员可能会设计出有多套方案，每个方案各有利弊，因此，必须进行针对性的研究，从而找出一个相对最佳的。第二章第一节设计资料的调查及方案确定二、方案确定132第二章第二节污水设计流量的确定一、污水设计流量的计算污水设计流量：污水管道及其附属构筑物能保证通过的污水最大流量称为污水设计流量。污水设计流量包括生活污水和工业废水两类。第二章第二节污水设计流量的确定一、污水设计流量的计算133第二章第二节污水设计流量的确定式中Q1——居民生活污水设计流量（L/s）；

n——居民生活污水定额（L/cap·d）；

N——设计人口数；

Kz——生活污水量总变化系数。1.生活污水设计流量（1）居住区生活污水设计流量cap——人第二章第二节污水设计流量的确定式中Q1——居民生活污水设134第二章第二节污水设计流量的确定①居民生活污水定额：指居民每人每日所排出的平均污水量。②综合生活污水定额(还包括公共建筑排放的污水)居民生活污水定额与居民生活用水定额、建筑内给排水设施水平及排水系统普及程度等因素有关。注意：采用平均日污水量定额。我国现行《室外排水设计规范》规定，可按当地用水定额的80％～90％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。第二章第二节污水设计流量的确定①居民生活污水定额：我国现135第二章第二节污水设计流量的确定③设计人口：污水排水系统设计期限终期的规划人口数。设计人口＝人口密度×服务面积人口密度总人口密度：包括所有地区面积街区人口密度：只包括街区建筑面积人口密度：单位面积上的人口数，以cap/ha计。1ha＝10000m2第二章第二节污水设计流量的确定③设计人口：人口密度总人口136第二章第二节污水设计流量的确定④变化系数通常用变化系数来反映城镇污水量的变化程度。变化系数有日变化系数、时变化系数和总变化系数。日变化系数Kd：在一年中最大日污水量与平均日污水量的比值称为日变化系数。时变化系数Kh：最大日中最大时污水量与该日平均时污水量的比值，称为时变化系数。总变化系数Kz：最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值称为总变化系数。

Kz=Kd·Kh

第二章第二节污水设计流量的确定④变化系数Kz=Kd·137设：则：第二章第二节污水设计流量的确定设：则：第二章第二节污水设计流量的确定138第二章第二节污水设计流量的确定a.居民生活污水量变化系数总变化系数与平均流量有一定关系，平均流量愈大，总变化系数愈小。生活污水量总变化系数宜按现行《室外排水设计规范》规定采用。（a）查表法生活污水量总变化系数污水平均日流量（L/s）5154070100200500≥1000总变化系数Kz2.32.0第二章第二节污水设计流量的确定a.居民生活污水量变化系数139第二章第二节污水设计流量的确定（b）公式计算法该式是我国在多年观测资料的基础上进行综合分析总结出的计算公式。它反映了我国总变化系数与平均流量之间的关系：式中Q——平均日平均时污水量（L/s）。第二章第二节污水设计流量的确定（b）公式计算法式中Q——140第二章第二节污水设计流量的确定（2）工业企业生活污水及淋浴污水设计流量第二章第二节污水设计流量的确定（2）工业企业生活污水及淋141第二章第二节污水设计流量的确定2.工业废水设计流量系数第二章第二节污水设计流量的确定2.工业废水设计流量系数142第二章第二节污水设计流量的确定对于一个工矿企业而言，在某一段时期，由于期生产规模不会发生很大变化。所以，工业废水的日变化系数不会发生太大变化，一般就取1。

Kz=Kd·Kh则，

Kz＝Kh工业废水的总变化系数KZ等于时变化系数Kh。时变化系数Kh可参考：冶金废水化工废水纺织废水食品废水皮革废水造纸废水1.0～1.11.3～1.51.5～2.01.5～2.01.5～2.01.3～1.8即

第二章第二节污水设计流量的确定对于一个工矿企业而言，在某143第二章第二节污水设计流量的确定（4）城市污水设计总流量（3）地下水渗入量Q4第二章第二节污水设计流量的确定（4）城市污水设计总流量（144第二章第三节污水管道的水力计算一、污水管道的污水流动特点类似与小溪汇成河，支流汇成大江大河。城市污水管道系统中，污水也是由无数小支管到支管到干管再到主干管，呈树枝状。污水在污水管道系统中特点：1.与给水不同，污水主要靠重力自流方式从高向低流。2.绝大部分时间为非压力流。3.虽然水中有污染物，但仍假定是均匀流。第二章第三节污水管道的水力计算一、污水管道的污水流动特点145第二章第三节污水管道的水力计算根据污水近似均匀流特点，可得两个水力计算的基本公式：二、水力计算的两个基本公式Q：流量R：水力半径（过水端面/湿周）A：过水端面面积I：水力坡度（水面或管道坡度）v：流速C：流速系数第二章第三节污水管道的水力计算根据污水近似均匀流特点，可146第二章第三节污水管道的水力计算n：管壁摩擦系数。常用的混凝土、钢筋混凝土n＝0.014。第二章第三节污水管道的水力计算n：管壁摩擦系数。147第二章第三节污水管道的水力计算三、污水管道水力计算的设计数据水力计算的两个基本公式给出了：流量Q

流速v

粗糙系数n水力坡度I水力半径Ｒ过水断面面积A等水力要素之间的关系。为使污水管渠正常运行，需对这些因素加以考虑和限制。作为污水管道设计的依据。第二章第三节污水管道的水力计算三、污水管道水力计算的设计148第二章第三节污水管道的水力计算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＝１时称为满流；当h/D＜1时称为不满流。第二章第三节污水管道的水力计算1.设计充满度h/D149第二章第三节污水管道的水力计算在我国，按非满流进行设计。规定最大设计充满度原因：①污水量很难精确计算，应该留有余地；②有利于管内通风，排除有害气体，防止爆炸；③便于管道的疏通和维护管理。第二章第三节污水管道的水力计算在我国，按非满流进行设计。150第二章第三节污水管道的水力计算2.设计流速：与设计流量，设计充满度相对应的水流平均速度叫做设计流速；为了保证管内不发生淤积，规定了最小设计流速为0.6m/s；为保证管道不被冲刷损坏规定了最大设计流速，金属管道为10m/s，非金属管道5m/s。第二章第三节污水管道的水力计算2.设计流速：151第二章第三节污水管道的水力计算（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。污水管道位置最小管径（mm）街坊和厂区内街道2003003.最小管径：第二章第三节污水管道的水力计算（1）养护方便：一般在污水152第二章第三节污水管道的水力计算4.最小设计坡度：相应于管内流速为最小设计流速时的管道坡度为最小设计坡度；污水管道位置最小管径（mm）最小设计坡度街区和厂区内街道2003000.0040.003第二章第三节污水管道的水力计算4.最小设计坡度：污水管道153第二章第三节污水管道的水力计算5.污水管道的埋设深度污水管道的土方施工占总投资的50～70％，因此在保证工程质量的条件下，减少埋身非常重要。（1）埋深概念：a.覆土厚度：管道外壁到地面的距离；b.埋设深度：管道内壁到地面的距离；第二章第三节污水管道的水力计算5.污水管道的埋设深度（1154第二章第三节污水管道的水力计算（2）最小埋深确定污水管道最小埋设深度时，必须考虑下列因素：①必须防止管内污水冰冻或土壤冰冻而损坏管道主要考虑到北方的部分地区冬天气温低。a.由于生活污水水温教高，且保持一定的流量不断地流动，所以污水不易冰冻。由于污水水温的辐射作用，管道周围的土壤不会冰冻，所以，在污水管道的设计中，没有必要将整个管道都埋设在土壤的冰冻线以下。b.如果将管道全部埋在冰冻线以上，则会因土壤冻涨而损坏管道基础。第二章第三节污水管道的水力计算（2）最小埋深①必须防止管155第二章第三节污水管道的水力计算《室外排水设计规范》规定：无保温措施的生活污水管道或水温与生活污水接近的工业废水管道、管底可埋设在冰冻线以上0.15m。第二章第三节污水管道的水力计算《室外排水设计规范》规定：156第二章第三节污水管道的水力计算②必须保证管道不致因为地面荷载而破坏管道埋在地下，要受到来自其上部的土壤静荷载及路面的动荷载。为了防止管道受外力损害，要求一定的最小覆土厚度。《室外排水设计规范》规定：在车行道下的排水管道，其最小覆土厚度一般不得小于0.7m。在对排水管道采取适当的加固措施后，其最小覆土厚度值可以酌减。第二章第三节污水管道的水力计算②必须保证管道不致因为地面157防止地面荷载破坏管道的要求：动荷载静荷载0.7m第二章第三节污水管道的水力计算防止地面荷载破坏管道的要求：动荷载静荷载0.7m第二章158第二章第三节污水管道的水力计算③必须满足街区污水管衔接的要求为了让住宅里面的产生的污水能够顺畅的排出进入小区，从而进入街道污水管道，就必须满足街道地下管道的埋深大于或等于街区管道埋深，而街区管道埋深必须大于或等于住宅出户管的埋深。从安装技术方面考虑，建筑物污水出户管的最小埋深一般在0.5～0.7m之间，以保证底层建筑污水的排出。所以小区污水管道的起端埋深最小也应有0.6～0.7m。由此值可计算出街道污水管道的最小埋设深度。第二章第三节污水管道的水力计算③必须满足街区污水管衔接的159Z1Z2LHDh街道管道街区污水管出户管连接支管第二章第三节污水管道的水力计算Z1Z2LHDh街道管道街区污水管出户管连接支管第二章第三160第二章第三节污水管道的水力计算对每一管道来说，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。三个值中，最大的一个即是管道的最小设计埋深。

第二章第三节污水管道的水力计算对每一管道来说，从上面三个161第二章第三节污水管道的水力计算（2）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7～8ｍ；在土质差、地下水位较高的地区，一般不超过5ｍ。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。第二章第三节污水管道的水力计算（2）最大埋深管道的162第二章第三节污水管道的水力计算五、污水管道水力计算的方法在具体的计算中，已知设计流量Q以及管道粗糙系数n，需要求管径D、充满度h/D，水力半径R，管道坡度I和流速v，两个方程式：需要知道3个已知条件，才能求出另外两个。这样做很难，因此目前大家采用水力计算图来计算。第二章第三节污水管道的水力计算五、污水管道水力计算的方法163第二章第三节污水管道的水力计算水力计算示意图（p161附录2-2）水力计算图表达了D、n、Q、v、I、h/D之间的关系。图中，D和为已知，Q、h/D、I、v中只要知道了其中的任意2个条件，就可以从图中找出其他2个条件。第二章第三节污水管道的水力计算水力计算示意图（p16164第二章第四节污水管道设计1.划定排水区界，划分排水流域2.管道定线和平面布置的组合3.控制点的确定和泵站的设置地点4.设计管段及设计流量的确定5.污水管道的衔接6.污水管道在街面上的位置主要内容第二章第四节污水管道设计1.划定排水区界，划分排水流域165第二章第四节污水管道设计排水区界是污水排水系统设置的界限。它是根据城市规划的设计规模确定的。在排水区界内，一般根据地形划分为若干个排水流域。（1）在丘陵和地形起伏的地区：流域的分界线与地形的分水线基本一致，由分水线所围成的地区即为一个排水流域。（2）在地形平坦无明显分水线的地区：可按面积的大小划分，使各流域的管道系统合理分担排水面积，并使干管在最大合理埋深的情况下，各流域的绝大部分污水能自流排出。1.划定排水区界，划分排水流域P13

第二章第四节污水管道设计排水区界是污水排水系统设置的界限。它166

167

168IIIIIIIVIIIIIIIV169第二章第四节污水管道设计2管道定线和平面布置的组合①遵循的主要原则：应尽可能地在管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；②考虑因素：地形、排水体制和、污水厂和出水口位置，水文地质条件，道路宽度，地下管线等等。(1)管道定线：在城镇总平面图上确定污水管道的位置和走向。管道平面布置：包括全部支管、干管、主干管、泵站、污水厂、出水口的具体位置和资料。定线顺序：主干管、干管、支管。第二章第四节污水管道设计2管道定线和平面布置的组合①遵循的主170IIIIIIIVIIIIIIIV171IIIIIIIVIIIIIIIV172第二章第四节污水管道设计地形是管道定线的主要影响因素。结合污水管道的布置形式（六种）理解。（1）主干管地形平坦或略有坡度，主干管一般平行于等高线布置，在地势较低处，沿河岸边敷设，以便于收集干管来水。地形较陡，主干管可与等高线垂直，这样布置主干管坡度较大，但可设置数量不多的跌水井，使干管的水力条件改善，避免受到严重冲刷。避开地质条件差的地区主干管的走向取决于污水厂和出水口位置。第二章第四节污水管道设计地形是管道定线的主要影响因素。结合污173平面图平面图174第二章第四节污水管道设计（2）干管●尽量设在地势较低处，以便支管顺坡排水；●地形平坦或略有坡度，干管与等高线垂直（减小埋深）●地形较陡，干管与等高线平行（减少跌水井数量）●一般沿城市街道布置。通常设置在污水量较大、地下管线较少、地势较低一侧的人行道、绿化带或慢车道下，并与街道平行。当街道宽度>40m，可考虑在街两侧设两条污水管，以减少连接支管的长度和数量。第二章第四节污水管道设计（2）干管175排水管道工程第2章课件176第二章第四节污水管道设计（3）支管取决于地形和街区建筑特征，并应便于用户接管排水。布置形式有：1）低边式：当街区面积较小而街区内污水又采用集中出水方式时，支管敷设在服务街区较低侧的街道下。第二章第四节污水管道设计（3）支管1）低边式：177第二章第四节污水管道设计2）周边式当街区面积较大且地势平坦时，宜在街区四周的街道下敷设支管。第二章第四节污水管道设计2）周边式当街区面积较178第二章第四节污水管道设计3）穿坊式

当街坊或小区已按规划确定，其内部的污水管网已按建筑物需要设计，组成一个系统时，可将该系统穿过其它街区，并与所穿街区的污水管网相连。第二章第四节污水管道设计3）穿坊式当街坊或小区已按规划确定，179第二章第四节污水管道设计3.控制点的确定和泵站的设置地点P16(1)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称为控制点。控制点大多是在管道的起点或具有相当埋深的工厂排出口或某些低洼地区的管道起点。第二章第四节污水管道设计3.控制点的确定和泵站的设置地点180第二章第四节污水管道设计(2)污水泵站：①中途泵站；②局部泵站；③管道系统终点泵站或者总泵站。第二章第四节污水管道设计(2)污水泵站：181第二章第四节污水管道设计4.管段设计与流量计算的确定P252.4.6设计管段的划分（1）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。（2）划分设计管段：当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。第二章第四节污水管道设计4.管段设计与流量计算的确定P2182第二章第四节污水管道设计设计管段设计流量的确定每一设计管段的污水设计流量可能包括以下几种流量。（1）本段流量q1从本管段沿线街坊流来的污水量；

（2）转输流量q2从上游管段和旁侧管段流来的污水量；（3）集中流量q3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。第二章第四节污水管道设计设计管段设计流量的确定（1）本段流183第二章第四节污水管道设计工厂1234567192190191第二章第四节污水管道设计工厂123456719219184第二章第四节污水管道设计本段流量:以人口密度和管段的服务面积来计算公式如下：解释：①对于本段流量，计算时理想认为全部从管段起点集中进入设计管段。②对于而从上游管段和旁侧管流来的转输流量q2和集中流量q3对这一管段是不变的。第二章第四节污水管道设计本段流量:以人口密度和管段的服务面积185第二章第四节污水管道设计式中q1——设计管段的本段流量（L/s）；

F——设计管段的本段服务面积（ha）；

q0——比流量（L/s·ha）。比流量是指单位面积上排出的本段平均污水量。可用下式计算：式中n——生活污水定额（L/人·d）；——人口密度（人/ha）。第二章第四节污水管道设计式中q1——设计管段的本段流186第二章第四节污水管道设计(1)衔接原则：①尽可能提高下游管道的的高程，以减少管道埋深，降低造价；②避免上游管段中造成回水而造成淤积。(2)管道衔接的方法：①水面平接②管顶平接5.污水管道的衔接P17第二章第四节污水管道设计(1)衔接原则：5.污水管道的衔接187第二章第四节污水管道设计水面平接①水面平接：上游管段末端和下游管段的起端在指定设计充满度下水面相平。即标高相同！有时发生回水现象。第二章第四节污水管道设计水面平接①水面平接：有时发生回水现188第二章第四节污水管道设计管顶平接②管顶平接：上游管段末端和下游管段的起端的管顶标高相同。不致于有回水，但下游埋深较大。第二章第四节污水管道设计管顶平接②管顶平接：上游管段末端和下189第二章第四节污水管道设计管道衔接时需要注意的三个问题：①如果管径相同，采用水面平接；如果管径不同，采用管顶平接；②衔接要保证下游管道起端的水面和管底标高都不得高于上游终端；③有的连接可设跌水井。第二章第四节污水管道设计管道衔接时需要注意的三个问题：190第二章第四节污水管道设计①从建筑红线到道路中心线管线布置的顺序一般是：电力电缆—电信电缆—煤气管道—热力管道—给水管道—污水管道—雨水管道。②矛盾处理原则：新建让已建的，临时让永