安徽工业大学给排水管网课程设计

目录TOC\o"1-5"\h\z设计任务书 2\o"CurrentDocument"设计说明说 2\o"CurrentDocument"一、 1.污水管道设计 6\o"CurrentDocument"1.1进行污水管网布置 6\o"CurrentDocument"1.2进行排水管网水力计算 6\o"CurrentDocument"1.3方案选择及管道定线 61.4排水管网水力计算 7\o"CurrentDocument"1.5污水管道设计要求 10二、 雨水管道设计 131平面布置管道 132划分设计管段，计算汇水面积 103水力计算 15三、 绘制管道平面图和剖面图 错误！未定义书签。\o"CurrentDocument"四、课程设计参考资料 15设计说明书设计题目：上海青浦区工业园区污水、雨水排水管网工程设计设计内容：根据给定的街区，结合资料，设计工业园区排水管网布置。设计资料及任务地形地貌本设计区域选自上海青浦区工业园区。该区地势较平坦，地形标高如下图气象资料风向：以东北风为主导风向；气温：年平均气温15.10oC；夏季平均气温30.0oC,冬季平均气温2.0oC。工程水文地质情况土壤冰冻深度：30厘米；地下水位深度：450厘米；土壤性质：表土0.5m，砂质粘土1.8m，大孔型砂质粘土10m；河流水位，最高水位：26.10米；正常水位：23.20米；最低水位：21.50米。

城市建筑规范表1城市建筑规范总人口密度（人/公顷）卫生设备情况生活卫生量标准（升/人天）280室内有卫生设备和淋浴设备100表2街区编号及街区面积街区编号123456789街区面积（ha）27.5313.7721.262818.231510103.2332.07人数—60167713804054454896—302888580街区编号101112131415161718街区面积（ha）15.410.4670.1812.7415.9879.641.4634.345.16人数4752280917024412842362028812309—17845工业企业规划:表2工业企业名称生产污水最大班职工人数高温车间人数占全班％淋浴人数占%最大班平均生产污水量（米3/班）时变化系数（K时高温车间其他车间甲厂6001.3800608040乙厂4001.61000409030丙厂3201.5750308020注：①各工业企业均为三班制，每班工作8小时；②日变化系数KS=1。地面覆盖百分比（％）表3屋面沥青道路和人彳丁道干砌砖石路面非铺砌土路面公用和绿地1010103040暴雨强度公式：采用当地暴雨强度公式（查阅资料）J=10分钟，m=2。雨水管道设计重现期宜选为0.33~1.00年。设计任务及主要内容（1） 确定污水处理厂位置、污水管网的定线和平面布置与水力计算计算主干管）。（2） 雨水管的定线和平面布置与水力计算（计算一条干管）。（3） 初期雨水（30%）截留，未截留雨水要求地表水IV标准排放。（3）图纸：1） 城镇污水管道和雨水管道总平面图（1:5000）。2） 污水管道和雨水管道的纵剖面图（1:5000）。设计要求⑴在设计过程中要应用所学有关知识，掌握城镇排水管网设计的方法和步骤；⑵在设计过程中要独立地分析与解决问题，增加独立工作能力；（3）阅读熟悉有关手册、规范和资料；⑷逐步增加实际工程概念。设计计算污水管网设计：①布置总平面图，确定排水区界，划分排水流域。排水流域可理解为污水要集中排放的较大的区域。本设计中，在地形平坦无明显分水线的地区，可按照面积的大小划分；管道定线一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。污水管网各管段流量设计，加上30%初期雨水量。确定污水管网管段直径，进行水力计算确定污水管网的埋深和衔接设计，控制点是对管道系统的埋深起控制作用的地点。绘制污水管道平面图和剖面图雨水管网设计：①根据面积比，划分排水流域，由于30%污染较大的初期雨水排入污水管道进入污水处理厂，剩下的70%雨水可以通过雨水干管收集集中排到雨水调节池，本设计中设计三个雨水调节池。计算70%雨水量，并确定各段雨水干管设计流量。确定雨水管网管段直径，进行水力计算确定雨水管网的埋深和衔接设计，控制点是对管道系统的埋深起控制作用的地点。绘制雨水管道平面图和剖面图(为方便作图，本设计中平面图画在一张A2纸上，剖面图画在一张A2图纸上)编写说明书及计算书各一份绘制设计图纸两张排水管网平面布置图。排水主干管管道纵剖面图。提交的材料课程设计任务书设计说明书设计计算书(手写)图纸2张：污水、雨水管网平面布置图，污水、雨水管网主干管纵剖面图一、污水管道设计上海青浦区工业园区总人口密度 280cap/ha,生活卫生量标准水量定额为100L/cap-d，卫生设备情况为室内有卫生设备和淋浴设备。污水包括街区生活污水和工厂生产、淋浴废水工厂污水包括生产污水（经处理可以与生活污水混合排放，计算时应考虑时变化系麴、淋浴污水。进行污水管网布置。要求：布置经济合理、满足设计要求。进行排水管网水力计算。污水管网总设计，布置总平面图，确定排水区界，划分排水流域。排水流域可理解为污水要集中排放的较大的区域。在地形平坦无明显分水线的地区，可按照面积的大小划分;在丘陵及地形起伏的地区，可按等高线划分出分水线。管道定线一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。污水管网各管段流量设计确定污水管网管段直径，进行水力计算确定污水管，网的埋深和衔接设计，控制点是对管道系统的埋深起控制作用的地点。方案选择及管道定线管道定线从街区平面图中可知，该地区地势北高南低，坡度较小。污水厂在靠近河流的工业园区的东南方，本设计的管道定线按照主干管、干管、支管的顺序依次进行。并且在管线较短的和埋深较小的情况，让污水能自流排出。管道定线前对地形和用地布局，排水体制和管线数目、污水厂的和出水口位置、道路宽度及工业企业的分布情况进行考虑。首先，主干管布设在城市南面，主干管沿线共有9个街区，并设立了3个检查井，主干管编号1—2、2—3、3—4、4—5，由于地形北高南低，则大部分污水应由北至南流动，因此干管大部分由北向南布设，同时应尽量让每根污水干管的流量平均分配，减少施工难度和成本。其次，污水处理厂在沿主干管一线，整个街区的东南位置。污水厂建在河流的下游，这样避免对城市取用水水质的影响。最后，在设计污水支管时，为便于用户排水，尽量在每块区域排水方向布设支方案的确定由上述依据，最终确定主干管的位置及长度，如下表管段编号1—22—33—44—5设计管长（m）860550760500污水排水管网计算综合污水设计定额，划分设计管段，计算设计流量4.1污水设计定额根据居民生活污水设计流量计算公式：Q=K•£qin.Ni总24x3600式中：Q1——居住区的生活污水设计流量；%1——居住区的生活污水量标准；N——使用管道的设计人数；K总——生活污水量总变化系数。总变化系数:Kz=2.7/Q0.ii查下表生活污水量总变化系数KZ 平均日污水流量(L/s)5154070100200500N1000总变化系数KZ2.32.01.81.71.61.51.41.3由于该地区人口密度为280人/ha,总面积为594.37ha比流量的计算依照居民生活污水平均日流量按街坊面积比例分配的规则，该街区比流量为:qA=Qd/EA.=0.32[(L/s)/hm2]本段流量％：是从管段沿线街坊流来的污水量。q1=q0-f(l/s)式中：qi—生活污水本段流量；q0—每公顷街区面积的生活污水平均流量(比流量)[(L/s)/ha]；F一街区面积(ha)。工厂集中污水排放：污水设计流量的确定工业企业内生活污水量、淋浴污水量按下式确定：3600・T36003600・T代入参数得:25x3.0M+35x2.5M407V.+607V4

qv= + 3600x8 3600工业企业工业职工生活污水和淋浴污水量查化系数生活污水：一般车间3.0,高温车间2.5。淋浴污水：下班后1小时使用,不考虑变化。=7x3600式中：qv—工业废水设计流量fL/s；m一生产每单位产品的平均废水量f洲；M一产品的平均日产量；T一每日生产时数；%一总变化系数,因为化二「所以，KfK卧求得三个工厂的集中污水流量如下:甲厂：37.19L/S乙厂：33.00L/S丙厂：22.89L/S

4.2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、集中流量及旁边侧支管进入的点，作为检查井并对其编号。各设计管段设计流量列表进行计算，如下表污水干管设计流量计算表管段编号居民生活污水日平均流量分配管段设计流量计算本段转输流量（L/s）累计平均流量（L/s）总变化系数累计设计流量（L/s）集中流量总设计流量（L/s）街坊编号街坊面积（hm2）比流量[（L/s）/hm2]流量（L/s）本段（L/s）转输（L/s）1234567891011126—71641.460.3213.2713.27227279—101312.740.324.084.082.39.389.3811—12932.070.3210.2610.262.1222211—13518.235.835.832.2131314—151015.44.934.932.3121215—166154.84.82.311118—19213.774.414.412.310.1410.146—813.2713.27227278—113.2713.2722733609—24.084.082.3101011—1516.0916.09232.1832.1815—325.8225.82251.6451.6417—1937.1937.1919—44.414.412.31037.1947.191—215、18124.760.3239.9213.2753.191.790.4233123.422—311、12、1496.620.3230.9257.2788.191.6141.1033174.103—43、8124.490.3239.84114.01153.851.6246.1622.8933302.054—54280.328.96158.26167.221.5250.8393343.83污水管道设计要求在确定设计流量后，便可从上游管段开始依次进行主干管各设计算段的水利计算。布设管道时应注意一下参数的设计：（1）设计充满度在设计流量下，污水在管道中的水h和管道直径D的比值称为设计充满度（或水深比）。我国的按非满流（h/D<1）进行设计，这样按规定的原因是：保留一部分管道断面，为未预见水量的增长留有余地，避免污水溢出。出适当空间，以利管道的通风，排出有害气体。表7充满度规范管径（mm）最大设计充满度200〜3000.55350〜4500.65500〜9000.70N10000.75在计算污水管道充满度时，不包括淋浴或短时间内突然增加的污水量，但当管径小于或等于300mm时，应按满流复核。（2） 设计流速和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度叫做设计流速。为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速不宜过小或过大，应在最大和最小设计流速范围之内。最小设计流速是保证管道内不致发生淤积的流速。《室外排水设计规范》规定污水管道在设计充满度下的最小设计流速定为0.6m/s。含有金属、矿物固体或重油杂质的生产污水管道，其最小设计流速适当加大，其值要根据实验或调查研究决定。最大设计流速是保证管道不被冲刷损坏的流速。该值与管道材料有关，通常，金属管道的最大设计流速为10m/s，非金属管道的最大设计流速为5m/s。（3） 最小管径在污水管道系统的上游部分，设计污水流量很小，若根据流量计算，则管径会很小，而管径过小极易堵塞；此外，采用较大的管径，可选用较小的坡度，使管道埋深减小。因此，为了养护工作的方便，常规定一个允许的最小管径。在街区和厂区内污水管道最小管径为200mm，街道下为300mm。在污水管道系统上游管段，由于管段服务的排水面积较小，因而设计流量小，按此流量计算得出的管径小于最小管径时，应采用最小管径值。一般可根据最小管径在最小设计流速和最大充满度情况下能通过的最大流量值，计算出设计管段服务的排水面积。若设计管段服务的排水面积小于此值，即直接采用最小管径而不再进行水力计算。这种管段称为不计算管段。在这些管段中，当有适当的冲洗水源时，可考虑设置跌水井。（4） 最小设计坡度不同管径的污水管道有不同的最小坡度。管径相同的管道，因充满度不同，其最小环境工程10坡度也不同。在给定设计充满度条件下，管径越大，相应的最小设计坡度值越小。通常对同一直径的管道只规定一个最小坡度，以满流或半满流时的最小坡度作为最小设计坡度。我国《室外排水设计规范》只规定最小管径对应的最小设计坡度，街坊内污水管道的最小管径为200mm，相应的最小设计坡度为0.004mm；街道下为300mm，相应的最小设计坡度为0.003。若管径增大，相应于该管径的最小坡度由最小设计流速保证。（5） 污水管道埋设深度污水管道的埋设深度是指管道的内壁底到地面的距离。管道外壁顶部到地面的距离称为覆土厚度。管道埋深是影响管道造价的重要因素，是污水管道的重要设计参数。管道埋设深度愈深，则造价愈贵，施工期愈长。所以，管道的埋设深度小些好，并有一个最大值，这个限值称做最大埋深。管道的最大埋深需要根据技术经济指标及施工方法决定。在干燥土壤中，管道最大埋深一般不超过7-8m；在多水、流沙、石岩地层中，一般不超过5m，本设计中不能达到地下水位。为了降低造价，缩短施工期，管道埋设深度愈小愈好。但覆土厚度应有一个最小的限值，否则就不能满足技术上的要求，这个最小限值称为最小覆土厚度。污水管道的最小覆土厚度，一般应满足下述三个因素的要求。必须防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道我国《室外排水设计规范》规定：无保温措施的生活污水沟道或水温和它接近的工业废水沟道，沟底在冰冻线之上的距离不得大于0.15m。必须防止管壁因地面荷载而受到破坏我国《室外排水设计规范》规定：在车行道下，沟顶最小覆土厚度一般不宜小于0.7m，在保证沟道不会受外部荷重损坏时，最小覆土厚度可适当减小。必须满足街区污水连接管衔接的要求污水出户连接管的最小埋深一般采用0.5-0.7m，所以污水支管起点最小埋深也应有0.6-0.7m。对每一个具体管道，从上述三个不同的因素出发，可以得到三个不同的管底埋深或管顶覆土厚度值，这三个数值中的最大一个值就是这一管道的允许最小覆土厚度或最小埋设深度。本设计最大冻土深度为1.0m，所以管道埋深最小为0.9m。（6） 管道的衔接污水管道系统中的检查井是清通维护管道的设施，也是管道的衔接设施。一般在管道管径、坡度、方向发生变化及管道交汇时，必须设置检查井以满足结构和维护管理的需要。在检查井中上、下游管段必须有较好的衔接，以保证管道顺利运行。检查井上下游的管道在衔接时应遵循下述原则：尽可能提高下游管段的高程，以减少埋深，从而降低造价，在平坦地区这点尤其重要；避免在上游管道中形成回水而造成淤积；不允许下游管段的沟底高于上游管段的沟底。管道的衔接方法通常采用管顶平接，有时也采用水面平接。在特殊情况下需要采用管底平接。在一般情况下，异管径管段采用管顶平接。有时，当上下游管段管径相同而下游管段的充盈深小于上游管段的充盈深时，（由小坡度转入较陡的坡度时，可能出现这种情况），也可采用管顶平接。通常，同管径管段往往是下游管段的充盈深大于上游管段的充盈深，为了避免在上游管段中形成回水而采用水面平接。在平坦地区，为了减少管段埋深，异管径的管段有时也采用水面平接或充满度0.8处平接。当异管径管段采用管顶平接而发现下游管段的水面高于上游管段的水面时（这种情况并不常见），应改用水面平接。在特殊情况下，下游管段的管径小于上游管段的管径（坡度突然变陡时，可能出现这种情况），而不能采用管顶平接或水面平接时，应采用管底平接以防下游管段的沟底高于上游管段的沟底。为了减少管道系统的埋深，虽然下游管段管径大于上游管段管径，有时也可采用管顶平接。无论采用哪种衔接方法，下游管段起端的水面和管底标高都不得高于上游管段终端的水面和管底标高。根据以上规定，污水主干管水力计算表下表污水主干管水力计算表管段编号管段长度L（m）设计流量q（L/s）管段直径D（mm）管段坡度I管内流速v（m/s）充满度降落量h/D(%)水深h(m)I•L(m)1234567891—2860913.8712000.0007810.70.840.672—3550964.5512000.000861.050.70.840.473—47601092.512000.001251.250.70.840.954—55001134.2812000.001351.30.70.840.68高程（m）覆土厚度（m）管段编号地面水面管内底上端下端上端下端上端下端上端下端34.0032.5632.8932.2232.0531.380.750.981—233.6033.832.2231.7531.2830.911.021.322—333.7533.0531.7530.830.9129.961.641.893—433.1732.8830.830.1229.9629.282.012.44—5

二、雨水管道的设计计算1平面上布置管道从该工业园区的平面图中可以看出该地区地势自北向南倾斜，坡度较小，无明显分水线、

街区雨水支管布置在街区区地势较低一侧的道路下，干管基本上与等高线垂直布置，雨水排

入雨水调节池，在此同时将每个街区划分为两块或者三块、四块汇水面积以保证集水效果。2划分设计管段，计算汇水面积内容可见设计计算书上(手写)3水力计算1、对各管段进行水力计算求出平均径流系数兰土鱼■=0.372、3、avf暴雨设计重现期、地面集水时间暴雨设计重现期取一年，地面集水时间取10分钟单位面积径流量q017.812查找资料，上海市的暴雨强度公式为：q=————(t+10.472)0.7964、设计流量计算用各管段单位面积径流量乘以该管段的总汇水面积得到设计流量。Q=q°•f总流量：Q=59022.84x70%=41315.99L/s5、 管径、管道坡度、流速的选取查询水力计算图得到Q,I,D,v四个水利因素，可以相互调整以符合标准。本地坡度较小，埋深需满足冰冻线0.6m以下和水位线4m以上，且管内流速需大于最小流速。6、 管内雨水流行时间的计算初始管段t2=0，t2-彳中间管段

7、8、97、8、9、管道输水能力取值等于或略大于设计流量Q，并取整。坡降计算坡降即为降落量，计算公式为I*L设计管内底标高和管道埋深计算（1）起始管段根据冰冻情况雨水管段衔接要求和承受荷载的要求，确定管道起点的埋深。管内底起点标高=地面起点标高-起点埋深管内底终点标高=管内底起点标高-坡降终点埋深=地面终点标高-管内底终点标高（2）中间管段首先确定管段的连接方式为管顶连接，则标高计算如下：下段管段的管内底起点标高=上端管段的终点标高+上端管段的管径-下端管段的管径下端管段的起点埋深=下端管段的地面起点标高-下端管段的管内底起点标高下端管段的管内底终点标高=下端管段的管内底起点标高-坡降下端管段的终点埋深=下端管段的地面终点埋深-下端管段的管内底终点埋深沟段编号沟长设计流量管径沟道坡度坡降1-24131440.99