污水管道系统的设计计算

污水管道系统的设计计算（一）污水设计流量计算一．综合生活污水设计流量计算各街坊面积汇总表街坊编号123456789101112街坊面积/ha8.6811.788.548.728.5211.886.0410.6222.0913.5110.097.16街坊编号131415161718192021222324街坊面积/ha6.697.1310.0914.427.0511.2212.3910.888.178.799.1010.50街坊编号252627282930313233合计街坊面积/ha7.2714.0220.5616.2313.389.0310.6610.8414.70360.75居住区人口数为300360.75=108225人则综合生活污水平均流量为150108225/243600L/s=187.89L/s用内插法查总变化系数表，得KZ=1.5故综合生活污水设计流量为Q1=187.891.5L/s=281.84L/s二．工业企业生活污水和淋浴污水设计流量计算企业一：一般车间最大班职工人数为250人，使用淋浴的职工人数为80人；热车间最大班职工人数为100人，使用淋浴的职工人数为50人故工业企业一生活污水和淋浴污水设计流量为Q2（1）=（250253+100352.5）/36008+(8040+5060)/3600L/s=2.68L/s企业二：一般车间最大班职工人数450人，使用淋浴的职工人数为90人；热车间最大班职工人数为240人，使用淋浴的职工人数为140人故工业企业二生活污水和淋浴污水设计流量为Q2（2.）=（450253+240352.5）/36008+（9040+14060）/3600=5.23L/s所以工业企业生活污水和淋浴污水设计流量为Q2=Q2(1)+Q2(2)=(2.68+5.23)L/s=7.91L/s三．工业废水设计流量计算企业一：平均日生产污水量为3400m3/d=3.4106L/d=59.03L/s企业二：平均日生产污水量为2400m3/d=2.4106L/d=27.78L/sQ3=(59.031.6+27.781.7)L/s=141.67L/s四．城市污水设计总流量Q4=Q1+Q2+Q3=(281.84+7.91+141.67)l/s=431.42L/s（二）污水管道水力计算一．划分设计管段，计算设计流量本段流量q1=FqsKZ式中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）qs----生活污水比流量[L/(s·hm2)]KZ----生活污水总变化系数生活污水比流量qs=nρ/243600=300150/243600L/(s·hm2)=0.521L/(s·hm2)式中n----生活污水定额或综合生活污水定额[L/（人·d）]Ρ----人口密度（人/hm2）污水干管和主干管设计流量计算表管段编号居住区生活污水量（或综合生活污水量）集中流量q3设计流量/(L/s)本段流量q1转输流量q2/(L/s)合计平均流量/(L/s)总变化系数KZ生活污水设计流量/(L/s)本段/(L/s)转输/(L/s)街坊编号街坊面积/ha比流量qs/L/(s·ha)流量q1/(L/s)1234567891011121-23110.660.5215.555.552.2812.6512.6511-129.349.342.1720.2720.2712-1316.5416.541.9932.9132.9113-226.7526.751.9151.0951.092-3309.030.5214.7032.3037.001.8267.3467.343-42913.380.5216.9737.0043.971.7978.7178.7114-158.998.992.1819.6019.6015-417.8317.831.9835.3035.304-52816.230.5218.4661.8070.261.70119.44119.445-62720.560.52110.7170.2680.971.66134.41134.4116-1713.4313.432.0527.5327.5317-1831.9831.981.8659.4859.4818-644.1044.101.7978.9478.946-7125.07125.071.57196.3697.13293.497-83314.70.5217.66125.07132.731.57208.3997.13305.5219-2010.6610.662.1322.7122.7120-2116.1916.191.9932.2252.4684.6821-2228.9628.961.8954.7352.46107.1922-2338.4838.481.8470.8052.46123.2623-849.5749.571.7787.7452.46140.28-93210.840.5215.65182.30187.951.51283.80149.59433.39工厂排出的工业废水作为集中流量，企业一流出水量在检查井7处进入污水管道，相应的设计流量为97.13L/s由管线图和上表可知，设计管段1-2为主干管的起始管段，只有本段流量q1=qsF=0.52110.66L/s=5.55L/s流入，故其设计流量为5.55L/s。设计管段2-3除了本段流量q1外，还有包括1-2管段流量的转输流量Q2流入。该管段接纳街坊30的污水，其街坊面积为9.03ha，故本段平均流量为q1=qsF=0.5219.03L/s=4.70L/s；该管段的转输流量是从旁侧管段11-12-13-2流来的生活污水平均流量，其值为q2=[5.55+0.521(11.88+6.04+6.69+7.13+9.10+10.50)]L/s=32.30L/s设计管段2-3的合计平均流量为q1+q2=(4.7+32.03)L/s=37.00L/s查表8-1得Kz=1.82，故该管段的综合生活污水设计流量为Q1=37.001.82L/s=67.34L/s。总设计流量为综合生活污水设计流量与集中流量之和，因集中流量为0，故Q=Q1=6.34L/s工厂排出的工业废水作为集中流量，如企业一流出水量在检查井6处进入污水管道，相应的设计流量为97.13L/s，则管段6-7的总设计流量就为本段集中流量与旁侧管段5-6和16-17-18-6转输来的综合生活污水设计流量之和。其余各管道设计流量的计算方法与上述方法相同二．水力计算污水干管的水力计算污水干管水力计算表管段编号管段长度L/m设计流量Q/（L/s）管道直径D/mm设计坡度I/(‰)设计流速v/(m/s)设计充满度降落量IL/mh/Dh/m12345678911-1224020.273003.00.600.500.1500.72012-1334032.913502.70.730.490.1720.91813-235051.094002.50.780.520.2080.87514-1527019.603003.00.600.500.1500.81015-451535.303502.70.740.510.1791.39116-1749027.533002.90.700.540.1621.42117-1840059.484002.50.810.560.2241.00018-652078.944502.20.830.570.2571.14419-2027522.713003.00.600.50.1500.82520-2134084.685002.20.840.520.2600.74821-22230107.195002.10.870.590.2950.48322-23260123.266002.00.890.490.2940.52023-8325140.206002.00.910.530.3180.650管段编号标高/m埋设深度/m地面水面管内底上端下端上端下端上端下端上端下端101112131415161711-1212.0510.8011.00010.28010.85010.131.2000.67012-1310.809.8510.2529.33410.0809.1620.7200.68813-29.858.009.3208.4459.1128.2370.7380.23714-1511.0510.0510.0009.1909.8509.0401.2001.01015-410.057.709.1697.7788.9907.5991.0600.10116-1712.2011.1511.1629.74111.0009.5791.2001.57117-1811.159.659.7038.7039.4798.4791.6751.17118-69.657.608.6867.5428.4297.2851.2210.31519-2012.4011.6011.35010.52511.20010.3751.2001.22520-2111.6011.2010.4359.68710.1759.4271.4251.77321-2211.2010.609.7229.2399.4278.9441.7731.65622-2310.609.859.1388.6188.8448.3241.7561.52623-89.858.458.6427.9928.3247.6741.5260.776将设计管段编号填入上表中第1项，从污水管道平面布置图上按比例量出污水干管每一设计管段的长度，填入上表第2项。将污水干管各设计管段的设计流量填入上表的第3项。设计管段起止点检查井的地面标高填入上表第10、11项。各检查井处的地面标高根据地形图的等高线标高值，按内插法计算。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。例如，设计管段11-12的地面坡度为（12.05-10.80）/240=0.0052.根据设计管段11-12的设计流量，参照地面坡度估算管径，根据估算的管径查水力计算图得出设计流速、设计充满度和管道的设计坡度。本例设计管段11-12的设计流量为20.27L/s，而《室外排水设计规范》规定城市街道下污水管道的最小管径为300mm，它在最小设计流速和最大设计充满度条件下的设计流量为26L/s。所以本管段为不计算管段，不再进行水力计算，直接采用最小管径300mm、与最小管径相应的最小设计坡度0.003、最小设计流速0.6m/s、设计充满度h/D=0.5.其他各设计管段的计算方法与此相同。根据设计管段的管径和设计充满度计算设计管段的水深。如设计管段11-12的水深为（h/D）D=0.5300mm=150mm=0.15m，将其填入上表中第8项。根据设计管段的长度和管道设计坡度计算管段标高降落量。如设计管段11-12的标高降落量为IL=0.003240=0.720m，将其填入上表中的第9项。求设计管段上、下端的管内底标高和埋设深度。首先要确定管道系统的控制点。本例中各条干管的起点都是该条管道的控制点，已知各条干管起点的埋设深度均为1.2m。于是11-12管段11点的埋设深度为1.2m，将其填入上表中第16项。11点的管内底标高等于11点的地面标高减11点的埋设深度，即：（12.05-1.2）m=10.85m，将其填入上表中第14项。12点的管内底标高等于11点的管内底标高减11-12管段的标高降落量，即：（10.85-0.72）m=10.13m，将其填入上表中第15项。12点的埋设深度等于12点的地面标高减12点的管内底标高，即：（10.80-10.13）m=0.67m，将其填入上表第17项。求设计管段上、下端的水面标高。管段上、下端的水面标高等于相应点的管内底标高加水深。如管段11-12中11点的水面标高为（10.850+0.150）=11.000m，将其填入上表第12项。12点的水面标高为(10.130+0.15)m=10.280m，将其填入上表中第13项。12点的水面标高也可用11点的水面标高减11-12管段的标高降落量，即：（11.000-0.72）m=10.280m。其余各管段的计算方法与此相同。污水主干管的水力计算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）管道直径D/mm设计坡度I/(‰)设计流速v/(m/s)设计充满度降落量IL/mh/Dh/m1234567891-228512.653003.00.600.500.1500.8552-325067.344502.00.770.540.2430.5003-430578.714501.90.780.600.2700.5804-5290119.446001.70.830.520.3120.4935-6505134.416001.70.850.550.3300.8596-7385293.498001.61.030.550.4400.6167-8525305.528001.61.040.570.4560.8408-9290433.399001.41.070.610.5490.406管段编号标高/m埋设深度/m地面水面管内底上端下端上端下端上端下端上端下端10111213141516171-28.9008.0007.8506.9957.7006.8451.2001.1552-38.0007.8506.9386.4386.6956.1951.3051.6553-47.8507.7006.4655.8856.1955.6151.6552.0854-57.7007.9005.7775.2845.4654.9722.2352.9285-67.9007.6005.3024.4434.9724.1132.9283.4876-77.6007.5704.3533.7373.9133.2973.6874.2737-87.5708.4503.7532.9133.2972.4574.2735.9938-98.4508.5002.9062.5002.3571.9516.0936.549将设计管段编号填入上表中第1项，从污水管道平面布置图上按比例量出污水干管每一设计管段的长度，填入上表第2项。将污水干管各设计管段的设计流量填入上表的第3项。设计管段起止点检查井的地面标高填入上表第10、11项。各检查井处的地面标高根据地形图的等高线标高值，按内插法计算。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。例如，设计管段1-2的地面坡度为（8.90-8.00）/285=0.0031根据设计管段1-2的设计流量，参照地面坡度估算管径，根据估算的管径查水力计算图得出设计流速、设计充满度和管道的设计坡度。本例设计管段1-2的设计流量为12.65L/s，而《室外排水设计规范》规定城市街道下污水管道的最小管径为300mm，它在最小设计流速和最大设计充满度条件下的设计流量为26L/s。所以本管段为不计算管段，不再进行水力计算，直接采用最小管径300mm、与最小管径相应的最小设计坡度0.003、最小设计流速0.6m/s、设计充满度h/D=0.5.其他各设计管段的计算方法与此相同。根据设计管段的管径和设计充满度计算设计管段的水深。如设计管段1-2的水深为（h/D）D=0.5300mm=150mm=0.15m，将其填入上表中第8项。根据设计管段的长度和管道设计坡度计算管段标高降落量。如设