一设计方案任务及设计方案资料Word文档格式.docx
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老城区改造-合流制，新城区建设-分流制
3.论述居住区排水系统设置的重要性
指出目前新建居住区排水系统选择分流制
第2章工程简况
2.1背景资料
（1）自然状况
1）镇在未污染的A河下游，5、平均海拔高度153.0m。
2）平均风速2.5m/s，7、夏季为2.7m/s。
3）风向：
冬季西南向频率24%；
夏季南西向频率28%；
年主导风向南西向频率22%。
4）大气压力：
夏季722mmHg；
冬季735mmHg。
5）温度：
年平均温度10℃；
最高温度40℃；
最低温度-5℃。
6）最大冻土深度：
0.5m。
7）地下水水位：
平均距地表4m。
8）地质状况：
地表0.5m为耕土，14、0.5~1.5m为亚粘土，15、1.5~4.0m为粘土，16、4~10m为砂、砾石、卵石层，17、地表2m处承载能力为2Kg/cm2。
9）河流水文地质状况：
在95%水量保证率下流量为50m3/s，流速1.2m/s，水位标高（Ⅰ级泵站处）151.0m；
20年一遇洪水时，流量为300m3/s，流速3.0m/s，水位标高（Ⅰ级泵站处）156.0m。
10）地震等级：
因水库会诱发地震，故该镇设计按砖-混凝土结构建筑，四层为主。
地震烈度等级按里氏6级。
（2）工程现状资料
1）该镇由国家出资建设，规划道路设计宽度25m。
其中人行道宽按3m两侧布设，用混凝土面砖铺设；
非机动车道按4m两侧布设；
机动车道宽11m均用沥青路面。
2）地表以下敷设有通讯光缆。
给水管道布置标高（管中心）距地表2.0m。
生活污水、雨水管道位于路面下3m及以下。
本设计暂不考虑其相互（空间及平面）交叉。
3）道路设计宽度25M，其中人行道宽度3M两侧布设，非机动车道4M两侧布设，机动车道11M。
沥青路面，人行道为专块铺设
4）地表以下1.5M内设有通讯、天然气、给水管道。
雨水在路中央，本设计暂不考虑与污水管立体交叉。
5）人防工程设于城市绿地以下3M处
6）本地区可自产钢筋混凝土排水管和供应地方建材
7）电力供应充足
8）管道建设拟采用招标方式进行
9）市内排向污水管道的生产废（污）水经局部处理达到排放下水道的标准
（3）远期规划
10年内达到设计人口。
自然人口增长率按2‰考虑，在20年内随高层建筑发展人口密度按增加1倍考虑。
2.2设计任务及设计资料
一、设计题目：
西安某镇给水排水管网设计任务设计
二、设计任务：
根据设计资料，利用所学过的知识对该城市的排水管网进行初步设计。
三、设计基本资料：
1.给水部分
1.2西安某镇输水与配水管网的初步设计
1、原始资料
1）该镇居住面积上人口密度按600人/公顷计算。
2）该镇规划有完善的给水排水设备和家用太阳能热水器，无集中供热水设备。
平均日用水量为120L/人·
d，其不均匀系数为K日=1.2，K时=1.5。
3）工业企业用水和工作人员用水
印染厂生产及生活最大用水量为15L/s；
针织厂生产及生活最大用水量为20L/s；
棉纺厂生产及生活最大用水量为15L/s；
食品厂生产及生活最大用水量为30L/s；
化工区生产及生活最大用水量为30L/s；
设其用水量变化与该镇居民用水同步。
城市污水处理厂最大用水量为15L/s。
4）公共建筑设计用水量
火车站：
5L/s；
火车用水：
3L/s；
5）浇洒绿地、道路设计用水量按5L/s计。
6）未预见水量：
按设计流量20%考虑。
7）消防用水：
根据《给水工程》（四版）附表3、4、5确定，此水量在管网平差时用作校核用。
2西安某城镇排水管网工程初步设计
（1）排放污水的设计流量计算
厂内生产、生活污水量按给水的90%计。
染整厂设总排出管埋深为-2.0M，请将其接入城市污水管道；
针织厂设总排出管埋深为-1.8M，请将其接入城市污水管道；
棉纺厂设总排出管埋深为-2.5M，请将其接入城市污水管道；
食品厂设总排出管埋深为-2.5M，请将其接入城市污水管道；
化工区设总排出管埋深为-2.8M，请将其接入城市污水管道；
（2）公共建筑（火车站）设计排水量计算
车站集中排水量4升/秒，设计总排出管埋深为-2.0M
（3）城市人口生活污水设计流量计算
人口密度：
600人/公顷居住地
污水量标准：
按给水标准的80%计（有热水淋浴）
四、设计依据：
本设计依据《设计任务书》确定设计题目，依据教材《排水工程（上册）》选择污水和雨水流量与水力计算方法。
设计中部分计算方法及参数均依据《给排水设计手册》第一册常用资料和第五册城市排水。
五、排水体制的选择：
综合以上各方面资料，采用雨、污分流，可在城市东南方设置一个污水处理厂，污水经主干管进入污水厂处理后排放。
主干管铺设在城市最南面街道，沿河岸接入污水处理厂。
2.3设计内容
（1）全镇最大设计供水量计算
（2）环状管网布置
1）输水管定线；
2）环状管网定线；
3）环状管网简化。
（3）管段流量、管径和水头损失计算及环状网计算
1）求沿线流量和节点流量；
2）求管段计算流量；
3）参考经济流速，确定各管段在设计流量时的流速、水头损失，进行管网平差（精度要求闭合差≤0.5m）；
4）平差结果按教材格式填写完成。
（4）确定水泵扬程（房屋按4层计算）
1）最大用水时，控制点所需最小服务水头；
2）最大用水时水泵扬程；
3）最大转输时水泵的扬程。
（5）异常情况下的校核
1）不利管段事故时，供水能力按70%设计流量校核；
2）消防时管径校核；
3）最大转输时校核。
5）绘图：
（1）绘制污水或雨水干管纵剖面图
（2）污水及雨水管道平面布置图
（3）10000平面规划图一张
七、污水管道系统的设计：
1）平面布置
确定排水区域、划分排水流域、选择城市污水处理厂位及排出口、拟定干管及主干管路线及水力计算（污水及雨水两个系统）、支管路线及接管、泵站（中途、局部或终点）位置的确定、管道附属构筑物的布设
②管道布置与定线
管道定线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。
地形是主要的影响因素。
定线时应充分利用地形，使管道的走向符合地形趋势，一般宜顺坡排水。
在整个排水区域较低的地方敷设主干管和干管，便于支管的污水能自流接入，而横管的坡度尽可能与地面坡度一致。
在地形平坦地区，应避免小流量的横支管长距离平行于等高线敷设，让其尽早接入干管，宜使干管与等高线垂直，主干管与等高线平行。
在坡度较大的时候应设置跌水井，改善水力条件。
污水主干管的走向和数目取决于污水厂和出水口的位置和数目。
小城市通常只设一个污水厂，只需一条主干管。
大流量的集中污水直接接入污水干管起端，可以增大上游干管的管径，减少敷设坡度，减小整个管道系统的埋深。
污水支管的平面布置取决于地形和街坊建筑规划，并应便于用户接管排水。
第三章给水管道的设计
3.1环状管网的布置
第二节污水设计流量的计算
一、生活污水设计流量
比流量
n－居住区生活污水定额，Ｌ／（cap.d）用水定额按设计规范取120L/（cap.d），污水定额按用水定额的80%计算。
p为人口密度人／ha 取600 人／公顷
比流量的计算
Q0=（96*600）/（24*3600）=0.6667
居住区生活污水设计流量
式中Q1－居住区生活污水设计流量，Ｌ／s
F－设计管段服务的面积，ha
Ｋz－生活污水量总变化系数
q0－比流量 Ｌ／（s.ha）
其中生活污水量总变化系数：
公式中Q为平均日平均时污水流量，L/S
Kz=2.7—
将计算结果列入附表中
二、附表
表
（一）
总人数
居民生活用水定额L/（cap.d）
污水定额
L/（cap.d）
200000（2010年）
120
96
总污水排放量=200000×
96/1000=19200m3/d
第三节污水管道系统水力计算
一、水力计算公式
式中：
二、设计参数的选择与计算
1．设计充满度
污水管道按非满流设计,最大设计充满度见下表
污水管道的最大设计充满度
管径/mm
最大设计充满度
管径
200~300
0.55
500~900
0.70
350~450
0.65
>
1000
0.75
1.设计流速
在最大设计充满度的情况下，通过设计流量时的污水流速称为设计流速。
为了防止污水中的泥沙颗粒沉淀产生淤积，阻塞管渠，规定污水管道的最小流速为0.6m/s；
污水管渠的最小流速为0.4m/s；
为了防止因污水流速过大对管道造成冲刷损坏，规定金属管道的最大设计流速为10m/s，非金属管道最大设计流速为5m/s。
2.最小管径和最小设计坡度
当所计算所需要的污水管道管径小与最小设计管径时采用最小设计管径。
我国《室外排水设计规范》规定的最小设计管径和最小设计坡度如下表：
最小设计管径和最小设计坡度
管道位置
最小管径
最小设计坡度
街坊道路下
200
0.004
市政道路下
300
0.003
4．埋设深度
为了保证在地面静动荷载的作用使管道不致于被损坏，需保证在管道上有一定的覆土厚度，车行道下污水管道的最下覆土厚度不小与0.7m。
为了防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道，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，管底可埋在冰冻线以上0.15m。
5．污水管道的衔接
主要的衔接方式有管顶平接跟水面平接。
为了施工的方便，本设计采用管顶平接的方式。
6．主干管起点最小埋深的确定
主干管起点最小埋深由接入该主干管的干管水力计算得出。
污水出户管的最小埋深一般采用0.5~0.7m，所以街坊污水管道起点最小埋深0.6~0.7m，街道干管起点最小埋深为：
式中
H——街道污水管网起点的最小埋深（m）：
h——街区污水管起点最小埋深（m），取0.7m
Z1——街道污水管起点检查井处地面标高（m）
Z2——街区污水管起点检查井处地面标高（m）
I——街区污水管和连接支管的坡度。
L——街区污水管和连接支管的总长度（m）。
——连接支管与街道污水管的管内底高差（m）
故干管起点最小埋深为
第三节雨水管渠的设计与计算
一、雨水管渠系统布置特点
（一）、特点
1.充分利用地形，就近排入水体。
地面坡度变化大时，雨水干管宜布置在地形较低处或溪谷线，当地形平坦时，雨水干管布置在排水区域的中间，由与该城市地势比较平坦故采用后者。
2.根据城市规划布置雨水管道。
雨水管道应平行道路布置。
尽量避免雨水泵站。
3.合理布置雨水口，以保证路面雨水排除通畅。
当管径太大时设置管渠本设计中采用矩形暗管
（二）、管渠的布置
1 不同直径的管道在检查井内的连接，宜采用管顶平接或水面平接。
2管渠在转弯和交接处，其水流转角不应小于90°
。
注：
当管径小于等于300mm，跌水水头大于0.3m时，可不受此限制。
3管渠基础应根据管渠材质、接口形式和地质条件确定，可分别选用混凝土基础、砂石垫层基础及土弧基础，对地基松软或不均匀沉降地段，管渠基础应采取加固措施。
管渠接口应根据管渠材质和地质条件确定，可采用刚性接口或柔性接口，污水及合流管渠宜选用柔性接口。
当管渠穿过粉砂、细砂层并在最高地下水位以下，或在地震设防烈度为8度设防区时，应采用柔性接口。
4设计排水管渠时，应防止在压力流情况下使接户管发生倒灌。
5污水管渠和合流管渠应根据需要设通风设施。
6管顶最小覆土深度，应根据管材强度、外部荷载、土壤冰冻深度和土壤性质等条件，结合当地埋管经验确定。
管顶最小覆土深度宜为：
人行道下0.6m，车行道下0.7m。
7一般情况下，排水管渠宜埋设在冰冻线以下。
当该地区或条件相似地区有浅埋经验或采取相应措施时，也可埋设在冰冻线以上，其浅埋数值应根据该地区经验确定。
8道路红线宽度超过50m的城市干道，宜在道路两侧布置排水管渠。
9设计压力管渠时，应考虑水锤的影响。
在管渠的高点以及每隔一定距离处，应设排气装置；
在管渠的低点以及每隔一定距离处，应设排空装置。
10承插式压力管道应根据管径、流速、转弯角度、试压标准和接口的摩擦力等因素，通过计算确定是否在垂直或水平方向转弯处设置支墩。
11压力管接入自流管渠时，应有消能设施。
12管渠的施工方法，应根据管渠所处土层性质、管径、地下水位、附近地下与地上建筑物等因素，经技术经济比较，确定采用开槽施工、顶管施工或盾构施工。
13根据需要，排水管渠在某些地段可采用隧洞形式输水。
二、雨水量的计算
1.平均径流系数的确定
径流系数可采用汇水面积的平均径流系数按地面种类加权平均计算
地面覆盖名称
各种
屋面
混凝土和
沥青地面
非铺砌土地面
绿地
（草地）
所占面积（%）
55
25
10
径流系数
地面种类
值
各种屋面、混凝土和沥青路面
0.90
大块石铺砌路面和沥青表面处理的碎石路面
0.60
级配碎石路面
0.45
干砌砖石和碎石路面
0.40
非铺砌土路面
0.30
公园和绿地
0.15
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