排水管道计算说明书.docx
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排水管道计算说明书
1、污水管道的布置
1.1 确定排水体制
排水体制的选择：
根据所给城镇和工厂的地形规划，风向和水体条件，综合现行对污
水处理的要求，考虑确定使用分流制，这样可以分别处理雨水和污
水，流入污水厂的水量比合流制小得多，污水厂的运行容易控制，
减轻城市污水厂的负担。
同时分质处理雨水和污水，针对性强，适
应城市发展的需要，又能符合卫生要求。
1.2 污水厂位置的选择
该规划区域虽多为丘陵地区，地势高低起伏，主导风向为东南风，
考虑综合因素，将污水厂设在南部，利于污水在管道内重力流动。
该城镇中部有一大河流经，将污水处理厂布置在东南角。
1.3 划分排水流域
该城镇按人口密度分为四个区，Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区。
考虑到
该城镇小区众多，人口密度较大，拟将该城镇划分为四个排水区域，
以四条干管承接各区域的污水，最后接入主干管。
2、管网布置与定线
①管道定线时，一般按主干管、干管、支管顺序依次进行，应尽可
能的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。
在定线时要考虑各方面的因素，如：
地形和用地布局，排水体
制等等，其中，地形是重点考虑的因素。
应充分利用地形，顺坡排
1
水，在整个排水区域较低的地方敷设主干管及干管便于污水自流接
入。
污水主干管的走向取决于污水厂和出水口的位置，小城市通常只设
一个污水厂，只需一条主干管。
②为使污水能重力自流，管道必须设置有一定的坡度，因此，随着
管线的延长，管道埋深不断加大，当管道埋深过大时，应设置中途
泵站，提升污水，当管道无法避免穿过铁路、河流或其他地下建筑
时，管道最好垂直穿过障碍物，并根据具体情况设置倒虹管等工程
设施。
3、街区编号及其面积
3.1 比流量的计算：
Ⅰ区：
350×85%×280÷86400=0.964 L/s ha
Ⅱ区：
350×85%×320÷86400=1.102 L/s ha
Ⅲ区：
350×85%×350÷86400=1.205 L/s ha
Ⅳ区：
350×85%×240÷86400=0.826 L/s ha
3.2 设计人口数：
Ⅰ区：
8059
Ⅱ区：
6121
2
Ⅲ区：
3824
Ⅳ区：
7206
3.3 计算街区流量
将各街区编上号，按各街区的平面范围计算它们的面积。
街区编号面积 ha比流量街区流量
12.73790.9642.639
29.35830.9649.021
39.86270.9649.508
43.8280.9643.690
56.63571.1027.313
62.75851.1023.040
73.00230.9642.894
83.02341.1023.332
93.47211.1023.826
103.24021.1023.571
116.04471.2057.284
124.88181.2055.883
133.3170.8262.740
144.36130.8263.602
155.71830.8264.723
165.71570.8264.721
3
174.66910.8263.857
186.24510.8265.158
4、管段设计流量的计算
4.1 计算基数
根据设计管段的定义和划分方法，将各管段有本段流量进入的点
（一般为街区两端）、集中流量及旁侧支管进入的点，作为设计管段
的起讫点的检查井，并编上号码以便计算。
比流量：
Ⅰ区：
0.964 L/s ha
Ⅱ区：
1.102 L/s ha
Ⅲ区：
1.205 L/s ha
Ⅳ区：
0.826 L/s ha
集中流量：
3
3
3
3
总变化系数
Kz=2.7/Q^0.11
当 Q<5L/s 时，Kz=2.3
当 Q>1000L/s 时，Kz=1.3
4
4.2 设计流量的计算
污水主干管与干管的设计流量计算表
居住区生活污水量
本段流量表
管段编号街区
编号
街区面
积
比流
量 流量
转输流
量
合计平均
流量
总变化
系数 kz
生活污水
设计流量
123456789
1-21 2.7379 0.9642.6392.6392.436.405
1-22 9.3538 0.9649.0179.0172.1219.115
3-411 6.0447 1.2057.2847.2842.1715.808
2-37.2847.2842.1715.808
2-53 9.8627 0.9649.50832.80442.3121.7975.668
9-1016 5.7157 0.8264.7214.7212.2810.747
9-74.7124.7122.2810.728
7-8133.317 0.8262.7402.7402.426.621
7-612 4.8818 1.2055.8835.8832.2213.070
23-247 3.0023 0.9642.89413.34316.2371.9932.264
7-240.00013.33513.3352.0327.077
24-258 3.0234 1.1023.33224.27627.6081.8751.747
22-2419.56119.5611.9538.080
5-2243.828 1.1024.21832.80437.0221.8167.189
17-1817 4.6691 0.8263.8573.8572.338.976
18-1918 6.2451 0.8265.1585.1582.2511.628
18-150.0009.0159.0152.1219.111
14-1514 4.3613 0.8263.6023.6022.348.448
15-1615 5.7183 0.8264.7234.7232.2810.751
15-1217.3417.3401.9734.207
11-129 3.4721 1.1023.8263.8262.338.913
12-1310 3.2402 1.1023.5713.5712.358.381
5
12-200.00033.75233.7521.8361.880
22-205 6.6357 1.1027.31350.52957.8421.7399.944
20-216 2.7585 1.1023.04084.28187.3211.65144.198
集中流量
本段转输设计流量
101112
6.405
19.115
17.3633.168
17.3633.168
23.1517.36116.178
10.747
10.728
6.621
13.070
13.8946.154
27.077
51.747
13.8951.970
63.66130.849
8.976
11.628
19.111
8.448
10.751
34.207
9.2618.173
8.381
9.2671.140
72.92172.864
72.99217.188
6
管径
最大设计充满度
200~300
0.55
350~450
0.65
500~900
0.70
>1000
0.75
5、 污水管道水力计算
5.1 水力计算设计参数
5.1.1 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
5.1.2 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；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
7
街道位置
最小管径
最小设计坡度
街坊道路下
200
0.0004
市政道路下
300
0.0003
计流速为 5m/s。
5.1.3 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于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
5.1.4 埋设深度
为了保证在地面静动荷载的作用下管道不至于被损坏，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小覆土厚度不小于
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。
6、水力计算步骤及注意点
确定完设计流量后，便从上游管段开始依次进行干管各设计管段的
8
水力计算。
结果详见污水水力计算表，计算过程如下：
①从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，列入表中第二
项。
②讲各设计管段的设计流量列入表中第三项。
设计管段起讫点检
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（地面坡度=地面高差/距离），
作为确定管道坡度时参考。
④确定起始管段的管径以及设计流速、设计坡度、设计充满度。
首先拟采用最小管径 300mm，即查附录附图。
在这张计算图
中，管径 D 和管道粗糙系数 n 为已知，其余四个水力因素只
要知道两个即可求出另外两个。
现已知设计流量，另一个可根
据水力计算设计数据的规定设定。
相应于 300mm 管径的最小
设计坡度为 0.003。
将所确定的管径 D、坡度 I、流速 v、充满
度 h/D 分别列入表中的第 4、5、6、7 项。
⑤确定其他管段的管径以及设计流速、设计充满度和管道坡度。
通常随着流量的的增加，下一管段的管径一般会增大一级或两
级，或者保持不变，这样便可根据流量的变化情况确定管径。
然后可根据设计流速随着设计流量的增大而铸锻增大或保持不
变的规律设定设计流速。
根据 Q 和 v 即可在确定 D 的那张水
力计算图表中查出相应的充满度和 I 值，若均符合要求，说明
水力计算合理，将计算结果填入表中。
⑥计算各管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度：
9
（1）根据设计管段长度计算降落量
（2）根据管径和充满度求管段的水深
（3）确定管网系统的控制点，本设计中以 1 点为控制点
（4）求设计管段上、下端的管内底标高，水面标高及埋设深度，根
据管段在检查井处采用的衔接方法，可确定下游管段的管内底
标高。
采用水面平接。
⑦进行管道水力计算时，应注意的问题：
（1）必须细致研究管道系统的控制点。
这些控制点常位于本区的最
远或最低处，它们的埋深控制该地区污水管道的最小埋深。
各
管道的起点、低洼地区的个别街坊和污水出口较深的工业企业
或公共建筑都是研究控制点的对象。
（2）必须细致研究管道敷设坡度与管线经过地段的地面坡度之间的
关系。
使确定的管道坡度，在保证最小设计流速的前提下，又
不使管道的埋深过大，以便于支管的接入。
（3）水力计算自上游依次向下游段进行，一般情况下，随着设计流
量的逐渐增加，设计流速也应相应增加。
如流量保持不变，流
速不应减小，只有在管段坡度由大骤小的情况下，设计流速才
允许减小。
另外，随着设计流量逐段增大，但当管道坡度骤然
增大时，下游管段的管径可以减小，但缩小的范围不得超过
50~100mm。
（4）在坡度太大的地区，为了减小管内水流速度，防止管壁被冲刷，
管道坡度往往需要小于地面坡度。
这就有可能使下游管段的覆
10
土无法满足最小限值的要求。
甚至超出地面。
因此在适当的点
可设置跌水井，管段直接采用跌水连接。
（5）水流通过检查井时，常引起局部水头损失。
为了尽量降低这项
损失，检查井底部在直线管道上要严格采用直线，在管道转弯
处要采用匀称的曲线。
通常直线检查井可不考虑水头损失。
（6）在旁侧管与干管的连接点处，要考虑干管已定埋深是否允许旁
侧管接入。
若连接处旁侧管的埋深大于干管埋深，则需在连接
处的干管上设置跌水井，以使旁侧管能接入干管。
另一方面，
若连接处旁侧管的管底标高比干管的管底标高高出许多，为使
干管有较好的水力条件，需在连接处前的旁侧管上设置跌水井。
11
7、水力计算结果
管段编
号
管道长
度
主干管水力计算表
充满度
设计流
量 管径 坡度 流速 h/d h
1-214525.523000.0030.730.550.165
2-5210116.1784500.00210.860.750.3375
5-22105130.8495000.002710.650.325
22-20345172.8646000.00221.050.650.39
20-21230217.1886000.00261.150.750.45
标高
地面水面管内底埋设深度
管段编
号
降落量
IL
上
端
86.
下
端 上端 下端 上端 下端 上端 下端
86.
1-20.435
3
1 83.465 83.03 83.3 82.865 3 3.235
2-50.441
86.
1
85.
8
83.052
5
82.611
5
82.71
5 82.274
3.38
5 3.526
5-220.2835
85.
8
85.
7 82.599
82.315
5
82.27
4
81.990
5
3.52
6
3.759
5
12
22-200.759
85.
7
85.
5 82.23 81.471 81.84 81.081 3.86 4.419
20-210.598
85.
5
85.
2 81.531 80.933
81.08
1 80.483
4.41
9 4.717
管段编
号
管道长
度
干管水力计算表
充满度
设计流
量 管径 坡度 流速 h/d h
3-253015.8083000.00260.70.550.165
9-721510.7283000.00350.70.40.12
7-2424027.0773000.0030.730.550.165
24-2230038.083500.00280.80.60.21
18-1525519.1113000.00270.650.650.195
15-1220034.2073500.0030.80.550.1925
12-2019061.884000.00280.90.650.26
标高
地面水面管内底埋设深度
降落
量 IL
1.378
上
端 下端 上端 下端 上端 下端 上端 下端
90.
5 86.1 85.665 84.287 85.5 84.122 5 1.978
0.752
5
88.
6 86.2 85.22
84.467
5 85.1
84.347
5 3.5
1.852
5
13
0.72
0.84
86.
2 85.9
85.
9 85.7
84.512
5
83.337
5
83.792
5
82.497
5
84.347
5
83.127
5
83.627
5
82.287
5
1.852
5
2.772
5
2.272
5
3.412
5
0.688
5
88.
2 86.4 84.395
83.706
5 84.2
83.511
5 4
2.888
5
0.6
86.
4 85.9 83.204 82.604
83.011
5
82.411
5
3.388
5
3.488
5
0.532
85.
9 85.5
82.171
5
81.639
5
81.911
5
81.379
5
3.988
5
4.120
5
则通过上述两张表，可以读出各管段的管底标高，且支线接入干管
都为重力流，不需额外设置跌水井。
8、雨水管渠设计与计算
8.1 雨水管道定线原则
基本要求：
能及时通畅排走城市各汇水面积内的雨水径流量
雨水管道定线时，应充分利用地形，就近排入水体，雨水管渠应尽
量利用自然地形坡度以最短的距离靠重力流入附近的水体，或者排
入郊区。
雨水干管的平面布置宜采用分散出水口式的管道布置形式，
14
且就近排放，管线较短，管径也较小。
8.2 雨水设计流量参数
雨水设计流量的计算公式
Q=ψq0F
式中：
Q-------雨水设计流量，m³/s
q0------设计暴雨强度，L/（s ha）
ψ------径流系数
F-------汇水面积，ha
8.2.1 确定暴雨强度公式
查资料可知该城镇暴雨强度公式为：
q=500（1+1.381 lgp）/t^0.8
式中：
t=t1+m*t2=10+∑t2
t2=L/60V （min）
t1 为地面汇水时间，视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定，
一般采用 5~15mim，本设计采用 10min。
m 为管道折减系数，暗管折减系数 m=2，明渠折减系数 m=1.2，在陡
15
地面种类
Ψ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
坡地区，暗管折减系数 m=1.2~2；在本设计中暗管折减系数取 m=2。
8.2.2 重现期
雨水管渠设计重现期，应根据汇水地区性质、地形特点和气候特征
等因素确定。
在同一排水系统中可采用同一重现期或不同重现期。
重现期一般选用 0.5~3a，重要干道、重要地区或短期积水即能引起
较严重后果的地区，一般选用 3~5a，并应与道路设计协调。
特别重
要地区和次要地区可酌情增减。
本设计中选用 p=1a。
8.2.3 径流系数 Ψ 的确定
所谓径流系数，就是径流量和降雨量之间的比例。
影响径流系数的主要因素有地面覆盖种类的透水性。
此外，还与降
雨历时，暴雨强度及暴雨雨型有关。
径流系数 Ψ
16
地面种类
房屋
草地（包括
人工绿地）
路面（混凝
土沥青）
土地
占总面积比
例
20%
20%
30%
30%
Ψ
0.90
0.15
0.90
0.30
非铺砌土路面
0.30
公园和绿地
0.15
通常汇水面积是由各种性质的地面覆盖所组成，随着它们占有的面
积比例变化，Ψ 值也各异，所以整个汇水面积上的平均径流系数
Ψav 值是按各类地面面积用加权平均法计算而得到的。
计算如下：
Ψav=0.90×20%+0.15×20%+0.90×30%+0.30×30%
=0.57
8.2.4 设计充满度
雨水采用满管流，则设计充满度：
h/D=1
17
8.2.5 设计流速
最小设计流速为 0.75m/s
金属管最大设计流速为 10m/s
非金属管最大设计流速为 5m/s
8.2.6 最小管径和最小设计坡度
雨水管道的最小管径为 300mm，相应最小坡度为 0.003
雨水口连接管的最小管径为 200mm，最小坡度为 0.01
8.2.7 最小埋深与最大深度：
同污水管
8.2.8 雨水管道的连接方式：
采用管顶平接方式
8.3 雨水管渠系统的设计步骤
（1）划分排水流域和管道定线
雨水干管基本垂直于等高线，布置在排水流域地势较低的一侧，这
样雨水能以最短距离靠重力流分散就近排入水体。
为了充分利用街
道边沟的排水能力，每条干管起端 100m 左右可视具体情况不设雨水
暗管。
雨水支管一般设在街坊较低侧的道路下。
（2）划分设计管段
18
根据管道的具体位置，在管道转弯处、管径或坡度改变处，有支管
接入处或两条以上管道交汇处以及超过一定距离的直线管段上都应
设置检查井。
把两个检查井之间流量没有变化且预计管径和坡度也
没有变化的管段定位设计管段。
并从管段上游忘下游按顺序进行检
查井编号。
（3）划分并计算各设计管段的汇水面积
各设计管段汇水面积的划分应结合地形坡度、汇水面积的大小以及
雨水管道布置等情况而定。
地势较平坦时，可按就近排入附近雨水
管道的原则划分汇水面积；地形坡度较大时，应按地面雨水径流的
水流方向划分汇水面积。
并将每块面积进行编号，计算其面积的数
值注明在图中。
8.4 雨水量的计算
8.4.1 基础计算
如附图 1 所示，选取两条雨水管道，对其进行设计流量计算和水力
计算。
19
计算数据如下表所示：
地面标高表
检查井编号地面标高
1285.0
2685.4
1385.6
2786.3
1486.9
2885.7
2486.2
1686.8
2587.1
1787.6
20
管道长度表
设计管段编号管长
17-25141
25-16182
16-24167
24-28195
14-27160
27-13100
13-26134
21
12-26150
设计管段编号
17-25
25-16
汇水面积计算表
本段汇水面积
编号 本段汇水面积 转输汇水面积 总汇水面积
21、18、30、
29 2.907 0 2.907
13、16、17、
26、27、28 3.978 2.907 6.885
16-249、8、11、252.2986.8859.183
2、3、4、5、
24-28
14-
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