1.3Qd≥1000L/s
4、比流量
由（3-1）和（3-2）得：
其中：
比流量
，其含义为：
设计沟道单位排水面积的平均流量。
5、设计沟段排水面积A
常通过划分街坊的泄水面积来确定设计沟段的排水面积。
具体划分方法有：
围坊式、低侧式和对边式。
图3-1排水面积的划分方法
当街坊采用围坊布置时，常用各街角的角平分线划分街坊成4块，每块街坊的污水假定排入相近的街沟；
当街坊采用低边布置时，常假定整块街坊的污水排入在其低侧的街沟中；
当街坊采用对边布置时，常将街坊面积用中线划分，被划分的街坊的污水假定排入邻近的街沟中。
6、关于
的使用原则
特大排污户单独计算，其余用
算。
三、公共建筑生活污水设计流量
公共建筑生活污水量可与居民生活污水量合并计算，此时应选综合生活污水量定额，也可单独计算。
公共建筑生活污水量按下式计算：
式中：
Q——公共建筑生活污水设计流量，L/s；
Si——各公共建筑最高日生活污水量标准，L/（用水单位·d），一般按《室内给水排水设计规范》推荐的参数选用，排水量大的建筑也可以通过调查或参考相似建筑选用；
Ni——各公共建筑在设计使用年限终期所服务的用水单位数；
Khi——各公共建筑污水量的时变化系数；
Ti——各公共建筑最高日排水小时数，h。
四、工业企业污水设计流量的确定
1、工业企业生活污水及淋浴污水量确定
工业企业内部生活污水，主要来自生产区的食堂、浴室、厕所等。
其污水量与工业企业的性质、污染程度、卫生要求等因素有关。
工业企业职工的生活污水量和淋浴污水量的标准及厂内公共建筑物生活污水量标准应与符合现行国家标准《建筑给水排水设计规范》（GB50015）的有关规定。
工业企业职工的生活污水量标准应根据车间性质确定，一般采用25～35L/（人·班），时变化系数为2.5~3.0。
淋浴污水在每班下班后1h均匀排出。
式中：
qv——工厂生产区的生活污水设计流量，L/s；
N1——一般车间最大班的职工总人数（一个或几个车间的总人数）；
N2——热车间最大班的职工总人数（一个或几个热车间的总人数）；
N3——一般车间最大班使用淋浴的职工总人数（一个或几个车间的总人数）；
N4——热车间最大班使用淋浴的职工总人数（一个或几个热车间的总人数）；
2、工业废水量确定
工业废水设计流量一般是按工厂或车间的每日产量和单位产品（每件产品，每吨产品等）的废水量计算。
式中：
qv——工业废水设计流量，L/s；
m——生产每单位产品的平均废水量，m3；
M——产品的平均日产量；
T——每日生产时数；
K总——总变化系数，因为K日=1，所以K总=K时。
工业区内工业废水量和变化系数的确定，应根据工艺特点，并与国家现行的工业用水量有关规定协调。
城市污水设计流量
城市污水设计总流量一般采用直接求和的方法进行计算，即直接将上述各项污水设计流量（居民生活污水、公共建筑生活污水、工业企业内部生活污水及淋浴污水、工业废水）计算结果相加，作为污水管网设计的依据，其中不排入城市污水管道的工业废水不予计算。
在地下水位较高的地区，还应适当加上地下水渗入量。
§3-2污水沟道系统的平面布置
一、城市排水工程的设计原则
排水工程的规划设计应符合国家城市建设的方针政策，遵循以下原则：
（1）满足城市总体规划方面的要求，并与其它单项工程建设密切配合，互相协调。
（2）符合环境保护的要求。
要全面安排，首先从工业布局上考虑，做到合理布局，尽可能减少污染源。
开展污（废）水综合利用，化害为利，变“废”为宝。
（3）处理好远近期的关系。
应全面规划，按近期设计，考虑远期发展有扩建的可能，并应根据使用要求和技术经济的合理性等因素，对近期工程作出分期建设的安排。
（4）要考虑现状，充分发挥原有排水设施的作用。
（5）排水工程的规划与设计应处理好污染源治理与集中处理的关系。
城市污水应以点源治理与集中处理相结合，以城市集中处理为主的原则加以实施。
（6）注意工程建设中经济方面的要求
如规划中尽量使各种排水管网系统简单，埋深浅，减少或避免污、雨水输送过程的中途提升等。
要为污水和废水的处理和合理利用创造有利的条件。
（7）在规划与设计排水工程时，必须认真贯彻执行国家和地方有关部门制定的现行有关标准、规范或规定。
同时也必须执行国家关于新建、改建、扩建工程，实行把防治污染设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的“三同时”规定，这是控制污染发展的重要政策。
二、排水工程设计资料
排水工程的设计必须以可靠的资料为依据。
设计人员接受任务后，需要作一系列的准备工作。
一般应先了解、研究设计任务书或批准文件的内容，弄清本工程的范围和要求，然后赴现场踏勘，分析，核实，补充有关的基础资料。
进行排水工程（包括污水管道系统）设计时，通常需要以下几方面的资料。
1、与设计任务有关的资料
（1）了解与本工程有关的城镇（地区）的总体规划以及道路、交通、给水、排水、电力、电信、防洪、环保、燃气、园林绿化等各项专业工程的规划。
明确本工程的设计范围，设计年限，设计人口数；拟用的排水体制；
（2）了解受纳水体的环保要求，确定污水处理处置方式；
（3）了解现有雨水、污水管道系统的走向，排水出口位置和高程；
（4）了解与给水、电力、电信、燃气等工程管网及其它市政设施可能交叉的情况，确定污水管道在街道纵横断面的布置；
（5）根据工程投资情况，确定适当设计标准。
2、有关自然因素方面的资料
（1）地形图
进行大型排水工程设计时，在初步设计阶段要求有设计地区和周围25～30km范围的总地形图，比例尺为1∶10000～1∶25000，等高线间距1～2m。
中小型设计要求有设计地区总平面图，城镇可采用比例尺1∶5000～1∶10000，等高线间距1～2m；工厂可采用比例尺1∶500～1∶2000的街区平面图，等高线间距0.5～2m。
施工图阶段，要求有比例尺1∶500～1∶2000的街区平面图，等高线间距0.5～1m；设置排水管道的沿线带状地形图，比例尺1∶200～1∶1000；拟建排水泵站和污水厂处，管道穿越合流、铁路等障碍物处时需要有更加详细的地形图。
（2）气象资料
包括设计地区的气温（平均气温、极端最高气温和最低气温）；风向和风速；当地降雨量记录以及当地的暴雨强度公式、日照情况、空气湿度等。
（3）水文资料
包括接纳污水的河流的流量、流速、水位记录，水面比降，洪水情况和河水水温、水质分析化验资料，城市与工业取水及污水排放、河流利用情况及整治规划情况。
（4）工程地质资料
主要包括设计地区的土壤性质及其承载力、地下水位、地下水有无腐蚀性、地震等级、以及管道沿线的地质柱状图。
3、有关工程情况的资料
包括道路的现状和规划（如道路等级、路面宽度及材料）；地面构筑物和地铁，其它地下建筑的位置和高程；各种地下管线的位置；本地区建筑材料，管道制品，电力供应的情况和价格；建筑、安装单位的等级和装备情况等。
三、平面布置的主要内容
1）确定排水区界，划分排水流域；
2）选择污水厂出水口位置；
3）拟定污水干沟及总干沟的路线；
4）确定需要抽升的排水区域和泵站位置的设置。
四、设计步骤
1、确定排水区界（区界既定，排水规模亦定）
原则：
凡是有完善卫生设备的建筑区都应设置污水管道。
2、划分排水流域
原则：
一般来说，流域边界应与分水线相符合。
分水岭最高点的连线（或等高线向外凸出部分顶点的连线）称为分水线（或分水界）。
如，秦岭的山脊线即是长江和黄河的分水线。
降落在分水线两侧的降水分别流入两个流域。
①地形起伏及丘陵地区，流域分界线与分水线基本一致；
②地形平坦无显著分水线地区，让管网合理均衡负担整个排水面积，尽量使绝大部分污水能自流排水；
③如有铁路或河流等障碍物贯穿，要有方案比较而择优（决定是否分为几个排水区域）。
某市排水流域划分情况如图3-2所示。
该市被分隔为4个区域，根据自然地形，可划分为4个独立的排水区域。
每个排水流域内有1条或1条以上的污水干沟，I、III两区形成河北排水区，II、IV两区为河南排水区，北南两区污水进入各区污水处理厂，经处理后排入河流。
图3-2某市污水排水系统平面
0-排水区界；I、II、III-排水流域编号；1、2、3、4－各排水流域干沟；5-污水处理厂
3、确定污水厂、出水口的位置
原则：
①选城市的下风向，水体的下游；
②离开居民区和工业区约300m。
4、污水管道系统的定线——确定污水管道的位置和走向
按总干沟，干沟、支沟顺序依次进行。
（1）定线时考虑的因素
①城市规划
一般城市规划范围就是排水系统的服务范围，规划设计人口影响污水管网系统的设计标准，城市的铺砌程度影响雨水径流量的大小，排水管网沿规划道路定线。
所以城市规划是城市排水系统平面布置最重要的依据，排水规划必须与城市总体规划一致，并作为城市总体规划的一个重要组成部分。
②地形和用地布局
在一定条件下，地形是影响管道定线的主要原因。
定线时应充分利用地形，使管道的走向符合地形趋势，一般应顺坡排水。
排水主干沟一般布置在排水区域内地势较低的地带，沿集水线或沿河岸等敷设，以便支沟、干沟的污水能自流流入。
③排水体制和线路数目
采用分流制系统，布置管道必须注意不同管道系统在平面和高程上的相互配合。
采用合流制系统时要确定截流干沟及溢流井的正确位置；采用混和体制，要考虑两种体制管道连接的方式。
④污水厂和出水口位置
污水厂和出水口位置决定了排水管网总的走向，所有管线都应朝出水口方向铺设并组成枝状管网。
⑤水文地质条件
排水管网应尽量敷设在水文地质条件好的街道下面，最好埋设在地下水位以上。
如果不能保证在地下水位以上铺管时，在施工时必须考虑地下水的影响及向管内渗水的问题。
⑥道路宽度
管道定线时还需要考虑街道宽度和交通问题。
排水干管一般不宜设在交通繁忙而狭窄的街道下。
若街道宽度超过40m时，为了减少连接支管的数目和地形管线的交叉，可考虑设置两条平行的排水管道。
⑦地下管线和构筑物的位置
在现代化城市和工厂的街道下，有各种地下设施：
各种管道——给水管、排水管、雨水管、煤气管、供热管等；各种电缆线；各种隧道等。
在街道横断面上设计排水管道的位置时，应与各种地下设施的位置联系起来综合考虑，并应符合排水设计规范的有关规定要求。
⑧工业企业和产生大量污水的构筑物的分布情况
⑨排水方式的选择
传统的排水系统采用重力流排水方式，需要较大的管径和一定的坡度，通常管道埋设较深，工程费用较高，对地域较广，人口密度较低，地形受限制的地区很不适应。
近年来，在一些城市开始采用压力式或真空式排水方式，得到很好的应用，尤其适用于地形地质变化较大、管网密集、施工困难的地区，也适用于居民分散、人口密度较低的别墅、观光区。
（2）应遵循的原则
①尽量用最短的管线，在较小的埋深下，能把最大面积的污水、废水自流送往污水处理厂和水体。
②尽量充分利用地形，在整个排水区域较低的地方，如集水线或河岸低处敷设主干管及干管，便于支管的污水自流接入。
地形复杂时，宜布置成几个独立的排水系统，如由于地表中间隆起而布置成两个排水系统。
若地势起伏较大，宜布置成高低区排水系统，高区不宜随便跌水，利用重力排入污水厂，并较少管道埋深；个别低洼地区应局部提升。
③污水总干沟的走向与数目取决于污水厂和出水口的位置和数目，所有管线都应朝出水口方向铺设并组成枝状管网。
如：
大城市或地形平坦的城市，可能要建立几个污水厂分别处理和利用污水，这时就需要敷设几条主干沟。
在小城市或地形倾向一方的城市，通常只设一个污水厂，只需敷设一条主干沟。
若相邻城市联合建造区域污水厂，则需相应的建造区域污水管道系统。
④尽量回避不良地质地段及、穿越其他管线、建筑物。
污水沟道，特别是总干沟，应尽量布置在坚硬密实的土壤中。
尽量避免或减少与河道、山谷、铁路及各种底下构筑物的交叉。
管道定线时，若管道必须经过高地，可采用隧洞或设提升泵站；若需经过土壤不良地段，应根据具体情况采取不同措施，以保证地基与基础有足够的承载能力。
当污水管道无法避开铁路、河流、地铁或其它构筑物时，管道最好垂直穿过障碍物，并根据具体情况采用倒虹管、管桥或其他工程设施。
⑤污水干管一般沿城市道路布置，不宜设在交通繁忙的快车道和狭窄的街道下，也不宜设在无道路的空地上，而通常设在污水量较大或地下管线较少一侧的人行道、绿化带或慢车道下。
道路宽度超过40m时，可考虑在道路两侧各设一条污水管，以减少支管的数目及与其他管道的交叉，并便于管道施工、检修和维护管理。
⑥管线布置应简洁顺直，不要绕弯，避免在平坦地段布置流量小而长度长的管道，尽可能不设或少设中途泵站。
（3）污水干沟和总干沟的布置
①地形具有适中的坡度（地形平坦略向一边倾斜）
图3-3-1污水干沟和总干沟的布置——地形具有适中的坡度
②地形倾向河道坡度较大
图3-3-2污水干沟和总干沟的布置——地形倾向河道坡度较大
③流域范围大，且地形较平坦
图3-3-3污水干沟和总干沟的布置——流域范围大，且地形较平坦
④地形将城市划分成高低二区
图3-3-4污水干沟和总干沟的布置——地形将城市划分成高低二区
（4）污水支沟布置——考虑街坊特征
图3-4污水支沟的布置形式
a.低侧式b.围坊式c.穿坊式
低侧/边式：
街区面积不太大，街坊狭长或地形倾斜时采用
围坊/周边式：
街坊地势平坦且面积较大时采用
穿坊式：
街坊内部建筑规划已定，或街坊内部沟道自成体系，支沟可以穿越街坊布置
（5）污水沟道系统的最后布置形式
图3-5排水系统的布置形式
（a）正交式；（b）截流式；（c）平行式；（d）分区式；（e）分散式；（f）环绕式
①正交式：
地势向水体有适当倾斜的地区，干管以最短距离沿与水体垂直相交的方向布置，这种布置称为正交式。
正交布置的干管长度短、管径小，因而经济，污水排放迅速。
由于污水未经处理就直接排放，使水体污染，因此这种小时仅适用于雨水的排除。
②截流式
正交布置的发展，沿河岸敷设主干管，并将各干管的污水截流到污水厂。
截流布置减轻了水体的污染，改善和保护了环境。
适用于分流制的污水系统、区域排水系统和截流式合流制排水系统。
③平行式
地势向水体有较大倾斜的地区，避免因干管坡度较大，管内流速过大，使管内受到严重冲刷，可使干管基本与等高线及河道基本平行、主干管与等高线及河道成一定倾角敷设。
平行布置可减少跌水井数量，降低工程总造价。
④分区式
地势相差较大地区。
高区污水靠重力流入污水厂，低区的污水用水泵送入污水厂。
分区布置充分利用地形排水，节省能源。
⑤分散式
城市周围有流域或城市中央部分地势高、地势向四周倾斜的地区，各排水区域的干管常采用辐射状分散布置，各排水流域具有独立的排水系统。
分散式布置具有干管长度短、管径小、管道埋深浅、便于雨水排放等优点，但污水厂和泵站（如需要设置时）的数量将增多。
在地形平坦的大城市，采用辐射状分散布置可能是比较有利的。
⑥环绕式
分散式布置的发展，沿四周布置主干管，将各干管的污水截流送往污水厂。
环绕式布置能节省建造污水厂用地，基建投资和运行管理费用省。
5、控制点的确定
6、泵站的确定
是否有必要？
无必要尽量不建
有必要，则其功能属于中途泵站？
终点泵站？
局部泵站？
建的位置？
由于地形原因，当管道埋深接近最大埋深时，为提高下游管道的管位而设置的泵站，称为中途泵站。
若是将低洼地区的污水抽升到地势较高地区管道中，或是将高层建筑地下室、地铁、其它地下建筑的污水抽送到附近管道系统所设置的泵站，称为局部泵站。
污水管道系统终点的埋深通常很大，而污水处理厂处理后的出水因受受纳水体水位的限制，处理构筑物一般埋深很浅或设置在地面上，因此需设置泵站将污水抽升到第一个处理构筑物，这类泵站称为终点泵站或总泵站。
7、污水沟道的水力学设计
关于地下管线
①管道交叉的原则
有压（管）让无压（管），小管让大管，新管让旧管，柔性让刚性，临时让永久
②街道各种管道之间的合理布置
各种管道之间的距离参照《室外排水设计规范》（GB50014-2006）。
图3-6街道地下管线的布置
1-雨水沟；2-雨水口；3-无轨电车电缆；4-供热管；
5-污水沟；6-给水管；7-煤气管；8-电话线；9-电线
图3-7管线隧道（共同沟）
1-污水沟道；2-电报或电话线；3-电车缆线；4-电力线；
5-供水管；6-洒水管；7-供暖管；8-电灯
③污水管与其他管交叉时可压缩的尺寸P74表3-3
§3-3污水沟道的水力学设计
一、设计任务
根据已经确定的沟道路线，计算和确定各设计沟段的设计流量、管径、坡度、流速、充满度和沟底高程。
二、设计原则
不冲刷、不淤积、不溢流、要通风
三、计算方法
1、先确定控制点
控制点是指在污水排水区域内，对管道系统的埋深起控制作用的地点。
如各条管道的起点大都是这条管道的控制点。
整个管道系统控制点的位置一般是位于离污水厂或出水口最远处或排水流域中，地面高程最低处，具有相当深度的工厂排出口也可能是整个管道系统的控制点。
这些控制点的管道埋深影响整个污水管道系统的埋深，所以应当尽量浅些。
2、将沟段划分为若干设计沟段
设计沟段的起迄点是检查井的位置；通过沟段上下游井点的地面高程算出地面坡度，若地面坡度和流量变化很小，可合并。
3、从污水厂开始标定每个设计沟段起迄点上窨井的编号
4、确定各设计沟段的服务面积、设计流量
每一设计沟段的污水设计流量可能包括下列几种流量，见图3-7。
沿线流量：
从本沟段服务的街坊流来的流量；
集中流量：
从工厂（生产车间及生活区）或公共建筑来的流量，它们的排水量可以较为准确的估计。
转输流量：
从上游沟段和旁侧沟段来的流量。
图3-7设计沟段的设计流量
q1-本段流量；q2-转输流量；q3-集中流量
表3-4污水干沟设计流量计算表
沟段编号
沿线流量
集中流量
总设计流量qv/（L•s-1）
本段流量
转输流量/（L•s-1）
累计平均流量Σq0S
/（L•s-1）
总变化系数K总
累计设计流量q1
/（L•s-1）
本段流量/（L•s-1）
转输流量/（L•s-1）
累计设计流量q2
/（L•s-1）
街坊编号
S
/ha
q0
/（L•s-1•ha-1）
q0S
/（L•s-1）
（1）
（2）
（3）
（量得）
（4）=
（5）=（3）*（4）
（6）
（7）=（5）+（6）
（8）查表
（9）=（7）*（8）
（10）
（11）
（12）=（10）+（11）
（13）=（9）+（12）
5-4
29
29
29
4-3
②③
7
0.69
4.9
4.9
2.3
11
29
29
40
3-2
④⑤⑥
8
0.69
5.5
4.9
10.4
2.1
22
5
29
34
56
2-1
⑦⑧
8
0.69
5.5
10.4
15.9
2.0
32
34
34
66
5、水力学计算
（1）根据污水干沟平面布置图，从上游至下游将设计沟段编号列入表3-5第
（1）项。
（2）从沟道平面布置图上量出每一段沟段的长度（即设计沟段起迄点两个窨井之间的距离，注在图上），并列入表中第
（2）项。
（3）将各设计沟段的设计流量（抄录表3-4）列入表中第（3）项。
（4）从该城镇的总体规划图中（或通过测量），求得设计沟段起迄点窨井处地面高程，注在图上，并列入表中第（10）、（11）项。
（5）计算每一设计沟段的地面坡度（=地面高程差/距离），作为确定沟道坡度的参考，列入表中第（18）项。
（6）根据流量和各个沟段的地面坡度，估计需要的管径。
将得到的管径、坡度、流速、充满度数据列入表中第（4）、（5）、（6）、（7）项。
（7）算出水深h=（4）*（7），列入表中第（8）项。
（8）根据求得的沟道坡度，计算沟段上端至下端的沟底降落量iL=（5）*
（2），列入表中第（9）项。
（9）根据上游工厂排出管埋深，各沟段在窨井处的衔接方式，计算各沟段上下端的地面、水面、沟底高程，分别列入表中第（10）~（15）项。
（10）计算覆土厚度=地面高程-沟底高程-管径-管壁厚度，一般管壁厚度可忽略不计，列入表中第（16）~（17）项。
（11）
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