排水管网课程设计操作说明书计算书.docx
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排水管网课程设计操作说明书计算书
一排水管网设计说明书
1总论
1.1设计依据
1.1.1主要规范
（1）《城市排水工程规划规范》（GB50318-2000），国家质量技术监督局、建设部
（2）《室外排水设计规范》（GB50014-2006），国家计委、建设部
（3）《泵站设计规范》（GB/T50265-97），国家质量技术监督局、建设部
1.1.2主要标准
（1）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
（2）《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）
1.1.3参考书籍
（1）《水泵机水泵站》（第四版）（1998年）中国建筑工业出版社姜乃昌主编
（2）《给水排水设计手册（1、5）》（第二版）（2000年）中国建筑工业出版社
（3）《给水排水工程快速设计手册（2、5）》（第一版）（1996年）中国建筑工业出版社
（4）《全国通用给水排水标准图集（S1、S2）》（1996年）中国建筑标准设计研究所
（5）《水工业工程设计手册水工业工程设备》（第一版）（2000年）聂梅生主编
（6）《排水工程》（上册，第四版）（1999年）中国建筑工业出版社孙慧修主编
1.2城市概况原始资料
（1）城市（包括工业区）总平面图一张，比例为1：
10000，等高线间距1m。
（2）城市设计人口
南岸区：
人口密度420人/ha；江北区：
人口密度400人/ha。
（3）居住区生活污水量定额
南岸区：
180L/cap.d；江北区：
160L/cap.d。
（4）城市工业企业分布、市区地面覆盖情况
该市分为南岸区、江北区，市内工业企业有皮毛厂、针织厂、棉纺厂、食品厂、化工厂各一座，还有商业和服务性质的公共建筑。
市区地面种类如：
屋面占36%，混凝土路面占16%，碎石路面占10%，非铺砌路面占20%，绿地占18%。
（5）工业企业
工厂职工人数及工业废水量见表1.1。
（6）公共建筑
表1.1工厂职工人数及工业废水量表
工厂名称
工业废水
设计流量
职工人数（人）
生产污水
（L/s）
生产废水
（L/s）
第一班
第二班
第三班
使用淋浴人数
热车间
一般车间
热车间
一般车间
热车间
一般车间
热车间
一般车间
皮毛厂
35
30
350
460
350
460
350
400
75
40
针织厂
30
32
210
350
210
320
210
320
70
40
棉纺厂
20
26
280
280
280
400
260
400
70
35
食品厂
40
36
366
460
366
440
320
440
70
35
化工厂
45
40
400
450
400
450
300
350
75
50
市区内公共建筑物排出污水流量见表1.2。
表1.2市区内公共建筑物排出污水流量表
建筑物名称
排出污水流量
（L/s）
建筑物名称
排出污水流量
（L/s）
火车站
9.8
医院
6.4
浴室
5.4
公园
6.8
旅馆
6.2
影剧院
4.6
洗衣房
6.2
（7）暴雨强度公式
（L/s.ha）
（8）水文气象资料
①城市位于我国的西南地区，冰冻深度0公尺；
②土壤为砂质粘土，地下水位距地表8米；
③在水厂东侧公路桥处，河流二十年一遇最高洪水位245.0米，95%保证率的枯水位240.0米，常水位242.0米，水面平均比降3‰；
④风向、风速：
主风向为东北风，最大平均风速为2.4m/s；
⑤气压：
平均气压为738.81mmHg；
⑥气温：
最高气温为43℃，最低-2.8℃，年平均温度18.1℃，一年中6℃以下的天数为3.2天；
⑦湿度：
年平均湿度为67.8%。
（9）现有给排水状况
本市居民生活饮用水及工厂生产用水均由城市自来水厂供应，水厂规模70000m3/d。
本市无任何污水处理设施，市区内原有零星合流制排水渠道，但断面太小，损坏严重。
（10）其它资料
该市交通发达；电力可以保证供应；各种建筑材料和管道制品均可供应；有雄厚的施工技术力量。
1.3设计原则
执行国家关于环境保护的政策，符合国家有关规范和标准的要求，在城市总体布局的基础上，结合地形和环境保护要求统一规划城市排水管道系统。
既技术先进，又切合实际，安全适用，具有良好的环境效益，经济效益和社会效益。
做到技术可靠，经济合理。
1.4设计范围和任务
某市规划的城区范围。
根据给予的城市总平面图和设计原始资料，独立完成该城市排水管道系统的设计。
包括：
绘制排水管道总平面图一张，污水、雨水主干管纵断面图一张，说明书、计算书一份。
2方案选择和确定
2.1排水体制的确定
在城市和工业企业中，通常有生活污水、工业废水和雨水。
合理地选择排水体制，是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题。
它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市和工业企业的规划和环境保护影响深远，同时也影响排水系统工程的总投资和初期投资费用和维护管理费用。
通常排水系统体制的选择是一项很复杂的很重要的工作。
排水体制的选择应该根据城镇及工业企业的规划，环境保护的要求，污水利用的状况，原有排水设施、水质、水量、地形、气候和水体等条件，从全局出发，在满足环境保护的前提之下，通过技术经济比较，综合考虑确定。
排水系统的体制一般分为合流制和分流制。
二者的优缺点比较见表2.1。
表2.1合流制和分流制的比较
合流制
分流制
直流分散式
截留式
完全分流式
不完全分流式
环保角度
排污口多，水未处理，不满足环保要求
晴天污水可以全部处理，雨天存在溢流
污水全部处理，初降雨水未处理，但可以采取收集措施
污水全部处理，初降雨水未处理，但不易采取收集措施
工程造价角度
低
管渠系统低，泵站污水厂高，
管渠系统高，泵站污水厂低
初期低，长期高，灵活
管理角度
不便，费用低
管渠管理简便，费用低，污水厂泵站管理不便
容易
容易
通过上述比较，完全分流制体系工程造价虽然稍高，但是环保效果好，管理方便，对于该市本身来讲，只有一条B江流过，其对该市以后发展的意义很大，必须保护好江水资源，环保要求高；又由于市内无任何污水处理设施，市区内原有零星合流制排水管渠，但断面太小，损坏严重，没有必要利用原来的排水设施，应该重新施工。
我国《室外排水设计规范》（GB50014-2006）规定，在新建地区排水系统一般采取分流制。
综合考虑分析，本工程即属于新建地区的排水系统，并结合该市的地形，气候，原有排水设施的状况等因素考虑，本市的排水系统的体制选择完全分流制（雨污分流制）。
2.2工业废水与城市排水系统的关系选择
这是工业废水与城市污水是否合并的问题。
当工业企业位于城市内，应尽量考虑将工业废水直接排入城市排水系统，利用城市排水系统统一排除和处理，这是比较经济的。
但并不是所有的工业废水都能直接排入城市排水系统，我国《室外排水设计规范》（GB50014-2006）规定：
工业废水接入城镇排水系统的水质，不应影响城镇排水管渠和污水处理厂等的正常运行；不应对养护管理人员造成危害；不应影响处理后出水和污泥的排放和利用，且其水质应按《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）执行。
在工业企业中，一般采用分流制排水系统，生产污水与生产废水间彼此不宜混合，多数采用清污分流、分质分流，当生产污水与生活污水的成分与水质同生活污水相似时，可将生活污水与生产污水用同一管道系统来排放；生产废水可直接排入雨水管道或者在生产中重复使用。
一般食品厂及肉类加工厂等废水，水质与生活污水相似，当工厂位于市区内或距市区较近时，可考虑将这类废水直接排入城市排水管道。
符合排入城市下水道的工业废水，单独的进行无害化处理后直接排放，一般并不经济合理。
本市目前的工厂有皮毛厂、针织厂、棉纺厂、食品厂、化工厂，大部分都位于市区内。
其中，食品厂、皮毛厂的废水水质与生活污水相似，可以经处理后直接排入城市排水管道，与生活污水统一处理；针织厂、棉纺厂污水符合《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999），可直接排入污水管道；化工厂的污水水质含有大量的有毒有害物质，必须在厂内设置废水的局部处理除害设施，以满足排入城市排水管道的标准，然后再排入污水管道；医院的废水必须经过严格消毒之后才能排放。
工业废水管道接入城镇排水系统时，必须按废水水质接入相应的城镇排水管道。
废水管道宜尽量减少出口，在接入城镇排水管道前应设置监测设施。
2.3污水处理方式的选择
该市污水处理可有分散式和集中式两种选择方式，即江北区和南岸区各单建一座污水处理厂分别对各区的污水进行分散处理以及通过过江倒虹管将污水合并到南岸区或江北区进入同一污水厂的集中处理。
综合考虑本市的地形，气候和水体状况以及城市的发展规划，并经过经济技术比较，采取将本市江北区和南岸区的污水合并集中处理的方式，而不采用每区各单建一座污水处理厂分别对各区的污水进行处理，具体考虑因素如下：
（1）将污水合并处理可以体现规模效益，虽然目前南岸区的污水流量较江北区大，但分析南岸区的地形和发展现状，南岸区的发展已经受到限制，相对来说江北区具有较大的发展前景，并且地势较宽阔。
综合来看，两岸的污水量并不大，若分开处理建两个污水处理厂，规模较小，前期投资及运行费用大，同时不方便运行管理，消耗人力，经济效益不明显。
因此，将两岸污水合并处理设一个污水厂较为合理，且两个污水厂的建设、运行、管理费用远远大于铺设倒虹管和建设泵站的费用。
考虑到各区的长远发展和社会经济的不断进步，考虑到未来扩建的可能性和经济性，南北合建污水厂符合该市的长远发展与城市利益。
（2）根据水流方向和常年风向，选择污水厂的场址。
《室外排水设计规范》（GB50014-2006）规定，污水厂位置的选择必须在城镇水体的下游，便于处理后出水会用和安全排放；污水厂厂址的选择应该有扩建的可能。
南岸区的污水流量较江北区大，按理把江北区的污水收集到南岸区处理更经济。
但南岸区的污水厂选址受给水厂与其取水口的制约且该处选址存在着排入江中的污水发生回水问题的可能。
南岸区下游为两江交汇的凸岸，容易形成回水，若在南岸建污水厂，为避免安全隐患则需将污水厂的排出口伸至江北区沿岸，工程造价高。
另外，根据南岸区的地形，其沿江下游的地面相对较高，将收集的污水输送到拟建于下游的污水处理厂，势必使管道埋深加大，从而增加施工难度及工程造价。
而江北区属于开发区，随其发展，人口会越来越多，污水量也越来越大，相应的污水厂规模也应该扩大。
而根据南岸区的地形，该地区已无扩建可能，若将污水厂建在南岸区，规模不能扩大。
所以考虑将南岸区的污水通过江面最窄处与江北区污水合并，将污水厂修建于江北区下游地势平坦的地方，且污水排放口的设置需深入江心。
具体选址参见某市排水管道设计布置总平面图。
（3）设置过江管道。
根据估算，将南岸区的污水输送到江岸时，管道的埋深已经比较大，所以通过技术经济比较，考虑采用在江面较窄处设置过江倒虹管的方式，通过下文的计算，将南岸区的污水用泵站压送通过倒虹管至对岸。
根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006）中的相关规定：
通过河道的倒虹管，一般不宜少于两条，当排水量不大不能达到设计流量时，其中一条作为备用。
（4）设置倒虹管会可能会带来经济技术问题：
经济问题包括修建倒虹管的费用和修建与倒虹管配套的泵站管网的费用高等；技术问题包括倒虹管自身的维护和管道阻塞之后的疏通，维修管理复杂，这样会增加一部分工程造价。
但综合考虑，设置倒虹管仍比设置两个污水厂分
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