排水设计.docx
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排水设计
第一章设计任务书
一．设计资料
1.1:
5000比例尺城市总平面图一张。
2.城市区域划分：
该城市不划分，人口密度500人/公顷。
3.该城市有上下水道，设有浴盆。
4.废水排入城市管网的工厂有企业甲，企业乙等。
企业甲：
1000m3/d企业乙:
2000m3/d
5.占地面积：
建筑用地25%，道路和停车场25%，绿地50%。
6.该城市位于我国华北地区，冰冻深度为0.8m。
7.主要马路40m，路面为柏油铺设。
8.暴雨强度公式:
9.地下水位6m。
10.污水处理厂沉淀池水位标高104m。
二．设计任务
a）排水管网及泵站设计说明书一份，其内容有如下几项：
i.污水管网工程规划及DN＞300mm所有管段水力计算；
ii.雨水管网工程规划及水力计算；
iii.污水泵站设计。
b）绘图：
i.管网平面图；
ii.污水管段纵段图或雨水管段纵段图；
iii.泵站详图。
第二章雨水管渠系统设计
一．暴雨强度公式
本设计为位于我国华北地区的长治市，查《排水公差鞥》上册俘虏3-2得：
二．划分排水流域和管道定线
由城区平面图知该城市地势由西高东低，地形起伏比变化不大，北侧有一自西向东流动的河流，未见明显分水线，故排水流域的划分基本上按雨水干管的排水面积大小而定。
根据该地暴雨量特点，每一条干管承担的面积不宜过大，故划分排水流域为4个流域。
由于地形对排除雨水有力，拟采用分散出口的雨水管道布置形式。
雨水干管基本垂直于等高线。
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干管。
雨水支管一般设在街坊较低侧的道路下。
具体铺设见《排水管网设计平面图》。
三．划分设计管段
根据管段的具体位置，在管段转弯处、管径或坡度改变处，有支管接入处或两条以上管段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为设计管段，并从管段上游往下游进行检查井的编号。
详见《排水管网设计平面图》。
四．划分并计算各管段的汇水面积
各设计管段汇水面积应结合地形坡度、汇水面积大小以及管段布置情况而划定。
地形较平坦时，可就近排入附近雨水管道的原则划分汇水面积。
并将每块面积进行编号，计算其面积的数值注明在表二中。
汇水面积除街区外，还包括街道绿地。
在划分各设计管道的汇水面积时，应尽可能使个设计管段的汇水面积均匀增加，否则会出现下游管段的设计流量小于上一管段设计流量的情况。
五．确定各排水流域的平均径流系数
本设计根据排水流域内各类地面的面积所占的比例计算：
径流系数Ψ值
地面种类
Ψ值
地面面积的比例
各种屋面
0.90
25%
沥青路面和停车场
0.90
25%
绿地
0.15
50%
所以整个汇水面积上的平均径流系数为：
Ψav=Ψ.∑F/F=0.25×0.9+0.25×0.9+0.5×0.15=0.525
六．确定设计重现期P、地面集水时间t等设计参数
1.重现期:
p=1a
2.折减系数:
m=2
3.地面积水时间:
t=10min
4.径流系数:
Ψav=0.525
七．列表进行雨水干管的设计流量和水力计算
1．雨水管渠水利计算的设计数据
A：
设计充满度
雨水中主含有泥沙等无机物质，不同于污水的性质，加以暴雨径流量大，而相应较高的设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会太长。
故管道的设计充满度按漫流考虑，即h/D=1.
B:
设计流速
满流时管道的最小设计流速为0.75m/s，最大设计流速规定为：
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.
C:
最小管径和最小设计坡度
雨水管道的最小管径为300mm,相应的最小坡度为0.003；雨水连接管最小管径为200mm,相应的最小坡度为0.01.
D:
最小埋深与最大埋深
对每一具体的管道，最小埋深应满足防止管道内污水冰冻跟因土壤冻胀而损坏管道，防止管壁因地面负荷而受到破坏及满足街区污水连接管衔接的要求，本设计考虑以上要求确定管道的起点埋深为1.8米。
管道的最大埋深，一般在干燥土壤中，不超过7-8米；在多水，流沙，石灰岩地层中，一般不超过5m.
2:
水力计算注意的问题
A一般下游管段的设计流量大于或等于上游管段流量
B:
管径跟流速从上游到下游增加，但特殊时可采用相同管径
C:
一般选择输水管的能力大于或等于输水流量
D：
雨水管道采用管顶平接
E：
干管与支管相接检查井处，必然会有两个集水时间和两个管底标高值，进行下一管段计算时采用大的集水时间和较小的那个管底标高。
3：
设计流量与水力计算
管网平面图中管段长度表
管段编号
管段长度
管段编号
管段长度
管段编号
管段长度
1-2
200
12-13
250
23-24
225
2-3
230
13-14
220
25-26
195
3-4
245
14-15
225
26-27
345
4-5
270
15-16
185
27-28
250
5-6
210
17-18
200
28-29
245
6-7
225
18-19
220
29-30
220
7-8
120
19-20
300
30-31
45
9-10
200
20-21
265
32-31
210
10-11
225
21-22
200
33-32
135
11-12
245
22-23
220
管网平面图中检查井地面标高表
检查井编号
地面标高（m）
检查井编号
地面标高（m）
检查井编号
地面标高（m）
1
104
12
102．18
23
99.57
2
103.89
13
101.8
24
99.67
3
104.05
14
101.58
25
98.5
4
104.17
15
101.53
26
97.47
5
103.83
16
101.42
27
97.64
6
103.5
17
100.47
28
97.06
7
103.45
18
100.48
209
96.72
8
103.44
19
100.32
30
96.62
9
102.36
20
100.25
31
98.5
10
102.4
21
100.12
32
97.65
11
102.25
22
99.68
33
97.91
管网平面图中汇水面积计算表
管段编号
本段汇水面积
汇水面积
转输汇水面积
总汇水面积
1-2
13
9.373
0
9.373
2-3
24
8.441
9.373
17.814
3-4
1719
9.521
17.814
27.335
4-5
1820
10.766
27.335
38.101
5-6
3638
8.484
38.101
48.879
6-7
3739
3.704
48.879
57.363
7-8
56
9.123
57.363
61.067
8-9
57
8.232
0
9.123
9-10
68
9.123
9.123
17.355
10-11
2123
10.235
17.355
26.713
11-12
2224
10.235
26.478
36.713
12-13
4042
10.235
36.713
46.948
13-14
4143
8.445
46.948
55.403
14-15
5860
8.678
55.403
64.08
15-16
911
9.430
0
9.430
17-18
1012
8.280
9.430
17.710
18-19
2528
9.660
17.710
27.370
19-20
262729
10.925
27.370
38.295
21-22
444648
10.430
38.295
48.725
22-23
454749
8.530
48.725
57.225
23-24
626466
9.263
57.255
66.518
25-26
1315
8.87
0
8.87
26-27
1416
8.756
8.87
17.626
27-28
313335
11.883
17.626
29.509
28-29
303234
15.092
29.509
44.601
29-30
505254
15.344
44.601
59.945
30-31
515355
11.772
59.945
71.714
32-31
6872
9.261
71.714
80.978
33-32
697071
5．288
80.978
86.266
雨水干管水力计算表
管段编号
管长l（m）
汇水面积F（ha）
管内雨水流行时间（min）
单位面积径流量
设计流量
管径D（mm）
坡度i%
1-2
200
9.373
0
3.29
85.33
799.78
1000
2-3
230
17.814
3.29
2.95
69.08
1230.58
1100
0.0016
3-4
245
27.335
6.24
2.87
59.12
1616.07
1200
0.0017
4-5
265
38.101
9.17
2.76
59.92
1978.20
1250
0.0020
5-6
210
48.879
11.87
2.05
46.52
2273.63
1300
0.0022
6-7
225
57.363
13.92
2.02
43.02
2478.08
1300
0.0026
7-8
120
61.067
15.94
1.08
40.38
2465.89
1300
0.0026
设计地面标高
设计管内底标高
埋深
流速v（m/s）
管道输水能力Q（m/s）
坡降I.L（m）
起端（m）
终端（m）
起端（m）
终端（m）
起端（m）
终端（m）
1.012
800
0.22
104
103.89
102.2
101.94
1.8
1.95
1.301
1235
0.37
103.89
104.05
101.83
101.52
2.05
2.53
1.421
1620
0.42
104.05
104.17
101.47
101.11
2.58
2.99
1.603
2000
0.53
104.17
103.83
101.11
100.66
3.06
3.17
1.706
2280
0.46
103.83
103.50
100.61
100.21
3.22
3.60
1.854
2480
0.58
103.50
103.45
100.16
99.67
3.29
3.78
1.854
2470
0.31
103.45
103.44
99.67
99.18
3.78
4.26
第三章污水管渠系统设计
一．确定排水区界
由城市平面图知城市地势西高东低，地形起伏不大且无明显分水线，可划分为1个排水流域，该排水流域具有一条污水主干管，整个流域的污水经过污水泵站处理后排入河流。
二．管道定线和平面布置
管道定线一般按主干管、干管、支管依次进行。
定线应遵循的主要原则是：
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。
定线时通常考虑的几个因素是：
地形和用地布局，排水体制和线路数目，污水厂出水口的位置，水文地质条件，道路宽度，地下管线及构筑物的位置，工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况。
其中地形是主要因素。
由于该城市的地形起伏不大，故使得干管与等高线垂直且由西向东铺设，主干管与等高线基本平行且由南向北铺设，街道支管布置在地势较高一侧，整个管道系统呈截流式布置，具体铺设见《排水管网设计平面图》。
三．街区编号及面积计算
将各地区编号并按其平面范围计算面积，列入下表，用箭头标出各街区污水排出的方向。
详见《排水管网设计平面图》。
街区编号
街区面积
街区编号
街区面积
街区编号
街区面积
街区编号
街区面积
1
4.7
19
4．565
37
4.218
55
3.015
2
4.371
20
5.220
38
5.173
56
3.704
3
4.673
21
4.935
39
4.266
57
3.960
4
4.070
22
5.405
40
5.290
58
4.485
5
4.715
23
4.408
41
4.370
59
2.990
6
4.255
24
4.945
42
4.945
60
4.925
7
4.408
25
4.725
43
4.085
61
3.494
8
3.978
26
3.565
44
3.565
62
3.023
9
4.613
27
3.795
45
2.954
63
2.830
10
4.05
28
4.935
46
3.30
64
3.220
11
4.818
29
3.565
47
2.640
65
3.259
12
4.23
30
5.287
48
3.565
66
3.023
13
4.95
31
4.439
49
2.945
67
3.294
14
4.125
32
5.757
50
5.464
68
4.815
15
3.92
33
4.655
51
4．275
69
2.25
16
4.631
34
4.048
52
5.779
70
2.238
17
4.956
35
2.789
53
4．482
71
0.80
18
5.546
36
5.605
54
4.101
72
4.446
四．划分设计管段，计算设计流量
根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点（一般定为街区两端）、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。
各设计管段的设计流量列表进行计算。
1.居住区人口密度500人/公顷，污水量标准为160L/（人·d）,则比流量：
q0=160×500/24/3600=0.926（L/（s·104m2）
2.工业企业排入城市管网的设计流量
企业甲：
Q1=1000×1000/24/3600=11.57（L/s）
企业乙：
Q2=2000×1000/24/3600=23.15（L/s）
各管段的设计流量表见污水干管设计流量表.
五．水力计算：
1：
从上游管段开始以此进行主干管的水力计算，见污水干管水力计算表.水力计算步骤如下：
A：
从管道平面图上量出每一管段的长度
B:
将各设计管段的设计流量列入水力计算表中第3项。
设计管段起点检查井处的地面标高列入表中的第10，11项。
C:
计算每一设计管段的地面坡度，作为确定管道坡度时参考。
D:
确定起始管段的管径以及设计流速v,设计充满度h/D和管道坡度i.本设计中由于管道的地面坡度较小，为不使整个管段系统的埋深过大，宜采用最小设计坡度为设定数据。
E:
确定其他管段的管径D,设计流速v,，设计充满度h/D和管道坡度i.通常随着设计流量的增加，下一管段的管径一般会增大一级或两级，或者保持不变。
F:
计算各管段上端，下端的水面，管底标高及埋设深度。
2：
水力计算的设计数据
A:
设计充满度：
通常污水管道按照不满流进行设计，即h/D<1.
B:
设计流速：
为了防止管道中产生淤积和冲刷，设计流速不宜过大或过小。
最小设计流速①：
D≤500mm,v不小于0.7m/s；D>500mm,v不小于0.8m/s
②：
最大设计流速金属管道的最大设计流速为10m/s；非金属管道的最大设计流速为5m/s。
C:
最小管径：
在街区和厂区内最小管径为200mm,在街道下为300mm。
D:
最小设计坡度。
管径为200mm的最小设计坡度为0.004，管径为300mm的最
小设计坡度为0.003.
3：
水力计算时应注意的问题
A:
必须细致研究管道系统的控制点
B:
必须细致研究管道系统敷设坡度与管线经过地段的地面坡度之间的关系。
C:
在地面坡度太大的地区，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。
D:
水力计算自上游依次向下游管段经行，一般情况下，随着设计流量的逐渐增加，设计流速也相应增加。
，如流量保持不变，流速不应减小。
E:
水流通过检查井时，常引起局部水头损失，但通常不予考虑。
在旁侧管与干管的连接点处，要考虑干管的已定埋深是否允许旁侧管的接入。
污水干管设计流量计算表
管段编号
居民区生活污水量Q
集中流量
设计流量（L/s）
本段流量
转输流量（l/s）
合计平均流量（L/s）
总变化系数Kz
生活污水流量（L/s）
本段（L/s）
转输流量（L/s）
街区编号
街区面积（ha）
比流量q0（L/s.ha）
流量（L/s）
1-2
15
3.92
0.926
3.63
0
3.63
2.3
8.35
12-13
9.071
1.278
8.40
11.59
2.1
24.34
13-14
17.81
1.278
16.50
22.76
1.9
43.24
14-15
26.784
1.278
24.80
34.22
1.8
61.60
15-16
35.17
1.278
32.57
44.94
1.8
80.89
16-17
43.833
1.278
40.59
56.01
1.7
95.22
17-18
11、12
52.881
1.278
48.
97
67.57
1.7
114.87
18-2
13、14
61.956
1.278
57.37
79.17
1.7
134.59
2-3
16
4.631
1.278
5.92
61.00
90.1
1.6
144.16
3-4
35
2.789
1.278
3.56
90.1
93.66
1.6
149.86
19-20
17、18
10.502
1.278
13.42
13.42
2.0
26.84
20-21
19、20
20.287
1.278
25.91
25.91
1.9
49.23
21-22
21、22
30.627
1.278
39.12
39.12
1.8
70.42
22-23
23、24
39.98
1.278
51.07
51.07
1.8
91.93
24-25
26
43.545
1.278
55.63
55.63
1.7
94.57
25-26
25
48.27
1.278
61.67
61.67
1.7
104.84
26-27
27
52.065
1.278
66.52
66.52
1．7
113.08
27-28
30、31
70.291
1.278
77.38
77.38
1.7
131.55
28-4
32、33
80.703
1.278
89.81
89.81
1.6
143.76
28-4
32、33
80.703
1.278
100.22
100.22
1.6
160.35
4-5
34
4.048
1.278
5.17
193.88
199.05
1.5
298.58
5-6
54
4.101
1.278
5.24
199.05
204.29
1.5
306.44
29-30
36、37
9.825
1.278
12.55
12.55
2
25.1
30-31
38、39
19.262
1.278
24.61
24.61
1.9
46.76
31-32
40、41
38.922
1.278
36.96
36.96
1.8
66.53
32-33
42、43
37.952
1.278
48.5
48.5
1.8
87.3
33-34
44、45
44．471
1.278
56.83
56.83
1.7
96.61
34-35
46、47
50.411
1.278
64.42
64.42
1.7
109.51
35-36
48、49
56.921
1.278
72.74
72.74
1.7
123.66
36-37
50、51
66.66
1.278
85.19
85.19
1.6
136.30
37-6
52、53
76.921
1.278
98.3
98.3
1.6
157.28
6-7
55
3.015
1.278
3.85
302.59
306.44
1.4
429.02
38-39
56、57
7.664
1.278
9.79
9.79
2.1
20.56
39-40
58、59
15.139
1.278
19.34
19.34
1.9
36.75
40-41
60、61
23.558
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