晋文静.docx
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晋文静
一、基本资料2
1.1自然条件2
1.2排水规划资料2
二、设计任务及要求3
2.1设计任务3
2.2设计要求3
2.3设计依据3
三、方案选择和确定4
3.1排水体制的确定4
3.2污水管道方案比较5
3.3雨水管道方案比较5
四、污水管网工程设计5
4.1污水管网定线5
4.2平面上布置管道7
4.3街区编号并计算其面积7
4.4划分设计管段，计算设计流量8
4.5水力计算10
4.6绘制管段平面图和剖面图12
五、雨水管网工程设计12
5.1雨水管网定线12
5.2平面上布置管道13
5.3划分设计管段，计算汇水面积14
5.4水力计算16
5.5绘制管段平面图和剖面图19
六、小结19
七、设计图纸20
污水排水管道平面图20
污水排水管道剖面图20
雨水排水管道平面图20
一、基本资料
1.1自然条件
1SC县城镇面积平面图1张。
2地理位置及地形特点：
SC县城中心城镇位于江西省境内，规划用地面积10.8km2。
全镇地势北高南低，海拔在44.5m到40.5m之间。
3规划中该镇主要为居民生活区和商业区，东面有部分工业区。
居住人口密度为300人/hm2，建筑多为2-3层，最高为六层；规划工业区主要为建材、化肥制造等行业，在计算用水量时，每天按3600立方米每天计算，时变化系数取1.2，最高服务水头要求为28m，县城火车站每天最大时用水量取500m3。
4气温：
中心城镇位于北亚热带，季风气候，属季风型气候。
冬夏稍长，春秋略短。
温暖湿润，气温变化幅度小。
年平均为气温16.1℃，1月平均气温最低，历年平均4.0℃，7月平均气温最高，历年平均28.2℃，极端最低气温-9.3℃，极端最高气温39.1℃。
冰冻线深度为0.6m。
5降雨：
年平均水量（含雨、雪、冰雹）1059.6mm，年降水量少于1000mm的少水年占25%，大于1500mm的丰水年占17.6%。
平均10年中有大旱、大涝各一年。
降水量年内分配不均匀，春雨、梅雨、秋雨与伏旱、秋冬旱交替，降水最高期在九月，平均172.4mm，占全年的14%，最高曾达468.3mm。
梅雨期间多连阴雨。
6风：
冬季盛行西北到北风，夏级盛行南风，春季转夏季稍早，秋季转冬季较迟。
年平均风速3米每秒，各月差异不大，年有较明显影响台风1-2次。
7湿度：
本区年相对湿度为78-83%，属比较湿润。
夏季属副高压影响，虽有充沛水汽，但相对湿度不是很大，一般情况下最大相对湿度在6月，达84%，冬季相对湿度最低，春季介于冬夏之间。
8河流位于镇南，由西南流至东北，常水位34.00m。
地下水位平均埋深平均为4.0m，马路材质为沥青。
地震烈度7级。
1.2排水规划资料
1生活污水折减系数取0.85；工业废水折减系数0.7。
2污水出路：
污水汇合后，纳入污水主干管，送至污水处理场，处理后排放。
3暴雨重现期取一年，地面集水时间取10min。
4SC县中心城镇排水采用雨污分流制。
5生活区和工业区占地面积分配如下表：
表1占地面积分配情况
区域
建筑用地
道路和车场
绿地
居民区
25%
25%
50%
工业区
28%
25%
47%
二、设计任务及要求
2.1设计任务
2.1.1雨水管网设计
（1）划分排水流域和管道定线
（2）划分计算管段
（3）对排水涉及的街区编号并计算面积
（4）绘制雨水管道平面图
2.1.2污水管网设计
（1）划分排水流域、进行管道定线
（2）根据设计人口数、污水量标准等计算污水设计流量
（3）进行污水管道水力计算，确定管道断面尺寸、设计坡度、埋设深度等设计参数
（4）污水提升泵站设置与污水处理厂的位置
（5）绘制污水管道平面图和剖面图
2.2设计要求
2.2.1设计计算说明书：
（1）设计说明书与计算书内容完整，文字通顺，语言流畅，无错别字
（2）管道定线与方案选择应说明相关原则与具体理由
（3）管道尽量避免交叉
（4）工程量计算应列表，说明各种不同管径管道的长度，检查井个数及其他构筑物个数，以便经济估算和备料使用
（5）高程计算精确到小数点后三位
2.2.2图纸
（1）2号图纸3张，内容分别为污水管道平面图与剖面图以及雨水管道平面图，图纸采用白图纸，手绘
2.3设计依据
1.给水排水管网系统（第二版）。
中国建筑工业出版社。
2.《给水管网系统理论与分析》。
中国建筑工业出版社。
3.《给水排水设计手册》。
中国建筑工业出版社。
4.《室外排水水设计规范》
5．《给水排水工程专业课程设计》。
化学工业出版社
6.《给水排水工程快速设计手册》。
中国建筑工业出版社。
三、方案选择和确定
3.1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。
表2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）。
3.2污水管道方案比较
两方案见污水管道平面图，深色管线为方案一，浅色管线为方案二。
从该县的平面图中可以看出该地区地势自北向南倾斜，坡度较小，无明显分水线。
小区支管布置在小区地势较低一侧的道路下，支管基本上与等高线垂直布置，主干管沿地区南面河岸布置，基本与等高线平行。
整个管道系统呈截流式形式布置，方案一更符合地势，方便施工，更为经济合理，故选方案一。
3.3雨水管道方案比较
两方案见雨水管道平面图，深色管线为方案一，浅色管线为方案二。
从该县的平面图中可以看出该地区地势自北向南倾斜，坡度较小，无明显分水线，可划分为一个排水区域。
小区干管布置在小区地势较低一侧的道路下，干管基本上与等高线垂直布置，主干管沿地区南面河岸布置，基本与等高线平行。
方案一更符合地势，方便施工，更为经济合理，故选方案一。
四、污水管网工程设计
4.1污水管网定线
（1）污水管道定线的基本原则
充分利用城市地形、地质、地貌特点，尽可能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。
布置管线是确定污水管道系统总体布置的重要步骤。
在定线时应考虑地形等因素的影响。
根据地形，污水厂和出水口位置布置污水管道，依次定出主干管、干管、街道支管，并考虑设置泵站的合理位置。
一般应将主干管和流域干管放在较平坦的集水线上，让污水尽量以重力流排送，污水干管与主干管应尽量避免和障碍物相交，如遇特殊地形时应考虑特殊措施（如跨越河道的倒虹管等），在图上标明。
（2）污水管道定线考虑的因素
污水管道定线考虑的因素有：
地形和用地布局；排水体制和线路数目；污水厂和出水口位置；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。
①在一定条件下，地形一般是影响管道定线的主要因素。
定线时应充分利用地形，利用排水系统的布置形式，使管道的走向符合地形趋势，尽量做到顺坡排水，尽可能不设泵站或少设泵站。
②污水支管的平面布置取决于地形及街区建筑特征，并应便于用户接管排水。
③污水主干管的走向取决于污水厂和出水口的位置。
④采用的排水体制也影响管道定线。
⑤考虑到地质条件，地下构筑物以及其它障碍物对管道定线的影响。
尽可能回避不良地质条件的地带和障碍。
处理好与现状建筑物，构筑物和规划道路的关系，实在不能避开时应采取相应的工程措施。
⑥管道定线时还需考虑街道宽度及交通情况。
⑦管道定线，不论在整个城市或局部地区都可能形成几个不同的布置方案。
应进行方案技术经济比较。
⑧结合江河走向和规划中道路的实施，合理布置管线，以利于减小施工难度。
（3）排水流域的划分
定线前首先根据地形划分排水流域。
排水流域划分一般根据地形及城镇（地区）的竖向规划进行。
在丘陵及地形起伏的地区，地形变化较显著，可按等高线划出分水线，通常分水线与流域分界线基本一致。
在地形平坦无显著分水线的地区，或向一方倾斜时，可依据面积的大小划分，使各相邻流域的管道系统能合理分担排水面积，使干管在最大合理埋深情况下，流域内绝大部分污水能以自流方式接入。
不设泵站或少设泵站。
每一个排水流域往往有1个或1个以上的干管，根据流域地势标明水流方向和污水需要抽升的地区。
（4）污水主干管定线
经分析，SC县的排水管道采用分流式的排水体制，各区污水经收集后由主干管输送到污水处理厂后集中排放。
综合考虑该区的地形，地貌，坡度，污水厂的位置与可能的埋设深度等因素，污水主干管选择临近江边的道路处埋设，走向由高到低，由东向西。
具体布置请参看排水管道设计布置总平面图。
4.2平面上布置管道
从SC县的平面图中可以看出该地区地势自北向南倾斜，坡度较小，无明显分水线。
小区支管布置在小区地势较低一侧的道路下，支管基本上与等高线垂直布置，主干管沿地区南面河岸布置，基本与等高线平行。
4.3街区编号并计算其面积
将各街区编号并计算其面积列表如下，具体如污水管道平面布置图所示。
箭头标出污水流出方向。
街区编号
街区面积（ha）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4.77
8.78
7
7.13
5.06
7.25
9
9.06
7.99
7.63
6.7
8.52
表3街区编号及面积
街区编号
街区面积（ha）
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
工厂1
8.75
8.05
9.08
5.22
6.3
6.52
5.53
7.1
0.56
0.46
2.52
1.6
街区编号
街区面积（ha）
工厂2
工厂3
工厂4
工厂5
火车站
3.91
2.97
4.1
2.96
1.01
4.4划分设计管段，计算设计流量
根据设计管段的定义和设计方法，将各主干管和干管中有本段流量进入的点（一般为居民区两端）、集中流量及旁侧支管进入的点，作为设计管段的起始点的检查井并编上号码，根据设计流量的变化可划分21个设计管段。
将各设计管段的设计流量列表计算，得表4。
表4污水干管设计流量计算表
管段编号
居住区生活污水量Q1
集中流量
设计流量
本段流量
转输流量
合计平均流量
总变化系数Kz
生活污水设计流量Q1
本段
转输
街区编号
街区面积（ha）
比流量q0
流量
q1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1～2
16
5.22
0.69
3.60
3.60
2.3
8.28
8.28
8～9
9.34
9.34
2.11
19.74
19.74
9～10
20.56
20.56
1.93
39.80
39.80
10～2
31.06
31.06
1.85
57.47
57.47
2～3
17
6.3
0.69
4.347
34.66
39.01
1.80
70.39
70.39
3～4
18
6.52
0.69
4.49
39.01
43.51
1.78
77.57
77.57
11～12
0.69
9.74
9.74
2.10
20.49
20.49
12～13
0.69
21.51
21.51
1.92
41.44
41.44
13～4
0.69
33.10
33.10
1.83
60.82
60.82
4～5
19
5.53
0.69
3.81
76.61
80.43
1.66
134.02
134.02
5～6
20
7.1
0.69
4.899
80.43
85.33
1.65
141.27
141.27
14～15
5.79
5.79
15～16
0.69
3.87
3.87
2.3
8.91
5.79
14.70
16～17
0.69
10.88
10.88
2.07
22.59
5.79
28.38
17～6
0.69
17.31
17.31
1.97
34.15
47.49
81.64
6～7
0.69
102.64
102.64
1.62
166.51
41.7
47.49
255.70
7～21
0.69
102.64
102.64
1.62
166.51
41.7
89.19
297.40
18～19
0.69
0.31
0.31
2.3
0.73
0.73
19～20
0.69
0.31
0.31
2.3
0.73
41.7
42.43
20～21
0.69
0.31
0.31
2.3
0.73
83.4
84.13
21～22
0.69
102.96
102.96
1.62
166.97
214.29
381.26
具体的计算过程为：
1.比流量计算
居民区人口密度为300人每公顷，居民生活污水定额查表后取200L每人每天，则每公顷街区面积的生活污水平均流量（比流量）为：
4.本段流量计算
从管段沿线直接排入设计管段的生活污水平均流量
3.转输流量
从旁侧支管或上游的管段转输的生活污水平均流量。
4.合计平均流量
生活污水本段流量和转输流量之和。
5.生活污水量变化系数
Q为合计平均流量，Q＜5时，系数取2.3；Q＞1000时，系数取1.3.
6.生活污水设计流量
合计平均流量与总变化系数的乘积
7.集中流量
从工业企业或大型公共建筑物流来的污水量。
注意本次设计中包含工厂的排放污水量和火车站排放污水量。
8.总设计流量
居民区生活污水量+集中流量=总设计流量
4.5水力计算
确定设计流量后开始计算主干管的水力计算，从而得到表5
表5污水主干管水力计算表
管段编号
管道长度
设计流量
管径
坡度
流速
充满度
降落量
标高
h/D
h
地面
上端
下端
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1～2
140
8.28
300
0.0045
0.6
0.257
0.0771
0.63
41
41
2～3
360
70.39
400
0.004
1.02
0.54
0.216
1.44
41
40.5
3～4
400
77.57
400
0.005
0.65
0.53
0.212
2
40.5
40.7
4～5
325
134.03
600
0.002
0.9
0.54
0.324
0.65
40.7
40.6
5～6
320
141.27
600
0.002
0.93
0.55
0.33
0.64
40.6
40
6～7
215
255.7
700
0.003
1.25
0.52
0.364
0.645
40
40.5
7～21
175
297.4
700
0.0035
1.35
0.54
0.378
0.6125
40.5
41.2
21～22
45
381.26
800
0.0025
1.25
0.54
0.432
0.1125
41.2
41.5
标高
埋深
水面
管内底
上端
下端
上端
下端
上端
下端
12
13
14
15
16
17
40.0771
39.4471
40
39.37
1
1.63
39.486
38.046
39.27
37.83
1.73
2.67
38.046
36.046
37.834
35.834
2.666
4.866
35.958
35.308
35.634
34.984
5.066
5.616
35.308
34.668
34.978
34.338
5.622
5.662
34.602
33.957
34.238
33.593
5.762
6.907
33.957
33.3445
33.579
32.9665
6.921
8.2335
33.2985
33.1985
32.8665
32.7665
8.3335
8.7335
具体计算过程为：
管段长度
从管道平面布置图上两处每一设计管段长度，列入表中。
检查井地面标高
由平面图测量的出格检查井处地面标高.
3.地面坡度
地面坡度=地测高差/距离
作为管道坡度确定的参考
确定管径、设计流速、设计坡度和设计充满度
先假设确定管径和设计坡度，由于设计流量已知，查表可得相对应的设计流速和设计充满度。
再将所得数据经行校核，若满足条件则假设正确，否则重新设置数据。
校核条件为：
表6最大设计充满度
管径或暗梁高（mm）
最大设计充满度
200--300
0.55
350--450
0.65
500-900
0.70
大于等于1000
0.75
为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速不宜过小或过大，应在最大和最小设计流速范围之内。
污水管道的最小设计流速定为0.6m/s。
含有金属、矿物固体或重油杂志的生产污水管道，其最小设计流速宜适当加大，其值要根据试验或运行经验确定。
通常，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。
在污水管道系统设计时，通常使管道埋设坡度与设计地区的地面坡度基本一致，但管道坡度造成的流速应等于或大于最小设计流速。
将相应与管内流速为最小设计流速时的管道坡度叫做最小设计坡度。
具体规定是：
管径200mm的最小设计坡度0.004；管径300mm最小设计坡度0.003。
9、降落量
降落量=I*L（m）
10、水深计算
11、确定管网控制点
由于冰冻线深度为0.6m，所以其埋深取1m。
12、设计管段上写段管内底标高，水面标高，埋设深度计算
13、管道衔接方式的确定：
当管径相同时采用水面平接，当管径不同时采用管顶平接
4.6绘制管段平面图和剖面图
通过以上结果绘制管段平面图和剖面图各一张（A4），详见图纸。
五、雨水管网工程设计
5.1雨水管网定线
（1）雨水管道定线的基本原则
雨水管渠的布置遵循以下原则：
①充分利用地形，以最短的距离，靠重力流就近排入水体。
②根据城市规划布置雨水管道。
③合理布置雨水口，以保证路面雨水排除通畅。
④雨水管道采用明渠或暗管应结合具体条件确定。
⑤设置排洪沟排除设计地区以外的雨洪径流。
（2）划分排水流域和雨水管道定线考虑因素
根据地形划分排水流域，划分干渠的集水面积，注意面积划分时汇水面积的增加应大致均匀。
标出水流方向，布置管渠、雨水管渠布置时应充分利用地形，使雨水能以最短距离就近排入水体。
一般情况下，当地形坡度较大时，雨水干管宜垂直于等高线布置在地形低处或溪谷上，地形平坦时，雨水干管宜布置在排水流域的中间。
雨水管渠系统宜采用正交式布置形式，分散布置雨水出水口。
此外，应充分考虑采用明渠的可能性。
（3）雨水管道定线
该市的雨水采用管道收集后直接排入就近水体的方式处理，因为各区汇水分界明显，坡度走势清晰，部分区域有逆坡现象，故雨水管道布置采用沿街顺坡布置，使雨水能够被很好的收集与排放。
雨水干管数量：
江北区5条、南岸区4条。
本设计中由于皮毛厂东北侧山腰处汇水面积较小，对市区威胁不大，设置截洪沟不经济，因此不考虑设置截洪沟。
具体雨水管道布置请参看某市排水管道设计布置总平面图。
（4）出水口的形式
雨水排水管的出水口可以采用非淹没式，具体形式见图4.1和图4.2。
其底标高最好在水体最高水位以上，一般在常水位以上，以免水体水倒灌。
当出口标高比水体水面高出太多时，应考虑设置单级或多级跌水。
图1一字式出水口
图2八字式出水口
5.2平面上布置管道
从该县的平面图中可以看出该地区地势自北向南倾斜，坡度较小，无明显分水线、可划分为一个排水区域。
小区干管布置在小区地势较低一侧的道路下，干管基本上与等高线垂直布置，主干管沿地区南面河岸布置，基本与等高线平行。
5.3划分设计管段，计算汇水面积
根据地势和平面图布置，在该县设置21个检查点，17段设计管段。
将除了街道外的面积分为29个汇水面积，管道附近的街道面积在计算时也计入汇水面积。
用工具在图上量出各检查点标高、管道长度和各管道汇水面积的大小。
将所得数据计入表7、8和9中。
表7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
43.5
8
41
15
42.7
2
42.8
9
44.5
16
42.1
3
41.8
10
43.8
17
41.1
4
41
11
42.9
18
40.6
5
43.3
12
41
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