第二章污水管网的设计与计算.docx
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第二章污水管网的设计与计算
第2章给水排水管网工程规划
2.1规划原则和工作程序
2.2技术经济分析方法
2.3城市用水量预测计算
2.4给水管网系统规划布置
2.5排水管网系统规划布置
2.1规划原则和工作程序
给水排水系统规划是城市总体规划工作的重要组成部分，必须与城市总体规划相协调。
2.1.1给排水工程规划原则
•
（1）执行相关政策、法规
•
（2）服从城镇发展规划（以城市规划作为给排水系统规划的依据）
•（3）规划时兼顾给水排水工程
•（4）近远期规划与建设相结合
•（5）合理利用水资源和保护环境
•（6）规划方案尽可能经济、高效
2.1.2给排水工程规划与建设程序
2.1.2给排水工程规划与建设程序
主要任務
1确定服务范围、规模
2水资源利用与保护措施
3确定系统的组成与体系结构
4主要构筑物位置
5确定给水处理及污水处理的工艺流程与水质保证措施
6管网规划和干管定线
7废水处置方案与环境影响评价
8工程规划的技术经济比较
2.1.2给排水工程规划与建设程序
2.2给排水工程技术经济分析方法
技术经济分析法
1.数学分析法：
是将工程方案构成工程费用最小化数学模型，将工程费用作为目标函数，就工程技术要求作为约束条件，通过数学最优化求解计算，使目标函数达到最优解。
2.方案比较法：
通过多方案的比较，从有限个方案中寻求经济效果最佳的方案（对比分析法）
2.3给水管网系统规划布置
给水管网由输水系统和配水系统组成。
总要求：
供给用户所需的水量、保证配水管网足够的水压、水质，保证不间断供水。
2.3.1给水管网布置原则
Ø按照城市总体规划，结合实际情况，进行多方案经济技术比较
Ø管线均匀分布给水区，保证水量、水压、水质
Ø以最短管线铺设，节约工程投资与运行费用
Ø保证供水安全，局部故障时，保证不间断供水或减小断水范围
Ø尽量减少拆迁、少占或不占农田
Ø管渠施工、运行、维护方便
Ø规划时应远近期结合
2.3.2给水管网布置的基本形式
1树状管网
特点：
管线长度短，构造简单，投资省；安全可靠性差；水力条件差，易产生“死水区”，末端水流停滞影响水质
适用：
对供水安全可靠性要求不高的小城市和小型工业企业。
2环状管网
特点：
管线长度长，投资大；安全可靠性好；水力条件较好，不易产生“死水区”，水锤危害轻。
适用：
大中城镇和工业企业采用。
2.3.3给水管网定线
给水管网定线是指地形平面图上确定管线的位置和走向。
1.城镇给水管网
一般铺设在街道下，取决于城镇平面布置，受建筑物、地形、交通要到影响。
要求:
干管延伸方向与水源、输水管、水池、水塔、大用户方向一致，干管间要有连接管，形成环路，避免在高级路面或重要路面下通过，分配管与接户管，安装必要阀门和管件。
2.工业企业管网
根据水质、水压分别布置管网，用水集中，定线较容易，但避免地下建筑物。
3.输水管渠定线
远距离输水时，定线比较复杂。
受地形、河流、山川、交通影响。
要求：
与城市建设规划相协调，减少拆迁、少占农田，尽量沿现有道路定线，较少交叉，避免穿越地质灾害区、岩层、高地下水位区，一般不少于两条，之间设置连接管和阀门，要有一定坡度，设置排气阀和排水阀。
2.4排水管道系统规划布置
2.4.1排水管网布置原则
（1）按照城市总体规划，结合实际布置
（2）先确定排水区域和排水体制，然后布置排水管网，按从主干管到干管到支管的顺序进行布置；
（3）充分利用地形，采用重力流排除污水和雨水，并使管线最短和埋深最小；
（4）协调好与其他管道关系
（5）施工、运行和维护方便
（6）远近期结合，留有发展余地
2.4排水管道系统规划布置
2.4.2排水管道系统布置形式
排水管网一般布置成树状网，根据地形、竖向规划、污水厂的位置、土壤条件、河流情况以及污水种类和污染程度等分为多种形式，以地形为主要考虑因素的布置形式有以下几种：
（1）正交式：
在地势向水体适当倾斜的地区，各排水流域的干管可以最短距离沿与水体垂直相交的方向布置。
特点：
干管长度短，管径小，较经济，污水排出也迅速。
由于污水未经处理就直接排放，会使水体遭受严重污染，影响环境。
适用：
老城镇合流制、雨水排水系统。
（2）截流式：
沿河岸再敷设主干管，并将各干管的污水截流送至污水厂，是正交式发展的结果。
特点：
减轻水体污染，保护环境。
适用：
分流制污水排水系统。
（3）平行式：
在地势向河流方向有较大倾斜的地区，可使干管与等高线及河道基本上平行，主干管与等高线及河道成一倾斜角敷设。
特点：
保证干管较好的水力条件，避免因干管坡度过大以至于管内流速过大，使管道受到严重冲刷或跌水井过多。
适用：
地形坡度大的地区。
（4）分区式：
在地势高低相差很大的地区，当污水不能靠重力流至污水厂时采用。
分别在高地区和低地区敷设独立的管道系统。
高地区的污水靠重力流直接流入污水厂，而低地区的污水用水泵抽送至高地区干管或污水厂。
优点：
能充分利用地形排水，节省电力。
适用：
个别阶梯地形或起伏很大的地区。
（5）分散式：
当城镇中央部分地势高，且向周围倾斜，四周又有多处排水出路时，各排水流域的干管常采用辐射状布置，各排水流域具有独立的排水系统。
特点：
干管长度短，管径小，管道埋深浅，便于污水灌溉等，但污水厂和泵站（如需设置时）的数量将增多。
适用：
在地势平坦的大城市
（6）环绕式：
可沿四周布置主干管，将各干管的污水截流送往污水厂集中处理，这样就由分散式发展成环绕式布置。
特点：
污水厂和泵站（如需设置时）的数量少。
基建投资和运行管理费用小。
2.4排水管道系统规划布置
2.4.2排水管道系统布置形式
区域排水系统：
将两个城镇以上地区的污水统一排除和处理的系统
特点：
一个大型污水厂替代多个小型污水厂，降低污水厂基建和运行费用，提高污水处理效果和运行稳定性
2.4.3污水管道系统布置
污水管道系统布置的主要内容：
1.确定排水区界，划分排水流域（可设置若干排水流域，每个流域应有一根或以上的干管）
2.污水厂和出水口位置的选定（应在城市河流下游，出水口不设回水区，污水厂设置在城市夏季主导风向的下风向）
3.污水管道的布置与定线（按照主干管、干管、支管的顺序，地形是主要影响因素,沿城市道路铺设）
4.确定污水管道系统的控制点和泵站的设置地点（各干管的起点、最低点均为控制点，埋深应保证大部分排污点污水能够自流排出，个别点可增加地面高程或设置泵站）
5.确定污水在街道下的具体位置（保证安全距离，在给水管下方，注意铺设顺序）
2.4.3污水管道系统布置
Ø各种管线在平面上布置的次序一般是，从建筑规划线向道路中心线方向依次为：
电力电缆——电讯电缆——煤气管道——热力管道——给水管道——雨水管道——污水管道。
Ø若各种管线布置时发生冲突，处理的原则是：
未建让已建的，临时让永久的，小管让大管，压力管让无压管，可弯管让不可弯管。
2.4.4雨水管渠系统布置
雨水管渠布置的主要内容：
确定排水流域与排水方式，进行雨水管渠的定线；确定雨水泵房、雨水调节池、雨水排放口的位置
1．充分利用地形，就近排入水体
（1）基本原则：
雨水管渠应尽量利用自然地形坡度布置，要以最短的距离靠重力流将雨水排入附近的池塘、河流、湖泊等水体中。
（2）当地形坡度较大时，雨水干管布置在地形低处或溪谷线上；
当地形平坦时，雨水干管布置在排水流域的中以便于支管接入，尽量扩大重力流排除雨水的范围。
（3）尽量避免设置雨水泵站，当地形平坦，且地面平均标高低于河流的洪水位标高时，需将管道适当集中，在出水口前设雨水泵站，经抽升后排入水体。
尽可能使通过雨水泵站的流量减到最小，以节省泵站的工程造价和经常运行费用。
2．根据城市规划布置雨水管道
通常应根据建筑物的分布，道路布置及街坊或小区内部的地形，出水口的位置等布置雨水管道，使街坊或小区内大部分雨水以最短距离排入街道低侧的雨水管道。
雨水管道应平行道路敷设，宜布置在人行道或绿化带下，不宜布置在快车道下，以免积水时影响交通或维修管道时破坏路面。
当道路大于40m时，应考虑在道路两侧分别设置雨水管道。
3、采用明渠或暗管的选择
暗管：
在城市市区或厂区内，由于建筑密度高，交通量大，一般采用暗管排除雨水。
特点----卫生条件好、不影响交通，造价高。
明渠：
在城市郊区，建筑密度较低，交通量较小的地方，一般考虑采用明渠。
特点---造价低；但明渠容易淤积，孳生蚊蝇，影响环境卫生，且明渠占地大，使道路的竖向规划和横断面设计受限，桥涵费用也增加。
在地形平坦、埋设深度或出水口深度受限制的地区，可采用暗渠（盖板渠）排除雨水。
2.4.4雨水管渠系统布置
4、合理布置雨水口，保证路面雨水顺畅排除
一般在道路交叉口的汇水点、低洼地段均应设置雨水口。
此外，在道路上每隔25～50m也应设置雨水口。
5、出水口位置
分散出水口与集中出水口
6、调蓄水体的布置
7、排洪沟的设置
课后习题
1.给水排水工程规划的主要任务
2.给水排水工程的建设程序
3.给水排水工程技术经济分析方法
4.以地形为主要考虑因素，城镇排水管道系统有哪些布置形式
5.什么是控制点，在确定控制点的管道埋深时应考虑哪些因素
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