排水管设计.docx
《排水管设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《排水管设计.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
排水管设计
目录
目录………………………………………………………………1
污水部分
一概况……………………………………………………………2
二管网布置形式…………………………………………………2
三设计流量计算…………………………………………………2
四主干管水力计算………………………………………………4
五管段衔接计算…………………………………………………4
雨水部分
一确定排水区域…………………………………………………6
二管道的布置与定线………………………………………………6
三水力计算………………………………………………………6
污水部分
一、概况
本设计为中小城市的排水管网设计，分为河南区和河北区，地势为两边高，中间低，即河流为地势最低点，城市人口主要集中在河北区，该城市处于扩建状态，须结合远近期规划进行管网布置。
二、污水管网布置形式
本设计的污水管铺设采用截留式，污水干管尽量沿着坡度大的方向布置，且布置在街道的一侧；污水主干管沿河流布置，将各个干管的污水截留送至污水厂。
截流式的管道布置系统简单经济，有利于污水和雨水的迅速排放，同时可以减轻水体污染。
污水厂的水经处理后排入水体。
三、污水管段设计流量计算
生活污水量计算
面积：
（工厂不计算在内）
河南区：
河北区：
人口数：
河南区：
河北区：
其综合生活用水量定额为170-280L/（人·d），取其平均生活用水量定额为240L/（人·d）。
该城市的给水排水条件较好，可取排放系数为0.9，则综合生活污水量定额为240×0.9=216L/（人·d），综合生活平均日生活污水量河南区与河北区分别为：
河南区：
河北区：
综合生活污水平均日流量按街坊面积比例分配，比流量为:
河南区:
河北区：
工业企业集中流量计算
工厂1：
生活污水（由基本资料中的表可知第一班各类用水人数都比其他两班大，选用第一班）
工业生产污水
一般情况下，工业废水量的日变化不大，其日变化系数可取为1，所以工厂的总变化系数为1.3。
所以工厂1的污水量为：
。
工厂2：
生活污水（由基本资料中的表可知第二班各类用水人数都比其他两班大，选用第二班）
工业生产污水
本工厂的总变化系数为1.4，所以其工业污水量为
所以工厂2的污水量为：
污水管段设计流量计算如下表：
管段编号
居民生活污水日平均流量分配
管段设计流量计算
本段
转输流量（L/s）
合计流量（L/s）
总变化系数
沿线流量（L/s）
集中流量
设计流量（L/s）
街坊编号
街坊面积（ha）
流量（L/s）
本段（L/s）
转输（L/s）
1—2
—
—
—
—
—
—
—
—
44.88
44.88
2—3
—
—
—
2.34
2.34
2.3
5.38
—
44.88
50.26
3—4
—
—
—
7.10
7.10
2.2
15.62
—
44.88
60.50
4—5
—
—
—
22.45
22.45
1.9
42.66
—
44.88
87.54
5—6
36
3.48
4.35
22.45
26.80
1.9
51.07
—
44.88
95.95
6—7
35
3.87
4.84
37.06
41.90
1.8
75.42
—
44.88
124.30
7—8
34
3.33
4.16
41.90
46.06
1.8
82.91
—
44.88
127.79
8—9
28
4.78
5.98
46.06
52.04
1.7
88.47
—
44.88
133.35
9—10
23
1.34
1.68
59.44
61.12
1.7
103.90
—
44.88
148.78
10—11
18
1.99
2.49
61.12
63.61
1.7
108.14
—
44.88
153.02
11—12
10
5.86
7.33
103.77
111.10
1.6
177.76
—
44.88
222.64
12—13
9
2.24
2.80
185.46
188.26
1.5
282.39
—
85.39
367.78
四、污水管网主干管水力计算
管段编号
长度L（m）
流量（L/s）
管径（mm）
坡度I（‰）
流速（m/s）
充满度h/D
1—2
134
44.88
350
2.4
0.74
0.60
2—3
301
50.26
350
2.4
0.76
0.65
3—4
206
60.50
400
2.3
0.79
0.60
4—5
193
87.54
450
2.3
0.86
0.60
5—6
224
95.95
450
2.3
0.88
0.65
6—7
249
124.30
500
2.3
0.94
0.65
7—8
384
127.79
500
2.3
0.94
0.65
8—9
230
133.35
500
2.1
0.92
0.70
9—10
177
148.78
550
2.0
0.94
0.65
10—11
242
153.02
550
2.0
0.94
0.65
11—12
460
222.64
650
1.8
0.99
0.65
12—13
190
367.78
750
1.7
1.08
0.70
五、管段衔接计算
采用钢筋混凝土排水管材，粗糙系数
，节点1受工厂2排出口埋深的控制。
最小埋深为2.5m管网其他起点最小埋深要求均小于2.5m，且节点1为最远点，因此节点1作为主干管的起点，控制整个管网埋深。
从节点1开始，从上游管段依次向下游管段进行水力计算，其中，管段长度从图中量出，再乘以其比例，设计流量前面的表已算出，管径、坡度、流速、充满度通过查资料得出，地面标高由图中估算，管内水深为充满度和管径的乘积，降落量为管长与坡度的乘积下一管段上端水面与上一管段下端水面相同，管段衔接方式为水面平接。
具体计算如下表：
管段
充满度
降落量I.L（m）
标高
埋深（m）
H/D（%）
H（m）
地面
水面
管内底
上端
下端
上端
下端
上端
下端
上端
下端
1—2
0.60
0.21
0.32
105.50
104.80
103.21
102.89
103.00
102.68
2.50
2.12
2—3
0.65
0.23
0.72
104.80
104.20
102.89
102.17
102.66
101.94
2.14
2.26
3—4
0.60
0.24
0.47
104.20
103.10
102.17
101.70
101.93
101.46
2.27
1.64
4—5
0.60
0.27
0.44
103.10
101.60
101.70
101.26
101.43
100.99
1.67
0.61
5—6
0.65
0.29
0.52
101.60
101.80
101.26
100.74
100.97
100.45
0.63
1.35
6—7
0.65
0.33
0.57
101.80
101.80
100.74
100.17
100.41
99.84
1.39
1.96
7—8
0.65
0.33
0.88
101.80
101.70
100.17
99.29
99.84
98.96
1.96
2.74
8—9
0.70
0.35
0.48
101.70
101.70
99.29
98.81
98.94
98.46
2.76
3.24
9—10
0.65
0.36
0.35
101.70
101.70
98.81
98.46
98.45
98.10
3.25
3.60
10—11
0.65
0.36
0.48
101.70
101.40
98.46
97.98
98.10
97.62
3.60
3.78
11—12
0.65
0.42
0.83
101.40
101.10
97.98
97.15
97.56
96.73
4.20
4.37
12—13
0.70
0.53
0.32
101.10
101.40
97.15
96.83
96.62
96.30
4.48
5.10
由实际情况覆土厚度不得小于0.70m，而节点5的覆土厚度为0.61-0.45=0.16（m）不符合要求，则可采取从4—5管段开始管段均下调0.6m，则调整后各标高为：
管段
充满度
降落量I.L（m）
标高
埋深（m）
H/D（%）
H（m）
地面
水面
管内底
上端
下端
上端
下端
上端
下端
上端
下端
1—2
0.60
0.21
0.32
105.50
104.80
103.21
102.89
103.00
102.68
2.50
2.12
2—3
0.65
0.23
0.72
104.80
104.20
102.89
102.17
102.66
101.94
2.14
2.26
3—4
0.60
0.24
0.47
104.20
103.10
102.17
101.70
101.93
101.46
2.27
1.64
4—5
0.60
0.27
0.44
103.10
101.60
101.10
100.66
100.83
100.39
2.27
1.21
5—6
0.65
0.29
0.52
101.60
101.80
100.66
100.14
100.37
99.85
1.23
1.95
6—7
0.65
0.33
0.57
101.80
101.80
100.14
99.57
99.81
99.24
1.99
2.56
7—8
0.65
0.33
0.88
101.80
101.70
99.57
98.69
99.24
98.36
2.56
3.34
8—9
0.70
0.35
0.48
101.70
101.70
98.69
98.21
98.34
97.86
3.36
3.84
9—10
0.65
0.36
0.35
101.70
101.70
98.21
97.86
97.85
97.50
3.85
4.20
10—11
0.65
0.36
0.48
101.70
101.40
97.86
97.38
97.50
97.02
4.20
4.38
11—12
0.65
0.42
0.83
101.40
101.10
97.38
96.55
96.96
96.13
4.80
4.97
12—13
0.70
0.53
0.32
101.10
101.40
96.55
96.23
96.02
95.70
5.08
5.70
雨水部分
一、确定排水区域
本设计中有很明显的排水区界，一条河流自东向西流动，将整个城镇划分为河南区与河北区；同时河北区有两条集水线将其分成三个排水流域，由于中间排水流域面积较大可分成两部分，河南区分成两个排水流域，则一共有6个排水流域，每个流域分别设一根干管收集雨水，通过排水口将雨水直接排入水体，即总共有6个排水口。
二、管道的布置与定线
雨水管道的平面布置，一般按照干管、支管的顺序进行，雨水的管道中没有主干管，干管直接把雨水引入水体。
定线时，应该充分利用地形，使污水走向按照地面标高由高到低来进行，干管敷设在沿地面标高到低从一个至高点排至水体，最短却是最快的汇水方式，管道敷设在街道的一侧。
支管的平面布置形式采用穿坊式，管道材料采用混凝土管。
具体布置情况见雨水管道平面布置图。
三、水力计算
1、径流系数的确定
表1径流系数ψ值
地面种类
径流系数ψ
各种屋面、混凝土和沥青路面
0.90
大块铺砌路面和沥青表面处理的碎石路面
0.60
级配碎石路面
0.45
干砌砖石和碎石路面
0.40
非铺砌土路面
0.30
公园和绿地
0.15
表2各种性质地面所占百分比
地面覆盖
名称
各种
屋面
砼沥青
路面
碎石
路面
非铺砌
路面
沥青表面处理
碎石路面
公园
菜地
所占百分比（%）
43
8
4
19
6
20
由上述两个表格，可知本城镇的平均径流系数为：
2、设计重现期P的确定
我国地域辽阔，各地的重现度差别比较大，同一城市中也可能出现不同的重现度。
但是本设计的目标城市为一个中小城市，暴雨强度的差别不会很大，同时没有很多重要的区域，所以整个城市采用统一的重现期。
在本设计中，统一采用重现期为1a。
3、设计降雨历时的确定
降水历时可用下式表达：
，其中m为折减系数。
①地面雨水集水时间的确定
根据《室外排水设计规范》中规定：
一般采用5—15min。
一般汇水面积较小，地形较陡，建筑密度较大，雨水口分布较密的地区，宜采用较小的
值，一般为5—8min左右，其他情况为8—15min。
②管内雨水流行时间的确定
管内雨水流行时间
是指雨水在管内从第一个雨水口流到设计断面的时间。
他与雨水在管内流经的距离L及管内雨水的流行速度v有关。
可用下式计算：
③折减系数m值的确定
《室外排水设计规范》中规定:
暗管采用m=2.0。
对于明渠，为防止雨水外溢的可能，应采用m=1.2。
在陡坡地区，不能利用空隙容量，暗管采用m=1.2—2.0。
本设计中的管道全部采用暗管，所折减系数按照m=2.0计算。
4、暴雨强度公式
综上所述，当设计重现期、设计降雨历时、折减系数确定以后，计算雨水管渠的设计流量所用的设计暴雨强度公式可写为：
在设计要求中，部分参数已经给出,同时经过前面的确定，可知:
=20，C=0.7,b=19,n=0.86,
=15min,P=1a，m=2；
将相关参数代入公式可得：
从而确定了暴雨强度公式，
需要根据管段流量确定，当进行水力计算后，即可确定流速v，
才能确定。
单位面积径流量的确定
单位面积径流量
[L/s·hm2]是暴雨强度q与径流系数ψ的乘积，即
5、设计雨水径流量计算
设计雨水径流量由以下公式确定：
其中，F为相应的汇水面积，q为设计暴雨强度。
6、具体水力计算
如下表所示：
干管编号
设计管段编号
管长L（m）
汇水面积A
管内雨水流行时间（min）
单位面积径流量
设计流量Q（L/s）
管径D（mm）
水力坡度S（‰）
t2=∑l/v
L/v
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
干管1
5~4
287
2.65
0.00
4.59
110.72
293.41
600
2.3
4~3
368
8.89
4.59
3.60
87.38
776.83
900
1.9
3~2
149
30.32
8.19
1.33
75.32
2283.77
1250
2.8
2~1
176
35.18
9.52
1.55
71.73
2523.62
1300
2.7
1~41
43
41.33
11.07
0.37
67.97
2809.28
1350
2.7
干管2
11~10
205
2.75
0.00
3.15
110.72
304.49
600
2.5
10~9
249
5.84
3.15
2.91
93.52
546.14
700
3.5
9~8
209
11.85
6.06
2.27
82.00
971.68
900
2.9
8~7
155
18.73
8.33
1.43
74.93
1403.35
1000
3.5
7~6
191
26.09
9.76
1.97
71.11
1855.28
1200
2.2
6~42
78
34.15
11.73
0.71
66.50
2270.86
1250
2.7
干管3
17~16
200
1.95
0.00
3.02
110.72
215.91
500
3.3
16~15
92
4.54
3.02
1.02
94.11
427.27
600
4.8
15~43
64
12.21
4.04
0.62
89.65
1094.58
900
3.6
干管4
28~27
213
2.50
0.00
3.57
110.72
276.81
600
2.1
27~26
408
6.28
3.57
5.93
91.64
575.48
800
1.9
26~25
181
10.56
9.50
2.00
71.79
758.14
800
3.3
25~24
220
29.98
11.49
2.01
67.03
2009.42
1200
2.8
24~23
192
46.03
13.50
1.47
62.87
2893.72
1300
3.6
23~44
189
55.16
14.97
1.35
60.17
3318.75
1350
3.9
干管5
38~37
160
1.28
0.00
2.98
110.72
141.72
450
2.5
37~36
163
4.36
2.98
1.86
94.30
411.14
600
4.5
36~45
52
7.56
4.84
0.66
86.43
653.38
800
2.5
干管6
40~39
268
6.32
0.00
3.21
110.72
699.77
800
2.8
39~46
43
9.83
3.21
0.49
93.23
916.48
900
2.6
干管编号
设计管段编号
流速v（m/s）
管道输水能力Q′（L/s）
坡降S.L（m）
设计地面标高（m）
设计管内底标高（m）
埋深/m
起点
终点
起点
终点
起点
终点
1
2
11
12
13
14
15
16
17
18
19
干管1
5~4
1.041
294.33
0.66
104.20
102.80
101.64
100.98
2.56
2.12
4~3
1.704
788.85
0.70
102.80
101.60
100.68
99.98
2.12
1.62
3~2
1.874
2299.74
0.42
101.60
101.90
99.63
99.21
1.97
2.69
2~1
1.889
2507.31
0.48
101.90
101.20
99.16
98.68
2.74
2.52
1~41
1.938
2774.03
0.12
101.20
101.10
98.63
98.51
2.57
2.59
干管2
11~10
1.086
307.06
0.51
106.20
105.40
102.20
101.69
4.00
3.71
10~9
1.424
548.01
0.87
105.40
103.80
101.59
100.72
3.81
3.08
9~8
1.532
974.61
0.61
103.80
102.70
100.52
99.91
3.28
2.79
8~7
1.806
1418.43
0.54
102.70
102.60
99.71
99.17
2.99
3.43
7~6
1.617
1828.78
0.42
102.60
101.50
98.97
98.55
3.63
2.95
6~42
1.841
2259.24
0.21
101.50
101.10
97.50
97.29
4.00
3.81
干管3
17~16
1.105
216.97
0.66
104.20
102.80
101.20
100.54
3.00
2.26
16~15
1.505
425.52
0.44
102.80
101.70
100.44
100.00
2.36
1.70
15~43
1.707
1085.94
0.23
101.70
101.20
99.70
99.47
2.00
1.73
干管4
28~27
0.995
281.33
0.45
106.50
105.60
103.10
102.65
3.40
2.95
27~26
1.147
576.54
0.78
105.60
105.30
102.45
101.67
3.15
3.63
26~25
1.511
759.50
0.60
105.30
104.60
101.67
101.07
3.63
3.53
25~24
1.824
2062.89
0.62
104.60
103.40
100.67
100.05
3.93
3.35
24~23
2.182
2896.
升级会员 