排水工程课程设计.docx
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排水工程课程设计
排水管道系统课程设计
学
院
建筑与环境学院
学生姓名
施玉瑶
专
业
给水排水工程
学
号
1143052235
年
级
2011级
指导教师
尧老师
二O—三年一月一日
1、设计概述3
2、设计案确定4
3、污水管道的布置和定线7
4、污水管道设计流量计算8
5、污水干管的水力计算15
6、雨水管渠的布置和定线18
7、雨水管渠的设计流量计算18
8、雨水干管的水力计算21
9、关于管网及附属构筑物的说明21
10、主要工程量清单23
11、关于设计图纸的说明24
12、设计中的草图24
13、设计体会29
14、参考文献29
1、设计概述
1.1设计容
某城市（包括工业区）排水管道系统的设计。
1.2设计任务
（1）编制设计计算说明书
计算说明书主要包括以下几个面：
1、城市概况和设计任务
2、排水系统体制选择的理由
3、污水管道设计
包括污水管道布置和定线说明、泵站位置及污水厂的选择、污水设计流量计
算表、主干管水力计算表、主干管、泵站、污水厂发生事故时的应急措施等
4、雨水管渠设计
包括雨水管渠的布置和定线、基本数据的采用、设计流量及水力计算表等
5、工程量统计
6、其他必要说明
（2）绘制设计图
包括排水管道总平面图一、污水主干管纵断面图一、雨水干管纵断面图一。
要求标注对应参数、图例以及简要说明。
1.3设计目的
通过该设计，熟悉城市污水管道系统及雨水管道系统的设计原理和法；初步
掌握排水系统的设计技术。
1.4城市概况
（1）城市所在地区
城市位于我国的西南地区；可不考虑冰冻情况。
（2）城市地形
该城市被一条自西向东流的河流划分为北区和南区两个部分，且南区区的地
势都向河流一侧倾斜。
（3）气候状况
1降雨
设计原始资料中未对该城市的气候条件给出说明，但是由该城市位于我国的
西南地区可以分析得出，该城市全年降雨比较充沛，降雨四季较为均匀，但是会有夏季充沛冬季缺乏的趋势。
暴雨强度公式为：
q1383.6（1。
豐刑
（t6.91）0'58
2风向
由所给风玫瑰知，该城市的主导风向为北风和东北风。
（4）地质状况
该城市土壤为粘土，不考虑地下水的影响。
（5）河流水位
在公路桥2处，河流二十年一遇最高洪水位为180.15m，最低水位170.50m，常水位176.50m。
2、设计案确定
2.1排水体制的选择
表2-1影响排水体制选择的因素
影响因素
该城市实际情况
降雨量
该城市全年降雨比较充沛，降雨四季较为均匀，但是会有夏季充沛冬季缺乏的趋势。
环境保护
从城市规划来看，该城市对环境保护有一定要求，但是要求不太高。
近远期规划
要求设计考虑近远期规划，为发展留足空间。
综上所述，该城市采用完全分流制比较合理，城市污水收集到污水处理厂处理后再排放，雨水收集后直接排入水体。
2.2城市生活污水与工业废水是否合并处理的确定
表2-2城市生活污水与工业废水是否合并处理案比较
合并处理
分开处理
1、污水管网布置相对简单；
由于生活污水与工业废水相差较
优点
2、运行管理便；
大，分开处理效果较好，对环境
3、造价低。
污染小；
缺点
不利于环保
1、管网布置较为复杂；
2、造价较咼。
综述
经济节省，但对环境有污染。
对环境污染较小，但造价和运行
管理费用相对高。
该城市生活污水与工业废水是否合并处理，从以下几个面考虑：
①该城市为小城市；②工厂数量也并不多；③工厂分布不集中，且相隔较远；④综合考虑投资和运行管理费用不能过高；⑤该城市对环境污染与保护要求不是太苛刻。
综合考虑以上几个因素，该城市的污水采用城市生活污水与工业废水合并处理的案，工业废水先在厂区经过一定的工艺处理，水质达到一定标准后再排放到城市污水管网。
2.3污水为分散处理或集中处理的确定
该城市被河流划分为南北两个区域，因此需要考虑是否采用分区式排水系
统，考虑到该城市为小城市，规模较小，污水总量不大啊，如果采用分区式会造
成水厂的投资费用过高，水厂的运行管理不便等问题。
同时如果分散处理，北区污水厂排出的水对下游水质会造成一定的污染，且
对空气也会有一定污染。
因此设计考虑为南北两区的污水汇集到南区的污水厂统一处理。
2.4污水处理厂的选址
污水厂选址应该考虑的因素：
1、污水厂应选址在排入水体的下游附近；
2、污水厂应选址在城市主导风向的下风向（本设计中为北风和东北风）
3、污水厂选址应接近街区污水排入口，尽量使铺设的管线最短，以降低造价;
4、污水厂应尽量选址在城市地势最低处，以便于污水自流排入，减少动力费用。
综合考虑以上两个因素，初步拟定污水厂选址的两个位置，见下表中的图。
两个位置的优缺点见下表：
表2-2污水厂选址案比较表
选址位置
案一
案二
草图
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1地势较低，便于污水自流排放；
i、地势较低，便于污水自流排放；
优点
2、位于水体附近，便于排放；
2、位于水体下游附近，对下游水
3、处于南区与北区两个区的中间
体污染小；
位置，便于两个区的污水以最短
3、位于主导风向的下风向，对空
距离排入，管线较短。
气的污染小。
1没有位于水体下游，只是在中
处于城市东南角，不利于两个区
缺点
下游，会对下游水质造成一定污
的污水以最短距离汇入，所需污
染；
水干管管线较长，造价相对较咼，
2、没有位于主导风向的下风向，
同时会增加管道埋深，增加开挖
对南区空气有污染。
量。
综述
经济节省，但对环境有污染。
对环境污染较小，但造价和运行
管理费用相对高。
综上所述，考虑对环境的保护和城市远期规划发展，选择案造污水处理厂。
3、污水管道的布置和定线
该城市地形较南区与北区都向河流一侧倾斜，可根据面积划分排水流域，详
见大图。
初步确定污水干管的布置有两种案，详见草图12-1（25页）。
对两种定线案进行比较，见下表。
表3-1管道定线案比较
选址位置
案一
案二
1、便于北区污水的统一管理；
1、顾及到街坊4、8、12、16为
优点
2、污水干管管线相对较短；
顺坡排水，减小了污水支管的埋
3、可以减小街区38-42-46北侧
深，降低了施工难度；
污水干管的污水的流量。
2、可以减小街坊19-22-25南侧
污水干管的流量。
街坊4、&12、16为逆坡排水，
污水干管相对较长、街区
缺点
设计排水支管时需要考虑增加管
38-42-46北侧污水干管的污水
道末端的埋深来实现重力排水。
的流量较大。
通过两种案的比较，根据顺坡排水的原则拟采用案二。
测排水案具有以下特点：
1、符合地形趋势，顺坡排水，干管在最小的合理埋深情况下，流域中绝大
部分污水量能靠重力流排除，减小了动力费用；
2、将主干管和流域干管放在较平坦的集水线上;
3、管网密度合适，管线长度已尽量满足总长最短的原则;
4、管线只穿过一座桥，减小了投资费用和建设难度；
5、沿城市道路布置，并且布置在河流的一侧。
以上布置特点符合污水干管布置的原则。
完成污水干管定线后再定出污水支管的位置和走向，本设计街坊区向水体倾斜，污水支管采用低边式。
4、污水管道设计流量计算
4.1划分设计管段
根据管道平面布置，划分设计管段，即两个检查井之间的管段采用的设计流量不变，且采用相同的管径和坡度，定出检查井的位置并编号，量出主干管的设计管段长度。
设计管段的划分详见草图12-2（26页）。
设计管段的长度见下表。
表4-1设计管段长度计算
设计管段编号
测量长度
（mm）
实际长度（m）
备注
1-2
72.0
432
北区
2-3
58.0
348
北区
3-4
69.0
414
北区
4-5
31.0
北区
4-11
39.5
237
过桥
5-6
43.0
258
北区
6-7
40.5
243
北区
7-8
43.0
258
北区
9-10
84.0
504
南区
10-11
43.0
258
南区
11-12
44.0
264
南区
12-13
42.0
252
南区
13-14
32.5
195
南区
14-15
115.0
690
南区
15-16
28.5
171
南区
16-17
44.0
264
南区
17-18
49.0
294
南区
18-19
40.0
240
南区
总计
918.0
5508
--
4.2街坊排水面积的划分
（1）街坊标号
划分各设计管段服务的街坊排水面积，编上并用箭头表示污水流向。
详见草
图12-2（26页）
（2）街坊面积计算
在总平面图上量出各街区计算所需长度，规则图形街区可以直接计算其面
积，不规则街区借助辅助线转化为其他规则图形之后计算，并将计算面积标于图
上，详见大图
街坊面积计算见下表。
部分街坊面积应扣除街坊中公共建筑的面积。
医院、
浴室、电影院、旅馆属于公共建筑，其面积应该从城市居住区面积中扣除
表4-2公共建筑面积计算
医院1
旅馆
浴室1
浴室2
医院2
电影院
所属区域序号
8
10
17
36
45
47
测量面积
328
360
270
176
140
255
（mm2）
公共建筑实际
面积（ha）
1.18
1.30
0.97
0.63
0.50
0.92
街坊实际面积
5.30
3.91
3.83
4.10
4.11
3.49
（ha）
表4-3街区面积计算
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
测量面
434
131
186
861
113
145
206
180
130
144
积
（mm2）
1
0
2
7
4
0
9
6
实际面
积（ha）
1.56
4.72
6.70
3.10
4.08
5.25
7.43
5.30
4.71
3.91
序号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
测量面
191
153
533
940
153
141
133
124
135
127
积
（mm2）
0
2
8
1
2
1
0
5
头际面
6.88
5.52
1.92
3.38
5.54
5.08
3.83
4.47
4.86
4.59
积（ha）
序号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
测量面
112
120
127
115
129
115
150
230
150
193
积
2
6
5
6
5
6
3
4
4
0
（mm2）
头际面
4.04
4.34
4.59
4.16
4.66
4.16
5.41
8.29
5.41
6.95
积（ha）
序号
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
测量面
249
163
173
648
122
131
145
666
125
135
积
1
8
6
4
4
4
8
0
（mm2）
头际面
8.97
5.90
6.25
2.33
4.41
4.10
5.23
2.40
4.53
4.86
积（ha）
序号
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
测量面
150
720
113
117
128
874
122
127
146
612
积
0
8
0
0
5
8
0
（mm2）
头际面
5.40
2.59
4.10
4.21
4.11
3.15
3.49
4.60
5.26
2.20
积（ha）
序号
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
测量面
141
928
189
171
220
178
157
185
217
168
积
0
8
6
5
2
2
0
2
3
（mm2）
头际面
积（ha）
5.08
3.34
6.83
6.18
7.94
6.42
5.66
6.66
7.82
6.06
其中，工厂甲乙丙丁四个工厂分别为59、60、28、31，不算入城市居住区
面积
4.3污水管道设计流量的计算
（1）计算居住区比流量
根据各区的污水量标准n（L/（cap•d））和人口密度p（cap/ha）,可
求出各区的生活污水平均比流量qoo
北区和南区的污水量标准n（L/（cap•d））和人口密度p（cap/ha）见
表4-4居住区基本情况表
居住区编号
人口密度
（cap/ha）
地区
污水量标准
（L/d）
I区
420
江北
U区
400
江南
200
即qo86400（L/s•ha）o计算可得：
q01=0.875，qo2=o.926。
工业企业及公共建筑的污水量作为集中流量计算
（2）计算集中流量
集中流量包括工业企业和公共建筑两个部分。
1公共建筑的集中流量原始资料已经给出，详见下表。
表4-5公共及公用建筑物情况表
建筑物名称
集中污水量（L/s）
公园
4.0
浴室
3.4
医院
5.4
电影院、旅馆
2.6
火车站
5.0
2工业企业的集中流量要根据原始资料数据进行计算，详见下表。
表4-6工业区基本情况表
工业废水设计流量
职工人数
工厂
名称
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
一车
热车
一车
热车
一车
热车
一车
间
般间
间
般间
间
般间
间
般间
甲厂
48
26.5
350
460
350
460
350
398
75
40
乙厂
32
26
270
498
270
460
270
460
70
35
丙厂
26
18
220
380
220
400
220
380
70
40
工业废水和工厂职工的生活用水合并计算，其中工厂职工的生活用水按照最
大一般进行计算
生产废水的计算公式：
Qi=mXMXKz/3600T1，其中生产废水量已在上表
中给出，不需要再进行计算。
工厂职工的生活用水计算公式:
Q2=（AiXB1XK1+A2XB2XK2）/3600T2+（C1XD1+C2XD2）/3600
工厂职工的生活用水计算各个参数取值见下表。
表4-7工厂职工的生活用水计算
参数
含义
甲厂
乙厂
丙厂
Ai
一般车间最大班职工人数（cap）
460
498
380
Bi
一般车间职工生活污水定额（L/cap/
班）
25
Ki
一般车间生活污水变化系数
3.0
A2
热车间最大班职工人数（cap）
350
270
220
B2
热车间职工生活污水定额（L/cap/班）
35
K2
热车间生活污水变化系数
2.5
Ci
一般车间最大班淋浴的职工人数
（cap）
184
174
Di
一般车间淋浴的污水定额（L/cap/班）
40
C2
车间最大班淋浴的职工人数（cap）
262
154
D2
车间淋浴的污水定额（L/cap/班）
60
T2
每班工作小时数（h）
8
Q2
生活污水和淋浴用水总量（L/s）
8.672
7.201
5.914
各个工厂的集中污水量计算结果详见下表。
其中只计算甲、乙、丙厂，丁厂不纳入计算围。
考虑是否将生产废水排入污水干管：
考虑到生产废水对环境仍存在一定的污染，且工厂甲乙离污水处理厂距离较近，而工厂丙虽然离水厂较远，但若不考虑其生产废水，管段9-10管经过小，与下游管段衔接不便。
综上所述，考虑将生产废水也排入城市污水干管。
表4-7工厂集中污水量计算
生产污水
（L/s）
生产废水
（L/s）
生活污水
（L/s）
总污水量
（L/s）
甲厂
48
26.5
8.672
83.172
乙厂
32
26
7.201
65.201
丙厂
26
18
5.914
49.914
（3）计算设计流量
管段的设计流量包括三个部分：
1本段流量一一从管段沿线街坊流来的污水量；
2转输流量一一从上游管段和旁侧管段流来的污水量q2；
3集中流量一一从工业企业或者其他公共建筑流来的污水量q3
F面列表对各设计管段的设计流量应列表进行计算。
表4-8本段流量q1的计算
管段
本段流量q1
编号
街区编号
街区面积
比流量
本段流量
（ha）
（L/s）
（L/s）
1~2
4、8
8.40
0.875
7.350
2~3
1、2、3、5、6、7、11、12
42.14
0.875
36.873
3~4
16
5.08
0.875
4.445
4~5
9、10、13、14、17、18
18.31
0.875
16.
4~11
0.00
0.875
0.000
5~6
19
4.86
0.875
4.253
6~7
20、21、22、23、24、26、27
31.29
0.875
27.379
7~8
25
4.66
0.875
4.078
9~10
0.00
0.926
0.000
10~1
1
29、30、32、33、34、35、36、
37
40.85
0.926
37.827
11~1
2
38
2.40
0.926
2.222
12~1
3
39、40、41、42、43、44、45
29.80
0.926
27.595
13~1
4
46
3.15
0.926
2.917
14~1
5
47、48、49、50、51、52、53
30.80
0.926
28.521
15~1
6
57
5.66
0.926
5.241
16~1
58
6.66
0.926
6.
7
17~1
8
54、55、56
20.54
0.926
19.020
18~1
9
0.00
0.926
0.000
表4-9本转输流量q2与本段流量q1合并计算
管段编号
本段流量
（L/s）
转输流量
（L/s）
合计平均流
量（L/s）
总变化系数
Kz
生活污水设计流量
（L/s）
1~2
7.350
0.000
7.350
2.168
15.935
2~3
36.873
7.350
44.223
1.780
78.702
3~4
4.445
44.223
48.668
1.761
85.706
4~5
16.
35.710
51.731
1.749
90.491
4~11
0.000
100.399
100.399
1.626
163.269
5~6
4.253
31.457
35.710
1.822
65.064
6~7
27.379
4.078
31.457
1.848
58.120
7~8
4.078
0.000
4.078
2.313
9.432
9~10
0.000
0.000
0.000
--
0.000
10~11
37.827
0.000
37.827
1.811
68.487
11~12
2.222
.226
140.448
1.567
220.117
12~13
27.595
140.448
168.043
1.537
258.219
13~14
2.917
168.043
.960
1.534
262.204
14~15
28.521
.960
.481
1.508
300.799
15~16
5.241
.481
204.722
1.504
307.823
16~17
6.
204.722
210.889
1.499
316.062
17~18
19.020
210.889
229.909
1.485
341.310
18~19
0.000
229.909
229.909
1.485
341.310
其中，总变化系数Kz的计算为Kz=2.7/q911,q为合计平均流量
q=q1+q2。
生活污水设计流量Q=qXKz。
表4-10管段
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