排水管网设计说明书 Choide.docx
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排水管网设计说明书Choide
前言3
排水管网设计说明书4
1总论4
1.1设计依据4
1.2规划区域概况原始资料4
1.3设计原则6
1.4设计范围和任务6
2方案选择和确定7
2.1排水体制的确定7
2.2工业废水与城市排水系统的关系选择8
2.3污水处理方式的选择9
3污水管网工程设计10
3.1污水管网定线10
3.2污水设计流量12
3.2计算举例15
3.3街区编号及面积计算15
3.4工业污水设计流量和工业企业生活污水及淋浴污水设计流量计算18
3.5污水管道的水力计算19
4污水处理厂的工艺设计28
5参考书籍29
心得体会30
前言
水是人类生活、工农业生产和社会经济发展的重要资源，科学用水和排水是人类社会发展史上最重要的社会活动和生产活动内容之一。
特别是在近代历史中，随着人类居住和生产的程式化进程，给水排水工程已经发展成为城市建设和工业生产的重要基础设施，成为人类生命健康安全和工农业科技与生产发展的基础保障。
给水排水系统是为人们的生活、生产、和消防提供用水和排除废水的设施的总称。
它是人类文明进步和城市化聚集居住的产物，是现代化城市最重要的基础设施之一，是城市社会文明、经济发展和现代化水平的重要标志。
尤其是在面临全球水资源极其缺乏的今天，给排水管网的作用显得尤为重要。
由于城市给排水系统在新的时期赋予了新的内涵，与人们的生产和生活息息相关。
看似平凡的规划设计却有着不平凡的现实意义，在满足规范和其它技术要求的条件下，根据城市的具体情况，科学规划设计城市给排水管网系统是一个非常重要的课题。
课程设计是学习计划的一个重要的实践性学习环节，是对前期所学基础理论、基本技能及专业知识的综合应用。
通过课程设计调动了我们学习的积极性和主动性，培养我们分析和解决实际问题的能力，为我们走向实际工作岗位，走向社会打下良好的基础。
排水规划设计是给排水工程规划设计的主要内容，通过技术经济分析，选择技术可行、经济合理的最佳方案。
根据输配水管网布置的原则，选择管网控制点，进行平差和水力计算，确定输配水干管的直径、走向，并布置沿线的主要附件；绘制管道平面图和纵断面图。
排水管网设计根据确定的设计方案，在适当比例的总体布置图上划分排水流域，布置管道系统；根据设计人口数污水量标准，计算污水设计流量；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；确定污水管道在道路横断面上的位置；绘制管网平面图和管道纵断面图。
排水管网设计说明书
1总论
1.1设计依据
1.1.1主要规范
（1）《城市排水工程规划规范》（GB50318-2000），国家质量技术监督局、建设部
（2）《室外排水设计规范》（GB50014-2006），国家计委、建设部
（3）《泵站设计规范》（GB/T50265-97），国家质量技术监督局、建设部
1.1.2主要标准
（1）《污水综合排放标准》（GB8978-1996）
（2）《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）
1.2规划区域概况原始资料
（1）城地区地理位置及自然条件
该地区位于四川盆地中南部，冷暖江的中下游。
城区分为Ⅰ、Ⅱ两个行政区，江南为Ⅰ区，江北为Ⅱ区。
该地区的地貌属丘陵地区，海拔标高一般为310~350m。
①气象条件
气候温和湿润。
湿度：
年平均17.9℃；最热月平均27.1℃，极端最高41.1℃；最冷月平均7.1℃，最低－3℃。
年平均相对湿度80%，年平均降水量1044.2mm。
平均气压973.1毫巴（730mm汞柱高）。
常年主导风向为北风和西北风。
夏季主导风向为北风。
夏季平均风速1.6m/s；冬季平均风速1.4m/s。
②水文资料
冷暖江历史最高洪水位315.458；二十年一遇洪水位310.400；95%保证率的枯水位301.750m；常水位306.420m。
河床底标高为295.050m。
95%保证率的枯水期流量60m3/s，最大流量3650m3/s，多年平均流量400.6m3/s，平均流速0.5~3.8m/s；平均水面比降1.8‰；平均水温19.2℃。
③地质资料
城区地质情况良好，为亚砂土、亚粘土、砂卵石组成，厚度为4.5~11m，地基承载能力均在1kg/cm2，地震烈度小于6度。
（2）总体规划概况
该地区土地肥沃，气候温和湿润，盛产甘蔗、棉花等经济作物，制糖、纺织等工业较发达，市区较大的工厂有锻压设备厂、棉纺织厂、制糖厂等。
水陆交通方便，有两条铁路干线、三条公路与外界相连，冷暖江可通航。
该地区是以发展制糖工业为主的轻工业城市。
规划城市道路分主干道、次干道和支道三种，主干道红线宽度26~30场面（人行道6~7m，车行道14~16m），次干道红线宽度18.5~22m（人行道3.5~5m，车行道11.5~12m）；支道红线宽度12~16m（人行道2.5~3.5m，车行道7~9m）。
城市排水现状是：
城区中有部分合流制管渠，但多为石砌暗沟，设在人行道下面，盖板裸露地面。
由于断面较小，加以年久失修，有的已堵塞或断裂。
新发展区域中建有一些分流制排水管道，但为真正分流。
由于排水管道长度短，覆盖率低，城市中未形成排水管网，致使城区污水未经处理就排入水体，对冷暖江造成严重污染。
为了保护环境，防止冷暖江水质的进一步恶化，推进该地区经济的持续发展，因此要求建设排水管渠，对该地区污水进行收集、处理，以适应市政建设发展的需要。
（3）工业废水
城区主要工厂的工业废水量及职工人数见表1。
表1主要工厂的工业废水量
工厂名称
最大班职工人数（人）
淋浴人数（%）
生产污水量（m3/d）
总变化系数KZ
一般车间
热车间
一般车间
热车间
棉纺印染厂
1258
390
45
70
8000
1.4
锻压设备厂
220
486
50
65
1650
1.2
制糖厂
520
564
50
70
2400
1.5
医疗器械厂
220
144
40
50
680
1.2
（4）公共建筑
该地区的主要大型公共建筑主要有火车站、医院、县医院、公园和机务段等，其集中流量见表2。
表2公共建筑设计流量
公共建筑
设计流量（m3/d）
火车站
20
医院
100
县医院
50
公园
10
机务段
10
（5）城市（包括工业区）总平面图一张，比例为1：
10000，等高线间距1m。
1.3设计原则
执行国家关于环境保护的政策，符合国家有关规范和标准的要求，在城市总体布局的基础上，结合地形和环境保护要求统一规划城市排水管道系统。
既技术先进，又切合实际，安全适用，具有良好的环境效益，经济效益和社会效益。
做到技术可靠，经济合理。
1.4设计范围和任务
某市规划的城区范围。
根据给予的城市总平面图和设计原始资料，独立完成该城市排水管道系统的设计。
包括：
绘制排水管道总平面图一张，污水主干管纵断面图一张，污水处理厂图一张，说明书、计算书一份。
2方案选择和确定
2.1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2.1。
表2.1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）。
2.2工业废水与城市排水系统的关系选择
这是工业废水与城市污水是否合并的问题。
当工业企业位于城市内，应尽量考虑将工业废水直接排入城市排水系统，利用城市排水系统统一排除和处理，这是比较经济的。
但并不是所有的工业废水都能直接排入城市排水系统，我国《室外排水设计规范》（GB50014-2006）规定：
工业废水接入城镇排水系统的水质，不应影响城镇排水管渠和污水处理厂等的正常运行；不应对养护管理人员造成危害；不应影响处理后出水和污泥的排放和利用，且其水质应按《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999）执行。
在工业企业中，一般采用分流制排水系统，生产污水与生产废水间彼此不宜混合，多数采用清污分流、分质分流，当生产污水与生活污水的成分与水质同生活污水相似时，可将生活污水与生产污水用同一管道系统来排放；生产废水可直接排入雨水管道或者在生产中重复使用。
一般食品厂及肉类加工厂等废水，水质与生活污水相似，当工厂位于市区内或距市区较近时，可考虑将这类废水直接排入城市排水管道。
符合排入城市下水道的工业废水，单独的进行无害化处理后直接排放，一般并不经济合理。
本市目前的工厂有皮毛厂、针织厂、棉纺厂、食品厂、化工厂，大部分都位于市区内。
其中，食品厂、皮毛厂的废水水质与生活污水相似，可以经处理后直接排入城市排水管道，与生活污水统一处理；针织厂、棉纺厂污水符合《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082-1999），可直接排入污水管道；化工厂的污水水质含有大量的有毒有害物质，必须在厂内设置废水的局部处理除害设施，以满足排入城市排水管道的标准，然后再排入污水管道；医院的废水必须经过严格消毒之后才能排放。
工业废水管道接入城镇排水系统时，必须按废水水质接入相应的城镇排水管道。
废水管道宜尽量减少出口，在接入城镇排水管道前应设置监测设施。
2.3污水处理方式的选择
该市污水处理可有分散式和集中式两种选择方式，即江北区和南岸区各单建一座污水处理厂分别对各区的污水进行分散处理以及通过过江倒虹管将污水合并到南岸区或江北区进入同一污水厂的集中处理。
综合考虑本市的地形，气候和水体状况以及城市的发展规划，并经过经济技术比较，采取将本市江北区和南岸区的污水合并集中处理的方式，而不采用每区各单建一座污水处理厂分别对各区的污水进行处理，具体考虑因素如下：
（1）将污水合并处理可以体现规模效益，虽然目前南岸区的污水流量较江北区大，但分析南岸区的地形和发展现状，南岸区的发展已经受到限制，相对来说江北区具有较大的发展前景，并且地势较宽阔。
综合来看，两岸的污水量并不大，若分开处理建两个污水处理厂，规模较小，前期投资及运行费用大，同时不方便运行管理，消耗人力，经济效益不明显。
因此，将两岸污水合并处理设一个污水厂较为合理，且两个污水厂的建设、运行、管理费用远远大于铺设倒虹管和建设泵站的费用。
考虑到各区的长远发展和社会经济的不断进步，考虑到未来扩建的可能性和经济性，南北合建污水厂符合该市的长远发展与城市利益。
（2）根据水流方向和常年风向，选择污水厂的场址。
《室外排水设计规范》（GB50014-2006）规定，污水厂位置的选择必须在城镇水体的下游，便于处理后出水会用和安全排放；污水厂厂址的选择应该有扩建的可能。
3污水管网工程设计
3.1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
本市的地形属于丘陵地带，布设排水管段的区域具有明显的坡度走向和分界，又因为B江从两区间通过，为排水创造了很好的条件和可能，经分析，本市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，污水主干管尽量选择临近江边的道路处埋设，走向由高到低，由东向西。
具体布置请参看某市排水管道设计布置总平面图。
（5）污水干管定线
由于各区具有明显的坡度走向，故各区污水干管的布置宜充分利用这种地形顺坡铺设，使每个小区的污水能够自流排出。
各区污水经支管系统进入污水干管收集并经污水主干管汇流至污水处理厂处理达标后排放。
具体布置请参看某市排水管道设计布置总平面图。
（6）出水口的形式
排水管渠排入水体的出水口的位置和形式，应根据污水水质、下游用水情况、水体的水位变化幅度、水流方向、波浪情况、地形变迁和主导风向等因素确定。
出水口与水体岸边连接处应采取防冲、加固等措施，一般用浆砌块石做护墙和铺底，在受冻胀影响的地区，出水口应考虑用耐冻胀材料砌筑，其基础必须设置在冰冻线以下。
污水排水管渠的出水口通常采用淹没式，见图3.1。
以使污水与水体水混合较好，其位置处考虑上述因素外，还应取得当地卫生主管部门的同意。
如果需有污水与水体水流充分混合，则出水口可长距离伸入水体分散出口，此时应设标志，并取得航运管理部门的同意。
图3.1淹没式出水口
3.2污水设计流量
1）划分设计管段
根据管道平面布置，划分设计管段（定出检查井的位置并编号），量出主干管的设计管段长度。
2）街坊排水面积的划分
根据污水管道的布置，划分各设计管段服务的街坊排水面积，编上号码并按其平面形状计算面积（以公顷计），用箭头表示污水流向。
3）污水管道设计流量计算采用的公式
①居住区生活污水设计流量按下式计算：
式中Q――居住区生活污水设计流量（L/s）；
n――居住区生活污水定额（L/（cap.d）），取值参见原始资料；
N――设计人口数；
――生活无水量总变化系数；
cap――“人”的计量单位。
也可以采用比流量计算：
根据各区的污水量定额
（L/cap.d）和人口密度p（cap/ha），可求出各区的生活污水平均流量
。
即
（L/s.ha）
式中
――比流量（L/（s.ha））；
p――人口密度（cap/ha），取值参见原始资料；
n――居住区生活污水定额（L/（cap.d））。
式中Q――本段流量（L/s）；
F—―设计管段服务的街区面积（ha），参见原始资料平面布置图；
――比流量（L/（s.ha））；
――生活污水量总变化系数。
工业企业及公共建筑的污水量作为集中流量计算。
②生活污水量总变化系数
根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006）相关部分内容，采用的居住区生活污水量变化系数值见表3.1。
生活污水量总变化系数也可用下式进行计算：
式中Q――平均日平均时污水量（L/s）。
当Q<5L/s时，
＝2.3；当Q>1000L/s，
=1.3。
表3.1生活污水量总变化系数
污水平均日流量（L/s）
5
15
40
70
100
200
500
1000
总变化系数（
）
2.3
2.0
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4
1.3
注：
1当污水平均日流量为中间数值时，总变化系数用内差法求得。
2当居住区有实际生活污水量变化资料时，可按实际数据采用。
③工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量按下式计算：
式中Q――工业企业生活污水及淋浴污水设计流量（L/s）；
――一般车间最大班职工人数（cap）；
――热车间最大班职工人数（cap）；
――一般车间职工生活污水定额，以25（L/（cap．班））计；
――热车间职工生活污水定额，以35（L/（cap．班））计；
――一般车间生活污水量的时变化系数，以3.0计；
――热车间生活污水量的时变化系数，以2.5计；
――一般车间最大班使用淋浴的职工人数（cap）；
――热车间最大班使用淋浴的职工人数（cap）；
――一般车间的淋浴污水定额，以40（L/（cap．班））计；
――热车间的淋浴污水定额，以60（L/（cap．班））计；
T――每班工作时数（h）。
（淋浴时间按60min计）
④城市污水设计总流量
城市污水总的设计流量是居住区生活污水，工业企业生活污水和工业废水设计流量三部分之和。
在地下水位较高地区，因当地土质、管道及接口材料，施工质量等因素的影响，一般均存在地下水渗入现象，设计污水管道系统时宜适当考虑地下水渗入量。
由原始资料得知，地下水位距地表8米，设计管段管底标高均高于地下水位，因此该城市污水排水管网设计不考虑地下水入渗量，设计流量为：
式中Q――城市污水设计流量（L/s）；
――居住区生活污水设计流量（L/s）；
――工业企业生活污水及淋浴污水设计流量（L/s）；
――工业废水设计流量（L/s）。
3.2计算举例
已知人口密度：
南岸区：
人口密度180人/ha；
已知居住区生活污水定额：
南岸区：
250L/cap.d；
以3号街区（南岸区）为例（街区编号参见某市排水管道设计布置总平面图）
街区面积F=4.25ha，比流量
为：
查表可得
=2.3，
3.3街区编号及面积计算
将各街区编上号码，并按各街区的平面范围计算它们的面积，街区编号及具体布置见总平面布置图。
街区面积计算表格见表1.2。
表1.2污水街区编号和面积汇总表
南岸区
街区编号
街区面积（ha）
街区编号
街区面积（ha）
街区编号
街区面积（ha）
街区编号
街区面积（ha）
1
火车站
5.2
8
4.76
15
3.91
22
5.36
2
制糖厂
8.94
9
4.16
16
2.74
23
4.35
3
4.25
10
5.46
17
4.42
24
3.40
4
5.51
11
3.57
18
2.01
25
7.37
5
公园
6.76
12
4.83
19
2.95
6
7.60
13
5.88
20
3.75
7
医院
6.20
14
4.76
21
4.62
经计算可得，
居住区生活污水设计流量计算见下表。
表1.3居住区生活污水设计流量计算表
街区编号
街区面积F（ha）
设计人口数
N
比流量
（L/（s.ha））
生活污水量总变化系数
本段流量Q（L/s）
街区编号
街区面积F（ha）
设计人口数N
比流量
（L/（s.ha））
生活污水量总变化系数
本段流量Q（L/s）
1
火车站
--
--
--
--
0.23
14
4.76
857
0.52
2.3
5.70
2
制糖厂
--
--
--
--
40.32
15
3.91
704
0.52
2.3
4.69
3
4.25
765
0.52
2.3
5.09
16
2.74
494
0.52
2.3
3.29
4
5.51
992
0.52
2.3
6.60
17
4.42
796
0.52
2.3
5.30
5
公园
--
--
--
--
0.12
18
2.01
362
0.52
2.3
2.41
6
7.60
1368
0.52
2.3
9.10
19
2.95
531
0.52
2.3
3.53
7
医院
--
--
--
--
1.16
20
3.75
675
0.52
2.3
4.49
8
4.76
857
0.52
2.3
5.7
21
4.62
832
0.52
2.3
5.54
9
4.16
749
0.52
2.3
4.99
22
5.36
965
0.52
2.3
6.42
10
5.46
983
0.52
2.3
6.54
23
4.35
783
0.52
2.3
5.22
11
3.57
643
0.52
2.3
4.28
24
3.40
612
0.52
2.3
4.07
12
4.83
870
0.52
2.3
5.80
25
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