1、排水管網工程全冊配套排水管網工程全冊配套最完整精品課件最完整精品課件1青島理工大學青島理工大學排水管網工程本課程的主要內容排水系統概論1污水管道系統的設計2雨水管渠系統的設計3合流制管渠系統的設計4排水管渠要求及附屬構筑物5排水工程概念、內容、作用、排水體制、排水系統的布置形式等。污水管道的設計步驟及注意事項、設計舉例。雨水管道的設計步驟及注意事項、設計舉例。合流制管道的使用條件、水力計算、改造途徑等。排水管渠斷面形式、接口、基礎、附屬構筑物等。第一章 排水系統概論第一節第一節 概述概述 水在使用過程中受到不同程度的污染，改變了原有的化學成分和物理性質，這些水稱做污水或廢水。污水也包括雨水及冰

2、雪融化水。污水的定義污水的分類生活污水工業廢水 降水人們日常生活中產生工業生產中所排出的廢水地面上流泄的雨水和冰雪融化水（沖洗街道及消防用水）第一節 概述1、生活污水 人們日常生活中用過的水. 性質：含有較多的有機物以及常在糞便中出現的病原微生物。指在工業生產中所排出的廢水，來自車間或礦場。2、工業廢水分類按照污染程度的不同分為：生產廢水和生產污水兩類。按所含主要污染物的化學性質按所含污染物的主要成分（1)主要含無機物的，包括冶金、建筑材料等工業所排出的廢水。（2)主要含有機物的，包括食品工業、煉油和石油化工工業等廢水。（3)同時含大量有機物和大量無機物的廢水，包括焦化廠、化學工業中的氮肥廠、

3、輕工業中的洗毛廠等廢水。酸性廢水、堿性廢水、含氰廢水、含鉻廢水等第一節 概述工業廢水量一般占城市污水的50-60。 對于工業廢水，如果水質符合污水排入城鎮下水道水質標準（CJ343-2010 ),則最好與生活污水合并處理,廠區內部污水處理廠也應以此為原則.合并處理投資省,費用低,管理簡單.1)從管理角度看：小水量幾個廠管理比一個大廠管理負責，能耗及費用都高；2)污水生化處理成本低，效果好，為水處理的首選方法。工業廢水采用生化處理一般營養物質不夠，處理過程需加營養物質如尿素、蛋白質等 ，增加運行及管理費用。合并處理，生活污水可作為營養物質。3)工業廢水濃度若很高，處理前需稀釋。合并處理，濃度降低

4、，可能不必稀釋。原因第一節 概述3、降水雨水、冰雪融化水、沖洗街道和消防用水。 a 污染輕，泥砂為主無機物多； b 徑流量大，水量集中，需迅速排除； c 初期降雨徑流污染較重，沉積在屋面、地面廠 區的污染物被攜帶； d 一般不處理或僅對初雨徑流處理。污水的出路排入水體灌溉農田重復使用污水排入湖泊、江河、海洋?？沙浞掷盟w的自凈能力。污水排入農田、溝道。污水蒸發到大氣或者經過土壤滲透到地下，形成地下水。在滲透過程中，得到生物和物理處理（土地處理）。（1）自然復用（2）間接復用（3）直接復用第二節第二節 排水系統的體制及其選擇排水系統的體制及其選擇排水系統的體制一污水的排除方式是由一個管渠系統排

5、除，還是由兩個或兩個以上管渠系統各自獨立排除所形成的排水系統，稱排水系統的體制，簡稱排水體制。排水體制常用排水體制合流制分流制混合制將生活污水、工業廢水和雨水混合在同一個管渠內排除的系統。其中雨水95%。特點：管道少，造價省，施工方便，但環境衛生差。分類： a、雨、污水全部不處理，直接排放； b、雨、污全部簡單處理后排放（懸浮固體去除50%，不能去除溶解性物質）； c、雨、污水全部簡單處理，部分二級處理。生活污水、工業廢水和雨水分系統分別排除。分類：完全分流制和不完全分流制。特點： a、完全分流制兩個管道系統排除污、雨水，污水管徑小，環境衛生好。但管道多，造價高，施工麻煩。b、不完全分流制管道

6、少，造價低，施工簡單。但道路地面狀況差，易造成積水影響道路交通和正常的生活。隨著經濟的發展可分布、分段逐步建成完全分流制系統。有合流制也有分流制。特點：其產生是由于舊城改造造成，對環境影響后遺癥大。改造的方法可建一調節水庫，蓄存初期雨水，雨后處理。第二節第二節 排水系統的體制及其選擇排水系統的體制及其選擇extTextTextTextText合流制a、管道長度短，造價低，養護管理簡單；b、初期雨水、初期徑流進污水廠處理；c、暴雨來時，85%雨、污混合水直接排入水體，平時沉積物在暴雨來時沖刷，帶出污染物很多；d、泵站設計流量高，而實際用量不高。因此，效率低；e、水量變化大，導致污水廠負荷變化大（

7、沖擊負荷），影響處理效果；f、污水廠造價高，管理麻煩。Concept分流制a、管線多，造價高，管理簡單；b、污水廠處理成本低，造價低；c、環境衛生有保證，適宜發展。合流制與分流制的比較比較從發展的角度看：合流制環境污染后遺癥多，雖然造價低，但今后必須改造。對于新建區：管道宜采用分流制。對于老區改造：宜采用截流式合流制。新建區若資金缺乏，可考慮先采用不完全分流制，后期逐步建成完全分流制。第二節第二節 排水系統的體制及其選擇排水系統的體制及其選擇二排水系統的選擇排水系統的體制的分類及各自的優缺點第二節第二節 排水系統的體制及其選擇排水系統的體制及其選擇第二節第二節 排水系統的體制及其選擇排水系統的

8、體制及其選擇排水體制的選擇 1、從環境保護方面； 2、從造價方面； 3、從維護管理方面。1、新建城市和新區：盡量采用分流制。雨水就近排入水體，大大減輕污水管道和處理廠的負荷，從整體上和長遠上看是經濟合理的。2、已形成合流制的城市暫可保留，逐步改造。3、小城鎮可采用合流制：近期作為合流制，改造后可作為分流制的雨水管道。4、工業廢水：a、符合排入下水道標準的直接排入污水管道；b、含有有毒、有害物質的，進行局部處理，達到排入下水道標準后排入污水管道；c、符合排放水體標準的生產廢水，可直接就近排入水體或雨水管道。原則使用情況第三節第三節 排水系統的主要組成部分排水系統的主要組成部分1、室內污水管道系統

9、和設備：收集生活污水,將收集的污水排出至室外庭院街坊的污水管道中去。2、室外污水管道系統：分布在地面下，匯集各出戶管的污水，依靠重力流輸送污水至泵站、污水廠或水體的管道系統。3、污水泵站及壓力管道：設置泵站的原因、分類；壓力管道：從泵站出來的污水至高地自流管道或至污水廠的承壓管段，稱壓力管道。 4、污水廠：供處理和利用污水、污泥的一系列構筑物及附屬構筑物的綜合體稱污水處理廠。 5、出水口及事故排出口排水系統：指排水的收集、輸送、處理和利用， 以及排放等設施以一定方式組合成的總體。有城市污水、工業廢水和雨水等排水系統。城市污水排水系統的主要組成部分 收集設備：各種衛生設備：用水的容器、承受污水的

10、容器、排水系統的起端設備。如：洗臉盆、盥洗槽、洗滌池、化驗盆、大小便器、地漏等。收集過程：污水從這里經水封管、支管、立管、出戶管等室內管道系統流入室外居住小區管道系統。（1）居住小區污水管道系統：敷設在居住小區內，連接建筑物出戶管的污水管道系統。（2）街道污水管道系統：敷設在街道下，用以排除居住小區管道流來的污水。在一個市區內它由城市支管、干管、主干管等組成。（3）管道系統的附屬構筑物：檢查井、跌水井、倒虹管。污水排入水體的渠道和出口稱出水口，它是整個城市污水排水系統的終點設備。事故排出口是指在污水排水系統的中途，在某些易于發生故障的組成部分前面，所設置的輔助性出水渠，一旦發生故障，污水就通過

11、事故排出口直接排入水體。第三節第三節 排水系統的主要組成部分排水系統的主要組成部分室內污水管道系統與設備室外污水管道系統事故排出口污水泵站或壓力管道手盆、便器、水封管、立管、出戶管街坊管道、街道污水管道、附屬構筑物等污水處理廠出水口城市污水排水系統的組成部分第三節第三節 排水系統的主要組成部分排水系統的主要組成部分第三節第三節 排水系統的主要組成部分排水系統的主要組成部分工業廢水排水系統的主要組成車間內部管道系統與設備污水泵站或壓力管道廠區管道系統廢水處理站 1、車間內部管道系統和設備 2、廠區管道系統 3、污水泵站及壓力管道 4、廢水處理站第三節第三節 排水系統的主要組成部分排水系統的主要組

12、成部分雨水排水系統的主要組成雨水收集系統與設備街坊或廠區雨水管道系統街道雨水管道系統排洪溝雨水泵站雨水口、天溝、雨水斗第三節第三節 排水系統的主要組成部分排水系統的主要組成部分1、建筑物的雨水管道系統和設備。主要是收集工業、公共或大型建筑的屋面雨水，并將其排入室外的雨水管渠系統中去。2、居住小區或工廠雨水管渠系統3、街道雨水管渠系統4、排洪溝：洪水時，或者暴雨季節排除雨水（洪水）的溝道。5、出水口6、雨水泵站：當重力流不能排除時，設置雨水泵站。一般不設置，因為雨水流量變化大，選泵流量大，造價高，使用少，養護維修困難。 7、雨水調節池第四節 排水系統的布置形式 1、支管、干管、主干管的布置要順直

13、，水流不要繞彎。 2、充分利用地形、地勢，最大可能采用重力流形式，避免提升。 3、在起伏較大的地區，應將高區系統與低區系統分離，高區不宜隨便跌水，應直接重力流入污水廠，并盡量減少管道埋深。至于個別低洼低區應局部提升，做到高水高排。 4、盡量減少中途加壓站的個數，如果遇山崗盡量采用隧洞方式。排水管道的布置原則：使管道的工程量為最小，水流暢通，節省能量。第四節 排水系統的布置形式1、地形：重力流，管道的坡度（最小、最大） 2、城區的豎向規劃：避免與其它的管道、管線相互影響3、污水廠的位置：主干管的走向4、土壤條件：盡量避開軟弱地基，濕陷性黃土、膨脹土、多年凍土，以免增加施工難度和施工成本及工程造價

14、。 5、河流情況：污水的出路。最高水位、最低水位等，以確定排出口的形式及位置。6、地下設施：是否有地下設施妨礙管道重力流過。7、污水的種類及污染程度：雨水和輕度污染的工業廢水、施工的地下水直接排入水體。影響排水管道布置形式的因素第四節 排水系統的布置形式適宜于較平坦的地區雨水管道的布置。優點：干管長度短，管徑小，污水排出迅速，經濟。缺點：雨水管道的初期雨水不經處理直接排放。合流制管道污水不經處理直接排放，會嚴重污染水體，影響環境。排水系統的布置形式正交式河12333(1) 正交式第四節 排水系統的布置形式適宜于較平坦的地區，分流制的污水管道、合流制管道。 優點：對分流制，生活污水及工業廢水經處

15、理后排入水體，減輕污染，保護環境。且截流干管小，工程造價低；對合流制，是改造合流制的較好方法。 缺點：對合流制，雨天有部分混合雨、污水不經處理泄入水體，造成水體污染。截留式157河3332 截流式第四節 排水系統的布置形式 適宜于地勢向河流方向有較大傾斜的地區。干管與等高線及河道基本上平行或成很小的角度，避免干管的坡度大，引起管內流速過大，對管道造成沖刷。平行式河平行式第四節 排水系統的布置形式適宜于地勢高低相差很大的地區。 可分別在高區和低地區敷設獨立的管道系統。高區的污水靠重力流直接流入污水廠，低區的污水經水泵提升送至高地區干管或污水廠。它適用于地形起伏很大的地區，充分利用地形排水，節省電

16、力。分區式河1(4)分區式第四節 排水系統的布置形式適宜于城市面積很大，城市周圍有排水的出路（水體、灌溉）,城市中央部分地勢較高或者完全將廢水匯集于一個污水處理廠，管道造價高，不經濟。 優點：干管長度短，管徑小，管道的埋深淺，管道的造價低。 缺點：污水廠、泵站設置的數量多。分散式河(5)分散式第四節 排水系統的布置形式適宜條件同分散式。特點：將污水排放點匯集，減少污水廠及泵站的數量。一般來說，大型污水廠造價及運行成本低。但管道過長，管道的造價高（管徑大，埋深大）。 經驗上，污水管道造價近似于污水廠造價較合理。環繞式河1145774232(6) 環繞式第四節 排水系統的布置形式各布置形式的適用條

17、件正交布置正交布置：在地勢向水體適當傾斜的地區，各排水流域的干管可以最短距離沿與水體垂直相交的方向布置，這種布置稱為正交布置。截流式布置截流式布置：在正交式布置的基礎上，沿河岸再敷設主干管，并將各干管的污水截流至污水廠，這種布置形式稱截流式布置。平行式布置平行式布置：在地勢向河流方向有較大傾斜的地區，為了避免因干管坡度及管內流速過大，使管道受到嚴重沖刷，可使干管與等高線及河道基本上平行、主干管與等高線及河道成一定斜角敷設，這種布置也稱平行式布置。第四節 排水系統的布置形式分區布置分區布置：在地勢高低相差很大的地區，當污水不能靠重力流流至污水廠時，可采用分區布置形式。輻射狀分散布置輻射狀分散布置

18、：當城市周圍有河流，或城市中央部分地勢高、地勢向周圍傾斜地區，各排水流域具有獨立的排水系統。這種布置具有干管長度短、管徑小、管道埋深可能淺、便于污水灌溉等優點，但污水廠和泵站（如需要設置時）的數量將增多。在地形平坦的大城市，采用輻射狀分散布置可能是比較有利的。環繞式布置環繞式布置：由于建造污水廠用地不足以及建造大型污水廠的基建投資和運行管理費用也較建小型廠經濟等原因，而傾向于建造規模大的污水廠，所以由分散式發展成環繞式布置。這種布置形式是沿四周布置主干管，將各干管的污水截流送往污水廠。（1）采用循環利用和重復利用系統，盡量減少廢水排放量；（2）按不同水質分別回收利用廢水中的有用物質，創造財富；

19、（3）利用本廠和廠際的廢水、廢氣、廢渣，以廢治廢。而無廢水無害生產工藝、閉合循環重復利用及不排或少排廢水，是控制污染的有效途徑.（4）當工業企業位于城市內，應盡量考慮將工業廢水直接排入城市排水系統，利用城市排水系統統一排除和處理。（5）工業廢水排入城市排水系統的水質，應不影響城市排水管渠和污水廠等的正常運行，不對養護管理人員造成危害，不影響污水處理廠出水和污泥的排放和利用為原則。第五節 工業企業排水系統和城市排水系統的關系在規劃工業企業排水系統時，對于工業廢水的治理，應首先從改革生產工藝和技術革新入手，力求把有害物質消除在生產過程之中，做到不排或少排廢水。對于必須排出的廢水，還應采取下列措施：

20、第六節 廢水的綜合治理和區域排水系統 與廢水的綜合治理有關的因素 1)合理的生產布局和城市規劃； 2)合理利用水體、土壤等自然環境的自凈能力; 3)嚴格控制廢水和污染物的排放量； 4)做好區域性綜合治理及建立區域排水系統。區域排水系統的構成及作用、優點1) 區域：按照地理位置、自然資源和社會經濟發展情況劃定的，可以在一個更大范圍內統籌安排經濟、社會和環境的發展關系。2)區域排水系統：將兩個以上城鎮地區的污水統一排除和處理的系統。3)區域排水系統由區域干管、主干管、泵站、污水廠等組成4)區域排水系統的特點：經濟；節省土地；利于運行管理；河流等水資源利用與污水排放的體系合理化，且可能形成統一的水資

21、源管理體系等方面的優點。第六節 廢水的綜合治理和區域排水系統在確定區域排水系統方案時，應考慮的問題1)近期和遠期的全部污水量和水質2)通過采取改革生產工藝、廢水部分或全部循環利用以及本廠和廠際的重復利用等措施，盡量減少工業廢水的排放量；3)應考慮工業廢水與生活污水混合處理的可能性，及雨水和生產廢水混合排除和利用的合理性； 4)對用水和取水點的河水水質，應預計到當位于該點上游的全部排水對象的污水排入時產生的后果。需要新建、改建或擴建排水工程的城市、工業企業和工業區。設計任務：規劃設計、收集、輸送、處理和利用各種污水的一整套工程設施和構筑物，即排水管道系統和污水廠的規劃與設計。它是在區域規劃以及城

22、市和工業企業的總體規劃基礎上進行的。第七節 排水系統的規劃設計原則和任務排水工程的設計對象排水工程的設計對象排水系統的建設程序排水系統的建設程序（1）可行性研究階段（2）計劃任務研究階段（3）設計階段（4）組織施工階段（5）竣工驗收交付使用階段1）排水工程的規劃應符合區域規劃以及城市和 工業企業的通體規劃，并應與城市和工業企業 中其他單項工程建設密切配合，互相協調.2）排水工程的規劃與設計，要與鄰近區域內的 污水和污泥的處理和處置協調。3）排水工程規劃與設計，應處理好污染源治理 與集中處理的關系。4）城市污水是可貴的淡水資源，在規劃中要考慮污水經再生后回用的方案。第七節 排水系統的規劃設計原則

23、和任務設計工作：設計工作：初步（擴大）設計、施工圖設計、技術設計排水工程的規劃設計應遵循的原則： 5）如設計排水區域內尚需考慮給水和防洪問題時，污水排水工程應與給水工程協調，雨水排水工程應與防洪工程協調，以節省總投資。6）排水工程的設計應全面規劃，按近期設計，考慮遠期發展有擴建的可能。7）對于城市和工業企業原有的排水工程在進行改建和擴建時，應從實際出發，在滿足環境保護的要求下，充分利用和發揮其效能，有計劃、有步驟地加以改造，使其逐步達到完善和合理化。 8）在規劃與設計排水工程使，必須認真貫徹執行國家和地方有關部門制定的現行有關標準、規范或規定。第七節 排水系統的規劃設計原則和任務v如何理解排水

24、管道的布置原則？如何理解排水管道的布置原則？v有哪幾種排水體制能收集初期雨水至污水處理有哪幾種排水體制能收集初期雨水至污水處理廠進行處理？說明它們的優、缺點。廠進行處理？說明它們的優、缺點。v試述排水系統的組成部分及每部分的作用。試述排水系統的組成部分及每部分的作用。v為什么常將初期雨水收集至污水處理廠進行處為什么常將初期雨水收集至污水處理廠進行處理：收集初期雨水至污水處理廠的排水體制有理：收集初期雨水至污水處理廠的排水體制有哪幾種可以采用？各有何優、缺點。哪幾種可以采用？各有何優、缺點。v工業廢水與城市污水一起處理有什么優點？它工業廢水與城市污水一起處理有什么優點？它必須滿足什么條件。必須滿

25、足什么條件。v排水體制及排水系統的布置形式。排水體制及排水系統的布置形式。青島理工大學青島理工大學排水管網工程第二章 污水管道系統的設計 當排水體制確定為分流制時，應分別對污水管道和雨水管道排水系統進行設計。污水管道系統的主要設計內容包括：1、根據確定的設計方案在總體布置圖上劃分排水流域。2、在平面布置圖上布置管道系統；3、根據設計人口數、污水量標準計算污水設計流量；4、進行污水管道水力計算；5、確定管道斷面尺寸、設計坡度、埋設深度；6、確定污水管道在道路橫斷面上的位置；7、繪制管道平面圖和縱剖面圖。第二章 污水管道系統的設計污水管道系統的設計步驟 設計資料的調查設計方案的確定設計計算設計圖紙

26、的繪制第一節 設計資料的調查及設計方案的確定作好污水管道系統的規劃設計必須以可靠的資料為依據。應先了解、研究設計任務書或批準文件的內容，弄清設計的范圍和要求。1) 有關明確任務的資料；2) 有關自然因素方面的資料； （1） 地形圖（2）氣象資料（3）地質資料 （4）水文資料3) 有關工程情況的資料。基礎資料第一節 設計資料的調查及設計方案的確定設計方案的確定通常，進行方案比較與評價的步驟和方法是：（1）建立方案的技術經濟數學模型（2）解技術經濟數學模型（3）方案的技術經濟比較 逐項對比法 綜合比較法 綜合評分法 兩兩對比加權評分法（4）綜合評價與決策第二節第二節 污水設計流量的確定污水設計流量

27、的確定污水設計流量：污水管道及其附屬構筑物能保證通過的污水最大流量稱為污水設計流量。進行污水管道系統設計時常采用最大日最大時流量為設計流量（l/s）生活污水設計流量1、居住區生活污水設計流量按下式計算： Q1 n*N*KZ/24*3600其中：n：居住區生活污水定額（L/cap.d） N：設計人口數 KZ：生活污水量總變化系數 cap：“人”的計量單位指污水排水系統設計期限終期的規劃人口數，常用人口密度與服務面積相乘得到。其中人口密度包括總人口密度和街區人口密度。居民每人每天日常生活中洗滌、沖廁、洗澡等產生的污水量，可參考生活用水 定額或綜合生活用水定額。綜合生活污水定額：指居民生活污水和公共

28、設施（包括娛樂場所、賓館、浴室、商業網點、學校和機關辦公室等地方）排出污水兩部分的總和（L/cap.d）。在按用水定額確定污水定額時，對給排水系統完善的地區可按用水定額的90%計，一般地區可按用水定額的80%計。設計中可根據當地用水定額確定污水定額。污水量的變化程度通常用變化系數表示。日變化系數（Kd) ：一年中最大日污水量與平均日污水量的比值。時變化系數（Kh）：最大日中最大時污水量與該日平均時污水量的比值?？傋兓禂担↘z）：最大日最大時污水量與平均日平均時污水量的比值。 三者的關系：Kz=Kd*Kh第二節第二節 污水設計流量的確定污水設計流量的確定 說明：通常，污水管道的設計斷面系根據最

29、大日最大時污水流量確定。居住區生活污水量總變化系數值可根據綜合分析得出的總變化系數與平均流量間的關系式求得。 Kz = 2.7/Q0.11 Q：平均日平均時污水流量（L/S）。 當Q 5L/S時，Kz =2.3； 當 Q 1000L/S時，Kz =1.3。第二節第二節 污水設計流量的確定污水設計流量的確定2、工業企業生活污水及淋浴污水的設計流量按下式計算：3600360022112221112DCDCTKBAKBAQA 1:一般車間最大班職工人數（cap）；A 2：熱車間最大班職工人數（cap）；B1 :一般車間職工生活污水定額，以25L/cap.班）計；B2 : 熱車間職工生活污水定額，以3

30、5 L/cap.班）計；K1 : 一般車間生活污水量時變化系數，以3.0計；K2 : 熱車間生活污水量時變化系數，以 2.5計；C1 : 一般車間最大班使用淋浴的職工人數（cap);C2 :熱車間最大班使用淋浴的職工人數（cap);D1 :一般車間的 淋浴污水定額，以40L/(cap.班）計D2 :高溫、污染嚴重車間的淋浴污水定額，以60L/（cap. 班） T：每班工作時數（h）。淋浴時間以60min計；第二節第二節 污水設計流量的確定污水設計流量的確定3、公共建筑生活污水量按下式計算：Q3公共建筑生活污水設計流量，L/s；S公共建筑生活污水量標準（L/(d.人)），一般按室內給水排水和熱水

31、供應設計規范推薦的參數選用，排水量大的建筑也可以通過調查或參考相近建筑選用; Kh時變化系數，是最大日最大時污水量與最大日平均時污水量的比值。3600243hKNSQ第二節第二節 污水設計流量的確定污水設計流量的確定工業廢水設計流量TKMmQZ36004 m：生產過程中每單位產品的廢水量（L/單位產品）； M：產品的平均日產量； T：每日生產時數（h）； Kz：總變化系數；生產過程中單位產品的廢水量定額： 生產單位產品或加工單位數量原料所排出的平均廢水量。工業企業的工業廢水量隨各行業類型、采用的原材料、生產工藝特點和管理水平等有很大差異；工業廢水的排出情況也很不一致。第二節第二節 污水設計流量

32、的確定污水設計流量的確定地下水滲入量： 地下水滲入量Q滲，一般以單位管道延長米或單位服務面積公頃計算。經驗數據：每人每日最大污水量的10%20%。城市污水設計總流量：Q = Q1+Q2+Q3+Q4+Q滲Q1：居住區生活污水設計流量；Q2：工企業生活污水及淋浴污水設計流量；Q3：公共建筑生活污水量；Q4：工企業廢水設計流量；Q滲：地下水滲入量（地下水位較高地區）；第三節第三節 污水管道的水力計算污水管道的水力計算a、一般情況下，管道不承受壓力，污水靠重力流動。（管道由小到大成樹枝狀分布。）b、污水的含水量一般99%。因此，假定污水流動遵循一般液體的流動規律，并假定管道內的水流是均勻流。c、污水管

33、道內的水流速度是變化的，流動狀態是非均勻流。為簡化計算，假定污水管道內的污水流動狀態為均勻流。一、污水管道中污水流動的特點：目前在排水管道的水力計算中采用均勻流公式： 流量公式： QA vQ:流量(m3/s)；A：過水斷面面積(m2)；v：流速(m/s)。 流速公式：R：水力半徑(過水斷面面積與濕周的比值)(m)；I： 水力坡度(等于水面坡度，也等于管底坡度)；C：流速系數或稱謝才系數。二、水力計算的基本公式：IRCv第三節第三節 污水管道的水力計算污水管道的水力計算三、污水管道水力計算的設計數據：1、設計充滿度：在設計流量下，污水在管道中的水深h和管道直徑D的比值（水深比）。在計算污水管道充

34、滿度時，不包括淋浴或短時間內突然增加的污水量，但當管徑小于或等于300mm時應按滿流復核。第三節第三節 污水管道的水力計算污水管道的水力計算2、設計流速：和設計流量、設計充滿度相應的水流平均速度叫做設計流速。1）最小允許流速（最小流速）： 為防止污水在管道內緩慢流動而引起污水中的雜質下沉使管道內產生淤積，因此，管道流速不能太小。保證管道內不發生淤積的流速稱最小允許流速。與最小允許流速有關的因素： a、污水中所含懸浮物的成分（懸浮物的比重). b、污水中所含懸浮物的顆粒大小； c、管道的水力半徑； d、管道（渠）的粗糙系數； e、管道中的流速。 f、管道的水深（充滿度）；其中，較重要的因素是管道

35、的水深（充滿度）和管道中水的流速。因為對城市污水來說，污水中所含懸浮物的成分（懸浮物的比重）、污水中所含懸浮物的顆粒大小基本一致。對一特定的管道，管道的水力半徑、管道（渠）的粗糙系數也是一定的。室外排水設計規范規定：最小流速0.60.7m/s、 直徑D500mm、最小流速0.8m/s。第三節第三節 污水管道的水力計算污水管道的水力計算2）最大允許流速（最大流速）保證管道不被水流沖刷而損壞的流速稱最大允許流速。金屬管道：最大允許流速10m/s非金屬管道：最大允許流速5m/s3、最小管徑：當設計污水流量很小，根據水力計算管徑很小。因此規范規定：在街區和廠區內最小管徑為200mm，在街道下為300m

36、m。在進行管道水力計算時，上游管段由于服務的排水面積小，因而設計流量小，按此流量計算得出的管徑小于最小管徑，此時就采用最小管徑值。不計算管段：當由根據最小管徑在最小設計流速和最大充滿度情況下能通過的最大流量值，估算出設計管段服務的排水面積，若設計管段服務的排水面積小于此值，即直接采用最小管徑和相應的最小坡度而不再進行水力計算，這種管段稱不計算管段。注：在這些管段中，當有適當的沖洗水源時，可考慮設置沖洗井。 4、最小設計坡度：相應于管內流速為最小設計流速時的管道坡度叫做最小設計坡度。具體規定：管徑200mm的最小設計坡度0.004；管徑300mm的最小設計坡度0.003。在確定最小管徑的最小坡度

37、時采用的設計充滿度為0.5。第三節第三節 污水管道的水力計算污水管道的水力計算四、污水管道的埋設深度：1、管道埋深的兩個意義： 覆土厚度：管道外壁頂部到地面的距離； 埋設深度：管道內壁底到地面的距離；第三節第三節 污水管道的水力計算污水管道的水力計算2、污水管道的最小覆土厚度，應滿足下述三個因素：必須防止管道內污水冰凍和因土壤凍脹而損壞管道。室外排水設計規范規定：無保濕措施的生活污水管道或水溫與生活污水接近的工業廢水管道，管底可埋設在冰凍線以上0.15m；有保溫措施或水溫較高的管道，管底在冰凍線以上的距離可以加大，其數值應根據該地區或條件相似地區的經驗確定。 必須防止管壁因地面荷載而受到破壞。

38、車行道下污水管最小覆土厚度不宜小于0.7m；非車行道下，污水管若能滿足管道的銜接要求以及無動荷載的影響，可適當減小.必須滿足街區污水連接管銜接的要求。污水出戶管的最小埋深一般采用0.50.7m，所以街坊污水管道起點最小埋深也應有0.6-0.7m。根據街區污水管道起點最小埋深值，計算3、最大埋深：一般土壤：7-8m；多水、流砂、 石灰巖地層 5m.第三節第三節 污水管道的水力計算污水管道的水力計算1、水力計算從上游管段開始。2、水力計算的目的是：確定管道的管徑D、管道的坡度I。3、水力計算的公式：4、兩個公式中共有六個參數：Q、v、A、D、n、I、R即充滿度h/D。5、計算過程中,已知參數僅為流

39、量Q。其他參數確定如下：a、管壁的粗糙系數n：選定管材b、水力坡度I：參照地面坡度i，使I與i近似相等。（當Ii時，管道埋深最小。）c、流速v：控制流速v在最小流速與最大流速之間，一般流速v在0.8m/s左右。d、充滿度h/D：控制h/D小于最大設計充滿度。e、管徑D：先假定一個管徑，根據設計流量Q進行試算。五、污水管道水力計算方法：第三節第三節 污水管道的水力計算污水管道的水力計算6、水力計算的幾點經驗：a、當管徑D較小，埋深小時；工程費用省。不能同時滿足時，盡量減少埋深（放大管徑D）。b、平坦地區：使管道坡度盡量小，以最小流速v控制，以較大的管徑D減少坡度I。c、地面坡度適中：管道坡度盡量

40、與地面坡度接近，防止管道坡度遠大于地面坡度。d、地面坡度較大：起點埋深應控制在最小。為防止起點埋深過大，可考慮跌水。7、水力計算的工具：a、水力計算圖p38b、水力計算表p39第四節 污水管道的設計凡是采用完善衛生設備的建筑區都應設置污水管道。在排水區界內，根據地形及城鎮（地區）的豎向規劃，劃分排水流域。一般在丘陵及地形起伏的地區，可按等高線劃出分水線，通常分水線與流域分界線基本一致；在地形平坦無顯著分水線的地區，可根據面積的大小劃分，使各相鄰流域的管道系統能合理分擔排水面積，使干管在最大合理埋深情況下，流域內絕大部分污水能以自流方式接入。每一個排水流域往往有1個或1個以上的干管，根據流域地勢

41、標明水流方向和污水需要抽升的地區。確定排水區界，劃分排水流域第四節 污水管道的設計1、污水管道系統的定線：在城鎮（地區）總平面圖上確定污水管道的布置和走向，稱為污水管道系統的定線。2、順序：主干管、干管、支管3、應遵循的主要原則：應盡可能地在管線較短和埋深較小的情況下，讓最大區域的污水能自流排出。4、管道定線時，通常考慮的幾個因素：地形和用地布局：地形是影響管道定線的主要因素。排水體制和線路數目污水廠和出水口位置水文地質條件道路寬度地下管線及構筑物的位置工業企業和產生大量污水的建筑物的分布情況5、污水與管道的平面布置取決于地形及街區建筑特征，并應便于用戶接管排水。管道定線和平面布置的組合第四節

42、 污水管道的設計 低邊式布置：當街區面積不太大，街區污水管網可采用集中出水方式時，街道支管敷設在服務街區較低側的街道下，成為低邊式布置。周邊式布置：當街區面積較大且地勢平坦時，宜在街區四周的街道敷設污水支管。建筑物的污水排出管可與街道支管連接，稱為周邊式布置。 穿坊式布置：街區已按規劃確定，街區內污水管網按各建筑的需要設計，組成一個系統，再穿過其它街區并與所穿街區的污水管網相連，稱為穿坊式布置。 污水主干管的走向取決于污水廠和出水口的位置；采用的排水體制也影響管道定線。分流制系統一般有兩個或兩個以上的管道系統，定線時必須在平面和高程上互相配合。采用合流制時要確定截流干管及溢流井的正確位置。若采

43、用混合體制，則在定線時應考慮兩種體制管道的連接方式。第四節 污水管道的設計1、控制點：在污水排水區域內，對管道系統的埋深起控制作用的地點稱為控制點。2、控制點的確定：a、控制點的位置通常在管道的起點或者低洼地區管道的接入點，覆土的厚度為最小覆土厚度的點。b、控制點的標高應根據城市的豎向規劃，滿足最小覆土厚度的要求（荷載、冰凍、支管連接）。3、減少控制點埋深的措施：提高管材的強度；低洼地區局部填土提高地面高程；管道基礎采用帶性基礎或強度高的基礎，以增加抗冰凍的能力。設置泵站減少下游管道的埋深。4、泵站的設置位置：P43控制點的確定和泵站的設置地點第四節 污水管道的設計第四節 污水管道的設計（1）

44、設計管段：兩個檢查井之間的管段采用的設計流量不變，且采用同樣的管徑和坡度，稱它為設計管段。 設計管段的確定：平面圖上有集中流量進入、有支管接入的檢查井均為設計管段的起迄點。一般取100200米，其中可能有幾個檢查井。（2）設計管段的設計流量：Q q1 q2 q3 本段流量q1：從管段沿線街坊流來的污水量；轉輸流量q2：從上游管段和旁側管段流來的污水量；集中流量q3：從工業企業或其它大型公共建筑物流來 的污量。本段流量的計算： q1=F q0 Kz q0= np/86400F：設計管段服務的街區面積(ha)；Kz：生活污水量總變化系數； p ：人口密度；n：居住區生活污水定額(L/(capd)；

45、q0 ：單位面積的本段平均流量，即比流量(L/(sha)。設計管段及設計流量的確定第四節 污水管道的設計 管道在管徑、坡度、高程、方向發生變化及支管接入的地方都需要連接，連接需要通過檢查井完成。 1、檢查井的設置：污水管道在管徑、坡度、高程、方向發生變化及支管接入的地方都需要設置檢查井。 2、管道在銜接時應遵循兩個原則： 盡可能提高下游管道的高程，以減少管道埋深，降低造價；避免上游管段中形成回水而造成淤積。 3、管道銜接的方法：水面平接和管頂平接。污水管道的銜接第四節 污水管道的設計水面平接是指在水力計算中，使上游管段終端和下游管段起端在指定的設計充滿度下的水面相平，即上游管段終端與下游管段起

46、端的水面標高相同。注：由于上游管段中的水面變化較大，水面平接時在上游管段內的水面標高有可能低于下游管段的實際水面標高，因此在上游管段中易形成回水。管頂平接是指在水力計算中，使上游管段終端和下游管段起端的管頂標高相同。注： 1)雖不致于產生回水，但下游管段的埋深將增加。 2)無論采用那種銜接方法，下游管段起端的水面和管底標高都不得高于上游管段終端的水面和管底標高。 3)當管道敷設地區的地面坡度很大時，為了調整管內流速所采用的管道坡度將會小于地面坡度。為了保證下游管段的最小覆土厚度和減少上游管段的埋深，可根據地面坡度采用跌水連接。第四節 污水管道的設計1、城市街道下，各種管道、電線、電纜、隧道等在

47、街道的位置應綜合考慮；2、污水管道采用的是重力流，在平面與垂直方向的位置應優先考慮；3、污水管道易產生滲漏，會對其它管道、管線、建筑物造成危害，因此，污水管道與建筑物應有一定的距離。4、地下管線交叉時，污水管道應敷設在給水管道下面處理：發生矛盾時，處理原則：1)新建讓已建的，臨時讓永久的，小管讓大管，壓力管讓重力管，可彎讓不可彎的，檢修次數少的讓檢修次數多 2)在地下設施擁擠的 地區或車運極為繁忙的街道下把污水管道與其它管線集中安置在隧道中是比較合適的，但雨水管道一般不設在隧道中，而是與隧道平行敷設。管線布置的順序一般是：電力電纜電訊電纜煤氣管道熱力管道給水管道雨水管道污水管道。污水管道在街道

48、上的位置設計方法和步驟如下：1)在小區平面圖上布置污水管道；2)街區編號并計算其面積；3)劃分設計管段，計算設計流量；(注：設計管段的污水設計流量可能由三部分組成：沿線流量、集中流量、轉輸流量)；4)水力計算；5)繪制管道平面圖和縱剖面圖。第五節 污水管道的設計計算舉例某市小區，居住區人口密度為350cap/ha，居民生活污水定額為120L/(cap.d) 。火車站和公共浴室的設計污水量分別為3L/s和4L/s。工廠甲和工廠乙的工業廢水設計流量分別為25L/s與6L/s。生活污水及經過局部處理后的工業廢水全部送至污水廠處理。工廠甲廢水排出口的管底埋深為2m。第五節 污水管道的設計計算舉例水力計

49、算步驟：從管道平面布置圖上量出每一設計管段的長度列入表；將各設計管段的設計流量列入表；計算每一設計管段的地面坡度（地面坡度地面高差/距離）作為確定管道坡度時參考。確定起始管段的管徑以及設計流速v，設計坡度I，設計充滿度h/D。確定其它管段的管徑D、設計流速v、設計充滿度h/D和管道坡度I。計算各管段上端、下端的水面、管底標高及其埋設深度：a根據設計管段長度和管道坡度求降落量；b 根據管徑和充滿度求管段的水深；c確定管網系統的控制點；d求設計管段上、下端的管內底標高，水面標高及埋設深度。 第五節 污水管道的設計計算舉例管段在檢查井處采用的銜接方法:a. 當下游溝段管徑等于或大于上游溝段管徑時，采

50、用管頂相平的 連接方式； b. 當下游管段管徑小于上游溝段時，則采用溝底相平的連接方式；c. 若上、下游相同管徑，采用管頂平接而出現下游水位高于上游水位時，則改用水面平接。管道水力計算時應注意的問題：必須細致研究管道系統的控制點：這些控制點常位于本區的最遠或最低處，它們的埋深控制該地區污水管道的最小埋深。另外，各條管道的起點、低洼地區的個別街坊和污水出口較深的工業企業或公共建筑都是研究控制點的對象。必須細致研究管道敷設坡度與管線經過地段的地面坡度之間的關系。使確定的管道坡度，在保證最小設計流速的前提下，又不使管道的埋深過大，以及便于支管的接入。第五節 污水管道的設計計算舉例水力計算自上游依次向

51、下游管段進行，一般情況下隨著設計流量逐段增加，設計流速也應相應增加。如流量保持不變，流速不應減小。只有在管道坡度由大驟然變小的情況下，設計流速才允許減小。另外，隨著設計流量逐段增加，設計管徑也應逐段增大，但當管道坡度驟然增大時，下游管段的管徑可以減小，但縮小的范圍不得超過50100mm。在地面坡度太大的地區，為了減小管內水流速度，防止管壁被沖刷，管道坡度往往需要小于地面坡度。這就有可能使下游管段的覆土厚度無法滿足最小限值的要求，甚至超出地面，因此在適當的點可設置跌水井，管段之間采用跌水井連接。水流通過檢查井時，常引起局部水頭損失。為了盡量降低這項損失，檢查井底部在直線管道上要嚴格采用直線，在管

52、道轉彎處要采用勻稱的曲線。通常直線檢查井可不考慮局部損失。 在旁側管與干管的連接處，要考慮干管的已定埋深是否允許旁側管接入。若連接處旁側管的埋深大于干管埋深，則需在連接處的干管上設置跌水井，以使旁側管能接入干管。另一方面，若連接處旁側管的管底標高比干管的管底標高高出許多，為使干管有較好的水力條件，需在連接處前的旁側管上設置跌水井。第六節 管道平面圖和縱剖面圖的繪制一、平面圖的繪制：管道平面圖是反映管道在地面的位置及其特征參數（管徑、長度、坡度等），也就是管道布置圖。 初步設計階段： 1、比例尺1：50001：10000 2、污水管道的表示方法：單實線 3、平面圖的內容：a、地面建筑物和管道的位

53、置；b、指北針；c、設計管段的長度、管徑和坡度。 擴初設計和施工圖設計階段： 1、比例尺：1：10001：5000 2、初步設計的內容 3、構筑物的定位尺寸 4、與其它地下管線的相對位置 5、居住區街坊連接管或排出管接入干管的管徑、位置、標高 6、管線圖例 7、施工說明（材料、接口、檢驗方法等）第六節 管道平面圖和縱剖面圖的繪制二、縱剖面圖的繪制：縱剖面圖是反映管道沿線高程位置的。它包括：1、地面的高程線（單線）；2、管道的高程線（雙線）；3、檢查井及支管接入處的位置、管徑、標高;4、地下管線及障礙物交叉的位置、標高；5、檢查井的編號； 6、管道的管徑； 7、管段的長度；8、地面標高； 9、管

54、道內底標高； 10、管道的坡11、管道的材料；12、管道的基礎 13、埋深深度等第六節 管道平面圖和縱剖面圖的繪制三、詳圖1、管道的基礎2、附屬構筑物的詳圖3、管道過障礙物和管道交叉的詳圖以上可選用標準圖集。第七節 城市污水回用工程城市污水回用系統：城市污水經處理后，達到回用要求的水質標準，而在一定范圍內重復使用的供水系統，也稱城市污水再利用系統。排入城市排水系統的城市污水，必須符合污水排入城市下水道水質標準、生物處理構筑物進水中有害物質允許濃度、污水綜合排放標準的要求才可作為回用水源?；赜盟磻陨钗鬯疄橹?，盡量減少工業廢水所占比重。城市污水回用系統一般由污水收集系統、再生水廠、再生水輸配

55、系統和回用水管理等部分組成。第八節 排水工程投資估算估算排水工程工程造價計算方法：估算排水工程工程造價計算方法：1、排水工程綜合指標：污水工程綜合指標、雨水管渠綜合指標、排水泵站綜合指標；2、指標的計算單位；3、綜合指標的數值；4、因綜合指標。排水工程綜合指標應用實例例某污水工程污水量為50000m3/d.采用二級處理，工藝流程為泵房、沉砂、曝氣、二沉及污泥濃縮、干化處理。標準一般。污水管道總長20km，有中途泵站，最大時流量為600L/S.管道線路地形起伏較大，地質條件較差，有穿越障礙等。所有工資和主要材料價格均按工程所在地現行標準和價格。試根據綜合指標計算工程總造價。第八節 排水工程投資估

56、算1.價差系數的計算方法：按污水管道、污水泵站和污水處理廠分別計算價差調整系數。套用相應的排水工程萬元實物指標計算價差調整系數，求得污水管道為1.03(詳見表2-17)。類似污水管道計算方法，求得污水泵站為1.05；污水處理廠為1.04。2.綜合指標計算如下：污水管道：總長20km，地形復雜，有穿越障礙物，采用污水管道綜合指標（水量2000050000m3/d）37 51元，取44元。污水泵站：50000m3/d，標準一般，最大時流量為600L/S，選污水泵站綜合指標（流量300 600L/S）2278 4824元，取3551元。污水處理廠：污水量50000m3/d，二級處理，標準一般，根據工

57、藝流程選二級處理綜合指標(一)(水量20000 50000m3/d)683 795元，取689元。第八節 排水工程投資估算3.工程總投資計算如下：污水管道工程費：44*50000*20*1.03=4532.00萬元污水泵站工程費：3551*600*1.05=223.71萬元污水處理廠工程費：689*50000*1.04=3582.80萬元則污水工程費合計為4532.00+223.71+3582.80=8338.51萬元 由于綜合指標中未包括場地準備費中的三通一平及土地征用和賠償等費用，必須根據實際情況另行計算加入。污水管道價差調整系數 表2-17序號序號工料工料名稱名稱單位單位數量數量北京北京

58、19921992年價格年價格( (市場價市場價) )某地現行價格某地現行價格單價單價( (元元) )合計（元）合計（元）單價單價( (元元) )合計合計( (元元) )1 1土建土建人工人工工日工日94949.829.829239236.806.806396392 2安裝安裝人工人工工日工日36369.929.923573576.906.902482483 3水泥水泥t t 1.651.65250.00250.00413413321.00321.005305304 4鋼材鋼材t t0.150.152915.002915.004374372900.002900.00435435第八節 排水工程投

59、資估算序序號號工料工料名稱名稱單位單位數量數量北京北京19921992年價格（市年價格（市場價）場價）某地現行價格某地現行價格單價元單價元合計元合計元單價元單價元合計元合計元5 5鋸材鋸材mm3 30.340.34880.00880.00299299890.50890.503033036 6機制機制標磚標磚千塊千塊4.154.15140.00140.0058158196.7996.794024027 7砂砂mm3 37.267.2657.2057.2041541544.3944.393223228 8碎礫碎礫石石mm3 310.2410.2447.0347.0348248273.0173.01

60、7487489 9塊片塊片石石mm3 34.324.3241.0041.0017717744.7144.711931931010鑄鐵管鑄鐵管t t 1.651.651500.001500.00247524751700.001700.002805280511 11鑄鐵鑄鐵管件管件t t0.080.082200.002200.001761762300.002300.00184184第八節 排水工程投資估算1212鋼管及鋼管及鋼管件鋼管件t t3800.003800.003800.003800.001313鋼筋混鋼筋混凝土管凝土管t t10.2310.23250.00250.002558255827