1、目錄第一章 原始資料2第二章 城市設(shè)計(jì)概況42.1城市概述42.2設(shè)計(jì)范圍4第三章 污水管道的設(shè)計(jì)53.1街坊面積的計(jì)算53.2城市污水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算53.3管網(wǎng)布置63.4劃分設(shè)計(jì)管段，計(jì)算各管段的設(shè)計(jì)流量73.5污水管段的水力計(jì)算7第四章 雨水管道的水力計(jì)算104.1雨水管渠系統(tǒng)的平面布置特點(diǎn)104.2雨水管渠系統(tǒng)的水力計(jì)算的設(shè)計(jì)參數(shù)104.3雨水管渠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和水力計(jì)算104.4水力計(jì)算中應(yīng)注意的問(wèn)題11第五章 設(shè)計(jì)心得11第一章 原始資料一、設(shè)計(jì)任務(wù)：根據(jù)給定的原始資料，進(jìn)行城市排水工程的規(guī)劃以及排水管網(wǎng)的擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)。二、原始資料：1、比例尺1：10000的城市總平面圖一張。圖上

2、標(biāo)有間隔 1 米的等高線(xiàn)，城市區(qū)域的劃分、工廠(chǎng)以及大型獨(dú)立性公共建筑物的位置如圖所示。2、人口密度：區(qū)號(hào)人口密度（人/104m2）1320232533003、各區(qū)的衛(wèi)生設(shè)備情況區(qū)號(hào)房屋衛(wèi)生設(shè)備情況1室內(nèi)有給水排水設(shè)備，但無(wú)沐浴設(shè)備2室內(nèi)有給水排水設(shè)備和沐浴設(shè)備3室內(nèi)有給水排水設(shè)備，并有沐浴和集中熱水供應(yīng)4、城市位于福建省北部5、工業(yè)企業(yè)生活污水情況：（1） 印染 工廠(chǎng)工人數(shù)：一班 686 人；二班 656 人；三班 670 人。其中，每班人數(shù)中 55%人在熱車(chē)間工作。車(chē)間特征沐浴職工人數(shù)（占本車(chē)間人數(shù)%）熱臟車(chē)間80一般車(chē)間30（2） 啤酒 工廠(chǎng)工人數(shù)：一班 448 人；二班 415 人；三班

3、 410 人。其中，每班人數(shù)中 48% 人在熱車(chē)間工作。車(chē)間特征沐浴職工人數(shù)（占本車(chē)間人數(shù)%）熱臟車(chē)間75一般車(chē)間406、工業(yè)企業(yè)工業(yè)廢水情況：企業(yè)名稱(chēng)日廢水量（m3 / 日）印染廠(chǎng)4000啤酒廠(chǎng)30007、公共建筑排水情況：名稱(chēng) 最高日排水量（m3 / 日）醫(yī)院445火車(chē)站6008、市區(qū)覆蓋情況：（%）區(qū)域各種屋面公園與綠地路面（混凝土瀝青）非鋪砌土路面1351535152352525153402030109、氣象資料：該市的雨量公式： q = 1984（1+0.77P） （t + 9）0.77 夏季主導(dǎo)風(fēng)向：西北10、水文、地質(zhì)資料：排水管道鋪設(shè)地區(qū)的土壤為亞粘土。土壤的冰凍深度為0.4米

4、。地下水位在地表以下7 米。水體的最高水位86 米，最低水位84米，常水位 85米。三、課程設(shè)計(jì)工作量：1、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份：設(shè)計(jì)概述：城市概況、設(shè)計(jì)范圍、設(shè)計(jì)資料排水量的計(jì)算、排水方案的選擇管道系統(tǒng)平面布置說(shuō)明泵站及污水廠(chǎng)、出水口位置的確定水力計(jì)算書(shū)，污水要求計(jì)算所有干管及主干管，雨水計(jì)算一條干管2、擴(kuò)初設(shè)計(jì)總平面圖一張（要求干管及主干管），并標(biāo)出一條主干管的相應(yīng)水力計(jì)算參數(shù)。3、繪制擴(kuò)初設(shè)計(jì)排水干管的縱剖面圖一張，要求繪出剖出的管道及連接管的具體位置。四、設(shè)計(jì)要求：獨(dú)立按時(shí)完成課程設(shè)計(jì)，要求圖面正確、整潔、字跡工整。本設(shè)計(jì)題目與設(shè)計(jì)同時(shí)上交，以便校閱。第二章 城市設(shè)計(jì)概況1. 城市概述 該城

5、市位于福建北部，整體劃分為三個(gè)區(qū)，I、 II之間為河流，I、 III之間為鐵路，地形較復(fù)雜，城市中間河流的走向?yàn)樽员毕蚰希募局鲗?dǎo)西北風(fēng)，詳見(jiàn)排水管網(wǎng)平面設(shè)計(jì)圖。2.設(shè)計(jì)范圍（1）設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份：設(shè)計(jì)概述：城市概況、設(shè)計(jì)范圍、設(shè)計(jì)資料排水量的計(jì)算、排水方案的選擇管道系統(tǒng)平面布置說(shuō)明泵站及污水廠(chǎng)、出水口位置的確定水力計(jì)算書(shū)，污水要求計(jì)算面積最大區(qū)域的所有污水干管及主干管，其他區(qū)域包含控制點(diǎn)在內(nèi)的干管和主干管以及雨水干管一條。（2）擴(kuò)初設(shè)計(jì)總平面圖一張（要求干管及主干管），并標(biāo)出一條主干管的相應(yīng)水力計(jì)算參數(shù)。（3） 繪制擴(kuò)初設(shè)計(jì)排水干管的縱剖面圖一張，要求繪出剖出的管道及連接管的具體位置。第三章

6、污水管道的設(shè)計(jì)(一) 街坊面積的計(jì)算（1）將圖紙中的所有街坊面積進(jìn)行編號(hào)，包括工廠(chǎng)在內(nèi)總共有307塊。（2）在CAD圖上直接測(cè)量面積，根據(jù)長(zhǎng)度比為1:100來(lái)?yè)Q算，(詳見(jiàn)附表一)。(二) 城市污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算城市污水設(shè)計(jì)總流量包括居民生活污水設(shè)計(jì)流量Q1、工業(yè)企業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量Q2、工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量Q3、公共建筑污水設(shè)計(jì)流量Q4 四部分。1) 計(jì)算城市居民生活污水設(shè)計(jì)流量Q1 (詳見(jiàn)附表二)式中Q1居住區(qū)污水設(shè)計(jì)流量(L/s)N設(shè)計(jì)人口數(shù)；n居住區(qū)生活污水定額(L/(cap·d)；Kz生活污水量總變化系數(shù)，1區(qū)為1.47，2區(qū)為1.54，3區(qū)為1.46；cap“人”計(jì)

7、量單位。2) 計(jì)算工業(yè)企業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量Q2 (詳見(jiàn)附表三)式中Q2工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量，L/s；m生產(chǎn)過(guò)程中每單位產(chǎn)品的廢水量標(biāo)準(zhǔn)，L/單位產(chǎn)品M產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量； T每日生產(chǎn)時(shí)數(shù)；KZ總變化系數(shù)，與工業(yè)企業(yè)性質(zhì)有關(guān)，印染廠(chǎng)為1.77，啤酒廠(chǎng)為1.83。日變化系數(shù)為1，時(shí)變化系數(shù)可以由書(shū)中查得。3) 計(jì)算工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量Q3，(詳見(jiàn)附表四)。式中：Q3工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設(shè)計(jì)流量，L/s； A1一般車(chē)間最大班職工人數(shù)，人；B1一般車(chē)間職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn)，為25(L/(人.班)； T每班工作時(shí)數(shù)，h。K1一般車(chē)間生活污水量時(shí)變化系數(shù)，以3.0計(jì)；A2熱車(chē)間最大班職工人數(shù)，人；

8、B2熱車(chē)間職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn)，為35(L/(人.班)；K2熱車(chē)間生活污水量時(shí)變化系數(shù)，以2.5計(jì)；C1一般車(chē)間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，人；D1一般車(chē)間的淋浴污水量標(biāo)準(zhǔn)，為40(L/(人.班)；C2熱車(chē)間最大班使用淋浴的職工人數(shù)，人；D2熱車(chē)間的淋浴污水量標(biāo)準(zhǔn)，為60(L/(人.班)；4) 計(jì)算公共建筑污水設(shè)計(jì)流量Q4，(詳見(jiàn)附表五)。式中：Q4公共建筑生活污水設(shè)計(jì)流量，L/s；S公共建筑最高日生活污水量標(biāo)準(zhǔn)（L/(d.人)），一般按建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)公共建筑的用水量標(biāo)準(zhǔn)選用，排水量大的建筑也可以通過(guò)調(diào)查或參考相近建筑選用。 Kh時(shí)變化系數(shù)，是最高日最大時(shí)污水量與最高日平均時(shí)污水量的比

9、值。本次設(shè)計(jì)取1.2。5) 計(jì)算城市污水設(shè)計(jì)總流量Q，(詳見(jiàn)附表六)。Q=Q1+Q2+Q3+Q4（三）管網(wǎng)布置1. 確定排水體制根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，一般新建的城市和地區(qū)排水系統(tǒng)采用分流制。但在附近有水量充沛的河流或近海，發(fā)展又受到限制的小城鎮(zhèn)地區(qū)；在接到較窄地下設(shè)施較多，修建污水和雨水兩條管線(xiàn)有困難的地區(qū)；活在雨水稀少，廢水全部處理的地區(qū)等，采用合流制排水系統(tǒng)。考慮該城市地形等條件，以及環(huán)境保護(hù)的要求、造價(jià)和維護(hù)管理等方面，該城市采用完全分流制。2. 劃分排水流域綜合考慮地形、地勢(shì)等因素，該城市正好三個(gè)區(qū)被河流和鐵路分別隔開(kāi)成獨(dú)立整體因此將其分為三個(gè)排水區(qū)域。3. 選擇污水廠(chǎng)和出水口的位

10、置根據(jù)該城市地形和風(fēng)向等，將其污水廠(chǎng)設(shè)置在河流中下游的臨近河流的地方，具體見(jiàn)排水管網(wǎng)平面設(shè)計(jì)圖。4. 管道定線(xiàn)管道定線(xiàn)一般按主干管、干管、支管的順序依次進(jìn)行。定線(xiàn)遵循盡可能在管線(xiàn)較短或埋深較淺的情況下讓最大區(qū)域的污水能自流排出的原則。在定線(xiàn)時(shí)應(yīng)充分利用地形，使管道的走向符合地形趨勢(shì)，一般宜順坡排水。在地形平坦的地區(qū)宜使干管與等高線(xiàn)垂直，主干管與等高線(xiàn)平行敷設(shè)；在定性?xún)A向河道的坡度很大時(shí)，主干管與等高線(xiàn)垂直，干管與等高線(xiàn)平行。5. 確定控制點(diǎn)控制點(diǎn)是對(duì)管道系統(tǒng)的埋深起控制作用的點(diǎn)，分析該城市的地形，將其控制點(diǎn)分別三個(gè)區(qū)各選一個(gè)，I區(qū)選在離污水廠(chǎng)較遠(yuǎn)處且有工廠(chǎng)大流量匯入的點(diǎn)9，II區(qū)、III區(qū)均選

11、在離污水廠(chǎng)較遠(yuǎn)的43,73點(diǎn)。（四）劃分設(shè)計(jì)管段，計(jì)算各管段的設(shè)計(jì)流量1) 劃分設(shè)計(jì)管段設(shè)計(jì)管段是在兩個(gè)檢查井之間，設(shè)計(jì)流量不變，且采用同樣的管徑和坡度的管段。確定了檢查井的位置即劃分了管段。一般凡是有集中流量匯入、旁側(cè)管道接入、轉(zhuǎn)彎或在直管段管徑長(zhǎng)度較長(zhǎng)的地方均可作為設(shè)計(jì)管段的起迄點(diǎn)。2) 各管段設(shè)計(jì)流量的計(jì)算(詳見(jiàn)附表七)設(shè)計(jì)流量包括：本段流量q1:是從管段沿線(xiàn)街坊流來(lái)的污水量；轉(zhuǎn)輸流量q2:是從上游管段和旁側(cè)管段流來(lái)的污水量；集中流量q3：從工業(yè)企業(yè)或其他大型公共建筑物流來(lái)的污水量（包括工業(yè)企業(yè)的工業(yè)廢水、生活污水、淋浴污水量）。 區(qū)的污水量標(biāo)準(zhǔn)n取120L/(cap·d),人

12、口密度p取320(cap/ha)，故=120*320/86400=0.444 區(qū)的污水量標(biāo)準(zhǔn)n取127.5L/(cap·d),人口密度p取325(cap/ha)，故=127.5*325/86400=0.480 區(qū)的污水量標(biāo)準(zhǔn)n取135 L/(cap·d),人口密度p取300(cap/ha)，故=135*300/86400=0.469（五）污水管段的水力計(jì)算（詳見(jiàn)附表八）1. 污水管道水力計(jì)算的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)(1) 設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度在設(shè)計(jì)流量下，污水在管道中的水深h和管道直徑D的比值稱(chēng)為設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度。當(dāng)h/D=1時(shí)稱(chēng)為滿(mǎn)流，h/D<1時(shí)稱(chēng)為非滿(mǎn)流。最大設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度的規(guī)定如下表所示管徑D

13、或暗渠高H(mm)最大設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度（h/D或h/H）200-3000.55350-4500.65500-9000.7010000.75(2) 設(shè)計(jì)流速最大設(shè)計(jì)流速：非金屬管道的最大設(shè)計(jì)流速為5m/s；金屬管道的最大設(shè)計(jì)流速為10m/s。本次設(shè)計(jì)采用非金屬管。最小設(shè)計(jì)流速：最小設(shè)計(jì)流速為0.6m/s，隨著設(shè)計(jì)流量逐段增加，其流速也相應(yīng)增加。下一管段的流速應(yīng)比上一管段的流速大。 (3) 最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度在街區(qū)和廠(chǎng)區(qū)內(nèi)的最小管徑為200mm，其相應(yīng)的最小設(shè)計(jì)坡度為0.004；在街道下的最小管徑為300mm，相應(yīng)的最小設(shè)計(jì)坡度為0.003。當(dāng)街區(qū)廠(chǎng)區(qū)的流量小于9.19L/s、街道流量小于14.63

14、L/s時(shí)則稱(chēng)為不設(shè)計(jì)管段，直接采用最小管徑和相應(yīng)的最小坡度而不進(jìn)行水力計(jì)算。 (4)污水管道的埋設(shè)深度污水管道的最小覆土厚度，一般應(yīng)滿(mǎn)足以下三個(gè)因素的要求：a) 無(wú)保溫措施的生活污水管道或水溫與生活污水接近的工業(yè)廢水管道，管底可埋設(shè)在冰凍線(xiàn)以上0.15m，有保溫措施或水溫較高的管道，管底在冰凍線(xiàn)以上的距離可以較大b) 在車(chē)行道下管頂最小覆土厚度一般不小于0.7m，非車(chē)行道下的污水管道若能滿(mǎn)足管道銜接的要求以及無(wú)動(dòng)荷載的影響，其最小覆土厚度值也可以適當(dāng)減小。c) 為了能使污水順利排出，污水出戶(hù)管的最小埋深一般在0.5-0.7m，所以街坊污水管道起點(diǎn)埋深為0.6-0.7m。備注：干燥土壤最大埋深不

15、超過(guò)7-8m，多水、流砂、石灰?guī)r土壤最大埋深不超過(guò)5m；一般埋深不超過(guò)5m；根據(jù)所給的水文地質(zhì)資料該城市位于福建的北部，排水管道鋪設(shè)地區(qū)的土壤為亞粘土。土壤的冰凍深度為0.4米。地下水位在地表以下7 米。水體的最高水位86米，最低水位84 米，常水位 85米。因此，最大設(shè)計(jì)埋深不能超過(guò)7米，一旦超過(guò)則應(yīng)設(shè)置提升泵站。本設(shè)計(jì)中管道的起始埋深均設(shè)為大于等于0.8米。2. 污水管道的銜接(1) 管道在銜接時(shí)應(yīng)遵循兩個(gè)原則：盡可能提高下游管段的高程，以減少管道埋深，降低造價(jià)；避免上游管段中形成回水而造成淤積。(2) 管道銜接的方法，通常有水面平接和管頂平接兩種。水面平接是指在水力計(jì)算中，使上游管段終端

16、和下游管段起端在指定的設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度下的水面相平，即上游管段終端與下游管段起端的水面標(biāo)高相同。由于上游管段中的水面變化較大，水面平接時(shí)在上游管段內(nèi)的實(shí)際水面標(biāo)高有可能低于下游管段的實(shí)際水面標(biāo)高，因此，在上游管段中易形成回水。管頂平接是指在水力計(jì)算中 ，使上游管段終端和下游管段起端的管頂標(biāo)高相同。采用管頂平接時(shí)，不易于在上游管段產(chǎn)生回水，但下游管段的埋深將增加。無(wú)論采用哪種銜接方法，下游管段起端的水面和管內(nèi)底標(biāo)高都不得高于上游管段終端的水面和管內(nèi)底標(biāo)高。3. 水力計(jì)算步驟(1) 從管道平面布置圖上量出每一設(shè)計(jì)管段的長(zhǎng)度和地面標(biāo)高；(2) 計(jì)算每一設(shè)計(jì)管段的地面坡度，作為確定管道坡度時(shí)的參考；(3)

17、確定起始管段的管徑以及設(shè)計(jì)流速v、設(shè)計(jì)坡度i、設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度h/D；(4) 確定其它管段的設(shè)計(jì)參數(shù)；(5) 計(jì)算各管段上端、下端的水面、管內(nèi)底標(biāo)高及埋設(shè)深度。第四章 雨水管道的設(shè)計(jì)（一）雨水管渠系統(tǒng)平面布置特點(diǎn)1. 充分利用地形，就近排入水體。2. 根據(jù)城市規(guī)劃布置雨水管道。通常應(yīng)根據(jù)建筑物的分布，道路布置及街區(qū)內(nèi)部的地形等布置雨水管道，使街區(qū)內(nèi)絕大部分雨水以最短距離排入街道低側(cè)的雨水管道。3. 合理布置雨水口，以保證路面雨水排除通暢。 4. 雨水管道采用明渠或暗管應(yīng)結(jié)合具體條件確定。備注：該城市建筑密度高，交通量較大，因此不考慮采用明渠，而采用雨水暗管。（二）雨水管渠水力計(jì)算的設(shè)計(jì)參數(shù)1. 設(shè)計(jì)

18、充滿(mǎn)度雨水管道設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度按滿(mǎn)流考慮，即h/D=1。2. 設(shè)計(jì)流速雨水管渠的最小設(shè)計(jì)流速應(yīng)大于污水管道，滿(mǎn)流時(shí)管道內(nèi)最小設(shè)計(jì)流速為0.75m/s；明渠內(nèi)最小設(shè)計(jì)流速為0.40m/s。對(duì)雨水管渠的最大設(shè)計(jì)流速規(guī)定為：金屬管最大流速為10m/s；非金屬管最大流速為5m/s；管渠設(shè)計(jì)流速應(yīng)在最小流速和最大流速范圍內(nèi)。3. 最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度雨水管道的最小管徑為300mm,相應(yīng)的最小坡度為0.003，雨水口連接管最小管徑為200mm，最小坡度為0.01。4. 最小埋深與最大埋深(具體規(guī)定同污水管道)（三）雨水管渠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和水力計(jì)算(1) 劃分排水流域和管道定線(xiàn);(2) 劃分設(shè)計(jì)管段；(3) 劃

19、分并計(jì)算各設(shè)計(jì)管段的匯水面積（由于初次計(jì)算所以街道不納入?yún)R水面積內(nèi)）；（見(jiàn)附表九）(4) 確定各個(gè)排水流域的平均徑流系數(shù)值；根據(jù)該城市的覆蓋情況，可求得雨水干管所在區(qū)域的徑流系數(shù)av=Fi·i/F=35%*0.9+15%*0.15+35%*0.90+15%*0.3=0.70 (5) 確定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P、地面集水時(shí)間t1；根據(jù)該城市的建筑密度情況，地形坡度和地面覆蓋種類(lèi)，以及街區(qū)內(nèi)設(shè)置雨水暗管，確定地面集水時(shí)間t1采用15min。（本設(shè)計(jì)中重現(xiàn)期采用1a）(6) 求單位面積徑流量；q0= q =0.7*1984（1+0.77P）/（t + 9）0.77 (7) 列表進(jìn)行雨水干管的設(shè)計(jì)流量和水力計(jì)算，以求得各管段的設(shè)計(jì)流量，及確定各管段的管徑、坡度、流速、管內(nèi)底標(biāo)高和管道埋深值等。計(jì)算時(shí)需先確定管道起點(diǎn)的埋深或是管內(nèi)底標(biāo)高；（見(jiàn)附表十）(8) 繪制雨水管道平面圖和縱剖面圖。（四）水力計(jì)算中應(yīng)注意的問(wèn)題(1) 在計(jì)算中，碰到下游管段的設(shè)計(jì)流量小于上游管段的設(shè)計(jì)流量時(shí)，下游管段的設(shè)計(jì)流量應(yīng)取上游管段的設(shè)計(jì)流量，而本設(shè)計(jì)中不存在該種現(xiàn)象。(2) 支管與干管的計(jì)算是同時(shí)進(jìn)行計(jì)算的，在支管與干管相交的檢查井處，必然會(huì)有兩個(gè)t2和兩個(gè)管內(nèi)底標(biāo)高值。相交后的下游管段水力計(jì)算時(shí)，應(yīng)采用大的t2和最小的管內(nèi)底標(biāo)高。(3) 在水力計(jì)算中，管道坡度變化不