1、水污染控制工程課程設計021410142王鑫2013.01目錄§1前言1§2工程概況1§3設計內容4§4污水排水管網設計及計算4§5雨水排水管網設計及計算14§7繪制污水及雨水管道平面圖17§8設計總結17§1前 言本次課程設計的內容是為河南省某城市設計一套完整的市政排水設施，包括污水與雨水的排水管網。設計內容包括排水管網的排布以及各設計管段的水力計算，并且還要為該市的污水處理廠選址。因此本設計書包括設計的工程概況，包括該地區實際情況與設計資料，污水與雨水排水管網的設計的詳細計算過程，以及詳細數據表格等項目。

2、67;2工程概況2.1地區地形設計資料現河南省某地區，需要進行排水系統的初步設計，該地區地勢東西高中部低，坡度較小。在城區中部有一條自東向西流的天然河流，河流常年水位20m。城區在建設中被分成了區、區和區，區有兩工廠甲和乙，其設計流量使用的是集中流量，（具體值見排水設計資料）。其他一些基本信息在下面分別進行說明。工程要求設計污水管道系統和雨水管道系統的排水管網布置，布置要合理，論證要充分；對排水管道要進行相應的水力計算，計算要求準確，符合設計精度。污水管道使用的是鋼筋混凝土圓管，不滿流n=0.014；雨水管道使用的是鋼筋混凝土圓管，滿度n=0.013。在本說明書中污水管網設計計算和雨水管網設計

3、計算部分給出的例證均使用區的數據，其他區計算方法同區。一、設計資料1城市總平面圖。現有的比例為 1：10000 的 河南 地區平面圖一張，圖中有等高線。2區域人口及人口密度：第一區：10萬人，450人/h 第二區：12萬人，570人/h第三區：8萬人；529人/h3居住區室內有較為完備的給排水衛生設備和淋浴設備。4工業企業的生產排水見表1。表1 工業企業生產排水設計流量工業企業名稱排水設計流量（L/s）工廠甲30工廠乙25污水處理廠之處地下土壤為亞黏土9、水體特征：最高水位：23米，最低水位12米；常水位：20米，最低水位時河寬156米；10、氣象資料：年平均氣溫21，年最高氣溫38； 年最低

4、氣溫 -6，冰凍深度0.5 m。5河流常水位 2 m。6該城市冰凍線深度為 0.5m ；7暴雨設計重現期為 1 年，地面集水時間t1為 11 min。該城市的暴雨強度公式為： 。二、要求1、完成該城排水管網（污水和雨水）的初步設計；2、進行污水總干管的水力計算；3、污水干管選擇一條進行水力計算。4、計算一條雨水干管。三、完成成果1、設計說明書、計算書一份（15頁以上）；2、管道總平面圖一張；3、管道縱斷面圖一張（污水總干管）。§3設計內容在人類的生活中，使用著大量的水，在使用過程中水受到不同程度的污染，改變了原有的化學成分和物理性質，變為污水或廢水，在本次設計中主要涉及到了污水和雨水

5、排水管網的設計和計算，包括了污水管道的計算和敷設、雨水管道的設計計算和敷設以及管道平面圖和干管剖面圖等排水相關設計項目。由于本設計排水采用雨水、污水分流制，以減少對水體和環境的污染。故在城市西北側河流下游設計污水處理廠，雨水直接排入市政雨水管道并最終匯為一條管線進入河流。本設計中，城市污水設計總流量包括生活污水設計流量和工業廢水設計流量兩部分。§4污水排水管網設計計算4.1管道定線正確的定線是合理的、經濟的設計污水管道系統的先決條件，是污水管道設計系統的重要環節。從城市平面圖中可知該地區地勢自東西向中部傾斜，坡度較小，有一條分水線及火車道，劃分為區、區、區。本設計的管道定線按照主干管

6、干管支管的順序依次進行。并且在管線較短的和埋深較小的情況下，讓最大區域的污水能自流排出。管道定線前對地形和用地布局、排水體制和線路數目、污水廠和出水口位置、道路寬度以及工業企業的分布情況進行考慮。首先，主干管沿城市東面河岸布置，基本與火車線平行。根據主干管的走向將污水處理廠設計在了河的下游。其次，應盡量讓每根污水干管的流量平均分配，即讓每條單獨的干管管徑盡量相同，來減少施工的難度和成本，并且因為地形地勢的因素，干管基本與等高線傾斜垂直布置，使所有污水都能夠通過重力自流排出。4.2街區面積數據編號區編號區編號區12.7511.9617.9222.1624.2321.2632.1635.0136.

7、1742.1643.1646.1052.8153.1655.9162.1663.1665.8072.8173.1675.2782.8183.1682.9892.8193.1691.29102.27103.16102.38112.52114.33113.33122.52122.74122.27133.28132.74133.45142.52142.74144.63153.28152.74154.67163.28162.74164.65173.28172.74174.56182.38182.74184.69191.99193.92196.97201.75203.58201.03212.13213.

8、58211.29221.39223.58221.18231.86233.58232.88241.62243.58241.85251.30253.58252.92263.66263.58261.03273.96275.03271.29282.12283.16281.18294.82293.16292.88301.82303.16301.79313.43313.16311.96321.51323.16321.87332.45333.16332.40341.41343.16341.29353.52354.67351.18368.00361.68362.88374.15371.68371.91383.

9、90381.68383.07393.61391.68391.36403.15401.88401.40410.68413.75411.40421.24422.95423.21433.14432.95432.53442.18442.95443.39451.27452.95452.77465.70462.93463.76471.13473.10471.51482.13482.95492.71492.95504.04502.95511.72512.95521.45524.16534.12534.23544.60544.19556.81554.83568.76566.65576.08576.32582.

10、63585.17595.04596.63603.24608.74614.46626.02635.58641.23658.054.3劃分設計管段，計算設計流量在圖紙繪制完成后，根據設計管段的定義和劃分方法，將各干管和主干管中有本段流量進入的點、集中流量及旁側支管進入的點，作為檢查井并對其編號。 污水干管設計流量計算表 管段編號沿線流量集中流量總設計流量Q(L/s)本段流量轉輸流量q2 (L/s)累計平均流量(L/s)總變化系數 K總累計設計流量Q1(L/s)本段流量(L/s)轉輸流量(L/s)累計設計流量(L/s)街區編號服務面積(h)比流量q0(L/(s* h)q0A(L/s)(1)(2)(3

11、)量得(4)=（120*570）/（24*3600）(5)=（3）*（4）(6)(7)=（5）+（6）(8)（查表）(9)=（7）*（8）(10)(11)(12)=（10）+（11）(13)=（9）+（12）6-538、444.630.793.73.72.3995-439、454.630.793.73.77.4 2.217174-340、464.630.793.77.411.12.1 24243-241、474.630.793.711.114.82.0 30302-142、484.810.793.814.818.62.0 38381. 居民生活污水流量： 比流量計算：本設計任務為河南地區某城市

12、排水管網設計，因此根據綜合生活用水定額表，選取河南地區居民生活污水定額為150L/（人d）。且區的人口密度為570 人/ h，則每h街區面積額的生活污水平均流量（比流量）為： 本段流量：從管段沿線街坊直接排入設計管段（干管或主干管）的生活污水平均流量。式中： 轉輸流量：從旁側支管或游的設計管段轉輸的生活污水平均流量。 合計平均流量：生活污水本段流量與轉輸流量之和。 總變化系數：室外排水設計規范(GBJ14-87)污水平均日流量（L/s）51540701002005001000總變化系數2.32.01.81.71.61.51.41.3 式中：-平均日平均時污水流量（合計平均流量）（L/s）。當&

13、lt;5L/s時，=2.3；當>1000L/s時，=1.3。 生活污水設計流量：合計平均流量與總變化系數的乘積。 2. 集中流量：從工業企業或其他大型公共建筑物流來的污水量。 本段流量：本設計任務中，沒有直接排入設計管段的集中流量，因此流量計算表中本段流量一欄無值。 轉輸流量：本設計任務中，集中流量的轉輸流量都由工廠產生，未排入此段設計管段，因此流量計算表中轉輸流量一欄無值。3. 總設計流量：居住區生活污水量+集中流量=總設計流量。4.4 污水干管水力計算在確定設計流量后，便可以進行干管設計管段的水力計算。 污水干管水力計算表 管段編號長度L(m)設計流量Q(L/s)管徑D(mm)管坡i

14、流速v(m/s)充滿度h/D水深h/m管底降落量iL(m)（1）（數值來源）（2）（從平面圖量得）（3）（抄錄設計流量計算表）（4）（5）（6）（7）（8）=（4）*（7）(9)=(5)*(2)（查水力計算圖、表）6-526092000.0010 0.32 0.81 0.160.26 5-4260172500.0010 0.32 0.810.200.26 4-3260243000.0010 0.32 0.81 0.240.26 3-2260303500.0010 0.32 0.810.280.26 2-1270383500.0009 0.315 0.80 0.280.24 高程 (m)覆土厚度

15、(m)地面坡度I地面水面管底上端下端上端下端上端下端上端下端（10） （11）（由地形圖得）（12）=（14）+（8）（13）=（12）-（9）或（15）+（8）（14）=（12）-（8）（15）=（14）-（9）或（13）-（8）（16）（17）（18）128.32128.22125.64125.38125.48125.222.932.800.0004128.22128.13125.73125.47125.53125.272.802.610.0003128.13127.94125.60125.34125.36125.102.612.540.0007127.94127.88125.66125.

16、40125.38125.122.542.410.0002127.88127.69125.60125.36125.32125.082.412.260.00071. 管段長度：從管道平面布置圖上量出每一設計管段的長度，列入表6的第2項中。2. 地面坡度：地面坡度=地面高差距 離，作為確定管道坡度時的參考。3. 設計管段上、下段管內底標高，水面標高，埋設深度計算： 根據: 室外排水設計規范規定：無保溫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。 車行道下污水管最小覆土厚度不宜小于0.7m。街坊污水管道起點最小埋深應有0.60.7m。埋設深度覆土厚度覆土厚度

17、及埋設深度示意圖說明：管內底埋深=最小覆土厚+管徑=0.7+0.3=1.0m 管內底埋深=冰凍線+0.15=0+0.15=0.15m由于以上說明，在初步水力計算中定干管起點埋深為1.0m。 由于本地區有甲、乙兩工廠，因此有工廠污水流入的兩個干管的頂端可能成為控制點。控制點應為對管道系統埋深起控制作用的點，即使得管道埋深最深得點。 當上下級管徑不同時，采用管頂平接，即上下級管頂標高相同，也就是23中3點與34中4點的管頂標高應相同。當管徑相同時，采用水面平接，即上下級水面標高相同。又如管段34與45管徑相同，可采用水面平接。即34與45中4點的水面標高相同，得4點的水面標高。然后用4點的水面標高

18、減去降落量，求得5點的水面標高。將4、5點的水面標高減去水深。0.16m求出相應點的管底標高。進一步用地面標高減去管內底標高，求出4、5點埋深。其余管段的設計流量計算方法相同。4. 管段銜接：因設計管段管徑不同，且有所增加，采用管頂平接，如下圖4.5 污水總干管設計流量及水力計算計算方法如上（略）管段編號沿線流量集中流量總設計流量Q/(L/s)本段流量轉輸流量q2 (L/s)合計平均流量(L/s)總變化系數 KZ累計設計流量Q1(L/s)本段流量/(L/s)轉輸流量/(L/s)累計設計流量Q2/(L/s)服務面積(ha)比流量q0(L/(s*ha)流量q1(L/s)（1）（2）（3）（4）(5

19、)(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)6-565.870.7952.0452.041.8395.232929124.235-448.490.7938.3152.0490.351.67150.882929179.884-379.520.7962.8290.35153.031.55237.20212950266.203-249.550.7939.14153.03192.171.50288.265050317.262-111.200.798.85192.17201.021.50301.535050351.53污水總干管設計流量計算表污水總干管水力計算表管段編號長度L/m設計流量Q/（L/

20、s）管徑D/mm管坡i流速v/(m/s)充滿度h/D水深h/m管底降落量iL/m標 高 (m)埋設深度(m)地面坡度I地面水面管底上端下端上端下端上端下端上端下端1234567891011121314151617186-5550.00 52.04 4000.0040.90 0.45 0.18 0.25 127.60 127.20 126.38 126.13 126.87 126.63 1.70 1.60 0.00325-4460.00 90.35 4500.0041.10 0.60 0.27 0.10 127.20 126.80 126.17 126.07 126.03 125.80 1.30

21、 1.10 0.00784-3520.00 153.03 6000.00351.25 0.55 0.33 0.12 126.80 126.40 125.98 125.85 125.26 125.13 0.97 0.93 0.00563-2340.00 192.17 7000.0031.30 0.50 0.40 0.16 126.40 126.00 125.72 125.57 124.39 124.25 0.91 0.90 0.00392-1500.00 201.02 7000.0031.45 0.50 0.45 0.15 125.60 125.20 124.89 124.76 124.11 1

22、24.05 0.85 0.81 0.0041§5雨水管網設計內容5.1雨水管渠設計流量的確定a.雨水管渠設計流量計算公式：式中 Q雨水設計流量（L/s） 徑流系數，其數值小于1 F匯水面積（ha） q設計暴雨強度（L/（s.ha）b徑流系數的確定 設計資料中已給出區0.57c設計重現期P的確定。 設計資料中已給出P=1d集水時間t的確定式中 地面集水時間，設計資料中已給出:=10min m折減系數，m=2 管內雨水流行時間式中 L各管段的長度（m） v各管段滿流時的水流速度（m/s）5.2雨水管渠水力計算（1）設計充滿度 h/D=1 （2）設計流速 雨水管渠的最小設計流速應大于污水管

23、道，滿流時管道內最小設計流速為0.75m/s 金屬管最大流速為10m/s，非金屬管最大流速為5m/s （3）最小管徑和最小設計坡度 雨水管道的最小管徑為300mm,相應的最小坡度為0.003，雨水口連接管徑為200mm,最小坡度為0.01 5.3雨水管渠的系統的設計步驟（1）劃分排水流域和管道定線 雨水干管基本垂直于等高線，布置在排水流域地勢較低的一側，這樣雨水能以最短距離靠重力流分散就近排入水體。（2）劃分設計管段 把兩個檢查井之間流量沒有變化且淤積管徑和坡度也沒有變化的管段定為設計管段。（3）劃分并計算各設計管段的匯水面積 各設計管段匯水面積的劃分應集合地形坡度、匯水面積的大小以及雨水管道

24、布置等情況而劃定。 雨水管道分布圖見圖示：（4）確定各排水流域的平均徑流系數值。（設計資料中已給出）（5）確定設計重現期P、地面集水時間（設計資料中已給出）（6）求單位面積徑流量 （7）列表進行雨水干管的水力計算。管段編號管長L/m排水面積A/ha流速v/(m/s)t=10+2(L/v*60)t/min比流量設計流量管徑管道坡度坡降地面高程管底高程覆土厚度沿線設計l/v*602(L/v*60)t起端終端起端終端起端終端5-42606.326.320.925.2310.4522.3886.4478.213500.00310.052127.6127.4126.4125.80.81.224-32405.175.170.814.969.9321.0489.7163.983500.00260.038127.4127.1126.2125.520.851.233-22906.636.630.924.839.6623.5683.2682.043500.0030.045127.1126.7126.00125.250.71.052-13808.948.941.005.8711.7534.1269.84110.634000.001650.033126.7126.51