1、城 市 排 水 工 程大氣降水雨雪蒸發(fā)滲流徑流冰川蒸發(fā)地下水江河湖泊海洋水的自然循環(huán)給水排水工程的義務(wù)河 流取水凈水廠生活消費(fèi)消防排水管道污水處置廠排放口循環(huán)給水管網(wǎng)本章的主要內(nèi)容概論污水雨水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)排水管渠及附屬構(gòu)筑物-排水工程概念、內(nèi)容、作用、排水體制、排水 系統(tǒng)的布置方式等-排水管渠斷面方式、接口、根底、附屬構(gòu)筑物等 -管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量、水力計(jì)算等 1.1排水工程的概念、作用、內(nèi)容什么是排水工程 在城鎮(zhèn)，從住宅、工廠和各種公共建筑中不斷地排除各種各樣的污水，需求有效地搜集、保送，并進(jìn)展適當(dāng)?shù)奶幹茫跃S護(hù)環(huán)境衛(wèi)生；對城鎮(zhèn)降水也需求及時(shí)地排除，否那么將會(huì)積水成災(zāi)，妨礙社會(huì)生活。 排水工程

2、就是用完善的管渠系統(tǒng)及泵站、處置廠等各種設(shè)備，將城鎮(zhèn)各種污水和雨水，進(jìn)展搜集、保送、處置和利用的工程。1、排水工程概論排水工程的作用1維護(hù)環(huán)境免受污染，使城市免受污水之害和洪水之災(zāi)2促進(jìn)工農(nóng)業(yè)消費(fèi)，保證城市可繼續(xù)開展3維護(hù)人民的身體安康與正常生活城市污水的再利用有控制地利用污水灌溉農(nóng)田，工業(yè)廢水中有價(jià)值的原料的回收，以及城市污泥的利用等。 通常污染的水對人類安康的危害有兩種方式： 傳染疾病：污水中含有致病微生物而引起傳染病的蔓延，如傷寒、霍亂、胃腸炎、痢疾、傳染性肝炎等 污水中的有毒有害物質(zhì)，能引起人們急性或慢性中毒，甚至引起癌癥或其它各種“公害病。排水工程的義務(wù)將污、雨水搜集并保送到排放地點(diǎn)

3、，是排水管網(wǎng)的義務(wù)；將排水管網(wǎng)保送來的污水，進(jìn)展妥善處置和合理的利用，是污水處置廠的義務(wù)。排水工程的內(nèi)容：一是污水的搜集、保送部分排水管網(wǎng)二是污水的處置、利用部分污水處置本章主要內(nèi)容什么是污水 人類生活和消費(fèi)中用過的，改動(dòng)了原來的化學(xué)成分和物理性質(zhì)的水，叫污水。污水的種類按來源分生活污水工業(yè)廢水降水降雨和降雪城市污水1.2污水含義及種類生活污水 生活污水，是指在人們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)運(yùn)用過的水，包括從廁所、衛(wèi)生間、浴室、廚房、食堂和洗衣房等處排除的水。它來自居民住宅區(qū)、公共建筑、機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、商店及工廠中生活間部分。 主要成分：有機(jī)物(例如蛋白質(zhì)、動(dòng)植物脂肪、碳水化合物、尿素、氨氮等)。污染較嚴(yán)

4、重，需處置后排放工業(yè)廢水 工業(yè)廢水，是指工礦企業(yè)在消費(fèi)過程中排放的廢水。工業(yè)廢水按其污染程度的不同可分為；消費(fèi)廢水和消費(fèi)污水兩類。 消費(fèi)廢水是指在運(yùn)用過程中遭到輕度污染或水溫增高的水。如冷卻水即屬于這一類，通常經(jīng)部分處置即可在消費(fèi)中反復(fù)利用，或直接排入水體。 消費(fèi)污水是指在運(yùn)用過程中遭到嚴(yán)重污染的水，其成分復(fù)雜，往往含有大量的有機(jī)物，重金屬及有毒物質(zhì)，這類污水普通需求經(jīng)過適當(dāng)處置后才干排放，或在消費(fèi)中反復(fù)利用。天然降水 天然降水，普通是指雨水及融化的冰雪水。由于天然降水的徑流量很大，必需及時(shí)排除，否那么，會(huì)積水成災(zāi)，影響當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ詈拖M(fèi)活動(dòng)。污水的最終出路有三：一是排放水體二是灌溉農(nóng)田

5、三是反復(fù)運(yùn)用其中排放水體是最常用的一種處置方式。 污水的搜集、保送、處置和排放等設(shè)備以一定的方式組成的總體。排水系統(tǒng)包括管道系統(tǒng)和污水處置系統(tǒng)。管道系統(tǒng)：搜集和保送污水的設(shè)備，把污水從產(chǎn)生處保送至污水廠或出水口，它包括排水設(shè)備、檢查井、管渠、水泵站等工程設(shè)備。污水處置系統(tǒng)：處置和利用污水的設(shè)備，包括城市及工業(yè)企業(yè)污水廠(站)中的各種處置構(gòu)筑物及除害設(shè)備等。1.3 排水系統(tǒng)體制排水系統(tǒng)的含義排水系統(tǒng)體制的含義城市中的生活污水、工業(yè)廢水和降水的搜集與排除方式稱為排水系統(tǒng)的體制，簡稱排水體制。排水體制的分類 完全分流制 分流制 不完全分流制排水體制 半分流制截流式分流制 合流制 直排式合流制 截流式

6、合流制 完全合流制 將生活污水、工業(yè)廢水及天然降水采用同一管網(wǎng)系統(tǒng)搜集、保送和排放時(shí)，普通稱這種排水方式為合流制排水系統(tǒng)。 合流制排水系統(tǒng)直排式合流制在一些大城市，早期建筑的合流制排水系統(tǒng)，對于搜集、保送的城市污水及天然降水都不經(jīng)任何處置，直接排入天然水體，這種方式稱為直排式合流制。國內(nèi)外的許多大城市，在早期建成的排水系統(tǒng)，幾乎都是采用的直排式合流制系統(tǒng)， 對水體污染嚴(yán)重。優(yōu)點(diǎn)：采用這種系統(tǒng)時(shí)，街道下只需一條排水管道，因此管網(wǎng)建立比較經(jīng)濟(jì);又不建污水廠，所以投資普通較低。有時(shí)出水口構(gòu)造復(fù)雜，造價(jià)較高，但總投資還是較低的。缺陷：由于全部污水不經(jīng)處置直接排入水體，故對水體污染嚴(yán)重。 截流式合流制排

7、水系統(tǒng)，是在原有直排式合流體制根底上，增建一條或多條截流干管，將原有的各個(gè)獨(dú)立的出口串聯(lián)起來，沿水體增建截流總干管并設(shè)置溢流井。 截流式合流制 污水與雨水合流后排向沿河的截流干管，并在干管上設(shè)置雨水溢流井。不降雨水時(shí)，污水流入處置廠進(jìn)展處置；降雨時(shí)，管中流量增大，當(dāng)管內(nèi)流量超越一定限制時(shí)，超出的流量將經(jīng)過溢流井溢入河道中。該系統(tǒng)中，城市污水及部分初降雨水得到了處置，從而大大地改善了排放污水的水質(zhì)，減輕了對天然水體的污染。即使在雨天，也僅有部分混合污水不經(jīng)處置直接排入水體，故對水體的污染較直排式合流制有很大的改善；但在多雨的地域，污染能夠依然嚴(yán)重。適宜于老城市的舊合流制的改造。 將污水和雨水合流

8、于一條管渠，全部送往污水處置廠進(jìn)展處置。 特點(diǎn)：衛(wèi)生條件較好，街道下只需一條排水管道，因此管網(wǎng)建立比較經(jīng)濟(jì)。 缺陷：幾種污水聚集后 都流入處置廠，使處置廠的規(guī)模過大，投資過多，建立困難；不降雨時(shí)，排水管內(nèi)水量較小，管中水力條件較差；污水廠的運(yùn)轉(zhuǎn)管理不便。因此，采用者不多。 完全合流制分流制排水系統(tǒng)的排水方式是：將生活污水、工業(yè)廢水與天然降水分類排除。為此要建造兩個(gè)或兩個(gè)以上的排水管網(wǎng)系統(tǒng)，分別搜集、保送和排除。 分流制排水系統(tǒng)在分流制排水系統(tǒng)中，普通將生活污水與工業(yè)廢水合并排入同一排水管網(wǎng)系統(tǒng)；將天然降水單獨(dú)排入另一排水管網(wǎng)系統(tǒng)。我們將搜集、保送、排除生活污水和工業(yè)廢水的排水管網(wǎng)稱為污水管網(wǎng)系

9、統(tǒng)；搜集、保送、排除天然降水的排水管網(wǎng)，稱為雨水管網(wǎng)系統(tǒng)。1完全分流制 分設(shè)污水和雨水兩個(gè)管渠系統(tǒng)，前者聚集生活污水、工業(yè)廢水，送至處置廠，經(jīng)處置后排放和利用；后者聚集雨水，就近排入水體。新建的城市、工業(yè)區(qū)和開發(fā)區(qū)，普通應(yīng)采用該方式。特點(diǎn)：完全分流制系統(tǒng)衛(wèi)生情況好，管內(nèi)水力條件也較佳，并可以分期建立，減少一次投資。實(shí)踐采用的較多。缺陷：由于管道數(shù)增多，投資比合流制增大。同時(shí)，因雨水可直接排入河道，初降的雨水較臟，有能夠污染河道。 2不完全分流制 只需污水管道系統(tǒng)而沒有完好的雨水排水系統(tǒng)。污水經(jīng)過污水排水系統(tǒng)流至污水處置廠，經(jīng)過處置利用后，排入水體；雨水經(jīng)過地面漫流進(jìn)入不成系統(tǒng)的明溝或小河，然后

10、進(jìn)入較大的水體。 該種體制投資省，主要用于有適宜的地形，有比較健全的明渠水系的地方，以便順利排泄雨水。對于新建城市或開展中地域，為了節(jié)省投資或急于排出污水，先采用明渠排雨水，待有條件后，再改建雨水暗管系統(tǒng)，變成完全分流制系統(tǒng)。對于地勢平坦，多雨易呵斥積水地域，不宜采用不完全分流制。3半分流制截流式分流制 既有污水排水系統(tǒng)，又有雨水排水系統(tǒng)。與完全分流制的不同之處是在于它具有把初期雨水引入污水管道的特殊設(shè)備，稱雨水跳越井。在小雨時(shí)，初期雨水經(jīng)截流干管與污水一同進(jìn)展污水處置廠處置；大雨時(shí)，后續(xù)雨水跳越截流干管經(jīng)雨水干管排入水體。 該種體制可以更好地維護(hù)水環(huán)境，衛(wèi)生條件好，但投資大，在經(jīng)濟(jì)條件好，生

11、活程度高，對環(huán)境衛(wèi)生有特殊要求的地域可采用，目前運(yùn)用不多。合流制和分流制的比較：環(huán)保方面：完全合流制對環(huán)境的污染最小；截留式合流制雨天時(shí)部分污水溢流入水體，呵斥污染；分流制在降雨初期有污染。 造價(jià)方面：合流制管道比完全分流制可節(jié)省投資20%40%， 但合流制泵站和污水處置廠投資要高于分流制， 總造價(jià)看，完全分流制高于合流制。而采用不 完全分流制，初期投資少、見效快，在新建地 區(qū)適宜采用。 合流制污水廠維護(hù)管理復(fù)雜。晴天時(shí)合流制管道內(nèi)易于沉淀。同時(shí)，晴天和雨天流入污水廠的水量變化很大，添加了污水廠運(yùn)轉(zhuǎn)管理的復(fù)雜性。維護(hù)管理：完全合流制截流式合流制完全分流制不完全分流制環(huán)保5 好3 差4 較好3.

12、5 較差總造價(jià)5 高4 較高5 高3 較低維護(hù)管理4.5 較簡單4 相對復(fù)雜5 相對簡單4.5 較簡單排水體制的選擇1、工業(yè)企業(yè)中，普通采用分流制排水系統(tǒng)多數(shù)情況下，采用分質(zhì)分流、清污分流。假設(shè)消費(fèi)廢水的成分和性質(zhì)同生活污水類似時(shí)，可將生活污水和消費(fèi)污水用同一管道系統(tǒng)排放。水質(zhì)較清潔消費(fèi)廢水可直接排入雨水管道，或反復(fù)利用。含有特殊污染物的有害消費(fèi)污水，應(yīng)在車間附近設(shè)置部分處置設(shè)備，不允許與生活或消費(fèi)污水直接混合排放。 2、城市中環(huán)境維護(hù)是選擇排水體制時(shí)所思索的主要問題。在新建地域，排水系統(tǒng)普通應(yīng)采用分流制。可思索采用合流制排水系統(tǒng)的情況： a. 附近有水量充沛的大河或近海； b. 街道較窄且地

13、下設(shè)備較多，建筑污水和雨水兩條管線有困難地域； c. 雨水稀少，廢水全部處置的地域(沙漠地域)。我國目前排水系統(tǒng)的情況： 排水管渠多為合流制，且普及率低。 城市污水處置率低，大部分城市污水未經(jīng)處置直接排入水體，呵斥水體污染。 污染較多嚴(yán)重的“三河“三湖 三河：遼河、海河、淮河 三湖：滇池、太湖、巢湖 此外，渤海灣近40%的海域污染嚴(yán)重(主要是富營養(yǎng)化)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，魚類已由119種減至53種(2000年底)排水系統(tǒng)的組成 為了及時(shí)、有效地搜集、保送、排除城市污水及天然降水，可以采用不同的排水體制。任何一種排水體制，都是由一系列作用不同的各種設(shè)備組成的。1.4 排水系統(tǒng)的組成及布置方式污水排水系統(tǒng)的

14、組成雨水排水系統(tǒng)的組成城市污水排水系統(tǒng)的組成部分室內(nèi)污水管道系統(tǒng)與設(shè)備室外污水管道系統(tǒng)污水處置廠出水口事故排出口污水泵站或壓力管道手盆、便器、水封管、支管、豎管、出戶管鄰居管道、街道污水管道、附屬構(gòu)筑物等1生活污水排水系統(tǒng) 生活污水排水系統(tǒng)由室內(nèi)污水排水系統(tǒng)和室外污水排水系統(tǒng)兩大部分組成。污水排水系統(tǒng)的組成(1)室內(nèi)污水排水系統(tǒng) 室內(nèi)污水排水系統(tǒng)主要包括：室內(nèi)污水排水管道及其附屬衛(wèi)生設(shè)備。它用于搜集、保送室內(nèi)的生活污水，并將其排至室外的管網(wǎng)。(2)室外污水排水系統(tǒng) 室外污水排水系統(tǒng)包括鄰居污水系統(tǒng)與街道污水系統(tǒng)兩個(gè)組成部分，設(shè)置在工廠或居民住宅區(qū)內(nèi)的污水管道，稱為鄰居污水系統(tǒng)，其作用是將廠區(qū)、

15、居住區(qū)的生活污水搜集并保送至街道污水系統(tǒng)。 街道污水系統(tǒng)是敷設(shè)在街道下，普通布置在市政道路下，其作用是接納從街區(qū)、廠區(qū)排水管的污水，經(jīng)過各級(jí)管道保送至污水處置廠或排水出口。污水沿著由支管、干管、主干管組成的地下枝狀管網(wǎng)排出。庭院或鄰居管道系統(tǒng)敷設(shè)在一個(gè)庭院地面以下，銜接各房屋出戶管的管道系統(tǒng)稱為庭院管道系統(tǒng)。敷設(shè)在一個(gè)鄰居地面以下，并銜接一群房屋出戶管或整個(gè)鄰居內(nèi)房屋出戶管的管道系統(tǒng)稱為鄰居管道系統(tǒng)。假設(shè)敷設(shè)在居住小區(qū)內(nèi)，那么稱為居住小區(qū)管道系統(tǒng)。街道污水管道系統(tǒng) 敷設(shè)在街道下面用以排除庭院或鄰居管道流來的污水的管道系統(tǒng)稱為街道污水管道系統(tǒng)。在市區(qū)內(nèi)它由支管、干管和主干管等組成。 支管承接由庭

16、院或鄰居污水管道流來的污水。在排水區(qū)界內(nèi)，常按分水線劃分成幾個(gè)排水流域，在各排水流域內(nèi)，干管聚集保送由支管流來的污水，也常稱為流域干管。主干管聚集保送由兩個(gè)或兩個(gè)以上干管流來的污水，市郊干管把污水從主干管保送至總泵站、污水廠、出水口等。管道系統(tǒng)上還包括檢查井、跌水井、倒虹管等附屬構(gòu)筑物。2污水管網(wǎng)系統(tǒng)上的附屬構(gòu)筑物 在污水管網(wǎng)系統(tǒng)中，除必需的管渠外，還設(shè)有一些必要的附屬構(gòu)筑物，其中包括：檢查井、銜接井、跌水井、倒虹管等，有關(guān)這些構(gòu)筑物的詳細(xì)內(nèi)容，將在以后引見。3污水泵站及壓力管道污水普通以重力流排除，但當(dāng)遭到地形等條件限制、重力流有困難時(shí)，就需求設(shè)置泵站。泵站分為部分泵站、中途泵站和總泵站等。

17、壓送泵站出來的污水至高地自流管道或污水廠的承壓管段，稱為壓力管道。 部分泵站：低洼地域的污水需求提升至較高地域的管道中污水泵站 中途泵站：當(dāng)埋深大于最大允許值時(shí)設(shè)置 總泵站：污水廠中(終點(diǎn)泵站)4污水處置廠 污水在排入天然水體前，為了維護(hù)水體、減少污染，普通要經(jīng)過必要的處置，以改善排放污水的水質(zhì)。這些處置污水和污泥的構(gòu)筑物及其附屬設(shè)備的組合，稱為污水處置廠。城市污水處置廠，普通在排水管網(wǎng)的總出水口前，位于河流的下游，并距城鎮(zhèn)的居住區(qū)或公共建筑有一定的衛(wèi)生防護(hù)間隔。5出水口及事故排出口 污水排入受納水體的渠道和出口稱為出水口，它是整個(gè)城市污水排水系統(tǒng)的終點(diǎn)設(shè)備。 事故排出口是指在污水排水系統(tǒng)的中

18、途，在某些易于發(fā)生缺點(diǎn)的組成部分前面所設(shè)置的輔助性出水渠。一旦發(fā)生缺點(diǎn)，污水就經(jīng)過事故排出口直接排入水體。 雨水搜集系統(tǒng)與設(shè)備鄰居或廠區(qū)雨水管道系統(tǒng)街道雨水管道系統(tǒng)出水口雨水泵站雨水口、天溝、雨水斗、水落管雨水排水系統(tǒng)的組成部分1房屋雨水排除設(shè)備 用于搜集、保送來自住宅、廠房、公共建筑等屋面的雨水，并將其排到地面的集水設(shè)備，普通包括：天溝、雨水斗、水落管及建筑周圍的雨水溝等。雨水排水系統(tǒng)的組成房屋雨水排除設(shè)備與雨水排水系統(tǒng)的關(guān)系4、雨水排水泵站 雨水管網(wǎng)系統(tǒng)中，雨水普通可就近直接排入天然水體。設(shè)計(jì)中，力求不設(shè)置雨水排水泵站。然而，在地勢平坦地域，排水范圍廣，管線長的條件下，有時(shí)不得不設(shè)置雨水排

19、水泵站。此外，在汛期，由于接納水體的水位高，雨水管網(wǎng)受天然水體標(biāo)高的限制，不能直接排入，也需求在出口處建立泵站，經(jīng)泵站提升后強(qiáng)迫排入水體。2、鄰居雨水排水系統(tǒng) 設(shè)置于廠區(qū)或居住區(qū)內(nèi)的雨水管道、雨水明渠、雨水口及其支管，被稱為鄰居雨水排水系統(tǒng)。它用于搜集、保送廠區(qū)或居住區(qū)內(nèi)的地面雨水，并將其排入街道雨水排水系統(tǒng)。3、街道雨水排水系統(tǒng) 設(shè)置于城鎮(zhèn)主要街道及工業(yè)區(qū)主要干道的雨水干管和城市主要雨水排水渠，構(gòu)成城市排水的骨干系統(tǒng)，稱為街道雨水排水系統(tǒng)。它不僅搜集、保送所在道路及其匯水范圍內(nèi)的地域雨水，還要接納由鄰居雨水管網(wǎng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)送來的全部雨水。排水系統(tǒng)的布置方式排水系統(tǒng)的布置原那么 充分利用地形、地勢，

20、就近排入水體，以減小管道埋深、降低工程造價(jià) 排水系統(tǒng)布置的影響要素地形地勢土壤情況河流情況氣候情況城市總體規(guī)劃1正交式布置 當(dāng)?shù)貏菹蛩w適當(dāng)傾斜的地域，各排水流域的干管可以最短間隔沿與水體垂直相交的方向布置，這種稱為正交式布置。正交布置的干管長度短、管徑小，造價(jià)經(jīng)濟(jì)，污水排出迅速。但污水未經(jīng)處置直接排放會(huì)使水體蒙受嚴(yán)重污染。因此，在現(xiàn)代城市中，這種方式僅用于排除雨水。就地形條件而論，排水系統(tǒng)有以下幾種主要布置方式：1-城市邊境； 2-排水流域分界 線；3- 支管；4-干管；5-出水口；6-污水廠；7- 灌溉田； 8-泵站口1-城市邊境； 2-排水流域分界 線；3- 支管；4-主干管；5-污水廠

21、；6-污水泵站；7- 出水口2平行式布置 在地勢向水體有較大傾斜的地域，為了防止因干管坡度和管內(nèi)流速過大，使干管遭到嚴(yán)重沖刷，可使干管與等高線或水體根本平行，主干管與等高線或水體成一定傾斜角度敷設(shè)，這種布置方式稱為平行式布置。1-干管；2-主干管；4-污水泵站；5-壓力管道；6-污水處置廠；7-出口管渠1-城市邊境； 2-排水流域分界 線；3- 支管；4-主干管；5-污水廠；6-污水泵站；7- 出水口3分區(qū)式布置 在地勢高低相差很大的地域，當(dāng)污水不能靠重力流至污水廠時(shí)，可采用分區(qū)式布置。即在地勢高的地域和地勢低的地域分別敷設(shè)獨(dú)立的管道系統(tǒng)，高地勢地域的污水靠重力流直接進(jìn)入污水廠，而低地勢地域的

22、污水那么靠泵站提升至高地勢地域干管或污水廠。它只能用于個(gè)別階梯地形或地形起伏很大的地域，優(yōu)點(diǎn)是能充分利用地形排水，節(jié)省電力。1-城市邊境； 2-排水流域分界 線；3- 支管；4-干管；5-出水口；6-污水廠；7- 灌溉田； 8-泵站口1-城市邊境； 2-排水流域分界 線；3- 支管；4-主干管；5-污水廠；6-污水泵站；7- 出水口 對正交式布置，在河岸再敷設(shè)總干管，將各干管的污水截流送至污水廠，這種布置稱為截流式。這種方式對減輕水體污染，改善和維護(hù)環(huán)境有艱苦作用。適用于分流制污水排水系統(tǒng)，將生活污水及工業(yè)廢水經(jīng)處置后排入水體。也適用于區(qū)域排水系統(tǒng)，區(qū)域總干管截流各城鎮(zhèn)的污水送至城市污水廠進(jìn)展

23、處置。同樣適用于截流式合流制排水系統(tǒng)，但應(yīng)留意雨天有部分混合污水排入水體，易呵斥水體污染。4截流式布置1-城市邊境； 2-排水流域分界 線；3- 支管；4-干管；5-出水口；6-污水廠；7- 灌溉田； 8-水體1-城市邊境； 2-排水流域分界 線；3- 支管；4-主干管；5-污水廠；6-污水泵站；7- 出水口 當(dāng)城市周圍有河流，或城市中央部分地勢高，地勢向周圍傾斜的地域，各排水流域的干管常采用輻射狀分分布置，各排水流域具有獨(dú)立的排水系統(tǒng)。 這種布置具有干管長度短、管徑小、管道埋深淺、便于污水灌溉等優(yōu)點(diǎn)，但污水廠和泵站的數(shù)量將增多。在地形平坦的大城市，采用輻射狀分分布置能夠是比較有利的。對于大城

24、市可以思索采用，如我國上海等城市便采用了該種布置方式。5分散式布置1-城市邊境； 2-排水流域分界 線；3- 支管；4-干管；5-出水口；6-污水廠；7- 灌溉田； 8-水體1-城市邊境； 2-排水流域分界 線；3- 支管；4-主干管；5-污水廠；6-污水泵站；7- 出水口6環(huán)繞式布置1-城市邊境； 2-排水流域分界 線；3- 支管；4-干管；5-出水口；6-污水廠；7- 灌溉田； 8-水體1-城市邊境； 2-排水流域分界 線；3- 支管；4-主干管；5-污水廠；6-污水泵站；7- 出水口 近年來，由于建造污水廠用地缺乏，而且建造大型污水廠比建造多個(gè)小型污水廠經(jīng)濟(jì)等緣由，而傾向于建造規(guī)模大的污

25、水廠，所以將分散式開展成環(huán)繞式布置，經(jīng)過截流主干管將污水截流送至污水廠。對于中小城市可以思索采用。排水管道在街道上的位置在現(xiàn)代化城市的街道下，埋有各種地下設(shè)備：(1)各種管道一給水管、排水管、煤氣管、供熱管等 ；(2)各種電纜電纜、電燈電纜、電力電纜、電信電纜等；(3)各種隧道一人行地道、地下鐵道、防空隧道、工業(yè)隧道等。 這些設(shè)備在街道橫斷面上的位置(平面位置和垂直位置)，均由規(guī)劃部門統(tǒng)籌安排。建立部門必需按同意的位置進(jìn)展建立。 1.5排水管道平面與縱向布置 一切地下管線應(yīng)盡量布置在人行道、非機(jī)動(dòng)車道和綠化帶下，不得已時(shí)，才將埋深大、修繕次數(shù)少的污水、雨水管道布置在機(jī)動(dòng)車道下。從道路紅線向道路

26、的中心線方向平行布置的次序宜為：電力電纜、電信電纜、燃?xì)馀錃狻⒔o水配水、熱力管道、燃?xì)廨敋狻⒔o水輸水、雨水排水、污水排水。 各種管線在立面上的布置普通為：給水管在污水排水管之上，電力管線、煤氣管線、熱力管線在給排水管線之上。 因此，污水管道與其他地下管線或設(shè)備的程度和垂直最小凈距見下表。 普通情況下，污水管道與其他地下管線或設(shè)備之間的相對位置應(yīng)滿足以下要求； (1)保證在敷設(shè)和檢修管道時(shí)互不影響； (2)污水管道損壞時(shí)，不致影響附近建筑物及根底，不致污染生活飲用水。(3) 與建筑物程度凈距： 管道埋深淺于建筑物根底時(shí)，普通不小于2.5m(壓力管不小于5.0m)；管道埋深深于建筑物根底時(shí)，按計(jì)算

27、確定，但不小于3.0m。(4) 與給水管程度凈距：給水管管徑小于或等于200mm時(shí)，不小于1.5m；給水管管徑大于200mm時(shí)，不小于3.0m 。與生活給水管道交叉時(shí)，污水管道.合流管道在生活給水管道下面的垂直凈距不應(yīng)小于0.4m。當(dāng)不能防止在生活給水管道上面穿越時(shí)，必需予以加固，加固長度不應(yīng)小于生活給水管道的外徑加4米。(5) 與喬木中心間隔不小于1.5米；如遇現(xiàn)狀高大喬木時(shí)，那么不小于2.0米。(6) 穿越鐵路時(shí)應(yīng)盡量垂直經(jīng)過。沿單行鐵路敷設(shè)時(shí)應(yīng)距路堤坡腳或路塹坡頂不小于5米。 管道的埋設(shè)深度是指管底內(nèi)壁到地面的間隔。管道的埋設(shè)深度對整個(gè)管道系統(tǒng)的造價(jià)和施工影響很大。管道埋深越大，造價(jià)越高

28、，施工期越長。有的管道埋深添加2-3m，本錢將添加1倍以上。 為了降低造價(jià)，縮短施工期，管道埋深愈小愈好。但覆土厚度應(yīng)有一個(gè)最小的限值，以滿足技術(shù)上的要求，這個(gè)最小限值成為最小覆土厚度。污水管道的埋深與覆土厚度 經(jīng)計(jì)算，污水管網(wǎng)占污水工程總投資的50-75，而構(gòu)成污水管道造價(jià)的管槽開挖、回填、溝槽支撐、管道根底等都與管道的埋設(shè)深度有關(guān)，因此確定經(jīng)濟(jì)合理的管道埋深對于降低工程造價(jià)是非常重要的。 覆土厚度是指管道外壁頂部到地面的間隔；覆土厚度應(yīng)有一個(gè)最小的限值，即最小覆土厚度。它是為滿足以下技術(shù)要求而提出的：(1)防止管道內(nèi)污水冰凍和因土壤凍脹而損壞管道 冰凍層內(nèi)污水管道埋設(shè)深度或覆土厚度，應(yīng)根據(jù)

29、流量、水溫、水流情況和敷設(shè)位置等要素確定。由于污水溫度較高，即使在冬天水溫也不會(huì)低于4。比如，根據(jù)東北幾個(gè)冰冷城市冬季污水管道的調(diào)查，滿洲里市、哈爾濱、齊齊哈爾市的出戶污水管水溫，經(jīng)過多年實(shí)測在4-15之間，齊齊哈爾市的街道污水水溫平均為5 ，一些高達(dá)8-9。此外，污水管道按一定的坡度敷設(shè)，管內(nèi)污水經(jīng)常堅(jiān)持一定的流量不斷流動(dòng)。因此，污水在管道內(nèi)是不會(huì)冰凍的，管道周圍的土壤也不會(huì)冰凍。所以，不用把整個(gè)污水管道都埋設(shè)在土壤冰凍線以下。但假設(shè)將管道全部埋設(shè)在冰凍線以上，那么因土壤冰凍膨脹能夠損壞管道根底，從而損壞管道。最小埋深或最小覆土厚度確實(shí)定 規(guī)定：無保溫措施的生活污水管道或水溫暖它接近的工業(yè)費(fèi)

30、水管道，管底可埋設(shè)在冰凍線以上0.15m，并應(yīng)保證管頂最小覆土厚度。國外規(guī)范規(guī)定：污水管道最小埋深，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐酿B(yǎng)護(hù)閱歷采用。無養(yǎng)護(hù)資料時(shí)，管底最小埋深在最低冰凍線以上的數(shù)值采用如下：管徑小于500mm，為0.3m；管徑大于500mm，為0.5m，但管頂最小覆土厚度不得小于0.7m。(2)必需防止管壁因地面荷載而遭到破壞 埋設(shè)在地面下的污水管道接受著覆蓋其上的土壤靜荷載和地面上車輛運(yùn)轉(zhuǎn)呵斥的動(dòng)荷載。為防止管壁在這些動(dòng)、靜荷裁作用下被破壞，除提高管材強(qiáng)度外，重要的措施就是保證管道有一定的覆土厚度。由于車輛運(yùn)轉(zhuǎn)對管道產(chǎn)生的動(dòng)荷載，其垂直壓力隨著深度添加而向管道兩側(cè)傳送，最后只需一部分集中的輪壓力傳

31、送到地下管道上。從這一要素思索并結(jié)合各地埋管閱歷，管頂最小覆土厚度應(yīng)根據(jù)管材強(qiáng)度、外部荷載和土壤性質(zhì)等條件，結(jié)合當(dāng)?shù)亻啔v確定。管頂?shù)淖钚「餐梁穸纫藶椋喝诵械老?.6m，車行道下0.7m.(3)滿足街區(qū)污水銜接納銜接的要求 最小埋深必需滿足鄰居內(nèi)管道與街道下管道銜接上的要求。街道污水管道必需能承接鄰居污水管、而鄰居污水管又必需承接房屋出戶污水管，因此，街道污水管埋深遭到出戶污水管埋深的控制。在氣候暖和的地域，居民出戶管的最小埋深，從安裝技術(shù)講，要使建筑物首層衛(wèi)生器具內(nèi)的污水順利排出，通常采用0.55-0.65m；在冰冷地域，按室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定計(jì)算，最小埋深過大。哈爾濱建筑大學(xué)經(jīng)過調(diào)查以為，應(yīng)

32、該采用減小埋深而增大出戶管坡度的方法。管徑D150mm用1坡度；D200mm用7坡度。冰冷地域可將污水出戶管頂淺埋至最大冰凍厚度1/3處。街道污水管起始端埋深，可根據(jù)污水出戶管埋深進(jìn)展計(jì)算 管道的埋深有一個(gè)最大限值，稱為最大埋深。普通應(yīng)據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)目的及施工方法決議。 在污水排水區(qū)域內(nèi)，對管渠系統(tǒng)的埋深起控制造用的地點(diǎn)稱為控制點(diǎn)。各條管渠的起點(diǎn)大都是這些管渠的控制點(diǎn)，離出水口最遠(yuǎn)的起始點(diǎn)，普通情況是整個(gè)管渠系統(tǒng)的控制點(diǎn)。 從上述三個(gè)不同要素出發(fā)，可以得到三個(gè)不同的管道埋深或覆土厚度，這三個(gè)數(shù)值中的最大值就是這一管道的最小覆土厚度或最小埋深。污水管道的銜接 在污水管道系統(tǒng)中，為了滿足銜接與養(yǎng)護(hù)管理

33、的要求，通常在管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化及支管接入的地方設(shè)置檢查井。在檢查井中必需思索上下游管道銜接時(shí)的高程關(guān)系。管道銜接應(yīng)遵照以下兩個(gè)原那么： (1)盡能夠提高下游管段的高程，以減小管道的埋深，降低工程造價(jià)； (2)防止上游管段中構(gòu)成回水而呵斥淤積。 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 水面平接是指在水力計(jì)算中，使上游管段終端和下游管段起端在設(shè)計(jì)充溢度條件下的水面相平，即上游管段終端與下游管段起端的水面標(biāo)高一樣。普通用于上下游管徑一樣的污水管道的銜接。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)踐水面標(biāo)高能夠低于下游管段的實(shí)踐水面標(biāo)高，因此，在上游管段中易構(gòu)

34、成回水。管頂平接 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)高一樣。普通用于上下游管徑不同的管道的銜接。采用管頂平接可以防止在上游管段中產(chǎn)生回水，但下游管段的埋深將添加。這對于城市平坦地域或埋設(shè)較深的管道，有時(shí)是不適宜的。 無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。 污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首要義務(wù)，在于正確地確定污水設(shè)計(jì)流量。污水設(shè)計(jì)流量是污水管道及其附屑構(gòu)筑物能保證經(jīng)過的最大流量。通常以最大日最大時(shí)流量作為污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流量。它包括生活污水設(shè)計(jì)流量和工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量兩部分。2 污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量確實(shí)定居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)

35、流量 2.1生活污水設(shè)計(jì)流量城市污水管道的生活污水主要來自居住區(qū)、工業(yè)企業(yè)的生活間和公共建筑三部分。生活污水量計(jì)算方法各不一樣，現(xiàn)分述如下：(1)居住區(qū)生活污水量規(guī)范n 居住區(qū)生活污水量規(guī)范也稱為居住區(qū)生活污水排水定額，是指在居住區(qū)污水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中所用的每人每日所排出的平均污水量。它與給水量規(guī)范、室內(nèi)衛(wèi)生設(shè)備情況、氣候、居住條件、生活習(xí)慣、生活程度及其他地方條件等許多要素有關(guān)。(2)設(shè)計(jì)人口 設(shè)計(jì)人口是指污水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)期限終期的規(guī)劃人口數(shù)，是計(jì)算污水設(shè)計(jì)流量的根本數(shù)據(jù)。它是由城市總體規(guī)劃確定的，在數(shù)值上等于人口密度與效力面積的乘積。 (3)生活污水量總變化系數(shù) 由于居住區(qū)生活污水量規(guī)范是平

36、均值，因此根據(jù)設(shè)計(jì)人口數(shù)和生活污水量規(guī)范計(jì)算所得到的是污程度均日流量。而實(shí)踐上流入污水管道的污水量時(shí)辰都在變化。夏季與冬季不同，一天中白天和晚上也不一樣，白天每小時(shí)的污水量也有很大差別。普通說來，居住區(qū)的污水量在凌晨幾個(gè)小時(shí)最小，上午6-8時(shí)和下午5-8時(shí)最大。就是在一小時(shí)內(nèi)，污水量也是有變化的，但這個(gè)變化較小，通常假定一小時(shí)內(nèi)流入污水管道的污水是均勻的。這種假定普通不會(huì)影內(nèi)污水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)和運(yùn)轉(zhuǎn)的合理性。 實(shí)踐上，總變化系數(shù)隨污程度均流量的大小而不同，平均流量愈大，那么總變化系數(shù)愈小。工業(yè)企業(yè)的生活污水主要來自消費(fèi)區(qū)的食堂、衛(wèi)生間等，淋浴污水來自浴室，并且在每個(gè)任務(wù)班下班后1h內(nèi)較均勻流出。

37、因此，工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水的設(shè)計(jì)流量可按下式計(jì)算：工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量公共建筑生活污水設(shè)計(jì)流量 某些小型公共建筑和工業(yè)企業(yè)的污水量已包括在居住區(qū)生活污水量規(guī)范之內(nèi)，而大型公共建筑和排水量大的工業(yè)企業(yè)的污水量那么作為集中流量單獨(dú)計(jì)算。如需計(jì)算排水量大的工業(yè)企業(yè)或大型公共建筑的集中污水流量，亦按上述方法計(jì)算。工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量按下式計(jì)算2.2工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量 工業(yè)廢水量規(guī)范取決于產(chǎn)品種類、消費(fèi)工藝、單位產(chǎn)品用水量以及給水方式等。 在不同的工業(yè)企業(yè)中，工業(yè)廢水的排出情況很不一致，有些工業(yè)廢水是均勻排出的，而有些那么變化較大，甚至個(gè)別車間的工業(yè)廢水在短時(shí)間內(nèi)一次排放。因此工業(yè)廢水量的

38、變化取決于工業(yè)企業(yè)的性質(zhì)和消費(fèi)工藝。普通情況下，工業(yè)廢水量的日變化較少，其日變化系數(shù)為1。時(shí)變化系數(shù)可經(jīng)過實(shí)測廢水量最大一天的各小時(shí)流量計(jì)算。 某些工業(yè)廢水量的時(shí)變化系數(shù)大致為：冶金工業(yè)1-1.1；化學(xué)工業(yè)1.3-1.5；紡織工業(yè)1.5-2；食品工業(yè)1.5-2；皮革工業(yè)1.5-2；造紙工業(yè)1.3-1.8。2.3地下水滲入量 當(dāng)土質(zhì)、地下水位、管道和接口資料以及施工質(zhì)量、管道運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間等要素的影響，地下水位高于排水管渠時(shí)，排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)思索滲入的地下水量。滲入的地下水量Q4根據(jù)測定資料確定，普通按單位管長和管徑的滲入地下水量計(jì)，也可按平均日綜合污水和工業(yè)廢水量計(jì)。日本規(guī)定采用閱歷數(shù)據(jù)，按每人每日

39、最大污水量的10-20%計(jì)，美國按0.01-1.0m3/d.mm-km計(jì)。 這種計(jì)算方法是假定排出的各種污水都在同一時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)最大流量，這在污水管道設(shè)計(jì)中是合理的。但在泵站和污水廠設(shè)計(jì)中，如采用此法計(jì)算污水設(shè)計(jì)流量將呵斥宏大浪費(fèi)。由于各種污水最大時(shí)流量同時(shí)發(fā)生的能夠性很小，且各種污水集合時(shí)能相互調(diào)理，因此可使流量頂峰降低。因此，在確定泵站和污水廠的設(shè)計(jì)流量時(shí)，應(yīng)以各種污水混合后的最大時(shí)流量作為設(shè)計(jì)流量才是經(jīng)濟(jì)合理的。城市污水設(shè)計(jì)流量為：2.4城市污水設(shè)計(jì)總流量Q=Q1+Q2+Q3+Q4例：某肉類結(jié)合加工廠每天宰殺活家畜258t，廢水量規(guī)范為8.2m3/t，總變化系數(shù)為1.8，三班制消費(fèi)，每班8

40、h。最大班職工人數(shù)860人，其中在高溫及嚴(yán)重污染車間任務(wù)的職工占總數(shù)的40，運(yùn)用淋浴人數(shù)按85計(jì)；其他60的職工在普通車間任務(wù)，運(yùn)用淋浴人數(shù)按30%計(jì)。工廠居住區(qū)面積為9.5hm2，人口密度為580人hm2。生活污水量規(guī)范為160L/(人d)，各種污水由管道聚集送至污水處置站，試計(jì)算該廠的污水設(shè)計(jì)流量。3 污水管道的水力計(jì)算3.1污水管道的水力計(jì)算 污水管道水力計(jì)算的目的在于合理地、經(jīng)濟(jì)地選擇管道斷面尺寸、坡度和埋深。由于這種計(jì)算是根據(jù)水力學(xué)規(guī)律，所以稱為管道的水力計(jì)算。假設(shè)在設(shè)計(jì)與施工中留意改善管道的水力條件，那么可使管內(nèi)污水的流動(dòng)形狀盡能夠地接近均勻流。由于變速流公式計(jì)算的復(fù)雜性和污水流動(dòng)

41、的變化不定。因此，為了簡化計(jì)算，目前在排水管道設(shè)計(jì)中仍采用均勻流公式。污水在管道中流動(dòng)的特點(diǎn) 污水由支管流入干管，再流入主干管，最后流入污水處置廠。管道由小到大，分布類似河流，呈樹枝狀。污水在管道中普通是靠管道兩端的水面差從高處向低處流動(dòng)，管道內(nèi)不接受壓力，靠重力流動(dòng)。排水管道水力計(jì)算的根本公式流量公式流速公式C流速系數(shù)或謝才系數(shù)；過水?dāng)嗝婷娣e與濕周的比值過水?dāng)嗝婷娣e計(jì)算C值的閱歷公式，常用的有曼寧公式。經(jīng)進(jìn)一步計(jì)算得污水管道設(shè)計(jì)參數(shù) 由水力計(jì)算公式可知，設(shè)計(jì)流量與設(shè)計(jì)流速和過水?dāng)嗝娣e有關(guān)，而流速那么與管壁粗糙系數(shù)、水力半徑和水力坡度有關(guān)。為保證污水管道的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，(GBJl4-87)(199

42、7年版)中對這些要素綜合思索，提出了如下的計(jì)算控制參數(shù)，在污水管道設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，必需予以遵守。設(shè)計(jì)充溢度在設(shè)計(jì)流量下，污水在管道中的水深h與管道直徑D比值稱為設(shè)計(jì)充溢度，它表示污水在管道中的充溢程度當(dāng)H/D1時(shí)稱為滿流，H/D1時(shí)稱為不滿流。規(guī)定，污水管道按不滿流進(jìn)展設(shè)計(jì)，其最大設(shè)計(jì)充溢度的規(guī)定如表所示。(1)為了平安 污水流量時(shí)辰在變化，很難準(zhǔn)確計(jì)算，而且雨水或地下水能夠經(jīng)過檢查井蓋或管道接口滲入污水管道。因此，有必要保管一部分管道斷面，為未預(yù)見水量的增長留有余地，防止污水溢出妨礙環(huán)境衛(wèi)生，同時(shí)使?jié)B入的地下水順利流泄。(2)有利通風(fēng) 污水管通內(nèi)堆積的污泥能夠分解析出一些有害氣體。此外，污水中如

43、含有汽油、苯、石油等易燃液體，能夠構(gòu)成爆炸性氣體。故需留出適當(dāng)?shù)目臻g，以利管道的通風(fēng)，排除有害氣體。 管道部分充溢時(shí)，管道內(nèi)水流速度在一定條件下比滿流時(shí)大一些。例如，h/D0.813時(shí)，流速到達(dá)最大值，而當(dāng)h/D 1和0.5時(shí)的流速相等。 h/D =0.95時(shí)，流量Q到達(dá)最大值，然后降低，而h/D 1時(shí)的流量比h/D =0.5時(shí)的流量大一倍。(3)水力條件污水按照不滿流設(shè)計(jì)的緣由是：設(shè)計(jì)流速 設(shè)計(jì)流速是指管道在設(shè)計(jì)充溢度條件下，排泄設(shè)計(jì)流量時(shí)的平均流速。設(shè)計(jì)流速過小，污水流動(dòng)緩慢，其中的雜質(zhì)那么易于沉淀淤積；反之，污水流速過高，能夠?qū)鼙诋a(chǎn)生沖刷，甚至損壞管道。為了防止管道內(nèi)產(chǎn)生淤積或管壁蒙受

44、沖刷，規(guī)定了污水管道的最小設(shè)計(jì)流速和最大設(shè)計(jì)流速。 最小設(shè)計(jì)流速是保證管道內(nèi)不致發(fā)生淤積的流速。根據(jù)污水管道實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)的閱歷，污水管道在設(shè)計(jì)充溢度下的最小設(shè)計(jì)流速為0.6ms。 最大設(shè)計(jì)流速是保證管道不被沖刷損壞的流速。該值與管道資料有關(guān)，通常金屬管道的最大設(shè)計(jì)流速為10ms，非金屬管道的最大設(shè)計(jì)流速為5ms。最小設(shè)計(jì)坡度 在均勻流情況下，水力坡度等于水面坡度，即管底坡度。管道的流速和水力坡度間存在一定的關(guān)系。相應(yīng)于最小設(shè)計(jì)流速的坡度就是最小設(shè)計(jì)坡度，即是保證管道不發(fā)生淤積時(shí)的坡度。 由流速公式可得， 設(shè)計(jì)坡度與R成反比，而水力半徑R又是過水?dāng)嗝娣e與濕周的比值，因此在給定設(shè)計(jì)充溢度條件下，管徑越

45、大，相應(yīng)的最小設(shè)計(jì)坡度那么越小。最小設(shè)計(jì)坡度詳細(xì)規(guī)定為；管徑為200mm時(shí)，最小設(shè)計(jì)坡度為0.004；管徑為300 mm時(shí)，最小設(shè)計(jì)坡度為0.003；管徑為400 mm時(shí)，最小設(shè)計(jì)坡度為0.0015。 最小管徑 普通在污水管道系統(tǒng)的上游部分，污水設(shè)計(jì)流量很小，假設(shè)根據(jù)設(shè)計(jì)流量計(jì)算，那么管徑會(huì)很小。根據(jù)養(yǎng)護(hù)閱歷證明，管徑過小極易堵塞。此外，采用較大的管徑那么可選用較小的坡度，從而使管道埋深減小，造價(jià)降低。因此，為了養(yǎng)護(hù)任務(wù)的方便，常規(guī)定一個(gè)允許的最小管徑。污水管道在鄰居和廠區(qū)內(nèi)的最小管徑為200mm，在街道下為300mm。假設(shè)按設(shè)計(jì)流量計(jì)算確定的管徑小于最小管徑，那么應(yīng)采用規(guī)定的最小管徑，其坡度

46、采用相應(yīng)的最小設(shè)計(jì)坡度，而不再進(jìn)展水力計(jì)算，這樣的管段稱為不計(jì)算管段。 在污水管道的水力計(jì)算中，污水流量通常是知值，而需求確定管道的直徑和坡度。所確定的管道斷面尺寸需在規(guī)定的設(shè)計(jì)充溢度和設(shè)計(jì)流速條件下，可以排泄設(shè)計(jì)流量。管道敷設(shè)坡度確實(shí)定應(yīng)充分思索地形，參照地面坡度和最小設(shè)計(jì)坡度確定。一方面要使管道盡能夠與地面坡度平行敷設(shè)，以減小埋深；另一方面也必需滿足設(shè)計(jì)流速的要求，使管道不發(fā)生淤積和沖刷。污水管道水力計(jì)算的方法 在詳細(xì)計(jì)算中，對每一管道而言有六個(gè)水力參數(shù)，分別是：管徑D、粗糙系數(shù)n、充溢度hD、水力坡度i、流量Q、流速v，而只需流量Q為知數(shù)，用水力計(jì)算的根本公式計(jì)算極為復(fù)雜。為了簡化計(jì)算，

47、通常把上述各水力參數(shù)之間的關(guān)系繪制成水力計(jì)算圖。對每一張圖而言，D和n為知數(shù)。它有四組線，其中橫線代表Q ，豎線代表i ，從左下方向右上方傾斜的斜線代表hD，從左上方向右下方傾斜的斜線代表v。經(jīng)過該圖，在Q、i、hD、v這四個(gè)水力參數(shù)中，只需知道兩個(gè)，就可以查出另外兩個(gè)。水力計(jì)算圖例: 知n0.014，D300mm，i0.004，Q30Ls，求v和hD。解 采用D300mm的計(jì)算圖 先在縱軸上找到代表J0.004的橫線，再從橫軸上找到代表Q30Ls的豎線，兩條線相交得一點(diǎn)。這一點(diǎn)落在代表流速v為0.8ms與0.85ms的兩斜線之間，按內(nèi)插法計(jì)算v0.82ms，同時(shí)該點(diǎn)還落在hD0.5與hD0.

48、55的兩斜線之間，按內(nèi)插法計(jì)算hD0.52。例:知n0.014，D300mm，Q32Ls， hD0.6，求i和v。0.00300.00400.850.80.750.500.5530L/s水力計(jì)算表每一張表的管徑和粗糙系數(shù)是知的，在不同坡度與充溢度中，可以得到相應(yīng)的流量和流速。表中Q、i、hD、v 要素中，知兩個(gè)，可求出另外兩個(gè)。運(yùn)用時(shí)可直接查得所需求素，比查圖準(zhǔn)確。例：圖為某市一個(gè)鄰居的平面圖。居住區(qū)鄰居人口密度為350人/hm2，污水量規(guī)范為100L(人d)。公共浴室的污水設(shè)計(jì)流量為4Ls，工廠的工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量為25L/s。生活污水及經(jīng)過部分處置后的工業(yè)廢水全部送至污水廠處置。工廠工業(yè)廢水

49、排出口的管底埋深為2m，試進(jìn)展該鄰居污水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。污水管道的設(shè)計(jì)方法與水力計(jì)算步驟(1)在鄰居平面圖上布置污水管道 (2)鄰居編號(hào)并計(jì)算其面積(3)劃分設(shè)計(jì)管段，計(jì)算設(shè)計(jì)流量根據(jù)設(shè)計(jì)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(jìn)入的點(diǎn)(普通定為鄰居兩端)、集中流量及旁側(cè)支管進(jìn)入的點(diǎn)，作為設(shè)計(jì)管段的起止點(diǎn)并將該點(diǎn)的檢查井編上號(hào)碼。污水管道流量設(shè)計(jì)步驟管道布置污水管道水力計(jì)算(1)從管道平面布置圖上量出每一設(shè)計(jì)管段的長度，填入表中。(2)將各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量填入表中。設(shè)計(jì)管段起止點(diǎn)檢查井處的地面標(biāo)高填入表中第10、11項(xiàng)。(3)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)的參考值。

50、例如，管段1-2的地面坡度為(86.20-86.1)1100.0009。(4)根據(jù)管段1-2的設(shè)計(jì)流量，參照地面坡度估算管徑。設(shè)計(jì)流量Q為25Ls，假設(shè)采用最小管徑200mm，當(dāng)h/D0.6(最大設(shè)計(jì)充溢度)時(shí)，v1.25m/s，i0.016。起始管段坡度太大，會(huì)增大整個(gè)管道系統(tǒng)的埋深，故不采用。放大管徑，采用250mm的管徑，在最大充溢度h/D0.6時(shí)，坡度為0.0047，比本管段的地面坡度大得多。為了使管道埋深不致添加過多，宜采用較小坡度,故繼續(xù)放大管徑。采用D300mm的管道，查水力計(jì)算圖，當(dāng)Q25L/s時(shí)，v0.7m/s，h/D0.51，i0.003，均符合控制參數(shù)的規(guī)定，故采用。將確

51、定的管徑、坡度、流速和充溢度四個(gè)數(shù)據(jù)分別填入表中第4、5、6、7項(xiàng)。(5)根據(jù)設(shè)計(jì)管段長度和管道坡度求管段降落量。如管段1-2的降落量為i*L0.0031100.33m，填入表中第9項(xiàng)。(6)根據(jù)管徑和充溢度求管段的水深。如管段1-2的水深為hD(hD)0.30.510.153m，填入表中第8項(xiàng)。(7)求設(shè)計(jì)管段上、下端的管內(nèi)底標(biāo)高和埋設(shè)深度。首先要確定管網(wǎng)系統(tǒng)的控制點(diǎn)。本例中控制點(diǎn)是1點(diǎn)。再計(jì)算各點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高和埋設(shè)深度。(8)求設(shè)計(jì)管段上、下端水面標(biāo)高。管段上下端水面標(biāo)高等于相應(yīng)點(diǎn)的管內(nèi)底標(biāo)高加水深。如管段1-2中1點(diǎn)的水面標(biāo)高為84.2+0.15384.353m，填入表中策12項(xiàng)；2點(diǎn)的

52、水面標(biāo)高為83.87十0.15384.023m，填入表中第13項(xiàng)。3.2排水管渠的斷面方式城市排水工程中，常用的管渠斷面方式有圓形、半橢圓形、馬蹄形、矩形、梯形和蛋形等。1、圓形斷面 圓形斷面的水力性能較好，在一定坡度下，指定的斷面積具有的水力半徑最大，因此流速大，流量也大。此外，圓形管便于預(yù)制，節(jié)省資料，受力條件好，假設(shè)溝槽方式與管道相稱時(shí)，能獲得較高的穩(wěn)定性，在運(yùn)輸、施工和養(yǎng)護(hù)管理方面也較方便。因此圖形斷面是最常用的一種斷面方式。2、矩形斷面 矩形斷面可以就地澆制或砌筑，為增大排水量，可根據(jù)需求添加深度。因此，它的運(yùn)用性較廣。某些工業(yè)企業(yè)的污水管道、路面狹窄地域的排水管道和排洪溝均可采用。

53、 很多地域在矩形斷面的根底上加以改造，將渠道底部制成弧形流槽或低流槽，它們適用于合流制管渠，晴天污水在低流槽或弧形流槽內(nèi)流動(dòng)，以堅(jiān)持一定的充溢度和流速，減輕管道的淤積。3、半橢圓形斷面 半橢圓形斷面在土壓力和動(dòng)荷載較大時(shí)，可以更好地分配管壁壓力，因此可減小管壁厚度。在污水流量變化不大及管渠直徑大于2m時(shí)，采用較為適宜。4、馬蹄形斷面 馬蹄形斷面的高度小于寬度。在地質(zhì)條件較差或地形平坦，因受納水體水位的限制而要盡量減小管道的埋深時(shí)，可采用此種方式的斷面。此外，馬蹄形斷面的下部較大，排除流量無大變化的大流量污水較為適宜。但其穩(wěn)定性需依賴于回填土的密實(shí)度，假設(shè)回填土松軟，兩側(cè)底部的管壁易產(chǎn)生裂痕。5

54、、蛋形斷面 蛋形斷面從實(shí)際上看，由于底部斷面較小，小流量時(shí)可以維持較大的流速，因此可減少淤積。但實(shí)踐養(yǎng)護(hù)閱歷證明，此種斷面的沖洗和清通任務(wù)比較因難，實(shí)踐工程采用不多。6、梯形斷面 梯形斷面普通用于排水明渠。在市區(qū)內(nèi)可采用磚石，混凝土塊鋪砌。對于無鋪砌的土明渠，可根據(jù)當(dāng)?shù)氐耐临|(zhì)條件采用不同的邊坡。 3.3排水管渠應(yīng)具備的條件排水管渠必需具有足夠的強(qiáng)度，以接受外部的荷載和內(nèi)部的水壓，并保證在運(yùn)輸和施工過程中不致破裂。排水管渠應(yīng)具有抵抗污水中雜質(zhì)的沖刷磨損才干和抗腐蝕才干，以免在污水或地下水的侵蝕作用下很快損壞。排水管渠必需密閉不透水，以防止污水滲出或地下水滲入。排水管渠的內(nèi)壁應(yīng)平整光滑，使水流阻力

55、盡量減小。排水管渠應(yīng)就地取材，并盡量采用預(yù)制管件，以降低管渠的造價(jià)和縮短工期。3.4 常用的排水管材 混凝土管和鋼筋混凝土管適用于排除雨水和污水，目前施工中普通都是采用預(yù)制的混凝土管和鋼筋混凝土管。分混凝土管、輕型鋼筋混凝土管和重型鋼筋混凝土管三種。 管口通常有承插式、企口式和平口式三種方式。3.4.1混凝土管及鋼筋混凝土管 混凝土管的管徑普通小于450mm，長度多為1m，適用于管徑較小的無壓管。當(dāng)管道埋深較大或敷設(shè)在土質(zhì)條件不良地段，以及穿越鐵路、河流、谷地時(shí)通常采用鋼筋混凝土管。 混凝土管和鋼筋混凝土管便于就地取材，制造方便。而且可根據(jù)抗壓的不同要求，制成無壓管、低壓管、預(yù)應(yīng)力管等，所以在

56、排水管道系統(tǒng)中得到廣泛的運(yùn)用。鋼筋混凝土管和預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管除用作重力流排水管道外，還可用作泵站的壓力管及倒虹管。 它們的主要缺陷是抵抗酸、堿侵蝕及抗?jié)B性能差、管節(jié)短、接頭多、施工復(fù)雜。在地震烈度大于8度的地域及飽和松砂、淤泥和淤泥土質(zhì)、沖填土和雜填土的地域不宜敷設(shè)。另外，管徑大時(shí)自艱苦，搬運(yùn)不便。3.4.2陶土管 陶土管是由塑性粘土制成的。為了防止在焙燒過程中產(chǎn)生裂痕，通常參與一定比例的耐火粘土和石英砂，經(jīng)過研細(xì)、調(diào)和、制坯、烘干、焙燒等過程制成。根據(jù)需求可制成無釉、單面釉、雙面釉的陶土管。假設(shè)采用耐酸粘土和耐酸填充物，還可制成特種耐酸陶土管。陶土管普通制成圓形斷面，有承插口和平口兩種方式

57、。 帶釉的陶土管內(nèi)外壁光滑，水流阻力小，不透水性好，耐磨損，抗腐蝕。但陶土管質(zhì)脆易碎，不宜遠(yuǎn)運(yùn)，不能受內(nèi)壓，抗彎抗拉強(qiáng)度低，不宜敷設(shè)在松土中或埋深較大的地段。此外，管節(jié)短、接口多添加了施工的費(fèi)事和費(fèi)用。陶土管適用于排除酸性廢水，或管外有侵蝕性地下水的污水管道。 普通陶土管的最大公稱直徑為300mm，有效長度為800mm，適用于居住區(qū)室外排水管道。耐酸陶土管的最大公稱直徑為800mm，普通在400mm以內(nèi)，管節(jié)長度有300mm、500mm、700mm、1000mm四種，適用于排除酸性廢水。3.4.3金屬管 常用的金屬管為鑄鐵管或鋼管。室外排水管道很少采用，只需在地震烈度大于8度或地下水位高、流砂

58、嚴(yán)重的地域，或接受高內(nèi)壓、高外壓的管道及對滲漏要求特別高的地段才采用金屬管。 金屬管質(zhì)地鞏固，抗壓、抗震、抗?jié)B性能好；內(nèi)壁光滑，水流阻力小；管節(jié)長度大，接頭少。但價(jià)錢昂貴，采用鋼管時(shí)需加防腐措施。 隨著新型建筑資料的不斷研制，用于制造排水管道的資料也日益增多，新型排水管道也不斷涌現(xiàn)，如英國正式消費(fèi)的玻璃纖維鋼筋混凝土管和熱固性樹脂管，日本消費(fèi)的離心混凝土管等，其性能都優(yōu)于普通的混凝土管和鋼筋混凝土管。在國內(nèi)，對于小口徑DN600以下排水管道，正逐漸被硬聚氯乙烯管替代。3.4.4新型管材1、質(zhì)輕，搬運(yùn)裝卸便利：2、耐酸、耐堿、耐腐蝕性優(yōu)良 3、流體阻力小 PVC管的壁面光滑，對流體的阻力小，其粗

59、糙系數(shù)僅為0.009。 4、機(jī)械強(qiáng)度大 PVC管的耐水壓強(qiáng)度，耐外壓強(qiáng)度，耐沖擊強(qiáng)度等均甚良好5、電氣絕緣性佳 6、不影響水質(zhì) 7、施工簡易 PVC管之接合施工迅速容易，故施工工程費(fèi)低廉硬聚氯乙烯管 PVC-U管的特性 在很多地域，除采用上述各種管材排除城市污水外，還采用漿砌磚、石渠道或大型鋼筋混凝土渠道。 磚砌渠道運(yùn)用普遍，常用的斷面方式有圓形、矩形、半橢圓形等。可用普通磚或特制的楔形磚砌筑。在石料豐富的地域，可用料石或毛石砌筑。渠道的上部稱作渠頂，下部稱作渠底，兩壁稱作渠身。通常將渠底和根底做在一同，渠頂砌成拱形，渠底和渠身勾縫，以便水力性能良好。3.4.5排水渠道排水管道的預(yù)制管徑普通小

60、于2m，實(shí)踐上當(dāng)管道的設(shè)計(jì)斷面大于1.5m時(shí)，通常就在現(xiàn)場建造排水渠道。常用的建筑資料有磚、石、混凝土塊、鋼筋混凝土塊和現(xiàn)澆鋼筋混凝土。我國常用的幾種渠道方式：3.5 排水管道的接口與根底3.5.1排水管道的接口 在排水管網(wǎng)系統(tǒng)中，每條管道都是由一節(jié)節(jié)管子銜接而成的。兩節(jié)管子之間的銜接處，即所謂管接口，是整條管線的薄弱環(huán)節(jié)。排水管道的密閉性和耐久性在很大程度上取決于敷設(shè)管道時(shí)接口的質(zhì)量。管道接口應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、不透水、能抵抗污水或地下水的侵蝕，并有一定的彈性。根據(jù)接口的彈性，普通分為柔性、剛性和半柔半剛性三種接口方式。 1、柔性接口 允許管道縱向軸線交錯(cuò)3-5mm或交錯(cuò)成一個(gè)較小的角度，而不