某省某市排水工程毕业设计说明书

南华大学城市建设学院本科毕业设计第1页共94页第一部分**省南部某市排水工程设计说明书第1章概述1.1设计基础资料1.1.1.地形及城市概况该市位于**南部的一座新兴城市，水陆交通方便，A河自西向东穿过该市南郊。城市地形由西北向东南方向倾斜，海拔最高50.50M。该城有2个工业区，工业区Ⅰ主要有棉纺印染厂和制革厂，工业区Ⅱ主要有糖厂和食品厂。今后工业发展主要在城市西南方向。现有该市市区地形图一张，比例为1：5000，见附录41.1.2.自然条件1.地质情况地面表土约0.6M厚，表土下层为粘土与砂质粘土，约厚6M左右，粘土层以下为含粘土的沙砾石层。地震等级4~5级，且地震较早发生。2.气象资料最高气温40.8℃，最低气温—6.2℃，历年平均气温18.2℃，夏季平均气压为992.8毫巴。全年主导风为东北风，夏季以西南风为主，最大风力7级，平均风力3级，最大风速15.2m/s，平均风速2.3m/s，年最高降雨量1337mm，最低降雨量435mm，年平均降雨量725.5mm。暴雨强度公式：q=6400(11.059lg)23.36pt(L/S*104m2)3.水文资料A河宽约30~40M，河床标高为24M左右，河岸线标高为32.5M左右。A河最大流量为7000m3/s，最小流量为40m3/s，平均流量为80m3/s，最高水位30.00M，最低水位26.00M，平均水位28.00M，最大流速2.9m/s，最小流速0.5m/s。河水最高水温为28℃，最低水温为7℃，平均水温为14℃，河水中BOD5WEI5mg/L，SS为40mg/L，DO为5.0mg/L，河床水体的耗氧常数为0.1日-1，复氧常数为0.2日-1。地下水距地表6M，地下水温10~16℃，地下水未受污染。1.1.3.城市居住区及地面覆盖情况1.城市居住区情况南华大学城市建设学院本科毕业设计第2页共94页居住区人口密度：近期为650人/104m2，远期为850人/104m2，污水量标准为280L/人·d。i.地面覆盖情况表1.1地面覆盖情况1.1.4业企业资料及公共建筑情况1、工业企业生产污水资料表1.2工业企业生产污水资料工业企业名称班数每班时数平均日生产污水量（m3/d）时变化系数污水水质污水管出口管底埋深印染厂3835001.5SS=850mg/LBOD5=450mg/L1.5制革厂3825001.5SS=1200mg/LBOD5=1500mg/L1.2糖厂2840001.4SS=1500mg/LBOD5=1200mg/L1.2食品厂2820001.3SS=800mg/LBOD5=650mg/L1.2表1.3工业企业生活污水资料名称名称名称职工人数第一班第二班第三班热车间一般车间热车间一般车间热车间一般车间职工人数淋浴人数职工人数淋浴人数职工人数淋浴人数职工人数淋浴人数职工人数淋浴人数职工人数淋浴人数印染厂9080150751009025075806015075制革厂100801406012090160701108015065种类屋面沥青路面混凝土路面非铺砌地面绿地所占百分比（%）3015201025南华大学城市建设学院本科毕业设计第3页共94页糖厂2501904009026020045010025019040090食品厂80351604012060250801.1.5其他情况1.本市居民生活及工业生产用水均为城市自来水厂供应，水厂日平均供水量为40万m3，最高供水量为50万m3。2.本市排水工程很不健全，现有的排水管渠损坏严重，且过水断面太小，需要重建城市排水管渠。3.本市电力供应充足。4.各种建筑材料和管道制品，本市及附近地区均可供应。施工力量较强，劳力充足，并有机具齐备的建筑安装公司。1.2设计内容、原则及主要依据1.2.1设计内容随着城市人口的增加和工业发展，污水未经任何处理排入河流，近年来对水体和环境的污染日趋严重。为了保护环境和水体，以利渔业、航运和游览事业的发展，要求对该市污水进行处理，以达到国家规定的排放标准。并鉴于原有排水管渠断面太小，损失严重，要求重新建造城市排水管道。设计内容主要包括以下几部分：1、排水工程系统方案的比较（1）排水系统体制的比较和选择；（2）污水厂位置的比较和选择；（3）确定排水管渠的走向及位置、布置污水管、雨水管；（4）排水系统投资及运行费用估算；（5）排水系统方案综合比较。2、排水工程系统设计计算（1）排水管渠系统的设计计算；（2）污水处理构筑物的设计计算；（3）污泥处理构筑物的设计计算；（4）污水处理厂高程计算1.2.2基本原则（—）系统布置原则南华大学城市建设学院本科毕业设计第4页共94页城市排水管渠系统是城市的一项重要基础设施，是城市建设的重要组成部分，同时也是控制水污染、改善和保护水环境的重要工程措施。在进行城镇排水管渠系统的规划和布置时，通常应遵循以下原则：（1）排水管道系统的规划设计应符合城市总体规划，并应与其他单项工程建设密切配合，相互协调。（2）经济合理的确定管网密度，排水管渠尽量分散，避免集中，排水路线尽量短捷。（3）截流干管尽可能布置在河岸或水体附近较低处，以便于干管接入。（4）城镇污水管渠应考虑城市工业废水的接入，满足排入城市下水道水质工业废水直接排入下水道，不满足标准的在厂内进行预处理后排入下水道。(5)排水管渠应尽量避免穿越不宜通过的地带和构筑物；也不宜穿越有待规划和发展的大片空地，以避免影响整块地的功能和价值。（6）排水管渠系统应地形地势变化相适应，顺坡排水，尽量使污水重力排除，不设或少设中途提升泵站。（7）合理比较和选择整个排水系统的控制点及控制点标高，以使整个管网系统埋深与投资合理。（8）在条件允许时，分流制排水系统的雨水，特别是初期雨水，可考虑初步处理后排入水体，合流制排水系统可修建溢流调水池，以尽量减少对受纳水体的影响。（二）污水厂厂址的选择原则污水处理厂的厂址应根据城市总体规划，结合污水厂规模和城市地形等因素综合考虑。在一个城市中，如果地形条件允许，应尽可能将污水集中，减少污水厂个数。选择污水厂厂址时，通常应考虑以下因素：（1）污水厂处于城市下风向，并与居住区之间有一定间距。厂址区周围有充分的绿化空间，以保护周边环境。（2）污水厂厂址在城市较低处，以避免管网中过多设置中途泵站。（3）污水厂通常按远期规模征地，因此厂址区应具有足够的面积。（4）厂址区易于做到三通一平。（5）厂址区有较好的地址条件。（6）处理出水能自流排入受纳水体，受纳水体具有足够的环境容量。（三）设计依据1**省某市城市总体规划（2005～2020）2**省某市城市排水工程总体规划（2005～2020）3室外排水设计规范（GB50014-2006）及其规范条文说明4污水综合排放标准（GB8978-86）南华大学城市建设学院本科毕业设计第5页共94页5污水排入城市下水道水质标准（GJ18-86）6地面水环境质量标准（GB3838-2002）7给水排水设计手册第1、2、5、6、9、10、11册（均为第二版）8给水排水制图标准（GBJ106—87）9城市污水生物脱氮除磷处理设计规程.CECS149:200310《给水排水工程研究预算与经济评价手册》国家城市给水排水工程技术研究中心，建工出版社（1993年12月）南华大学城市建设学院本科毕业设计第6页共94页第2章城市排水管网设计概述2.1排水系统的体制及其选择污水的不同排除方式所形成的排水系统为排水系统的体制。排水系统的体制，一般有合流制和分流制两种类型。合流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排除的系统；分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。从环境保护来看，合流制将城市污水、工业废水和雨水全部截流送往污水厂进行处理，然后再排放，从控制和防止水体的污染来看，这是较合理的；但这时截流主干管尺寸很大，污水厂容量也增加很多，建设费用也相应提高。此外，当采用截流式合流制，在暴雨径流之处，原沉淀在合流管渠的污泥被大量冲起，经溢流井溢入水体，产生冲刷作用；同时，雨天依然有部分混合污水经溢流井溢入水体。实践中，采用截流制合流式的城市，水体仍然遭受污染，有时还比较的严重。对于分流制，初雨径流未加处理就直接排入水体，对城市水体会造成污染，有时还很严重，这是它的缺点。但分流制可以减小晴天和雨天时流入污水厂的水质水量变化，减小污水厂运行管理的复杂性；分流制，它可以保持管内的流速，不致与发生沉淀。同时，分流制比较灵活，比较容易改造，比较容易适应社会发展的需要，一般又能符合城市卫生的要求，在国内外都获得了较广泛的应用。该市为**南部一新兴城市，年降雨量较高，年最高降雨量1334mm，年最低降雨量435mm,年平均降雨量725.5mm，降雨量较大，变化也较大，综合考虑该市现有排水现状、环境保护要求、地形与水文等各种因素，并参考国内外的发展形式，决定采用完全分流制排水系统。2.2管网系统的集中与分散本市的工业企业位于城市内，经预处理后的工业废水符合城市排入下水道标准(GJ18—86)质，并且不影响城市排水管渠和污水厂等的正常运行，不对养护管理人员造成危害，不影响污水处理厂出水和污泥的排放和利用,故将工业废水直接排入城市排水管道，与生活污水合并处理，这样比较经济。污水集中处理，污水厂数量少，规模较少，占地较少，便于管理，但主干管长，管径尺寸大。而分散处理，虽然主干管短，管径尺寸小些，但污水厂数量多，管理分散，总投资会增加。根据本市地形，水体位置，环境保护要求及水资源综合利用等条件，综合考虑，决定采用污水集中处理。南华大学城市建设学院本科毕业设计第7页共94页2.3污水管线工程设计2.3.1布置形式污水管线布置采用两种方案。考虑到城市地形由西北向东南方向倾斜，且该市南郊有流量较大的河流。因此方案一沿A河岸自西向东埋设主干管，而污水干管坡向主干管呈正交式布置，再利用地势，可将各街区的生活污水及企业的生产污水比较迅速的送至污水厂，形成截流式布置。对于混合式布置（方案二），由于东西地势的关系，混合式可以更好的利用地势，但平行式布置部分可能会增加管道的埋设深度，从而增加造价。2.3.2主要设计参数设计充满度Dh：在设计流量下，污水在管道中的水深和管道直径的比值。本设计中最小充满度为0.51，最大充满度为0.8。设计流速：本设计中采用钢筋混凝土圆管，其流速的范围v∈（0.6，1.65）（m）；最小管径和最小坡度：本设计中，街道下的污水管的最小管径为300mm，其相应的最小坡度为0.003；最大管径为1200mm，其相应的最大坡度为0.026。最小埋深和最大埋深：一般地，考虑管道内污水冰冻，土壤冻胀，地面荷载及街区污水连接管衔接要求，街坊污水管起点的最小埋深大约为0.6～0.7m。本设要计求街坊污水管道起点的最小埋深至少为1.2～1.3m。（工业企业另有规定，具体见基础资料）设计中，污水管道的衔接采用水面平接、管顶平接和跌水连接。一般地，管径相同的管道采用水面平接；管径不同的采用管顶平接；地面坡度很大的地方采用跌水连接。2.3.3工程概算污水工程概算按污水管道工程综合造价指标、排水泵站综合造价指标计算，其中排水泵站指标计算单位以设计最高时水量计算，排水管道的指标单位则由于长度的影响较大，以及水量，长度综合指标计算。经过价差调整后，方案一的工程概算在364.6万元左右方案二的工程概算在408.5万元左右。2.3.4方案比较和选择污水的两个方案主要从技术和经济方面进行比较：方案一的优点是充分利用地形，使污水能够较快的进入主干管。但存在一些缺点，主干管较长。方案二的优点是充分利用地形，使污水能够尽可能按重力形式排入管道内，但总管线较长，埋深也较方案一深，所以工程造价较高，比方案一高出44万元左右。纵观上述两种比较，方案一无论在技术上，还是在经济上都优于方案二，故选择方案一。南华大学城市建设学院本科毕业设计第8页共94页2.4雨水管线工程设计2.4.1布置形式**省南部某市某区地形较为规则：北高南低，自北向南逐渐降低；东西大体上也是东高西低，但并