排水管网说明书

11、县城概况和设计任务1.1县城概况县城位于我国的西南地区；土壤为砂质性粘土，地下水位距地表6.5m；路桥处，河流二十年一遇最高洪水位160.5m，最低水位156.1m，常水位157.0m，河岸线标高161.00m，河床标高154.6m。居住区情况：人口密度129cap/ha；综合生活用水定额为229L/人·d.工业企业排水情况如下表：工厂名称工业废水设计流量职工人数生产污水(L/s)生产废水(L/s)第一班第二班第三班淋浴人数百分比热车间一般车间热车间一般车间热车间一般车间热车间一般车间甲厂25152853502853402503407540乙厂18171702051702121701057035工业企业位置按学号后两位在平面图上确定。甲厂的排水口埋深为2.0m，乙厂的排水口埋深为1.2m。当地暴雨强度公式：县城内各类地面所占百分数（％）地面种类屋面混凝土路面碎石路面绿地非铺砌路面百分比401812141621.2设计任务（1）A2号图纸2张：排水管道总平面图1张；污水干管纵断面图1／2张；雨水干管纵断面图1／2张。（2）设计计算与说明书一份。1.3主要参考书目、规范及手册(1)《给排水设计手册》第一册（2）《排水工程》第四版教程，中国建筑工业出版社出版（3）《城市排水工程规划规范GB50318—2000》（4）《污水排入城市下水道水质标准》（CJ18-86）（5）《室外排水设计规范》及局部修订条文（GBJ14-87）（6）《城市防洪工程设计规范》（CJJ50-92）（7）《泵站设计规范》（GB/T50265—97）（8）《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）（9）《水工砼结构设计规范》（SDJ20-78）2排水体制的选择2.1排水体制概述排水体制大体可分为合流制、分流制和混流制，合流制排水系统又可分为直排式、截流式和完全处理时。直排式排水系统中雨水、污水和废水不经过任何处理直接排放；截流式排水系统在晴天将全部污水、废水截流至污水处理厂，雨天时截流部分由雨水、污水和废水组成的混合污水至污水处理厂；完全处理式排水系统则是将全部的混合污水排入污水处理厂，该方法能够避免水体污染，但实际上绝对的完3全处理式是难以实现的。分流制排水体制又有完全分流制和不完全分流制。完全分流制排水系统具有污水排水系统和雨水排水系统；不完全分流制则只有污水排水系统或仅有部分雨水排水系统。合流制与分流制的优缺点比较见表2.1。表2.1合流制和分流制的比较合流制分流制直流分散式截留式完全分流式不完全分流式环保角度排污口多，水未处理，不满足环保要求晴天污水可以全部处理，雨天存在溢流污水全部处理，初降雨水未处理，但可以采取收集措施污水全部处理，初降雨水未处理，但不易采取收集措施工程造价角度低管渠系统低，泵站污水厂高，管渠系统高，泵站污水厂低初期低，长期高，灵活管理角度不便，费用低管渠管理简便，费用低，污水厂泵站管理不便容易容易2.2排水体制的选择与确定铐虑到远期规划的需要，该县城的污水管网采用分流制排水体制3污水管道系统的设计3.1污水管道的布置与定线3.1.1确定排水区界、划分排水流域4根据县城总体规划平面图，将该县城排水区分为河南部和河北部2个排水区域（详见附图）3.1.2污水厂和出水口位置的选定应遵循以下原则选定污水厂和出水口的位置。（1）出水口应位于城市河流的下游。（2）出水口不应设回水区，以防回水区的污染。（3）污水厂要位于河流的下游，并与出水口尽量靠近，以减少排放渠道的长度。（4）污水厂应设在城镇夏季主导风向的下风向，并与城镇、工矿企业以及郊区居民点保持300m以上的卫生防护距离。（5）污水厂应设在地质条件较好，不受雨洪水威胁的地方，并有扩建的余地。污水处理厂厂址的选择非常重要，经过现场踏勘，结合城市总体规划，选定设计总平面图上的29号区域为污水处理厂位置。3.1.3污水管道的布置与定线县城地势南北高中间低，且河岸地势平缓，为使管道走向符合地势顺坡排水，故采用截流式分区布置的方式布置干管。河流北侧污水主干管沿北侧河岸道路敷设，两条支干管分别收集县城东部区域污水，顺地势由北向南铺设并接入截流主干管（设在污水量较大或地下管线较少一侧的人行道、绿化带或慢车道下）。由于排放大量集中流量的工厂甲和工厂乙的位置分别在总平面图中的3和5区域，故污水截流主干管以工厂甲旁边的4区域为起端，主干管沿北侧河岸铺设并5连入污水处理厂。河流南侧由支管收集污水由一根干管沿南侧河岸排入污水处理厂。（根据地形及街区建筑特征，以及便于用户接管排水布置支管并连入干管。）因该设计只是对该城区的初步设计，故设计过程中只是对污水的主干管和干管进行布置，而支管只选择了部分服务面积的进行设计，作为计算的样本。而且服务面积也划分得比较大，管道上设计管段的划分也没有按照规定的300—400m来划分，有些地方达到600m。由于该城区面积比较大，以河为界划分为两个两个排水流域。污水管道的平面布置具体布管线路参见附图。3.1.4确定污水管道系统的控制点1、控制点是指在污水排水区域内，对管道系统的埋深起控制作用的点。2、主干管控制点确定对分别以干管起点和甲工厂排出口为控制点进行计算比较，以甲工厂排出口为控制点，已知埋深为2.0m3.2泵站的设置由于工厂甲和工厂乙的集中流量在干管起点处附近节点排入干管，故导致干管后段部分埋深加大，故在工厂流量排入后设中途提升泵站，提升高度为3m。3.3管段衔接方式由于县城整体地势有一定坡度，故采用管顶平接，上游管段终端和下游管段起端的管顶标高想同。3.4污水厂位置的确定6选定图中29号区域3.5污水干管设计流量计算与计算表3.5.1.生活污水设计流量居民区生活污水设计流量按下式计算：Q1=360024ZKNn式中Q1——居民区生活设计流量（L/s）n——居民区生活污水定额（L/（cap.d）N——设计人口数KZ——生活污水量总变化系数cap——“人”的计量单位（1）居住区生活污水定额居住区生活污水定额可参考居民生活用水定额或综合生活用水定额。居民生活污水定额和综合生活污水定额应根据当地采用的用水定额，结合建筑内部给排水水平和排水系统不及程度等因素确定。在按用水定额确定污水定额时，对给排水系统完善的的确可按用水定额的90％计，一般地区可按用水定额的80％计。若当地缺少实际用水定额资料时，可根据《室外给水设计规范》（GBJ13—86）1997年局部修订条文规定的居民生活用水定额（平均日）和综合生活用水定额（平均日）集合当地实际情况选用。7(2)设计人口指污水排水系统设计期限中期的规划人口数，时机选污水设计流量的基本数据。该值是由城镇（地区）的总体规则确定的。在计算污水管道服务的设计人口时，常用人口密度与服务面积相乘得到。人口密度表示人口分布的情况，是指住在单位面积上的人口数，以cap/ha表示。在规划或初步设计时，计算污水量时根据总人口密度计算。而在技术设计或施工图设计时一般采用街区人口密度计算。（3）生活污水量总变化系数由于居住区生活污水定额时平均值，因此根据设计人口和生活污水定额计算所得的是污水平均流量。而实际上流入污水管道的污水量时刻都在变化。污水量的变化程度通常用变化系数表示。变化系数分日（Kd）、时（Kh）及总变化系数（KZ）。通常，污水管道的设计断面系根据最大日最大时无水流量确定，因此需要求出总变化系数。KZ=11.07.2Q式中Q——平均日平均时无水流量（L/s）。当Q5L/s时，KZ=2.3；Q1000L/s时，KZ=1.3(4).城市污水平均流量和比流量城市设计人口：人口密度129cap/ha8居住区生活综合用水定额：229L/cap.d比流量：q0=229×129×80%÷86400=0.274.(L/(s.ha))；污水平均流量Q=q0·F2．工业废水流量工业废水流量主要来自工厂甲，乙的污水排放。其数值在设计资料中已给出。设计流量：工厂甲——L/s;工厂乙——L/s3.工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量按下式计算：1112221122ABKABKCDCDQ3600T3600式中Q――工业企业生活污水及淋浴污水设计流量(L/s)；1A――一般车间最大班职工人数(cap)；2A――热车间最大班职工人数(cap)；1B――一般车间职工生活污水定额，以25(L/(cap．班))计；2B――热车间职工生活污水定额，以35(L/(cap．班))计；1K――一般车间生活污水量的时变化系数，以3.0计；2K――热车间生活污水量的时变化系数，以2.5计；1C――一般车间最大班使用淋浴的职工人数(cap)；2C――热车间最大班使用淋浴的职工人数(cap)；1D――一般车间的淋浴污水定额，以40(L/(cap．班))计；2D――热车间的淋浴污水定额，以60(L/(cap．班))计；9T――每班工作时数(h)。淋浴时间按60min计。4.城市污水设计总流量城市污水总的设计流量是居住区生活污水，工业企业生活污水和工业废水设计流量三部分之和。在地下水位较高地区，因当地土质、管道及接口材料，施工质量等因素的影响，一般均存在地下水渗入现象，设计污水管道系统时宜适当考虑地下水渗入量。由原始资料得知，地下水位距地表8米，设计管段管底标高均高于地下水位，因此该城市污水排水管网设计不考虑地下水入渗量，设计流量为：123QQQQ式中:Q――城市污水设计流量(L/s)；1Q――居住区生活污水设计流量(L/s)；2Q――工业企业生活污水及淋浴污水设计流量(L/s)；3Q――工业废水设计流量(L/s)。3.5.2划分管线主干管：1→2→3→4→5→6→7→8→9干管：11→12→13→14→710（主干管接入污水处理厂采用倒虹管接入，详见《城市排水工程规划规范GB50318—2000》）3.5.3设计流量计算表各设计管段的设计流量计算如下表：表3.5.3污水干管设计流量计算表113.6污水干管水力计算及计算表主干管以工厂排出口（埋深2m）为控制点，则根据计算得出主干管起点埋深1.68m，1—2管段处于道路上的干管，故采用最小管径300mm。主干管铺设的地面坡度平缓，选管时管段坡度应尽量较小。从管网布置图中量取各段管道的长度填入表格第2列。同时计算各管段的实际坡降作为选择设计坡降的参考坡降。依次查水力计算表选择合适的管径、坡降、流速和充满度并填入表格中。检查井连接处的连接方式为同径采用水面平接，异径管道衔接时候采用管顶平接。主干管的埋深较深，但控制在7—8m以内，同时干管的计算其埋深必须满足支管能够顺利接入。该管网中由于主干管的埋深都比较深，故均可以保证干管能够顺利接入。但由于干管接入主干管时某些点的干管管底标高高于主干管3m以上，这些地方的干管末端需设计跌水井，然后再接入主干管。3.6.1水力计算参数（1）设计充满度12在设计流量下，污水在管道中的水深h和管道直径D之间的比值称为设计充满度当Dh＝1时成为满流，当Dh1时，成为非满流、其中雨水管道按满流设计，污水管道按非满流设计。我国最大设计充满度的规定如下表。表3.6.1.（1）最大设计充满度管径（D）或暗渠高（H）（mm）最大设计充满度（h/D或h/H）200～3000.553504～500.65500～9000.70≧10000.75规定按非满流设计的原因：①污水流量时刻在变化，很难精确计算，而且雨水或地下水可能通过检查井盖或管道接口渗入污水管道。因此，有必要保留一部分管道断面，为未预见水量的增长留有余地，避免污水溢出妨碍环境卫生。②污水管道内沉积的污泥可能分解析出一些有害气体。此外，污水中如含有汽油、苯、石油等易燃液体时，可能形成爆炸性气体。故需留出适当的空间，以利管道的通风，排除有害气体，对防止管道爆炸有良好效果。③便于管道的疏通和维护管理。13在计算污水管道充满度时，不包括短时间内突然增加的污水量，但当管径小于或等于300mm时，应按满流复核。（2）设计流速污水在管内流动缓慢时，污水中所含杂质可能下沉，产生淤积；当污水流速增大时，可能产生冲刷现象，甚至损坏管道。为了防止管道中产生淤积或冲刷，设