给排水设计计算说明书.docx

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1、给排水设计计算说明书 华南地区A市排水工程初步设计 计算说明书 院系专业环境工程 年级班级 姓名 学号 环境工程系 目录 一设计资料的调查 (1) 二设计方案的确定 (1) 1.排水体制的选择 (1) 2.排水系统的布置形式 (1) 3.方案比选 (2) （1）方案一 (2) （2）方案二 (2) （3）方案比选 (2) 三街区编号并计算面积 (3) 四污水设计流量的计算 (3) 1.综合生活污水设计流量 (3) （1）生活污水定额 (4) （2）设计人口 (4) （3）总变化系数 (4) 2.设计工业废水量 (5) (1)工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量Q2 (5) (2)工业生产废水设

2、计流量Q3 (6) 3.城市污水设计总流量计算 (6) 4.主干管和各干管设计流量计算 (6) （1）计算比流量 (6) （2）计算本段流量 (6) （3）计算集中流量 (6) （4）计算各管段设计流量 (6) 五污水管道的水力计算 (7) 1.污水管道水力计算的设计数据 (7) （1）排水管渠粗糙系数表 (7) （2）设计充满度 (7) （3）设计流速 (7) （4）最小管径 (8) （5）最小设计坡度 (8) （6）埋设深度 (8) 2.主干管，部分干管水力计算 (8) （1）部分干管的水力计算 (8) （2）主干管的水力计算 (9) 六特殊路段管道敷设 (9) 七污水管道平面图和纵剖面图

3、的绘制 (10) 八附表 (10) 一设计资料的调查 全市分为I区和II区两个区域，共有139个街区，A， B两个工厂，总人口数为55.86万。城市土壤种类为粘土，冰冻线深度为0米，地下水位-2.15m,常年主导风向为西南风。 二设计方案的确定 1. 排水体制的选择 排水系统的体制，一般分为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。现在常采用截流式合流制排水系统。其缺点是截流主干管尺寸很大，建设费用高。且实践证明采用截流式合流制的城市，污水随雨水溢出，水体仍遭受污染。晴天时合流管道内易产生沉淀，但沉淀物易被暴雨水流冲走，合流管道的维护管理

4、费用也会相应降低。由于晴天和雨天流入污水处理厂的水量变化大，增加了合流制排水系统污水处理厂运行管理中的复杂性。 分流制是将生活污水、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出的系统。在城市中，完全分流制排水系统具有污水排水系统和雨水排水系统。分流制排水系统管道中不易发生沉淀，流入污水处理厂的水量和水质变化较小，污水处理厂的运行易于控制。且分流制排水系统较为灵活，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，在国内外获得了较为广泛的应用。 综上所述，本城市采用雨污分流制排水系统。 2. 排水系统的布置形式 由城市平面图可知，A市建筑物分布较为规则，均在河流北岸。该市地势向水

5、体适当倾斜，故采用截流式的布置形式。沿河岸铺设主干管，将各干管的污水截流送至污水处理厂。污水处理厂一般设置在城市河流的下游底端，并与居民点或公共建筑保持一定的卫生防护距离。故将该市的污水处理厂设置在城市东南方河流下游处。由于该市的常年主导风向为西南风，故该污水处理厂的卫生除臭按正常标准即可。 3. 方案比选 （1）方案一 采用截流式敷设管道，干管基本沿南北方向，主干管自西向东敷设，污水全都流入沿河的主干管，污水厂设置在河流下游。共设置1条主干管，7条干管。 （2）方案二 I区管道敷设方式和方案一相同，但II区在下半区域新加两根干管，起到分流作用，相对位置如下图蓝色管线所示，19和20号检查井之

6、间不再用管道连接，共设置1条主干管,9条干管。 （3）方案比选 方案一干管13-2,25-6管段后半段流量较大，管径相应变大，但干管数量较少,管段总长度小于方案二，且干管各段都得到了充分利用。本设计说明书是根据方案一进行初步设计计算。 三街区编号并计算面积 将各街区编上号码，并按各街区的平面范围计算其体积，列入表1中。 四污水设计流量的计算 污水管道及其附属构筑物能保证通过的污水的最大流量称为污水设计流量。进行污水管道系统设计时常采用最大日最大时流量为设计流量，其单位为“L/s ”。污水设计流量包括生活污水和工业废水两大类。（忽略地下水渗入量） 1. 综合生活污水设计流量 综合生活污水流量按下

7、式计算： 360024K N n Q Z 1?= Q d 设计综合生活污水流量（L/S ）； n 居民生活污水定额（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）生活污水定额 A市位于华南地区，为第四分区城市。I区室内有给水排水卫生设备和淋浴设备，生活污水排水定额为120-160L/(cap?d)。II区室内有给水排水卫生设备，并有淋浴和集中热水供应，生活污水排水定额为150-190L/(cap?d)。综上，取I区生活污水定额为120L/(cap?d)，II区生活污水定额为150L/(cap?d)。 （2）设计人口 I区总面积为862

8、.73公顷，人口密度为 426人公顷 设计人口=426862.73=367523人 II区总面积为373.42公顷，人口密度为511人公顷 设计人口=511373.42=190818人 （3）总变化系数 居民区生活污水量总变化系数值可按综合分析得出的总变化系数与平均流量间的关系式求得，即 K Z= 2.7 Q0.11 式中Q平均日平均时污水流量（L/s）。当Q1000L/s时，K z=1.3。具体计算及相关数据见表2：城镇居住区生活污水设计流量计算表。 2. 设计工业废水量 设计工业废水量包括工业企业生活污水及淋浴污水和工业生产废水量两部分之和。即 Q m =Q 2+Q 3 式中 Q m 设计

9、工业废水量（L/s ） (1)工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量Q 2 按下式计算 3600 36002 2112 221112D C D C T K B A K B A Q + += 式中2Q 工业企业生活污水及沐浴污水的设计流量（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时变化系数，以3.0计； 2K 热车间生活污水量时变化系数，以2.5计； 1 C 一般车间最大班使用沐浴的职工人数

10、（cap ）； 2C 热车间最大班使用沐浴的职工人数（cap ）； 1D 一般车间的沐浴污水定额，以40（L/cap ?班）计； 2D 高温、污染严重车间的沐浴污水定额，以60（L/cap ?班）计； T 每班工作时数（h ）。 沐浴时间以60min 计。 具体计算见表3：各工厂生活污水及沐浴污水设计流量计算表 (2)工业生产废水设计流量Q 3 工业生产废水设计流量Q 3，即最大班排水量。具体计算见表4：城镇生产废水设计流量计算表。 3. 城市污水设计总流量计算 城市污水总的设计流量是综合生活污水和设计工业废水量两部分之和，具体计算见表5：城镇污水总流量综合表。 4. 主干管和各干管设计流量计

11、算 （1）计算比流量 各个区域的比流量可以用下式求得： 864000p n q ?= 式中 n 居住区生活污水定额（L/(cap ?d)）； P 人口密度（cap/ha ）。 具体计算见表6：各区域生活污水比流量表。 （2）计算本段流量 （3）计算集中流量 （4）计算各管段设计流量 具体计算见表7：污水干管设计流量计算表。 五污水管道的水力计算 1. 污水管道水力计算的设计数据 （1）排水管渠粗糙系数表 本设计管网采用钢筋混凝土管，排水管渠粗糙系数选取n=0.014。 （2）设计充满度 在设计流量下，污水在管道中的水深h和管道直径D的比值称为充满度（或水深比），我国按不满流方法进行污水管道设计

12、，其最大充满度的规定见下表。 （3）设计流速 和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度叫做设计流速。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。故设计流速不宜过大或过小，应在最大和最小设计流速范围之内。污水管道的最小设计流速为0.6m/s。金属管道的最大设计流速为10m/s，非金属管道的最大设计流速为5m/s。 （4）最小管径 一般情况下，采用较大的管径，可选用较小的坡度，使管道埋深减小。通常规定在街区和厂区内的最小管径为200mm，在街道下为300mm。在进行管道水力计算时，上游管段由于服务的排水面积小，因而设计流量小，按此流量

13、计算得出的管径小于最小管径，此时就采用最小管径值。 （5）最小设计坡度 对应管内流速为最小设计流速时管道坡度叫做最小设计坡度。具体规定：管径200mm 的最小设计坡度0.004；管径300mm的最小设计坡度0.003。300mm以上的设计管径根据设计流量，满足最小设计流速的最大充满度而定。一般管径超过300mm的管段设计坡度不会超过3。 （6）埋设深度 污水管道的最小埋深深度，应满足下述三个要求：A.必须防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道；B.必须防止关闭因地面荷载而受到破坏。车行道下污水管最小覆土厚度不宜小于0.7m；C.必须满足街区污水连接管衔接的要求。污水出户管的最小埋深一般采取0

14、.50.7，故街坊污水管道起点最小埋深应有0.6-0.7m。污水管道的最大埋深在干燥土壤中一般不能超过78m。 2. 主干管，部分干管水力计算 （1）部分干管的水力计算 通常规定在街道下的管道最小管径为300mm。管径300mm的钢筋混凝土管在最小设计流速0.6m/s和最大充满度0.55的情况下能通过的最大流量为24L/s。低于该值时可视作不计 算管段，直接采用最小管径300mm，和最小坡度0.003而不再进行水力计算，当有适当的冲洗水源时，可考虑设置冲洗井。 本管网系统主干管上点1为管道水力计算起始点，离污水处理厂最远的干管起点有13，25，35，44，53，58，66，这些点都可能成为管道

15、系统的控制点。对干管13-2，25-6进行水力计算，13，25两干管起始点的埋深可用最小覆土厚度的限值确定。各检查井处地面标高通过比值法借助已有等高线确定，管段在检查井处的衔接方法为，管径不同采用管顶平接，管径相同采用水面平接。同时保证下游管段上端管底标高，水面标高均小于或等于上游管段下端管底标高，水面标高。 为确保满足干管和主干管衔接的要求，设计管网系统应对所有干管进行水力计算校核，本次设计中由北至南地面坡度约为0.001398，整个管网上无个别低洼点，各区域地面坡度较接近，而干管13-2,25-6在七根干管中流量最大，结合其埋深数据，可合理推测剩余干管与主干管衔接点处埋深均在23m范围内，

16、不再计算。 具体计算见表8：污水干管13-2水力计算表。表9：污水干管25-6水力计算表。（2）主干管的水力计算 点2对主干管埋深起主要作用，综合考虑冰冻线，地面荷载，污水管连接管衔接要求，定点2埋深为2.33m。具体计算见表11：污水主干管水力计算表。 计算结果表明主干管末端管段埋深超过8m，考虑在76号检查井处设置一个提升泵站，将该出作为一个控制点，并对干管53-10进行水力计算以得到衔接处埋深数据，从而确定泵站提升高度。具体计算见表10：污水干管53-10水力计算表。 为使主干管有较好的水力条件，若干管标高比主干管的管底标高高出许多，需要在连接处前的干管上设置跌水井。 六特殊路段管道敷设 由于城市中间有一条铁路穿过将城市分为两块，而敷设干管时81-82管段必须经过该铁路，根据给排水手册第五册1.5.7“管道穿越铁路或公路”一部分进行设计。管线垂直于铁路，以缩短穿越长度，管材采用加固管，其断面，坡度，流量，流速，等设计数据应与