污水排水管网设计

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1、郑州大学水利与环境学院排水工程I课程设计说明书题目：A城新区污水管网工程扩大初步设计学生姓名指导教师李桂荣学 号专 业环境工程2班2012.3.3完成时间目录0104第一节 设计说明书 第二节 污水设计计算说明书附件一 污水管道平面布置图附件二 污水管道各管段污水设计流量计算表附件三 城市污水主干管水力计算表附件四 污水主干管纵剖面图第一节 设计说明书一、工程任务及设计范围运用已学的排水管网的专业知识，进行A城新区污水管网工程的扩大初步 设计。设计主要内容如下：（1）设计基础数据的收集。（2）确定设计方案，划分排水流域，进行污水管道的定线和平面布置。（3）污水管网总设计流量及各管段设计流量计算

2、。（4）进行污水管道水力计算，确定管道断面尺寸、设计坡度、埋设深度等。（5）污水确定污水管道在街道横断面上的位置。（6）绘制污水管网平面图和纵剖面图。二、设计原始资料1. A城市平面规划图（1： 1000）该新城区的规划如图一所示。西部濒临白河，流向自北向南，主要的工业企业 集中在城区的东南部，等高线较为平缓，自城区自东向西逐步降低，城区内无 明显的起伏地势。2. 服务人口密度：350人/ha；生活污水量标准平均日120L/（capd）3. 主要的排污单位有如下工业企业和公共建筑，其位置如平面图所示： 甲厂：最大班排水量20L/S。 乙厂：最大班排水量15 L/S。 公共建筑排水量（火车站）：

3、15 L/S。（学校）：10 L/S。上述工业企业所产生的废水经局部处理后，水质达到污水综合排放标准 GB8978-1996 所规定的三级排放标准后，排入城市污水管网，由污水管道统一 收集后排入城市污水处理厂进行集中处理，达标排放。各企业排水口的管底埋设深度不小于2.0米。设计街区的污水管道最小埋深不 小于1.5米。火车站污水管道起端管道埋深为不小于1.5米。4. 自然状况：(1) 城市土壤种类：粘土和亚粘土；(2) 地下水位深度：一4.5米；(3) 冰冻线深度： 0.6 米；(4) 常年主导风向：东北风；(5) 城市最高温度 41C;最低温度-5C；年平均温度 20C。(6) 本工程设计按抗

4、震设防烈度6度进行设防。5. 河流最高洪水位：645米，最低水位：635米，常水位： 640 米。 6本市区有一发电厂与省电力网联系在一起，电力供应正常，有两个电源可供 连接，保证用电安全可靠；三、教材与参考书1、排水工程(上册)(第四版)1996年，中国建筑工业出版社2、给水排水设计手册，中国建筑工业出版社3、室外排水设计规范(GB50014-2006)4、给水排水管道设计计算与安装，化学工业出版社第二节污水设计计算说明书一、在平面图上布置污水管道管道系统平面布置，也称定线。污水管道平面布置一般按主干管、干管、 支管顺序依次进行。从设计区总平面图可知该区地势自东向西逐渐降低，坡度较小，等高线

5、较 为平缓。街道支管布置在街区地势较低一侧的道路下，干管基本上与等高线垂 直布置，主干管布置在设计区西部，基本上与等高线平行。整个管道系统呈截 流式布置(见附件一)。二、计算街区面积按各街区的平面范围计算它们的面积，列入下表。用箭头标出各街区的污 水排出的方向。街区编号12345678910街区面积1.355.613.403.816.114.463.414.405.373.37街区编号11121314151617181920街区面积3.475.674.173.523.323.456.647.414.644.96街区编号21222324252627282930街区面积6.064.894.611.

6、923.833.894.332.673.114.80街区编号31323334353637383940街区面积3.562.882.715.675.715.766.483.964.5611.2街区编号41424344454647484950街区面积8.276.648.898.899.0210.164.211.296.785.19街区面积(单位：ha)表 1)街区编号5152街区面积 4.186.28三、划分设计管段，计算设计流量根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点和旁侧支管进入的点，作为设计管段的起迄点，并给检查井编上号码。污水管道及其附属构筑物能保证通过的污水最大流

7、量称为污水设计流量。污水管网水力计算，是从上游七段节点开始向下游节点进行，依次对各管 段进行计算，直到末端节点。各设计管短的设计流量应列表计算。在初步设计 阶段只计算干管和主干管的设计流量，见附件二。该城区人口密度为345cap/ha,污水量设计标准120L/(capd)，则每公顷 街区面积的生活污水平均流量(比流量)为：350 120q =0.486 (L/ (sha)086400本设计中共有4个集中流量，因污水污染程度轻微，分别通过检查井10、1722、40直接进入城市污水管道。总变化系数的确定:=2.7总 Q 0.11式中，Q为平均日平均时污水流量（L/s）。当Q5L/s时，K =2.3

8、。总污水干管设计流量计算表（表 2）管 段 编 号居住区生活污水量Q1集中流量设计 流量 （L/s）本段流量转输流量 q (L/S)2合计 平均 流量 （L/s）总变 化系 数Kz生活 污水 设计 流量Q1（L/s）本段（L/ s）转输(L/S)街区 编号街区面 积（ha）比流量q0 （L/s*ha）流量 q (L/s1)1234567891011127-83.293.292.37.577.578-95.005.002.311.501021.509-109.329.322.119.57151044.5710-1114.9914.992.029.982554.9811-1218.5918.592

9、.037.182562.1812-1321.8821.881.941.572566.5713-127.2227.221.951.722576.721-211.360.4860.6627.2227.881.952.972577.972-384.390.4862.1327.8830.011.957.022582.0214-153.563.562.38.198.1915-167.337.332.216.1316.1316-1712.0012.002.125.2025.2017-1814.3314.332.028.6628.6618-1918.2318.232.036.4636.4619-2021.7

10、921.791.941.4041.4020-2127.5527.551.952.3452.3421-332.6832.681.858.8258.823-4163.450.4861.6862.6964.381.7109.4525134.4522-233.053.052.37.022027.0223-248.328.322.117.472037.4724-2514.8614.862.029.722049.7225-2620.2620.261.939.49152073.4926-2726.3426.341.950.053585.0527-2830.3530.351.957.673592.6728-2

11、938.4238.421.869.5435104.5429-3045.6045.601.882.0835117.0830-454.6054.601.794.8235127.824-5241.940.4860.94118.98119.921.6191.8760251.875-6345.670.4862.76119.92122.681.6196.2960256.296-7438.890.4864.32122.68127.041.6203.2660263.26四、水力计算在确定设计流量后，便可以从上游管段开始依次进行主干管各设计管段的选择管道管径、坡度和埋深进行水力计算。列表进行计算，如附件三所示。

12、1. 从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，列入表中。2. 将各设计管段的设计流量、设计管段起讫点检查井处的地面标高列入表中。3. 计算每一设计管段的地面坡度（地面坡度地面高差）,作为确定管道坡距离度时参考。4. 尽可能提高下游管段高程，以减少管段埋深，减低造价。避免上游管段中 形成回水而产生淤积。管道的衔接方法，通常采用水面平接和管顶平接， 特殊情况下需采用管底平接与跌水连接。5. 确定起始管段的管径以及设计流速v，设计坡度I,设计充满度h/D。首先 拟采用最小管径300mm，即查排水工程（第四版）上册附图4水力计算 图。在这张计算图中，管径D和管道粗糙系数n为已知，其于4个水力因 素只

13、要知道 2个即可求出另外 2个。现已知设计流量，另 1个可根据水力 计算设计数据的规定设定。本城镇由于管段的地面坡度很小，为了不使整 个管道系统的埋深过大，宜采用最小设计坡度为设定数据。根据国内污水 管道实际运行情况的观测数据并参考国内外经验，污水管道的最小流速定 为0.6m/s。将所确定的管径D、管道坡度I、流速v、充满度h/D分别列入 附件三中。6. 确定其它管段的管径D、设计流速v、设计充满度h/D和管道坡度I。通常 随着设计流量的增加，下一个管段的管径一般会增大一级或两级（50mm为 一级），或者保持不变，这样便可根据流量的变化情况确定管径。然后可根 据设计流速随着设计流量的增大而逐段

14、增大或保持不变的规律设定设计流 速。根据 Q 和 v 即可在确定 D 那张水力计算图中查出相应的 h/D 和 I 值， 若 h/D 和 I 值，若 h/D 和 I 值符合设计规范的要求，说明水力计算合理， 将计算结果填入表中相应的项中。最大设计充满度管径（D）或暗渠咼（H） （mm）最大设计充满度（hD)200-3000.55350-4500.65500-9000.70三10000.756. 计算各管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度：1）根据设计管段和管道坡度求降落量。2）根据管径和充满度求管段的水深。3）确定管网系统的控制点。该城镇离污水厂最远的干管起点有 7 14、及22 点，对主

15、干管起决定作用的控制点是7 点。1 点是主 干管的起始点，它的埋深考虑到管道内污水冰冻，地面荷载， 覆土厚度等各因素，因此将7点定位1.5m。22点有集中流量, 所以定位为 2.0m。4）求设计管段上、下端的管内底标高，水面标高及埋设深度。五、绘制管道纵剖面图污水管道纵剖面图，反映管道沿线高程位置，它和管道平面布置图对应。本题的设计深度仅为初步设计，因此，在水力计算结束后依据计算所得的管径、坡度等数据绘制污水管道纵剖面图，见附件四。管段编 号管道长 度 L (m)设计流 量Q (L/s)管径D(mm)坡度I流速v(m/s)充满度降落量I L(m)h/Dh (m)1234567899-10361

16、44.574000.00360.870.430.1721.3006510-1123854.984500.00230.770.460.2070.5476511-1221562.184500.00200.760.510.2300.4306512-1332766.575000.00110.610.540.2700.3606513-12076.725000.00110.630.600.3000.0226514-152268.193000.00430.600.260.0780.9726515-1627416.133000.00300.630.390.1170.8226516-1735425.203500

17、.00240.640.430.1510.8506517181819192020-21213222323 2424 2525 2626 272728282929 3030- 4122- 33 44 55 66724221533229366229272259242213327300295174266269丽34425935528.6636.4641.4052.3458.8227.0237.4749.7273.4985.0592.67104.54117.08127.8277.9782.02134.45251.87256.29263.2635035040045035035050050060060060

18、0而500500而8008008000.00200.00200.00150.00140.00170.00270.00150.00130.00170.00150.00140.00120.00110.00120.00150.00170.00140.00090.00100.00100.620.660.610.62000.680.600.600.74020.720.710.69030.720.77090.780.830.820.480.560.530.520.520.430.6207620.500.580.470.520.58460.540.540.450.610.590.610.1680.1960.2120.2340.2340.1510.2170.2480.2500.2900.2820.3120.3480.3220.2700.2700.3150.4880.4720.4880.4840.4300.4980.4100.1120.6180.4080.3370.4110.3200.4580.3600.3250.2090.3990.3500.4840.3100.2590.35565,65.65653656516516516565654653653656526526565265652