1、第9章 污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算,污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù),污水管網(wǎng)總設(shè)計(jì)流量及各管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算 污水管網(wǎng)各管段直徑、埋深、銜接設(shè)計(jì)與水力計(jì)算 污水提升泵站設(shè)計(jì) 污水管網(wǎng)施工圖繪制等,9.1 污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算,污水量定額與城市用水量定額之間有一定的比例關(guān)系，稱(chēng)為排放系數(shù)。 一般，生活污水和工業(yè)廢水約為用水量6080%。但由于地下水和地面雨水從接口、裂隙進(jìn)入，使實(shí)際污水量增大。 居民生活污水定額和綜合生活污水定額應(yīng)根據(jù)用水定額，結(jié)合建筑內(nèi)部給排水設(shè)施水平和排水系統(tǒng)普及程度等因素確定。 工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水量按有關(guān)規(guī)定協(xié)調(diào)。 工業(yè)企業(yè)廢水量根據(jù)工藝特點(diǎn)確定。,9.1.1 設(shè)計(jì)污水量定額,9.1.2

2、 污水量的變化,Kd日變化系數(shù)，最大日污水量與平均日污水量的比值 Kh時(shí)變化系數(shù)，最大日最大時(shí)污水量與最大日平均時(shí)污水量的比值 KZ 總變化系數(shù)，最高日最高時(shí)污水量與平均日平均時(shí)污水量的比值,KZ=Kd Kh,污水量變化可以用變化系數(shù)和變化曲線來(lái)描述。,（1）居民生活污水量變化系數(shù),生活污水量總變化系數(shù),污水平均日流量（L/s）,總變化系數(shù)（KZ）,5,2.3,15,2.0,40,70,1.7,100,1.6,200,1.5,500,1.4,1000以上,1.3,1.8,（2）工業(yè)廢水量變化系數(shù) 和產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)工藝有關(guān)。 （3）工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水量變化系數(shù) 生活污水：一般車(chē)間3.0，

3、高溫車(chē)間2.5。 淋浴污水：近似均勻排水。,9.1.3 污水設(shè)計(jì)流量計(jì)算,（1）居民生活污水設(shè)計(jì)流量 式中：q1i各排水區(qū)域居民平均日生活污水 量標(biāo)準(zhǔn)，L/(cap.d)； N1i 各排水區(qū)域的人口數(shù)，cap； Kz1 總變化系數(shù)。 注意：q1i按平均日污水量定額，按平均日用水量定額的8090%確定。,（2）工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量 式中：q2i 廢水量定額，m3/萬(wàn)元、 m3/產(chǎn)量單 位或m3/單位生產(chǎn)設(shè)備； N2i 最高日產(chǎn)值，萬(wàn)元，或產(chǎn)量，臺(tái)、 件等，或生產(chǎn)設(shè)備數(shù)量，臺(tái)等； T2i 最高日生產(chǎn)小時(shí)數(shù)，h； f2i 生產(chǎn)用水重復(fù)利用率； K2i 時(shí)變化系數(shù)。,（3）工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水量計(jì)算

4、,q3ai職工生活污水量標(biāo)準(zhǔn),一般車(chē)間25L/(人班),熱車(chē)間35L/(人班)； N3ai 最高日生活用水總?cè)藬?shù)，人； T3ai 最高日每班工作小時(shí)數(shù)，h； Kh3ai生活污水量時(shí)變化系數(shù)，一般車(chē)間3.0，熱車(chē)間2.5； q3bi職工淋浴用水量標(biāo)準(zhǔn)，一般車(chē)間40L/(人班），熱車(chē)間60L/(人班)； N3bi 最高日淋浴用水總?cè)藬?shù)，人。,式中：,（4）公共建筑污水設(shè)計(jì)流量,式中：q4i 各公共建筑最高日污水量標(biāo)準(zhǔn)，L/(用水單位 d）； N4i 用水單位數(shù)； T4i 最高日排水小時(shí)數(shù)，h； Kh4i 污水量時(shí)變化系數(shù)。,（5）城市污水設(shè)計(jì)總流量,9.2 管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算,連接管、污水干管（主干

5、管和干管）、污水支管。 一般檢查井的設(shè)置位置有：流量匯入的地方、管道坡度變化處、管徑變化處、轉(zhuǎn)彎、或在一定的直線管道長(zhǎng)度內(nèi)（3070m）。 水流為重力流，管道需要有一定的下降坡度。 管道埋深太大時(shí)設(shè)提升泵站（平坦地區(qū)，反坡）， 管道坡度較大，設(shè)置跌水井。,9.2.1 污水管網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)與管段,污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)任務(wù)：計(jì)算不同地點(diǎn)污水流量、各管段污水流量，確定管徑、埋深和銜接方式等。,管段：污水管網(wǎng)中流量和坡度不變的管道。 管段設(shè)計(jì)流量：管段上游端匯入的污水量和該管段收集的污水量。 節(jié)點(diǎn)：管段的上游端和下游端。,節(jié)點(diǎn)流量： 該節(jié)點(diǎn)下游本段沿線污水流量（生活污水） 集中流量（工業(yè)廢水、工業(yè)生活污水與淋浴污水

6、、公建污水）,9.2.2 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量,9.2.3 管段設(shè)計(jì)流量,污水管網(wǎng)管段設(shè)計(jì)流量,設(shè)計(jì)管道的總沿線流量： 式中：q1管道的總沿線流量，L/s； F設(shè)計(jì)及其上游管道服務(wù)街坊面積，公頃； KZ生活污水量總變化系數(shù)； q0單位面積平均日平均時(shí)流量，比流量，L/s公 頃。,式中：n居民平均日生活污水量排放定額，L/(人 d)； p總?cè)丝跀?shù)，人； s 污水管道服務(wù)的總街坊面積，公頃。,9.3 污水管道設(shè)計(jì)參數(shù),污水管道水力計(jì)算的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)充滿度（h/D）,設(shè)計(jì)流速（v）,最小管徑（D）,最小設(shè)計(jì)坡度（i）,1）設(shè)計(jì)充滿度（h/D）,指設(shè)計(jì)流量下，管道內(nèi)的有效水深與管徑的比值。,h/D =1時(shí)，

7、滿流,h/D 1時(shí)，非滿流,室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，最大充滿度為：,管徑（D）（mm）,最大充滿度（h/D）,200300 350450 500900 1000,0.55 0.65 0.70 0.75,h,D,為什么要做最大設(shè)計(jì)充滿度的規(guī)定？,1）預(yù)留一定的過(guò)水能力，防止水量變化的沖擊， 為未預(yù)見(jiàn)水量的增長(zhǎng)留有余地； 2）有利于管道內(nèi)的通風(fēng)； 3）便于管道的疏通和維護(hù)管理。,2）設(shè)計(jì)流速,與設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)充滿度相應(yīng)的污水平均流速。,最小設(shè)計(jì)流速：是保證管道內(nèi)不發(fā)生淤積的流速，與污水中所含雜質(zhì)有關(guān)；我國(guó)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)確定最小流速為0.6m/s。,最大設(shè)計(jì)流速：是保證管道不被沖刷破壞的流速，

8、與管道材料有關(guān)；金屬管道的最大流速為10m/s，非金屬管道的最大流速為5m/s。,3）最小管徑,為什么要規(guī)定最小管徑？ 街坊管最小管徑為200mm，街道管最小管徑為300mm。 什么叫不計(jì)算管段？ 在管道起端由于流量較小，通過(guò)水力計(jì)算得到的管徑小于最小管徑，對(duì)于這樣的管段可不用再進(jìn)行水力計(jì)算，而直接采用最小管徑和相應(yīng)的最小坡度，這樣的管段稱(chēng)為不計(jì)算管段。,4）最小設(shè)計(jì)坡度,相應(yīng)于最小設(shè)計(jì)流速的坡度為最小設(shè)計(jì)坡度，最小設(shè)計(jì)坡度是保證不發(fā)生淤積時(shí)的坡度。,（1）,（2）,（3）,規(guī)定：管徑200mm的最小設(shè)計(jì)坡度為0.004； 管徑300mm的最小設(shè)計(jì)坡度為0.003。,設(shè)計(jì)充滿度一定時(shí)，管徑越大

9、，最小設(shè)計(jì)坡度越小。,5）污水管道的埋設(shè)深度,覆土厚度,埋設(shè)深度,決定污水管道最小覆土厚度的因素：,冰凍線的要求,地面荷載,滿足街坊管連接要求,地面,管道,滿足地面荷載要求：車(chē)行道下最小覆土厚度0.7m 滿足防冰凍要求： 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定：無(wú)保溫措施的生活污水管道，管底可埋設(shè)在冰凍線以上0.15m；有保溫措施或水溫較高的管道，冰凍線以上距離可以加大。 滿足街坊污水連接管銜接要求：,從以上三個(gè)因素出發(fā)，可以得到三個(gè)不同的覆土厚度，最大值就是這一管段的允許最小覆土厚度。,最大埋深 根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及施工方法決定。 在干燥土壤中，管道最大埋深一般不超過(guò)78m；在多水、流沙、石灰?guī)r地層中，一般不超

10、過(guò)5m。,銜接原則： （1）盡可能提高下游溝段的高程，以減少埋深，從而降低造價(jià)，在平坦地區(qū)這點(diǎn)尤其重要； （2）避免在上游溝段中形成回水而造成淤積。,6）污水管道的銜接,管頂平接,管底平接,一般情況下， 異管徑管段采用管頂平接。 同管徑管段采用水面平接。,管 頂 平 接,9.4 污水管道水力計(jì)算,分析設(shè)計(jì)地區(qū)的地形等實(shí)際情況 考慮規(guī)范規(guī)定的設(shè)計(jì)參數(shù),管道坡度的確定,盡可能與地面坡度平行，減小管道埋深； 保證合理的設(shè)計(jì)流速，不淤積和沖刷。 在保證流速和充滿度的前提下： 管徑大，坡度??； 管徑小，坡度大。 矛盾，考慮經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。,（1）較大坡度地區(qū)管段設(shè)計(jì),沿地面坡度敷設(shè)，滿足最小流速。 流量 期望坡度 管徑，流速（比例換算