城市基础设施规划第3章 城市基础设施规划(排水部分)3

污水设计流量的计算
3、工业企业生活污水及淋浴污水量计算
Q3

A1B1K1 A2 B2 K 2 3600T

C1D1 C2 D2 3600
式中：Q3——工业企业生活污水及淋浴污水设计流量，L/s； A1——一般车间最大班职工人数，人； A2——热车间最大班职工人数，人； B1——一般车间职工生活污水量标准，为25(L/(人.班))； B2——热车间职工生活污水量标准，为35(L/(人.班))； K1——一般车间生活污水量时变化系数，以3.0计； K2——热车间生活污水量时变化系数，以2.5计； C1——一般车间最大班使用淋浴的职工人数，人； C2——热车间最大班使用淋浴的职工人数，人； D1——一般车间的淋浴污水量标准，为40(L/(人.班))； D2——热车间的淋浴污水量标准，为60(L/(人.班))； T——每班工作时数，h。
2．设计管段设计流量的确定 每一设计管段的污水设计流量可能包括以下几
种流量。
（1）本段流量 q1—— 是从本管段沿线街坊流来的 污水量；
（2）转输流量 q2—— 是从上游管段和旁侧管段流 来的污水量；
（3）集中流量q3—— 是从工业企业或其它产生大量 污水的公共建筑流来的污水量。
对于某一设计管段，本段流量是沿管段长度变 化的，即从管段起点的零逐渐增加到终点的全部流 量。为便于计算，通常假定本段流量从管段起点集 中进入设计管段。而从上游管段和旁侧管流来的转 输流量 q2和集中流量 q3对这一管段是不变的。
际数据采用。 （2）公式计算
该式是我国在多年观测资料的基础上进行综 合分析总结出的计算公式。它反映了我国总变 化系数与平均流量之间的关系：

2.3 Qd 5

Kz

2.7
Qd
0.11
5 Qd 1000

1.3
Qd 1000
式中 Qd Qd —— 平均日平均时污水量（L/s）。
q1—— 居民生活污水定额（L/人·d）；
N1 —— 设计人口数； Kz —— 生活污水量总变化系数。
设计人口指污水排水系统设计期限终期的规划人口数。
它与城市的发展规模及人口的增长率有关。
污水设计流量的计算
2、公共建筑生活污水量计算
Q2

S N Kh 24 3600
式中：Q2——公共建筑生活污水设计流量，L/s； S——公共建筑生活污水量标准（L/(d.人)），一般按 《室内给水排水和热水供应设计规范》推荐的参 数选用，排水量大的建筑也可以通过调查或参 考相近建筑选用。 Kh——时变化系数，是最大日最大时污水量与最大日 平均时污水量的比值
140-180
注：第一分区包括：黑龙江、吉林、内蒙古的全部，辽宁的大部分，河北、山西、陕西偏北的一小部分，宁夏偏东 的一部分；
第二分区包括：北京、天津、河北、山东、山西、山西的大部分，甘肃、宁夏、辽宁的南部，河南北部，青海 偏东和江苏偏北的一小部分；
第三分区包括：上海、浙江的全部，江西、安徽、江苏的大部分，福建北部、湖南、湖北的东部，河南南部；
Q4=3.00+4.00=7.00 (L/s) 将各项污水设计流量直接求和，得该小区污水设计总流量： Qh=Q1+Q2+Q3+Q4 =46.36+31.00+7.00=84.36 (L/s)
管段设计流量计算 1．设计管段的划分 （1）设计管段：两个检查井之间的管段，如果采用
的设计流量不变，且采用同样的管径和坡度，则 称它为设计管段。 （2）划分设计管段：只是估计可以采用同样管径和 坡度的连续管段，就可以划作一个设计管段。根 据管道的平面布置图，凡有集中流量流入，有旁 侧管接入的检查井均可作为设计管段的起止点。 设计管段的起止点应依次编上号码。
Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q渗
Q渗指地下水渗入量，一般以单位管道延长米 或单位服务面积公顷计算，日本规定采用经验数 据，按每人每日最大污水量的10%-20%。
• 【例3】 某城镇居住小区污水管网设计。
• 该居住小区街坊总面积50.20hm2，人口密度 为350人/hm2，居民生活污水量定额为 120L/(人.d)；有两座公共建筑，火车站和公 共浴室的污水设计流量分别为3.00L/s和 4.00L/s；有两个工厂，工厂甲的生活、淋浴 污水与工业废水总设计流量为25.00L/s，工 厂乙的生活、淋浴污水与工业废水总设计流 量6.00L/s。全部污水统一送至污水厂处理。 试计算该小区污水设计总流量。（不考虑地 下水渗流）
在有冲洗水源时，这些管段可考虑设置冲洗井定期冲 洗以免堵塞。
最小设计坡度 1．最小设计坡度：相应于管内最小设计流速时的坡
度叫做最小设计坡度，即保证管道内污 物不淤积的坡度。
2．I min=f（v min，管道的水力半径R）。
排水管网设计与计算
污水管道系统是由污水管道及管道系统上的附属 构筑物组成。
污水管（渠）道设计的主要内容包括： 1．划分排水流域，进行管网定线； 2．划分设计管段，确定各设计管段的设计流量； 3．进行管（渠）道的水力计算，确定管径、坡度、
流速及埋深等； 4．绘制管（渠）道平面图及剖面图。
设计流量
污水管道的设计流量是设计期限(20~30 年)终了时的最大日(或最大班)最大时的污水 流量,它包括生活污水设计流量和工业废水设 计流量,在地下水位较高的地区，宜适当考虑 地下水渗入量。
➢ 便于管道的疏通和维护管理。
3．最大设计充满度的规定如下表
最大设计充满度
管径或渠高（mm）
200～300 350～450 500～900
≥1000
最大设计充满度
0.55 0.65 0.70 0.75
在进行水力计算时，所选用的充满度，应小 于或等于表中所规定的数值。
最小管径 1．原因： （1）养护方便：一般在污水管道的上游部分，
【解】街坊总面积50.20hm2，居住人口密度为350人/hm2， 则服务总人口数为50.20×350=17570人。居民生活污水量 定额为120L/(cap.d)，则居民平均日生活污水Байду номын сангаас为：
根据平均日生活污水量查表得总变化系数KZ1=1.9。 代入 计算得居民生活污水设计流量：
工业企业生活、淋浴污水与工业废水设计流量已直接给出， 为： Q2+Q3=25.00+6.00=31.00 (L/s) 公共建筑生活污水设计流量也已直接给出，为：
55-90
分
区
二
三
四
生活污水每人每日排水定额（L）
60-95
65-100
65-100
五 55-90
室内有给水排水卫生设 备和淋浴设备
90-125
100-140
110-150
120-160
100-140
室内有给水排水卫生设 备，并有淋浴和集中热 水供应
130-170
140-180
145-185
150-190
污水设计流量的计算
4、工业废水设计流量计算
Q4

mM KZ 3600T
式中：Q4——工业废水设计流量，L/s； m——生产过程中每单位产品的废水量标准， L/单位产品； M——产品的平均日产量； T——每日生产时数； KZ——总变化系数，与工业企业性质有关。
污水设计流量的计算
5、城市污水设计总流量
本段流量是以人口密度和管段的服务面积来计算， 公式如下：
q1 qs • F
式中 q1 —— 设计管段的本段流量（L/s）；
F —— 设计管段的本段服务面积（ha）；
q s —— 比流量（L/s·ha）。比流量是指 单位面积上排出的平均污水量。可用下式计算：
n•
qs 86400
式中 n —— 生活污水定额（L/人·d）；
污水管道设计参数
水力计算的两个基本公式给出了流量 Q、流速 v、粗糙系数 n、水力坡度 I、水力半径Ｒ和过水断 面面积ω等水力要素之间的关系。为使污水管渠正
常运行，需对这些因素加以考虑和限制。作为污水 管道设计的依据。
1．设计充满度h/D：在设计流量下，污水管道中的 水深 h与管道直径 D的比值称为设计 充满度（或水深比）。当 h/D＝１时 称为满流；当 h/D＜1时称为不满流。
街坊和厂区内
200
街道
300
0.004 0.003
不计算管段：在污水管道的上游，由于设计管段服 务的排水面积较小，所以流量较小，由此而计 算出的管径也很小。如果某设计管段的设计流 量小于在最小管径、最小设计坡度（最小流 速）、充满度为0.5时管道通过的流量时，这 个管段可以不必进行详细的水力计算，直接选 用最小管径和最小设计坡度，该管段称为不计 算管段。
时变化系数Kh：最大日中最大时污水量与该日
平均时污水量的比值，称为时变化系数。
总变化系数Kz：最大日最大时污水量与平均日
平均时污水量的比值称为总变化系数。
Kz= Kd·Kh
1．居民生活污水量变化系数 总变化系数与平均流量有一定关系，平均流量愈 大，总变化系数愈小。生活污水量总变化系数宜 按现行《室外排水设计规范》规定采用。
（1）查表 生活污水量总变化系数
污水平均
日流量 （L/s）
5 15 40 70 100 200 500 ≥1000
总变化系
数Kz
2.3 2.0 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3
注： a.当污水平均日流量为中间数值时，总变化系数用
内差法求得。 b.当居住区有实际生活污水量变化资料时，可按实
综合生活污水定额(还包括公共建筑排放的污水) 注意：采用平均日污水量定额。
2．工业企业工业废水和职工生活污水和淋浴废水 定额： 与给水定额相近，可参考。
污水量的变化
通常用变化系数来反映城镇污水量的变化程度。 变化系数有日变化系数、时变化系数和总变化系数。
日变化系数Kd：在一年中最大日污水量与平均
日污水量的比值称为日变化系数。
设计流量是污水管道系统及附属构筑物设计的依据。
设计污水量定额 1.居民生活污水定额和综合生活污水定额
居民生活污水定额是指居民每人每日所排出的平均 污水量。 居民生活污水定额与居民生活用水定额、建筑内给 排水设施水平及排水系统普及程度等因素有关。
居住区生活污水排水定额
卫生设备情况
一
室内有给水排水卫生设 备，但无淋浴设备
污水设计流量计算
1．居民生活污水设计流量的确定 居民生活污水是指居民日常生活中洗涤、冲厕、 洗澡等产生的污水。 居民生活污水设计流量可按下式计算：
Q1

q1 • N1 • kz 24q1 3600

q1 • N1 • kz 86400
(L / s)
式中 Q1—— 居民生活污水设计流量（L/s）；
设计流量很小，若根据流量计算，则管径会很 小，根据养护经验表明，管径过小易堵塞，使 养护管道的费用增加。而小口径管道直径相差 一号在同样埋深下，施工费用相差不多。 （2）减小管道的埋深：此外采用较大的管径， 可选用较小的坡度，使管道埋深减小。最小管 径可见下表。
最小管径和最小设计坡度
污水管道位置 最小管径（mm） 最小设计坡度
第四分区包括：广东、台湾的南部，广西的大部分，福建、云南的南部；
第五分区包括：贵州的全部、四川、云南的大部分，湖南、湖北的西部，陕西和甘肃在秦岭以南的地区，广西 偏北的一小部分
我国现行《室外排水设计规范》规定，可按当 地用水定额的80％～90％采用。对给排水系统完善 的地区可按90％计，一般地区可按80％计。
2．污水管道的设计有按满流和
非满流两种方法。在我国，
D
按非满流进行设计。
h
原因是：
➢ 污水的流量很难精确确定，
图9.2 充满度示意图
而且雨水或地下水可能渗入污水管道增加流量， 因此，选用的污水管道断面面积应留有余地，以防 污水溢出；
➢ 污水管道内沉积的污泥可能分解析出一些有害气体，
需留出适当的空间，以利管道内的通风，排除有害 气体
—— 人口密度（人/ ha）。
某一设计管段的设计流量可由下式计算：
qij q1 q2 kz q3
式中
q ij —— 某一设计管段的设计流量（L/s）； q1 —— 本段流量（L/s）； q2 —— 转输流量（L/s）； q3 —— 集中流量（L/s）； kz —— 生活污水总变化系数。
2．工业废水量变化系数 日变化系数较小，接近1。时变化系数见下表：
工业种类 冶金 化工 纺织 食品 皮革 造纸 时变化系
数Kh 1.0~1.1 1.3~1.5 1.5~2.0 1.5~2.0 1.5~2.0 1.3~1.8
3．工业企业工业职工生活污水和淋浴污水量变化系 数
生活污水：一般车间3.0，高温车间2.5。 淋浴污水：下班后1小时使用，不考虑变化。