排水管网设计

目录

一、工程概况

二、排水体制选择及其分析

2.1 排水体制

2.2排水系统体制的分类：

三、管渠水力设计主要设计参数

四、污水管网设计内容

4.1 污水管渠水力设计原则

4.2 管段衔接原则及方法

4.3污水管道平面布置

五、污水管道的水力设计

5.1街区编号及街区面积计算

5.2污水设计流量的确定

5.3 设计管段的设计流量的组成

5.4 水力计算

六、雨水管道水力设计

6.1 雨水管渠设计的原则

6.2雨水管渠设计的准则

6.3 设计步骤

6.4水力计算中应注意的问题

设计题目：＿河南某城市 排水管网设计

一、工程概况

该地区为河南某城镇，需要对其进行污水管网及雨水管网的设计。从图上可以看出该地区地势东高西低，坡度较小，地形较平坦。把该地区划分为三个区域，依次为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域，分别由铁路和河流隔开。河流自东向西流，在Ⅰ区域有甲、乙两个厂区。基本资料如下：

1、各区总面积及人口密度： 表1

2、暴雨强度公式：767

.0)17.7()

lg 1(24347.166++=

=t P C i q

该地区暴雨设计重现期为1年，地面集水时间1t 为10min 。

3、工业企业生产排水如下：

10、河流流向：自东向西流。

二、排水体制选择及其分析

2.1 排水体制

生活污水，工业废水和雨水可以采用一套管渠系统或是两套或两套以上的、各自独立的管渠系统来排除，这种不同的排除方式所形成的排水系统，成为排水系统的体制，简称排水体制，又称排水制度。排水系统主要有合流制和分流制两种。

2.2排水系统体制的分类：

2.2.1 合流制

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套管渠系统内排除的系统，有直排式和截流式两种排除形式。

1、直排式合流制排水系统

早期的合流制排水系统是将排除的混合污水不经处理和利用，以最短距离、在最短时间内就近直接排入水体，虽投资较低，但对水体环境污染严重，一般不宜采用。

2、截流式合流制排水系统

在原有的基础上，沿水体岸边增建一条截流干管，并在干管末端设置污水厂。同时，在截留干管与原干管相交处设置溢流井。晴天和初雨时，污水排入污水厂，经处理后排放，随着雨水径流量的增加，部分混合污水回京溢流井直接溢入水体，对水体污染较直排式小。

2.2.2 分流制

将生活污水、工业废水和雨水用两个或两个以上排水管渠排除。其中排除生活污水，工业废水的系统称为污水排水系统；排除雨水的系统称为雨水排水系统。按排除雨水的方式不同又可分为完全分流制、不完全分流制、半分流制。

1、完全分流制排水系统

既有污水排水系统，又有雨水排水系统。生活污水、工业废水通过污水排水系统排至污水厂，经处理后排入水体，雨水则通过雨水排水系统直接排入水体。该体系环保效益好，但有初期雨水的污染问题，投资较合流制高。

新建的城市及重要的工矿企业，一般采用完全分流制排水系统。

2、不完全分流制排水系统

只设有污水排水系统，没有完整的雨水排水系统，各种污水通过污水排水系统送至污水厂，经处理后排入水体，雨水则通过地面漫流进入不成系统的明渠或小河，然后进入较大的水体。该系统投资较节省，适用于地形适宜，有地面水体，可顺利排泄雨水的城镇。

3、半分流制排水系统排水系统

又称截流式分流制，既有污水排水系统，又有雨水排水系统。它在雨水干管上设跳跃井，可截留初期雨水和街道地面冲洗废水进入污水管道。在雨天时可能会污染水体，在生活水平高、环境质量要求高的城镇可以采用。

2.2.3 合流制和分流制的比较

1.环保方面：截流式合流制对环境的污染较大，雨天时部分污水溢流入水体，造成污染；分流制在降雨初期有污染。

2.造价方面：合流制管道比完全分流制可节省投资20%~40%，但合流制泵站和污水处理厂投资要高于分流制，总造价看，完全分流制高于合流制。而采用不完全分流制，初期投资少、见效快，在新建地区适于采用。

3.维护管理：晴天时合流制管道内易于沉淀，在雨天时沉淀物易被雨水冲走，减小了合流制管道的维护管理费。但是合流制污水厂运行管理复杂。

2.2.4 该地区排水体制选择

综合以上分析，根据该地区地形及经济条件，污水管网及雨水管网的布置应采用完全分流制系统。

三、管渠水力设计主要设计参数

3.1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的比值成为设计充满度。我国按不满流设计，其最大设计充满度的规定如下：

图1 充满度示意图最大设计充满度表4

3.2设计流速

设计流速是管渠中流量到达设计流量时的水流速度。为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速不宜过小或过大，应在最大和最小设计流速范围之内。《规范》规定：污水管道的最小设计流速定为0.6m/s；明渠最小设计流速为0.4m/s。通常，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。

3.3 最小管径

（1）养护方便：一般在污水管道的上游部分，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：采用较大的管径，可选用较小的坡度，使管道埋深减小。我国《室外排水设计规范》规定的最小设计管径和最小设计坡度如下表：

最小设计管径与相应最小设计坡度表5

3.4最小设计坡度

在污水管道系统设计时，通常使管道埋设坡度与设计地区的地面坡度基本一致，但管道坡度造成的流速应等于或大于最小设计流速。将相应与馆内流速为最小设计流速时的管道坡度叫做最小设计坡度。

3.5管道的埋设深度和覆土厚度

《规范》规定：管顶最小覆土厚度在车行道下宜

为0.7m；人行道下0.6m。在保证管道不会受外部

荷重损坏时最小覆土厚度可适当减小。

2、埋设深度——指管道内壁底到地面的距离；在

干燥土壤中，管道最大埋深一般不超过7—8m；在

多水、流沙、石灰岩地层中，一般不超过5m。

图2 埋深及覆土厚度