雨污水排水管网设计PPT

第3章 排水管网设计
3.2 污水管道系统设计
确定排水区界，划分排水流域 管道定线 控制点确定和泵站的设置地点 污水设计流量计算 设计管段及设计流量的确定 污水管道水力计算 污水管道的衔接 绘制管道平面图和纵剖面图
管道定线
——在总平面图上确定污水管道的位置和走向。
地形
管道定线的影响因素 污水厂和出水口的位置
管径D 流速V 水力坡度i 充满度h/D
污水管道中污水流动的特点及设计原则
污水管道中污水流动的特点
1、水流方向确定。 2、水流方式一般为重力流，污水泵站的出流管中水流则 是压力流。 3、近似均匀流。
污水管道水力学设计原则
1、不溢流； 2、不淤积； 3、不冲刷； 4、注意通风。
污水管道设计参数
污水管道水力计算的设计参数
80%~90%； N——设计人口数，按规划部门根据统计资料提供
的参数选用；
KZ——总变化系数，是最大日最大时污水量与平 均日平均时污水量的比值 。
KZ=Kd Kh
Kd——日变化系数，是最大日污水量与平均日污水 量的比值 。
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 。
生活污水量总变化系数
地形资料，包括地形图、等高线 气象资料，包括气温、风向、降雨量等 自然资料： 水文资料，受纳水体流量、流速、洪水位 地质资料，包括地下水位、地耐力、地震等级
工程资料：道路、通讯、供水、供电、煤气等
第3章 排水管网设计
3.1 概述（3）
设计方案确定
——包括排水体制的选择、排水系统的布置形 式，应通过技术、经济比较，确定最优的方案
≥1000
最大充满度（h/D）
0.55 0.65 0.70 0.75
为什么要做最大设计充满度的规定？
1、预留一定的过水能力，防止水量变化的冲击， 为未预见水量的增长留有余地；
2、有利于管道内的通风； 3、便于管道的疏通和维护管理。
设计流速
——与设计流量和设计充满度相应的污水平均流速。
最小设计流速：是保证管道内不发生淤积的流 速，与污水中所含杂质有关；国外很多专家认 为最小流速为0.6-0.75m/s，我国根据试验结果 和运行经验确定最小流速为0.6m/s。
第3章 排水管网设计
3.2 污水管道系统设计
确定排水区界，划分排水流域 管道定线 控制点确定和泵站的设置地点 ——确定主要计算管线 污水设计流量计算 设计管段及设计流量的确定 污水管道水力计算 污水管道的衔接 绘制管道平面图和纵剖面图
控制点确定和泵站设置地点
——对管道系统的埋深起控制作用的地点，通常 在管道起点或最低最远点。
排水管网设计
3.1 概述 3.2 污水管道系统设计
3.2.1 污水管道设计内容 3.2.2 污水管道设计举例 3.2.3 国外污水管道的设计方法介绍
3.3 雨水管渠系统设计
3.3.1 雨水管渠系统平面布置特点 3.3.2 雨水管渠的设计流量 3.3.3 雨水管渠系统的设计步骤和水力计算 3.3.4 雨水管渠系统设计计算举例 3.3.5 排水管网水力计算软件介绍
设计充满度（h/D） 设计流速（v） 最小管径（D） 最小设计坡度（i） 污水管道埋设深度（h）
设计充满度（h/D）
——指设计流量下，管道内的有效水深与管径的比值。
h/D =1时，满流 h/D <1时，非满流
hD
《室外排水设计规范》规定，最大充满度为：
管径（D）或暗渠高（H） （mm）
200~300 350~450 500~900
所采用的排水体制
主干管布置在坚硬密实土壤中
管道定线时注意事项 尽量少穿河流、铁路、山谷和高地
避免与地下构筑物交叉 不宜敷设在繁忙、狭窄的街道下 集中流量尽量排入上游
管道定线（续）
污水管道在街道上的位置
• 与其他管线、构筑物有一定的距离 • 与给水管相交时，设于给水管下方 • 尽量避免敷设在机动车道下，设在人行道下
H=h+IL+Z1－Z2+Δh
式中：H —— 街道污水管网起点的最小埋深，m； h —— 街坊污水管起点的最小埋深，0.6~0.7m；
Z1 —— 街道污水管起点检查井检查井处地面标高，m； Z2 —— 街坊污水管起点检查井检查井处地面标高，m；
I —— 街坊污水管和连接支管的坡度； L —— 街坊污水管和连接支管的总长度，m； Δh —— 连接支管与街道污水管的管内底高差，m。
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。
设计管段及设计流量（续）
有本段流量、转输流量及集中流量的设计管段 设计流量计算
Q F q0 K Z q3
式中：Q —— 设计管段的设计流量，L/s； F ——设计管段和上游管段的街区总服务面 积，公顷；
第3章 排水管网设计
3.2 污水管道系统设计
确定排水区界，划分排水流域 管道定线 控制点确定和泵站的设置地点 污水设计流量计算 设计管段及设计流量的确定 污水管道水力计算 污水管道的衔接 绘制管道平面图和纵剖面图
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%。
第3章 排水管网设计
3.2 污水管道系统设计
确定排水区界，划分排水流域 管道定线 控制点确定和泵站的设置地点 污水设计流量计算 设计管段及设计流量的确定 ——计算管道设计流量q 污水管道水力计算 污水管道的衔接 绘制管道平面图和纵剖面图
规定：街坊内污水管最小管径200mm的最小设计坡 度为0.004；街道内污水管道最小管径300mm 的最小设计坡度为0.003；较大管径的最小设 计坡度由最小设计流速保证。
污水管道埋设深度
管道的埋设深度有两个意义： ——埋设深度 ——覆土深度
决定污水管道最小覆土厚度 的因素有哪些？
冰冻线的要求
地面荷载
污水平均日流 5
15
40
70
100
200
500 〉1000
量（L/s）
总变化系数 （KZ）
2.3
2.0
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4
1.3
污水设计流量的计算（续2）
（2）公共建筑生活污水量计算
Q2
m qd Kh 3600T
式中：Q2 ——公共建筑生活污水设计流量，L/s； qd ——公共建筑最高日生活污水排水定额，L/(用水单位 •人), 一般按《室内给水排水和热水供应设计规范》推
设计管段及设计流量（续）
只有本段流量的设计管段设计计算
q1 F q0 K Z
式中：q1——设计管段的本段流量，L/s； F——设计管段服务的街坊面积，公顷；
KZ——生活污水量总变化系数； q0——单位面积的本段平均流量，即比流量，L/s •公顷
可用下式求得。
n p q0 86400
式中：n——污水量标准，L/(人• d)； p——人口密度，人/公顷。
满足街坊管连接要求
地面 管道
覆 土 厚 度
埋 设 深 度
• .《规范》规定：
• 1）无保温措施的生活污水沟道或水温 和它接近的工业废水沟道，沟底在冰冻 线之上的距离不得大于0.15m。
• 2）在车行道下，沟顶最小覆土厚度一 般不宜小于0.7m。在保证沟道不会受外 部荷重损坏时，最小覆土厚度可适当减 小。
设计管段及设计流量
——两个检查井之间，设计流量不变，且采用同样 的管径和坡度的管段，称为一个设计管段。
一般检查井的设置位置有：流量汇入的地方、 管径变化的地方、转弯的地方、或在直管段管径长度 较长时（30-70m）。
本段流量q1
设计流量 转输流量q2
集中流量q3 ——转集本输中段流量是从上 工管游 业段管 企沿段 业街和 或坊旁 其流侧 他来管 大的段 型污流 公水来共量的建。污筑水物量流。来的流量。
最大设计流速：是保证管道不被冲刷破坏的流 速，与管道材料有关；金属管道的最大流速为 10m/s，非金属管道的最大流速为5m/s。
***国内一些城市污水管道长期运行的情况说明，超 过上述最高限值，并未发生冲刷管道的现象。
最小管径
1、为什么要规定最小管径？ 污水管道系统上游部分设计流量很小，计算的管
径也很小，管径过小就易堵塞管道。
污水设计流量的计算（续4）
（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（续5）
城市污水设计总流量计算
设计流量包括生活污水量和工业废水量。设计流量按最 大日最大时流量设计。
居住区生活污水 生活污水设计流量 公共建筑生活污水
工业企业生活污水及淋浴污水
工业废水设计流量
污水设计流量的计算（续1）
（1）居住区生活污水量计算
Q1
n N KZ 24 3600
式中：Q1——居住区生活污水设计流量，L/s； n——居住区生活污水量标准（L/(d •人)），按《室 外排水设计规范》选用，取当地用水定额的
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。
m ——公共建筑在设计年限内所服务的用水单位数； T ——公共建筑最高日排水时间，h； Kh——公共建筑生活时变化系数，是最大日最大时污
水量与最大日平均时污水量的比值 。
污水设计流量的计算（续3）
（3）工业企业生活污水及淋浴污水量计算
Q3
水力计算公式和水力计算图表
水力计算的基本公式
Q Av vC RI
v
1 n
2
R3
1
I3
f2 (n, D, h / D,i)
Q
1
2
A R3
I
1 3
n
式中：Q —— 流量，m3/s；
f2 (D, h / D, v)
A —— 过水断面面积，m2；
v —— 流速，m/s；
R —— 水力半径（过水断面积与湿周的比值），m；
中途泵站 泵 站 设 局部泵站 置 地 点
总泵站
第3章 排水管网设计
3.2 污水管道系统设计
确定排水区界，划分排水流域 管道定线 控制点确定和泵站的设置地点 污水设计流量计算 设计管段及设计流量的确定 污水管道水力计算 污水管道的衔接 绘制管道平面图和纵剖面图
污水设计流量的计算
污水设计流量
——指污水管道及其附属构筑物能保证通过的最大流量，
第3章 排水管网设计
3.2 污水管道系统设计
确定排水区界，划分排水流域 管道定线 控制点确定和泵站的设置地点 污水设计流量计算 设计管段及设计流量的确定 污水管道水力计算 污水管道的衔接 绘制管道平面图和纵剖面图
确定排水区界，划分排水流域
——排水区界是污水排水系统设置的界限。
——排水流域是指在排水区界内，按照一定要求所划 分的不同排水区域。（通常在丘陵及地形起伏的地区 根据等高线划分排水区域，在地形平坦地区可按照面 积的大小进行划分。）
街坊管最小管径为200mm，街道管最小管径为300mm。
2、什么叫不计算管段？
在管道起端由于流量较小，通过水力计算查得的管径小于最 小管径，对于这样的管段可不用再进行其他的水力计算，而直接 采用最小管径和相应的最小坡度，这样的管段称为不计算管段。
最小设计坡度
（1）
（2）
（3）
——相应于最小设计流速的坡度为最小设计坡度，最 小设计坡度是保证不发生淤积时的坡度。
3.4 合流制管渠系统设计
第3章 排水管网设计
3.1 概述（1）
排水管道的设计任务：
——规划设计收集和输送污水、雨水的一整套工 程设施和构筑物。
排水管道的设计步骤：
设计资料的 调查
设计方案 的确定
设计计算
设计图纸 的绘制
第3章 排水管网设计
3.1 概述（2）
设计资料调查
设计任务资料：有关的法令、法规、制度；城市的总 体规划及其他基等于管底坡度）；
C —— 流速系数，或谢才系数。一般按曼宁公式计算，
即
C