水污染工程施工设计书

水污染工程施工设计书 2 工程概况 区地形设计资料 现西北某市，需要进行排水系统的初步设计，该地区地势较平坦，坡度较小。在城区中部有一条自西向东流的天然河流，河流常年水位2m。城区在建设中被分成了、区，区有一工厂甲，区有一工厂乙，其设计流量使用的是集中流量，（具体值见排水设计资料）。其他一些基本信息在下面分别进行说明。 工程要求设计污水管道系统和雨水管道系统的排水管网布置，布置要合理，论证要充分；对排水管道要进行相应的水力计算，计算要求准确，符合设计精度。污水管道使用的 是钢筋混凝土圆管，不满流n=水管道使用的是钢筋混凝土圆管，满度 n= 区给水排水设计资料 一、设计资料 1城市总平面图。 现有的比例为 1： 10000 的 西北 地区平面图一张，图中有等高线。 2城市人口密度见表 1。 表 1 城市人口密度 区域 人口密度（人 / 区 500 区 500 区 480 区 465 区 487 3该市的冰冻深度为 4工业企业的生产排水见表 2。 表 2 工业企业生产排水设计流量 工业企业 名称 排水设计流量（ L/s） 工厂甲 20 工厂乙 30 管道出口埋深 水体特征：最高水位： 低水位： 常水位： 2 米 ，最低水位时河床宽度： 6 米 平均气温： 15，年最高气温： 年最低气温： 冰冻深度： 7暴雨设计重现期为 1 年，地面集水时间 11 城市的暴雨强度公式为： q 错误 !未找到引用源。 。 二、设计任务 1、 完成该城排水管网（污水和雨水）的初步设计； 2、 进行污水总干管的水力计算； 3、 污水干管选择一条进行水力计算； 4、 计算一条雨水干管 三、提交的成果 1、 设计说明书、计算书一份（ 15 页以上）； 2、 管道总平面图一张； 3、 管道纵断面图一张（污水总干管）。 四、主要设计参考书 1室外排水设计规范（ 国计划出版社 2给水排水管网工程，化学工业出版社，汪翙主编 ， 2006 3给水排水设计手册（第二 版）第 1、 2、 3、 5、 11册 4排水工程上册（第四版）孙慧修主编 中国建筑工业出版社 2003 5给排水管道设计与施工邢丽贞主编 化学工业出版社 2004 3 设计内容 在人类的生活中，使用着大量的水，在使用过程中水受到不同程度的污染，改变了原有的化学成分和物理性质，变为污水或废水，在本次设计中主要涉及到了污水和雨水排水管网的设计和计算，包括了污水管道的计算和敷设、雨水管道的设计计算和敷设以及管道平面图和主干管剖面图等排水相关设计项目。由于本设计 排水采用雨水、污水分流制，以减少对水体和环境的污染。故在城市东南侧河流下游设计污水处理厂，雨水直接排入市政雨水管道并最终分区进入河流。本设计中，城市污水设计总流量包括生活污水设计流量和工业废水设计流量两部分。 4 污水排水管网设计计算 道定线 正确的定线是合理的、经济的设计污水管道系统的先决条件，是污水管道设计系统的重要环节。 从城市平面图中可知该地区地势南北高中间低，坡度较小，划分为、区，。本设计的管道定线按照主干管干管 支管的顺序依次进行。并且在管线较短的和埋深较小的情况下 ，让最大区域的污水能自流排出。 管道定线前对地形和用地布局、排水体制和线路数目、污水厂和出水口位置、道路宽度以及工业企业的分布情况进行考虑。首先，主干管沿城市河岸布置，基本与等高线平行。根据主干管的走向将污水处理厂设计在了河的下游。其次，应尽量让每根污水干管的流量平均分配，即让每条单独的干管管径尽量相同，来减少施工的难度和成本，并且因为地形地势的因素，干管基本与等高线垂直布置，使所有污水都能够通过重力自流排出。最后，在设计污水支管时，为便于用户接管排水，本设计采用的是低边式布置。 区编号及街区面积计 算，综合生活污水定额，地面标高的计算 街区编号及街区面积计算 ： 将各街区边上号码，并按各街区的平面范围计算他们的面积，用箭头标出个街区污水排除方向。 计算各区面积，并将计算结果列入表 3 中。 综合生活污水定额确定 ： 由排水工程上册（第四版）孙慧修主编 录 2 2 查得河南省应属于三区，由 注 1 查得 该城市属于小城市，即取区间 170 300 L/(d)之间，得到综合生活污水定额 为180L/(d)。将此值带入污水管道计算中以得到相应结果。 地面标高的计算 ： 先将污 水平面图用 制好，用“样条曲线”功能标出等高线， 然后再利用 果列入污水管道水力计算表中。 街区面积表 表 3 街区编号 面积（公顷） 街区编号 面积（公顷） 街区编号 面积（公顷） 街区编号 面积（公顷） 1 5 9 33 6 0 34 7 1 35 8 2 36 9 3 37 0 4 38 1 5 39 2 6 40 3 7 41 4 10 4 8 42 3 11 5 9 43 2 6 00 44 3 7 01 45 4 8 02 46 5 9 03 47 6 0 04 48 7 1 05 49 8 2 06 50 9 3 07 51 0 4 08 52 1 4 65 09 53 2 6 10 54 3 7 11 55 4 8 12 56 5 9 13 57 6 0 14 58 7 1 15 59 8 2 16 60 9 3 17 61 4 30 4 18 62 3 31 5 19 63 2 6 20 64 3 7 21 65 4 8 22 66 5 9 23 67 36 0 8 124 68 7 1 25 69 8 2 26 70 9 3 27 71 0 4 28 72 1 5 29 73 2 6 30 74 3 7 31 75 4 8 32 分设计管段，计算设计流量 在图纸绘制完成后，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、集中流量及旁侧支管进入的点，作为检查井并对其编号。 各设计管段设计流量列表进行计算，如表 1. 居民生活污水流量： 30 表 4 管段编号 居住区生活污水量 中流量 设计流量 （ L/s） 本段流量 转输流量 L/s） 合计平均流量 （ L/s） 总变化系数活污水设计流量（ L/s） 本段 （ L/s） 转输 （ L/s） 街区编号 街区面积（ 比流量 （ L/(s* 流量L/s） 30 0 0 0 0 0 20 0 13 0 334 0 2 0 0 0 20 、区污水总干管污水流量 表 5 本段流量 转输流量 L/s） 合计平均流量 （ L/s） 总变化系数活污水设计流量（ L/s） 本段 （L/s） 转输 （ L/s） 街区编号 街区面积（ 比流量 （ L/(s* 流量L/s） 18 0 9 0 0 0 1 4 0 2 0 0 3 20 6 20 7 20 0 0 0 20 08 20 19 0 20 20 50 31 50 42 50 5 0 0 0 50 6 0 0 0 50 比流量计算 ： 本设计任务为西北地区某城市排水管网设计，因此根据排水工程附录 2合生活用水定额表，选取湖北地 区居民生活污水定额为 180L/（ d） 。且 、 区的人口密度为 500每 区面积额的生活污水平均流量（比流量）为： L/(s* 本段流量 ：从管段沿线街坊直接排入设计管段（干管或主干管）的生活污水平均流量。 10 ( / )q q F L s 式中： 10生 活 污 水 本 段 流 量 （ L/s ） ；每 公 顷 街 区 面 积 的 生 活 污 水 平 均 流 量 （ 比 流 量 ） （ L / ( s h a ) ） ；街 区 面 积 （ 。 转输流量 ：从旁侧支管或游的设计管段转输的生活污水平均流量。 20 ( / )q q F L s 合计平均流量 ：生活污水本段流量与转输流量之和。 3 1 2( / )q q q L s 总变化系数 ： 室 外排水设计规范 (污水平均日流量 （ L/s） 5 15 40 70 100 200 500 1000 总变化系数 式中： Q 计平均流量）（ L/s）。当 Q 1000L/s 时， 生活污水设计流量 ：合计平均流量与总变化系数的乘积。 1 ( / ) K L s2. 集中流量 ：从工业企业或其他大型公共建筑物流来的污水量。 本段流量： 本设计任务中，没有直接排入设计管段的集中流量，因此流量计算表中本段流量一栏无值。 转输流量： 本设计任务中，集中流量的转输流量都由工厂产生，工厂甲、乙的排水设 计流量见表 2。 居住区生活污水量 +集中流量 =总设计流量。 力计算 在确定设计流量后，便可以从上有管段开始依次进行主干管各设计管段的水力计算。主干管水力计算结果见下表。 污水主干管水力计算表 表 6 管段编号 长度 L/m 设计流量 Q/（ L 管径 D/坡 i 流速 v/（ m 充满度 H/d 水深 H/m 管底降落量 iL/m 高程 /m 覆土厚度 /m 地面坡度 I 地面 水面 管底 上端 下端 上端 下端 上端 下端 上端 下端 (1) （ 2） （ 3） （ 4） （ 5） （ 6） （ 7） （ 8） = （ 4 ）（ 7） （ 9） =（ 5）（ 2） （ 10） （ 11） 由地形图得 （ 12） （ 13） (14) (15) (16) (17) (18) 查水力计算图、表 177 00 44 00 76 50 55 50 89 00 34 50 26 00 83 00 20 00 096 00 199 00 243 00 1338 00 1497 00 1563 00 688 00 从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，列入表 6 的第 2项中。 将各设计管段的设计流量列入表中第 3 项。由表 5 得各管段的设计流量为。设计管段起讫点检查井出的地面标高，由 差法计算得到，列入表中第 10、 11项。 错误 !未找到引用源。 ，作为确定管道坡度时的参考。 4. 确定设计管段管径以及设计流速 v，设计坡度 I，设计充满度 h/D: 根据管道水力计算图确定以上各个参数 5. 降 落量： （ 5） X（ 2） =（ 9），将各个计算量填入第 9项 6. 水深的计算 : （ 8） =（ 4） X（ 7），将各个计算量填入第 8项 7. 设计管段上、下段管内底标高，水面标高，埋设深度计算： 根据 : 室外排水设计规范规定：无保温措施的生活污水管道或水温与生活污水接近的工业废水管道，管底可埋设在冰冻线以上 车行道下污水管最小覆土厚度不宜小于 坊污水管道起点最小埋深应有 覆土厚度及埋设深度示意图 根据起始点的标高、埋深、水面标高等参数一次计算，将计算结果按顺序填写在表格 6中的相关位置。 埋设深度 覆土厚度 9. 管段衔接： 水面平接，图（ 1）： 管顶平接（ 2）： 当设计管段管径不同，且有所增加时，采用管顶平接，如上图（ 2）。当设计管段管径不变时，采用水面平接如上图（ 1） 制管道平面图和剖面图 通过以上计算结果绘制管道平面图和主干管剖面图各一张（见后）。 5 雨水排水管网设计计算 线 根据城市的总体规划图，按实际地形并靠重力流划分排水流域。由于该城市中部有一条自西向东的河流和铁路，并且该城市南北高、中间低的地势，故将该城市分 为 5部分进行雨水管道设计。每部分各设计一套雨水排水系统，将各区的雨水排入到河流中。 计管段 管到定线基本完成后，根据： 一设计管段所承担的汇水面积可按就近排入附近雨水管道的原则划分，并且让进入每个雨水口的水尽量相同。 径或坡度改变处，有支管接入处都应设置检查井。 将每块汇水面积的编号、面积数、雨水流向标注在平面图中。 绘图完成后，将各检查井地面标高用内差法算出列入表 7；将各段管道长度列入表 7；同时通过 计算出各汇水面积，列入表 7。 在管道的交叉处和低洼处；建筑物单元的出入口附近；建筑物雨落管附近；建筑物前后空地和绿地低洼的适当位置处设置雨水口。雨水口的布置遵循沿街道布置间距 200 项基本参数确定 1. 径流系数 2. 设计重现期 P、地面积水时间 3. 单位面积径流量0城市的暴雨强度公式为： q 错误 !未找到引用源。 ， 0其中：0 L / ( s h a )q 单 位 面 积 径 流 量 （ ）； L / (q 设 计 暴 雨 强 度 （ s h a ) ）； P 暴 雨 设 计 重 现 期 （ a ）； t 降 雨 历 时 （ 。 水管渠水力计算 雨水干管水力计算表 管段编号 长度 L/m 排水面积 A/速 V/(T=10+2 L/(V 60) T/流量 (设 计 流量 (管径 D/道坡度 I 坡降 /m 地面高程 /m 管底高程 /m 覆土厚度 /m 地 面 坡度 沿线 设计 L/(V60) 2 L/(V 60) t 起端 终端 起端 终端 起端 终端 i/ (1) （2） (3) (4) （ 5） （ 6） （ 7） （ 8） （ 9） （ 10） （ 11） （ 12） (13) （ 14） （ 15） (16) (17) (18) (19) （ 20） 1893 600 916 000 041 000 119 640 267 000 2367 000 419 000 582 000 649 000 805 000 长、汇水面积、设计地面标高） 2. 根据确定设计参数求单位面积径流量0q： 计算中假定管段的设计流量均从管段的起点进入， 即各管段的起点为设计断面。因此，各管段的设计流量是按该管段起点，即上游管段终点的设计降雨历时（集水时间）进行计算的。也就是说在计算各设计管段的暴雨强度时，用的 得。 单位面积径流量 错误 !未找到引用源。 是 暴雨强度 q 错误 !未找到引用源。 与径流系数 的乘积，即0， 又由 错误 !未找到引用源。 （ 在起始点2 0t 错误 !未找到引用源。 ， m=2）。 3. 设计流量计算： 用个设计管段单位面积径流量乘以该管段的总汇水面积得设计流量。 0Q q F式中： Q 设 计 流 量 （ L/s ）； F 总 汇 水 面 积 （ ； 0 L / ( s h a )q 单 位 面 积 径 流 量 （ ）。 4. 管径、管道坡度、流速的选取： 在求得设计流量后，即可进行水力计算，求管径，管道坡度和流速。在查水力计算图或表示， Q、 v、 I、 D ， 4 个水力因素可以相互适当调整，使计算结果既要符合水力计算设计数据的规定，又应经济合理。本利地面坡度较小，甚至地面坡度与管道坡向正好相反，为不使管道埋深增加过多，管道坡度宜取小值。但所取坡度应能使管内水流速不小于最小设计流速。计算采用钢筋混凝土圆管（满流， n=力计算表（ 排水工程上册（第四版）孙慧修主编 。 5. 管内雨水流行时间 错误 !未找到引用源。 的计算： 在确定 管径，管道坡度和流速后，可以得出管内雨水流行时间。 2t计算结果代入单位面积径流量公式，计算下一管段设计流量。 6. 管道输水能力 Q 的计算： 该值应等于或略大于设计流量 Q,并取整。 7. 坡降计算： 坡降为管段长度乘以管道坡度得到该管段起点与终点之间的高差，即降落量。 8. 设计管内底标高与管道埋深计算： 起点埋深 根据冰冻情况、雨水管道衔接要求及承受荷载的要求，确定管道起 点的埋深或管底标高。 管内底标高即埋设深度 注：雨水管道各设计管段在高程上采用管顶平衔接。 即 上下级管线管顶标高相同，管内底衔接相差一个管径差即可。 9注意事项： 在划分割设计管段的汇水面积时，应尽可能使各设计管段的汇水面积均匀增加，否则会出现下游管段的设计流量小于上一管段设计流量的情况。如果出现，是因为下游管段的集水时间大于上一管段的集水时间，故下游管段的设计暴雨强度小于上一管段的暴雨强度，而总汇水面积只有很小增加的缘故。若出现了这种情况，应去上一管段的设计流量作为下游管段的设计流量。 本 例只进行了干管的水力计算，实际上在设计中，干管与只管是同时进行计算的。在支管与干管相接的检查井处，必然会有两个 2t 值和两个管底标高值。在继续计算相交后的下一个管段时，应采用大的那一个 2t 值和小的那 个管底标高值。 制管道平面图和剖面图 通过以上计算结果绘制管道平面图一张（见后）。 6 总结 水是人类生活、工农业生产和社会经济发展史上最重要的社会活动和生