环境管理_城市给排水计算方法

污水在收集和输送过程中 污水管道的流量从管网的起始段到末端不断地增加 管道的直径也随之不断增大 交叉连接处和转弯处以及直线管道上每隔一段距离需要设置检查井 节点 设计管段的上游端和下游端 五 管段设计流量计算 1 污水管网的节点与管段 污水管网设计计算的重要任务是计算管网中不同地点的污水流量 各管段的污水输送流量 从而确定各管段的直径 埋深和衔接方式等 管段设计流量等于该管段的上游段汇入污水流量加上该管段的收集污水量 污水管网节点处一般设有检查井 但不是所有检查井处均有节点 污水管网可简化为管段和节点构成的污水管网模型系统 1 污水管网的节点与管段 污水管网的节点流量是指该点下游的一条管段所连接的用户污水流量与该节点所接纳的集中污水流量之和 污水管节点流量的设计流量计算 沿线流量 集中流量 节点流量 污水管节点流量的设计流量计算与给水网节点设计流量区别沿线流量 平均日流量乘以总变化系数管段分配的沿线流量全部加到上游节点作为节点流量 2 节点设计流量计算 3 管段设计流量 式中q1 设计管段的本段设计流量q2 转输流量q3 集中流量A 汇水面积q0 比流量KZ 总变化系数 围坊式 用各街角的角平分线划分街坊 低侧式 整个街坊的污水排入其低侧的管段 对边式 将街坊面积用中线划分 六 污水管道水力计算 计算目的 合理的 经济的选择管道的断面尺寸 坡度和埋深 1 污水管道中污水的流动特点 管道流速变化原因 I 管道中的流量变化 II 管道的坡度不同引起流速的变化 III 管道接缝和管道内可能产生沉淀 使管壁具有不同的粗糙度 进而引起流速的变化 IV 管道交汇处产生回水 造成上游部分流速减小 V 管道跌水造成以下部分流速增加 VI 管道转弯处及检查井内水头损失引起流速减小 靠重力流动一般液体的流动规律按均匀流计 2 水力计算的设计规定 1 设计原则 不冲刷 不淤积 不溢流 通风 2 基本公式 流量公式 Q A v 流速公式 曼宁公式 R 水力半径 过水断面面积与湿周的比值 排水管渠粗糙系数表 3 设计充满度 在设计流量下 污水在管道中的水深和管道直径的比值 当H D 1 0时称为满流 当H D 1 0称为非满流 我国 室外排水设计规范 规定 污水管道按照非满流进行设计 关于最大充满度的有关规定 注 计算污水管道充满度时 不包括淋浴或短时间突然增加的污水量 当D 300时 按满管流复核 污水管道应按非满管流设计的原因 1 污水流量时时变化 雨水 地下水进入 H D 1为未预见水量的增长留有余地 避免污水溢出 2 管内沉积的污泥会分解析出一些有害气体 含油污水 易爆气体 H D 1以利管道的通风 排除有害气体 防止爆炸 3 便于管道的疏通和维护管理 与设计流量 设计充满度相应的水流平均流速 最小流速 保证管内不致发生淤积的流速 0 6m s 最大流速 保证管道不被冲刷损坏的流速 10m s 金属管道 5m s 非金属管道 4 设计流速 5 最小管径 在街坊和厂区内 DN 200mm 在街道下 DN 300mm 规定DNmin原因 管系上游部分 设计流量很小 只根据计算 DN很小 由于养护经验 易堵塞 相应于管道内流速为最小流速的管道坡度 实际上是保证管道不发生淤积时的坡度 最小设计坡度与水力半径有关 不同的管径 水力半径不同 最小设计坡度也不同 6 最小设计坡度 关于最小设计坡度的规定 7 埋设深度 埋深 管道内壁底到地面的距离 覆土厚度 管道外壁顶部到地面距离 污水管网占污水工程总投资的50 75 埋深直接影响管道造价 埋深大 造价高 某地DN600mm 埋深5m时的造价为3m的3倍多 8 最小覆土厚度 必须防止管道内的污水冰冻或土壤冻涨而损坏管道 必须防止管壁因地面负荷而受到破坏 必须满足街坊污水连接管衔接的要求 9 最大埋深 干燥土壤 7 8m 多水 流沙 石灰岩地层 5m 3 水力计算方法 已知量 流量Q及管道粗糙系数n未知量 管径DN 水力半径R 充满度h D 水力坡降I 流速v方法 水力计算图或水力计算表 1 设计管段及设计流量的确定 计算步骤 确定设计管段的起迄点 计算设计管段的设计流量 确定设计管段的直径 坡度及管底标高 2 污水管道水力计算的步骤 在街坊平面图上布置污水管道 并对街坊编号 计算其面积 划分设计管段 计算设计流量从上游管段开始对主干管进行列表计算 3 污水管道的衔接 原则 尽可能提高下游管段高程 以减小埋深 避免在上游管段中出现回水造成淤积 方法 水面平接 管顶平接 跌水连接 适用于地面坡度很大的地区 4 控制点的确定 定义对管道系统的埋深起控制作用的地点位置离出水口最远点具有相当深度的工厂排出口低洼地区的管道起点 5 污水管道在街道上设置要求 管道要求远离房屋离树木不应过近 以免树根挤坏甚至长入管道污水管道应设在道路下 街区连接支管较多 地下管线较少的一侧当街道宽度大于40m时 可考虑两侧都设置污水管道 并尽可能避开车行道地下设施拥挤或交通极其繁忙的场合 常把地下管线集中在隧道 共同沟 里 隧道坡度应与排水沟道配合 地下管线布置顺序 电力电缆 电信电缆 煤气管道 热力管道 给水管道 污水管道 雨水管道管线交叉的原则 小管让大管 有压管让无压管 新建管线让已建管线 临时管线让永久管线 柔性结构的管线让刚性结构的管线处理方法给水