杨柳镇污水与雨水排水设计.doc

重庆交通大学污水与雨水课程设计说明学院： 河海学院 专业： 给水排水工程 姓名： 学号： 指导老师： 陈 垚 完成时间： 2012.1.10 1.设计资料（一）城市总平面图一张，比例13000。（二）城市基础资料1. 城市位于中国西南地区重庆，给水水源位置见城市总平面图。2. 城区地质情况良好，土壤为砂质粘土，冰冻深度不加考虑，地下水位距地表8m；该市的地貌属丘陵地区，海拔标高一般为270320m。3. 城市居住区面积115公顷，老城区占人口A万，新城区占人口B万。给水人口普及率为95%，污水收集率90。一班数据：A=2.1；B=3.4二班数据：A=2.0；B=3.54. 暴雨强度公式：两个不同的城镇分别选用如下不同的暴雨强度公式。 (L/sha)；城市常年主导风向为北风和西北风，夏季平均风速1.6m/s；冬季平均风速1.4m/s。5. 本市附近某江穿城而过，在支流与干流交汇处，河流历史最高洪水位283.4m，二十年一遇洪水位281.8m，95%保证率的枯水位278.2m，常水位279.5m，河床标高277.8m，平均水面坡降3。6. 由城市管网供水的工厂为造纸厂，生产能力为2吨/日（每吨纸废水产生量为150m3），该厂按三班制工作，每班人数为300人，每班淋浴人数25%，其中一般车间人数占60%。 7. 地下水渗入量取15%。8. 老城区中有部分合流制管渠，但多为石砌暗沟，设在人行道下面，盖板裸露地面。由于断面较小，加以年久失修，有的已堵塞或断裂。新城区中建有一些分流制排水管网，但未真正分流。由于排水管道长度短，覆盖率低，城区中未有形成排水管网，致使城区污水未经处理就排入水体，对某江造成严重污染。为了保护环境，防止某江水质的进一步恶化，推进该市经济的持续发展，因此要求建设排水管渠，对该市污水进行收集、处理，以适应市政建设发展的需要。9. 城区主要工厂的工业废水量及职工人数见表1，污水水质见表2。工厂污水经局部处理后，其水质符合CJ18-86污水排入城市下水道水质标准，可与城市生活污水合并进行处理，或经局部处理后，其水质符合GB18978-2002城镇污水处理厂污染物排放标准的规定，可直接排入水体。表1 主要工厂的工业废水量工厂名称工业废水设计污水流量职工人数生产污水（m3/d）生产废水（m3/d）第一班第二班第三班淋浴人数百分比热车间一般车间热车间一般车间热车间一般车间热车间一般车间甲厂45643864862974403204408445乙厂30522992782484602604607232丙厂23402543412303452103807141表2 主要工厂污水水质工厂项目甲厂（制糖厂）乙厂（造纸厂）丙厂（锻压厂）BOD5（mg/l）600-1200110030-80SS（mg/l400COD（mg/l）1200-240060060-16010. 主要大型公共建筑主要有车站、公园、医院、中学等，具体集中流量见表3。表3 公共建筑排水流量公共建筑车站公园医院中学设计流量250m3/d2.5L/s3.5 L/s5.8 L/s11. 城市地面覆盖种类见表4。表4 城市地面覆盖种类地面种类/屋面混凝土路面碎石路面绿地非铺砌路面老城区3020122018新城区3215182510注：以城市的面积为100计算。2.设计任务根据给予的城市规划平面图，做出该城市排水管道的初步设计。包括计算说明书一份，雨水系统总平面图一张，污水系统总平面图一张，污水主干管纵断面图一张，雨水干管纵断面图一张。3.排水体制选择3.1排水系统规划设计原则1）排水系统规首先要符合城市的总体规划，在原总体规划上进行排水设计，并应与城市其他单项工程建设密切配合，相互协调，该现成的道路规划、建筑界限、设计规模对排水系统的设计有很大的影响。2）排水设计应与给水设计相协调，从而节省投资。3）考虑污水的集中处理与分散处理。4） 设计排水区域内需考虑污水排水问题与给水工程的协调，以节省总投资。5）排水工程的设计应全面规划，按近期设计考虑远期发展，。6）排水工程设计师考虑原有管道系统的使用可能。7） 在规划设计排水工程时必须认真观测执行国家和地方有关部门制定的现行有关标准、规范和规定。3.2排水系统体制的选择 合理地选择排水体制，是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题。它不仅根本上影响排水系统的设计，施工，维护管理，而且对城市和工业企业的规划和环境保护影响深远，也同时影响排水工程系统的总投资和初期投资费用以及维护管理费用。所以排水体制的选择就要从环境保护、工程造价、运行管理费用等不同的方面进行比较选择，下面就是从几个方面比较：1.从环境保护方面分析如果采用合流制将污水和雨水全部截流送往污水厂进行处理，然后再排放，从污染角度来看，是较好的，但这时截流主干管很大，污水厂容量也增加很多，建设费用也相应增加。采用截流式合流制时，在暴雨径流初，在管道中沉淀的污泥会被大量冲起，经溢流井溢入水体，水体会受到污染。分流制是将污水排入污水处理厂，而雨水则直接排放到水体，初雨径流未加处理就直接排入水体，对城水体也会造成污染，有时污染还很严重。虽然它有这一缺点，但它比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，且一般符合城市卫生要求，在国内外得到广泛的应用。2.从造价方面来看合流制排水管道的造价比分流制一般要低20%-40%，可是合流制的泵站和污水厂却比分流制的造价要高，从总体造价来看，完全分流制比合流制造价可能要高。3.从维护管理方面来看 晴天时污水在合流制管道中只是部分流，雨天时才接近满管流，因而雨天时合流制管道内流速较低，易于产生沉淀。但据经验，管中的沉淀易被暴雨水流冲走，这样，合流管道的维护费用可降低。但是，晴天和雨天时流入污水厂的水量变化很大，增加了合流制排水系统污水厂运行管理的复杂性。而分流制系统可以保证管内的流速，不致发生沉淀，同时，流入污水厂的水量和水质比合流制变化小得多，污水厂的运行易于控制。 综合上因素考虑，为以后长远发展和环境保护的要求，采用分流制排水系统。4.污水管道的设计4.1在平面图上布置污水管道 在地形图上根据地形、街区地势、分水线划分排水流域，布置污水干管。4.2街区编号并计算其面积 将各街区遍上号码，并按各街区的平面范围计算它们的面积，列入表1中。用箭头标出各街区的污水排出方向。表4-1 街区面积4.3划分设计管段，计算设计流量 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和旁侧支管进入的点，作为设计管段的起迄点，并给检查井编上号码。 4.3.1生活污水设计流量计算（1）求居住区比流量 根据居住区生活污水定额n(L/capd)和人口密度N(cap/ha)可求出各区生活污水平均比流量，（其中老城区人口2.1万人、新城区3.4万人）即 式中：污水定额 人口密度计算：老城区： 新城区： 比流量计算：老城区： 新城区： 工业企业及公共建筑的污水量作为集中流量计算。(2)计算设计流量 由于分流制污水管网的设计流量是按最高日最高时设计的，故需根据公式计算相应的总变化系数。4.3.2工厂生活污水及生产废水设计流量计算 工厂生活污水的计算，主要考虑职工生活用水和淋浴用水。根据公式甲厂：（1）生活污水和淋浴污水的设计流量 = =10.29（L/s）（2）工业废水设计流量2.02（L/s）甲厂总污水设计流量：Q=10.29+2.02=12.31（L/s）乙厂：（1）生活污水和淋浴污水的设计流量 = =7.49（L/s）（2）工业废水设计流量1.42（L/s）乙厂总污水设计流量：Q=7.49+1.42=8.91（L/s）丙厂： （1）生活污水和淋浴污水的设计流量 = =6.44（L/s）（2）工业废水设计流量0.80（L/s）丙厂总污水设计流量：Q=6.44+0.80=7.24（L/s）4.3.3公共建筑设计流量表4-2 公共建筑设计流量公共建筑车站公园医院中学设计流量480m3/d7.8L/s6.4 L/s6.8 L/s4.3.4划分设计管段，计算设计流量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和旁侧支管进入的点，作为设计管段的起迄点，并给检查井编上号码。在初步设计阶段只计算干管和主干管的设计流量。工业废水处理，工业废水排入城市排水系统的水质，应不影响城市排水管渠和污水厂等的正常运行，不对养护人员造成伤害，不影响污水处理厂出水和污泥的排放和利用原则，根据CJ18-86污水排入城市下水道水质标准中：甲、乙、丙厂需要预处理后排入下水道干管和主干管的设计流量如下表表4-3 污水干管设计 4.4水力计算 在确定设计流量后，便可以从上游管段开始依次进行主干管各设计管段的水力计算。计算表表如下：4.5绘制管道平面图和纵剖面图 因初步设计只画主干管， 如图纸所示。4.6注意事项：1） 异径采用管顶平接，出现回水采用水面平接。2） 管道过河采用钢管架桥过河，按满流计算3） 上游到下游管径依次增大，流速依次增大，速度过大则采用消能井代替检查井。4） 因注意地面坡度，防止管道超出最小埋深。5.雨水管道的设计5.1划分排水流域和管道定线根据居住区平面图划分汇水面积、流域分界线，确定雨水口出口位置，布设雨水干管。布置原则如下：1） 充分利用地形，就近排入水体。利用自然地形以最短距离靠重力排入附近的池塘、河流、湖泊，尽量不用或少用雨水泵站，以减少投资和运行费用。2） 根据城市规划布置雨水管道。根据建筑物分布，道路布置及街区内部的地形等不知管道。3） 合理布置雨水口，以保证道路雨水排除通畅。一般在道路交叉口、低洼地段设置。4） 雨水管道采用明渠或则暗渠应结合具体情况。5.2划分设计管段 根据管道的具体位置，在管道转弯处、管径或坡度改变处，有支管接入处或两条以上管道交汇处以及超过一定距离的直线管段上都应设置检查井。根据管道的具体位置划分设计管段，并将设计管段的检查井依次编号。5.3划分并计算各设计管段的汇水面积5.4确定各排水流域的径流系数、设计重现期P、地面集水时间 5.4.1 雨水管道径流系数表4 城市地面覆盖种类地面种类/屋面混凝土路面碎石路面绿地非铺砌路面老城区3020122018新城区3215182510注：以城市的面积为100计算。老城区： =0.582新城区： =0.5635.4.2设计重现期p=15.4.2地面集水时间t1=75.5求单位面积径流量q0本地暴雨强度公式为 (L/sha) 单位面积径流量5.6列表进行雨水干管的设计流量和水力计算，以求得各管段的设计流量确定各管段的管径、坡度、流速、管底标高和管道埋深。见下表5.7绘制雨水管道平面图及纵剖面图见图纸5.8 注意事项：1) 当有支管汇入时候，下一段埋深去上2段中的最深的一个。2) 雨水管道用管顶平接，但遇到管径突变小则用管底平接。6. 参考资料（1）排水工程第四版，张杰，中国建筑工业出版社；（2）给水排水管网系统，严煦世，中国建筑工业出版社；（3）室外排水设计规范GBJ 14-87，中国计划出版社；（4）给水排水设计手册第2册：管渠水力计算表，中国工业出版社；（5）给水排水设计手册第1册：常用资料，中国建筑工业出版社；（6）给水排水设计手册第5册：城镇排水，中国建筑工业出版社。7.设计体会在本次课程设计中体会颇多，通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了给水工程的相关知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过仔细思考，认真检查，和同学讨论终于找出了原因并解决，也感谢我们的指导老师在我们困