排水管网毕业设计计算说明书

重庆交通大学毕业设计计算说明书题 目 四川省开江县城市 排水管网工程设计 专 业 环境科学 班 级 08级1班 学 生 王朝清 指导教师 陈垚 重庆交通大学 2012年目 录摘 要ABSTRACT引 言第1章 设计资料11.1 项目背景11.1.1项目名称11.1.2项目地点11.1.3项目业主11.2 城镇概况11.2.1地理位置11.2.2自然条件11.2.3自然资源21.3 社会经济现状31.4 城市给排水现状31.4.1 供水现状31.4.2 排水现状31.4.3 给水规划41.4.4 排水规划4第2章 排水管网系统62.1排水分类62.2排水系统的体制62.3排水体制的选择82.4管道材料及管道系统上的主要构筑物92.4.1管道材料92.4.2管道系统上的主要构筑物9第3章 污水管网系统的设计与计算113.1 确定排水区界、划分排水流域113.2 污水管道定线113.2.1 定线原则和影响因素113.2.2 本设计管段定线113.3 街区编号并计算其面积123.4设计流量的计算133.4.1 比流量的计算133.4.2 管段设计流量的计算133.5 管段的水力计算143.5.1 设计参数的选择143.5.2 管段的水力计算173.6 泵站的选择18第4章 雨水管道系统的设计194.1 雨水管渠系统平面布置特点194.2 雨水管渠设计流量的确定204.2.1 雨水管渠设计流量计算公式204.2.2 径流系数的确定214.2.3 设计暴雨强度的确定214.3 雨水管渠系统的设计步骤224.3.1 划分排水流域和管道定线224.3.2 划分设计管段224.3.3 划分并计算各设计管段的汇水面积224.3.4 确定单位面积径流量264.4 雨水管渠设计参数264.5 雨水管渠水力计算27第5章 结论与建议295.1 结论295.2 建议30谢辞31参考文献32附录附录1 污水设计流量计算表附录2 污水管网水力计算表附录3 雨水管网水力计算表附录4 污水管网平面图附录5 雨水管网平面图附录6 管道纵断面图附录7 检查井图附录8 跌水井图摘 要排水管网是现代化城市和工业区不可缺少的一项重要基础设施，同时也是控制水污染、改善和保护环境的重要工程措施。排水管网设施建设的好坏，直接决定着城市的发展水平，影响着城市景观和环境卫生，影响着城市品位和投资环境，甚至关系到城市的安全。本设计是关于四川省开江县排水工程的管网设计，它包括污水排水系统和雨水排水系统。本县老城区采用截流式合流制排水系统，新建区采用完全分流制排水系统。污水排水系统的管网设计内容包括划分排水面积，布置管道系统；根据设计人口数和污水定额，计算污水设计流量；根据污水水力计算表进行污水管道的水力计算，确定管径、坡度、流速及埋设深度等设计参数；绘制污水管道平面图和纵剖面图。雨水排水系统的管网设计内容包括划分排水面积，进行雨水管渠定线，确定出水口的位置；划分设计管段，计算各管段设计流量；根据雨水水力计算表进行雨水管渠水力计算，确定管径、坡度、流速及埋设深度等设计参数；绘制雨水管道平面图和纵剖面图。关键词：排水系统，管道布置，设计参数，水力计算ABSTRACTThe drainage network is not only an important infrastructure of modern cities and industrial areas indispensable, but also an important environmental engineering measures to control and protect water pollution. The quality of the drainage network construction directly determines the level of the development of the city, affecting the urban landscape and environmental health, and impact on urban quality and investment environment, or even related to the safety of the city.The design is on the Kaijiang county in Sichuan Province, drainage pipe network engineering design includes a sewage drainage system and a stormwater drainage system. The old town in the county adopt the combined drainage system,and the new district adopt the Completely divert the drainage system. The pipe network design content of the sewage drainage system includs the division of the drainage area, layout of piping systems; population and sewage fixed according to the design, calculation of sewage design flow; hydraulic calculation of the sewers, the sewage hydraulic computation to determine the diameter, slope, flow rate and buried depth of the design parameters; draw the sewage pipeline plan and profile maps. Stormwater drainage system pipe network designing content includs division of the drainage area for rainwater sewers, fixing line, determing the outlet location; dividing designed tube segment, calculating each pipe segment design discharge; rain hydraulic Computation conduct rainwater pipe channels cut to divert force calculation,and determine the diameter,slope,and flow rate and burial depth design parameters; draw rainwater pipeline plan and longitudinal section diagram.KEYWORDS: drainage system,piping layout,design parameters,hydraulic calculation前 言由于城市化进程加快，城市人口急剧膨胀，城市水环境、生活环境遭到严重的污染和危害，如何有效地解决和防止水污染就成为我们城市建设工作者面临的新挑战、新课题。城市排水管道系统是现代化城市不可缺少的重要城市市政基础设施，是城市社会文明、经济发展和现代化水平的重要标志，也是城市水污染防治防洪的骨干工程。它的任务是及时收集和输送城市人们在生产和生活中排放的废水以及城市雨水、冰雪融水，避免污水直接排入江河污染水体，进而造成人们生产和生活的危害。在面临全球水资源缺乏及严重污染的今天，排水管道系统不仅仅起到截污、防洪、排涝的作用，还能有效地防治水污染、净化污水，为城市提供第二水源。在本设计中，将根据所提供的基础设计资料和图纸，完成开江县城市排水管道系统（包括污水管道系统和雨水管道系统）的定线，排水管道计算和图纸的绘制以及进行污水处理厂厂址的选择。其中，污水管道系统是由收集和输送城市污水的管道及其附属构筑物组成的。它的设计是依据批准的当地城镇（地区）总体规划及排水工程总体规划进行。设计的主要内容和深度应按照基本建设程序及有关的设计规定、规程确定。通常，污水管道系统的主要设计内容包括：设计基础数据（包括设计地区的面积、设计人口数、污水定额、防洪标准等）的确定；污水管道系统的平面布置；污水管道系统设计流量计算和水力计算；污水管道系统上某些附属构筑物，如污水中途泵站、倒虹管、管桥等的设计计算；污水管道在接到横断面上位置的确定；绘制污水管道系统平面图和纵断面图等。雨水管渠系统是由雨水口、雨水管渠、检查井、出水口等构筑物所组成的一整套工程设施。雨水管渠系统的任务是及时的汇集并排除暴雨形成的地面径流，防止城市居住区与工业企业受淹，以保障城市人民的生命安全和生活生产的正常秩序。在雨水管渠系统设计中，管渠是主要的主成部分。所以合理而又经济的进行雨水管渠的设计具有很重要的意义。雨水管渠设计的主要内容包括：确定当地暴雨强度公式；划分排水流域，进行雨水管渠的定线，确定可能设置的调节池、泵站位置；根据当地气象与地理条件，工程要求等确定设计参数；计算设计流量和进行水力计算，确定每一设计管段的断面尺寸、坡度、管底标高及埋深；绘制管渠平面图和纵剖面图。第1章 设计资料1.1 项目背景1.1.1 项目名称四川省开江县城市排水管网工程设计。1.1.2 项目地点开江县主城区。1.1.3项目业主业主单位：开江县市排水公司。1.2 城镇概况1.2.1地理位置开江县位于四川盆地东北，达川地区东部，县城东与开县接壤，南与梁平、万县毗邻，西与达县交界，北与宣汉相连，位于达川市、万州市两个区域中心之间，扼达万铁路的中部，距达川市65公里，距万州市165公里。它不仅属以重庆为中心的川东经济区和以达川为中心的地区东部经济区，随着达万铁路的建成和三峡工程的上马，还将受到三峡库区的重要影响，是达川万州两个区域中心社会经济辐射的交汇地带，是达州与万州联系的必经之路。地理坐标东经1074210805，北纬30493115。东邻开县，南接梁平，西界达州市，北连宣汉；幅员面积1032.55平方公里，东西宽36.5公里，南北长51.5公里。1.2.2 自然条件（1）地质地表始于中生代三迭纪燕山构造阶段，属内陆河湖沼相沉积。整个地质构造处于新华夏纪第三沉降带中的四川盆地东北部，川东弧形构造之中，构造形迹以北北东北东向梳状褶皱为主。（2）地貌境内地貌属川东褶皱剥蚀浸蚀低山丘陵岭谷地貌区，以上升剥蚀低山和丘陵为主，平均海拔600米；北部、中部、东部较高，西部较低，境内四面环山，中间低平，属冲积“平原”，形如“盆地”，以丘陵、平坝为主，中亘马兴梁子分为南北两部，古今称南部为后厢，北部为前厢。（3）气候属中亚热带湿润季风气候区，气候温和，雨量充沛，热量丰富，四季分明，季风气候明显，农业气候条件良好。平均气温16.7，最高气温39.8，最低5.5；年均降雨量1270.8毫米，最大降雨量1483.6毫米，最小965.0毫米，平均相对湿度80；年均日照1466小时，年平均雾日数24天，平均无霜期281天；主导风向东风，平均风速2.4米秒，静风频率33。（4）水文境内河流均属渠江水系，共有大小河流105条，干流四条，分别是新宁河、任市河、拔妙河、白岩河，其控流面积均在100平方公里以上，水源皆发源县境内，地下水贫乏。（5）地震地基土承载力一般在150KNm2以上，属地震裂度6度区域，历史上从未发生过地震现象。1.2.3自然资源（1）土地资源全县共有土地1032.55Km2，人均占地20m2人，其中耕地37.97万亩，人均0.74亩人，其中田21.4万亩，土16.57万亩。（2）水资源开江县地处河源台地，河流径流量小，流程短，水源涵养差，地下水贮量少，境内水量多年平均为6.6亿立方米，平水年6.49亿立方米，偏枯年小93亿立方米，历年人平水量1438立方米，低于四川省平均水平。地下水贮量3681万立方米年，可开采为1973万立方米年。（3）水能资源全境地处河源台地，水能资源缺乏，理论蕴藏量11456千瓦，可开发利用7012千瓦。（4）林木资源境内有林业用地亩，占全县总面积的24.9，森林覆盖率10.0。林木总蓄积量立方米，其中用材蓄积量立方米，疏林木蓄积量932立方米，四旁树蓄积量36237立方米。（5）矿产资源矿产资源以煤为主，分布最广，储量较大，地质储量为886万吨，煤质优良；有丰富的天然气(储量100亿方)和大量的石灰石、泡砂石、土硝；还有少量的菱铁矿(储量约80万吨)、磷灰矿。目前能被开发的有煤、天然气和石灰石。（6）旅游资源县境内有誉为“川东第一禅林”的历史名刹金山寺，有陶牌坊、宝泉塔、文笔塔、石牌坊、仁德桥等多处省级、县级文物古迹，有市级风景区宝石水库和溶洞、竹海等奇妙秀丽的自然风光多处。1.3 社会经济现状县城主要工业企业50多家，县属主要厂矿多集中在县城；2001年底，工业总产值约8.5亿元，近占全县工业总产值的50；形成了以五金、食品、能源、建材为支柱的原材料生产与加工相结合的工业格局，其中以加工工业为主导，六项支柱产业产值占全县工业总产值的90，出口产品产值占全县工业总产值的40。1.4 城市给排水现状1.4.1 供水现状开江县城区现有供水厂一处，日供水能力为30000立方米/天。供水水源地为明月水库和宝石桥水库，取水口位置设在明月水库。开江县实施了东水西调工程，将县城东部的宝石桥水库的调剂到明月水库，保证了明月水库的水量。明月水库位于开江县城西南澄清河上游，总库容701.53万立方米 ，正常库容533.03 立方米 ，属小型水库，为地面水环境质量标准类源水。宝石桥水库位于开江县城东部约8公里处，总库容9230万立方米 ，正常库容8430 立方米 ，属中型水库，为地面水环境质量标准类源水。开江县城供水由县自来水有限责任公司集中供水，主要供应城区和普安镇及经济技术开发区。县自来水厂位于县城西南部，占地20亩，其中建筑用地4800平方米。自来水厂输水管为DN600的玻璃钢管和DN400的铸铁管各一条，出水管为DN600和DN300的铸铁管。开江县城现状总用水量为209.5万立方米/年，其中生产用水量为5.45万立方米/年，生活用水量为172.9万立方米/年。现状最高日综合用水量为130升/人日，供水普及率为100%。1.4.2 排水现状开江县城区现状排水系统为沟渠合流排水系统，断面为500500，600600两种。部分沟渠断面尺寸偏小，存在一定的淤堵现象，有部分沟渠未做防渗处理，污水漏损较为严重。目前工业废水和生活污水仍直接排放至澄清河和蕉溪河，对河道产生较为严重的污染。并且目前开江县城区采用矩形断面排水沟渠共同收集污水和雨水，雨水口等雨水收集设施不完善，并存在一定的淤堵情况。部分沟渠断面尺寸偏小，并且开江县城区地势平坦，在降雨强度较高时，难以及时排除城区雨水。此外，在降雨初期，雨水冲刷街道，裹杂大量污染物质，在未经任何处理的情况下直接排入澄清河和蕉溪河，对水体造成严重污染。1.4.3 给水规划（1）城市供水设施规划开江现有自来水厂最大生产规模为5万立方米/日，占地3ha，近期可以满足城市发展的需要，远期用水需扩建给水厂，规模为 11万立方米/日，占地7ha，位置在城区南部，以明月水库为直接水源，并以宝石水库东水西调工程来水为补充水源。明月水库正常库容533.03万立方米 ，宝石桥水库正常库容8430万立方米 ，可以满足城市用水的要求。为提高城市供水的安全性，近期设置一座高位水池，规模为0.5万立方米/日，占地0.3 公顷。远期增加一座高位水池，规模为0.5万立方米/日，占地0.3 公顷。（2）城市供水管网系统规划城区给水管网为生产生活消防统给水系统。给水管网的布置以供水安全可靠，投资节约为原则。给水管网宜布置成环网，并考虑分期建设的可能性，已建成区和近期建设区建设环状管网，远期建成区可暂设枝状管网，待城市发展需要时再连接成环网。管网沿道路布线，按主要流向布置平行干管。远期为提高供水的安全性和调度的灵活性，应对城市给水管网进行分区，分区形式采用并联分区方式。结合城市用地规划以及城市发展步骤，将城市供水管网分为东、南、西区三个供水区域。（3）配水管网主要规划设计参数最高时系数取1.4，配水干管最小管径为DN150。（4）城市消防消防体制采用低压消防体制，消防给水系统与城市给水系统合并，配水管道上消火栓间距为120m。消防规划标准为：火灾同时发生次数为2次，每处消防用水量40升/秒，消防用水历时2小时。1.4.4 排水规划目前开江县城的沟渠排水系统尚能满足需要，老城区可沿用现有排水沟渠，采用截流式合流制，沿蕉溪河、澄清河铺设截流干管，截流倍数采用1，将城市污水输送至合流污水处理厂处理；新建区采用完全分流制排水系统。同时为配合城市污水厂的建设，提高排水系统的污水收水效能，保证污水厂的正常运行，需在城市污水厂投入运行前，疏浚老城区的排水沟渠，并做防渗处理。城市污水厂近期规模为3.5万立方米/日；远期规模为7万立方米/日。工业有害污水必须在工厂内预处理，达到污水综合排放标准（GB89781996）的三级排放标准，同时满足污水排入城市下水道水质标准（CJ18-86）的规定后，方可排入城市污水管道，进入城市污水厂集中处理。医院污水必须经过消毒杀菌处理，处理达标后方可进入城市污水处理厂集中处理。雨水管道设计重现期P0.52年；径流系数建成区为0.550.65，非建成区为0.4；地面集水时间取10分钟。充分利用原有排水设施，合理划分汇水面积，合理利用自然形成的冲沟，分散排放，就近排入水体。暴雨强度公式如下： (式1)第2章 排水管网系统2.1 排水分类城市排水按照来源和性质可分为生活污水、工业废水和降水，而城市污水是指排入城市排水管道的生活污水和工业废水的总和。（1）生活污水生活污水指人们日常生活中用过的水，主要包括从住宅、公共场所、机关、学校、医院、商店及其他公共建筑和工厂的生活间，如厕所、浴室、厨房、食堂和洗衣房等处排出的水。生活污水中含有较多有机物和病原微生物等污染物质，在收集后需经过处理才能排入水体、灌溉农田或再利用。（2）工业废水工业废水是指在工业生产中所产生的废水。工业废水水质随工厂生产类别、工艺过程、原材料、用水成分以及生产管理水平的不同而有较大差异。根据污染程度的不同，工业废水可分为生产废水和生产污水。生产废水是指在使用过程中受到轻度污染或仅水温增高的水。如冷却水，通常经简单处理后即可在生产中重复使用，或直接排入水体。生产污水是指在使用过程中受到较严重污染的水，具有危害性，需经处理后方可再利用或排放。不同的工业废水所含污染物质有所不同，如冶金、建材工业废水含有大量无机物，食品、炼油、石化工业废水所含有机物较多。另外，不少工业废水含有的物质是工业原料，具有回收利用价值。（3）降水降水即大气降水，包括液态降水和固态降水，通常主要指降雨。降落雨水一般比较清洁，但初期降雨的雨水径流会携带着大气中、地面和屋面上的各种污染物质，污染相对严重，应予以控制。由于降雨时间集中，径流量大，特别是暴雨。若不及时排泄，会造成灾害。在城市和工业企业中，应当有组织地、及时地排除上述废水和雨水，否则可能污染和破坏环境，甚至形成公害，影响生活和生产以及威胁人民健康。2.2 排水系统的体制在城市和工业企业中通常有生活污水、工业废水和降水。这些污水是采用一个管渠系统来排除，或是采用两个或两个以上各自独立的管渠系统来排除。污水的这种不同排除方式所形成的排水系统，称作排水系统的体制（简称排水体制）。排水系统的体制，一般分为合流制和分流制两种类型。 (1) 合流制排水系统 合流制排水系统是将生活污水、工业废水和降水在同一个管渠内排除的系统。根据污水、废水、雨水混合汇集后的处置方式不同，可分为下列三种情况：直流式合流制：管渠系统布置就近排向水体，分若干排出口，混合的污水不经处理直接泄入水体。国内外很多老城区的排水方式大多是这种系统，但是，随着现代化工业与城市的发展，污水量不断增加，水质日趋复杂，所造成的污染危害很大。因此，这种直泄式合流制排水系统目前不宜采用。全处理合流制：污水、废水、雨水混合汇集后全部输送到污水厂处理后再排放。这对防止水体污染，保障环境卫生方面当然是最理想的，但需要主干管的尺寸很大，污水处理厂的容量也增加很多，基建费用相应增高，很不经济。因此，这种方式在实际情况下也很少采用。截流式合流制：在街道管渠中合流的生活污水、工业废水和雨水，一起排向沿河的截流干管，在截流干管处设置溢流井，并在干管下游设污水厂。晴天和初降雨时所有污水都排送到污水厂，经处理后排入水体，随着降雨量的增加，雨水径流也增加，当混合污水的流量超过截流干管的输水能力后，就有部分混合污水经溢流井溢出直接排入水体。国内外在改造老城市的合流制作水系统时，通常采用这种方式。(2)分流制排水系统分流制排水系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各种独立的管渠系统内排除的排水系统。排除生活污水和工业废水的系统称污水排水系统；排除雨水的系统称雨水排水系统。通常分流制排水又分为下列两种：完全分流制：分别设置污水和雨水两个管渠系统，前者用于汇集生活污水和部分工业废水，并输送到污水处理厂，经处理后再排放；后者汇集雨水和部分工业废水，就近直接排入水体。 不完全分流制：城市中只有污水管道系统而没有雨水管渠系统，雨水沿着地面、道路边沟、水渠等原有系统排泄。这种体制只有在地形条件有利时采用。对于机关报建城市或地区，有时为了急于解决污水出路问题，初期采用不完全分流制，先只埋设污水管道，以少量经费解决近期的污水问题。待将来配合道路工程的不断完善，增设雨水管渠系统，将不完全分流制改成完全分流制。2.3排水体制的选择 合理地选择排水系统的体制，是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题。它不仅从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，同时也影响排水系统工程的总投资、初期投资以及维护管理费用。通常，排水系统体制的选择应满足环境保护的需要，根据当地条件，通过技术经济比较确定。而环境保护应是选择排水体制时所考虑的主要问题。下面从不同的角度进一步分析各种体制的使用情况。环境保护方面如果采用合流制将城市生活污水、工业废水和雨水全部截流送往污水厂进行处理，然后再排放，从控制和防止水体的污染来看，是较理想的；但这时截流主干管尺寸很大，污水厂容量也要增加很多，建设费用相应地提高。采用截流式合流制时，在暴雨径流之初，原沉淀在合流管渠的污泥被大量冲起，经溢流井送人水体。同时雨天时有部分混合污水溢入水体。实践证明，采用截流式合流制的城市，水体污染日益严重。应考虑将雨天时溢流出的混合污水予以储存，待晴天时再将储存的混合污水全部送至污水厂进行处理，或者将合流制改建成分流制排水系统等。分流制是将城市污水全部送至污水厂处理，但初期雨水未加处理就直接排入水体，对城市水体也会造成污染，这是它的缺点。近年来，国内外对雨水径流水质的研究发现，雨水径流特别是初期雨水径流对水体的污染相当严重。分流制虽然具有这一缺点，但它比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，一般又能符合城市卫生的要求，所以在国内外获得了广泛的应用，而且也是城市排水体制的发展方向。工程造价方面国外有的经验认为合流制排水管道的造价比完全分流制一般要低20一40，但合流制的泵站和污水厂的造价却比分流制高。从总造价来看完全分流制比合流制可能要高。从初期投资来看，不完全分流制初期只建污水排水系统，因而既可节省初期投资费用，又可缩短工期，发挥工程效益也快。合流制和完全分流制的初期投资均大于不完全分流制。维护管理方面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，因而晴天时合流制管内流速较低，易于产生沉淀。但据经验，管中的沉淀物易被暴雨水流冲走，这样，合流管道的维护管理费用可以降低。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中的复杂性。而分流制系统可以保持管内的流速，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。施工方面合流制管线单一，减少与其他地下管线、构筑物的交叉，管渠施工较简单。但在建筑物有地下室情况下采用合流制，遇暴雨时有可能倒流入地下室内，合流制安全性不如分流制。混合制排水系统的优缺点，介于合流制和分流制排水系统两者之间。排水系统体制的选择是一项既复杂又很重要的工作。应根据城镇及工业企业的规划、环境保护的要求、污水利用情况、原有排水设施、水量、水质、地形、气候和水体状况等条件，在满足环境保护的前提下，通过技术经济比较综合确定。新建地区一般应采用分流制排水系统。但在特定情况下采用合流制可能更为有利。综上所述，本设计的老城区采用截流式合流制排水系统，新建城区采用完全分流制排水系统。2.4 管道材料及管道系统上的主要构筑物2.4.1管道材料管道材料有以下要求： 管道必须不漏水，不能渗入或渗出。 管道应能抵抗污水和地下水的冲刷和侵蚀。 管道的内壁面应整齐光滑。 管道应有足够的强度。 通常，管道是预制的圆形管子。在我国，城市和工厂中最常用的管道是混凝土管、钢筋混凝土管和陶土管。混凝土管适用于排除雨水、污水，混凝土管的原料较易获得，设备、制造工艺简单，被广泛采用；钢筋混凝土管适用于排除雨水、污水等；陶土管适用于排除酸性废水。2.4.2 管道系统上的主要构筑物（1）检查井检查井主要是为了检查、清通和连接管道而设置的。检查井通常设在管道交汇、转弯、管道尺寸或坡度变化等处，相邻一定距离的直线管道上也设置检查井，其最大间距在室外排水设计规范中作了规定，见下表2-1。表2-1 检查井的最大间距管径或暗渠净高/mm最大间距污水管道/m雨水（合流）管道/m200400204050070050608001000708011001500901001500100120对于本次设计方案，由于四川省开江县的面积较大，检查井设在管径和流量有变化的地方，其他地方不设检查井。当上下游管段出现较大的落差（大于1m）时，一般检查井不再适用，改用跌水井连接。跌水井是设有消能设施的检查井，它可以克服水流跌落时产生的巨大冲击力，宜设在直线管段上。（2）雨水口雨水口是在雨水管道或合流管道上收集地面雨水的构筑物。地面上的雨水经过雨水口和连接管流入管道上的检查井。雨水口的设置位置，应能保证迅速有效地收集地面雨水。一般应设在交叉路口、路侧边沟的一定距离处以及设有道路边石的低洼地方，以防止雨水漫过道路或造成道路及低洼地区积水而妨碍交通。（3）出水口管道出水口的位置和形式应根据出水水质、水体的水位及其变化幅度、水流方向、下游用水情况、边岸变迁（冲、淤）情况和夏季主导风向等因素确定，并要取得当地卫生主管部门和航运管理部门的同意。管道出水口一般设在岸边。当废水需和受纳水体充分混合时，出水口常长距离伸入水体，在伸入水体的出水口处应设置标志。污水管道的出水口应尽可能淹没在水中，管顶标高一般在常水位以下，使污水和河水混合得较好，同时可以避免污水沿滩流泻，造成环境污染。雨水管道的出水口应露在水面以下，否则天晴时河水倒灌管道，造成死水。雨水管道出水口的管底标高，一般设在常水位以下。出水口和河道连接处，一般设置护坡或挡土墙，以保护河岸，固定管道出口管的位置。第3章 污水管网系统的设计与计算3.1 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。凡是采用完善卫生设备的建筑区都应设置污水管道。它是根据城镇总体规划的设计规模决定的。在排水区界内，根据地形及城镇的竖向规划，划分排水流域。一般在丘陵及地形起伏的地区，可按等高线划出分水线，通常分水线与流域分界线基本一致。在地形平坦无显著分水线的地区，可根据面积大小划分，使各相邻流域的管道系统合理分担排水面积，使干管在最大合理埋深情况下，流域内绝大部分污水能自流接入。排水流域划分情况详见污水附图1污水管道平面布置图。3.2 污水管道定线在城镇（地区）总平面图上确定污水管道的位置和走向，称污水管道系统的定线。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，是污水管道系统设计的重要环节。管道定线一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。3.2.1 定线原则和影响因素 定线应遵循的主要原则是：管道定线应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。 一般情况下，地形是主要的影响因素。定线时应充分利用地形，使管道的走向符合地形趋势，一般宜顺坡排水。在整个排水区域较低的地方敷设主干管和干管，便于支管的污水能自流接入，而横管的坡度尽可能与地面坡度一致。在地形平坦地区，应避免小流量的横支管长距离平行于等高线敷设，让其尽早接入干管，宜使干管与等高线垂直，主干管与等高线平行。在坡度较大的时候应设置跌水井，改善水力条件。污水主干管的走向和数目取决于污水厂和出水口的位置和数目。小城市通常只设一个污水厂，只需一条主干管。大流量的集中污水直接接入污水干管起端，可以增大上游干管的管径，减少敷设坡度，减小整个管道系统的埋深。3.2.2 本设计管段定线先布置主干管，主干管主要是沿河布置，平行于等高线，为W1W16。然后布置干管，干管布置的基本原则是垂直于等高线，使污水能够通过自流方式流入主干管。在西南地区，干管主要是垂直于等高线布置，在东南地区，干管为沿河布置，在东北地区，干管为沿河布置，详见附图1污水管网平面图。3.3 街区编号并计算其面积将各街区编上号码，并按各街区的平面范围计算它们的面积，列入表3-1中。用箭头标出各街区污水排出的方向。表3-1 街区面积汇表街区编号123467891011街区面积（ha）16.3511.8415.3118.716.936.536.2911.809.9613.36街区编号12131415161718192021街区面积（ha）10.3010.546.5019.3613.2213.3511.620.241.411.29街区编号22232425262728293031街区面积（ha）1.410.290.550.381.000.360.470.600.530.27街区编号32333435363738394041街区面积（ha）0.920.540.580.360.321.971.280.400.590.59街区编号42434445464748495051街区面积（ha）0.791.993.724.650.862.100.925.400.430.79街区编号52535455565758596061街区面积（ha）8.995.201.462.812.210.707.061.191.402.47街区编号62636465666768697071街区面积（ha）5.224.126.9913.3917.6317.0812.1613.4019.3711.79街区编号72737475767778798081街区面积（ha）10.334.803.790.6316.801.925.5415.5211.279.34街区编号82838485868788899091街区面积（ha）4.124.475.642.767.4313.9812.773.505.117.46街区编号9293949596979899100101街区面积（ha）5.996.354.076.3614.2611.867.8513.747.056.93街区编号102103104105106107108109110111街区面积（ha）5.895.613.784.464.242.785.466.376.966.05街区编号112113114115116117118119120121街区面积（ha）2.953.173.092.689.6810.8713.289.408.4011.28街区编号122123124125126127128129130131街区面积（ha）5.3113.789.382.885.711.933.805.2714.269.03街区编号132133134135136137138139140141街区面积（ha）6.134.212.372.565.696.917.569.239.341.97街区编号142143144145146147148149150151街区面积（ha）4.2910.7014.6924.309.907.388.4310.0012.9110.50街区编号152153154155156157158159160161街区面积（ha）5.498.298.7417.2710.218.6810.4819.3328.0618.283.4设计流量的计算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（一般定义为街区两端、集中流量及旁侧支管进入的点，作为设计管段起点的检查井并编上号码。在本设计当中，根据设计流量变化的情况，可划分为W1-W2，W2-W3，W3-W4，W4-W5，W5-W6，W6-W7，W7-W8，W8-W9，W9-W10，W10-W11，W11-W12，W12-W13，W13-W14，W14-W15，W15-W16，共15个设计主干管。3.4.1比流量q0的计算在本设计中，四川省开江县的总用水量为209.5万立方米/年，生产用水量为5.45万立方米/年，现状综合用水定额为130L/(Capd)。总人口数查得54.22万人，人口密度为524.9Cap/ha。（1）居住区生活污水定额的确定居住区生活污水定额可参考居民生活用水定额或综合生活用水定额。其中，居民生活污水定额和综合生活污水定额应根据当地采用的用水定额，结合建筑内部给排水设施水平和排水系统普及程度等因素确定。在按用水定额确定污水定额时，对给排水系统完善的地区可按用水定额的90%计，一般地区可按用水定额的80%计。计算中根据当地用水定额确定污水定额。在本设计中，采用综合用水定额的80%计算综合污水定额n。n=13080%=104 (L/(Capd) （式2）（2）比流量的计算=0.63（L/(sh)） （式3）式中 n居住区生活污水定额（L/(Capd)） P人口密度(Cap/ha)。3.4.2 管段设计流量的计算每一设计管段的污水设计流量可能包括以下几种流量: 本段流量q1：是从管段沿线街坊流来的污水量。 转输流量q2：是从上游管段和旁侧管段流来的污水量。 集中流量q3：是从工业企业或其他大型公共建筑物流来的污水量。对于某一设计管段而言，本段流量q1是沿线变化的，但为了设计的方便，通常假定本段流量集中在起点进入设计管段。从上游管段和旁侧管段流来的污水流量以及集中流量对于设计管段是不变的。本段流量用下式计算：q1=Fq0Kz （式4）式中 q1设计管段的本段流量（L/s）； F设计管段服务的街区面积（ha）； Q0单位面积的本段平均流量，级比流量(L/(Capd)；Kz生活污水量总变化系数。可用下式或者表3-2求得：生活污水量总变化系数：流入污水管道的污水量实际上时刻都在变化，在污水管道的设计中，通常假定一小时内流入的污水量是均匀的。污水量的变化情况常用变化系数表示。一年中最大日污水量与平均日污水量的比值称为日变化系数（Kd）。最大日中最大时污水量与该日平均时污水量的比值称为时变化系数（Kh）。最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值称为总变化系数（Kz）。显然Kz= KdKh。下表是我国室外排水设计规范采用的居住区生活污水量总变化系数值。表3-2 生活污水总变化系数平均日流量/（Ls-1）51540701002005001000总变化系数2.32.01.81.71.61.51.41.3生活污水量总变化系数值，是经综合分析后得出的，同时，各地区普片认为，当污水平均日流量大于1000L/s时，总变化系数至少为1.3,当然，居住区生活污水量总变化系数值也可按综合分析得出的总变化系数与平均流量间的关系式求得，即 （式5）式中 Q平均日平均时污水流量（L/s）。当Q5L/s时，Kz=2.3；当Q1000L/s时，Kz=1.3。在本设计中，没有集中流量，W1-W16为主干管，设计管段W1-4-W1-3为干管的起始管段，该管段接纳街区161号的污水，其面积为18.28ha（见街区面积表31），故本段流量为q1=q0F=0.6318.28=11.52L/s,该管段的转输流量q2为0，故合计平均流量q1+q2=11.52+0=11.52L/s。查表或根据上式计算得Kz=2.58,。该管段的生活污水设计量Q1=11.520.63=29.72 L/s，总计设计流量Q=Q1=29.72 L/s。其余管段的设计流量计算方法相同。3.5 管段的水力计算3.5.1 设计参数的选择（1）设计充满度在设计流量下，管道中的水深h和管道直径D的比值称为设计充满度（或水深比）。我国的污水管道按非满流（h/D1）进行设计，这样规定的原因是： 保留一部分管道断面，为未预见水量的增长留有余地，避免污水溢出。 留出适当空间，以利管道的通风，排出有害气体。最大设计充满度的规定见表3-3：表3-3 最大设计充满度管径（D）或暗渠高（H）（mm）最大设计充满度（h/D）2003000.553504500.655009000.7010000.75在计算污水管道充满度时，不包括淋浴或短时间内突然增加的污水量，但当管径小于或等于300mm时，应按满流复核。（2）设计流速和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度叫做设计流速。为了防止管道中产生於积或冲刷，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。最小设计流速是保证管道内不致发生淤积的流速。室外排水设计规范规定污水管道在设计充满度下的最小设计流速定为0.6m/s。含有金属、矿物固体或重油杂质的生产污水管道，其最小设计流速宜适当加大，其值要根据试验或调查研究决定。最大设计流速是保证管道不被冲刷损坏的流速。该值与管道材料有关，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）最小管径在污水管道系统的上游部分，设计污水流量很小，若根据流量计算，则管径会很小，而管径过小极易堵塞；此外，采用较大的管径，可选用较小的坡度，使管道埋深减小。因此，为了养护工作的方便，常规定一个允许的最小管径。在街区和厂区内污水管道最小管径为200mm，街道下为300mm。在污水管道系统上游管段，由于管段服务的排水面积较小，因而设计流量小，按此流量计算得出的管径小于最小管径时，应采用最小管径值。一般可根据最小管径在最小设计流速和最大充满度情况下能通过的最大流量值，计算出设计管段服务的排水面积。若设计管段服务的排水面积小于此值，即直接采用最小管径而不再进行水力计算。这种管段称为不计算管段。在这些管段中，当有适当的冲洗水源时，可考虑设置跌水井。（4）最小设计坡度不同管径的污水管道有不同的最