环境工程给排水技术排水管道工程学习教案

1、会计学1环境工程给排水技术环境工程给排水技术(jsh)排水管道工程排水管道工程第一页，共102页。污水污水(w shu)出路出路n排放水体排放水体n灌溉农田灌溉农田n重复使用：自然复用重复使用：自然复用 间接复用间接复用 直接复用直接复用第1页/共101页第二页，共102页。第2页/共101页第三页，共102页。第3页/共101页第四页，共102页。河第4页/共101页第五页，共102页。1-合流(hli)干管 2-截流主干管 3-溢流井 4-污水厂 5-出水口 6-溢流出水口4136251-合流干管；2-截流主干管；3-溢流井； 4-污水厂；5-出水口；6-溢流出水口图1-2 截流式合流制排

2、水系统河截流式合流制布置截流式合流制布置(bzh)方式方式第5页/共101页第六页，共102页。雨水排水系统污水排水系统不完全不完全(wnqun)分流制分流制3600241ZKNnQ第6页/共101页第七页，共102页。1523河41-污水干管；2-污水主干管；3-污 水厂；4-出水口；5-雨水干管图1-3 分流制排水系统第7页/共101页第八页，共102页。图1-4 完全分流制及不完全分流制河111323245(1)(1)完全分流制；(2)不完全分流制4-污水厂；5-出水口第8页/共101页第九页，共102页。第9页/共101页第十页，共102页。n室外污水管道室外污水管道(gundo)系统

3、系统物管道系统上的附属构筑街道污水管道系统管道系统庭院、街坊或居住小区n污水泵站及压力管道污水泵站及压力管道n污水处理厂污水处理厂n出水口及事故排放口出水口及事故排放口第10页/共101页第十一页，共102页。河132467891151035343332311-城市边界 2-排水流域分界线 3-支管 4-干管 5-主干管 6-总泵站 7-压力(yl)管道 8-城市污水厂 9-出水口 10-事故排放口 11-工厂第11页/共101页第十二页，共102页。第12页/共101页第十三页，共102页。第13页/共101页第十四页，共102页。第14页/共101页第十五页，共102页。第15页/共101

4、页第十六页，共102页。第16页/共101页第十七页，共102页。排水系统的布置排水系统的布置(bzh)形形式式第17页/共101页第十八页，共102页。第18页/共101页第十九页，共102页。第19页/共101页第二十页，共102页。第20页/共101页第二十一页，共102页。第21页/共101页第二十二页，共102页。分散式分散式环绕环绕(hunro)式式第22页/共101页第二十三页，共102页。设计设计(shj)原则原则第23页/共101页第二十四页，共102页。第24页/共101页第二十五页，共102页。第25页/共101页第二十六页，共102页。第26页/共101页第二十七页，共

5、102页。城市和工业企业的总体规划排水工程总体规划地形资料气象资料水文水质资料地质资料第27页/共101页第二十八页，共102页。第28页/共101页第二十九页，共102页。 Q1居住区生活污水设计流量居住区生活污水设计流量(liling)（L/s） n 居住区生活污水定额（居住区生活污水定额（L/capd） N设计人口数设计人口数 KZ 生活污水量总变化系数生活污水量总变化系数 污水设计流量的确定污水设计流量的确定第29页/共101页第三十页，共102页。工业工业(gngy)(gngy)企业生活污水及淋浴污水设计流量企业生活污水及淋浴污水设计流量13600604036005 . 2350 .

6、 325 36003600212122112221112CCTAAtDCDCTKBAKBAQ第30页/共101页第三十一页，共102页。TmMKQZ36003Q3Q3：工业废水设计流量（：工业废水设计流量（L/sL/s）m m：生产工程中每单位产品：生产工程中每单位产品(chnpn)(chnpn)的废水量（的废水量（L/L/单位产品单位产品(chnpn)(chnpn)）MM：产品：产品(chnpn)(chnpn)的平均日产量的平均日产量 KZ KZ：总变化系数：总变化系数T T：每日生产时数（：每日生产时数（h h）第31页/共101页第三十二页，共102页。城市污水设计城市污水设计(shj)

7、(shj)总流量总流量Q=Q1+Q1+Q2+Q3+Q4第32页/共101页第三十三页，共102页。3600241 2 1iiiZKFqKNqQQQQ第33页/共101页第三十四页，共102页。n确定需要抽升的排水区域和设置泵站的位置确定需要抽升的排水区域和设置泵站的位置第34页/共101页第三十五页，共102页。第35页/共101页第三十六页，共102页。第36页/共101页第三十七页，共102页。第37页/共101页第三十八页，共102页。正交式截流(ji li)式平行(pngxng)式分区(fn q)式环绕式环绕截流式第38页/共101页第三十九页，共102页。低边式围坊式（周边式）穿坊式

8、第39页/共101页第四十页，共102页。第40页/共101页第四十一页，共102页。第41页/共101页第四十二页，共102页。污水污水(w shu)(w shu)管道的水力管道的水力计算计算第42页/共101页第四十三页，共102页。不冲刷(chngshu)不淤积不溢流通风基本公式基本公式流量公式：Q = A v流速公式：611RnC曼宁公式：21321IRnv21321IRAnQ第43页/共101页第四十四页，共102页。第44页/共101页第四十五页，共102页。第45页/共101页第四十六页，共102页。最小设计坡度：最小设计坡度： 相应相应(xingyng)(xingyng)于管道

9、内流速为最小流速的管道坡度于管道内流速为最小流速的管道坡度第46页/共101页第四十七页，共102页。埋深：管道内壁底到地面的埋深：管道内壁底到地面的 距离。距离。覆土厚度覆土厚度(hud)(hud)：管道外壁顶部到：管道外壁顶部到 地面的距离。地面的距离。第47页/共101页第四十八页，共102页。最大埋深：最大埋深：第48页/共101页第四十九页，共102页。第49页/共101页第五十页，共102页。第50页/共101页第五十一页，共102页。第51页/共101页第五十二页，共102页。本管段服务区的全部污水量。本管段服务区的全部污水量。q1=Fq1=F q0q0 KZKZF: F:设计设

10、计(shj)(shj)管段服务的街坊面积（管段服务的街坊面积（ha)ha)q0:q0:比流量比流量(L/s(L/s ha)ha)q0=(nq0=(n p)/86400p)/86400KZ:KZ:生活污水量总变化系数生活污水量总变化系数本段流量本段流量第52页/共101页第五十三页，共102页。第53页/共101页第五十四页，共102页。第54页/共101页第五十五页，共102页。方法方法第55页/共101页第五十六页，共102页。水面水面(shu min)平接平接适用(shyng)于等管径相接或小管径接大管径 管顶平接管顶平接适用(shyng)于小管径接大管径 第56页/共101页第五十七页，

11、共102页。第57页/共101页第五十八页，共102页。第58页/共101页第五十九页，共102页。第59页/共101页第六十页，共102页。第60页/共101页第六十一页，共102页。第61页/共101页第六十二页，共102页。常用比例常用比例第62页/共101页第六十三页，共102页。第63页/共101页第六十四页，共102页。比例尺比例尺横向：横向：1：5001：2000纵向：纵向：1：501：200纵剖面图纵剖面图第64页/共101页第六十五页，共102页。第65页/共101页第六十六页，共102页。 给定某市的街坊平面图，如下页图。居住区街坊人口密度为给定某市的街坊平面图，如下页图。

12、居住区街坊人口密度为350人人/公顷，污水量公顷，污水量标准为标准为120L/(人人.d)，火车站和公共浴室的设计，火车站和公共浴室的设计(shj)污水量分别为污水量分别为3L/s和和4L/s，工厂，工厂甲和工厂乙的工业废水设计甲和工厂乙的工业废水设计(shj)流量分别为流量分别为25L/s与与6L/s。生活污水及经过局部处。生活污水及经过局部处理的工业废水全部送至污水处理厂进行处理。工厂甲废水排出口的管底埋深为理的工业废水全部送至污水处理厂进行处理。工厂甲废水排出口的管底埋深为2.0m 污水污水(w shu)管道的设计管道的设计举例举例第66页/共101页第六十七页，共102页。平面图第67

13、页/共101页第六十八页，共102页。管道(gundo)定线第68页/共101页第六十九页，共102页。水力计算注意(zh y)问题 控制点选择 管道坡度(pd)与地面坡度(pd) 设计流速与设计管径 注意水头损失 旁侧支管连接第69页/共101页第七十页，共102页。阵雨历时：指一场暴雨经历的整个时段。降雨历时：指阵雨过程中任一连续的时段。雨水沟道和合流沟道的设计以降雨量为基础，其设计流量为雨水径流量。 雨量雨量(yling)参数参数： 6.3 雨水(y shu)管道的设计计算雨水雨水(y shu)(y shu)径流量的估算径流量的估算第70页/共101页第七十一页，共102页。降雨(jin

14、 y)强度：指在某一降雨(jin y)历时内的平均降雨(jin y)量。深度(shnd)h（mm）表示方式1hm2面积上的降雨量（m3h-1m-2）降雨量：一段时间内降落在某一面积上的总水量。 雨量雨量(yling)参数参数：i = h / t（mm min-1） q = K i =166.7 i （Ls-1hm-2）表示方式第71页/共101页第七十二页，共102页。降雨强度频率：通常称单位时间内某种事件出现的次数（或比例）为频率，水文统计上，用频率反映水文事件出现的频繁情况。降雨强度的重现期。 雨量雨量(yling)参数参数：洪水的大小50年一遇100年一遇洪水重现期50年100年频率2%

15、（0.02）1%（0.01）第72页/共101页第七十三页，共102页。降雨分析降雨分析一个自记雨量计降雨记录的整理雨量曲线和雨量公式分析每一年的记录整理每一年的降雨分析汇总表全国十大城市雨量公式摘要表编制降雨分析整理成果表和绘制雨量曲线雨水管道设计流量的估算雨水管道设计流量的估算设计降雨强度设计降雨强度(qingd)的确定的确定第73页/共101页第七十四页，共102页。t设计降雨历时（排水面积的集水时间），min；t1地面积水时间，min；t2在管道中流行的时间，min；l集中点上游各沟段的长度，m；v相应各管段的设计流速，m/s。 设计降雨历时：以排水面积中最远的一点到集水点的雨水流行时

16、间作为设计降雨历时。21ttt式中：雨水管道设计雨水管道设计(shj)流量的估算流量的估算设计设计(shj)降雨历时的确定降雨历时的确定第74页/共101页第七十五页，共102页。 设计雨水管道，确定设计降雨强度时，常选用重现期较短的当地降雨强度。选用重现期，主要(zhyo)看： 管道溢流； 地区集水将造成的危害； 施工费用。 雨水管道设计流量雨水管道设计流量(liling)的估算的估算设计重现期的确定设计重现期的确定第75页/共101页第七十六页，共102页。 影响径流系数的因素：地面的透水性、地面坡度、降雨情况（久雨和暴雨）。 径流系数常采用面积内各类地面的径流系数的加权平均值。0.15公

17、园或绿地0.30非铺砌地面0.40干砌砖石和碎石路面0.45级配碎石路面0.60大块石铺砌路面和沥青表面处理的碎石路面0.90各种屋面、混凝土和沥青路面地面种类 雨水管道(gundo)设计流量的估算径流系数的确定第76页/共101页第七十七页，共102页。因雨水泵站投因雨水泵站投资、用电量都资、用电量都很大，尽量避很大，尽量避免设置免设置(shzh)雨水泵雨水泵站。站。因明渠造价因明渠造价(zoji)低，低，考虑采用明渠。考虑采用明渠。在建筑物密度较在建筑物密度较高、交通繁忙的高、交通繁忙的地区，可采用加地区，可采用加盖明渠。盖明渠。利用地形，利用地形，就近排放就近排放(pi fn)地面水体，

18、地面水体，降低造价。降低造价。尽量利用池塘、尽量利用池塘、河浜受纳地面径河浜受纳地面径流，最大限度地流，最大限度地减少雨水管道的减少雨水管道的设置。设置。雨水管道设计的原则雨水管道设计的原则 雨水管道的设计雨水管道的设计第77页/共101页第七十八页，共102页。雨水管道系统(xtng)的平面布置 雨水口的设置位置，要配合道路边沟，在道路交叉口处，雨水不应漫过路面。 陡坡地区:为避免因沟道坡度太陡，设跌水窨井等特殊构筑物，使干沟与等高线斜交，以适当减少干沟坡度。 受地形影响 平坦地区:为避免干沟埋深过大，增加造价，干沟应设在流域的中部，以减少两侧支沟长度。 根据城市规划和建设情况，考虑利用河湖

19、水体与洼地调蓄雨水，把地形条件、地下水位以及原有的和规划的地下设施、施工条件等因素综合考虑，合理布置，分期建设，逐步完善。 布置原则 沟系定线 雨水沟系常沿道路铺设，设在道路中线的一侧，与道路相平行，尽量在快车道以外。 受道路交通影响 第78页/共101页第七十九页，共102页。管道按满流设计，明沟应留超高，不小于管道按满流设计，明沟应留超高，不小于0.2m0.2m。最小设计流速为最小设计流速为0.75m/s0.75m/s，明沟为，明沟为0.4 m/s0.4 m/s。管道可不考虑最大流速，明沟的最大流速按下页表采用。管道可不考虑最大流速，明沟的最大流速按下页表采用。最小管径最小管径300mm3

20、00mm，最小坡度，最小坡度0.0030.003；雨水口连接管管径；雨水口连接管管径200mm200mm，最小坡度，最小坡度0.010.01。雨水沟道流速公式。雨水沟道流速公式。管段衔接一般用管顶平接，当条件不利时也可用管底平接管段衔接一般用管顶平接，当条件不利时也可用管底平接。最小覆土厚度，在车行道下时，一般不小于最小覆土厚度，在车行道下时，一般不小于0.7m0.7m，基础应，基础应设在冰冻线以下。设在冰冻线以下。在直线管段上窨井的最大间距见下表。在直线管段上窨井的最大间距见下表。雨水管道水力学设计雨水管道水力学设计(shj)(shj)的的准则准则第79页/共101页第八十页，共102页。沟

21、壁材料沟壁材料最大设计流速最大设计流速/ /（msms-1-1）沟壁材料沟壁材料最大设计流速最大设计流速/ /（msms-1-1）粗沙或贫砂质粗沙或贫砂质黏土黏土0.80.8草皮护面草皮护面1.61.6砂质黏土砂质黏土1 1干砌块面干砌块面2 2黏土黏土1.21.2浆砌块石或浆浆砌块石或浆砌砖砌砖3 3石灰岩、砂岩石灰岩、砂岩4 4混凝土混凝土4 4第80页/共101页第八十一页，共102页。管径或暗渠净高管径或暗渠净高/mm最大间距最大间距/m污水管道污水管道雨水（合流）管道雨水（合流）管道200400204050070050608001000708011001500901001500100

22、120第81页/共101页第八十二页，共102页。雨水管道水力学设计雨水管道水力学设计(shj)步骤步骤步骤1：划分流域与沟道定线，确定(qudng)雨水流向步骤2：划分设计沟段与沿线汇水面积 步骤5：进行水力学计算步骤4：确定沟道的最小埋深步骤3：确定雨量参数的设计值 第82页/共101页第八十三页，共102页。767. 0)17. 7(6 .14ti第83页/共101页第八十四页，共102页。 雨量重现期采用一年，相应降雨强度公式：地面集水时间t用10min。 径流系数及加权平均的计算： iiiAA水力学计算(j sun)示例基本公式(gngsh)和数据：第84页/共101页第八十五页，共

23、102页。步骤1：从管道系统(xtng)图中量得各管段的长度L列入第2项步骤2：根据排水面积的划分(hu fn)，将各管段的沿线面积列入第3项步骤(bzhu)3：各管段的排水面积列入第4项步骤4：从图中读出数据列入第14、15项步骤5：根据各管段的假定流速，算出集流时间t，比流量q0，设计流量qv，而后从水力学算图上选定管径D与坡度I，并确定相应的流速v，当所确定的流速v与假定流速有出入时，再调假定流速并进行重新计算，最终使假定流速与确定的流速两者一致步骤6：计算各管底高程，并填入表格列表计算及步骤列表计算及步骤第85页/共101页第八十六页，共102页。第86页/共101页第八十七页，共10

24、2页。雨水管道雨水管道(gundo)平面图的绘制平面图的绘制 沟道系统平面布置图上，加注计算所得数据。规划阶段 完整的沟道平面图反映初步设计的要求标明窨井的具体位置可能有施工有关的地面建筑物其他地下管线及地下建筑物的位置管线图例及施工说明施工图设计阶段比例尺1:5001:2000第87页/共101页第八十八页，共102页。第88页/共101页第八十九页，共102页。合流合流(hli)(hli)管渠系统的适用条件与布置特点管渠系统的适用条件与布置特点合流合流(hli)管渠系统管渠系统 具有截流管道，在截流管道上设溢流具有截流管道，在截流管道上设溢流井，当水量超过截流能力时，超过的水量井，当水量超

25、过截流能力时，超过的水量通过溢流井泄入水体，被截流的水予以适通过溢流井泄入水体，被截流的水予以适当处理。当处理。 全部污水不经处理直接排入水体，对全部污水不经处理直接排入水体，对水体污染大，在环境保护上已不容许采用水体污染大，在环境保护上已不容许采用。 6.4 合流制管渠系统(xtng)设计第89页/共101页第九十页，共102页。截流式合流管渠在沟系造价上投资较省，沟系养护截流式合流管渠在沟系造价上投资较省，沟系养护较简单。较简单。地下管线可减少，不存在雨水管与污水管的误接问地下管线可减少，不存在雨水管与污水管的误接问题。题。合流制污水处理厂的造价比分流制污水厂高，处理合流制污水处理厂的造价

26、比分流制污水厂高，处理养护也较复杂。养护也较复杂。截流式合流制在卫生上比分流制差，环境污染较大截流式合流制在卫生上比分流制差，环境污染较大。截流式合流管渠道与分流截流式合流管渠道与分流(fn li)制系统相比的优缺点制系统相比的优缺点第90页/共101页第九十一页，共102页。 当溢流井离排放水当溢流井离排放水体较近且溢流井不受高体较近且溢流井不受高水位倒灌影响时，原则水位倒灌影响时，原则上宜多设溢流井。上宜多设溢流井。 当溢流井受高水位当溢流井受高水位倒灌影响时，宜减少溢倒灌影响时，宜减少溢流井数量，并在溢流管流井数量，并在溢流管上设潮门，必要时设泵上设潮门，必要时设泵站排水。站排水。应使雨

27、水及早溢入水体，以降低下游干管的设计流量应使雨水及早溢入水体，以降低下游干管的设计流量截流式合流截流式合流(hli)管系的布置原则管系的布置原则第91页/共101页第九十二页，共102页。合流污水水质合流污水水质(shu zh)与截与截流倍数流倍数合流制污合流制污水的水质水的水质(shu zh)特点特点 雨污混合水的雨污混合水的BODBOD5 5与与OCOC的平均浓度与晴的平均浓度与晴天污水并无很大的差异（见左下表天污水并无很大的差异（见左下表 ）雨污混合水的雨污混合水的SSSS平均为晴天时的平均为晴天时的2 2倍倍雨污混合水水质的统计见右下表雨污混合水水质的统计见右下表项目项目晴天晴天雨天雨

28、天范围范围平均平均范围范围平均平均BOD550195.9112.86.45267.23119.67OC29.9135.858.912.43181.3474.26SS41.1175.284.688.13394.97209.91项目项目水样几水样几率率/%范围范围/（mgL-1）平均平均/ mgL-1）BOD5503324390705829512190112402189OC5027174547042213719063244110SS50662891377014448021590184859376第92页/共101页第九十三页，共102页。将合流管系改造成分流制一般需具备将合流管系改造成分流制一般需

29、具备(jbi)三个技术条件三个技术条件（3）城市街道要有足够的地下空间，使有可能实现铺设雨水和污水两个沟系（2）工厂内部的雨水和冷却水等排水系统与工业、生活污水系统分开（1）所有街坊与庭院都需具有雨水与污水两个管道系统，严格分流（1 1）、（）、（2 2）两条件难以具备，并且要改建几乎所有的接户管）两条件难以具备，并且要改建几乎所有的接户管, ,要破坏大量路面，改造工作量极大，需要很长时间才可能完要破坏大量路面，改造工作量极大，需要很长时间才可能完成，因此合流制改造成分流制在实践中较难实现。从技术和经成，因此合流制改造成分流制在实践中较难实现。从技术和经济两个角度看，污水不经处理直接排入水体的

30、合流管道，主济两个角度看，污水不经处理直接排入水体的合流管道，主要的改造方向是向截流式合流管道过渡。要的改造方向是向截流式合流管道过渡。第93页/共101页第九十四页，共102页。截流式合流截流式合流(hli)(hli)管道的水力学计算管道的水力学计算合合流流沟沟道道的的设设计计标标准准按设计流量计算按最大生产班内的设计流量计算溢流井上游的沟段：按最大径流量计算溢流井下游的沟段：按被截流的雨水量计算按设计流量满流计算0.75m/s，另需校核旱流时沟内流速应比同一情况下的雨水沟道设计适当提高生活污水量工业废水量 雨水量 设计流量设计流量 设计充满度设计充满度设计最小流速设计最小流速设计重现期设计重现期第94页/共101页第九十五页，共102页。qv qvs qvg qvy qvhqvy第一个溢流井上游第一个溢流井上游(shngyu)(shngyu)管道的设计流量管道的设计流量qvqv：截流式合流截流式合流(hli)管道的设计流量管道的设计流量式中:qvs平均生活污水量，L / s; qvg工业废水的平均最大班流量(liling)，L / s; qvy设计雨水径流量(liling)，L / s; qvhqvhqvs +qvg，旱流污水量，L / s。第95页/共101页第九十六页，共102页。qv = ( n0 + 1) qvh +