污水管道设计及雨水管网系统设计

《给排水管道工程设计》设计说明书学院环境科学与工程专业环境工程班级2班学生姓名学号目录第一部分污水管道系统设计 3第一章工程概况 3一.城市总平面图 3二.人口密度 3三.污水量标准 3四.集中排放点概况 3五.河岸堤坝标高 4第二章污水管道系统的设计 4一．污水设计流量的确定 41.生活污水设计流量 42.工业废水流量 4二．在平面图上布置污水管道 5三．街区编号并计算其面积 5四．管段设计流量计算 5计算示例 5流量计算表 6五.水力计算 7计算示例 7主干管各设计管段的水力计算表 9第三章图纸 9一.污水管网平面图,见附图一 9二.主干管纵剖图,见附图二 9第二部分雨水管渠系统设计 10第一章雨水管网系统设计 10一.划分排水流域和管道定线 10二.划分设计管段 10三.划分并计算各设计管段的汇水面积 10四.平均径流系数值 11五.设计重现期、地面集水时间t1、管道起点埋深 11六.单位面积径流量q0 12七.干管的水力计算 12八．水力计算说明： 13第二章图纸 14一．雨水管道平面布置图，见附图三 14二．雨水干管纵剖面图，见附图四 14第三部分环式管网的水力计算 15第一部分污水管道系统设计第一章工程概况=1\*CHINESENUM3一.城市总平面图二.人口密度人口密度:400人/104m2三.污水量标准污水量标准:140L/人•d四.集中排放点概况污水性质生活污水淋浴污水生产污水设计流量(L/s)8.246.8426.4表一工厂各排污环节设计流量工厂排出口地面标高:43.5m管底埋深不小于2m土壤冰冻深:0.8m五.河岸堤坝标高沿河岸堤坝标高:40m第二章污水管道系统的设计一．污水设计流量的确定1.生活污水设计流量（1）居民区生活污水设计流量按下式计算：式中Q1—居民区生活污水设计流量（L/s）；n—居民区生活污水定额（L/（cap·d））；N—设计人口数；Kz—生活污水量总变化系数；cap—“人”的计量单位；其中，Q—平均日平均时污水流量(L/s)，当Q<5L/s时，Kz=2.3；Q>1000L/s时，Kz=1.3。2.工业废水流量工业废水流量在资料中已经给出Q2=8.24L+6.84+26.4=41.48(L/s)二．在平面图上布置污水管道由平面图上可知，该区域地势自西北像东南方向倾斜，坡度较小，无明显分水线、可划分为一个排水流域。主干管由西向东铺设，设置两条干管由北向南铺设。整个管道系统基本呈截流式形式布置，如附图一所示（附图一：污水管网平面布置图）。三．街区编号并计算其面积将各街区编号并计算其面积列入表二中，并在附图一中用箭头标出了各街区污水的排出方向。区域编号1234567面积(m2)750007500060000600006400064000区域编号891011121314面积(m2)64000640006400064000640006400064000表二各区域面积四．管段设计流量计算计算示例以管段11~12为例进行管段的流量计算:1.比流量q0:其中n—居住区生活污水定额(L/(人•d))P—人口密度(人/m2)由设计资料得到:居民区生活污水定额n=140(L/人•d)人口密度p=400(人/104m2)所以,(L/(s•m2)2.总变化系:其中Q—合计平均流量（L/s）3.生活污水设计流量Q1:本段流量其中q1—设计管段的本段流量(L/s)F—设计管段服务的街区面积(m2)Kz—生活污水量总变化系数q0—单位面积的本段平均流量,即比流量(L/s•m2)所以，转输流量q2=0所以，Q1=q1+q2=11.18+0=11.18(L/s)流量计算表管段编号居民区生活污水量Q1集中流量本段流量转输流量q2(L/s)合计平均流量(L/s)总变化系数Kz生活污水设计流量Q1(L/s)本段(L/s)转输(L/s)街区编号街区面积(m2)比流量q0(L/(s•m2)×10-5流量q1(L/s)设计流量(L/s)12345678910111211~121750006.484.86—4.862.311.18——11.1812~72750006.484.864.869.722.120.41——20.4113~8————————41.48—41.4814~156640006.484.14—4.142.39.52——9.5215~167640006.484.144.148.282.117.39——17.3916~98640006.484.148.2812.422.024.84——24.8417~189640006.484.14—4.142.39.52——9.5218~1910640006.484.144.148.282.117.39——17.3919~1011640006.484.148.2812.422.024.84——24.847~8————9.729.722.120.41——20.418~3————9.729.722.120.41—41.4861.589~10————12.4212.422.024.84——24.8410~6————24.8424.841.947.20——47.201~24600006.483.89—3.892.38.95——8.952~35600006.483.893.897.782.217.12——17.123~412640006.484.1417.5021.641.941.12—41.4882.604~513640006.484.1421.6425.781.948.98—41.4890.465~614640006.484.1425.6029.741.956.51—41.4897.99表三污水管道设计流量计算表五.水力计算计算示例以管段1~2为例进行管段的水力计算：1.从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，列入表四的第2项，此处=310m。2.将各设计管段的设计流量列入表中第3项，此处=8.95L/s。3.设计管段起迄点检查井处得地面标高列入表中第10、11项，此处分别为43.40和43.00。4.计算每一设计管段的地面坡度，作为确定管道坡度时参考。此处，管段1~2的地面坡度=5.首先拟采用最小管径300mm，即查《排水工程》附录2-2附图3，已知设计流量=8.95L/s，且此管段的地面坡度较小，所以为不使整个管道系统的埋深过大，先设定坡度为最小设计坡度0.003，查表，当Q=8.95L/s、I=0.003时，得到v=0.54m/s，小于最小设计流速0.6m/s。所以再设定设计流速v=0.6m/s，相应的设计坡度为0.0043，设计充满度=0.27，满足最大设计充满度=0.55的要求。6.计算其他管段的观景D、设计流速v、设计充满度h/D和管道坡度I，填入表中第4、5、6、7、8项。7.计算管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度（1）根据设计管段长度和管道坡度求降落量。管段1~2的降落量=I•L=0.0043×310=1.333m，列入表中第9项。（2）根据管径和充满度求管段水深，管段1~2的水深为h=h/D•D=0.27×0.3=0.081m,列入表中第8项。（3）确定管网系统的控制点。本设计中距离污水厂最远的干管起点是7，还有工厂出水口13，这些点都可能成为管道系统的控制点。7点的埋深采用土壤冰冻深度=0.8m，取干管与地面坡度相似，因此干管埋深不会增加太多，整个管线上又无个别低洼点，故7点的埋深不能控制整个主干管的埋深。对主干管埋深起决定作用的控制点则是1点。1点是主干管的起始点，它的埋深受工厂排出口埋深的控制，定为2.0m，将该值列入表中第16项。(4)求设计管段上、下端的管内底标高，水面标高，埋设深度。1点的管内底标高等于1点的地面标高减1点埋深=43.400-2.000=41.400m，列入表第14项中。2点的管内底标高等于1点的管内底标高减降落量=41.400-1.333=40.067m，列入表第15项中。2点埋设深度等于2点地面标高减2点管内底标高=43.000-40.067=2.933m，列入表中第17项。管段上下端水面标高等于相应点的管内底标高加水深，所以1点的水面标高=41.400+0.081=41.481m，列入表第12项。2点水面标高40.067+0.081=40.148m，列入表中第13项。（5）若前后两段管道的管径相同，则此时采用水面平接，若不同，则采用管顶平接，所以2点处选择管顶平接。主干管各设计管段的水力计算表管段编号管道长度L(m)设计流量Q(L/s)管径D(mm)坡度I流速v(m/s)充满度降落量I•L(m)标高(m)埋设深度h(m)地面水面管内底上端下端上端下端上端下端上端下端12345678910111213141516171~23108.953000.00430.600.270.0811.33343.4043.0041.48140.14841.40040.0672.002.9332~332517.123500.00300.650.330.1160.97543.0042.4040.13339.15840.01739.0422.9832.9763~434582.604500.00180.750.630.2840.62142.4041.6039.27638.65538.99238.3713.1243.2994~534090.464500.00220.800.650.2930.74841.6041.2038.65537.90738.36237.6143.2383.5865~634097.995000.00210.850.570.2850.71441.2040.5037.84937.13537.56436.8503.6363.650表四污水主干管水力计算表第三章图纸一.污水管网平面图,见附图一二.主干管纵剖图,见附图二第二部分雨水管渠系统设计第一章雨水管网系统设计一.划分排水流域和管道定线该厂区面积较小,故划分为一个排水流域.城市雨水道接管点位置确定雨水出水口位置,雨水出水口位于厂区南面，坐标为x=722.50，y=520.00，故雨水干管的走向为由北向南.具体管道布置见附图三.二.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设置检查井.把两个减检查井之间流量没有变化且预计管径和坡度也没有变化的管段定为设计管段.并从管段上游网下游按顺序进行检查井的编号,如图所示.各检查井的地面标高见表一.检查井编号地面标高(m)检查井编号地面标高(m)142.36641.66242.23742.41342.01842.34441.96942.19541.76表一各检查井地面标高表三.划分并计算各设计管段的汇水面积在厂区内,地形平坦,按就近排入附近雨水管道原则划分汇水面积.在附图三中以对各汇水区域进行编号,详见附图三.各管段长度见表二;各设计管段的汇水面积见表三.管段编号管段长度(m)管段编号管段长度(m)1~2437~8442~3448~948.53~499~580.54~539.56~接管点5~631.5表二各管段长度表设计管段编号本段汇水面积编号本段汇水面积(m2)转输汇水面积(m2)总汇水面积(m2)1~23~63795037952~37~104790379585853~411~1218708585104554~513~15344310455138985~616~19894522523314687~81~23607036078~920~212903360765109~522~23211565108625表三汇水面积计算表四.平均径流系数值该排水流域内,是由各种屋面和沥青路面组成的,所以径流系数=0.90五.设计重现期、地面集水时间t1、管道起点埋深根据设计资料，设计重现期P=1a；此厂区内建筑物密度较大，雨水口分布较密，地面集水时间采用t1=5min；由于生产废水直接排入雨水道，所以管道起点埋深根据支管的接入标高条件，采用1.50m。六.单位面积径流量q0其中，q—暴雨强度；Ψ—径流系数，此处采用0.9；t1—地面集水时间（min）；t2—管内雨水流行时间（min）。七.干管的水力计算见表四设计管段编号管长L（m）汇水面积F（m2）管内雨水流行时间（min）单位面积径流量q0设计流量Q（L/s）管径D（mm）坡度I（‰）1234567891~243379500.96281.7478.744002.42~34485850.960.70239.49205.605003.53~49104550.700.16249.03260.366001.94~539.5138980.160.48273.14379.616003.85~631.5314680.480.38280.06581.228001.87~844360700.92281.74101.624002.48~948.565100.921.04240.89156.815001.89~580.586251.041.02236.77204.215003.8流速v（m/s）管道输水能力Q’（L/s）坡降I·L(m)设计地面标高（m）设计管内底标高（m）埋深（m）起点终点起点终点起点终点1011121314151617180.7594.240.09042.3642.2340.86040.7701.501.461.05206.170.15442.2342.0140.67040.5161.561.490.95268.600.01742.0141.9640.42040.4031.591.561.36384.530.15041.9641.7640.40040.2501.561.511.17588.110.05741.7641.6640.15040.0931.611.570.81101.780.10642.4142.3440.91040.8041.501.600.80157.080.08742.3442.1940.64040.5531.701.641.32259.180.30642.1941.7640.55340.2501.6371.51表四雨水干管水力计算表八．水力计算说明：表四中第一项为需要计算的设计管段，从上游至下游依次写出。第2、3、13、14项从表一、表二、表三中取得，其余各项经计算后得到。计算中各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t2值应按上游各管段的管内雨水流行时间之和（）求得。如管段1~2是起始管段，故=0，将此值列入表四中第四项。根据确定的设计参数，求单位面积径流量q0是管内雨水流行时间的函数，只要知道个设计管段内雨水流行的时间，即可求出该设计管段的单位面积径流量。如管段1~2的=0，代入上式的=，将列入表四中第6项。用各设计管段的单位面积径流量乘以该管段的总汇水面积得设计流量。如管段1~2的设计流量Q=281.74×2795/104=78.74(L/s),列入表四中第7项。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。以管段1~2为例，管段1~2一段地面坡度i=0.0030，设计流量计算为Q=78.74(L/s)，查水力计算图，得管径D介于300mm到400mm之间，比复合管材统一规格的规定，因此将管径D进行调整。设采用D=300mm管径，将Q=78.74(L/s)的竖线与D=400,mm的斜线相交，从图中得到交点处的I=0.0060，v=1.1m/s，坡度过大，不宜采用；设采用D=400mm管径，则将Q=78.74(L/s)的竖线与D=40mm斜线相交，从图中得到交点处I=0.0015,v=0.64m/s，此处设计流速小于最小设计流速，所以为使最小流速满足条件，需增加管道坡度，从图中得到，满足最小流速v=0.75m/s时，坡度I=0.0024，所以采用D=400mm，I=0.0024。根据设计管段的流速求本管段的管内雨水流行时间t2，如管段1~2的管内雨水流行时间t2=。将此值列入表四中第5项。此值便是下一个管段2~3的值。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，即将落差。如管段1~2的降落量IL=0.0024×43=0.103m，列入表四的12项中。本设计中起点埋深定位1.5m，将改制列入表四第17项中。用起点地面标高减去该点管道埋深得到该点管底标高，即42.36-1.50=40.86m，列入表四中第15项，用该值减去降落量得到终点2的管底标高，即40.86-0.103=40.757m，列入表四中第16项。用2点得地面标高减去该点的管底标高得到该点的埋设深度，即42.23-40.757=1.473m,列入表四中第18项。雨水管道各设计管段在高程上采用管顶平接。第二章图纸一．雨水管道平面布置图，见附图三二．雨水干管纵剖面图，见附图四第三部分环式管网的水力计算根据图3-1，用管网平差法进行环式管网水力计算，将结果填入表3-1管网平差计算表表3-1环号管段管长L/mDNmm初步流量分配第一次平差Q(L/s)V(m/s)1000ih/mSq⊿qQ(L/s)V(m/s)1000ih/mSqⅠ1-2700150-10.00.574.69-3.280.3280.4989.5020.544.29-3.000.321-44001506.00.341.880.750.1250.4986.4983.681.770.680.102-5400150-6.00.341.88-0.750.1250.498-5.5020.311.61-0.640.124-570025035.60.733.752.630.0740.49836.0980.743.852.700.07∑（Sq）=0.652⊿h=-0.65⊿q=0.498∑（Sq）=0.