第7章-污水管网设计与计算ppt.ppt

第第7章章 污水管网设计与计算污水管网设计与计算第第9章章 污水管网设计与计算污水管网设计与计算 城镇污水由城镇综合生活污水和工业废水组成。城镇污水由城镇综合生活污水和工业废水组成。综合生活污水由居民生活污水和公共建筑污水组成。综合生活污水由居民生活污水和公共建筑污水组成。居民生活污水指居民家庭日常生活中产生的污水。居民生活污水指居民家庭日常生活中产生的污水。公共建筑污水指机关、学校、医院、办公楼、娱乐场所、宾馆、浴室、商业公共建筑污水指机关、学校、医院、办公楼、娱乐场所、宾馆、浴室、商业网点等产生的污水。网点等产生的污水。工业废水是工业企业内产生的工业废水和生活污水及淋浴污水。工业废水是工业企业内产生的工业废水和生活污水及淋浴污水。污水管网设计的主要任务是：污水管网设计的主要任务是：1）污水管网的布置和定线；）污水管网的布置和定线；1）污水管网总设计流量及各管段设计流量计算；）污水管网总设计流量及各管段设计流量计算；2）污水管网各管段直径、埋深、衔接设计与水力计算；）污水管网各管段直径、埋深、衔接设计与水力计算；3）污水提升泵站设置与设计；）污水提升泵站设置与设计；4）污水管网施工图绘制等。）污水管网施工图绘制等。厂区排水厂区排水建筑排水建筑排水城市排水管道敷设现场照片城市排水管道敷设现场照片9.1 9.1 污水设计流量计算污水设计流量计算9 91 11 1 设计污水量定额设计污水量定额居民生活污水定额和综合生活污水定额居民生活污水定额和综合生活污水定额室外排水设计规范室外排水设计规范GB50014-2006 GB50014-2006 规定，可按当地用水定额的规定，可按当地用水定额的80809090采用。对给排水系统完善的地区可按采用。对给排水系统完善的地区可按9090计，一般计，一般地区可按地区可按8080计。计。居民生活污水定额居民生活污水定额是指居民每人每日所排出的平均污水量。是指居民每人每日所排出的平均污水量。居民生活污水定额与居民生活用水定额、建筑内给排水设施水平居民生活污水定额与居民生活用水定额、建筑内给排水设施水平及排水系统普及程度等因素有关。及排水系统普及程度等因素有关。综合生活污水定额综合生活污水定额包括公共建筑排放的污水（公共建筑用水量定额包括公共建筑排放的污水（公共建筑用水量定额建筑给水排水建筑给水排水）。）。9.1.2 污水量的变化污水量的变化日变化系数日变化系数Kd：在设计年限内，最大日污水量与平均日污水量的比值。在设计年限内，最大日污水量与平均日污水量的比值。时变化系数时变化系数Kh：在设计年限内，最大时污水量与该日平均时污水量的比值。在设计年限内，最大时污水量与该日平均时污水量的比值。总变化系数总变化系数Kz：在设计年限内，最大时污水量与平均日平均时污水量的比值。在设计年限内，最大时污水量与平均日平均时污水量的比值。Kz=Kd Kh图图9.1 某城市一日用水量和排水量统计某城市一日用水量和排水量统计 图图9.2 排水量日变化统计曲线图排水量日变化统计曲线图（1 1）居民生活污水量变化系数）居民生活污水量变化系数污水平均日流污水平均日流量（量（L/s）51540701002005001000总变化系数总变化系数Kz2.32.01.81.71.61.51.41.3计算公式计算公式式中式中Qd平均日污水流量（平均日污水流量（L/s）。）。生活污水量总变化系数生活污水量总变化系数KZ 表表9.1工业种类工业种类冶金冶金化工化工纺织纺织食品食品皮革皮革造纸造纸时变化系数时变化系数Kh1.01.11.31.51.52.01.52.01.52.01.31.8工业企业生活污水和淋浴污水量变化系数工业企业生活污水和淋浴污水量变化系数 生活污水：一般车间生活污水：一般车间3.03.0，高温车间，高温车间2.52.5。淋浴污水：下班后淋浴污水：下班后1 1小时使用，不考虑变化。小时使用，不考虑变化。（2）工业废水量变化系数）工业废水量变化系数 工业废水量变化与生产工艺有密切联系，需要通过实地调查和分析求得。工业废水量变化与生产工艺有密切联系，需要通过实地调查和分析求得。大部分工业产品的生产工艺与气候、温度关系不大，生产废水量比较均匀，日变化大部分工业产品的生产工艺与气候、温度关系不大，生产废水量比较均匀，日变化系数较小，多数情形下，日变化系数系数较小，多数情形下，日变化系数Kd可近似取值为可近似取值为1。下表列出了部分工业生产废水量时变化系数下表列出了部分工业生产废水量时变化系数Kh，可供参考使用。，可供参考使用。部分工业生产废水的时变化系数部分工业生产废水的时变化系数 表表9.2（3）工业企业生活污水和淋浴污水量变化系数）工业企业生活污水和淋浴污水量变化系数 工业企业生活污水量按每工作班污水量定额计算，变化系数与工业企业生活用水量变工业企业生活污水量按每工作班污水量定额计算，变化系数与工业企业生活用水量变化系数基本相同，一般车间采用化系数基本相同，一般车间采用3.0，高温车间采用，高温车间采用2.5。工业企业淋浴污水量按每个工作班污水量定额计算，每班考虑在工业企业淋浴污水量按每个工作班污水量定额计算，每班考虑在1h之内使用，均匀用之内使用，均匀用水和排水。水和排水。9.1.3污水污水设计流量计算设计流量计算（1 1）居民生活污水设计流量）居民生活污水设计流量Q Q1 1 居民生活污水最大日设计流量居民生活污水最大日设计流量Q Q1 1用下式计算：用下式计算：式中式中q1i 平均日居民生活污水量标准，平均日居民生活污水量标准，L/(capd)；N1i各排水区域服务人口数，各排水区域服务人口数，cap；KZ1生活污水量的总变化系数。生活污水量的总变化系数。平均日设计流量平均日设计流量Qd为为(9.4)(9.3)（2）公共建筑污水设计流量公共建筑污水设计流量Q2Q2：公共建筑排放的污水量比较集中，例如公共浴室、旅馆、医院、学校住宿区、洗公共建筑排放的污水量比较集中，例如公共浴室、旅馆、医院、学校住宿区、洗衣房、餐饮娱乐中心等。污水量定额参照有关公共建筑的用水量标准采用。污水设计衣房、餐饮娱乐中心等。污水量定额参照有关公共建筑的用水量标准采用。污水设计流量流量Q2用下式计算：用下式计算：式中式中 q2i最高日污水量标准（最高日污水量标准（L/用水单位用水单位d）；）；N2i服务单位数；服务单位数；Kh2i时变化系数。时变化系数。T2i排水小时排水小时 数，数，h。(9.5)（3）工业废水设计流量）工业废水设计流量工业废水的设计流量工业废水的设计流量Q3：式中式中q3i废水量定废水量定额；额；N3i产品单位；产品单位；T3i生产小时生产小时数，数，h；f3i重复利用率；重复利用率；K3i时变化系数。时变化系数。9.1.3 设计设计流量计算（续）设计设计流量计算（续）（4）工业企业生活污水量和淋浴污水设计流量）工业企业生活污水量和淋浴污水设计流量Q4工业企业生活污水和淋浴污水的设计流量工业企业生活污水和淋浴污水的设计流量Q4用下式计算：用下式计算：式中式中q4ai一生活用水量定额，一生活用水量定额，L/（cap班）；班）；q4bi一淋浴用水量定额，一淋浴用水量定额，L/（cap班）；班）；N4ai一生活用水总人数，一生活用水总人数，cap；N4bi一淋浴用水总人数，一淋浴用水总人数，cap；T4ai每班工作每班工作小时数，小时数，h；Kh4ai生活污水量变化系数，一般车间生活污水量变化系数，一般车间3.0，高温车间，高温车间2.5。(9.7)在在地地下下水水位位较较高高的的地地区区，应应考考虑虑地地下下水水渗渗入入管管道道的的水水量量。缺缺乏乏测测定定资资料料时时，可可按按平平均均日综合生活污水和工业废水总量的日综合生活污水和工业废水总量的 1015计算。计算。课本课本P159例例7.1（5）城市污水设计总流量）城市污水设计总流量 污水设计总流量采用直接求和的方法计算，如下式：污水设计总流量采用直接求和的方法计算，如下式：(9.8)9.2 管段设计流量计算管段设计流量计算 9.2.19.2.1污水管网的节点与管段污水管网的节点与管段 污水管网的管道分类：污水管网的管道分类：连接管连接管-连接用户的污水管道；连接用户的污水管道；污水支管污水支管-收集连接管中污水输送至干管的管道；收集连接管中污水输送至干管的管道；污水干管污水干管-主要承担污水输送功能的大型管道（又可分为主干管和干管。主要承担污水输送功能的大型管道（又可分为主干管和干管。节点和管段：节点和管段：应用管网图论方法，将污水管网图形简化为节点和管段两类元素，并进行分类编码，应用管网图论方法，将污水管网图形简化为节点和管段两类元素，并进行分类编码，即可以定义污水管网模型。即可以定义污水管网模型。节点：管道交叉点、管径变化点、高程变化点、方向变化点等；节点：管道交叉点、管径变化点、高程变化点、方向变化点等；管段：在两个节点之间，管道直径、流量和坡度保持不变的一段管道单元。管段：在两个节点之间，管道直径、流量和坡度保持不变的一段管道单元。如图如图9.3，可以用管段编码，可以用管段编码1，2，3，NP和节点编码和节点编码1，2，3，NN，其中，其中，NP35为管段总数，为管段总数，NN36为节点总数，对于枝状管网，为节点总数，对于枝状管网，NN=NP+1。图图9.3管段的上游端汇入污水流量和该管段管段的上游端汇入污水流量和该管段的收集污水量作为管段的输水流量，的收集污水量作为管段的输水流量，称为管段设计流量。称为管段设计流量。污水管网为不含回路的树状管网。污水管网为不含回路的树状管网。列出各管段对应的上游和下游节点编号列出各管段对应的上游和下游节点编号的集合，加上各节点的地理平面坐标位置的集合，加上各节点的地理平面坐标位置和高程，即可唯一地确定管网的图形，并和高程，即可唯一地确定管网的图形，并构造管网图形的关联矩阵。图构造管网图形的关联矩阵。图9.3所示管网所示管网的管段上游和下游节点编号集合如表的管段上游和下游节点编号集合如表9.4。管段设计流量计算管段设计流量计算oo1 1 1 1设计管段的划分设计管段的划分设计管段的划分设计管段的划分oo（1 1 1 1）设计管段：两个检查井之间的管段，如果采用的）设计管段：两个检查井之间的管段，如果采用的）设计管段：两个检查井之间的管段，如果采用的）设计管段：两个检查井之间的管段，如果采用的设计流量不变，且采用同样的管径和坡度，则称它为设设计流量不变，且采用同样的管径和坡度，则称它为设设计流量不变，且采用同样的管径和坡度，则称它为设设计流量不变，且采用同样的管径和坡度，则称它为设计管段。计管段。计管段。计管段。oo（2 2 2 2）划分设计管段：只是估计可以采用同样管径和坡）划分设计管段：只是估计可以采用同样管径和坡）划分设计管段：只是估计可以采用同样管径和坡）划分设计管段：只是估计可以采用同样管径和坡度的连续管段，就可以划作一个设计管段。根据管道的度的连续管段，就可以划作一个设计管段。根据管道的度的连续管段，就可以划作一个设计管段。根据管道的度的连续管段，就可以划作一个设计管段。根据管道的平面布置图，凡有集中流量流入，有旁侧管接入的检查平面布置图，凡有集中流量流入，有旁侧管接入的检查平面布置图，凡有集中流量流入，有旁侧管接入的检查平面布置图，凡有集中流量流入，有旁侧管接入的检查井均可作为设计管段的起止点。设计管段的起止点应依井均可作为设计管段的起止点。设计管段的起止点应依井均可作为设计管段的起止点。设计管段的起止点应依井均可作为设计管段的起止点。设计管段的起止点应依次编上号码。次编上号码。次编上号码。次编上号码。设计管段设计流量的确定设计管段设计流量的确定设计管段设计流量的确定设计管段设计流量的确定 每一设计管段的污水设计流量可能包括以下几种流量。每一设计管段的污水设计流量可能包括以下几种流量。每一设计管段的污水设计流量可能包括以下几种流量。每一设计管段的污水设计流量可能包括以下几种流量。1 1 1 1）本段流量）本段流量）本段流量）本段流量 q q1 1 是从本管段沿线街坊流来的污水量；是从本管段沿线街坊流来的污水量；是从本管段沿线街坊流来的污水量；是从本管段沿线街坊流来的污水量；2 2 2 2）转输流量）转输流量）转输流量）转输流量 q q2 2 是从上游管段和旁侧管段流来的污水是从上游管段和旁侧管段流来的污水是从上游管段和旁侧管段流来的污水是从上游管段和旁侧管段流来的污水量；量；量；量；3 3 3 3）集中流量）集中流量）集中流量）集中流量q q3 3 是从工业企业或其它产生大量污水的是从工业企业或其它产生大量污水的是从工业企业或其它产生大量污水的是从工业企业或其它产生大量污水的公共建筑流来的污水量。公共建筑流来的污水量。公共建筑流来的污水量。公共建筑流来的污水量。对于某一设计管段，本段流量是沿管段长度变化的，即从管段起对于某一设计管段，本段流量是沿管段长度变化的，即从管段起对于某一设计管段，本段流量是沿管段长度变化的，即从管段起对于某一设计管段，本段流量是沿管段长度变化的，即从管段起点的零逐渐增加到终点的全部流量。为便于计算，通常假定本段流量点的零逐渐增加到终点的全部流量。为便于计算，通常假定本段流量点的零逐渐增加到终点的全部流量。为便于计算，通常假定本段流量点的零逐渐增加到终点的全部流量。为便于计算，通常假定本段流量从管段起点集中进入设计管段。而从上游管段和旁侧管流来的转输流从管段起点集中进入设计管段。而从上游管段和旁侧管流来的转输流从管段起点集中进入设计管段。而从上游管段和旁侧管流来的转输流从管段起点集中进入设计管段。而从上游管段和旁侧管流来的转输流量量量量 q q2 2和集中流量和集中流量和集中流量和集中流量 q q3 3对这一管段是不变的。对这一管段是不变的。对这一管段是不变的。对这一管段是不变的。本段流量是以人口密度和管段的服务面积来计算，本段流量是以人口密度和管段的服务面积来计算，本段流量是以人口密度和管段的服务面积来计算，本段流量是以人口密度和管段的服务面积来计算，公式如下：公式如下：公式如下：公式如下：式中式中式中式中 q q1 1 设计管段的本段流量（设计管段的本段流量（设计管段的本段流量（设计管段的本段流量（L/sL/sL/sL/s）；）；）；）；F F F F 设计管段的本段服务面积（设计管段的本段服务面积（设计管段的本段服务面积（设计管段的本段服务面积（hahahaha）；）；）；）；q q s s 比流量（比流量（比流量（比流量（L/sL/sL/sL/shahahaha）。比流量是指）。比流量是指）。比流量是指）。比流量是指 单位面积上排出的平均污水量。可用下式计算：单位面积上排出的平均污水量。可用下式计算：单位面积上排出的平均污水量。可用下式计算：单位面积上排出的平均污水量。可用下式计算：式中式中式中式中 n n n n 生活污水定额（生活污水定额（生活污水定额（生活污水定额（L/L/L/L/人人人人d d d d）；）；）；）；人口密度（人人口密度（人人口密度（人人口密度（人/ha/ha/ha/ha）。）。）。）。9.2.2节点设计流量计算节点设计流量计算设计流量：最高日最高时的污水流量。设计流量：最高日最高时的污水流量。9.2.3管段设计流量计算管段设计流量计算从上游起端节点向下游节点，依次计算管段设计流量，直到末端节点，假定居民生从上游起端节点向下游节点，依次计算管段设计流量，直到末端节点，假定居民生活污水、工业废水、工业企业生活与沐浴污水、公共建筑污水等四类污水的最高小活污水、工业废水、工业企业生活与沐浴污水、公共建筑污水等四类污水的最高小时流量同时出现，设计流量直接累加，时流量同时出现，设计流量直接累加，得到污水管网管段设计流量的计算公式：得到污水管网管段设计流量的计算公式：节点流量：该节点所接入的集中污水流量和该节节点流量：该节点所接入的集中污水流量和该节点下游管段所连接用户的污水流量之和。前者称点下游管段所连接用户的污水流量之和。前者称为集中流量，后者称为本段流量。为集中流量，后者称为本段流量。前述四类污水流量中有三类（工业废水、工业企前述四类污水流量中有三类（工业废水、工业企业职工生活污水和淋浴排水、公共建筑污水）作业职工生活污水和淋浴排水、公共建筑污水）作为集中流量处理，只有居民生活污水是本段（沿为集中流量处理，只有居民生活污水是本段（沿线）流量。线）流量。如图如图9.4所示，沿线流量按照管段服务面积或管所示，沿线流量按照管段服务面积或管长比例分配，全部加到上游节点作为节点流量长比例分配，全部加到上游节点作为节点流量（不同于给水管网计算时均分到两端节点上）。（不同于给水管网计算时均分到两端节点上）。式中式中q1i居民生活污水平均日流量，居民生活污水平均日流量，L/s；q2i工业废水设计流量，工业废水设计流量，L/s；q3i工业企业生活与淋浴污水设计流量，工业企业生活与淋浴污水设计流量，L/s；q4i公共建筑生活污水设计流量，公共建筑生活污水设计流量，L/s；Kzli居民生活污水居民生活污水量总变化系数，根据量总变化系数，根据q1i查表查表9.1或用式（或用式（9.2）计算；）计算；M污水管网中的管段总数。污水管网中的管段总数。q4i条管段输送的公共建筑生活污水设计流量，条管段输送的公共建筑生活污水设计流量，L/s，它们在管网中满足连续，它们在管网中满足连续性条件；性条件；Kzli条管段输送的居民生活污水量总变化系数，根据条管段输送的居民生活污水量总变化系数，根据q1i查表查表9.1或用式（或用式（9.2）计算；）计算；M污水管网污水管网中的管段总数。中的管段总数。图图9.4 管段服务面积划分图管段服务面积划分图（L/s）（9.9）管段设计流量计算管段设计流量计算oo1 1设计管段的划分设计管段的划分设计管段的划分设计管段的划分oo（1 1）设计管段：两个检查井之间的管段，如果采）设计管段：两个检查井之间的管段，如果采）设计管段：两个检查井之间的管段，如果采）设计管段：两个检查井之间的管段，如果采用的设计流量不变，且采用同样的管径和坡度，则用的设计流量不变，且采用同样的管径和坡度，则用的设计流量不变，且采用同样的管径和坡度，则用的设计流量不变，且采用同样的管径和坡度，则称它为设计管段。称它为设计管段。称它为设计管段。称它为设计管段。oo（2 2）划分设计管段：只是估计可以采用同样管径）划分设计管段：只是估计可以采用同样管径）划分设计管段：只是估计可以采用同样管径）划分设计管段：只是估计可以采用同样管径和坡度的连续管段，就可以划作一个设计管段。根和坡度的连续管段，就可以划作一个设计管段。根和坡度的连续管段，就可以划作一个设计管段。根和坡度的连续管段，就可以划作一个设计管段。根据管道的平面布置图，凡有集中流量流入，有旁侧据管道的平面布置图，凡有集中流量流入，有旁侧据管道的平面布置图，凡有集中流量流入，有旁侧据管道的平面布置图，凡有集中流量流入，有旁侧管接入的检查井均可作为设计管段的起止点。设计管接入的检查井均可作为设计管段的起止点。设计管接入的检查井均可作为设计管段的起止点。设计管接入的检查井均可作为设计管段的起止点。设计管段的起止点应依次编上号码。管段的起止点应依次编上号码。管段的起止点应依次编上号码。管段的起止点应依次编上号码。o2设计管段设计流量的确定设计管段设计流量的确定o 每一设计管段的污水设计流量可能包括以每一设计管段的污水设计流量可能包括以下几种流量。下几种流量。o（1）本段流量）本段流量 q1 是从本管段沿线街是从本管段沿线街坊流来的坊流来的 污水量；污水量；o（2）转输流量）转输流量 q2 是从上游管段和旁是从上游管段和旁侧管段流来的污水量；侧管段流来的污水量；o（3）集中流量）集中流量q3 是从工业企业或其是从工业企业或其它产生大量污水的公共建筑流来的污水量。它产生大量污水的公共建筑流来的污水量。本段流量计算本段流量计算oo对于某一设计管段，本段流量是沿管段长度变化的，对于某一设计管段，本段流量是沿管段长度变化的，对于某一设计管段，本段流量是沿管段长度变化的，对于某一设计管段，本段流量是沿管段长度变化的，即从管段起点的零逐渐增加到终点的全部流量。为即从管段起点的零逐渐增加到终点的全部流量。为即从管段起点的零逐渐增加到终点的全部流量。为即从管段起点的零逐渐增加到终点的全部流量。为便于计算，通常假定本段流量从管段起点集中进入便于计算，通常假定本段流量从管段起点集中进入便于计算，通常假定本段流量从管段起点集中进入便于计算，通常假定本段流量从管段起点集中进入设计管段。而从上游管段和旁侧管流来的转输流量设计管段。而从上游管段和旁侧管流来的转输流量设计管段。而从上游管段和旁侧管流来的转输流量设计管段。而从上游管段和旁侧管流来的转输流量 q2q2和集中流量和集中流量和集中流量和集中流量 q3q3对这一管段是不变的。对这一管段是不变的。对这一管段是不变的。对这一管段是不变的。本段流量是以人口密度和管段的服务面积来计算，本段流量是以人口密度和管段的服务面积来计算，本段流量是以人口密度和管段的服务面积来计算，本段流量是以人口密度和管段的服务面积来计算，公式如下：公式如下：公式如下：公式如下：oo式中式中式中式中 q1:q1:设计管段的本段流量（设计管段的本段流量（设计管段的本段流量（设计管段的本段流量（L/sL/s）；）；）；）；oo F:F:设计管段的本段服务面积（设计管段的本段服务面积（设计管段的本段服务面积（设计管段的本段服务面积（haha）；）；）；）；oo q s:q s:比流量（比流量（比流量（比流量（L/L/s s haha）。比流量是指单位面积上排出的平均）。比流量是指单位面积上排出的平均）。比流量是指单位面积上排出的平均）。比流量是指单位面积上排出的平均污水量。可用下式计算：污水量。可用下式计算：污水量。可用下式计算：污水量。可用下式计算：设计流量计算oo式中式中式中式中 n n:生活污水定额（生活污水定额（生活污水定额（生活污水定额（L/L/人人人人 d d）；）；）；）；oo p:p:人口密度（人人口密度（人人口密度（人人口密度（人/ha/ha）。）。）。）。oo某一设计管段的设计流量可由下式计算：某一设计管段的设计流量可由下式计算：某一设计管段的设计流量可由下式计算：某一设计管段的设计流量可由下式计算：oo式中式中式中式中 q q ij ij:某一设计管段的设计流量（某一设计管段的设计流量（某一设计管段的设计流量（某一设计管段的设计流量（L/sL/s）；）；）；）；oo q1:q1:本段流量（本段流量（本段流量（本段流量（L/sL/s）；）；）；）；oo q2:q2:转输流量（转输流量（转输流量（转输流量（L/sL/s）；）；）；）；oo q3:q3:集中流量（集中流量（集中流量（集中流量（L/sL/s）；）；）；）；oo kzkz:生活污水总变化系数。生活污水总变化系数。生活污水总变化系数。生活污水总变化系数。oo污水管道设计计算实例污水管道设计计算实例污水管道设计计算实例污水管道设计计算实例o某市一个区的街坊平面图。居住区街坊人口密度为某市一个区的街坊平面图。居住区街坊人口密度为350 350 人人/ha/ha，居民生活污水定额为，居民生活污水定额为120 L/120 L/人人d d。火车站和公。火车站和公共浴室的污水设计流量分别为共浴室的污水设计流量分别为3 L/s3 L/s和和4L/s4L/s。工厂甲排。工厂甲排除的废水设计流量为除的废水设计流量为25 L/s25 L/s。工厂乙排除的废水设计流。工厂乙排除的废水设计流量为量为6 L/s6 L/s。生活污水和经过局部处理后的工业废水全。生活污水和经过局部处理后的工业废水全部送至污水厂处理。工厂废水排出口的管底埋深为部送至污水厂处理。工厂废水排出口的管底埋深为2 m2 m，该市冰冻深度为，该市冰冻深度为1.40 m1.40 m。试进行该区污水管道系统的。试进行该区污水管道系统的设计计算（要求达到初步设计深度）。设计计算（要求达到初步设计深度）。o排水管网设计方法和步骤如下：排水管网设计方法和步骤如下：排水管网设计方法和步骤如下：排水管网设计方法和步骤如下：o1 1 1 1在街坊平面图上布置污水管道在街坊平面图上布置污水管道在街坊平面图上布置污水管道在街坊平面图上布置污水管道o 该区地势北高南低，坡度较小，无明显分水该区地势北高南低，坡度较小，无明显分水线，可划分为一个排水流域。支管采用低边式布线，可划分为一个排水流域。支管采用低边式布置，干管基本上与等高线垂直，主干管布置在市置，干管基本上与等高线垂直，主干管布置在市区南部河岸低处，基本上与等高线平行。整个管区南部河岸低处，基本上与等高线平行。整个管道系统呈截流式布置。道系统呈截流式布置。o2 2街坊编号并计算其面积街坊编号并计算其面积o 将街坊依次编号并计算其面积，将街坊依次编号并计算其面积，列入表中。用箭头标出各街坊污水排列入表中。用箭头标出各街坊污水排出的方向。出的方向。街坊面积汇总表街坊面积汇总表 街坊编号街坊编号1 12 23 34 45 56 67 7街坊面积街坊面积（haha）1.211.211.701.702.082.081.981.982.202.202.202.201.431.43街坊编号街坊编号8 89 910101111121213131414街坊面积街坊面积（haha）2.212.211.961.962.042.042.402.402.402.401.211.212.282.28街坊编号街坊编号1515161617171818191920202121街坊面积街坊面积（haha）1.451.451.701.702.002.001.801.801.661.661.231.231.531.53街坊编号街坊编号222223232424252526262727街坊面积街坊面积（haha）1.711.711.801.802.202.201.381.382.042.042.402.40o3 3划分设计管段，计算设计流量划分设计管段，计算设计流量o 根据设计管段的定义和划分方法，根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管有本段流量进入的点将各干管和主干管有本段流量进入的点（一般定为街坊两端）、集中流量及旁（一般定为街坊两端）、集中流量及旁侧支管进入的点，作为设计管段的起止侧支管进入的点，作为设计管段的起止点的检查井并编上号码。点的检查井并编上号码。o各设计管段的设计流量应列表进行计算。各设计管段的设计流量应列表进行计算。o本例中，居住区人口密度为本例中，居住区人口密度为350350人人/ha/ha，居民污，居民污水定额为水定额为120 L/120 L/人人d d，则生活污水比流量为，则生活污水比流量为【例例9.2】例例9.1的居住小区的居住小区污水管网设计如图污水管网设计如图9.5所示，所示，街坊划分为街坊划分为27个，箭头表个，箭头表示各街坊污水排出方向，示各街坊污水排出方向，各街坊汇水面积见表各街坊汇水面积见表9.5。该小区自北向南倾斜，坡该小区自北向南倾斜，坡度较小，街道支管布置在度较小，街道支管布置在较低一侧，干管基本与等较低一侧，干管基本与等高线垂直，布置在小区南高线垂直，布置在小区南面河岸低处，基本与等高面河岸低处，基本与等高线平行。污水管网平面采线平行。污水管网平面采用截流式形式布置，初步用截流式形式布置，初步设计方案如图设计方案如图9.5所示。试所示。试计算干管各管段污水设计计算干管各管段污水设计流量。流量。图图9.5【解解】本管网中主干管为本管网中主干管为17，可分为，可分为6个管段，其个管段，其中管段中管段12输送工厂甲集输送工厂甲集中流量，管段中流量，管段56输送工输送工厂乙集中流量，管段厂乙集中流量，管段23、34、45和和67分别接纳分别接纳街坊街坊24、25、26和和27的生的生活污水。三条干管为活污水。三条干管为82、114和和166，均没有直接，均没有直接的本段流量。的本段流量。居民生活污水平均日流量居民生活污水平均日流量按面积分配，比流量为：按面积分配，比流量为：管段设计流量计算见表管段设计流量计算见表9.6。9.3污水管道设计参数污水管道设计参数 为了保证污水管道的正常运行，为了保证污水管道的正常运行，室外排水设计规范室外排水设计规范（GB50014-2006）对相关）对相关设计参数作了相应规定。设计参数作了相应规定。图图9.6充满度示意图充满度示意图 9.3.1设计充满度设计充满度 在一个设计管段中，污水在管道中的水深在一个设计管段中，污水在管道中的水深h和管道直径和管道直径D的比值的比值称为设计充满度，如图称为设计充满度，如图9.6 所示。当所示。当h/D=1时称为满管流，当时称为满管流，当h/D1时称为非满管流。时称为非满管流。污水管道应按非满管流设计，为未预见水量留有余地，避免污污水管道应按非满管流设计，为未预见水量留有余地，避免污水溢出；排除有害气体；便于管道的疏通和维护。设计规范规定污水溢出；排除有害气体；便于管道的疏通和维护。设计规范规定污水管道的最大设计充满度见表水管道的最大设计充满度见表9.7。最大设计充满度最大设计充满度 表表9.7管径管径D或渠道高度或渠道高度H(mm)最大设计充满度最大设计充满度h/D或或h/H2003000.553504500.655009000.7010000.75 在计算污水管道充满度时，设计流量不包括淋浴或短时间内突然增加的污水量，在计算污水管道充满度时，设计流量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但当管径小于或等于300mm时，应按短时间内的满管流复核，保证污水不溢流到地面。时，应按短时间内的满管流复核，保证污水不溢流到地面。对于明渠，设计规范规定设计超高不小于对于明渠，设计规范规定设计超高不小于0.2m。9.3.2设计流速设计流速 为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速应限制最大和最小设计流速。为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速应限制最大和最小设计流速。最小设计流速：管道不淤积流速，与污水中所含悬浮物的成分和粒度有关。最小设计流速：管道不淤积流速，与污水中所含悬浮物的成分和粒度有关。室室外排水设计规范外排水设计规范规定污水管渠最小设计流速为规定污水管渠最小设计流速为0.6m/s，含有金属、矿物固体或重油，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；明渠的最小设计流速为杂质的生产污水管道，其最小设计流速宜适当加大；明渠的最小设计流速为0.4m/s。最大设计流速：管道不冲刷流速。该值与管道材料有关，金属管道的最大设计流最大设计流速：管道不冲刷流速。该值与管道材料有关，金属管道的最大设计流速为速为10m/s，非金属管道的最大设计流速为，非金属管道的最大设计流速为5m/s。明渠最大设计流速按表明渠最大设计流速按表9.8采用。采用。9.3.3最小管径最小管径为了养护方便，规定采用允许最小管径。在居住区和厂区内，为了养护方便，规定采用允许最小管径。在居住区和厂区内，污水支管最小管径为污水支管最小管径为200mm，干管最小管径为干管最小管径为300mm。城镇道路下的污水管道最小管径为城镇道路下的污水管道最小管径为300mm。若设计管段服务面积小，可直接采用最小管径，称为不计算管段。若设计管段服务面积小，可直接采用最小管径，称为不计算管段。明渠最大设计流速表明渠最大设计流速表9.8明渠类别明渠类别最大设计流速最大设计流速(m/s)明渠类别明渠类别最大设计流速最大设计流速(m/s)粗砂或低塑性粉质粘土粗砂或低塑性粉质粘土0.8草皮护面草皮护面1.6粉质粘土粉质粘土1.0干砌块石干砌块石2.0粘土粘土1.2浆砌块石或浆砌砖浆砌块石或浆砌砖3.0石灰岩或中砂岩石灰岩或中砂岩4.0混凝土混凝土4.0o选用最小管径的原因：选用最小管径的原因：o（1）养护方便养护方便：一般在污水管道的上游部：一般在污水管道的上游部分，设计流量很小，若根据流量计算，则管分，设计流量很小，若根据流量计算，则管径会很小，根据养护经验表明，管径过小易径会很小，根据养护经验表明，管径过小易堵塞，使养护管道的费用增加。而小口径管堵塞，使养护管道的费用增加。而小口径管道直径相差一号在同样埋深下，施工费用相道直径相差一号在同样埋深下，施工费用相差不多。差不多。o（2）减小管道的埋深减小管道的埋深：此外采用较大的管：此外采用较大的管径，可选用较小的坡度，使管道埋深减小。径，可选用较小的坡度，使管道埋深减小。最小管径可见下表。最小管径可见下表。oo不计算管段不计算管段不计算管段不计算管段：在污水管道的上游，由于设计管段服：在污水管道的上游，由于设计管段服：在污水管道的上游，由于设计管段服：在污水管道的上游，由于设计管段服务的排水面积较小，所以流量较小，由此而计算出务的排水面积较小，所以流量较小，由此而计算出务的排水面积较小，所以流量较小，由此而计算出务的排水面积较小，所以流量较小，由此而计算出的管径也很小。如果某设计管段的设计流量小于在的管径也很小。如果某设计管段的设计流量小于在的管径也很小。如果某设计管段的设计流量小于在的管径也很小。如果某设计管段的设计流量小于在最小管径、最小设计坡度（最小流速）、充满度为最小管径、最小设计坡度（最小流速）、充满度为最小管径、最小设计坡度（最小流速）、充满度为最小管径、最小设计坡度（最小流速）、充满度为0.50.50.50.5时管道通过的流量时，这个管段可以不必进行时管道通过的流量时，这个管段可以不必进行时管道通过的流量时，这个管段可以不必进行时管道通过的流量时，这个管段可以不必进行详细的水力计算，直接选用最小管径和最小设计坡详细的水力计算，直接选用最小管径和最小设计坡详细的水力计算，直接选用最小管径和最小设计坡详细的水力计算，直接选用最小管径和最小设计坡度，该管段称为不计算管段。度，该管段称为不计算管段。度，该管段称为不计算管段。度，该管段称为不计算管段。oo在有冲洗水源时，这些管段可考虑设置冲洗井定期在有冲洗水源时，这些管段可考虑设置冲洗井定期在有冲洗水源时，这些管段可考虑设置冲洗井定期在有冲洗水源时，这些管段可考虑设置冲洗井定期冲洗以免堵塞。冲洗以免堵塞。冲洗以免堵塞。冲洗以免堵塞。9.3.4最小设计坡度最小设计坡度 为防止管道内产生沉淀，规定最小设计流速，相应的管道坡度称为最小为防止管道内产生沉淀，规定最小设计流速，相应的管道坡度称为最小设计坡度。设计坡度。设计坡度与设计流速的平方成正比，与水力半径的设计坡度与设计流速的平方成正比，与水力半径的4/3次方成反比，不同管径次方成反比，不同管径的污水管道应有不同的最小坡度。（设计充满度条件下，管径越大，最小设的污水管道应有不同的最小坡度。（设计充满度条件下，管径越大，最小设计坡度值越小）计坡度值越小）规范规定最小设计坡度：管径规范规定最小设计坡度：管径200mm的最小设计坡度为的最小设计坡度为0.004；管径；管径300mm的最小设计坡度为的最小设计坡度为0.003。当管道坡度不满足不淤流速时，应有防淤、。当管道坡度不满足不淤流速时，应有防淤、清淤措施。清淤措施。钢筋混凝土管的建议最小设计坡度见表钢筋混凝土管的建议最小设计坡度见表 9.9。钢筋混凝土管的建议最小设计坡度见表钢筋混凝土管的建议最小设计坡度见表 9.9。常用管径的最小设计坡度（钢筋混凝土管非满流）常用管径的最小设计坡度（钢筋混凝土管非满流）表表9.99.3.5污水管道埋设深度污水管道埋设深度 污水管道埋设深度：污水管道埋设深度：管道内壁底部离开地面的垂直距离，是一个重要设计参数。管道内壁底部离开地面的垂直距离，是一个重要设计参数。覆土厚度：覆土厚度：管道顶部离开地面的垂直距离，见图管道顶部离开地面的垂直距离，见图9.7。埋设深度分为起点埋深、。埋设深度分为起点埋深、终点埋深和平均埋深，平均埋深是起点埋深和终点埋深的平均值。终点埋深和平均埋深，平均埋深是起点埋深和终点埋深的平均值。最小覆土厚度最小覆土厚度：保证管道