污水管网的设计项目说明及设计计算.doc

污水管网设计说明及设计计算
1.设计概况
此次设计关键针对衡阳市白沙工业园工业、生活污水处理，将园区内污水搜集后进行集中排放，经过提升泵站提升后送到铜桥港污水处理厂，加强了园区环境治理。二根污水干管分别部署于幸福河南北两侧，在富园路东侧约250米处设倒虹管将北侧管道搜集污水引入南侧干管；污水聚集后进入污水提升泵站将污水经过压力管道送入工业大道和富园路交汇处污水井，污水沿工业大道现有污水管道向东汇流至湘江南路，在湘江南路西侧敷设污水干管，将污水搜集汇流至铜桥港污水处理厂。
2.污水管道布管
(1).管道系统部署形式
对比多种排水管道系统部署形势，本设计污水管铺设采取截留式，在地势向水体合适倾斜地域，各排水区域干管能够最短距离沿和水体垂直相较方向部署，沿河堤低边在再敷设主干管，将各个干管污水截留送至污水厂，截流式管道部署系统简单经济，有利于污水和雨水快速排放，同时对减轻水体污染，改善和保护环境有重大作用，适适用于分流制排水系统，将生活污水、工业废水及初降废水经处理后排入水体。截流式管道系统部署示意图以下.

1—城镇边界 2—排水流域分界线 3—干管 4—主干管
5—污水厂 6—泵站 7—出水口

(2).污水管道布管标准
a.根据城市总体计划，结合当地实际情况部署排水管道，并对多个方案进行技术经济比较；
b.首先确定排水区界、排水流域和排水体制，然后部署排水管道，应按主干管、干管、支管c.次序进行部署；
d.充足利用地形，尽可能采取重力流排除污水，并努力争取使管线最短和埋深最小；
e.协调好和其它地下管线和道路工程关系，考虑好和企业内部管网衔接；
f.计划时要考虑使管渠施工、运行和维护方便；
g.计划部署时应该近远期结合，考虑分期建设可能性，并留有充足发展余地。
(3).污水管道布管内容
①.确定排水区界、划分排水流域
本设计中有很显著排水区界，一条河流自东向西流动，将整个城镇划分为河南区和河北区；同时降排水区域分为四个部分，分别有四条干管搜集污水，同一进入在河堤主干管，送至污水处理厂。
②.污水厂和出水口位置选择
本设计中河流流向为自东向西，同时该城镇夏季主导风向为南风，所以污水处理厂应该设置在城市西北处河流下游，因为该城镇是中小型城市，所以一个污水处理厂足以实现污水净化。
③.污水管道部署和定线
污水管道平面部署，通常根据主干管、干管、支管次序进行。在总体计划中，只决定污水主干管、干管走向和平面部署。
定线时，应该充足利用地形，使污水走向根据地面标高由高到低来进行，主干管敷设在地面标高较低河堤处，管道敷设不宜设在交通繁忙快车道和狭窄道路下，通常设在两侧人行道、绿化带或慢车带下。
支管平面部署形式采取穿坊式，组成一个污水排放系统可将该系统穿过其它街区并和所穿过街区污水管道相连接。管道材料采取混凝土管。
④.确定污水管道系统控制点和泵站设置地点
管道系统控制点为两个工厂和每条管道起点，这些点决定着管道最小埋深，因为整个管道敷设过程中，埋深一直满足最实用条件，且对于未来发展留有空间，所以不需要提升泵站，全部依靠重力流排水。
⑤．确定污水管道在街道下具体位置
充足协调好和其它管段关系，污水和雨水管道应该敷设在给水管道下面，处理管道标准为：未建让已建，临时性管让永久性管，小管让大管，有压管让无压管，可弯管让不可弯管。
依据以上分析，对整个区域进行布管，干管尽可能和等高线垂直，主干管沿河堤进行部署，基础上和等高线平行，整个城镇管道系统展现截流式部署，布管方法见附图。（污水管道系统总体平面部署图）。
3. 管段设计计算：
①．设计流量计算：
根据远期计划，城市街坊人口密度远期计划在河南区和河北区分别为400人/公顷和500人/公顷。为了能够满足远期城市计划，本设计将根据远期计划人口密度进行流量核实（见表1）。
表1 人口分布、房屋建筑、卫生设备情况表
区域名称
街坊人口密度(人/公顷)
房屋建筑
屋 数
卫生情况
近期
远期
河南区
250
400
3
室内有给水排水卫
生设备和淋浴设备
河北区
350
500
5
室内有给水排水卫
生设备和淋浴设备
②．生活污水比流量
查综合生活用水量定额可知，本类城市综合生活用水量定额为 170~280L/（人·d），取其平均生活用水量定额为200L/（人·d）。假定该城市给水排水完善程度为通常地域，污水排放系数按0.9计算。则综合生活污水量定额为200×90%=180 L/（人·d），
河北区： cap
L/s
总改变系数为：
则比流量： (L/s)/hm2
河南区： cap
L/s
总改变系数为：
则比流量： (L/s)/hm2
③．排水区域面积及流量
共有四十块街坊，给各个小区编号（1~40）（具体编号见污水管道系统平面部署图），同时求得各个区域面积，并结合比流量求得各区域污水流量（见下表）。
各个区域面积、流量

④、工业企业集中流量计算
工厂排除工业废水作为集中流量经过简单处理符合排放标准后排入城市污水管网系统，能够依据两个工厂不一样班次不一样车间人数求出各个工厂污水流量，计算根据最大使用量班次来进行，两个工厂工人人数见下表。

时改变系数
职 工 人 数
第 一 班
第 二 班
第 三 班
热车间
通常车间
热车间
通常车间
热车间
通常车间
职员人数
淋浴人数
职员人数
淋浴人数
职员人数
淋浴人数
职员人数
淋浴人数
职员人数
淋浴人数
职员人数
淋浴人数
1.3
300
100
400
110
280
90
380
100
200
70
250
70
1.4
200
80
230
70
250
110
300
90
150
60
180
50
工厂I：
生活污水：依据其工业企业计划资料来计算企业生活污水产生量：

工业生产污水：
通常情况下，工业废水量日改变不大，其日改变系数可取为1，所以工厂总改变系数为1.3。

所以工厂I污水量为：
工厂II：

生活污水：依据其工业企业计划资料来计算企业生活污水产生量：

工业生产污水：本企业总改变系数为1.4，所以其工业污水量为：

所以工厂II污水量为：

⑤、划分设计管段，计算设计流量
依据布管方法计算出主干管和全部干管各个管段长度，列表以下：

各设计管段设计流量应列表进行计算。在初步设计中，只计算干管和主干管设计流量；在技术设计和施图设计图中，要计算全部管段设计流量。本设计为初步设计，故只计算主干管和干管设计流量。
总改变系数确实定
根据以下规则：
①、
②、
③、
管段设计流量
应该按该式计算： ；
—本段设计流量；—本段流量—转输流量；—集中流量。
集中流量通常是指大型工业企业或是火车站等密集地域。
1—2为整个主干管起点，这个管段本段流量为

转输流量为1.95 L/s，从工厂I转输集中流量为50.04 L/s.则管段设计流量为沿线流量、集中流量之和为59.48 L/s。
其它各管段计算结果以下表：

4 水力计算：
（1）设计要求
①设计充满度：
充满度是在设计流量下，污水在管道中实际水深h和管径D比值，为了具体运行时方便，污水管段通常充满度全部不会使用满流，同时行业中有最大和最小设计充满度见下表
污水管道最大、最小设计充满度

最大
管径或渠道高度（mm）
最大设计充满度
最小
条件
最小设计充满
200－300
0.55
提议
h/D＝0.25
350－450
0.65
500－900
0.7
通常
h/D＝0.5
≥1000
0.75

充满度示意图

在本设计中，充满度统一根据0.5来计算。
②、设计流速
和设计流量、设计充满度相对应水流平均速度成为设计流速。设计流速过小，污水流动缓慢，其中悬浮物轻易沉淀淤积；反之，设计流速过高，产生对管壁冲刷，使得管材损坏严重，管道使用寿命降低。
通常要求：
最小设计流速：污水0.6m/s、明渠0.4m/s、雨污合流0.75m/s。
最大设计流速：金属管10m/s、非金属5m/s、明渠查表。
本设计设计流速全部按0.6m/s计算。
③、最小设计坡度
在污水管道系统设计时，通常使管道敷设坡度和地面坡度一致，这对降低管道系统造价很有利。但对应于管道敷设坡度污水流速应该等于或大于最小设计流速，这在地势平坦地域或管道逆坡敷设是尤为关键。为了预防其管道沉淀淤积，所以行业中有要求最小设计坡度。
中国《室外排水设计规范》通常要求：
在设计充满度为0.5时，管径为200mm时，最小设计坡度为0.004；管径为300mm时，、最小设计坡度为0.003。街坊厂区内为0.004 ；街道为0.003。
④、设计最小管径：通常在污水管道系统上游部分，污水设计流量很小，若依据设计流量计算，则设计管径会很小。依据管径养护经验证实，管径过小轻易堵塞，从而增加管道清淤次数，并给用户带来不便。采取较大管径可采取较小设计坡度，从而使管道埋深减小，降低工程造价。中国《室外排水设计规范》要求：污水管道到在街坊和厂区内最小设计管应为200mm，在街道下最小设计管径为300mm。本设计中全部管段均满足以上要求。
⑤、不计算管段
在污水管道设计过程中，若某设计管段设计流量小于其在最小管径、最小设计流速、最小设计充满度条件下管道经过流量，则这么管段称为不计算管段。设计时不再进行水力计算，直接采取最小管径即可，其它水力参数则根据最小管径来核实。、
⑥、最小埋设深度
管道埋深：地面到内壁底距离。
覆土厚度：地面到外壁顶距离。
为了满足以下技术要求而提出最小覆土厚度：
a.预防冰冻膨胀而损坏管道
b.预防管壁因地面负载而破坏
c.满足街坊污水连接管衔接要求
依据《室外排水设计规范》要求：
防冻—无保温时为冰冻线上0.15m；
防负载—车行道下最小覆土0.7m；
衔接—建筑物出户管0.5－0.6m。
⑦、污水管道衔接
在污水管道系统中，为了满足管道衔接和养护管理要求，通常在管径、坡度、高程、方向发生改变及支管接入地方设置检验井。在检验井中必需考虑上下游管道衔接时高程关系。管道衔接时应遵照一下两个标准：
尽可能提升下游管道高程，以降低管道埋深，见底造价；
避免在上游管段中形成回水而造成淤积。
常见衔接方法有：管顶平接、水面平接、设跌水井方法。
本设计采取管底平接进行管道敷设。
⑧、主干管水力计算：
主干管水力计算