排水管网设计

西安建筑科技大学课程设计（论文）1目录1设计概要.................................................................1.1设计题目.............................................................1.2主要设计内容.........................................................1.3设计原始资料.........................................................2排水系统概论.............................................................2.1排水体制.............................................................2.2排水系统规划设计原则.................................................2.3排水体制的选择.................................................3污水设计...........................................................3.1污水量计算.....................................................3.2管道定线及面积划分.............................................3.3管道流量计算...................................................3.4管道设计及水力计算.............................................3.5管网平面图绘制.................................................4雨水设计...........................................................4.1城市总体概况...................................................4.2管网布线以及汇水区域划分.......................................4.3管道水力计算...................................................4.4雨水管网平面图绘制............................................5排水管材...........................................................6.设计体会...........................................................7参考文献...........................................................西安建筑科技大学课程设计（论文）21设计概要1.1设计题目陕西某县城市排水管网工程设计。1.2主要设计内容本设计主要包括污水管网设计与计算，具体内容包括以下几个方面：⑴排水体制的选择；⑵污水量的计算；⑶污水管网定线；⑷管段流量计算；⑸管网水力计算；⑹管道剖面图绘制。1.3设计原始资料（1）地理资料该城市位于两条河流的交汇处，南临洛河，西临玉泉河，平均海拔750米，西北高，东南低，高差约5.0米。（2）工程资料①街坊：共30个，人口密度为320人/104m2，生活污水量标准为（120＋2×学号）L/人·日，街坊排出管埋深不大于1.50米。②工厂：共四个，生产污水经局部处理后与生活污水一起排出，排出口位置见平面图，排出管埋深不大于1.80米。各工厂的排水设计流量如下：啤酒厂：30.5L/s;肉类加工厂：28.5L/s；皮革厂：36.8L/s；印染厂：61.5L/s。（3）气象资料①气温：年平均气温14.2℃，最热月平均36.5℃，最冷月平均-10.8℃。②土壤最大冰冻深度：0.55米。③常年主导风向：西北。④降雨资料q=(L/s·104m2)ψ=0.50（4）水文资料西安建筑科技大学课程设计（论文）3根据历年来的水文资料，两条河的水位如下：河流多年平均洪水位（米）常水位（米）水面比降洛河744.60742.300.20%玉泉河746.40744.100.30%（5）地质资料该城市所在地区表土层1.2米厚，土质松散，成分复杂；下部为亚粘土，厚度4.0～15.0米，允许载重1.0～2.0kg/cm2。2排水系统概论2.1排水体制排水体制是指排水系统对生活污水、生产废水和降水所采取的不同收集和排除方式，一般分为合流制和分流制两种类型，是针对污水和雨水的合与分而言的。⑴合流制排水系统合流制排水系统是指将生活污水、工业废水和雨水收入同一套排水管渠内排除的排水系统，又可分为直排式合流制排水系统和截流式合流制排水系统。直排式合流制排水系统是最早出现的合流制排水系统，是将欲排除的混合污水不经处理就近直接排入天然水体。因污水未经无害化处理而直接排放，会使受纳水体遭受严重污染。国内外许多老城市几乎都是采用这种排水系统。这种系统所造成的污染危害很大，现在一般不再采用。截流式合流制排水系统是在邻近河岸的街坊高程较低侧建造一条沿河岸的截流总干管，所有主干排水管的混合污水都将接入截流总干管中，合流污水由截流总干管输送至下游的排水口集中排出或进入污水处理厂。由于雨水流量的瞬时值可能很大(取决于雨水设计采用的重现期、排雨水区域地面硬化情况和建筑密度以及当地的降雨量等)，合流制截流总干管在管径确定方面通常只考虑截流非雨水污水量(称为合流制排水管道的旱流量)一定倍数的雨水量，而不是把所有雨水量都截流在截流总干管中。为此，在合流干管与截流总干管相交前或相交处需设置溢流井。溢流井的作用是，当进入管道的城市污水和雨水的总量超过管道的设计流量时，多余的雨水(实际上是城市污水和雨水的混合物)就会经溢流井排出，而不能向截流总干管的下游转输。截流总干管的下游通常是市政污水处理厂。由于雨天初降雨的汇集量较小，一般都在截流总干管的设计雨水截流能力范围内，故西安建筑科技大学课程设计（论文）4晴天的城市污水和雨天的初降雨都会排送至污水厂，经处理后排入水体。当降雨过程延续，进入管道的混合污水流量超过截流总干管的设计输水能力后，就有部分混合污水经溢流井溢出直接排入水体。截流式合流制排水系统是国内外改造旧城区合流制排水系统常用的方式。这种系统比直排式合流制排水系统有所进步，但仍有部分混合污水未经处理直接排放，成为水体的污染源而使水体遭受污染。⑵分流制排水系统分流制排水系统是指将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠系统内排除的排水体制。排除生活污水、工业废水或城市污水的系统称为污水排水系统，排除雨水的系统称为雨水排水系统。根据排除雨水方式的不同，又分为完全分流制和不完全分流制排水系统。完全分流制排水系统具有相互完全独立的污水排水系统和雨水排水系统，污水排至污水处理厂处理后排放，雨水就近排入水体(图19}。不完全分流制是指只有污水排水系统，而未建雨水排水系统，雨水沿街道边沟、水渠、天然地面等原有雨水渠道系统排泄，或者在原有渠道系统输水能力不足之处修建部分雨水管道，待城市进一步发展后再修建完整独立的雨水排水系统，逐步改造成完全分流制排水系统。在一些大城市中，由于各区域的自然条件存在差异，同时排水系统的建设是逐步进行和完善的，有时会出现混合制排水系统，即既有分流制也有合流制的排水系统。混合制排水系统在原为合流制的城市进行排水系统的改造扩建时常常出现。在工业企业中，由于工业废水成分和性质的复杂性，与生活污水不宜混合，而且彼此之间也不宜混合，否则将造成污水和污泥处理复杂化，给废水重复利用和有用物质的回收造成、困难。2.2排水系统规划设计原则⑴排水系统规划应符合城市和工业企业的总体规划，并应与城市工业企业中期他单项工程建设密切配合，相互协调，该现成的道路规划、建筑界限、设计规模对排水系统的设计有很大的影响。⑵排水系统设计要与邻近区域的污水和污泥处理和处置协调。⑶考虑污水的集中处理与分散处理。⑷设计排水区域内需考虑污水排水问题与给水工程的协调，以节省总投资。西安建筑科技大学课程设计（论文）5⑸排水工程的设计应全面规划，按近期设计考虑远期发展。⑹排水工程设计师考虑原有管道系统的使用可能。⑺在规划设计排水工程时必须认真观测执行国家和地方有关部门制定的现行有关标准、规范和规定。2.3排水体制选择排水系统体制应根据城市及工业企业的规划、环境保护的要求、污水利用情况、原油排水设施、水质、水量、地形、对条件确定。⑴从环境保护方面来看如果采用合流制将污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，是较好的，但这时截流主干管很大，污水厂容量也增加很多，建设费用也相应增加。采用截流式合流制时，雨天有部分混合污水经溢流井溢入水体，水体受到污染。分流制排出污水和雨水，初雨径流未加处理就直接排入水体，对城水体也会造成污染，但它比较灵活，比较容易适应社会发展的需要，故应采用分流制。⑵从造价方面来看合流制排水管道的造价比分流制一般要低20%-40%，可是合流制的泵站和污水厂却比分流制的造价要高。⑶从维护管理方面来看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，因而雨天时合流制管道内流速较低，易于产生沉淀。但据经验，管中的沉淀易被暴雨水流冲走，这样，合流管道的维护费用可降低。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的复杂性。而分流制系统可以保证管内的流速，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。综合考虑各个因素，为了更好的保护环境，适应以后的发展，且便于污水厂的运行管理，采用分流制排水系统，即采用两个（雨水、污水）管道系统。3污水设计3.1污水流量计算3.1.1综合生活污水量西安建筑科技大学课程设计（论文）6综合生活污水量是指城市居民生活污水和公共建筑的污水量，不包括浇洒道路、绿化和其它市政污水量。共30个街坊，各个街坊面积计算如下表表1街坊编号12345678910街坊面积/ha6.125.766.016.807.036.125.180.006.016.27街坊编号11121314151617181920街坊面积/ha6.495.656.410.008.958.618.917.750.009.58街坊编号21222324252627282930街坊面积/ha8.468.757.610.004.116.042.552.455.174.50街坊面积总计167.28，平均日综合生活用水定额为172L/p·d，人口密度为320cap/；远期（2020年），城镇城区人口为5.35万人，则综合生活污水量为：3.1.2工业废水量个工业企业废水量（包括企业内生活污水）如下表：表2工业企业皮革厂啤酒厂肉类加工厂印染厂总计/L/s工业废水水量/L/s36.830.528.561.5157.33.2管道定线及面积划分3.2.1排水管道定线如图图1：西安建筑科技大学课程设计（论文）7由图可以看出，该市地形南低北高，正东面紧邻玉泉河，正南紧邻洛河，自东北向西南倾斜，坡度较小，无明显分水线、可划分为一个排水流域。污水处理厂为于城市的西南方向的洛河下游，因而其出水口则必定在污水处理厂附近。街道支管布置在街区地势较低一侧的道路下，干管基本上与等高线垂直布置，主干管布置在街区最南方，基本上与等高线平行，整个管道系统呈正交式布置。3.2.2面积划分各管段汇水面积如下水力计算表33.3管