第9章污水管网设计与计算.ppt

第9章 污水管网设计与计算,设计的主要内容（或任务）：(1)设计的基础数据(面积、设计人口数，污水定额，防洪标准)；(2)污水管网系统的平面布置；(3)污水管网总设计流量及各管段设计流量计算；(4)污水管网各管段直径、埋深、衔接设计与水力计算(5)污水管网系统上的附属构筑物的设置与设计(污水泵站、倒虹管、管桥等)；(6)污水管道在街道横断面上位置的确定；(7)绘制污水管道系统平面图和纵剖面图。,污水管网的设计步骤,设计计算,设计图纸的绘制,设计方案的确定,设计资料的调查,设计计算,设计图纸的绘制,9.1 污水设计流量计算,9.1.1 设计污水量定额9.1.2 污水量的变化9.1.3 污水设计流量计算,城市污水组成分为：(1)居民生活污水Q1；(2)工业废水Q2(3)工业企业生活污水量及沐浴污水量Q3(4)公共建筑污水量Q4；一般Q污（6090）Q用，天热干旱季节为50Q用,9.1.1 设计污水量定额,排放系数：污水定额与城市用水定额之间比例关系1、居民生活污水定额及综合生活污水定额（综合污水包括居民生活污水和公共建筑物污水）污水定额确定：应根据当地采用的用水定额,结合排水系统普及度，设施水平等确定，即可按：参考室外排水设计规范和给排水设计手册第五册。排放系数为0.80.9,2、工业废水量定额表示方法有：单位产值（万元产值）排废水量 单位数量产品排废水量 单位生产设备排废水量3、工业企业生活污水量，淋浴污水量 与室外给水设计规范规定协调,注意：1、污水管网是按最高日最高时污水排放量进行设计2、根据我国设计规范，计算Q污与Q用计算方法是有差别的。计算Q居或Q综时，采用最高日用水定额及Kh 计算Q居污及Q综污时，采用平均日用水定额及Kz,居住区生活污水排水定额,卫生设备情况,室内有给水排水卫生设备，但无淋浴设备,室内有给水排水卫生设备和淋浴设备,室内有给水排水卫生设备，并有淋浴和集中热水供应,分 区,一,二,三,四,五,生活污水每人每日排水定额（L）,55-90,90-125,130-170,60-95,100-140,140-180,65-100,110-150,145-185,65-100,120-160,150-190,55-90,100-140,140-180,注：第一分区包括：黑龙江、吉林、内蒙古的全部，辽宁的大部分，河北、山西、陕西偏北的一小部分，宁夏偏东 的一部分；第二分区包括：北京、天津、河北、山东、山西、山西的大部分，甘肃、宁夏、辽宁的南部，河南北部，青海偏东和江苏偏北的一小部分；第三分区包括：上海、浙江的全部，江西、安徽、江苏的大部分，福建北部、湖南、湖北的东部，河南南部；第四分区包括：广东、台湾的南部，广西的大部分，福建、云南的南部；第五分区包括：贵州的全部、四川、云南的大部分，湖南、湖北的西部，陕西和甘肃在秦岭以南的地区，广西偏北的一小部分,9.1.2 污水量的变化,1、基本概念（1）污水量日变化系数Kd：指设计年限内，最高 日污水量与平均日污水量比值。（2）污水量时变化系数Kh：指设计年限内，最高 日最高时污水量与该日平均时污水量比值。（3）污水量总变化系数Kz：指设计年限内，最高 日最高时与平均时污水量比值。,2、各类污水量计算中变化系数取值（1）居民生活污水量变化系数 国内设计单位得到经验数据，即由室外排 水设计规范推荐表9.1，可按下式计算：2.3 Qd5（平均日）Kz 5Qd1000 1.3 Qd1000,（2）工业废水量变化系数 一般情况下，工业生产废水量比较均匀，日 变化系数较小，Kd1，Kh可参考上式，KzKh（3）工业企业生活污水及淋浴污水量变化系数 生活污水：Kd1；Kh值：一般车间取3.0;高温车间取2.5 淋浴污水：可近似认为均匀用水和排水,9.1.3 污水设计流量计算,1.居民生活污水设计流量计算公式,Q1 居民生活污水设计流量(L/S)；,q1i 各排水区域平均日生活污水定额(L/(capd)；,N 1i 各排水区域在设计使用年限终期所服务的人口数；,KZ 生活污水总变化系数；,cap“人”的计量单位；,q1i:居住区生活污水定额(L/(capd)：可以参 考居民生活用水定额或者综合生活用水定额：居民生活污水定额：居民每人每天日常生活中洗涤、冲厕、洗澡等产生的污水量(L/(capd)。综合生活污水定额：居民生活污水和公共设施排出污水两部分的总和(L/(capd)(见附录)。,N1i：设计人口数：污水排水系统设计期限终期的规划人口数，常用人口密度与服务面积相乘得到。,注意：地下水位高时，设计流量的时候考虑地下水渗入量,KZ1 生活污水总变化系数：最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值；KZ=Kd Kh。表9-1居住区生活污水量总变化系数,Kd 生活污水日变化系数：一年中最大日污水量与平均日污水量的比值。,Kh 生活污水时变化系数：最大日最大时污水量与该日平均时污水量的比值。,KZ可以根据左边公式求的，当Q1000L/S时，KZ取1.3.,2、工业废水设计流量计算公式,Q2工业废水设计流量(L/s)q2i 各工矿企业废水量定额(m3/单位产品、m3/单位产值 m3/单位生产设备)（可参照GB89781996部分工业的废水量定额）N2i各工矿企业最高日生产产值、生产产品数量或生产设 备数量T2i 各工矿企业最高日生产时数(h)K2i各工矿企业废水量的时变化系数。根据实测获得：冶金工业1.01.1，化学工业1.31.5，纺 织工业1.52.0，食品工业1.52.0，造纸工业1.31.8f2i各工矿企业生产用水重复利用率,3.工业企业生活污水及淋浴污水设计流量计算式,Q3 工业企业生活污水及淋浴污水设计流量(L/s)N3ai各工矿企业车间最高日职工生活用水总人数N3bi各工矿企业车间最高日职工淋浴用水总人数q3ai各工矿企业车间职工生活污水定额q3bi各工矿企业车间职工淋浴污水定额T3ai 各工矿企业最高日每班工作时数，h；Kh3ai各工矿企业车间最高日职工生活污水量班内变化系数，一般车间采用3.0，高温车间采用2.5.,4、公共建筑污水设计流量计算方法：可与居民生活污水量合并计算，选综合污水定额单独计算，污水量定额参照建筑给排水设计规范5、城市污水总设计流量 注意：各项污水设计流量位最大值，不可能同一时间出现，但是计算结果偏安全。例题见教材讲解。,Q=Q1+Q2+Q3+Q4+Q渗,Q渗指地下水渗入量，一般以单位管道延长米或单位服务面积公顷计算，日本规定采用经验数据，按每人每日最大污水量的10%-20%。,另一种算法,9.2 管段设计流量计算,9.2.1 污水管网的节点与管段9.2.2 节点设计流量计算9.2.3 管段设计流量计算,9.2.1 污水管网的节点与管段,几个概念1、连接管：连接用户的污水管道2、污水干管：主要承担污水输送功能的大型管道3、污水支管：连接管与输送干管之间的收集连接 管污水的管道。污水收集系统流程：,用户 连接管 污水支管 污水干管 污水处理厂,9.2.1 污水管网的节点与管段,污水管网的设计任务：计算管网中不同地点污水流量，各管段的污水输送流量，从而确定各管段直径，埋深及衔接方式等。污水管网简化和计算的特点1、污水管网图也可简化成管段与节点组成的图2、污水管网是树枝网，计算简单不用列恒定流方程3、污水管道是重力流管道。在输送和收集过程中，污水管道流量从管网起点道末端不断增加，管道D也不断增大，埋深也逐渐增大。,9.2.1 污水管网的节点与管段,4、管段设计流量上游端汇入的流量本段收集的流量 5、附属设施 检查井：连接管道，清通方便 提升泵站：减小埋深 跌水井：提高管道埋深6、节点与管段的定义节点是设计管段的上游端和下游端管段是指流量和坡度都不变的一段管道注意：节点上一般设有检查井；但检查井所在点不一定都是节点。,9.2.2 节点设计流量计算,1、基本概念（1）节点流量：等于本段流量加上集中流量（该节点下游的管段所连接的用户污水量加上集中流量）。（2）本段流量：从管段沿线街坊流来的污水量（3）集中流量：从工业企业或其它产生大量污水的 建筑物流来的流量。注意：本段流量是变化的，集中流量是不变的，但为了计算方便，通常假设本段流量集中在起点进入设计管道，它接受本管段服务地区的全部污水。,9.2.2 节点设计流量计算,本段流量计算公式：集中流量包括三类：工业废水量；工业企业设或淋浴水量；公共建筑污水量,9.2.2 节点设计流量计算,2、污水节点流量计算与给水节点流量计算不同之处（1）污水的三类集中流量中，只有居民污水是沿线 流量，按面积分配，但不直接分配设计流量，而分配平均日流量，计算管段设计流量时乘以 总变化系数。（2）污水的管段分配沿线流量全部加到上游节点作 为节点流量；而给水则均分道管段两端。,9.2.3 管段设计流量计算,1、设计管段及其划分：两个检查井之间的管段采用设计的流量不变，且采用同样的管径和坡度，称它为设计管段，在实际设计中把采用同样管径和坡度的连续管段可划为一个设计管段。一般检查井的设置位置有：流量汇入的地方、管径变化的地方、转弯的地方、或在直管段管径长度较长时（3070m）。,9.2.3 管段设计流量计算,2、设计管段的设计流量：本段流量q1；转输流量；集中流量q2；,注：初步设计时，只计算干管和主干管的流量；技术设计时，应计算全部管道的流量。,计算例题见教材P210,9.3 污水管道设计参数,9.3.1 设计充满度(h/D)9.3.2 设计流速(Vmin、Vmax)9.3.3 最小管径(Dmin)9.3.4 最小设计坡度(Imin)9.3.5 污水管道的埋设深度9.3.6 污水管道的衔接注：参照室外给排水设计规范(GBJ14-87 1997),9.3.1.设计充满度,1、概念：指设计流量下，管道内的有效水深与管径的比值。,h/D=1时，满流,h/D 1时，非满流,2、室外排水设计规范规定，最大充满度为：,管径（D）或暗渠高（H）（mm）,最大充满度（h/D）,2003003504505009001000,0.55(0.60)0.65(0.70)0.70(0.75)0.75(0.80),h,D,为什么要做最大设计充满度的规定？,1、预留一定的过水能力，防止水量变化的冲击，为未预见水量的增长留有余地；2、有利于管道内的通风；3、便于管道的疏通和维护管理。,9.3.2 设计流速,与设计流量和设计充满度相应的污水平均流速。,最小设计流速：是保证管道内不发生淤积的流速，与污水中所含杂质有关；国外很多专家认为最小流速为0.6-0.75m/s，我国根据试验结果和运行经验确定最小流速为0.6m/s。,最大设计流速：是保证管道不被冲刷破坏的流速，与管道材料有关；金属管道的最大流速为10m/s，非金属管道的最大流速为5m/s。,*国内一些城市污水管道长期运行的情况说明，超过上述最高限值，并未发生冲刷管道的现象。,9.3.3 最小管径,1、为什么要规定最小管径？(1）DN越小，无法精确进行水力计算，制造不便。（2）DN越小，则h大，易堵塞（3）根据养护记录，n150堵塞n200堵塞，造价相差不大，养护费增加。因此，我们可采用较大管径，较小坡度，则埋深小。所以常规定一个最小管径.街坊管最小管径为200mm街道管最小管径为300mm,9.3.3 最小管径,2、什么叫不计算管段？在管道起端由于流量较小，通过水力计算查得的管径小于最小管径，对于这样的管段可不用再进行其他的水力计算，而直接采用最小管径和相应的最小坡度，这样的管段称为不计算管段。,9.3.4 最小设计坡度,相应于最小设计流速的坡度为最小设计坡度，最小设计坡度是保证不发生淤积时的坡度。,（1）,（2）,（3）,规定：管径200mm的最小设计坡度为0.004；管径 300mm的 最小设计坡度为0.003；管径400mm 的最小设计坡度 为0.0015。,在圆形管道中在确定最小管径的最小坡度时采用的充满度为0.5,9.3.5 污水管道的埋设深度,1、埋设深度的两个意义：覆土厚度；埋设深度管道埋深：管道内壁底道地面的垂直距离，包括起点埋深，终点埋深，平均埋深。覆土厚度：管道外壁（顶部）道地面的垂直距离2、最小覆土厚度应满足的三个因素：必须防止管内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道;必须防止管壁因地面荷载而受到破坏 必须满足街区污水连接管衔接要求。3、最大埋深：干燥土壤中最大不超过78m；多水、流砂、石灰岩地层中 不超过5m。,室外排水设计规范规定：无保温措施的生活污水管道，管底可埋设在冰冻线以上0.15m；有保温措施或水温较高的管道，距离可以加大。国外规范规定：污水管道最小埋深，应根据当地的养护经验确定。无养护资料时，采用如下数值：管径小于500mm，管底在冰冻线上0.3m；管径大于500mm，为0.5m。,9.3.5 污水管道的埋设深度,4、街道污水管最小埋深:,d=h+IL+Z1-Z2+h式中：d街道污水管网起点的最小埋深，m；h街坊污水管起点的最小埋深，0.60.7m；Z1街道污水管起点检查井检查井处地面标高，m；Z2街坊污水管起点检查井检查井处地面标高，m；I街坊污水管和连接支管的坡度；L街坊污水管和连接支管的总长度，m；h连接支管与街道污水管的管内底高差，m。,9.3.6 污水管道的衔接,1、污水管道衔接时应遵循的原则：尽可能提高下游管道的的高程，以减少管道埋深，降低造价；避免上游管段中造成回水而造成淤积。2、管道衔接的方法：（水面平接、管顶平接、管底平接）（1）水面平接；（2）管顶平接。,注：衔接要保证下游管道起端的水面和管底标高高于上游终端；有的连接可设跌水井,9.3.6 污水管道的衔接,（1）水面平接：定义：是指在水力计算中，使上游管段终端和下游管段起端在指定 的设计充满度下的水面相平。即上游管段终端与下游管段起 端的水面标高相同。优缺点：这种方法容易在上游产生回水，但是能减小埋深。适用条件：相同管径时，常用水面平接（平坦地区）（2）管顶平接定义：是指在水力计算中，使上游管段终端与下游管段起端管顶标 高相同。优缺点：不易产生回水，但是埋深会大些适用条件：不同管径管段相接时，常用管顶平接。注意：（1）不论采用那种方法，下游管段起端水面和管底标高要不 高于上游管段终端水面和管底标高。（2）旁侧管道接入干管时，若旁侧管底标高要比干管底标高 大很多时，需要旁侧管上设跌水井，保证良好的水力条件。,9.4 污水管网的水力计算（复习第3章）,污水管道中污水流动的特点污水管道水力设计的原则污水管道水力计算的基本公式污水管道水力计算的设计数据污水管道水力计算的方法,污水管道中污水流动的特点,污水由支管流入干管，由干管流入主干管，再由主干管流入污水处理厂，由大到小呈现树状，有别于给水管网的环状。污水含有一定的杂质，但通常假定管内水流是均匀流。为了使管内接近均匀流，在设计和施工的时候尽量改善管道的水力条件。管道有时候在水压下流动的压力流,污水管道水力学设计的原则,不溢流（充满度h/D）不淤积（Vmin）不冲刷管壁（Vmax）要注意通风（充满度h/D）,水力计算的基本公式,流量公式：流速公式：曼宁公式：,污水管道水力计算的设计数据,1.设计充满度(h/D)2.设计流速(Vmin、Vmax)3.最小管径(Dmin)4.最小设计坡度(Imin)5.污水管道的埋设深度注：参照室外给排水设计规范(GBJ14-87 1997),污水管道水力计算的方法（参考第三章内容）,在具体的计算中，已知设计流量q以及管道粗糙系数n，需要求管径 D、充满度h/D，管道坡度I 和流速 v，两个方程式，因此采用水力计算图。,水力计算示意图,h/D 0.25 0.35 0.45 0.55 0.65 0.75,0.00800.00600.00500.00400.0030 i0.00200.00150.00100.0008,7 8 9 10 15 20 30 40 50 60 70 qv/(L.s-1),污水管道水力计算,计算任务：根据管道敷设路线，确定设计管 道，确定设计流量，然后计算管径 D，h/D，i，v及埋深，最后绘制平 剖面图。计算原则：不冲刷，不淤积计算步骤：从上游到下游；从控制点到污水处理厂,污水管道水力计算,不计算管段的确定 通过规范及计算可确定：当nm0.014时，街区及厂区内DNmin200mm，i最小0.004 当Q设9.19L/s时，可以直接采用最小管径 街道DNmin300mm，i最小0.003，当Q设14.63L/s时，可直接采用最小管径,污水管道水力计算,较大坡度地区管道设计（1）一般当管道走向与地坡相同时，可以沿地坡 敷设，与地坡平行，减小埋深（2）地坡大时，v增加，要满足最大流速要求，则较大坡地，管道直径由技术条件确定，计 算见p218。平坦或反坡地区管段设计：见p220 管道衔接设计,水力计算注意问题,控制点选择 管道坡度与地面坡度 设计流速与设计管径 注意水头损失 旁侧支管连接见教材例题9.3,某市一个区的街坊平面图。居住区街坊人口密度为350 人/ha，居民生活污水定额为120 L/人d。火车站和公共浴室的污水设计流量分别为3 L/s和4L/s。工厂甲排除的废水设计流量为25 L/s。工厂乙排除的废水设计流量为6 L/s。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2 m，该市冰冻深度为1.40 m。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）。,污水管道设计计算实例,1在街坊平面图上布置污水管道 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，基本与等高线平行。整个管道系统呈截流式布置。,2街坊编号并计算其面积,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出的方向。,设计方法和步骤如下：,街坊面积汇总表,3划分设计管段，计算设计流量 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（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点的检查井并编上号码。,各设计管段的设计流量应列表进行计算。本例中，居住区人口密度为350人/ha，居民污水定额为120 L/人d，则生活污水比流量为,（L/sha）,q 12=25 L/sq 89=qs F kz=0.486（1.21+1.70）kz=1.41kz=1.412.3=3.24 L/sq 910=qs F kz=0.486（1.21+1.70+1.43+2.21）kz=3.18kz=3.182.3=7.31 L/sq 102=qs F kz=0.486（1.21+1.70+1.43+2.21+1.21+2.28）kz=4.88kz=4.882.3=11.23 L/s,q 23=q sF kz+q甲=(0.4862.20+4.88）kz+q甲=(1.07+4.88)kz+25=5.952.2+25=13.09+25=38.09 L/s,4管渠材料的选择 由于生活污水对管材无特殊要求，且管道的敷设条件较好，故在本设计中，DN400 mm的管道采用混凝土管，DN400 mm以上的管道采用钢筋混凝土管。5各管段的水力计算 在各设计管段的设计流量确定后，便可按照污水管道水力计算的方法，从上游管段开始依次进行各设计管段的水力计算。,水力计算步骤如下：(1)从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度，列入表中第2项。（2）将各设计管段的设计流量填入表中第3项。设计管段起止点检查井处的地面标高列入表中第10、11项。（3）计算每一设计管段的地面坡度，作为确定管道坡度时的参考。（4）根据管段的设计流量，参照地面坡度，确定各设计管段的管径、设计流速、设计坡度和设计充满度。,其余各设计管段的管径、坡度、流速和充满度的计算方法与上述方法相同。在水力计算中，由于 Q、D、I、v、h/D各水力因素之间存在着相互制约的关系，因此，在查水力计算图时，存在着一个试算过程，最终确定的 D、I、v、h/D要符合设计规范的要求。,（5）根据设计管段的长度和设计坡度求管段的降落量。如管段12的降落量为IL0.0021100.22 m，列入表中第9项。,（6）根据管径和设计充满度求管段的水深。如管段12的水深 hDh/D0.350.4470.16 m，列入表中第8项。,（7）求各设计管段上、下端的管内底标高和埋设深度。,控制点：是指在污水排水区域内，对管道系统的埋深起控制作用的点。各条干管的起点一般都是这条管道的控制点。这些控制点中离出水口最远最低的点，通常是整个管道系统的控制点。具有相当深度的工厂排出口也可能成为整个管道系统的控制点，它的埋深影响整个管道系统的埋深。,确定控制点的管道埋深 应根据城市的竖向规划，保证排水区域内各点的污 水都能自流排出，并考虑发展，留有适当余地；不能因照顾个别点而增加整个管道系统的埋深。对个别点 应采取加强管材强度；填土提高地面高程以保证管道所需的最小覆土厚度；设置泵站提高管位等措施，减小控制点的埋深.,首先确定管网系统的控制点。本例中离污水厂较远的干管起点有8、11、15及工厂出水口1点，这些点都可能成为管道系统的控制点。1点的埋深受冰冻深度和工厂废水排出口埋深的影响，由于冰冻深度为1.40 m，工厂排出口埋深为2.0 m，1点的埋深主要受工厂排出口埋深的控制。8、11、15三点的埋深可由冰冻深度及最小覆土厚度的限值决定，但因干管与等高线垂直布置，干管坡度可与地面坡度相近，因此埋深增加不多，整个管线上又无个别低洼点，故8、11、15三点的埋深不能控制整个主干管的埋设深度。对主干管埋深起决定作用的控制点则是1点。,1点是主干管的起点，它的埋设深度定为2.0 m，将该值列入表126中第16项。,1点的管内底标高等于1点的地面标高减去1点的埋深，为86.2002.0084.200 m，列入表中第14项。2点的管内底标高等于1点的管内底标高减去管段12的降落量，为84.2000.22083.98 m，列入表126中第15项。,2点的埋设深度等于2点的地面标高减去2点的管内底标高，为86.10083.982.12 m，列入表126中第17项。,82、114、156三条污水干管各设计管段均为不计算管段，管段间衔接采用管顶平接。,（8）计算管段上、下端水面标高。管段上下端水面标高等于相应点的管内底标高加水深。如管段12中1点的水面标高为84.200+0.1684.36 m，列入表中第13项。,根据管段在检查井处采用的衔接方法，可确定下游管段的管内底标高。,1)管段12与管段23的管径相同，采用水面平接。则这两管段在2点的水面标高相同。于是，管段23中2点的管内底标高为84.140.2283.92 m。2）如管段45与管段56管径不同，可采用管顶平接。则这两管段在5点的管顶标高相同。然后用5点的管顶标高减去56管径，得出5点的管内底标高。,在进行管道的水力计算时，应注意如下问题：慎重确定设计地区的控制点。这些控制点常位于本区的最远或最低处，它们的埋深控制该地区污水管道的最小埋深。各条管道的起点、低洼地区的个别街坊和污水排出口较深的工业企业或公共建筑都是控制点的研究对象。,研究管道敷设坡度与管线经过的地面坡度之间的关系。使确定的管道坡度在满足最小设计流速的前提下，既不使管道的埋深过大，又便于旁侧支管的接入。,水力计算自上游管段依次向下游管段进行，随着设计流量逐段增加，设计流速也应相应增加。如流量保持不变，流速不应减小。只有当坡度大的管道接到坡度小的管道时，下游管段的流速已大于1.0 m/s（陶土管）或1.2 m/s（混凝土、钢筋混凝土管道）的情况下，设计流速才允许减小。设计流量逐段增加，设计管径也应逐段增大，但当坡度小的管道接到坡度大的管道时，管径才可减小，但缩小的范围不得超过50100 mm，并不得小于最小管径。,在地面坡度太大的地区，为了减小管内水流速度，防止管壁遭受冲刷，管道坡度往往小于地面坡度。这就可能使下游管段的覆土厚度无法满足最小限值的要求，甚至超出地面，因此应在适当地点设置跌水井。当地面由陡坡突然变缓时，为了减小管道埋深，在变坡处应设跌水井。,水流通过检查井时，常引起局部水头损失。为了尽量降低这项损失，检查井底部在直线管段上要严格采用直线，在转弯处要采用匀称的曲线。通常直线检查井可不考虑局部水头损失。,在旁侧管与干管的连接点上，要考虑干管的已定埋深是否允许旁侧管接入。同时为避免旁侧管和干管产生逆水和回水，旁侧管中的设计流速不应大于干管中的设计流速。,初步设计时，只进行干管和主干管的水力计算。技术设计时，要进行所有管道的水力计算。,6绘制管道平面图和纵剖面图 污水管道平面图和纵剖面图的绘制方法见本章第五节。本例题的设计深度仅为初步设计，所以，在水力计算结束后将求得的管径、坡度等数据标注在管道平面图上。同时，绘制出主干管的纵剖面图。,9.5 绘制管道平面图和纵剖面图 平面图和纵剖面图是排水管道设计的主要组成部分。污水管道设计和雨水管道设计均应绘制相应的管道平面图和纵剖面图，二者在绘制要求上基本是一致的。根据设计阶段的不同，图纸所体现的内容和深度也不同。,1平面图的绘制 平面图是管道的平面布置图，应反映出管道的总体布置和流域范围，不同设计阶段的平面图，其要求的内容也不同。,初步设计阶段，一般只绘出管道平面图。采用的比例尺通常为1：50001：10000，图上应有地形、地物、河流、风向玫瑰或指北针等。新设计和原有的污水（或雨水）管道用粗单实线表示，只绘出主干管和干管。在管线上画出设计管段起止点的检查井并编号，标出各设计管段的服务面积，可能设置的泵站等。注明主干管和干管的管径、坡度和长度等。此外，还应附有必要的说明和工程项目表。,技术设计（或扩大初步设计）和施工图设计阶段，采用的比例尺通常为1：5001：5000，图上内容除反映初步设计的要求外，要求更加具体、详尽。要求注明检查井的准确位置和标高，污水管道与其它地下管线或构筑物交叉点的准确位置和标高，以及居住区街坊连接管或工厂排出管接入污水干管或主干管的准确位置和标高。地面设施包括人行边道、房屋界限、电杆、街边树木等。图上还应有图例、主要工程项目表和施工说明。,2纵剖面图的绘制,纵剖面图是管道的高程布置图，应反映出管道沿线的高程位置，它和平面图是相互对应的。图中，一般用细实线加图例表示原地面高程线和设计地面高程线，用双粗实线表示管道高程线，用中实线的双竖线表示检查井。对于工程量较小，地形、地物比较简单的污水（或雨水）管道工程，可不绘制纵剖面图，只需将设计管段的管径、坡度、管长、检查井的标高以及交叉点等内容注明在平面图。,在剖面图的下方要画一表格，表中列出检查井号、管道长度、管径、管道设计坡度、设计地面高程、设计管内底高程、埋设深度、管道材料、接口形式和基础类型。有时也将流量、流速、充满度等水力计算数据注上。纵剖面图的比例尺，常采用横向1：5001：2000，纵向1：501：200。,除管道的平、剖面图外，技术设计和施工图设计中，还应包括管道附属构筑物的详图、管道交叉点特殊处理的平、剖面图等。附属构筑物可在给水排水标准图集中选用。,污水管网工程设计步骤,划定排水区界管道定线和平面布置的组合控制点的确定和泵站的设置地点设计管段及设计流量的确定污水管道的衔接污水管道在街面上的位置,确定排水区界，划分排水流域,排水区界是污水排水系统设置的界限。,排水流域是指在排水区界内，按照一定要求所划分的不同排水区域。（通常根据等高线划分排水区域，在地形平坦地区可按照面积的大小进行划分。）,排水区界是排水系统设置的界限，它是根据城镇总体规划的设计规模决定的。在排水区界内，根据地形及城镇的竖向规划，划分排水流域，地形起伏地区按等高线划分，在地形平坦可根据面积大小划分。,某市污水排水系统平面0.排水区界；、.排水流域编号；1、2、3、4.各排水区域干管；5.污水处理厂,管道定线,在总平面图上确定污水管道的位置和走向。,管道定线的影响因素,地形,污水厂和出水口的位置,所采用的排水体制,管道定线时注意事项,主干管布置在坚硬密实土壤中,尽量少穿河流、铁路、山谷和高地,避免与地下构筑物交叉,不宜敷设在繁忙、狭窄的街道下,集中流量尽量排入上游,管道定线和平面布置,管道定线：遵循的主要原则：应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出；考虑因素：地形和用地布局，排水体制和线路数目，污水厂和出水口位置，水文地质条件，道路宽度，地下管线及其构筑物的位置，工业企业和产生大量污水的建筑物的分布情况。管道平面布置：包括全部支管、干管、主干管、泵站、污水厂、出水口的具体位置和资料。,控制点确定和泵站设置地点,对管道系统的埋深起控制作用的地点，通常在管道起点或最低最远点。确定控制点的标高，一方面根据城市的竖向规划，保证排水区域内各点的污水 多能够顺利排出，并且考虑发展，在埋深上留有余地；另一方面不能照顾个别控制点增加整个系统的埋深。,泵站设置地点,中途泵站,局部泵站,总泵站,选择污水厂出水口的位置,城市的下风向水体的下游离开居住区和工业区,原则,拟定污水干沟及总干沟的路线,原则：应尽可能地在路线较短和埋深 较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。影响因素：地形和竖向规划 排水体制和其他管线的情况 污水厂和出水口位置,地形具有适中的坡度地形坡度较陡流域范围大，且地形较平坦地形将城市划分成高低二区,拟定污水干沟及总干沟的路线,几种具体情况分析,地形具有适中的坡度,地形具有适中的坡度,地形坡度较陡,地形坡度较陡,流域范围大，且地形较平坦,流域范围大，且地形较平坦,设计管段及设计流量的确定,(1)设计管段及其划分：两个检查井之间的管段采用设计的流量不变，且采用同样的管径和坡度，称它为设计管段，在实际设计中把采用同样管径和坡度的连续管段可划为一个设计管段。(2)设计管段的设计流量：本段流量q1；转输流量；集中流量q2；,注：初步设计时，只计算干管和主干管的流量；技术设计时，应计算全部管道的流量。,污水管道的衔接,(1)污水管道衔接时应遵循的原则：尽可能提高下游管道的的高程，以减少管道埋深，降低造价；避免上游管段中造成回水而造成淤积。(2)管道衔接的方法：水面平接；管顶平接。,注：衔接要保证下游管道起端的水面和管底标高高于上游终端；有的连接可设跌水井,污水管道在街面上的位置,从建筑红线到道路中心线官线的布置的顺序一般是：电力电缆电信电缆煤气管道热力管道给水管道污水管道雨水管道。矛盾处理原则：新建让已建的，临时让永久的，小管让大管，压力管让重力流管，可弯让不可弯的，检修次数少的让检修次数多的。管线隧道：在繁忙街道，可以把各种管道集中安置在隧道中；雨水管道可以与隧道平行敷设。,污水管道的设计计算举例,在小区平面上布置污水管道街区编号并计算其面积划分设计管段，计算设计流量水力计算绘制管道平面图和纵剖面图,在小区平面上布置污水管道,原始资料的整理,布置污水管道,在小区平面上布置污水管道,街区编号并计算其面积,划分设计管段，计算设计流量,水力计算,计算各管段上、下端水面、管底标高以及埋设深度。,设计沟段编号,确定设计管段的长度，列入表格,设计流量列入表格，设计管段起点检查井地面标高,计算管段的地面坡度,确定其始管段的管径以及设计v，I，h/D,水力计算,平面标注方法,沟道施工图的绘制,沟道平面图的绘制,沟道纵剖面图的绘制,沟道平面图(技术设计),沟道纵剖面图(技术设计),