小弘的管网说明书计算书

目录水污染控制工程综合课程设计（管网部分）说明书11.总论11.1.城市概况11.2.设计依据31.3.设计任务32.污水管网设计方案的选择33.污水管网的工程设计53.1.管网定线53.2.污水定线53.3.污水设计流量74.雨水管网工程设计184.1.管网定线184.2.雨水管道设计流量194.3.雨水管道的水力计算205.结论26水污染控制工程综合课程设计（管网部分）计算书编制大纲286.污水管道设计计算286.1.街区面积计算286.2.城市污水设计流量、比流量计算296.3.设计管段设计流量计算296.4.污水管道水力计算326.5.污水厂规模确定377.雨水管道设计计算387.1.汇水面积计算387.2.设计管段设计流量计算预备397.3.雨水管道水力计算41水污染控制工程综合课程设计（管网部分）说明书1. 总论1.1. 城市概况(1) 城市（包括工业区）总平面图一张，比例为1：10000，等高线间距1m。(2) 城市设计人口南岸区：人口密度420人/ha；江北区：人口密度400人/ha。(3) 居住区生活污水量定额南岸区：180L/cap.d；江北区：160L/cap.d。(4) 城市工业企业分布、市区地面覆盖情况该市分为南岸区、江北区，市内工业企业有皮毛厂、针织厂、棉纺厂、食品厂、化工厂各一座，还有商业和服务性质的公共建筑。市区地面种类如：屋面占36%，混凝土路面占16%，碎石路面占10%，非铺砌路面占20%，绿地占18%。(5) 工业企业工厂职工人数及工业废水量见表1.1。(6) 公共建筑表1.1 工厂职工人数及工业废水量表工厂名称工业废水设计流量职工人数（人）生产污水(L/s)生产废水(L/s)第一班第二班第三班使用淋浴人数热车间一般车间热车间一般车间热车间一般车间热车间一般车间皮毛厂35303504603504603504007540针织厂30322103502103202103207040棉纺厂20262802802804002604007035食品厂40363664603664403204407035化工厂45404004504004503003507550市区内公共建筑物排出污水流量见表1.2。表1.2 市区内公共建筑物排出污水流量表建筑物名称排出污水流量（L/s）建筑物名称排出污水流量（L/s）火车站9.8医院6.4浴室5.4公园6.8旅馆6.2影剧院4.6洗衣房6.2(7) 暴雨强度公式(L/s.ha)(8) 水文气象资料 城市位于我国的西南地区，冰冻深度0公尺； 土壤为砂质粘土，地下水位距地表8米； 在水厂东侧公路桥处，河流二十年一遇最高洪水位245.0米，95%保证率的枯水位240.0米，常水位242.0米，水面平均比降3； 风向、风速：主风向为东北风，最大平均风速为2.4m/s； 气压：平均气压为738.81mmHg； 气温：最高气温为43，最低-2.8，年平均温度18.1，一年中6以下的天数为3.2天； 湿度：年平均湿度为67.8%。(9) 现有给排水状况本市居民生活饮用水及工厂生产用水均由城市自来水厂供应，水厂规模70000m3/d。本市无任何污水处理设施，市区内原有零星合流制排水渠道，但断面太小，损坏严重。(10) 其它资料该市交通发达；电力可以保证供应；各种建筑材料和管道制品均可供应；有雄厚的施工技术力量。1.2. 设计依据室外排水设计规范（GB50014-2006）城市排水工程规划规范（GB50318-2000）1.3. 设计任务绘制图纸两张：排水管道总平面图一张，污水、雨水主干管纵断面图一张。说明书一份，约10-20页。2. 污水管网设计方案的选择在城市和工业企业中，通常有生活污水、工业废水和雨水。合理地选择排水体制，是城市和工业企业排水系统规划和设计的重要问题。它不仅从根本上影响排水系统的设计、施工、维护管理，而且对城市和工业企业的规划和环境保护影响深远，同时也影响排水系统工程的总投资和初期投资费用和维护管理费用。通常排水系统体制的选择是一项很复杂的很重要的工作。排水体制的选择应该根据城镇及工业企业的规划，环境保护的要求，污水利用的状况，原有排水设施、水质、水量、地形、气候和水体等条件，从全局出发，在满足环境保护的前提之下，通过技术经济比较，综合考虑确定。排水系统的体制一般分为合流制和分流制。二者的优缺点比较见表2.1。表2.1 合流制和分流制的比较合流制分流制直流分散式截留式完全分流式不完全分流式环保角度排污口多，水未处理，不满足环保要求晴天污水可以全部处理，雨天存在溢流污水全部处理，初降雨水未处理，但可以采取收集措施污水全部处理，初降雨水未处理，但不易采取收集措施工程造价角度低管渠系统低，泵站污水厂高，管渠系统高，泵站污水厂低初期低，长期高，灵活管理角度不便，费用低管渠管理简便，费用低，污水厂泵站管理不便容易容易我国室外排水设计规范(GB50014-2006)规定，在新建地区排水系统一般采取分流制。重庆地区处于长江三峡特殊地理条件，水量充足。同时由于重庆主城区城市化程度高，污水排放量大，不具备采用雨污合流条件。故采用分流制排水体系。本市目前的食品厂、皮毛厂的废水水质与生活污水相似，可以经处理后直接排入城市排水管道，与生活污水统一处理；针织厂、棉纺厂污水符合污水排入城市下水道水质标准(CJ3082-1999)，可直接排入污水管道；化工厂的污水水质含有大量的有毒有害物质，必须在厂内设置废水的局部处理除害设施，以满足排入城市排水管道的标准，然后再排入污水管道；医院的废水必须经过严格消毒之后才能排放。当工业企业位于城市内，应尽量考虑将工业废水直接排入城市排水系统，利用城市排水系统统一排除和处理，这是比较经济的。综合考虑分析，本市的排水系统的体制选择完全分流制，工业污水经处理符合排放标准后，排入市政污水管网。3. 污水管网的工程设计3.1. 管网定线该市污水处理可有分散式和集中式两种选择方式，即江北区和南岸区各单建一座污水处理厂分别对各区的污水进行分散处理以及通过过江倒虹管将污水合并到南岸区或江北区进入同一污水厂的集中处理。现对两方案进行初步分析。表3.1集中处理分散处理优点污水厂建设吨污水建设、运行费用低污水布管灵活，埋深较浅，无需另设提升泵站污水在江北区集中处理，可以避开在南岸区江岸回水区排水无需过江倒虹管，避免因倒虹管堵塞而带来的环境风险属于中性污水处理厂，可选择工艺类型较多适合随着经济发展、人口增长进行改扩建综上所述，方案确定为：将两区的污水分开收集，分别并输送至位于江北区、南岸区沿江下游的污水处理厂进行处理。3.2. 污水定线(1) 污水管道定线的基本原则充分利用城市地形、地质、地貌特点，尽可能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。布置管线是确定污水管道系统总体布置的重要步骤。在定线时应考虑地形等因素的影响。根据地形，污水厂和出水口位置布置污水管道，依次定出主干管、干管、街道支管，并考虑设置泵站的合理位置。一般应将主干管和流域干管放在较平坦的集水线上，让污水尽量以重力流排送，污水干管与主干管应尽量避免和障碍物相交，如遇特殊地形时应考虑特殊措施（如跨越河道的倒虹管等），在图上标明。(2) 污水管道定线考虑的因素污水管道定线考虑的因素有：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。 在一定条件下，地形一般是影响管道定线的主要因素。定线时应充分利用地形，利用排水系统的布置形式，使管道的走向符合地形趋势，尽量做到顺坡排水，尽可能不设泵站或少设泵站。 污水支管的平面布置取决于地形及街区建筑特征，并应便于用户接管排水。 污水主干管的走向取决于污水厂和出水口的位置。 采用的排水体制也影响管道定线。 考虑到地质条件，地下构筑物以及其它障碍物对管道定线的影响。尽可能回避不良地质条件的地带和障碍。处理好与现状建筑物，构筑物和规划道路的关系，实在不能避开时应采取相应的工程措施。 管道定线时还需考虑街道宽度及交通情况。 管道定线，不论在整个城市或局部地区都可能形成几个不同的布置方案。应进行方案技术经济比较。 结合江河走向和规划中道路的实施，合理布置管线，以利于减小施工难度。 (3) 排水流域的划分定线前首先根据地形划分排水流域。排水流域划分一般根据地形及城镇（地区）的竖向规划进行。在丘陵及地形起伏的地区，地形变化较显著，可按等高线划出分水线，通常分水线与流域分界线基本一致。在地形平坦无显著分水线的地区，或向一方倾斜时，可依据面积的大小划分，使各相邻流域的管道系统能合理分担排水面积，使干管在最大合理埋深情况下，流域内绝大部分污水能以自流方式接入。不设泵站或少设泵站。每一个排水流域往往有1个或1个以上的干管，根据流域地势标明水流方向和污水需要抽升的地区。 (4) 污水主干管定线 本市的地形属于丘陵地带，布设排水管段的区域具有明显的坡度走向和分界，又因为B江从两区间通过，为排水创造了很好的条件和可能，经分析，本市的排水管道采用分流式的排水体制，各区污水经收集后由主干管输送到污水处理厂后集中排放。综合考虑该区的地形，地貌，坡度，污水厂的位置与可能的埋设深度等因素，污水主干管选择临近江边的道路处埋设，走向由高到低，由东向西。具体布置请参看某市排水管道设计布置总平面图。(5) 污水干管定线由于各区具有明显的坡度走向，故各区污水干管的布置宜充分利用这种地形顺坡铺设，使每个小区的污水能够自流排出。各区污水经支管系统进入污水干管收集并经污水主干管汇流至污水处理厂处理达标后排放。具体布置请参看某市排水管道设计布置总平面图。3.3. 污水设计流量1) 划分设计管段根据管道平面布置，划分设计管段（定出检查井的位置并编号），量出主干管的设计管段长度。2) 街坊排水面积的划分根据污水管道的布置，划分各设计管段服务的街坊排水面积，编上号码并按其平面形状计算面积（以公顷计），用箭头表示污水流向。3) 污水管道设计流量计算采用的公式居住区生活污水设计流量按下式计算：式中 Q居住区生活污水设计流量(L/s）；n居住区生活污水定额(L/(cap.d) ，取值参见原始资料；N设计人口数；生活无水量总变化系数；cap“人”的计量单位。也可以采用比流量计算：根据各区的污水量定额n(L/cap.d)和人口密度p(cap/ha)，可求出各区的生活污水平均流量。即 (L/s.ha)式中 比流量(L/(s.ha)；p人口密度(cap/ha)，取值参见原始资料；n居住区生活污水定额(L/(cap.d)。式中 Q本段流量(L/s)； F设计管段服务的街区面积(ha)，参见原始资料平面布置图；比流量(L/(s.ha)；生活污水量总变化系数。工业企业及公共建筑的污水量作为集中流量计算。 生活污水量总变化系数根据室外排水设计规范(GB50014-2006)相关部分内容，采用的居住区生活污水量变化系数值见表3.1。生活污水量总变化系数也可用下式进行计算：式中 Q平均日平均时污水量(L/s)。当Q1000 L/s，=1.3。表3.1 生活污水量总变化系数污水平均日流量(L/s)51540701002005001000总变化系数()2.32.01.81.71.61.51.41.3注：1 当污水平均日流量为中间数值时，总变化系数用内差法求得。2 当居住区有实际生活污水量变化资料时，可按实际数据采用。 工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量按下式计算：式中 Q工业企业生活污水及淋浴污水设计流量(L/s)；一般车间最大班职工人数 (cap)；热车间最大班职工人数(cap)；一般车间职工生活污水定额，以25(L/(cap班) )计；热车间职工生活污水定额，以35(L/(cap班) )计；一般车间生活污水量的时变化系数，以3.0计；热车间生活污水量的时变化系数，以2.5计；一般车间最大班使用淋浴的职工人数(cap)；热车间最大班使用淋浴的职工人数(cap)；一般车间的淋浴污水定额，以40(L/(cap班) )计；热车间的淋浴污水定额，以60(L/(cap班) )计；T每班工作时数(h)。 淋浴时间按60min计。 城市污水设计总流量城市污水总的设计流量是居住区生活污水，工业企业生活污水和工业废水设计流量三部分之和。在地下水位较高地区，因当地土质、管道及接口材料，施工质量等因素的影响，一般均存在地下水渗入现象，设计污水管道系统时宜适当考虑地下水渗入量。由原始资料得知，地下水位距地表8米，设计管段管底标高均高于地下水位，因此该城市污水排水管网设计不考虑地下水入渗量，设计流量为：式中 Q城市污水设计流量(L/s)；居住区生活污水设计流量(L/s)；工业企业生活污水及淋浴污水设计流量(L/s)；工业废水设计流量(L/s)。 城市污水平均流量和比流量城市设计人口：南岸区：人口密度420人/ha；江北区：人口密度400人/ha。居住区生活污水量定额：南岸区：180L/cap.d；江北区：160L/cap.d。比流量：南岸区：q0=42018086400=0.875(L/(s.ha)；江北区：q0=40016086400=0.741(L/(s.ha)。1.1. 污水管道的水力计算1.1.1. 水力计算公式1) 流量公式 2) 流速公式 Q流量(m3/s)；A过水断面面积 (m2)；v流速(m/s)；R水力半径(过水断面面积与湿周的比值)(m)；I水力坡度(等于水面坡度，也等于管底坡度)；C流速系数或称谢才系数。C值一般按曼宁公式计算将上面的两式综合可得：3) 排水管槽粗糙系数见表3.2。1.1.2. 设计参数1) 设计充满度 在设计流量下，污水在管道中的水深h和管道直径D之间的比值称为设计充满度(或水深比)，如图3.2示。表3.2 排水管渠粗糙系数表管渠种类n 值陶土管，铸铁管0.013混凝土和钢筋混凝土，水泥砂浆抹面渠道石棉水泥管 钢管0.012浆砌砖渠道0.015浆砌块石渠道0.017干砌块石渠道土明渠（带或不带草皮）图3.2 充满度示意当1时成为满流，当1时，成为非满流、其中雨水管道按满流设计，污水管道按非满流设计。我国最大设计充满度的规定如表3.3。表3.3 最大设计充满度管径（D）或暗渠高（H）（mm）最大设计充满度（h/D或h/H）2003000.553504500.655009000.7010000.75规定按非满流设计的原因：污水流量时刻在变化，很难精确计算，而且雨水或地下水可能通过检查井盖或管道接口渗入污水管道。因此，有必要保留一部分管道断面，为未预见水量的增长留有余地，避免污水溢出妨碍环境卫生。污水管道内沉积的污泥可能分解析出一些有害气体。此外，污水中如含有汽油、苯、石油等易燃液体时，可能形成爆炸性气体。故需留出适当的空间，以利管道的通风，排除有害气体，对防止管道爆炸有良好效果。便于管道的疏通和维护管理。 在计算污水管道充满度时，不包括短时间内突然增加的污水量，但当管径小于或等于300mm时，应按满流复核。2) 设计流速污水在管内流动缓慢时，污水中所含杂质可能下沉，产生淤积；当污水流速增大时，可能产生冲刷现象，甚至损坏管道。为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速不宜过小或过大，应在最大和最小设计流速范围之内。 根据国内污水管道实际运行情况的监测数据并参考国外经验，污水管道的最小设计流速定为0.6m/s；金属管道的最大设计流速为10 m/s，非金属管道的最大设计流速为5 m/s。3) 最小管径一般在污水管道系统的上游部分，设计污水流量很小，若根据流量计算，则管径会很小。根据养护经验证明，管径过小极易堵塞，比如150mm支管的堵塞次数，有时达到200mm支管堵塞次数的两倍，使养护管道的费用增加。而200mm与150mm管道在同样埋深下，施工费用相差不多。此外，采用较大的管径，可选用较小的坡度，使管道埋深减小。因此，为了养护工作的方便，常规定一个允许的最小管径。厂区内的工业废水管、生活污水管、街坊内的生活污水管200mm城市街道下的生活污水管300mm在进行管道水力计算时，上游管段由于服务的排水面积小，因而设计流量小，按此流量计算得出的管径小于最小管径，此时就采用最小管径值。在这些管段中，当有适当的冲洗水源时，可考虑设置冲洗井。 4) 最小设计坡度在污水管道系统设计时，通常使管道埋设坡度与设计地区的地面坡度基本一致，但管道坡度造成的流速应等于或大于最小设计流速，以防止管道内产生沉淀。这一点在地势平坦或管道走向与地面坡度相反时尤为重要。具体规定见规范。5) 控制点埋深和覆土厚度的确定在污水排水区域内，对管道系统的埋深起控制作用的地点称为控制点。因此控制点埋深的确定对对管道系统的埋深有很大影响。本设计确定控制点埋深为2.0m。为了降低造价，缩短施工期，管道埋设深度愈小愈好。但覆土厚度应有一个最小的限值，否则就不能满足技术上的要求。除考虑管道的最小埋深外，还应考虑最大埋深问题。污水在管道中依靠重力从高处流向低处。当管道的坡度大于地面坡度时，管道的埋深就愈来愈大，尤其在地形平坦的地区更为突出。埋深愈大，则造价愈高，施工期也愈长。荷载要求：必须防止管壁因地面荷载而受到破坏 最小覆土在车行道下不小于0.7m冰冻要求：必须防止管道内污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道 无保温措施时，管内底科埋设在冰冻线以上0.15m有保温措施或水温较高的管道，可根据经验埋得较浅一些必须满足街区污水连接管衔接的要求 最大覆土：不宜大于78m，理想覆土：12m减小埋深采取的措施：加强管材强度；填土提高地面高程以保证最小覆土厚度；设置泵站提高管位等方法，减小控制点管道的埋深，从而减小整个管道系统的埋深，降低工程造价。 6) 检查井最大间距检查井通常设在管渠交汇、转弯、管渠尺寸或坡度改变、跌水等处以及相隔一定距离的直线管渠段上。直线段上的最大间距见表3.4。当排水管管径（街道排水管）大于800mm时，可不设检查井，而设连接暗井。表3.4 检查井最大间距管径或暗渠净高(m)污水管道最大间距(m)200400405007006080010008011001500100160020001207) 采用的管材采用钢筋混凝土圆管排水，粗糙系数n0.014。8) 控制点的确定控制点可能的位置： 各条管道的起点大都是这条管道的控制点。 这些控制点中离出水口最远的一点，通常就是整个系统的控制点。 具有相当深度的工厂排出口或某些低洼地区的管道起点，也可能成为整个管道系统的控制点。控制点确定的原则：确定控制点的标高，一方面应根据城市的竖向规划，保证排水区域内各点的污水都能够排出，并考虑发展，在埋深上适当留有余地。另一方面，不能因照顾个别控制点而增加整个管道系统的埋深。计算控制点时，主要是考察所选点对指定点的埋深的影响程度。所选定的可疑控制点一般为最远点，集中流量排入点等，将这些点进行比较，对整个系统的埋深起决定作用的点则为控制点。确定控制点后，才能确定系统的主干管，进行系统管网的计算。本设计中，南岸区化工厂以及棉纺厂附近的干管起点S1都可能成为整个系统的控制点；江北区西北部城区离污水厂距离最远，1点为整个系统的控制点，控制干管表示详见某市排水管道设计布置总平面图。9) 管道衔接方式的确定污水管道在管径、坡度、高程、方向发生变化及支管接入的地方都需要设置检查井。在设计时必须考虑在检查井内上下游管道衔接时的高程关系问题。管道在衔接时应遵循两个原则：尽可能提高下游管段的高程，以减少管道埋深，降低造价；避免上游管段中形成回水而造成淤积。 管道衔接的方法，通常有水面平接和管顶平接两种。如图3.3所示。水面平接是指在水力计算中，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。一般同管径时采用。优点：能减少下游管段的埋深。缺点：容易在上游管段形成回水。管顶平接是指在水力计算中，使上游管段终端和下游管段起端的管顶标高相同。一般不同管径时采用。优点：不致于在上游管段产生回水。缺点：下游管段的埋深将增加。污水管道衔接总原则：无论采用哪种衔接方法，下游管段起端的水面和管底标高都不得高于上游管段终端的水面和管底标高。 跌水连接：当管道敷设地区的地面坡度很大时，为了调整管内流速所采用的管道坡度将会小于地面坡度。为了保证下游管段的最小覆土厚度和减少上游管段的埋深，可根据地面坡度采用跌水连接。如图3.4所示。 图3.3 管道的衔接方式(1)水面平接；(2)管顶平接图3.4 管段跌水连接1管段；2跌水井1.2. 水力计算成果水力计算的目的在于合理经济地确定管道的管径、流速、充满度及坡度，进一步求定管道的埋深。水力计算应列表进行，管底标高及管道坡度计算至小数点后三位，地面标高与管底埋深计算至小数后二位。水力计算中的数值U、h/D、i、D应符合规范关于设计流速、最大设计充满度、最小管径、最小设计坡度的规定。为减少错误，在计算的同时绘制管道纵断面草图，以便进行核对。从水力计算表中摘录主干管的管段编号、管长、管径、充满度、流速、坡度、埋深（上、下端）列成表格，有倒虹管时应在表中注明倒虹管的管段编号，有泵站时应说明泵站的设计流量和扬程以及在表中标明泵站位置所对应的编号，在备注栏注明。污水主干管水力计算结果见表3.5。表3.5.1 江北区污水主干管水力计算结果表管段编号管道长度设计流量管径坡度流速充满度管内底埋深LQDDIDvh/Dh上端下端上端下端mL/smm%m/smmmmm1-231013.913000.347%0.630.300.090249.160248.0842.0002.9362-322025.783500.319%0.720.400.140248.034247.3322.9863.4683-413329.544000.338%0.750.350.140247.282246.8333.5184.0674-530035.004500.253%0.710.350.158246.783246.0254.1175.9255-631238.344500.303%0.650.400.180246.025245.0785.9257.8126-732367.966000.206%0.770.350.210244.928244.2657.9628.5357-840067.966000.206%0.770.350.210248.86248.044.5355.1678-9380117.647000.165%0.820.400.280248.04247.425.2675.3449-10350124.687000.121%0.740.450.315247.42246.995.3446.43810-11330170.808000.112%0.780.450.360246.99246.626.5387.61511-12260202.949000.084%0.730.450.405246.62246.417.7157.31412-13230218.419000.068%0.690.500.450246.36246.216.4196.49413-14280227.469000.073%0.720.500.450246.21246.006.4947.00914-15250227.469000.073%0.720.500.450246.00245.827.0097.74215-16100263.4210000.056%0.670.500.500245.82245.767.8427.448注：在7号检查井之前添加提升泵站，提升高度4m表3.5.2 南岸区污水主干管水力计算结果表管段编号长度设计流量管径坡度流速充满度管外顶埋设深度LQDDIDvh/Dh上端下端上端下端mL/smm%m/smmmmm1-231073.246000.145%0.690.400.240249.820249.3702.0002.3102-3210106.987000.136%0.740.400.280249.380249.0932.4102.4773-4320138.897000.114%0.750.400.280249.093248.7282.4772.9424-5320154.858000.092%0.710.450.360248.738248.4443.0424.3865-6390240.709000.092%0.750.450.405248.454248.0974.4865.7836-7270254.399000.092%0.800.500.450248.052247.8045.8285.9867-8250286.9510000.067%0.730.500.500247.814247.6486.0866.0628-9260345.7912000.053%0.700.450.540247.668247.5316.2625.8499-10300436.2113500.045%0.700.450.608247.546247.4125.9996.80310-11250463.2113500.050%0.740.500.675247.345247.2196.8707.70611-12100542.5515000.039%0.700.450.675247.234247.1947.8567.2761.3. 污水管网工程量统计（只统计主干管）表3.5.1 江北区污水主干管工程数量表管道直径长度检查井mmm个30031043502203450612760063377007308800330490010201110001002表3.5.2 南岸区污水主干管工程数量表管道直径长度检查井mmm个60031047005306800320490066071000250312002603135065074. 雨水管网工程设计4.1. 管网定线(1) 雨水管道定线的基本原则雨水管渠的布置遵循以下原则：充分利用地形，以最短的距离，靠重力流就近排入水体。根据城市规划布置雨水管道。合理布置雨水口，以保证路面雨水排除通畅。雨水管道采用明渠或暗管应结合具体条件确定。设置排洪沟排除设计地区以外的雨洪径流。(2) 划分排水流域和雨水管道定线考虑因素根据地形划分排水流域， 划分干渠的集水面积，注意面积划分时汇水面积的增加应大致均匀。标出水流方向，布置管渠、雨水管渠布置时应充分利用地形，使雨水能以最短距离就近排入水体。一般情况下，当地形坡度较大时，雨水干管宜垂直于等高线布置在地形低处或溪谷上，地形平坦时，雨水干管宜布置在排水流域的中间。雨水管渠系统宜采用正交式布置形式，分散布置雨水出水口。此外，应充分考虑采用明渠的可能性。(3) 雨水管道定线该市的雨水采用管道收集后直接排入就近水体的方式处理，因为各区汇水分界明显，坡度走势清晰，部分区域有逆坡现象，故雨水管道布置采用沿街顺坡布置，使雨水能够被很好的收集与排放。雨水干管数量：江北区8条、南岸区7条。本设计中由于皮毛厂东北侧山腰处汇水面积较小，对市区威胁不大，设置截洪沟不经济，因此不考虑设置截洪沟。具体雨水管道布置请参看某市排水管道设计布置总平面图。火车站、以及化工厂的雨水经铁道部门批准后排入铁道沿线截洪沟内。(4) 出水口的形式雨水排水管的出水口可以采用非淹没式，具体形式见图4.1和图4.2。其底标高最好在水体最高水位以上，一般在常水位以上，以免水体水倒灌。当出口标高比水体水面高出太多时，应考虑设置单级或多级跌水。图4.1 一字式出水口图4.2 八字式出水口4.2. 雨水管道设计流量采用的流量公式、暴雨强度公式、设计重现期的选取理由和数值、地面集水时间选取数值、径流系数的计算公式和数值、折减系数的选取说明。4.3. 雨水管道的水力计算4.3.1. 水力计算公式(1) 采用的流量公式城市、厂矿中雨水管渠由于汇水面积小，属小汇水面积上的排水构筑物，其雨水设计流量可采用下式： 式中 Q 雨水设计流量(L/s)； 径流系数，其值小于1； F 汇水面积(ha)； q 设计暴雨强度(L/s.ha)。 (2) 暴雨强度公式式中 q设计暴雨强度P设计重现期(a)；t降雨历时(min)；，C，b，n地方参数，根据统计方法进行计算确定。本设计采用如下公式计算：(3) 设计重现期的选取理由和数值暴雨强度随重现期的不同而不同。在设计中若重现期选用较大，则暴雨强度大，相应的雨水设计流量大，管渠的断面相应大。这样偏安全，有利于防止地面积水，但工程造价高。若重现期选用较低，则暴雨强度小，雨水设计流量小，管渠断面小。这样工程造价低，但可能会发生排水不畅、地面积水，或对城市生活及生产造成危害。 应根据汇水地区性质、地形特点和气候特征等因素确定。在同一排水系统中可采用同一重现期或不同重现期。重现期一般选用0.53a，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般选用35a，并应与道路设计协调。特别重要地区和次要地区可酌情增减。本设计中选择P=1a。(4) 集水时间选取数值对管道的某一设计断面来说，集水时间t由地面集水时间t1和管内流行时间t2两部分组成：t =t1 + mt2 式中 t 降雨历时(min)；t1地面集水时间(min)，视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定，一般采用515 min；m折减系数，暗管m=2，明渠m=1.2，在陡坡地区暗管m=1.22；t2管渠内雨水流行时间(min)。式中 L 各管段的长度(m)； v 各管段满流时的水流速度(m/s)； 60单位换算系数，1min=60s。本设计中选择t1=10min。(5) 径流系数的计算公式和数值影响径流系数取值的主要因素有1) 降雨条件：包括降雨强度，降雨历时，雨峰位置，前期雨量，强度递减情况，全场雨量，年降雨量等。其中前期雨量对值的影响较为突出。2) 地面条件：包括地面覆盖，地面坡度，地貌，建筑物密度分布，路面铺砌情况，汇水面积及其宽长比，地下水位，管渠疏密等。其中地面覆盖是主要因素。由于影响因素多，要精确求定值较为困难。因此目前径流系数通常采用按地面覆盖种类确定的经验数值。径流系数值见表4.1。表4.1 径流系数值地面种类值各种屋面，混凝土和沥青路面大块石铺砌路面和沥青表面处理的碎石路面 级配碎石路面干砌砖石和碎石路面非铺砌土路面公园和绿地表中所列为单一覆盖时的值。但汇水面积是由各种性质的地面覆盖所组成，在整个汇水面积上它们各自占有一定的比例，随它们占有的面积比例的变化，值也不同。所以，整个汇水面积上的平均径流系数av值是按各类地面面积用加权平均法计算得出。 式中 Fi 汇水面积上各类地面的面积(ha)； i 相应于各类地面的径流系数； F 全部汇水面积(ha)。 市区地面种类如：屋面占36%，混凝土路面占16%，碎石路面占10%，非铺砌路面占20%，绿地占18%根据市区地面覆盖情况表4.1.1 径流系数计算表地面类型屋面混凝土路面碎石路面非砖铺路面绿地面积比例0.360.160.10.20.18径流系数0.90.90.40.30.15综合径流系数0.5950.90.36+0.90.16+0.40.1+0.30.2+0.150.180.595(6) 折减系数的选取说明m的含义即为：因缩小了管道排水的断面尺寸使上游蓄水，就必然会增长泄水时间。因而采用了增长管道中流行时间的办法，达到适当折减设计流量，进而缩小管道断面尺寸的要求。因此，折减系数实际是苏林系数与管道调蓄利用系数的乘积。我国室外排水设计规范建议：暗管：m=2，明渠：m=1.2。在陡坡地区，暗管的m=1.22。在本设计中，选取m=2。4.3.2. 设计参数雨水管渠水力计算仍按均匀流考虑，其水力计算公式与污水管道相同，但按满流即h/D1计算。在实际计算中，通常采用根据公式制成的水力计算图或水力计算表。（参见排水工程（上册）附录2-2的附图13）在计算中，通常n、Q为已知数值。所求的只有3个未知数D、v及I。在实际应用中，可以参照地面坡度i，假定管底坡度I，从水力计算图或表中求得D及v值，并使所求得的D、v、I各值符合水力计算基本数据的技术规定。 (1) 设计充满度雨水管道设计充满度按满流考虑，即h/D1。明渠则应有等于或大于0.20m的超高。街道边沟应有等于或大于0.03m的超高。按满流设计的原因：雨水中主要含有泥砂等无机物质，不同于污水的性质。暴雨径流量大，而相应较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会很长。(2) 最小设计流速满流时最小流速不得小于0.75m/s。起始管段地形平坦，不小于0.6m/s。明渠内最小设计流速为0.40m/s。雨水中往往泥沙含量大于污水，特别是初降雨水，为避免雨水所挟带的泥砂等无机物质在管渠内沉淀下来而堵塞管道，雨水管渠的最小设计流速应大于污水管道。(3) 最大设计流速雨水管渠的最大设计流速规定为：金属管最大流速为10m/s；非金属管最大流速为5m/s；明渠中水流深度为0.41.0m时，最大设计流速宜按规范采用。管渠设计流速应在最小流速与最大流速范围内。(4) 最小管径和最小设计坡度最小管径和最小设计坡度见相关规范。(5) 覆土厚度覆土厚度要求同污水管。(6) 检查井最大间距检查井通常设在管渠交汇、转弯、管渠尺寸或坡度改变、跌水等处以及相隔一定距离的直线管渠段上。直线段上的最大间距见表4.2。(7) 采用的管材采用钢筋混凝土圆管排水，粗糙系数n0.014。(8) 起点埋深的确定表4.2 检查井最大间距管径或暗渠净高(m)雨水(合流)管道最大间距(m)20040050500700708001000901100150012016002000120在污水排水区域内，雨水管道起点是对管道系统的埋深起控制作用的地点。因此起点埋深的确定对对管道系统的埋深有很大影响。本设计确定起点埋深为2.5m。(9) 衔接方式雨水管道在管径、坡度、高程、方向发生变化及支管接入的地方都需要设置检查井。在设计时必须考虑在检查井内上下游管道衔接时的高程关系问题。雨水管道一般采用管顶平接。管顶平接是指在水力计算中，使上游管段终端和下游管段起端的管顶标高相同。一般不同管径时采用。如图3.2所示。污水管道衔接总原则：无论采用哪种衔接方法，下游管段起端的水面和管底标高都不得高于上游管段终端的水面和管底标高。 跌水连接：当管道敷设地区的地面坡度很大时，为了调整管内流速所采用的管道坡度将会小于地面坡度。为了保证下游管段的最小覆土厚度和减少上游管段的埋深，可根据地面坡度采用跌水连接。如图3.3所示。4.3.3. 水力计算成果从水力计算表中摘录所计算干管的：管段编号、管长、管径、流速、坡度、埋深（上、下端），列成表格，见表4.3。表4.3 雨水干管水力计算结果表设计管段编号管长单位面积径流量设计流量管径坡度流速设计管内底标高埋深LQQDDIDv起点终点起点终点mq0（L/（s.ha）L/smm%m/smm16-17200262.1741646.45414000.078%1.07252.620252.7772.5002.03317-18320180.9802242.34016000.071%1.12252.527252.7552.2831.99518-19210132.7172796.34818000.059%1.10252.605252.7292.1452.15119-20310115.3723131.18920000.042%1.00252.429252.5612.4511.43920-2133097.1493546.91720000.054%1.13252.561252.7401.4391.26021受纳水体24085.7754082.02820000.072%1.30252.740252.9121.260(1.912)4.3.4. 雨水管道工程量统计（只统计计算的干管）列表统计，包括管径、管长（相同管径计总和）、管材、检查井数量。表4.3.4 雨水管工程量表管道直径长度检查井mmm个1400200 31600320 41800210 32000880 95. 结论本设计综合分析设计方案利弊和产生的各种影响，提出可行的设计方案，对提出的设计方案需进行技术经济比较评价，最终推荐方案如下：排水体制的选择综合考虑分析，本工程即属于新建地区的排水系统，并结合该市的地形，气候，原有排水设施的状况等因素考虑，本市的排水系统的体制选择完全分流制（雨污分流制）。接纳工业废水并进行集中处理和处置的可能性在工业企业中，采用分流制排水系统，生产污水与生产废水间彼此不宜混合，多数采用清污分流、分质分流，当生产污水与生活污水的成分与水质同生活污水相似时，可将生活污水与生产污水用同一管道系统来排放；生产废水可直接排入雨水管道或者在生产中重复使用。食品厂、皮毛厂的废水水质与生活污水相似，可以经处理后直接排入城市排水管道，与生活污水统一处理；针织厂、棉纺厂污水符合污水排入城市下水道水质标准(CJ3082-1999)，可直接排入污水管道；化工厂的污水水质含有大量的有毒有害物质，必须在厂内设置废水的局部处理除害设施，以满足排入城市排水管道的标准，然后再排入污水管道；医院的废水必须经过严格消毒之后才能排放。污水分散处理或集中处理的选择综合考虑本市的地形，气候和水体状况以及城市的发展规划，并经过经济技术比较，采取将本市江北区和南岸区的污水分散集中处理的方式，并输送至位于江北区沿江下游的污水处理厂进行处理。近期建设和远期发展如何结合问题管网按远期，污水处理厂按近期设计。雨水出水口位置与形式选择排水管渠排入水体的出水口的位置和形式，应根据污水水质、下游用水情况、水体的水位变化幅度、水流方向、波浪情况、地形变迁和主导风向等因素确定。此时应设标志，并取得航运管理部门的同意。污水管道的布局、走向见平面布置图，长度、断面尺寸、埋设深度见水力计算表。(2) 污水管道工程量江北区污水主干管总长度4078m，管径从300mm到1000mm；管道采用钢筋混凝土圆管。南岸区污水主干管总长度2880m，管径从600mm到1800mm；管道采用钢筋混凝土圆管。 (4) 污水厂拟建污水厂数量为2座。南岸区污水厂规模3.7万m3/d，江北区污水厂规模1.5万m3/d污水厂的位置位于江的下游方向，并且处于主导风向东北风的下风向，不会周围居民产生不良影响。该污水厂为城市生活污水处理厂，处理程度按二级设计。污水、污泥处理工艺的选择见城市污水处理厂设计部分。(5) 雨水管道工程量雨水干管江北区8条、南岸区7条，计算的雨水干管总长度1610m，管径从1400mm到2000mm；污水管道采用钢筋混凝土圆管或明渠。最后附一张A3的总平面布置图水污染控制工程综合课程设计（管网部分）计算书编制大纲6. 污水管道设计计算6.1. 街区面积计算街区分江北、南岸两部分，按照汇水区域不同计算。表1.1.1 江北排水服务面积计算表编号面积编号面积编号面积编号面积编号面积编号面积编号面积编号面积N1d3.06 N2b3.91 N3b3.06 N4d3.57 N6d5.27N8d5.95N10a2.33N10d3.74N2d3.91 N2a3.91 N4b3.57 N5d4.76 N7d5.61N9d3.74N11d3.91N3d3.40 N3a3.06 N4c3.57 N6c5.27N8c5.95N10c3.74N1c3.06 N4a3.57 N5c4.76 N7c5.61N9c3.74N11c3.91N2c3.91 N5b4.76 N6b5.27N8b5.95N10b3.74N3c3.40 N7b5.61N9b3.74N11b2.53N1b3.40 N6a5.27N8a5.95N2b3.91 N9a3.74N1a3.40 合计31.45 合计7.82 合计13.26 合计21.42 合计37.91 合计38.76 合计2.33 合计21.57 总计174.52 表1.1.2 南岸排水服务面积计算表S2e3.00S3a4.90S3e2.88S6d5.72S1e2.85S3112.29S3d2.01S7c4.42S2d8.63S4a5.60S4d5.20S6c5.78S1d4.49S5d5.72S6b8.93S2c4.20S3c3.13S7b6.78S1