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排水管网课程设计 题目A镇污水、雨水管网新建工程初步设计院 系环境科学与工程学院年级专业13级水务工程组别第十二组姓 名张云峰 陈清波 李进炜 赵志龙 学 号 1316032142 1316032106 1316032116 1316032145指导教师李国新 李青松 2015年12月25日目 录1 概述.11.1 设计资料.11.2 设计依据.21.3 设计人员分工.22 污水管网设计.32.1 污水管网设计原则.32.2 污水管网布设.62.3 污水管段设计流量计算.62.4 污水管道水力计算.102.5污水管网附属设施汇总.153雨水管网设计.163.1 雨水管网设计原则.163.2 雨水管网布设.173.3 各雨水管段负责区域划分.193.4 雨水管段设计流量计算.193.5 雨水管道水力计算.213.6雨水管网附属设施汇总.264 设计结论.275 设计感悟.291 概 述1.1 设计资料1.1.1设计目的本课程是水务工程专业的主要专业教学内容之一,其任务是加深理解所学知识,培养综合分析和解决实际管网工程设计问题的初步能力,使学生在设计、运算、绘图、查阅资料和使用设计手册、设计规范等基本技能上得到初步训练和提高。1.1.2设计任务1)规划区域内污水管网初步设计(管道定线、各片区污水量计算、管道设计计算、污水管道平面图、污水主干管剖面图);2)规划区域内雨水管网水力计算(管道定线、各片区雨水量计算、管道设计计算、雨水管道平面图、雨水主干管剖面图);1.1.3原始资料1. 比例尺1:1000的平面图一张:图上标有一定间隔的等高线,具体区域划分如图所示。规划区域内采用雨污分流制排水系统。坐标系统为地方坐标系统,高程为85黄海高程系统。2. 人口密度及居民生活用水、污水定额人口密度(人/104m2)1300+组号*20平均日居民生活污水定额(L/人.d)100+组号*10自来水普及率f=100%。公共建筑污水不计。3. 企业生活、生产的用水、污水情况企业生产用水见下表 (已包括了企业内的生活用水)(平均日污水量按平均日给水用水量的80%计算)企业名称平均给水量(L/S)(平均日平均时)日变化系数总变化系数企业18+组号*0.11.24-组号*0.1企业29+组号*0.11.12.3 4. 气象、水文、地质资料居民综合生活污水的总变化系数由公式或内插法计算;该地区年平均温度13.6,极端最高温度38.6,极端最低温度-17该地区土壤属黄土类,最大冻土深度68 cm.夏季平均气压932毫巴;全年日照60%,冬季63%;夏季室外平均风速2.6m/s,冬季室外平均风速1.7m/s;该地区暴雨强度公式: L/(s.ha) 注:P=1.5a各小区平均径流系数av=0.6,地面集水时间取(8+0.5*组号)min,街道路面面积略去不计。小镇相临河流常年洪水位346m,常水位345m。雨水管网管顶最小覆土0.7 m,污水管网管顶最小覆土1.0 m。 5. 现有水厂情况 在河段上游,拟建有自来水厂1座,供水流量、水压均可满足要求。在河段下游,拟建有污水处理厂1座。1.2 设计依据 1.给水排水设计手册第1册(常用资料)第二版;2.给水排水设计手册第5册(城镇排水)第二版;3.排水工程上册,孙慧修主编,中国建筑工业出版社;4.室外排水设计规范GB50014-2006; 5. 课堂所用教材及类似工程设计图纸资料。1.3 设计人员分工负责人:张云峰计算人员:李进炜 张云峰资料查找:陈清波 赵志龙CAD设计:李进炜 陈清波说明书编辑:张云峰 赵志龙2 污水管网设计2.1 污水管网设计原则2.1.1充满度选取原则在一个设计管段中,污水在管道中的水深h和管道直径D的比值称为设计充满度。当h/D=1时称为满管流,当h/D1时称为非满管流。污水管道应按非满管流设计,原因如下:1) 污水流量是随时变化的,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内的空间,为未预见水量的增长留有余地,避免污水溢出而妨碍环境卫生。2) 污水管道内沉积的污泥可能分解析出一些有害气体,需留出适当的空间,以利管道内的通风,排除有害气体。3) 便于管道的疏通和维护管理。设计规范规定污水管道的最大设计充满度见表2.1表2.1管径D或渠道高度H(mm)最大设计充满度h/D或h/H200-3000.55350-4500.65500-9000.7010000.75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,但当管径小于或等于300mm时,应按短时间内的满管流复核,保证污水不能从管道中溢流到地面。对于明渠,设计规范规定设计超高(即渠中水面到渠顶的高度)不小于0.2m。2.1.2设计流速原则与设计流量、设计充满度相对应的水流平均速度称为设计流速。为了防止管道中产生淤积或冲刷,设计流速应限制在最大和最小设计流速范围之内。最小设计流速是保证管道内不产生淤积的流速。这一最低设计流速的限值与污水中所含悬浮物的成分和粒度有关,与管道的水力半径和管壁的粗糙系数有关。引起污水中悬浮物沉淀的另一重要因素是水深。根据国内污水管道实际运行情况的观测数据并参考国外经验,室外排水设计规范规定污水管渠在设计充满度下的最小设计流速为0.6m/s,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0.4m/s。由于防止淤积的管段最小设计流速与废水中挟带的悬浮物颗粒的大小和相对密度有关,所以,对各种工业废水采用的最小设计流速要根据实验或调查研究决定。在地形平坦地区,如果最小设计流速取值过大,就会增大管道的坡度,从而增加管道的埋深和管道造价,甚至需要增设中途泵站。因此,在平坦地区,要结合当地具体情况,可以对规范规定的最小流速作合理的调整,并制订科学的运行管理规程,保证管道系统的正常运行。最大设计流速是保证管道不被冲刷损坏的流速。该值与管道材料有关,通常,金属管道的最大设计流速为10m/s,非金属管道的最大设计流速为5m/s。2.1.3管径确定原则在污水管网的上游部分,污水管段的设计流量一般很小,若根据设计流量计算管径,则管径会很小,极易堵塞。根据污水管道的养护记录统计,直径为150mm的支管的堵塞次数,可能达到直径为200mm的支管的堵塞次数的两倍,使管道养护费用增加。然而,在同样埋深条件下,直径为200mm与150mm的管道造价相差不多。此外,因采用较大的管径,可选用较小的管道坡度,使管道埋深减小。因此,为了养护工作的方便,规定采用允许的最小管径。在居住区和厂区内的污水支管最小管径为200mm,干管最小管径为300mm。在城镇道路下的污水管道最小管径为300mm。在进行管道水力计算时,由管段设计流量计算得出的管径小于最小管径时,应直接采用最小管径和相应的最小坡度而不再进行水力计算。这种管段称为不计算管段。在这些管段中,当有适当的冲洗水源时,可考虑设置冲洗井,防止管道内产生淤积或堵塞。2.1.4设计坡度原则在污水管网设计时,通常使管道敷设坡度与设计区域的地面坡度基本一致,在地势平坦或管道走向与地面坡度相反时,尽可能减小管道敷设坡度和埋深对于降低管道造价显得尤为重要。但由该管道敷设坡度形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。因此,将相应于最小设计流速的管道坡度成为最小设计坡度。从水力计算公式可知,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。由于水力半径等于过水断面与湿周的比值,因此不同管径的污水管道应有不同的最小坡度。管径相同的管道,因充满度不同,其最小坡度也不同。当在给定的设计充满度条件下,管径越大,相应的最小设计坡度值越小。规范规定最小管径对应的最小设计坡度为: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。较大管径的最小设计坡度可按设计充满度下不淤流速控制,当管道坡度不能满足不淤流速要求时,应有防淤,清淤措施。在工程设计中,不同管径的钢筋混凝土管的建议最小设计坡度见表2.2表2.2管径(mm)最小设计坡度管径(mm)最小设计坡度4000.001510000.00065000.001212000.00066000.001014000.00058000.000815000.00052.1.5衔接原则污水管道在检查井中衔接,设计时必须考虑检查井的上游管段和下游管段衔接的高程关系。管道衔接时要遵守两个原则:1) 避免上游管道形成回水,造成淤积;2) 在平坦地区应尽可能提高下游管道的标高,以减少埋深。管道的常用衔接方法有两种:一为水面平接,二为管顶平接。水面平接是在确定上、下游管道直径和设计充满度后,设计管道的埋深时使上、下游管道内的设计水面保持等高。由于上游管道的设计流量一般较小,因而可能具有较大的流量变化,因而可能在短期内上游管道内的实际水面低于下游管道,形成回水。水面平接法一般适用于上、下游管道直径相同时,特别是在平坦地区采用,因为这种衔接方法较管顶平接方法要求下游埋深小。管顶平接就是设计时使上、下游管道顶部保持等高。管顶平接法一般会使上、下游管道内水平有一定的落差,因而不容易产生回水,但下游管道的埋深可能增加,在地面平坦地区会增大管网造价。因而管顶平接法适于地面坡度较大或下游管道直径大于上游管道直径时采用。在特殊情况下,如下游管道地面坡度急增时,下游管径可能小于上游管道,此时应采用管底平接的方法,即保持上、下游管道底部标高相等。2.2 污水管网布设规划区域A镇由南向北地势升高,自来水厂位于河段上游,污水厂位于河段下游,河流方向自东向西流。污水管网布设如图所示,污水管网主干管1条,沿规划区域南面布设,与地势走向大体一致;区域内支管3条,管道自北向南,与等高线垂直布设;污水管道布设满足各街区排水条件。2.3污水管段设计流量计算2.3.1节点与管段节点和管段编号如图所示,污水管网中节点数NN=23,管段数NP=22。各地块街坊面积见下表2.3表2.3街坊编号1234567891011街坊面积ha0.18 0.61 0.97 1.02 1.32 1.24 0.55 1.39 1.60 1.39 1.72 街坊编号1213141516171819202122街坊面积ha1.54 0.42 1.04 1.20 1.04 1.29 1.15 0.35 0.87 0.68 1.17 街坊编号2324252627282930313233街坊面积ha1.08 0.95 0.44 1.10 0.88 1.48 1.37 1.19 0.40 0.68 0.54 2.3.2节点设计流量计算在进行污水管网设计时,采用最高日最高时的污水流量作为设计流量。首先进行管段沿线流量分配,将企业1和企业2的污水流量作为集中流量处理,居民生活污水是沿线流量,其中沿线流量是按照管段连接的规划区域内的面积比例分配平均日流量,计算管段设计流量时乘以总变化系数;然后,管段分配的沿线流量全部加到上游节点作为节点流量。同时计算管段设计流量。2.3.3管段设计流量计算污水管网水力计算,从上游起端节点开始向下游节点进行,依次对各管段进行设计计算,直到末端节点。计算和分配居民生活污水流量时,对其日平均流量运用连续性条件,最后分配到每条管段后,再乘以总变化系数得到设计流量。污水管网管段设计流量(L/s)的计算公式: i=1,2,M式中 各管段输送的居民生活污水平均日流量(L/s),它们在管网中满足连续性条件; 各管段输送的工业企业污水流量(L/s),它们在管网中满足连续性条件; 各管段输送的居民生活污水量总变化系数; M污水管网中的管段总数。由街坊总面积32.8421hm2,居住人口密度为1300+12*20人/hm2,则服务总人口数为32.8421*(1300+12*20)=50577人,居民生活污水量定额为100+12*10L/(人d),计算居民平均日生活污水量为:计算总变化系数为:计算得居民生活污水设计流量:工业企业污水设计流量:该区域污水设计流量:居民生活污水平均日流量按街坊面积比例分配,比流量为:管段设计流量采用列表进行计算,见表2.4表2.4管段编号设计流量(L/s)19-1625.760 16-1339.125 13-953.905 9-663.969 6-376.903 24-327.398 3-2382.039 23-262.540 18-159.780 15-1227.397 12-1132.193 11-840.206 8-555.034 5-274.046 2-22158.343 22-1165.988 17-1428.320 14-1048.323 10-762.402 7-478.540 4-199.267 1-20257.373 有2个集中流量,分别在节点19、17汇入管道,相应的设计流量分别为25.76和23.46(L/s)。管段24-3为主干管的起始管段,只有1区的流量流入,沿线流量为1.638L/s。设计管段3-23除接纳街坊2排入的本段流量外,还转输节点19汇入集中流量25.76L/s和管段19-3及管段24-3的生活污水流量。街坊2的汇水面积为0.607208hm2,故本段日平均流量为3.921*0.607208=2.381L/s,由管段19-16-13-9-6-3汇入管段3-23的生活污水日平均流量为27.246L/s,则管段3-23中的居民生活污水合计日平均流量为0.712+2.381+27.246=30.339L/s,以求总变化系数为1.855,则该管段居民生活污水设计流量为30.339*1.855=56.279L/s,管段设计流量为56.279+25.76=82.039L/s。其余管段设计流量计算方法同上。2.4 污水管道水力计算2.4.1不计算管段的确定在设计计算中,考虑到“不计算管段”。按规范规定,在街区和厂区内最小管径为200mm,在街道下的最小管径为300mm,通过水力分析,当设计污水流量小于31L/s时,直接选用300mm的管径,以及采用0.003的设计坡度。2.4.2管段设计以设计流量Q=500L/s为例,从污水管道直径选用图中可以查出,最大可用管径为D=1.0m,其相应的最小坡度I=0.0006,较小的可用管径有D=0.9m、0.8m、0.7m、0.6m等,相应的最小坡度I=0.00126、0.00237、0.00482、0.01097等,显然,小于0.9m的管径是不宜采用的。通过上述方法即可确定管径,之后,可以查找给水排水设计手册第1册(常用资料)第二版,根据设计流量、管径和坡度计算管内充满度和流速。利用内插法计算充满度和流速,结果见下表2.5表2.5管段编号设计流量QL/s管径Dmm管段坡度I管内流速vm/s充满度h/D%19-1625.760 300 3.0 0.706 0.515 16-1339.125 3505.9 1.005 0.425 13-953.905 3504.7 0.998 0.547 9-663.969 3506.2 1.141 0.564 6-376.903 3506.5 1.231 0.618 24-327.398 3003.0 0.713 0.533 3-2382.039 4501.8 0.774 0.635 23-262.540 4501.6 0.691 0.553 18-159.780 3003.0 0.544 0.304 15-1227.397 3003.0 0.713 0.533 12-1132.193 3001.4 0.631 0.678 11-840.206 4005.5 0.984 0.360 8-555.034 4004.2 0.964 0.464 5-274.046 4008.4 1.349 0.449 2-22158.343 6000.9 0.690 0.768 22-1165.988 6002.2 0.992 0.570 17-1428.320 3003.0 0.718 0.545 14-1048.323 3505.0 1.002 0.503 10-762.402 3505.0 1.061 0.589 7-478.540 3505.9 1.189 0.648 4-199.267 4007.5 1.393 0.554 1-20257.373 6003.5 1.312 0.653 2.4.3管段衔接设计拟采用钢筋混凝土排水管材,粗糙系数n=0.014,规定最小埋深为1.0m,最大埋深不超过5.0m,以节点19作为起点,控制整个管网埋深。进行主干管的水力计算。从节点19开始,从上游管段依次向下游管段进行水力计算,计算过程用列表的办法进行,见表2.5具体解释如下:(1) 首先将管段编号、长度、设计流量、上下端地面标高等已知数据分别填入表中。(2) 确定管段起点埋深,节点19的埋深为1.8m,将起点埋深填入表中第16列,同时计算出起点管底内标高352.8-1.8=351.0m,填入第14列。(3) 进行19-16管段设计:根据所给数据,节点16的最小埋深可以采用1.0m,管内底期望标高为352.3-1.00=351.3m,高于节点19管内底标高351.0m,为反坡,作为起点管段可以采用最大可用管径,根据设计流量Q=25.76L/s,可取管径300mm,相应坡度I=3.0,根据内插法计算出充满度h/D=0.515,流速v=0.706m/s,填入表中相应位置。(4) 进行19-16管段衔接设计:根据管径和充满度计算管内水深h=0.30.515=0.155m,上端水面标高为351.0+0.155=351.155m,根据坡度和管长计算管段降落量IL=0.381m,下端水面标高为351.155-0.381=350.773m,下端管内底标高为350.619m,下端管道埋深为1.681m,计算结果填入表中相应位置。管段19-16与16-13采用管顶平接。(5) 依此方法继续进行计算,水力计算完成,最后得污水管网总出口即节点20处的管道埋深为2.151m。结果见下表2.6管段编号管段长度L(m)设计流量q(L/s)管径(mm)管段坡度I管内流速v(m/s)充满度降落量IL(m)标高(m)埋设深度(m)h/D()h(m)地面水面管底内上端下端上端下端上端下端上端下端19-16127.080 25.760 300 0.0030 0.706 0.515 0.155 0.381 352.800 352.300 351.155 350.773 351.000 350.619 1.800 1.681 16-13100.880 39.125 350 0.0059 1.005 0.425 0.149 0.600 352.300 351.700 350.770 350.170 350.569 349.969 1.731 1.731 13-9118.100 53.905 350 0.0047 0.998 0.547 0.191 0.550 351.700 351.150 350.170 349.620 349.979 349.429 1.721 1.721 9-6152.300 63.969 350 0.0062 1.141 0.564 0.197 0.950 351.150 350.200 349.620 348.670 349.423 348.473 1.727 1.727 6-361.640 76.903 350 0.0065 1.231 0.618 0.216 0.400 350.200 349.800 349.584 349.184 348.473 348.073 1.727 1.727 24-350.470 27.398 300 0.0030 0.713 0.533 0.160 0.151 349.900 349.800 348.260 348.108 348.100 347.949 1.800 1.851 3-23110.350 82.039 450 0.0018 0.774 0.635 0.286 0.200 349.800 349.600 348.084 347.884 347.799 347.599 2.001 2.001 23-2126.950 62.540 450 0.0016 0.691 0.553 0.249 0.200 349.600 349.400 347.884 347.684 347.599 347.399 2.001 2.001 18-15127.110 9.780 300 0.0030 0.544 0.304 0.091 0.381 352.750 351.950 351.041 350.660 350.950 350.569 1.800 1.381 15-12100.270 27.397 300 0.0030 0.713 0.533 0.160 0.301 351.950 351.650 350.660 350.359 350.569 350.268 1.381 1.382 12-1135.620 32.193 300 0.0014 0.631 0.678 0.203 0.050 351.650 351.600 350.359 350.309 350.268 350.218 1.382 1.382 11-8117.820 40.206 400 0.0055 0.984 0.360 0.144 0.650 351.600 350.950 350.262 349.612 350.118 349.468 1.482 1.482 8-5153.160 55.034 400 0.0042 0.964 0.464 0.186 0.650 350.950 350.300 349.612 348.962 349.468 348.818 1.482 1.482 5-2107.610 74.046 400 0.0084 1.349 0.449 0.180 0.900 350.300 349.400 348.962 348.062 348.818 347.918 1.482 1.482 2-22110.680 158.343 600 0.0009 0.690 0.768 0.461 0.100 349.400 349.300 347.709 347.609 347.249 347.149 2.151 2.151 22-1137.660 165.988 600 0.0022 0.992 0.570 0.342 0.300 349.300 349.000 347.609 347.309 347.149 346.849 2.151 2.151 17-14126.840 28.320 300 0.0030 0.718 0.545 0.164 0.381 352.750 351.900 351.114 350.733 350.950 350.569 1.800 1.331 14-10100.150 48.323 350 0.0050 1.002 0.503 0.176 0.500 351.900 351.400 350.696 350.196 350.519 350.019 1.381 1.381 10-7118.900 62.402 350 0.0050 1.061 0.589 0.206 0.600 351.400 350.800 350.196 349.596 350.019 349.419 1.381 1.381 7-4152.820 78.540 350 0.0059 1.189 0.648 0.227 0.900 350.800 349.900 349.596 348.696 349.419 348.519 1.381 1.381 4-1119.400 99.267 400 0.0075 1.393 0.554 0.222 0.900 349.900 349.000 348.691 347.791 348.469 347.569 1.431 1.431 1-20141.290 257.373 600 0.0035 1.312 0.653 0.392 0.500 349.000 348.500 347.309 346.809 346.849 346.349 2.151 2.151 表2.62.5污水管网附属设施汇总直线排水管道检查井间距,见表2.7表2.7管别管径或暗渠净高(mm)最大间距(m)常用间距(m)污水管道4003020-30500-7005030-50800-10007050-701100-15009065-801600-200010080-100设计检查井间距40m布设一个共设检查井140个3雨水管网设计3.1 雨水管网设计原则3.1.1设计充满度原则雨水较污水清洁得多,对环境的污染较小,加上暴雨径流量大,而相应的较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会很长,且从减少工程投资的角度来讲,雨水管渠允许溢流。故雨水管渠的充满度按满管流设计,即h/D=1。3.1.2设计流速原则由于雨水中夹带的的泥沙量比污水大得多,则相对污水管道而言,为了避免雨水所夹带的泥沙等无机物,在管渠内沉淀下来而堵塞管渠所用的最小设计流速,应大于污水管渠,满流时管道内的最小设计流速为0.75m/s。为防止管壁和渠壁的冲刷损坏,影响及时排水,雨水管道的设计流速不得超过一定的限度。由于这项最大流速只发生在暴雨时,历时较短,所以雨水管道内的最高允许流速可以高一些。对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,明渠最大设计流速则根据其内壁建筑材料的耐冲刷性质,按设计规范规定选用,见表3.1表3.1明渠类别最大设计流速(m/s)明渠类别最大设计流速(m/s)粗砂或低塑性粉质黏土0.8草皮护面1.6粉质黏土1.0干砌块石2.0黏土1.2浆砌块石或浆砌砖3.0石灰岩或中砂岩4.0混凝土4.03.1.3设计管径原则为了保证管道在养护上的便利,便于管道的清除阻塞,雨水管道的管径不能太小,因此规定了最小管径。街道下的雨水管道,最小管径为300mm,相应的最小坡度为0.003;街坊内部的雨水管道,最小管径一般采用200mm,相应的最小坡度为0.01。3.1.4设计水力坡度为了保证管内不发生沉积,雨水管内的最小坡度应按最小设计流速确定。在街区内,一般不宜小于0.004,在街道下,一般不宜小于0.0025,雨水口连接管的最小坡度不小于0.01。3.1.5衔接原则在雨水管道系统中,为了满足管道衔接和养护管理的要求,通常在管径、坡度、高程、方向发生变化及支管接入的地方设置检查井。在检查井中必须考虑上下游管道衔接时的高程关系。管道衔接时应遵循一下两个原则: 1) 尽可能提高下游管道的高程,以减少管道的埋深,降低造价; 2) 避免在上游管段中形成回水而造成淤积。 常见的衔接方式有:管顶平接、水面平接、设跌水井的方式。3.2 雨水管网布设3.2.1确定排水区域与排水方式本设计中有很明显的排水区界,一条河流自东向西流动,将整个城镇划在河道北;同时将河道北区雨水排水区域分为7个部分,共计6条干管收集污水;由于该城镇为中小型城镇,且其大气污染不是很严重,酸雨等不严重,同时我们的排水管道的设计采用雨污完全分流制的排水,所以收集的雨水以最快的方式直接排入水体,减少城市的积水。具体布设如图所示,见下图3.2.2出水口位置的选择本设计城市为一个中小型城市,采用雨污完全分流制排水,雨水收集后不用处理直接排放,对水体的影响不是很大,所以雨水收集过程中不用设置污水处理厂来专门处理雨水,浪费资源,出水口的位置分在西南方,直流入河。3.2.3雨水管道的布置与定线雨水管道的平面布置,一般按照干管、支管的顺序进行,雨水的管道设计过程中没有主干管,干管直接把雨水引入水体。在总体规划中,只决定雨水干管的走向和平面布置。定线时,应该充分利用地形,使污水走向按照地面标高由高到低来进行,干管敷设在沿地面标高到低从一个至高点排至水体,最短却是最快的汇水方式,管道敷设不宜设在交通繁忙的快车道和狭窄的道路下,一般设在两侧的人行道、绿化带或慢车带下。 支管的平面布置形式采用穿坊式,同时将原有的各个汇水区域进行划分,使原来的各个区域排入不同的管网,从而以最快的速度减少了汇水时间,从而以最少的时间减少地面的积水。进而组成的一个污水排放系统可将该系统穿过其他街区并与所穿过的街区的污水管道相连接。3.3 各雨水管段负责区域划分各雨水管段负责区域如图所示3.4雨水管段设计流量计算利用如下公式,计算管段设计流量各地块面积见下表3.2表3.2街坊编号1234567891011街坊面积0.54 0.68 0.40 1.19 1.37 1.48 0.88 1.10 0.44 0.95 1.08 街坊编号1213141516171819202122街坊面积1.17 0.68 0.87 0.35 1.15 1.29 1.04 1.20 1.04 0.42 1.54 街坊编号2324252627282930313233街坊面积1.72 1.39 1.60 1.39 0.55 1.24 1.32 1.02 0.97 0.61 0.18 街坊编号企业1企业2街坊面积0.75 0.62 各管段设计流量见下表3.3表3.3管段编号33-3434-3535-3636-3737-1028-2929-3030-31设计流量64.776 93.859 128.042 171.199 201.916 74.626 133.535 179.047 管段编号31-3232-923-2424-2525-2626-2727-817-18设计流量238.084 271.233 81.299 146.798 182.522 226.813 248.951 48.109 管段编号18-1919-2020-2121-2222-711-1212-1313-14设计流量84.339 84.339 126.800 179.033 204.451 28.320 70.198 96.860 管段编号14-1515-1616-61-22-33-44-55-6设计流量127.833 166.611 177.839 29.603 50.033 66.499 66.499 66.499 管段编号6-77-88-99-1010-11设计流量237.840 399.284 584.804 774.674 936.955 3.5 雨水管道水力计算采用列表的方法进行雨水管道设计流量及水力计算,计算的具体结果见表3.4。具体作法如下先从管段的起始端开始,然后依次向下游进行。 1. 表中第1项为需要计算的设计管段,应从上游向下游一次写出管段的编号, 设计地面标高即由平面图估得,汇水面积根据水流方向计算得到。 2. 在计算中,假定管段中雨水流量均从管段的起点进入,将各管段的起点作为 设计断面。因此,各设计管段中雨水的设计流量按该管段的起点,即上游管段的终点的设计降雨历时进行计算的,也就是说,在计算各设计管段的暴雨强度时,所采用的t2值是上游各管段内的雨水流行时间之和t2,t2的求得需要根据上一条管段的水力计算后,确定了流速才能确定。例如,设计管段的1是起始管段,故t2为0,将此值列入表中第6项。设计管段的2的t2确定却是需要等1的设计流速确定,求出其运行时间,才能计算得出。 3. 该居民区的平均径流系数,在前面已经计算得出为0.6。 4. 求单位面积的径流量,在前面,本设计的单位面积的径流量也已经计算得出。从而确定了暴雨强度公式,t2需要根据管段流量确定,当进行水力计算后,即可确定流速,t2才能确定。 5. 用各设计管段的单位面积径流量乘以该管段的汇水面积的该管段的设计流 量。6. 根据求得各设计管段的设计流量,参考地面坡度,查满流水力计算图,确定 出管段的设计管径、坡度和流速。在查水力计算图或者水力计算表时,Q、V、I、D这四个水力因素可以相互适当调整,使计算结果既符合设计数据的规定,又经济合理。 由于该街区的地面坡度不是很大,为不使管道埋深过大,管道坡度宜取最小值,但所取的最小坡度应能使管内水流速度不小于设计流速。= +7. 根据设计管段的设计流速求该管段的管内雨水流行时间2t。8. 求管道起点与终点高差,由设计管段的长度及坡度,求出设计管段上下端的设计高差。 9. 确定管道埋深及衔接。在满足最小覆土厚度的条件下,考虑冰冻情况,承受 载荷及管道衔接,并考虑到与其地下管线交叉的可能,确定管道起点的埋深或标高。各计算管段的衔接采用管顶平接。 10. 求各设计管段上、下端的管内底标高。用1点地面标高减去该点管道的埋深, 得到该点的管内底标高,再用该值减去该管段的降落量,记得到终点的管内底标高值,用节点2的地面标高值减去该店的管内底标高值得到节点2的管道埋深,由于管段1和管段2的管径不同,采用管顶平接,即管段1的末端与管段2的起端的管顶标高应相同,所以计算得管段2的起端管内底标高应,求出其起端管内底标高后,可用前面方法求得末端管内底标高,直到求出全部的数值。水力计算后,要进行校核,使计算管段的流速、标高及埋深符合设计规定雨水管水力计算结果见表3.4管段编号管长 L(m)汇水面积 A(ha) 管内雨水流行时间(min)单位面积径流量q2设计流量Q(L/s)管径D(mm)水力坡度S()流速v(m/s)管道输力能力Q(L/s)坡降 SL(m)设计地面标高(m)设计管内底标高(m)覆土(m)t2L/v起点终点起点终点起点终点33-34124.491.725 02.260 62.588 64.776 3007.0 0.918 64.890 0.871 352.7351.85351.40 350.53 1.000 1.021 34-35100.642.671 2.260 1.713 58.564 93.859 3505.6 0.979 94.191 0.564 351.85351.31350.53 349.96 0.971 0.995 35-36118.773.816 3.973 1.941 55.920 128.042 4006.1 1.020 128.177 0.724 351.31350.61349.91 349.19 0.995 1.020 36-37153.125.357 5.914 1.874 53.265 171.199 4007.1 1.362 171.154 1.087 350.61349.55349.19 348.10 1.020 1.047 37-10122.396.600 7.788 1.988 50.985 201.916 5007.5 1.026 201.455 0.918 349.55348.66348.00 347.09 1.047 1.075 28-29126.841.987 0.000 2.724 62.588 74.626 3506.4 0.776 74.660 0.812 352.66351.87351.31 350.50 1.000 1.022 29-30100.153.067 2.724 1.567 72.570 133.535 4005.0 1.065 133.832 0.501 351.87351.39350.45 349.95 1.022 1.043 30-31118.94.359 4.292 1.391 68.465 179.047 4005.2 1.425 179.071 0.618 351.39350.79349.95 349.33 1.043 1.061 31-32152.826.078 5.682 2.098 65.281 238.084 5005.8 1.214 238.368 0.886 350.79349.93349.23 348.34 1.061 1.087 32-9119.47.396 7.780 1.437 61.121 271.233 5008.6 1.385 271.944 1.027 349.93348.93348.34 347.32 1.087 1.114 23-24124.462.165 0.000 2.461 62.588 81.299 3505.0 0.843 81.106 0.622 352.66352.06351.31 350.69 1.000 1.022 24-25100.643.337 2.461 1.436 73.323 146.798 4005.5 1.168 146
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