污水总干管水力计算

2 污水管道设计计算2．1排水区域划分及管线布置2.1.1排水区域划分该地区所地区地面平坦，可按一个高度确定地面标高。

区域最北部为京杭大运河，沿河的东部和西部分别有一个污水处理厂。

根据以上条件划分排水区域为：以淮海路为分界线，划分成两个排水区域。

淮海路以西所排放的污水排入四季青污水处理厂，以东排入淮安第二污水处理厂。

2.1.2管线布置污水厂污水厂图1 污水管道布置图（初步设计）管线布置原则是充分利用地形、地势，就近排入水体，以减小管道埋深，降低工程造价。

该地区地势平坦，区域最北边为京杭大运河，因此干管自南向北采用截流式敷设。

截流式是正交式的改进，即沿河岸敷设主干管。

这种布置的优点是干管长度短，管径小，因而较经济，污水排出也比较迅速。

干管基本上汇集街道两边相邻街区的污水，若街区面积较小且最近街道未敷设干管，则可能利用支管将该街区污水输送进最近的干管。

具体如图1所示。

2．2 污水流量计算污水设计流量包括生活废水和工业废水两大类。

本设计中，工业废水水量不大，可直接汇入生活污水管道中一并送入污水处理厂。

已知各个功能区的排水量，并从所给地图中量出排水面积，即可求出污水的流量。

街区流量的计算公式[3]：1000243600A q Q(2-1)Q ——流量，L/sq ——污水指标，m 3/ha·d ，居住用地：55m 3/（ha·d ）；公共设施用地：40 m 3/（ha·d ）； 仓储用地：20m 3/（ha·d ）； 市政用地：15 m 3/（ha·d ）； 其它污水为总污水量的10%。

A ——面积，ha ，在所给地区地形图上根据区域面积计算。

由于居住区生活污水定额是平均值，因此根据设计人口和生活污水定额计算所得的是污水平均流量。

而实际上流入污水管道的污水量时刻扣在变化。

这些变化包括季节变换，日间变换等等。

若要采用平均值计算流量，必须设定污水变化系数来修订水量。

第⼋章污⽔管道系统的设计计算第⼋章污⽔管道系统的设计计算（⼀）教学要求熟练掌握污⽔管道的设计计算过程（⼆）教学内容1、污⽔设计流量2、污⽔管道的设计参数3、污⽔管道的⽔⼒计算（三）重点污⽔管道的⽔⼒计算第⼀节污⽔设计流量的计算污⽔管道系统的设计流量是污⽔管道及其附属构筑物能保证通过的最⼤流量。

通常以最⼤⽇最⼤时流量作为污⽔管道系统的设计流量，其单位为L/s 。

它包括⽣活污⽔设计流量和⼯业废⽔设计流量两⼤部分。

就⽣活污⽔⽽⾔⼜可分为居民⽣活污⽔、公共设施排⽔和⼯业企业内⽣活污⽔和淋浴污⽔三部分。

⼀、⽣活污⽔设计流量 1.居民⽣活污⽔设计流量居民⽣活污⽔主要来⾃居住区，它通常按下式计算：1Q =360024zK N n (8-1)式中： Q 1—— 居民⽣活污⽔设计流量，L ／s ；n ——居民⽣活污⽔量定额，L ／(cap ·d)； N ——设计⼈⼝数，cap ；K Z ——⽣活污⽔量总变化系数。

（1）居民⽣活污⽔量定额居民⽣活污⽔量定额，是指在污⽔管道系统设计时所采⽤的每⼈每天所排出的平均污⽔量。

在确定居民⽣活污⽔量定额时，应调查收集当地居住区实际排⽔量的资料，然后根据该地区给⽔设计所采⽤的⽤⽔量定额，确定居民⽣活污⽔量定额。

在没有实测的居住区排⽔量资料时，可按相似地区的排⽔量资料确定。

若这些资料都不易取得，则根据《室外排⽔设计规范》(GBJl4-87)的规定，按居民⽣活⽤⽔定额确定污⽔定额。

对给⽔排⽔系统完善的地区可按⽤⽔定额的90%计，⼀般地区可按⽤⽔定额的80%计。

（2）设计⼈⼝数设计⼈⼝数是指污⽔排⽔系统设计期限终期的规划⼈⼝数，是计算污⽔设计流量的基本数据。

它是根据城市总体规划确定的，在数值上等于⼈⼝密度与居住区⾯积的乘积。

即：F N ?=ρ (8-2) 式中：N ——设计⼈⼝数，cap ；ρ——⼈⼝密度，cap/hm 2；F ——居住区⾯积，hm 2； cap ——“⼈”的计量单位。

第2.2.1条 雨水设计流量按下式计算式中,Q=qψFQ--雨水设计流量(L/s)；q--设计暴雨强度(L/s.ha)；ψ--径流系数；F--汇水面积(ha)注：当有生产废水排入雨水管道时，应将其水量计算在内。

第2.2.2条 径流系数按下表采用。

平均径流系数可按加权平均计算。

径流系数ψ综合径流系数ψ第2.2.3条 设计暴雨强度(见专用表)第2.2.4条 雨水设计重现期：一般选用0.4~3a，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2~5a.第2.2.5条 设计降雨历时，按下式计算：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5~15min；m--折减系数，暗管折减系数m=2，明渠折减系数m=1.2 ;t2--管渠内雨水流行时间(min)注：在陡坡地区，采用暗管时折减系数m=1.2~2.第2.3.1条 合流管道的总设计流量应按下式计算：第2.3.1条 合流管道的雨水重现期可适当高于同一情况下的雨水管道设计重现期。

第3.2.1条 排水管渠的流速，应按下式计算：V=(1/n) R2/3I1/2式中,V--流速 (m/s);R--水力半径(m);I--水力坡降;n--粗糙系数.第3.2.2条 管渠粗糙系数按下表选用:管渠粗糙系数 n第3.2.3条 排水管渠的最大设计充满度和超高，应遵守下列规定：一、污水管道应按不满流计算，其最大设计充满度应按下表采用。

最大设计充满度注：在计算污水管道充满度时，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，应按满流复核.二、雨水管道和合流管道应按满流计算。

三、明渠超高不得小于0.2m。

第3.2.4条 排水管道的最大设计流速应遵守下列规定：一、金属管道为10m/s；二、非金属管道为5m/s；第3.2.6条 排水管渠的最小设计流速应遵守下列规定：一、污水管道在设计充满度下为0.6m/s；二、雨水管道和合流管道在满流时为0.75m/s；三、明渠为0.4m/s。

六、污水管道的水力计算步骤污水管道的设计方法与水力计算步骤，通过下面的例题予以介绍。

【例7-5】图8-6为河南省某中小城市一个建筑小区的平面图。

小区街坊人口密度为350cap/ha。

工厂的工业废水（包括从各车间排出的生活污水和淋浴污水）设计流量为29L/s。

工业废水经过局部处理后与生活污水一起由污水管道全部送至污水厂经处理后再排放。

工厂工业废水排出口的埋深为2 m，试进行该小区污水管道系统的图8-7 某建筑小区污水管道平面布置图（初步设计）设计方法和步骤如下：(一)在街坊平面图上布置污水管道由街坊平面图可知该建筑小区的边界为排水区界。

在该排水区界内地势北高南低，坡度较小，无明显分水线，故可划分为一个排水流域。

在该排水流域内小区支管布置在街坊地势较低的一侧；干管基本上与等高线垂直；主干管布置在小区南面靠近河岸的地势较低处，基本上与等高线平行。

整个建筑小区管道系统呈截流式布置，如图8-7所示。

（二）街坊编号并计算其面积将建筑小区内各街坊编上号码，并将各街坊的平面范围按比例计算出面积，将其面积值列入表8-7中，并用箭头标出各街坊污水排出的方向。

(三)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，将各干管和主干管中有本段流量进入的点(一般定为街坊两端)、有集中流量进入及有旁侧支管接入的点，作为设计管段的起止点并将该点的检查井编上号码，如图8-7所示。

各设计管段的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的设计流量；在技术设计和施工图设计中，要计算所有管段的设计流量。

本设计为初步设计，故只计算干管和主干管的设计流量，如表8-8所示。

生活污水比流量为：10035086400s q ⨯==0.405(L ／(s ·hm 2))工厂排出的工业废水作为集中流量，在检查井l 处进入污水管道，相应的设计流量分别为29L/s 。

如图8-7和表8-8所示，设计管段1～2为主干管的起始管段，只有集中流量(工厂经局部处理后排出的工业废水)29L/s 流入，故其设计流量为29L/s 。

第二章习题1、某肉类联合加工厂每天宰杀活牲畜258T ，废水量标准8.2m ³/t 活畜,总变化系数1.8,三班制生产,每班8h,最大职工数860人,其中在高温及污染严重车间工作的职工占总数的40%,使用淋浴人数按85%计,其余60%的职工在一般车间工作,使用淋浴人数按30%计．工厂居住区面积９.５×104 ㎡,人口密度580人/104 ㎡,生活污水量标准160L/人·d,各种污水由管道汇集送至污水处理站,试计算该厂的最大时污水设计流量. 解: 该厂的最大时污水设计流量Q=Q 1 +Q 2 +Q3Q 1 =k·n·kz 24×3600 =160×9.5×585×1.824×3600=18.525L/s Q2=A 1 B 1 K 1 +A 2 B 2 K 2T×3600+C 1D 1 +C 2 D 23600=860×60%×25×3.0+860×40%×35×2.58×3600+860×60%×30%×40+860×40%×85%×603600 =2.39+6.59=8.98L/sQ 3 =m·M·kz T×3600 =258×8.2×1.8×103 3600×24 =44.08 L/s Q=Q 1 +Q 2 +Q3=18.525+8.98+44.08=72.59 L/s2、下图为某工厂工业废水干管平面图。

图上注明各废水排除口的位置，设计流量以及各设计管段的长度，检查井处的地面标高，排除口1的管底标高为218。

9m,其余各排除口 的埋深均不得小于1.6m 。

该地区土壤无冰冻。

要求列表进行干管的水力计算，并将计算结果标注在图上。

第二章习题1、某肉类联合加工厂每天宰杀活牲畜258T ，废水量标准8.2m ³/t 活畜,总变化系数1.8,三班制生产,每班8h,最大职工数860人,其中在高温及污染严重车间工作的职工占总数的40%,使用淋浴人数按85%计,其余60%的职工在一般车间工作,使用淋浴人数按30%计．工厂居住区面积９.５×104 ㎡,人口密度580人/104 ㎡,生活污水量标准160L/人·d,各种污水由管道汇集送至污水处理站,试计算该厂的最大时污水设计流量. 解: 该厂的最大时污水设计流量Q=Q 1 +Q 2 +Q 3 Q 1 =k·n·k z24×3600 =160×9.5×585×1.824×3600=18.525L/sQ2 =A 1 B 1 K 1 +A 2 B 2 K 2 T×3600 +C 1 D 1 +C 2 D2 3600 =860×60%×25×3.0+860×40%×35×2.58×3600 +860×60%×30%×40+860×40%×85%×603600 =2.39+6.59=8.98L/sQ 3 =m·M·k z T×3600 =258×8.2×1.8×103 3600×24 =44.08 L/s Q=Q 1 +Q 2 +Q3 =18.525+8.98+44.08=72.59 L/s2、下图为某工厂工业废水干管平面图。

图上注明各废水排除口的位置，设计流量以及各设计管段的长度，检查井处的地面标高，排除口1的管底标高为218。

9m,其余各排除口 的埋深均不得小于 1.6m 。

该地区土壤无冰冻。

第二章习题1、某肉类联合加工厂每天宰杀活牲畜258T ，废水量标准8.2m ³/t 活畜,总变化系数1.8,三班制生产,每班8h,最大职工数860人,其中在高温及污染严重车间工作的职工占总数的40%,使用淋浴人数按85%计,其余60%的职工在一般车间工作,使用淋浴人数按30%计．工厂居住区面积９.５×104 ㎡,人口密度580人/104 ㎡,生活污水量标准160L/人·d,各种污水由管道汇集送至污水处理站,试计算该厂的最大时污水设计流量. 解: 该厂的最大时污水设计流量Q=Q 1 +Q 2 +Q3Q 1 =k ·n ·kz 24×3600 =160×9.5×585×1.824×3600=18.525L/s Q 2 =A 1 B 1 K 1 +A 2 B 2 K 2 T ×3600 +C 1 D 1 +C 2 D2 3600 =860×60%×25×3.0+860×40%×35×2.58×3600 +860×60%×30%×40+860×40%×85%×603600=2.39+6.59=8.98L/sQ 3 =m ·M ·kz T ×3600 =258×8.2×1.8×103 3600×24 =44.08 L/s Q=Q 1 +Q 2 +Q3=18.525+8.98+44.08=72.59 L/s 2、下图为某工厂工业废水干管平面图。

图上注明各废水排除口的位置，设计流量以及各设计管段的长度，检查井处的地面标高，排除口1的管底标高为218。

9m,其余各排除口 的埋深均不得小于 1.6m 。

该地区土壤无冰冻。

污水管网的设计说明及设计计算1.设计概况此次设计主要针对衡阳市白沙工业园工业、生活污水处理,将园区内的污水收集后进行集中排放，通过提升泵站提升后送到铜桥港污水处理厂，加强了园区的环境治理.二根污水干管分别布置于幸福河南北两侧，在富园路东侧约250米处设倒虹管将北侧管道收集的污水引入南侧干管；污水汇集后进入污水提升泵站将污水通过压力管道送入工业大道与富园路交汇处污水井,污水沿工业大道既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，将污水收集汇流至铜桥港污水处理厂。

2.污水管道布管（1)。

管道系统的布置形式对比各种排水管道系统的布置形势，本设计的污水管铺设采用截留式，在地势向水体适当倾斜的地区，各排水区域的干管可以最短距离沿与水体垂直相较的方向布置，沿河堤低边在再敷设主干管，将各个干管的污水截留送至污水厂，截流式的管道布置系统简单经济，有利于污水和雨水的迅速排放，同时对减轻水体污染,改善和保护环境有重大作用，适用于分流制的排水系统,将生活污水、工业废水及初降废水经处理后排入水体。

截流式管道系统布置示意图如下.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).污水管道布管原则a.按照城市总体规划，结合当地实际情况布置排水管道，并对多种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，然后布置排水管道，应按主干管、干管、支管c。

的顺序进行布置；d.充分利用地形，尽量采用重力流排除污水,并力求使管线最短和埋深最小；e.协调好与其他地下管线和道路工程的关系,考虑好与企业内部管网的衔接；f.规划时要考虑使管渠的施工、运行和维护方便;g.规划布置时应该近远期结合,考虑分期建设的可能性，并留有充分的发展余地。

(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明显的排水区界，一条河流自东向西流动，将整个城镇划分为河南区与河北区；同时降排水区域分为四个部分，分别有四条干管收集污水，同一进入位于河堤的主干管，送至污水处理厂.②。

污水管道系统的设计计算（一）污水设计流量计算一．综合生活污水设计流量计算各街坊面积汇总表居住区人口数为300⨯360。

75=108225人则综合生活污水平均流量为150⨯108225/24⨯3600L/s=187.89L/s用内插法查总变化系数表,得K Z=1.5故综合生活污水设计流量为Q1=187。

89⨯1。

5L/s=281.84L/s二．工业企业生活污水和淋浴污水设计流量计算企业一：一般车间最大班职工人数为250人，使用淋浴的职工人数为80人；热车间最大班职工人数为100人，使用淋浴的职工人数为50人故工业企业一生活污水和淋浴污水设计流量为Q2（1）=(250⨯25⨯3+100⨯35⨯2.5）/3600⨯8+（80⨯40+50⨯60）/3600L/s =2。

68L/s企业二：一般车间最大班职工人数450人，使用淋浴的职工人数为90人；热车间最大班职工人数为240人，使用淋浴的职工人数为140人故工业企业二生活污水和淋浴污水设计流量为Q2（2.）=(450⨯25⨯3+240⨯35⨯2。

5）/3600⨯8+（90⨯40+140⨯60）/3600 =5。

23L/s所以工业企业生活污水和淋浴污水设计流量为Q2=Q2（1）+Q2（2)=（2.68+5。

23)L/s=7.91L/s三．工业废水设计流量计算企业一：平均日生产污水量为3400m3/d=3。

4⨯106L/d=59.03L/s企业二:平均日生产污水量为2400m3/d=2。

4⨯106L/d=27。

78L/sQ3=(59.03⨯1。

6+27.78⨯1.7)L/s=141.67L/s四．城市污水设计总流量Q4=Q1+Q2+Q3=(281.84+7。

91+141.67)l/s=431。

42L/s（二）污水管道水力计算一．划分设计管段，计算设计流量本段流量q1=Fq s K Z式中q1————设计管段的本段流量（L/s)F-———设计管段服务的街坊面积（hm2）q s--——生活污水比流量［L/(s·hm2）］K Z-——-生活污水总变化系数生活污水比流量q s=nρ/24⨯3600=300⨯150/24⨯3600 L/(s·hm2）=0.521 L/(s·hm2）式中n-——-生活污水定额或综合生活污水定额[L/（人·d）］Ρ———-人口密度(人/hm2)污水干管和主干管设计流量计算表工厂排出的工业废水作为集中流量，企业一流出水量在检查井7处进入污水管道,相应的设计流量为97.13L/s由管线图和上表可知,设计管段1-2为主干管的起始管段，只有本段流量q1=q s F=0.521⨯10。

（1）排水现状项目区内的雨水主要通过✱路道路边沟、散排方式进行排放，就近排入现状排水沟渠。

项目区域内起点至终点地势程中间高两边低，道路范围内无河流，仅在起终点处分别有两条现状排水涵，主要承担项目区内现状雨污水的排放。

✱大道有排向✱市第二污水处理厂的一条DN800污水管道，新建道路污水可接入此管道，最终排入污水处理厂。

（2）排水体制本工程排水体制采用雨、污水分流制，雨、污水管网分别自成体系。

（3）排水规划1）雨水规划根据场地地势及用地布局，片区内雨水收集后，雨水管道按分散、就近、自流的原则布置，前1.42公里雨水排向起点一条1.5×1.6m的横穿✱路的大沟，道路后1.93公里雨水排至✱大道南侧一条2.0×2.0m的合流大沟。

2）污水规划由于道路周边市政管网设施尚未完善，道路污水近期暂考虑与雨水排放至一处，待后期市政管网完善后再接入就近污水道。

根据场地地势及用地布局，道路前1.42公里污水汇合后排向✱路的一条1.5×1.6m的排水沟，待远期截污干管建成后接入✱第二污水处理厂。

道路后1.93公里污水排至✱大道DN800污水干管，最终汇入✱第二污水处理厂。

（4）基本设计参数1）最大控制设计流速：排水管道Vmax=5m/s。

2）最小设计流速：雨水管道和合流管道在满流时Vmin=0.75m/s。

3）雨水管道按满流设计；污水按非满流设计其最大设计充满度按下表4）本工程排水管道均采用管顶平接。

（5）雨水系统1）雨水系统规划本次设计雨水管管道双侧布置在道路混合车道下，K0+000.00～K0+120.00段双侧布置DN600管，K0+120.00～K3+355.15段双侧布置DN800管，前1.42公里雨水汇合后使用DN1000管排向起点一条1.5×1.6m的横穿✱路的大沟，道路后1.93公里雨水排至✱大道南侧一条2.0×2.0m的合流大沟。

道路全线在交叉口处预留雨水支管，具体位置详见《排水平面图》。

污水管网水力计算-污水管道设计污水管网水力计算-污水管道设计污水管道系统的工程设计包括：①设计基础数据的收集;②污水管道系统的平面布置;③污水管道设计流量计算和水力计算;④污水管道系统附属构筑物的选择与设计;⑤污水管道在街道横断面上位置的确定;⑥绘制污水管道系统平面图和纵剖面图。

1.污水管道设计方案的确定⑴设计资料的调查进行排水工程设计时，通常需要有以下几方面的基础资料：①有关明确任务的资料;②有关自然因素方面的资料地形图，气象资料，水文资料地质资料等。

③有关工程情况的资料包括道路的现状和规划，地面建筑物和地铁及其它地下建筑的位置和高程，各种地下管线的位置，本地区建筑材料、管道制品以及电力供应的情况和价格，安装单位的等级和装备情况等。

⑵设计方案的确定在掌握了较为完整可靠的设计基础资料后，设计人员根据工程的要求和特点，对工程中一些原则性的、涉及面较广的问题提出了不同的解决办法，这样就构成了不同的设计方案。

对提出的设计方案需要进行技术经济评价，其步骤和方法是：①建立方案的技术经济数学模型;②解技术经济数学模型;③方案的技术经济比较;④综合评价与决策。

2.污水管网的水力计算包括以下几个方面：⑴污水设计流量的确定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，在地下水位较高的地区，还应加入地下水涌入量。

当设计污水管道系统时，应分别列表计算各居住区生活污水、工业废水和工厂生活污水设计流量，然后得出污水设计流量综合表。

⑵污水管道的水力计算①水力计算的基本公式污水管道水力计算的目的，在于合理的经济的选择管道断面尺寸、坡度和埋深。

②污水管道水力计算的设计数据设计充满度：指的是在设计流量下，污水在管道中的水深和管道直径的比值。

设计流速：和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度叫做设计流速。

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。

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，且易堵塞，因此，为了养护的方便，常规定一个允许的最小管径最小设计坡度：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，因此，将相应于管内流速为最小设计流速时的管道坡度称为最小设计坡度。