1、某城镇排水管网设计说明书 课程名称排水工程学生姓名 学生学号 学生班级 学院名称 土木工程学院指导老师 2016年1月6日某城镇排水管网课程设计说明书一、课程设计任务说明1、目的与要求目的：通过运用课堂所学的理论和技术知识，完成某城镇排水管网的扩大初步设计。以达到巩固基本理论。提高设计与绘图能力，熟悉查阅的使用技术资料，了解设计的方法与步骤，进一步使理论与实践相结合等的教学要求。要求：按完全分流制设计，达到扩大初步设计的程度，设计成果应包括：（1）污水和雨水排除系统的总平面布置图（2）绘制某一主干管的纵剖面图（3）设计计算及说明书2、城市规划资料：（1）我国湖南地区某城镇规划图；（2）人口分布
2、，房屋建筑，卫生设备状况；（见表1）（3）各种性质地面所占百分比；（见表2）（4）工业企业规划资料（见表3）（5）各工业企业的污水经局部处理后允许排入城市下水道。3、气象资料：（1）土壤水冻深度0.20.4米；（2）年平均降雨量1400毫米；（3）可借用的雨量公式形式。有关参数：A1 =20 C=0.7 b=19 n=0.86（4）常年主风向：西北风；夏季主风向：南风；4、水文及水文地质资料：（1）区域内河流水位：最高水位最低水位平均水位甲图1019597乙图443840（2）地下水位：离地面67米（3）地质：砂质粘土5、电力供应情况：电力供应正常，有三个电源可供选择。6、附近农品灌溉情况：无
3、污水灌溉农田习惯，也没有农灌渠道。7、设计内容：污水管网（1）排水流域的划分；（2）布置管线及平面布置的组合；（3）确定管道的起点埋深并分析在高程布置中可能遇到的情况；（4）划分各污水管道的集水面积，计算各段的污水设计流量；（5）进行管网的水力计算，绘制干管纵剖面图；（6）整理设计计算与说明书。雨水管网：（1）管网布置，决定干管和主干管的流向；（2）确定设计管段的汇水面积、计算管段长度；（3）根据气象资料确定暴雨强度和计算公式；（4）确定各区的径流系数和地面集水时间；（5）绘制单位面积径流量曲线图；（6）确定管道的起点埋深；（7）进行水力计算并绘制干管纵剖面图；（8）整理设计计算及说明书。表1
4、-1图号区域名称街坊人口密度（人/公项）房屋建筑层数卫生情况近期远期甲河南区3504003室内有给水排水卫生设备和淋浴设备河北区3505005室内有给水排水卫生设备和淋浴设备乙河南区3505005室内有给水排水卫生设备和淋浴设备河北区3504003室内有给水排水卫生设备和淋浴设备表1-2地面复盖名称各种屋面砼沥青路 面碎石路面非铺砌地 面沥青表面处理的碎石路面公园和菜地所占百分比（%）438419620表1-3企业一般车间职工人数（人）污水管出口管底埋深（米）平均日（米/日）时变化系K时数第一班第二班第三班热车间一般车间热车间一般车间热车间一般车间职工人数淋浴人数职工人数淋浴人数职工人数淋浴人
5、数职工人数淋浴人数职工人数淋浴人数职工人数淋浴人数I30001.33001004001102809038010020070250702.3II25001.420080230702501103009015060180502.5火车站3001.5100301003050102.0二、污水管网设计计算1、污水管道布置从街区平面图可知该区以河为界分为南北两个区，沿河两岸地势最低。河南地区有一明显的分水线，污水管道沿街区外围在分水线两侧布置。由于河南区面积较小，单独成为一个排水流域，污水汇集于一处通过管道排入河北地区沿河主干管。河北地区地势自东北向西南倾斜，坡度较小，无明显分水线，排水流域划分基本按污水
6、干管服务的排水面积大小决定，根据地形地势划为3个流域。街区面积不太大，街区污水管网采用集中出水方式，故采用低边式布置的方式，即街道支管敷设在服务街区较低侧的街道下。干管基本上与等高线垂直布置，主干管则沿街区西面布置，基本与等高线平行。整个管道系统呈截流式形式布置，如图1所示。2、街区编号并计算其面积将各街坊编上号码，并按街坊的平面范围计算它们的面积，列入表中。用箭头标出个街坊污水排出的方向。各街坊面积见表1。3、污水设计流量计算（1）居民生活污水设计流量我国室外排水设计规范规定，居民生活污水定额和综合生活污水定额应根据当地采用的用水定额，结合建筑内部给水排水设施水平和排水系统普及程度等因素确定
7、对给排水，对给排水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。根据城区规划图可知该城镇河南区总面积为19.01ha，居住人口密度为400cap/ ha，河北区总面积为227.70ha，居住人口密度为500cap/ ha，则服务总人口数为, 19.01400+227.70500=121454（cap）。由居民生活用水定额（平均日）和综合生活用水定额（平均日）可得，改城镇属于一区中小城市，取居民综合生活用水定额（平均日）为222（L/capd) 则各排水区域平均日居民综合生活污水量标准为：n=90%222=200（L/capd）。得到平均日污水流量Qd为：总变化系数为： Kz
8、=得： Q1=QdKz=408.22L/s（2）工业企业生活污水及淋浴污水设计流量计算计算过程及结果见表2.（3）工业废水设计流量计算企业一：企业二：（4）城市污水设计总流量城市污水设计总流量Qh=Q1+Q2+Q31+Q32=408.22+9.21+45.14+40.51=503.08L/s4、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、集中流量及旁侧支管进入点作为设计管段的起讫点的检查井并编上上号码，本次课设以街坊为起讫点。各设计管段设计流量列表计算见表3。其中河南区比流量河北区比流量以7s8s管段为例，7s8s管段除转输管段67的集中流量9
9、4.86L/s外，还有本段流量q1和转输流量q2流入。该管段接纳街区16的污水，q1=1.164.91=5.68L/s，q2=189.32L/s，合计平均流量q1+q2=5.68+189.32=204.00L/s，Kz=该管段的生活污水设计流量Q1=204.001.5=306.85L/s，总设计流量Q=306.85+94.86=401.71L/s。5、水力计算确定设计流量后，取管段数最多的管线进行水力计算，本次课设选用管段10s-111s12s13s14s4s5s6s7s8s9s污水厂。（1）起点10s-1点埋深按如下公式确定：H=h+IL+Z1-Z2+h。街区污水管起点埋深h取0.6m，量取
10、街区污水管和连接支管的总长度L为365m，街区污水管和连接支管的坡度I为4，街道污水管起点检查井处地面标高Z1为106.75m，街区污水管起点检查井处地面标高Z2为107.75m，连接管与街道污水管的管内底h=0，所以起点10s-1点埋深H= 0.6+365*4+106.75-107.75=1.06m。（2）确定其实管段管径， 10s-111s设计流量为17.30L/s24.59L/s，为不计算管段取街道管最小管径DN300，坡度为3.用课本附录2-2钢筋混凝土圆管水力计算图确定其他管段管径、设计流速、设计充满度和管道坡度。以4s5s管段为例，管段设计流量Q=158.04L/s，上一管段管径为
11、DN450，现列表求算最适宜管径如下：设计流量Q（L/s）管径DN（mm）充满度h/D流速v（m/s）管道坡度I（）157.704500.651.416.05000.71.082.956000.570.962.07000.440.962.1因为决定工程造价最关键的影响因素为埋深，所以选择DN600的管径。（3）检查井处的衔接方式，异径相连管顶平接，同径相连水面平接。管径列表计算见表4。6、流量校核用近期人口密度校核计算近期流量，并用近期流量校核设计管道的流速是否小于不淤流速0.6m/s，如果小于不淤流速则近期要加强管道的维护管理。7、污水管渠的材料、接口及基础污水管道采用钢筋混凝土管。设计管段
12、为十分重要的污水干管，虽然土壤条件较好但仍采用安全性较高的混凝土带形基础，其中9s检查井以前的管段采用90管座基础，9s检查井之后的管段采用135基础。因地基土质较好，且具有带形基础，设计管段接口方式采用钢丝网水泥砂浆抹带接口。8、绘制管道纵剖面图根据水力计算结果，绘制主干管纵剖面图。受图幅限制横向比例尺为1:10000；纵向比例尺为1:100。如图2所示。三、雨水管网设计计算1、雨水管道定线及排水流域划分从街区平面图可知该区以河为界分为南北两个区，沿河两岸地势最低。河南地区有一明显的分水线，雨水管道沿街区外围在分水线两侧布置。由于河南区面积较小，单独成为一个排水流域，雨水汇集于一处就近排入水
13、体。河北地区地势自东北向西南倾斜，坡向水体，坡度较小，无明显分水线。排水流域划分基本按雨水干管服务的排水面积大小决定。根据地形地势划为3个流域。由于地形对排除雨水有利，拟采用分散出口的雨水管道布置形式。雨水干管基本垂直于等高线，布置在排水流域地势较低的一侧，这样雨水能以最短距离依靠重力流分散就近排入水体。雨水管道布线如图1所示。河流的位置确定了雨水出水口的位置，雨水出水口位于河岸边，考虑到河流的洪水位高于该地区雨水出水口标高，造成雨水在河流洪水位甚至常水位不能够靠重力排入水体，因此在干管的终端设置雨水泵站。2、划分设计管段并计算汇水面积根据管道的具体位置，划分设计管段，本次课设以街坊的起止端为
14、设计管段的起讫点。取管段数最多的管线进行水力计算，将计算管线干管上的检查井依次编上号码1y2y3y4y5y6y7y8y出水口。每一设计管段所承担的汇水面积可按就近排入附近雨水管道的原则划分。将每块汇水面积的编号、面积数值、雨水流向标注在图中。河岸边的绿地因地势较低且靠近河岸，产生的雨水直接排入水体，不进入雨水管道。各汇水区域的汇水面积见表1，计算管线汇水面积见表5，计算管线检查井地面标高见表6，计算管线各设计管段管道长度见表7。3、确定平均径流系数平均径流系数av可由表计算得到地面复盖名称各种屋面砼沥青路 面碎石路面非铺砌地 面沥青表面处理的碎石路面公园和菜地所占百分比（%）438419620
15、av=43%*0.9+8%*0.9+4%*0.4+19%*0.3+6%*0.6+20%*0.15=0.5984、确定单位面积径流量由设计任务书得暴雨强度公式如下：有关参数：A1=20 C=0.7 b=19 n=0.86t=t1+mt2+b，其中取m=1。根据新出版的室外排水设计规范取长沙地区的暴雨重现期P为3年。建筑物密度较大，雨水口分布较密集，取地面集水时间t1=8min。q0为管内雨水流行时间t2的函数，只要知道各设计管段内雨水流行时间t2，即可求出该设计管段的单位面积径流量q0。如管段1y2y的t2=0，代入上式得q0=156.53（L/（sha）。5、单位面积径流量曲线图以管内雨水管内
16、流行时间t2为横坐标，单位面积径流量q0为纵坐标绘制单位面积径流量曲线图。6、水力计算（1）管道起点埋深。起点1y点埋深按如下公式确定：H=h+IL+Z1-Z2+h。街区雨水管起点埋深h取0.7m，量取街区雨水管和连接支管的总长度L为250m，取街区雨水管和连接支管的坡度I为3，街道雨水管起点检查井处地面标高Z1为106.10m，街区雨水管起点检查井处地面标高Z2为107.25m，连接管与街道雨水管的管内底h=0，所以起点1y点埋深H= 0.7+250*3+106.10-107.25=0.3m。远小于雨水管道覆土厚度，因此街区雨水管起点至街道雨水管起点的雨水管道坡度应大于3。同时根据雨水管敷设
17、最小埋深的要求，取覆土厚度为0.7m，管径为0.6m，得最小埋深为0.6+0.7=1.3m。考虑发展，在埋深上留有一定余地，取起点埋深为1.45m。列表进行雨水干管水力计算。（2）确定管径。在求得设计流量后，即可进行水力计算，求管径，管道坡度和流速。在查水力计算图时，Q，v，I，D，4个水力因素可以互相调整，使计算结果既符合水力计算设计数据的规定，又经济合理。以2y3y管段为例。2y3y管段设计流量为1097.42L/s，地面坡度为3.03，上一管段管径为DN600，流速为1.43m/s。现列表求算最适宜管径如下：设计流量Q（L/s）管径DN（mm）流速v（m/s）管道坡度I（）Q/Q（%）1
18、097.428001.945.3-11.148801.643.5-9.119001.573.0-8.9910001.251.7-10.54DN800，DN880管径对应管道坡度大于地面坡度，埋深较大，造价较高。DN1000管道坡度过小，管道末端无法达到最小埋深要求，故不适用。DN900管径对应管道坡度与地面坡度最接近，且流速适中，Q/Q较小，故选择DN900的管径。（3）根据设计管段的设计流速求本管段的管内雨水流行时间t2。例如1y2y管段的管内雨水流行时间为t2。此值便为下一管段的t2。（4）检查井处的衔接方式。雨水管道均为满流设计，故均采用管顶平接。列表计算详见表8（5）跌水井的设置。本例
19、3y4y段与5y6y段坡度极小，而中间的4y5y段坡度极大，为避免4y5y段埋深过小，小于最小埋深，同时也为了避免出现雍水现象，在4号检查井处设置一光滑流槽，跌水高度为0.65m。7、污水管渠的材料、接口及基础雨水管道采用钢筋混凝土管。土壤条件较，土壤较干燥，故采用混凝土枕基，在管道接口下用C8混凝土做成枕状垫块。因地基土质较好，设计雨水管段接口方式采用水泥砂浆抹带接口。8、绘制管道纵剖面图根据水力计算结果，绘制主干管纵剖面图。横向比例尺为1:10000；纵向比例尺为1:100。如图2所示。计算附表：表1街坊面积表街区编号1234567891011街区面积（ha）5.404.004.244.4
20、15.215.304.106.602.317.088.11街区编号1213141516171819202122街区面积（ha）7.278.133.404.614.914.794.674.794.394.684.45街区编号2324252627282930313233街区面积（ha）5.535.336.046.315.806.265.906.187.007.076.50街区编号3435363738394041424344街区面积（ha）6.996.505.417.816.857.426.965.004.905.272.63表5设计管段汇水面积计算表管段编号本段汇水面积编号本段汇水面积（ha）转输
21、汇水面积（ha）总汇水面积（ha）1y2y442.6302.632y3y435.272.637.93y4y397.427.915.324y5y346.9915.3222.315y6y356.522.3128.816y-16y286.2606.266y7y295.935.0740.977y-17y214.6904.697y8y224.4545.6650.118y雨水泵站174.7950.1154.9表6雨水设计管段检查井地面标高检查井编号地面标高（m）1y106.10 2y104.62 3y103.50 4y103.53 5y102.15 6y102.26 7y101.66 8y101.24 表7雨水设计管段长管道编号管道长度（m）1y2y3452y3y3703y4y3554y5y2205y6y3256y-16y2206y7y2557y-17y2207y8y1858y雨水泵站50
