郑州大学水利与环境学院
《排水工程Ι》课程设计说明书题目：A城新区污水管网工程扩大初步设计
学生姓名
指导教师李桂荣
学号
专业环境工程2班
完成时间2012.3.3
目录
第一节设计说明书 (01)
第二节污水设计计算说明书 (04)
附
录
附件一
污水管道平面布置图
附件二
污水管道各管段污水设计流量计算表
附件三城市污水主干管水力计算表附件四污水主干管纵剖面图
第一节设计说明书
一、工程任务及设计范围
运用已学的排水管网的专业知识，进行A城新区污水管网工程的扩大初步设计。

设计主要内容如下：
（1）设计基础数据的收集。

（2）确定设计方案，划分排水流域，进行污水管道的定线和平面布置。

（3）污水管网总设计流量及各管段设计流量计算。

（4）进行污水管道水力计算，确定管道断面尺寸、设计坡度、埋设深度等。

（5）污水确定污水管道在街道横断面上的位置。

（6）绘制污水管网平面图和纵剖面图。

二、设计原始资料
1． A城市平面规划图（1：1000）
该新城区的规划如图一所示。

西部濒临白河，流向自北向南，主要的工业企业集中在城区的东南部，等高线较为平缓，自城区自东向西逐步降低，城区内无明显的起伏地势。

2．服务人口密度：350人／ha；生活污水量标准平均日120L/（cap·d）
3.主要的排污单位有如下工业企业和公共建筑，其位置如平面图所示：
①甲厂：最大班排水量20L/S。

②乙厂：最大班排水量15 L/S。

③公共建筑排水量(火车站)：15 L/S。

（学校）： 10 L/S。

上述工业企业所产生的废水经局部处理后，水质达到《污水综合排放标准》GB8978-1996所规定的三级排放标准后，排入城市污水管网，由污水管道统一收集后排入城市污水处理厂进行集中处理，达标排放。

各企业排水口的管底埋设深度不小于2.0米。

设计街区的污水管道最小埋深不小于1.5米。

火车站污水管道起端管道埋深为不小于1.5米。

4.自然状况：
（1）城市土壤种类：粘土和亚粘土；
（2）地下水位深度：－4.5米；
（3）冰冻线深度： 0.6 米；
（4）常年主导风向：东北风；
（5）城市最高温度 41℃；
最低温度 -5℃；
年平均温度 20℃。

（6）本工程设计按抗震设防烈度6度进行设防。

5.河流最高洪水位： 645 米，最低水位： 635 米，常水位： 640 米。

6.本市区有一发电厂与省电力网联系在一起，电力供应正常，有两个电源可供连接，保证用电安全可靠；
三、教材与参考书
1、《排水工程》（上册）（第四版）1996年，中国建筑工业出版社
2、《给水排水设计手册》，中国建筑工业出版社
3、《室外排水设计规范》（GB50014-2006）
4、《给水排水管道设计计算与安装》，化学工业出版社
第二节污水设计计算说明书
一、在平面图上布置污水管道
管道系统平面布置，也称定线。

污水管道平面布置一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。

从设计区总平面图可知该区地势自东向西逐渐降低，坡度较小，等高线较为平缓。

街道支管布置在街区地势较低一侧的道路下，干管基本上与等高线垂直布置，主干管布置在设计区西部，基本上与等高线平行。

整个管道系统呈截流式布置（见附件一）。

二、计算街区面积
按各街区的平面范围计算它们的面积，列入下表。

用箭头标出各街区的污水排出的方向。

街区面积（单位：ha ） （表1）
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和旁侧支管进入的点，作为设计管段的起迄点，并给检查井编上号码。

污水管道及其附属构筑物能保证通过的污水最大流量称为污水设计流量。

污水管网水力计算，是从上游七段节点开始向下游节点进行，依次对各管段进行计算，直到末端节点。

各设计管短的设计流量应列表计算。

在初步设计阶段只计算干管和主干管的设计流量，见附件二。

该城区人口密度为345cap/ha,污水量设计标准120L/(cap ·d)，则每公顷街区面积的生活污水平均流量（比流量）为：
q 0=
86400
120
350 =0.486（L/（s ·ha ））
本设计中共有4个集中流量，因污水污染程度轻微，分别通过检查井10、17、22、40
直接进入城市污水管道。

总变化系数的确定：
K
总=
11
.0 Q
7.2
式中，Q为平均日平均时污水流量（L/s）。

当Q<5L/s时，K
总
=2.3。

污水干管设计流量计算表（表2）
四、 水力计算
在确定设计流量后，便可以从上游管段开始依次进行主干管各设计管段的选择管道管径、坡度和埋深进行水力计算。

列表进行计算，如附件三所示。

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。

2. 将各设计管段的设计流量、设计管段起讫点检查井处的地面标高列入表中。

3. 计算每一设计管段的地面坡度（距离
地面高差
地面坡度
），作为确定管道坡
度时参考。

4. 尽可能提高下游管段高程，以减少管段埋深，减低造价。

避免上游管段中
形成回水而产生淤积。

管道的衔接方法，通常采用水面平接和管顶平接，特殊情况下需采用管底平接与跌水连接。

5. 确定起始管段的管径以及设计流速v ，设计坡度I ，设计充满度h/D 。

首先
拟采用最小管径300mm ，即查《排水工程（第四版）上册》附图4水力计算图。

在这张计算图中，管径D 和管道粗糙系数n 为已知，其于4个水力因素只要知道2个即可求出另外2个。

现已知设计流量，另1个可根据水力计算设计数据的规定设定。

本城镇由于管段的地面坡度很小，为了不使整
个管道系统的埋深过大，宜采用最小设计坡度为设定数据。

根据国内污水管道实际运行情况的观测数据并参考国内外经验，污水管道的最小流速定为0.6m/s。

将所确定的管径D、管道坡度I、流速v、充满度h/D分别列入附件三中。

6.确定其它管段的管径D、设计流速v、设计充满度h/D和管道坡度I。

通常
随着设计流量的增加，下一个管段的管径一般会增大一级或两级（50mm为一级），或者保持不变，这样便可根据流量的变化情况确定管径。

然后可根据设计流速随着设计流量的增大而逐段增大或保持不变的规律设定设计流速。

根据Q和v即可在确定D那张水力计算图中查出相应的h/D和I值，若h/D和I值，若h/D和I值符合设计规范的要求，说明水力计算合理，将计算结果填入表中相应的项中。

最大设计充满度
6.计算各管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度：
1)根据设计管段和管道坡度求降落量。

2)根据管径和充满度求管段的水深。

3)确定管网系统的控制点。

该城镇离污水厂最远的干管起点有7、
14、及22点，对主干管起决定作用的控制点是7点。

1点是主
干管的起始点，它的埋深考虑到管道内污水冰冻，地面荷载，
覆土厚度等各因素，因此将7点定位1.5m。

22点有集中流量，
所以定位为2.0m。

4)求设计管段上、下端的管内底标高，水面标高及埋设深度。

五、绘制管道纵剖面图
污水管道纵剖面图，反映管道沿线高程位置，它和管道平面布置图对应。

本题的设计深度仅为初步设计，因此，在水力计算结束后依据计算所得的管径、坡度等数据绘制污水管道纵剖面图，见附件四。