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文档之家› 第七章 污水管道系统的设计计算
第七章 污水管道系统的设计计算
该管段的转输送流量是从管段8-9-10-2流来的生 活污水平均流量,其值为q2= q0×F =0.486× (1.21+1.7+1.43+2.21+1.21+2.28)=4.88L/s。 合计平均流量q1+ q2=5.95L/s,查Kz=2.2,该管段 的生活污水设计流量Q1=5.95×2.2=13.09L/s。总 设计流量Q=13.09+25=38.09L/s。 其余管段的设计流量计算方法相同。计算结果列 于表2。
本段流量:
q1 F q s K Z
q1——设计管段的本段流量,L/s; F——设计管段服务的街坊面积,公顷; KZ——生活污水量总变化系数; qs——单位面积的本段平均流量,比流量,L/s.公 顷
qs n 86400
式中:n——污水量标准,L/(人.d); p——人口密度,人/公顷。
• 满足街坊污水连接管衔接要求:
从以上三个因素出发,可以得到三个不同的覆土 厚度,最大值就是这一沟段的允许最小覆土厚度。
最大埋深
根据技术经济指标及施工方法决定。
在干燥土壤中,沟道最大埋深一般不超过7~8m; 在多水、流沙、石灰岩地层中,一般不超过5m。
(6)污水管道的衔接
衔接原则:
(1)尽可能提高下游沟段的高程,以减少埋深,从 而降低造价,在平坦地区这点尤其重要;
(2)避免在上游管段中形成回水而造成淤积; (3)不允许下游管段的管底高于上游管段的管底。
管顶平接 衔接 方法 水面平接
管顶平接
水面平接
一般情况下, 异管径管段采用管顶平接。 同管径管段采用水面平接。
管顶平接
水面平接
特殊情况,
同管径,坡度变陡,沟顶平接。 下游管径小于上游管径(坡度变陡),管底平接。
N
4 5 16 10 13 16 17 18 23 6
88
7
浴
11 17
12
18
87
86
1
某小区污水管道平面图布置
3、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(一般定为街区两 断)、集中流量及旁侧支管进入的点,作为设计 管段的起止点的检查井并编上号码。例如,本例 的主干管长1200余m,根据设计流量变化的情况, 可划分为1-2 , 2-3 , 3-4 , 4-5 , 5-6, 6-7,6个设计管段。
最大设计流速:是保证管道不被冲刷破坏的 流速,与管道材料有关;金属管道的最大流 速为10m/s,非金属管道的最大流速为5m/s。
(3)最小设计坡度
(1)
(2)
(3)
——相应于最小设计流速的坡度为最小设计坡度, 最小设计坡度是保证不发生淤积时的坡度。 设计充满度一定时,管径越大,最小设计坡度 越小。 规定: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。
设计流速(v)
最小设计坡度(i) 最小管径(D)
(1)设计充满度(h/D)
——指设计流量下,管道内的有效水深与管径的比值。 h/D =1时,满流
h D
h/D <1时,非满流 《室外排水设计规范》规定,最大充满度为:
管径(D)或暗渠高(H) (mm) 200~300 350~450 500~900 ≥1000 最大充满度(h/D) 0.60 0.70 0.75 0.80
量的比值 Kh——时变化系数,最大日最大时污水量与最大 日平均时污水量的比值 KZ ——总变化系数,最大日最大时污水量与平 均日平均时污水量的比值
KZ=Kd Kh
(1)居民生活污水量变化系数
生活污水量总变化系数
污水平均日流量 (L/s) 总变化系数 (KZ) 5 2.3 15 2.0 40 1.8 70 1.7 100 1.6 200 1.5 500 1.4 〉1000
(4)最小管径
• 为什么要规定最小管径?
街坊管最小管径为200mm,街道管最小管径为 300mm。 • 什么叫不计算管段? 在管道起端由于流量较小,通过水力计算查得 的管径小于最小管径,对于这样的管段可不用再 进行其他的水力计算,而直接采用最小管径和相 应的最小坡度,这样的管段称为不计算管段。
(5)污水管道的埋设深度
(4)工业废水设计流量
Q4 m M Kz 3600 T
m——生产过程中每单位产品的废水量定额; M——产品的平均日产量; T——每日生产时数; KZ ——总变化系数。
(5)城市污水设计总流量
Q Q1 Q 2 Q 3 Q 4 ( L / s )
7.2管段设计流量计算
连接管、污水干管(主干管和干管)、污水支管。 一般检查井的设置位置有:流量汇入的地方、管径 变化的地方、转弯、或在直管段管径长度较长时 (30~70m)。 水流为重力流,需满足一定水力坡度。 管道埋深太大时设提升泵站(平坦地区,反坡); 坡度较大,设置跌水井。
本例中,居住区人口密度为350cap/ha,居民生活 污水定额为120L/(cap·d),则每ha街区面积的生 活污水比流量为:
q0 350 120 86400 0 . 486 ( L /( s ha )
设计管段1-2为主干管的起始管段,只有集中流量 25L/s流入,故设计流量为25L/s。设计管段2-3除 转输管段1-2的集中流量25L/s外,还有本段流量q1 和转输流量q2流入。该管段接纳街区24的污水,其 面积为2.2ha,故本段流量q1= q0×F =1.07L/s;
火车站 89
8 11
N
12 168Leabharlann 浴9 13 1710
14
18 19 工厂乙
87
15 工厂甲
86
1
2 3 4 5 6 7
某小区污水管道平面图布置
2、街区编号并计算其面积
将各街区编上号码,并按各街区的平面范围计算 它们的面积,列入表1中。用箭头标出各街区污水排 出的方向。
表1 街区面积
街区 编号 1 2 1.70 12 2.40 22 1.71 3 2.08 13 1.21 23 1.80 4 1.98 14 2.28 24 2.20 5 2.20 15 1.45 25 1.38 6 2.20 16 1.70 26 2.04 7 1.43 17 2.00 27 2.40 8 2.21 18 1.80 9 1.96 19 1.66 10 2.04 20 1.23
管道的埋设深度有两个意义:
地面
决定污水管道最小覆土厚度 的因素: 地面荷载
管道
覆 土 厚 度
埋 设 深 度
冰冻线的要求 满足街坊管连接要求
• 满足地面荷载要求:车行道下最小覆土厚度0.7m
• 满足防冰冻要求:
《室外排水设计规范》规定:无保温措施的生活污 水管道,管底可埋设在冰冻线以上0.15m;有保温 措施或水温较高的管道,距离可以加大。
(L / s)
q2i ——各公共建筑最高日污水量标准,L/(用水单位.d); N2i ——用水单位数; T2i ——最高日排水小时数,h; Kh2i ——污水量时变化系数。
(3)工业企业生活污水及淋浴污水量计算
Q3 A 1 B1 K 1 A 2 B 2 K 2 3600 T C 1 D1 C 2 D 2 3600
火车站 89 N
88 浴
87
工厂甲 工厂乙
86
某市一个小区平面图
设计方法和步骤: 1、在小区平面图上布置污水管道
从小区平面图可知,该区地势自北向南倾斜,坡 度较小,无明显分水线,可划分为一个排水流域。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,主干管则沿小区南面河岸布置, 基本与等高线平行。整个管道系统呈截流式形式布置, 如下图。
街区面 1.21 积(ha) 街区 编号 街区面 积(ha 街区 编号 街区面 积(ha 11 2.40 21 1.53
火车站 89
1 8 2 3 12 8 9 13 10 14 15 14 19 20 15 工厂甲 24 2 3 25 4 26 5 工厂乙 6 21 22 19 27 7 9 11
污水管网设计任务:计算不同地点污水流量、 各管段污水流量,确定管径、埋深和衔接方 式等。
• 管段:污水管网中流量和坡度不变的管道。 • 管段设计流量:管段上游端汇入的污水量和 该管段收集的污水量。 • 节点:管段的上游端和下游端。
节点设计流量
节点流量: • 该节点下游本段沿线污水流量(生活污水) • 集中流量(工业废水、工业生活污水与淋浴污水、 公建污水)
污水管道系统设计流量的确定
• 居民生活污水定额和综合生活污水定额应根据用 水定额,结合建筑内部给排水设施水平和排水系 统普及程度等因素确定。 • 工业企业生活污水和淋浴污水量按有关规定协调。 • 工业企业废水量根据工艺特点确定。
污水量的变化
污水量变化可以用变化系数和变化曲线来描述。
Kd——日变化系数,最大日污水量与平均日污水
A1——一般车间最大班职工人数; B1——一般车间职工生活污水定额,以25 L/(人.班)计; K1 ——一般车间生活污水量时变化系数,以3.0计; A2——热车间和污染严重车间最大班职工人数; B2——热车间和污染严重车间职工职工生活污水定额,以35 L/(人.班)计; K2 ——热车间和污染严重车间生活污水量时变化系数,以2.5计; C1——一般车间最大班使用淋浴的职工人数; D1——一般车间的淋浴用水量定额, 以40(L/(人.班)计; C2——热车间和污染严重车间最大班使用淋浴的职工人数; D2——热车间和污染严重车间的淋浴用水量定额, 以60(L/(人.班)计; T ——每工作班工作时数。
为什么要做最大设计充满度的规定?
1、预留一定的过水能力,防止水量变化的冲击, 为未预见水量的增长留有余地; 2、有利于管道内的通风; 3、便于管道的疏通和维护管理。