轻院 污水管道水力学设计

1轻院污水管道水力学设计第一节污水设计流量的确定设计流量选取的原则选取设计期限(20~30年)内的最大日(或最大班)最大时的污水流量作为设计流量。(包括生活污水设计流量和工业废水设计流量，在地下水位较高的地区，宜适当考虑地下水渗入量)第2页/共63页城市污水设计流量城市污水设计总流量一般采用直接求和的方法进行计算。即直接将上述各项污水设计流量（居民生活污水、公共建筑生活污水、工业企业内部生活污水及淋浴污水、工业废水）计算结果相加，作为污水管网设计的依据，其中不排入城市污水管道的工业废水不予计算。在地下水位较高的地区，还应适当加上地下水渗入量。第3页/共63页一、污水设计流量——指污水管道及其附属构筑物能保证通过的最大流量，设计流量包括生活污水量和工业废水量。生活污水设计流量居住区生活污水公共建筑生活污水工业企业生活污水及淋浴污水工业废水设计流量第4页/共63页第5页/共63页第6页/共63页居住区生活污水排水定额卫生设备情况室内有给水排水卫生设备，但无淋浴设备室内有给水排水卫生设备和淋浴设备室内有给水排水卫生设备，并有淋浴和集中热水供应分区一二三四五生活污水每人每日排水定额（L）55-9090-125130-17060-95100-140140-18065-100110-150145-18565-100120-160150-19055-90100-140140-180注：第一分区包括：黑龙江、吉林、内蒙古的全部，辽宁的大部分，河北、山西、陕西偏北的一小部分，宁夏偏东的一部分；第二分区包括：北京、天津、河北、山东、山西、山西的大部分，甘肃、宁夏、辽宁的南部，河南北部，青海偏东和江苏偏北的一小部分；第三分区包括：上海、浙江的全部，江西、安徽、江苏的大部分，福建北部、湖南、湖北的东部，河南南部；第四分区包括：广东、台湾的南部，广西的大部分，福建、云南的南部；第五分区包括：贵州的全部、四川、云南的大部分，湖南、湖北的西部，陕西和甘肃在秦岭以南的地区，广西偏北的一小部分第7页/共63页第8页/共63页第9页/共63页K总的选取①可按当地实际生活污水量变化资料采用，没有测定资料时，可查表或计算确定。②查阅《室外排水设计规范》（GB50014-2006）(已知平均日流量时使用)第10页/共63页第11页/共63页第12页/共63页第13页/共63页设计沟段排水面积A常通过划分街坊的泄水面积来确定设计沟段的排水面积。具体划分方法有：围坊式、低侧式和对边式。第14页/共63页第15页/共63页当街坊采用围坊布置时，常用各街角的角平分线划分街坊成4块，每块街坊的污水假定排入相近的街沟；第16页/共63页当街坊采用低边布置时，常假定整块街坊的污水排入在其低侧的街沟中；第17页/共63页当街坊采用对边布置时，常将街坊面积用中线划分，被划分的街坊的污水假定排入邻近的街沟中。第18页/共63页第19页/共63页第20页/共63页四、工业企业污水设计流量的确定工业企业生活污水及淋浴污水量确定工业废水量确定第21页/共63页1、工业企业生活污水及淋浴污水量确定工业企业内部生活污水，主要来自生产区的食堂、浴室、厕所等。其污水量与工业企业的性质、污染程度、卫生要求等因素有关。工业企业职工的生活污水量和淋浴污水量的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 及厂内公共建筑物生活污水量标准应与符合现行国家标准《建筑给水排水设计规范》（GB50015）的有关规定。工业企业职工的生活污水量标准应根据车间性质确定，一般采用25～35L/(人·班)，时变化系数为。淋浴污水在每班下班后1h均匀排出。第22页/共63页第23页/共63页第24页/共63页第二节污水管道系统的平面布置一、城市排水工程的设计原则排水工程的规划设计应符合国家城市建设的方针政策，遵循以下原则：(1)满足城市总体规划方面的要求，并与其它单项工程建设密切配合，互相协调。(2)符合环境保护的要求。要全面安排，首先从工业布局上考虑，做到合理布局，尽可能减少污染源。开展污(废)水综合利用，化害为利，变“废”为宝。(3)处理好远近期的关系。应全面规划，按近期设计，考虑远期发展有扩建的可能，并应根据使用要求和技术经济的合理性等因素，对近期工程作出分期建设的安排。第25页/共63页(4)要考虑现状，充分发挥原有排水设施的作用。(5)排水工程的规划与设计应处理好污染源治理与集中处理的关系。城市污水应以点源治理与集中处理相结合，以城市集中处理为主的原则加以实施。(6)注意工程建设中经济方面的要求如规划中尽量使各种排水管网系统简单，埋深浅，减少或避免污、雨水输送过程的中途提升等。要为污水和废水的处理和合理利用创造有利的条件。第26页/共63页(7)在规划与设计排水工程时，必须认真贯彻执行国家和地方有关部门制定的现行有关标准、规范或规定。同时也必须执行国家关于新建、改建、扩建工程，实行把防治污染设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的“三同时”规定，这是控制污染发展的重要政策。第27页/共63页二、排水工程设计资料1、与设计任务有关的资料(1)了解与本工程有关的城镇(地区)的总体规划以及道路、交通、给水、排水、电力、电信、防洪、环保、燃气、园林绿化等各项专业工程的规划。明确本工程的设计范围，设计年限，设计人口数；拟用的排水体制；(2)了解受纳水体的环保要求，确定污水处理处置方式；第28页/共63页(3)了解现有雨水、污水管道系统的走向，排水出口位置和高程；(4)了解与给水、电力、电信、燃气等工程管网及其它市政设施可能交叉的情况，确定污水管道在街道纵横断面的布置；(5)根据工程投资情况，确定适当设计标准。第29页/共63页2、有关自然因素方面的资料(1)地形图(2)气象资料(3)水文资料(4)工程地质资料第30页/共63页3、有关工程情况的资料包括道路的现状和规划（如道路等级、路面宽度及材料）；地面构筑物和地铁，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，电力供应的情况和价格；建筑、安装单位的等级和装备情况等。第31页/共63页三、平面布置的主要内容1）确定排水区界，划分排水流域；2）选择污水厂出水口位置；3）拟定污水干沟及总干沟的路线；4）确定需要抽升的排水区域和泵站位置的设置。第32页/共63页四、设计步骤1、确定排水区界(区界既定，排水规模亦定)原则：凡是有完善卫生设备的建筑区都应设置污水管道。第33页/共63页2、划分排水流域原则：一般来说，流域边界应与分水线相符合。分水岭最高点的连线（或等高线向外凸出部分顶点的连线）称为分水线（或分水界）。如，秦岭的山脊线即是长江和黄河的分水线。降落在分水线两侧的降水分别流入两个流域。第34页/共63页①地形起伏及丘陵地区，流域分界线与分水线基本一致；②地形平坦无显著分水线地区，让管网合理均衡负担整个排水面积，尽量使绝大部分污水能自流排水；③如有铁路或河流等障碍物贯穿，要有方案比较而择优（决定是否分为几个排水区域）。第35页/共63页3、确定污水厂、出水口的位置原则：①选城市的下风向，水体的下游；②离开居民区和工业区约300m。第36页/共63页4、污水管道系统的定线——确定污水管道的位置和走向按总干沟，干沟、支沟顺序依次进行。(1)定线时考虑的因素①城市规划②地形和用地布局③排水体制和线路数目④污水厂和出水口位置第37页/共63页⑤水文地质条件⑥道路宽度⑦地下管线和构筑物的位置⑧工业企业和产生大量污水的构筑物的分布情况⑨排水方式的选择第38页/共63页(2)应遵循的原则①尽量用最短的管线，在较小的埋深下，能把最大面积的污水、废水自流送往污水处理厂和水体。②尽量充分利用地形③污水总干沟的走向与数目取决于污水厂和出水口的位置和数目，所有管线都应朝出水口方向铺设并组成枝状管网。④尽量回避不良地质地段及、穿越其他管线、建筑物第39页/共63页⑤污水干管一般沿城市道路布置，不宜设在交通繁忙的快车道和狭窄的街道下，也不宜设在无道路的空地上，而通常设在污水量较大或地下管线较少一侧的人行道、绿化带或慢车道下。⑥管线布置应简洁顺直，不要绕弯，避免在平坦地段布置流量小而长度长的管道，尽可能不设或少设中途泵站。第40页/共63页(3)污水干沟和总干沟的布置①地形具有适中的坡度(地形平坦略向一边倾斜)第41页/共63页②地形倾向河道坡度较大第42页/共63页③流域范围大，且地形较平坦第43页/共63页④地形将城市划分成高低二区第44页/共63页(4)污水支沟布置——考虑街坊特征污水支沟的布置形式a.低侧式b.围坊式c.穿坊式第45页/共63页低侧/边式：街区面积不太大，街坊狭长或地形倾斜时采用围坊/周边式：街坊地势平坦且面积较大时采用穿坊式：街坊内部建筑规划已定，或街坊内部沟道自成体系，支沟可以穿越街坊布置第46页/共63页(5)污水沟道系统的最后布置形式(a)正交式；(b)截流式；(c)平行式；(d)分区式；(e)分散式；(f)环绕式第47页/共63页5、控制点的确定对整个管道系统高程起控制作用的点。第48页/共63页6泵站设置由于地形原因，当管道埋深接近最大埋深时，为提高下游管道的管位而设置的泵站，称为中途泵站。若是将低洼地区的污水抽升到地势较高地区管道中，或是将高层建筑地下室、地铁、其它地下建筑的污水抽送到附近管道系统所设置的泵站，称为局部泵站。污水管道系统终点的埋深通常很大，而污水处理厂处理后的出水因受受纳水体水位的限制，处理构筑物一般埋深很浅或设置在地面上，因此需设置泵站将污水抽升到第一个处理构筑物，这类泵站称为终点泵站或总泵站。污泥泵站：污水处理厂第49页/共63页第三节管道在街道上的位置关于地下管线①管道交叉的原则有压(管)让无压(管)，小管让大管，新管让旧管，柔性让刚性，临时让永久第50页/共63页第51页/共63页第52页/共63页第四节污水管道水力学设计一、设计任务根据已经确定的沟道路线，计算和确定各设计沟段的设计流量、管径、坡度、流速、充满度和沟底高程。第53页/共63页二、设计原则不冲刷、不淤积、不溢流、要通风第54页/共63页三、设计计算方法1、先确定控制点控制点是指在污水排水区域内，对管道系统的埋深起控制作用的地点。如各条管道的起点大都是这条管道的控制点。整个管道系统控制点的位置一般是位于离污水厂或出水口最远处或排水流域中，地面高程最低处，具有相当深度的工厂排出口也可能是整个管道系统的控制点。这些控制点的管道埋深影响整个污水管道系统的埋深，所以应当尽量浅些。第55页/共63页2、将沟段划分为若干设计沟段设计沟段的起迄点是检查井的位置；通过沟段上下游井点的地面高程算出地面坡度.若地面坡度和流量变化很小，可合并。第56页/共63页3、从污水厂出来的第一个窨井开始编号，标定每个设计沟段起迄点上窨井的编号第57页/共63页4、确定各设计沟段的服务面积、设计流量每一设计沟段的污水设计流量可能包括下列几种流量：沿线流量：从本沟段服务的街坊流来的流量；集中流量：从工厂(生产车间及生活区)或公共建筑来的流量，它们的排水量可以较为准确的估计。转输流量：从上游沟段和旁侧沟段来的流量。第58页/共63页沿线流量第59页/共63页第60页/共63页将求得的管径，沟底高程等直接标注在沟道平面布置图上。第61页/共63页设计实例见书P77第62页/共63页感谢您的观看！第63页/共63页