排水管網(wǎng)計(jì)算說(shuō)明書

1、給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書21萬(wàn)人城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)學(xué) 院：環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院專 業(yè)：給水排水工程班 級(jí)：給排水1001學(xué) 號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：楊春平 教授二一三 年 一 月21萬(wàn)人城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)規(guī)劃前言由于城市化進(jìn)程加快，城市人口急劇膨脹，城市水環(huán)境、生活環(huán)境遭到嚴(yán)重的污染和危害。城市排水管道系統(tǒng)是現(xiàn)代化城市不可缺少的重要城市市政基礎(chǔ)設(shè)施，是城市社會(huì)文明、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志，也是城市水污染防治防洪的骨干工程。它的任務(wù)是及時(shí)收集和輸送城市人們?cè)谏a(chǎn)和生活中排放的廢水以及城市雨水、冰雪融水，避免污水直接排入江河污染水體，進(jìn)而造成人們生產(chǎn)和生活的危害。在面臨全球水資源缺乏及嚴(yán)重

2、污染的今天，排水管道系統(tǒng)不僅僅起到截污、防洪、排澇的作用，還能有效地防治水污染、凈化污水為城市提供第二水源。 在本設(shè)計(jì)中，將根據(jù)所提供的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)資料和圖紙，完成某城鎮(zhèn)排水管道系統(tǒng)，包括污水管道系統(tǒng)和雨水管道系統(tǒng)的定線，排水管道計(jì)算和圖紙的繪制。其中，污水管道系統(tǒng)是由收集和輸送城市污水的管道及其附屬構(gòu)筑物組成的。設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和深度應(yīng)按照基本建設(shè)程序及有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)定、規(guī)程確定。通常污水管道系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；包括設(shè)計(jì)地區(qū)的面積、設(shè)計(jì)人口數(shù)、污水定額、防洪標(biāo)準(zhǔn)等的確定；污水管道系統(tǒng)的平面布置；污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量計(jì)算和水力計(jì)算；繪制污水管道系統(tǒng)平面圖和縱斷面圖等。雨水管渠系統(tǒng)是由

3、雨水口、雨水管渠、檢查井、出水口等構(gòu)筑物所組成的一整套工程設(shè)施。雨水管渠系統(tǒng)的任務(wù)是及時(shí)的匯集并排除暴雨形成的地面徑流，防止城市居住區(qū)與工業(yè)企業(yè)受淹，以保障城市人民的生命安全和生活生產(chǎn)的正常秩序。在雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)中管渠是主要的主成部分。所以合理而又經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行雨水管渠的設(shè)計(jì)具有很重要的意義。雨水管渠設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：確定當(dāng)?shù)乇┯陱?qiáng)度公式，劃分排水流域，進(jìn)行雨水管渠的定線，根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀笈c地理?xiàng)l件，工程要求等確定設(shè)計(jì)參數(shù)，計(jì)算設(shè)計(jì)流量和進(jìn)行水力計(jì)算，確定每一設(shè)計(jì)管段的斷面尺寸、坡度、管底標(biāo)高及埋深，繪制管渠平面圖和縱剖面圖。目 錄一設(shè)計(jì)任務(wù)二設(shè)計(jì)原始資料第1章 排水管網(wǎng)系統(tǒng)11.1排水分類11.

4、2排水系統(tǒng)的體制11.3排水體制的選擇31.4管道材料及管道系統(tǒng)上的主要構(gòu)筑物42.4.1管道材料42.4.2管道系統(tǒng)上的主要構(gòu)筑物4第3章 污水管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算63.1 確定排水區(qū)界、劃分排水流域63.2 污水管道定線73.2.1 定線原則和影響因素73.2.2 本設(shè)計(jì)管段定線73.3 街區(qū)編號(hào)并計(jì)算其面積73.4設(shè)計(jì)流量的計(jì)算83.4.1 比流量的計(jì)算103.4.2 管段設(shè)計(jì)流量的計(jì)算113.5 管段的水力計(jì)算123.5.1 設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇123.5.2 管段的水力計(jì)算143.6 泵站的選擇16第4章 雨水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)194.1 雨水管渠系統(tǒng)平面布置特點(diǎn)194.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的

5、確定204.2.1 雨水管渠設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式204.2.2 徑流系數(shù)的確定214.2.3 設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度的確定214.3 雨水管渠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟224.3.1 劃分排水流域和管道定線224.3.2 劃分設(shè)計(jì)管段224.3.3 劃分并計(jì)算各設(shè)計(jì)管段的匯水面積224.3.4 確定單位面積徑流量264.4 雨水管渠設(shè)計(jì)參數(shù)264.5 雨水管渠水力計(jì)算27第5章 管件材料29第5章 結(jié)論與建議295.1 結(jié)論295.2 建議30參考文獻(xiàn)32一、設(shè)計(jì)任務(wù)根據(jù)任務(wù)書給定的資料，綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，進(jìn)行某城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)相關(guān)設(shè)計(jì)。按室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。 二、設(shè)計(jì)原始資料1、某城鎮(zhèn)總平面圖（1:80

6、00）。2、該城鎮(zhèn)給水排水普及率為100%，近期規(guī)劃人口密度和最高日居民生活用水定額如下：組別1234567學(xué)號(hào)1561011151620212526303135人口密度(人/公頃)300350400450500550600用水定額1001班統(tǒng)一采用150 L/cap d，1002班統(tǒng)一采用180 L/cap d注：可互換組別，但每組人數(shù)不得超過(guò)5人；也可小于5人一組或單獨(dú)完成，此時(shí)人口密度取學(xué)號(hào)最小的同學(xué)對(duì)應(yīng)的值，如學(xué)號(hào)為1取310人/公頃，學(xué)號(hào)為2則取320人/公頃，依次類推。3、居住區(qū)建筑為6層。4、居住區(qū)衛(wèi)生設(shè)備：室內(nèi)有給排水設(shè)備和淋浴設(shè)備。5、城市給水管網(wǎng)供水的工廠A，用水量為800

7、m3/d，該廠按三班制工作，每班人數(shù)300人，每班淋浴人數(shù)為30%；工廠B，用水量為500m3/d，該廠按兩班制工作，每班人數(shù)400人，每班淋浴人數(shù)為50%。兩個(gè)工廠對(duì)水質(zhì)和水壓無(wú)特殊要求。6、鐵路車站用水量為500m3/d。7、醫(yī)院用水量為500m3/d。8、澆灑道路及綠地用水量300m3/d。9、未預(yù)見(jiàn)用水量及管網(wǎng)漏水量取值范圍15-25%。10、此城鎮(zhèn)位于浙江省內(nèi)，土質(zhì)為砂紙粘土，無(wú)地下水，不考慮冰凍。11、城市地面覆蓋情況 (或根據(jù)規(guī)劃圖自定)及相應(yīng)的徑流系數(shù)如下：地面種類面積（%）徑流系數(shù)屋面300.90混凝土路面200.85草地500.1512、居民生活最高日用水量變化情況如下：時(shí)

8、間0112233445566778用水量(%)1.511.511.21.21.994.275.685.92時(shí)間89910101111121213131414151516用水量(%)6.125.695.325.335.265.245.305.46時(shí)間16171718181919202021212222232324用水量(%)5.896.045.705.113.562.732.201.86第1章 污水管網(wǎng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算1.1 確定排水區(qū)界、劃分排水流域排水區(qū)界是污水排水系統(tǒng)設(shè)置的界限。它是根據(jù)城鎮(zhèn)總體規(guī)劃的設(shè)計(jì)規(guī)模決定的。在排水區(qū)界內(nèi)，根據(jù)地形及城鎮(zhèn)的豎向規(guī)劃，劃分排水流域。由于該城市地形較為平

9、坦且向一邊傾斜，沒(méi)有明顯的分水線，所以根據(jù)面積大小劃分，使各相鄰流域的管道系統(tǒng)合理分擔(dān)排水面積，使干管在最大合理埋深情況下，流域內(nèi)絕大部分污水能自流接入。劃分排水流域時(shí)，采用了兩種完全不同的方案進(jìn)行方案的比較。方案A見(jiàn)圖1-1，方案B見(jiàn)圖1-2：圖1-1 圖1-2方案A，根據(jù)城市地形特點(diǎn)即地勢(shì)向水體傾斜，地面坡度較大，該方案采用分區(qū)排水的方式，將城市分為東西兩區(qū)，兩條污水主干管沿河岸布置，五條干管，穿越一次河流。該方案的特點(diǎn)是充分利用地形，干管長(zhǎng)度短，管徑小，管道埋深可以降低，但是要設(shè)兩條主干管，且干管條數(shù)較多。方案B，根據(jù)城市地形特點(diǎn)即地勢(shì)向南傾斜，地面坡度較大，地面坡度基本都大于一般管徑下

10、的最小設(shè)計(jì)坡度，所以起端干管距離較長(zhǎng)并不會(huì)造成后續(xù)管道埋深增加較大。該方案設(shè)有一根主干管，三根支管，穿越一次河流。該方案的特點(diǎn)是只設(shè)一根主干管，管材較少。綜合比較方案A和方案B，由于地形坡度較大，管道基本都是沿著地面的坡度埋設(shè)，所以管段的終端埋深都不是很深，即都不需要設(shè)中途泵站。即主要是比較管網(wǎng)的總造價(jià)即可，方案B的管線條數(shù)明顯少于方案A，所以選擇方案B作為最終的設(shè)計(jì)方案。1.2 污水管道定線在城鎮(zhèn)（地區(qū)）總平面圖上確定污水管道的位置和走向，稱污水管道系統(tǒng)的定線。正確的定線是合理的、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計(jì)污水管道系統(tǒng)的先決條件，是污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。管道定線一般按主干管、干管、支管順序依次進(jìn)行。1

11、.2.1 定線原則和影響因素定線應(yīng)遵循的主要原則是：管道定線應(yīng)盡可能地在管線較短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。一般情況下，地形是主要的影響因素。定線時(shí)應(yīng)充分利用地形，使管道的走向符合地形趨勢(shì)，一般宜順坡排水。在整個(gè)排水區(qū)域較低的地方敷設(shè)主干管和干管，便于支管的污水能自流接入，而橫管的坡度盡可能與地面坡度一致。在地形平坦地區(qū)，應(yīng)避免小流量的橫支管長(zhǎng)距離平行于等高線敷設(shè)，讓其盡早接入干管，宜使干管與等高線垂直，主干管與等高線平行。在坡度較大的時(shí)候應(yīng)設(shè)置跌水井，改善水力條件。1.2.2 本設(shè)計(jì)管段定線具體定線方案見(jiàn)圖1-3圖1-31.3 街區(qū)編號(hào)并計(jì)算其面積將各街區(qū)編上號(hào)碼，用箭頭

12、標(biāo)出各街區(qū)污水排出的方向,見(jiàn)圖1-4，并按各街區(qū)的平面范圍計(jì)算它們的面積，列入表1-1中。圖1-4 街區(qū)面積匯表 表1-1街區(qū)編號(hào)123467891011街區(qū)面積（ha）16.12816.12816.12816.12822.81016.12816.12816.12816.12816.128街區(qū)編號(hào)12131415161718192021街區(qū)面積（ha）18.89217.02417.02417.02417.02417.02414.51519.35418.20218.202街區(qū)編號(hào)22232425262728293031街區(qū)面積（ha）17.19017.69617.19018.20210.2591

13、5.68616.05711.67412.76811.968街區(qū)編號(hào)323334353637街區(qū)面積（ha）9.83022.70724.3589.0118.4488.7301.4設(shè)計(jì)流量的計(jì)算1.4.1 居民生活污水設(shè)計(jì)流量的確定居民生活污水是指居民日常生活中洗滌、沖廁、洗澡等產(chǎn)生的污水。居民生活污水設(shè)計(jì)流量可按下式計(jì)算： 式中 Q 居民生活污水設(shè)計(jì)流量（L/s）； n 最高日居民生活用水定額（L/cap·d）；N1 設(shè)計(jì)人口數(shù)（cap）；k 排放系數(shù)；kz 生活污水量總變化系數(shù)；kd 生活用水量日變化系數(shù)。設(shè)計(jì)人口指污水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)期限終期的規(guī)劃人口數(shù)。它與城市的發(fā)展規(guī)模及人口的增長(zhǎng)

14、率有關(guān)。1.4.2 工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量 式中 Q 工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量（L/s）； q2i 各工礦企業(yè)日用水量（m3/ d）；k 排放系數(shù)。1.4.3 工業(yè)企業(yè)的生活淋浴污水設(shè)計(jì)流量 工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設(shè)計(jì)流量用下式計(jì)算：式中 Q3 工業(yè)企業(yè)的生活淋浴污水設(shè)計(jì)流量（L/s）； q3ai 各工礦企業(yè)車間職工生活用水量定額L/(cap·d)，一般車間25 L/(cap·d),高溫車間采用35 L/(cap·d)；q3bi 各工礦企業(yè)車間職工淋浴用水量定額L/(cap·d)，一般車40L/(cap·d),高溫車間采用60 L/(cap·d

15、)；N3ai 各工礦企業(yè)車間最高日職工生活用水總?cè)藬?shù)（cap）；N3bi 各工礦企業(yè)車間最高日職工淋浴用水總?cè)藬?shù)（cap）；T3ai 各工礦企業(yè)車間最高日每班工作小時(shí)數(shù)（h）；Kh4ai 各工礦企業(yè)車間最高日職工生活污水量班內(nèi)變化系數(shù)，一般車間采用3.0,高溫車間采用2.5。1.4.5 公共建筑污水設(shè)計(jì)流量可利用綜合污水定額計(jì)算，如有具體資料也可單獨(dú)計(jì)算。 式中 Q 各公共建筑污水設(shè)計(jì)流量（L/s）； q 各公共建筑最高日用水量（ m3/ d） k 排放系數(shù)。2.4.6 城市污水設(shè)計(jì)總流量城市污水設(shè)計(jì)總流量: 。 1.5設(shè)計(jì)流量的計(jì)算1.5.1比流量q0的計(jì)算（1）居住區(qū)生活污水定額的確定居住

16、區(qū)生活污水定額可參考居民生活用水定額或綜合生活用水定額。其中，居民生活污水定額和綜合生活污水定額應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)夭捎玫挠盟~，結(jié)合建筑內(nèi)部給排水設(shè)施水平和排水系統(tǒng)普及程度等因素確定。在按用水定額確定污水定額時(shí)，對(duì)給排水系統(tǒng)完善的地區(qū)可按用水定額的90%計(jì)，一般地區(qū)可按用水定額的80%計(jì)。計(jì)算中根據(jù)當(dāng)?shù)赜盟~確定污水定額。在本設(shè)計(jì)中，采用平均日用水定額的80%計(jì)算綜合污水定額n。n=150/1.5×80%=80 (L/(Cap·d) （2）比流量的計(jì)算=0.486L/(s·ha) 式中 Qd居民生活污水平均日流量（L/s）; Ai街區(qū)面積和(ha)。1.5.2 管段設(shè)

17、計(jì)流量的計(jì)算每一設(shè)計(jì)管段的污水設(shè)計(jì)流量可能包括以下幾種流量: (1)本段流量q1：是從管段沿線街坊流來(lái)的污水量。 (2)轉(zhuǎn)輸流量q2：是從上游管段和旁側(cè)管段流來(lái)的污水量。(3)集中流量q3：是從工業(yè)企業(yè)或其他大型公共建筑物流來(lái)的污水量。管段設(shè)計(jì)流量采用列表進(jìn)行計(jì)算，見(jiàn)表污水管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算 表1-2管段編號(hào) 居民生活污水日平均流量分配 管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算 本段轉(zhuǎn)輸流量(L/s)合計(jì)流量(L/s)總變化系數(shù)沿線流量(L/s)集中流量設(shè)計(jì)流量(L/s)街坊編號(hào)街坊面(ha)比流量(L/s)/ha流量(L/s)本段(L/s)傳輸(L/s)1215.68 15.68 231.36 7.84 2431.3

18、6 31.36 1.856.45 31.36 34316.130.4867.847.84 2.217.24 4.63 56.45 4547.04 47.04 1.884.67 4.63 21.87 5662.72 62.72 1.7106.62 4.63 89.30 6778.40 78.40 1.7133.28 4.63 111.25 7898.67 98.67 1.6157.87 4.63 137.91 81898.67 98.67 1.6157.87 4.63 4.63 162.50 9109.41 9.41 2.119.76 167.13 101118.26 18.26 236.51

19、19.76 111227.10 27.10 1.951.50 36.51 1213 43.74 43.74 1.878.72 51.50 131460.61 60.61 1.7103.04 78.72 141568.89 68.89 1.7117.11 103.04 151685.52 85.52 1.6136.83 117.11 22239.77 9.77 2.120.51 136.83 232428.43 28.43 1.954.01 4.63 20.51 242548.07 48.07 1.886.53 4.63 58.64 252658.13 58.13 1.798.82 4.63 9

20、1.16 2627 68.44 68.44 1.7116.35 4.63 103.45 2827378.730.4864.244.24 2.39.76 7.41 120.98 27213111.970.4865.8272.68 78.50 1.7133.45 12.04 17.17 212078.50 78.50 1.7133.45 12.04 145.49 2019 78.50 78.50 1.7133.45 12.04 145.49 19162518.200.4868.8478.50 87.35 1.6139.76 12.04 145.49 1617181.14 181.14 1.5271

21、.72 12.04 151.79 1.6 管段的水力計(jì)算1.6.1管段水力計(jì)算分析污水管網(wǎng)管段的設(shè)計(jì)流量確定之后，即可由上游管段開(kāi)始，進(jìn)行各管段的水力計(jì)算。管段的直徑和坡度是決定污水管網(wǎng)技術(shù)的合理性和經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵步驟。管道的坡度的確定應(yīng)參考地面坡度和保證自凈流速的最小坡度，一方面要使管道盡可能與地面坡度平行，以減少管段的埋深，同時(shí)也必須保證合理的設(shè)計(jì)流速，使管段不發(fā)生淤積和沖刷。在保證合理流速和充滿度的前提下，選擇不同的管徑，則要求不同的坡度。在管網(wǎng)的起點(diǎn)，流量可能很小，已經(jīng)沒(méi)有管徑選擇的余地，可以不通過(guò)計(jì)算直接采用最小管徑，在平坦地區(qū)還可以直接采用相應(yīng)的最小設(shè)計(jì)坡度。較大坡度地區(qū)管段設(shè)計(jì)，可以

22、直接采用地面坡度作為管段的設(shè)計(jì)坡度，然后根據(jù)設(shè)計(jì)流量和最大充滿度約束條件，即可直接查污水管道直徑選用圖（給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)附圖1）。然后根據(jù)選定的管徑，計(jì)算充滿度。平坦或反坡的地區(qū)，考慮到經(jīng)濟(jì)性，可以直接查最小坡度條件下的非滿管流量表（給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)表9.10）來(lái)確定最大的管徑，同時(shí)確定坡度。1.6.2管段的銜接設(shè)計(jì)上下游管道的直徑相同的時(shí)候，特別是平坦的地區(qū)，應(yīng)該選用水面平接。當(dāng)?shù)孛娴钠露容^大的時(shí)候，上下游管徑不相同的時(shí)候，應(yīng)該選用管頂平接。在特殊的情況下，如下游的管道地面坡度急劇增加，下游管道管徑小于上游管道管徑，可以采用管低平接。1.6.3 管段的水力計(jì)算首先，采用鋼筋混凝土管作為排水管

23、材，其粗糙系數(shù)是n=0.014。根據(jù)平面布置圖，參考該城鎮(zhèn)的地形特點(diǎn)，確定節(jié)點(diǎn)1點(diǎn)為整個(gè)管網(wǎng)的控制點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)1所在干管的起始端出是一個(gè)街區(qū)，為確定節(jié)點(diǎn)1的埋深，需先對(duì)街區(qū)管11進(jìn)行水力計(jì)算，見(jiàn)表1-3支管水力計(jì)算表 表1-3管段長(zhǎng)度(m)設(shè)計(jì)流量(L/s)管段坡度()管徑(m)管段流速(m/s)充滿度降落量(m)h/DH(m)6087.84 3.443000.53 0.260.082.09標(biāo)高(m)埋沒(méi)深度地面水面管內(nèi)底(m)上端下端上端下端上端下端上端下端92.0089.9187.6785.5987.685.513.70 3.70 所以控制點(diǎn)1的埋深為3.7m，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)1所在管段的水力計(jì)算。（

24、1） 首先將管段編號(hào)、長(zhǎng)度、設(shè)計(jì)流量、上下端地面的標(biāo)高等已知數(shù)據(jù)分別填入水力計(jì)算表中。（2） 確定起點(diǎn)管段的埋深，節(jié)點(diǎn)1的埋深為3.7m，將起點(diǎn)的埋深表中，同時(shí)計(jì)算管內(nèi)底的標(biāo)高89.11-3.70=85.41m，填入表中。（3） 進(jìn)行12管段設(shè)計(jì)在規(guī)劃圖中可以看出，節(jié)點(diǎn)1處的地面標(biāo)高為89.81，節(jié)點(diǎn)2的地面標(biāo)高為88.26，地面坡度為0.0051，地形坡度較大，二管段12的設(shè)計(jì)流量小于33L/s,直接采用最小管徑300mm，300mm管的最小設(shè)計(jì)坡度為0.003小于地形坡度，所以最終確定管段12的管徑為300mm，設(shè)計(jì)坡度為0.0051。（4） 再通過(guò)圖表計(jì)算法確定流速和充滿度由管徑0.3和

25、水力坡度0.0051，得滿管流的流速，滿管流的流量是，。根據(jù)的值，直接查非滿管流圓管水力計(jì)算圖（給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)圖3.3），就可以確定充滿度，。這樣就可以算出充滿度和流速了。（5） 管道管徑、流速、充滿度的確定 根據(jù)上述計(jì)算過(guò)程，分別確定2-3和3-4的管道的管徑、流速、充滿度。將計(jì)算所得的管徑、坡度、管內(nèi)流速、充滿度分別水力計(jì)算表中。（6） 進(jìn)行管段的銜接設(shè)計(jì)和高程計(jì)算根據(jù)計(jì)算出來(lái)的上下游管段的管徑、管段坡度和地面標(biāo)高確定管道上下游的銜接方式。由于1-2和2-4號(hào)管道的直徑分別是300mm和400mm，所以選擇的是管頂平接。由上計(jì)算可知，1-2段水面高度，該管段水面上端的標(biāo)高就是：h+管內(nèi)底

26、上端標(biāo)高=85.41+0.147=85.56m。該管段的降落量=。水面下端的標(biāo)高=水面上端的標(biāo)高管段的降落量=85.56155=84.01m。管內(nèi)底的下端標(biāo)高=管內(nèi)底的上端標(biāo)高管段的降落量=85.411.55=83.86。下端的埋深=88.2683.86=3.7m。 按照上述的計(jì)算過(guò)程完成各主干管，干管水力計(jì)算。以上計(jì)算的時(shí)候，必須滿足流速大于0.6m/s，且小于5m/s，坡度要大于各管段對(duì)應(yīng)的最小坡度，充滿度小于各管段對(duì)應(yīng)的最大充滿度。如不滿足，必須進(jìn)行調(diào)整。使得各項(xiàng)參數(shù)符合規(guī)范。 在本設(shè)計(jì)中，有一處管段比較特殊，1920管段在橋上，在進(jìn)行管道布置時(shí)需要考慮橋的構(gòu)造情況，管道設(shè)置在橋上。在本

27、設(shè)計(jì)中利用管橋架設(shè)管道。具體各管段的水力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1-4與表1-5污水管網(wǎng)水力計(jì)算 表1-4管段編號(hào)管段長(zhǎng)度(m)設(shè)計(jì)流量(L/s)管段坡度()管徑(m)管段流速(m/s)充滿度降落量(m)h/DH(m)支管116087.84 3.443000.53 0.260.082.091230431.36 5.103000.90 0.490.151.552430456.45 3.364000.89 0.500.201.023460821.87 3.003000.67 0.470.141.824530489.30 5.594501.21 0.470.211.7056304111.25 8.364501.

28、49 0.480.212.5467384137.91 4.905001.28 0.530.261.8878616162.50 7.345001.56 0.520.264.528181240167.13 0.907000.71 0.590.411.1191030419.76 3.453000.69 0.420.131.05101130436.51 2.043500.66 0.560.190.62111230451.50 6.324001.10 0.400.161.921213 30478.72 8.494001.37 0.470.192.581314304103.04 4.804501.19 0

29、.530.241.461415304117.11 2.705000.98 0.580.290.821516304136.83 5.265001.32 0.520.261.60222336020.51 3.003000.66 0.450.131.08232437658.64 5.514001.08 0.440.182.07242528891.16 4.344501.11 0.510.231.252526288103.45 2.885000.98 0.530.260.832627 304120.98 4.905001.25 0.500.251.49282737617.17 3.003000.63

30、0.410.121.122721432145.49 3.086001.09 0.480.291.332120560145.49 5.145001.33 0.540.272.882019 232145.49 0.907000.69 0.530.370.201916656151.79 0.907000.70 0.550.380.591617248283.75 6.097001.67 0.450.321.511718616294.343.887001.420.530.372.39 污水管網(wǎng)水力計(jì)算 表1-5管段編號(hào)標(biāo)高(m)埋沒(méi)深度地面水面管內(nèi)底(m)上端下端上端下端上端下端上端下端街區(qū)1192.0

31、089.9187.6785.5987.685.513.70 3.70 1289.8188.2685.5584.0185.4183.863.70 3.70 2488.2687.2484.0683.0483.8682.843.80 3.80 3487.4387.2484.8082.9884.6682.842.07 3.70 4587.2485.5483.0581.3582.8481.143.85 3.85 5685.5483.0081.3578.8181.1478.603.85 3.85 6783.0081.1278.8676.9878.6076.723.90 3.90 7881.1276.607

32、6.9872.4676.7272.203.90 3.90 81876.6076.0872.6171.4972.2071.084.05 4.05 91090.0388.9885.6584.6085.5384.483.80 3.80 101188.9888.3684.6784.0584.4883.863.85 3.85 111288.3686.4484.0282.183.8681.943.90 3.90 1213 86.4483.8682.1279.5481.9479.363.90 3.90 131483.8682.4079.5978.1379.3677.903.95 3.95 141582.40

33、81.5878.1977.3777.9077.084.00 4.00 151681.5879.9877.3475.7477.0875.484.00 4.00 222389.2488.6586.9785.8986.8485.762.70 3.19 232488.6586.5885.9383.8685.7683.693.29 3.29 242586.5885.3383.9182.6583.6982.443.34 3.34 252685.3384.5082.7081.8782.4481.613.39 3.39 2627 84.5083.0181.8680.3781.6180.123.39 3.39

34、282783.9383.0181.3780.2481.2480.122.98 3.19 272183.0181.6880.4079.0780.1278.793.49 3.49 212081.6878.8079.0676.1878.7975.913.39 3.39 2019 78.8080.0276.2876.0775.9175.703.49 3.49 191680.0279.9876.0875.4975.7075.113.49 4.06 161779.9878.4775.4273.9275.1173.604.064.06 171878.4776.0875.4073.0175.0272.634.

35、064.06第二章 雨水管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1 雨水管渠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2.1.1 劃分排水流域和管道定線根據(jù)該城鎮(zhèn)的平面圖，按實(shí)際地形劃分排水流域，劃分設(shè)計(jì)管段，并對(duì)設(shè)計(jì)管段進(jìn)行編號(hào) 如圖2-1所示，該城市被河流分成2個(gè)大的區(qū)域，由于地形對(duì)排除雨水有利，擬采用分散出水口的雨水管道布置形式。布置在排水流域地勢(shì)較低一側(cè)，這樣雨水能以最短距離靠重力流排入就近水體。本設(shè)計(jì)中共7條雨水主干管。圖2-12.1.2 劃分并計(jì)算各設(shè)計(jì)管段的匯水面積按地面雨水徑流的水流方向劃分匯水面積。并將每塊面積進(jìn)行編號(hào)，計(jì)算各管段的匯水面積的數(shù)值，見(jiàn)表2-1。表2-1 雨水匯水面積計(jì)算表設(shè)計(jì)管段編號(hào)12233445總匯水面積(h

36、a)32.2664.5298.57129.882.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定要確定雨水管渠的斷面尺寸和坡度，必先確定管渠的設(shè)計(jì)流量。而雨水管渠的設(shè)計(jì)流量與地區(qū)暴雨強(qiáng)度、地面情況、匯水面積等因素有關(guān)。2.2.1 雨水管渠設(shè)計(jì)流量計(jì)算雨水降落到地面，由于地表覆蓋情況的不同，一部分滲透到地下，一部分蒸發(fā)，一部分滯留在地面低洼處，而剩下的雨水則沿地面的自然坡度形成地面徑流進(jìn)入附近的雨水口，并在管渠內(nèi)繼續(xù)流行，通過(guò)出水口排入附近的水體。合理確定雨水設(shè)計(jì)流量是設(shè)計(jì)雨水管渠的重要內(nèi)容。我國(guó)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，采用推理公式法（也稱極限強(qiáng)度法）計(jì)算設(shè)計(jì)流量： 式中： 雨水設(shè)計(jì)流量，L/s； 徑流系數(shù)，其數(shù)值小

37、于1； 匯水面積，ha； 設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，L/(s·ha)。2.2.2 徑流系數(shù)的確定由于匯水面積是由徑流系數(shù)不同的地面組合而成的，則整個(gè)匯水面積的平均徑流系數(shù)為：式中：相應(yīng)于各類地面的徑流系數(shù)。相應(yīng)于各類地面的面積?？倕R水面積。城市地面覆蓋情況及相應(yīng)的徑流系數(shù)如表2-2所示： 表2-2地面種類面積（%）徑流系數(shù)屋面300.90混凝土路面200.85草地500.15因此：2.2.3 設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度的確定（1）設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P的確定暴雨強(qiáng)度隨著重現(xiàn)期的不同而不同，而雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的選用，應(yīng)根據(jù)匯水面積的地區(qū)建設(shè)性質(zhì)（廣場(chǎng)、干道、廠區(qū)、居住區(qū)）、地形特點(diǎn)、匯水面積和氣象特點(diǎn)等因數(shù)確定，一般選

38、用0.53a，對(duì)于重要干道，立交道路的重要部分，重要地區(qū)或短期積水即能引起較嚴(yán)重?fù)p失的地區(qū)，宜采用較高的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，一般選用25a，本設(shè)計(jì)取P=3a。（2）集水時(shí)間（設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)）的確定如前所述，只有當(dāng)降雨歷時(shí)等于集水時(shí)間時(shí)，雨水流量為最大。因此，計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量時(shí)，通常用匯水面積最遠(yuǎn)點(diǎn)的雨水流達(dá)設(shè)計(jì)斷面的時(shí)間作為設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)。對(duì)管道的某一設(shè)計(jì)斷面來(lái)說(shuō)，集水時(shí)間t由從匯水面積最遠(yuǎn)點(diǎn)流到第一個(gè)雨水口的地面集水時(shí)間t1和從雨水口流到設(shè)計(jì)斷面的管內(nèi)雨水流行時(shí)間t2兩部分組成，可用公式表示如下：t=t1+mt2 1）地面集水時(shí)間t1的確定 已知本設(shè)計(jì)取t1=5min。2）管渠內(nèi)雨水流行時(shí)間t2的確定：

39、 式中： L各管段的長(zhǎng)度，m； 各管段滿流時(shí)的水流速度，m/s； 60單位換算系數(shù)，1min=60s。3）折減系數(shù)m的確定我國(guó)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范建議折減系數(shù)采用為：管道采用2，明渠采用1.2，陡坡地區(qū)管道采用1.22，本設(shè)計(jì)取m=2。（3）暴雨強(qiáng)度公式在本設(shè)計(jì)中，暴雨強(qiáng)度公式為，將P=3a帶入暴雨強(qiáng)度公式得：。2.2.4 設(shè)計(jì)雨水干管各管段流量的確定各計(jì)算管段的設(shè)計(jì)流量見(jiàn)表2-3：2號(hào)雨水干管信息表 表2-3管段編號(hào)管長(zhǎng) (m)匯水面積A（hm）管內(nèi)雨水流行時(shí)間（min）設(shè)計(jì)流量Q(L/s)t2=(L/v)L/v1-260032.260.0013.334989.862-360032.2613.3

40、311.248973.053-464034.0524.579.3612572.054-564841.3133.939.0815475.625-672-43.01-15475.622.3 雨水管渠水力計(jì)算2.3.1雨水干管管道坡度的確定為了保證管內(nèi)不發(fā)生沉積，雨水管內(nèi)的最小坡度應(yīng)按最小流速計(jì)算確定。在街區(qū)內(nèi)，一般不宜小于0.004，在街道下，一般不小于0.0025，雨水口連接管的最小坡度不小于0.01。在地形坡度小于要求的坡度的時(shí)候，應(yīng)該選用最小坡度。2.3.2雨水干管各管段管徑的選擇為了保證管道在養(yǎng)護(hù)上的便利，便于管道清除阻塞，雨水管道的管徑不能太小，因此規(guī)定了最小管徑。街道下的雨水管道，最小

41、管徑為300mm。相應(yīng)的最小坡度是0.003。街坊內(nèi)部的雨水管道，最小管徑一般采用200mm，相應(yīng)的最小坡度0.01。在計(jì)算分析中，根據(jù)已經(jīng)計(jì)算得出的設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)坡度。查相應(yīng)給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)的鋼筋混凝土圓管（滿流，n=0.013）水力計(jì)算圖。確定相應(yīng)的各管徑和管內(nèi)流速（管徑應(yīng)不小于最小管徑，流速大于最小設(shè)計(jì)流速0.75m/s，小于最大流速5m/s），不滿足的時(shí)候做相應(yīng)的調(diào)整。查圖結(jié)果如下所示：圖2-2將所查的數(shù)據(jù)填入雨水干管水力計(jì)算表中：2.3.3雨水干管各管段高程計(jì)算由于雨水管道是滿管流，因此在管道的銜接才用的都是管頂平接。1號(hào)節(jié)點(diǎn)作為管網(wǎng)的起始端，假設(shè)該節(jié)點(diǎn)處的埋深2.00m。但是，初步試

42、算發(fā)現(xiàn)，下游的干管將不能滿足最小埋深0.7m的要求。所以經(jīng)調(diào)整后的1號(hào)處的管道的埋深為2.40m。則管內(nèi)底上端標(biāo)高=地面上端標(biāo)高2.40=85.54m。管段12的坡降=管段12管長(zhǎng)×管段12坡度=600×2.5/1000=1.50m。節(jié)點(diǎn)2處所需增加的埋深=管段12的坡降節(jié)點(diǎn)1、2本身的標(biāo)高差=1.50-（87.94-87.05）=0.60。管段12管內(nèi)底下端標(biāo)高=管段12管內(nèi)底上端標(biāo)高節(jié)點(diǎn)2所需增加的埋深=85.130.60=84.05m。管段12下端的埋深=地面下端標(biāo)高管段12管內(nèi)底下端標(biāo)高=87.0584.06=3.00m。同理可得管段23、34、45的節(jié)點(diǎn)埋深以及相關(guān)數(shù)據(jù)。最終計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2-4與表2-5：2號(hào)雨水干管水力計(jì)算表 表2-4設(shè)計(jì)管段編號(hào)管長(zhǎng)L(m)匯水面積A(ha)管內(nèi)雨水流行時(shí)間(min)設(shè)計(jì)流量Q(L/s)管徑D(mm)水力坡度S()流速v(m/s)管道輸水能力(L/s)坡降S·L(L/s)t2 =L/vL/v1260032.26013.33498917002.52.250001.502360032.2613.3311.24897321002.522.590001.513464034.052