城市排水工程系統(tǒng)規(guī)劃計算部分

城市排水工程系統(tǒng)規(guī)劃第二節(jié)城市污水工程系統(tǒng)規(guī)劃一、城市污水管網(wǎng)布置確定排水區(qū)界，劃分排水流域；確定污水排放系統(tǒng)的形式：大城市適合分散布置，中小城市適合集中布置選定污水廠和出水口的位置；進(jìn)行污水管道系統(tǒng)的定線；確定需要抽升區(qū)域的泵站位置；確定管道在街道上的位置等。一般按主干管、干管、支管的順序進(jìn)行布置。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)城市規(guī)劃的設(shè)計規(guī)模確定的。在排水區(qū)界內(nèi)，一般根據(jù)地形劃分為若干個排水流域。（1）在丘陵和地形起伏的地區(qū)：流域的分界線與地形的分水線基本一致，由分水線所圍成的地區(qū)即為一個排水流域。（2）在地形平坦無明顯分水線的地區(qū)：可按面積的大小劃分，使各流域的管道系統(tǒng)合理分擔(dān)排水面積，并使干管在最大合理埋深的情況下，各流域的絕大部分污水能自流排出。每一個排水流域內(nèi)，可布置若干條干管，根據(jù)流域地勢標(biāo)明水流方向和污水需要抽升的地區(qū)。2．選定污水廠和出水口位置

現(xiàn)代化的城市，需將各排水流域的污水通過主干管輸送到污水廠，經(jīng)處理后再排放，以保護(hù)受納水體。應(yīng)遵循如下原則選定污水廠和出水口的位置。

（1）出水口應(yīng)位于城市河流下游。當(dāng)城市采用地表水源時，應(yīng)位于取水構(gòu)筑物下游，并保持100m以上的距離。（2）出水口不應(yīng)設(shè)在回水區(qū)，以防止回水污染。

（3）污水廠要位于河流下游，并與出水口盡量靠近，以減少排放渠道的長度。（4）污水廠應(yīng)設(shè)在城市夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，并與城市、工礦企業(yè)和農(nóng)村居民點保持300m以上的衛(wèi)生防護(hù)距離。（5）污水廠應(yīng)設(shè)在地質(zhì)條件較好，不受雨洪水威脅的地方，并有擴(kuò)建的余地。

3．污水管道定線在城市規(guī)劃平面圖上確定污水管道的位置和走向，稱為污水管道系統(tǒng)的定線。主要原則：采用重力流排除污水和雨水，盡可能在管線最短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。影響因素：城市地形、豎向規(guī)劃、排水體制、污水廠和出水口位置、水文地質(zhì)、道路寬度、大出水戶位置等?！竦匦纹教够蚵杂衅露?，主干管一般平行于等高線布置，在地勢較低處，沿河岸邊敷設(shè)，以便于收集干管來水?！竦匦屋^陡，主干管可與等高線垂直，這樣布置主干管坡度較大，但可設(shè)置數(shù)量不多的跌水，使干管的水力條件改善，避免受到嚴(yán)重沖刷?！癖荛_地質(zhì)條件差的地區(qū)（1）主干管●盡量設(shè)在地勢較低處，以便支管順坡排水；●地形平坦或略有坡度，干管與等高線垂直（減小埋深）●地形較陡，干管與等高線平行（減少跌水井?dāng)?shù)量）●一般沿城市街道布置。通常設(shè)置在污水量較大、地下管線較少、地勢較低一側(cè)的人行道、綠化帶或慢車道下，并與街道平行。當(dāng)街道寬度>40m，可考慮在街兩側(cè)設(shè)兩條污水管，以減少連接支管的長度和數(shù)量。（2）干管（3）支管1）低邊式：當(dāng)街坊面積較小而街坊內(nèi)污水又采用集中出水方式時，支管敷設(shè)在服務(wù)街坊較低側(cè)的街道下。取決于地形和街坊建筑特征，并應(yīng)便于用戶接管排水。布置形式有：4．泵站位置（1）中途泵站：當(dāng)管道的埋深超過最大允許埋深時，應(yīng)設(shè)置泵站以提高下游管道的管位；（干管或主干管中途）（2）局部泵站：地形復(fù)雜的城市，往往需要將地勢較低處的污水抽升至地勢較高地區(qū)的污水管道中；（局部低洼地區(qū)）（3）總泵站（或終點泵站）：污水管道系統(tǒng)終點的埋深一般都很大，而污水廠的第一個處理構(gòu)筑物一般埋深較淺，或設(shè)在地面以上，這就需要將管道系統(tǒng)輸送來的污水抽升到第一個處理構(gòu)筑物中。（污水廠起端）5．確定污水水管道在街街道下的具具體位置由于污水管管道為重力力流管道，，其埋深大大，連接支支管多，使使用過程中中難免滲漏漏損壞。所所有這些都都增加了污污水管道的的施工和維維修難度，，還會對附附近建筑物物和構(gòu)筑物物的基礎(chǔ)造造成危害，，甚至污染染生活飲用用水。因此，污水水管道與建建筑物應(yīng)有有一定間距距，與生活活給水管道道交叉時，，應(yīng)敷設(shè)在在生活給水水管的下面面。(1)覆土土厚度：管管底可埋在在冰凍線以上上0.15m，最小覆土厚厚度不宜小小于0.7m，最大不宜宜大于6m，理想為為1-2m(2)埋設(shè)設(shè)深度：干干燥土壤中中，最大埋埋深不超過過7～8m；多水、流流砂、石灰灰?guī)r地層中中，不超過過5m?？刂泣c應(yīng)采采取措施來來減少管道道的埋深，，如增加管管道的強(qiáng)度度，填土提提高地面高高程以保證證最小覆土土厚度。管線綜合規(guī)規(guī)劃時，所所有地下管管線都應(yīng)盡盡量設(shè)置在在人行道、、非機(jī)動車車道和綠化化帶下，只只有在不得得已時，才才考慮將埋埋深大，維維修次數(shù)較較少的污水水、雨水管管道布置在在機(jī)動車車道下。各種管線在在平面上布布置的次序一般是，從從建筑規(guī)劃劃線向道路路中心線方方向依次為為：電力電纜——通信電纜——燃?xì)夤艿赖馈o水管道——熱力管道——雨水管道——污水管道。。若各種管線線布置時發(fā)發(fā)生沖突，，處理的原則是：未建讓已建建的，臨時時讓永久的的，小管讓讓大管，壓壓力管讓無無壓管，可可彎管讓不不可彎管。。二、城市污污水量預(yù)測測和計算污水管道系系統(tǒng)是由污污水管道及及管道系統(tǒng)統(tǒng)上的附屬屬構(gòu)筑物組組成。污水管（渠渠）道設(shè)計計的主要內(nèi)內(nèi)容包括：：1．劃分排排水流域，，進(jìn)行管網(wǎng)網(wǎng)定線；2．劃分設(shè)設(shè)計管段，，確定各設(shè)設(shè)計管段的的設(shè)計流量量；3．進(jìn)行管管（渠）道道的水力計計算，確定定管徑、坡坡度、流速速及埋深等等；4．繪制管管（渠）道道平面圖及及剖面圖。。污水設(shè)計流流量計算污水設(shè)計流流量是污水水管道系統(tǒng)統(tǒng)及附屬構(gòu)構(gòu)筑物設(shè)計計的依據(jù)。。居民生活污污水定額和和綜合生活活污水定額額居民生活污污水定額指居民每人人每日所排排出的平均均污水量。。綜合生活污污水定額指居民生活活污水和公公共設(shè)施排排出污水兩兩部分的總總和。我國現(xiàn)行《室外排水設(shè)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，可按按當(dāng)?shù)赜盟~的80％～90％采用。對對給排水系系統(tǒng)完善的的地區(qū)可按按90％計，一般般地區(qū)可按按80％計。注意：采用用平均日污水水量定額。。1、居民生活活污水設(shè)計計流量式中：Q1——居民生活污污水設(shè)計流流量，L／s；n——居民生活污污水量定額額，L／(cap··d)；N——設(shè)計人口數(shù)數(shù)，cap；KZ——生活污水量量總變化系系數(shù)；ρ——人口密度，，cap/hm2；F——居住區(qū)面積積，hm2；（一）生活活污水設(shè)計計流量污水量的變變化通常用變化化系數(shù)來反反映城鎮(zhèn)污污水量的變變化程度。?？紤]污水水處理廠和和污水泵站站的設(shè)計規(guī)規(guī)模和管徑徑系數(shù)。日變化系數(shù)數(shù)Kd：在一年中最最大日污水水量與平均均日污水量量的比值稱稱為日變化化系數(shù)。時變化系數(shù)數(shù)Kh：最大日中最最大時污水水量與該日日平均時污污水量的比比值，稱為為時變化系系數(shù)?？傋兓禂?shù)數(shù)Kz：最大日最大大時污水量量與平均日日平均時污污水量的比比值稱為總總變化系數(shù)數(shù)。Kz=Kd·Kh2、工工業(yè)業(yè)企企業(yè)業(yè)的的生生活活污污水水和和淋淋浴浴污污水水設(shè)設(shè)計計流流量量Q2———工業(yè)業(yè)企企業(yè)業(yè)生生活活污污水水和和淋淋浴浴污污水水設(shè)設(shè)計計流流量量，，L/s；A1———一般般車車間間最最大大班班職職工工人人數(shù)數(shù)，，cap；B1———一般般車車間間職職工工生生活活污污水水定定額額，，以以25L/(cap··班)計；；K1———一般般車車間間生生活活污污水水量量時時變變化化系系數(shù)數(shù)，，以以3.0計；；A2———熱車車間間和和污污染染嚴(yán)嚴(yán)重重車車間間最最大大班班職職工工人人數(shù)數(shù)，，cap；B2———熱車車間間和和污污染染嚴(yán)嚴(yán)重重車車間間職職工工生生活活污污水水量量定定額額，，以以35L／(cap··班)計；；K2———熱車車間間和和污污染染嚴(yán)嚴(yán)重重車車間間生生活活污污水水量量時時變變化化系系數(shù)數(shù)，，以以2.5計；；C1———一般般車車間間最最大大班班使使用用淋淋浴浴的的職職工工人人數(shù)數(shù)，，cap；D1———一般般車車間間的的淋淋浴浴污污水水量量定定額額，，以以40L／(cap··班)計；；C2———熱車車間間和和污污染染嚴(yán)嚴(yán)重重車車間間最最大大班班使使用用淋淋浴浴的的職職工工人人數(shù)數(shù)，，cap；D2———熱車車間間和和污污染染嚴(yán)嚴(yán)重重車車間間的的淋淋浴浴污污水水量量定定額額，，以以60L／(cap··班)計；；T————每工工作作班班工工作作時時數(shù)數(shù)，，h。淋浴浴時時間間按按60min計。。（二二））工業(yè)業(yè)廢廢水水設(shè)設(shè)計計流流量量Q4——工業(yè)廢水水設(shè)計流流量，L／s；m———生產(chǎn)過程程中每單單位產(chǎn)品品的廢水水量定額額，L／單位產(chǎn)產(chǎn)品；M———產(chǎn)品的平平均日產(chǎn)產(chǎn)量，單單位產(chǎn)品品/d；T———每日生產(chǎn)產(chǎn)時數(shù)，，h；KZ———總變化系系數(shù)。（三）地地下水滲滲入量地下水滲滲入量Q4一般以單單位管道道延長米米或單位位服務(wù)面面積公頃頃計算。。城市污水水設(shè)計總總流量城市污水水工程規(guī)規(guī)模和污污水處理理廠規(guī)模模應(yīng)根據(jù)平均日污污水量確定，而而城市排水管渠渠斷面尺尺寸應(yīng)根據(jù)規(guī)規(guī)劃期排排水規(guī)劃劃的最大秒流流量并考慮城城市遠(yuǎn)景景發(fā)展的的需要確確定【例題】河北某中中等城市市一屠宰宰廠每天宰殺殺活牲畜畜260t，廢水量量定額為為10m3/t，工業(yè)廢廢水的總總變化系系數(shù)為1.8，三班制制生產(chǎn)，，每班8h。最大班班職工人人數(shù)800cap，其中在在污染嚴(yán)嚴(yán)重車間間工作的的職工占占總?cè)藬?shù)數(shù)的40%，使用淋淋浴人數(shù)數(shù)按該車車間人數(shù)數(shù)的85%計；其余余60%的職工在在一般車車間工作作，使用用淋浴人人數(shù)按30%計。工廠居住住區(qū)面積積為10ha,人口密度度為600cap/ha。各種污水水由管道道匯集輸輸送到廠廠區(qū)污水水處理站站，經(jīng)處處理后排排入城市市污水管管道，試試計算該該屠宰廠廠的污水水設(shè)計總總流量。。(假定該廠廠區(qū)給水水排水系系統(tǒng)比較較完善)【解】該該屠宰廠廠的污水水包括居居民生活活污水、、工業(yè)企企業(yè)生活活污水和和淋浴污污水、工工業(yè)廢水水三種，，因該廠廠區(qū)公共共設(shè)施情情況未給給出，故故按綜合合生活污污水計算算。1．綜合合生活污污水設(shè)計計流量計計算查綜合生生活用水水定額，，河北位位于第二二分區(qū)，，中等城城市的平平均日綜綜合用水水定額為為110～180L/(cap?d)，取取165L/(cap?d)。假假定該廠廠區(qū)給水水排水系系統(tǒng)比較較完善，，則綜合合生活污污水定額額為165×90%=148.5L/(cap?d)，取取為150L/(cap?d)。居住區(qū)人人口數(shù)為為600×10=6000cap。則綜合生生活污水水平均流流量為：：L/s。。用內(nèi)插法法查總變變化系數(shù)數(shù)表，得得Kz=2.24。于是綜合合生活污污水設(shè)計計流量為為Q1=10.42.24=23.30L/s。2、工業(yè)業(yè)企業(yè)生生活污水水和淋浴浴污水設(shè)設(shè)計流量量計算由題意知知：一般般車間最最大班職職工人數(shù)數(shù)為800×60%=480人，使使用淋浴浴的人數(shù)數(shù)為480×30%=144人；污污染嚴(yán)重重車間最最大班職職工人數(shù)數(shù)為800×40%=320人，使使用淋浴浴的人數(shù)數(shù)為320×85%=272人。所以工業(yè)業(yè)企業(yè)生生活污水水和淋浴浴污水設(shè)設(shè)計流量量為：3．工業(yè)廢廢水設(shè)計計流量計計算該廠區(qū)污污水設(shè)計計總流量量在計算城城市污水水管道系系統(tǒng)的污污水設(shè)計計總流量量時，由由于城市市排水區(qū)區(qū)界內(nèi)的的匯水面面積較大大，因此此需按各各排水流流域分別別計算，，將各排排水流域域居住區(qū)區(qū)生活污污水、工工業(yè)廢水水和工廠廠生活污污水設(shè)計計流量列列表進(jìn)行行計算，，最后再再匯總得得出污水水管道系系統(tǒng)的設(shè)設(shè)計總流流量。（三）污污水管道道的敷設(shè)設(shè)主要考慮慮的因素素有①在管線線綜合時時，應(yīng)首首先考慮慮污水管管道在平平面和垂垂直方向向上的位位置；②由于污污水管道道滲漏的的污水會會對其他他管線產(chǎn)產(chǎn)生影響響，所以以應(yīng)考慮慮管道損損壞時，，不影響響附近建建筑物、、構(gòu)筑物物的基礎(chǔ)礎(chǔ)或污染染生活飲飲用水。。管道之之間的最最小凈距距要求見見管線綜綜合部分分；管道道頂部允允許作適適當(dāng)壓縮縮。③管道的的埋設(shè)深深度指管管底內(nèi)壁壁到地面面的距離離，通常常在干燥燥土壤中中，最大大埋深不不超過7—8m；在多水水、流砂砂、石灰灰?guī)r地層層中，不不越過5m；④管道的的覆土厚厚度是管管道外壁壁頂部到到地面的的距離；；最小覆覆土厚度度由所在在地區(qū)的的凍土深深度、管管道外部部荷載、、房屋連連接管的的埋深等等確定。。規(guī)定：無保保溫措施的的生活污水水管道或水水溫與生活活污水接近近的廢水管管道，管底底可埋設(shè)在在冰凍線以以上0.15m平行道下最最小覆土厚厚度不宜小小于0.7m，通常最大大覆土厚度度不宜大于于6m；在滿足各各方面要求求的前提下下，理想覆覆土厚度為為1一2m；⑤在排水區(qū)區(qū)域內(nèi)，對對管道系統(tǒng)統(tǒng)的埋設(shè)深深度起控制制作用的點點稱為控制制點，一般般是每條管管道的起點點。這些控控制點中距距離出水口口或污水廠廠最遠(yuǎn)的一一點，是整整個系統(tǒng)的的控制點。。一般是該該排水管道道系統(tǒng)的最最高點，是是控制整個個系統(tǒng)標(biāo)高高的起點。。在規(guī)劃設(shè)設(shè)計時，盡盡量采取一一些措施來來減少控制制點管道的的埋深。如如：增加管管道強(qiáng)度，，減少埋深深 ；填土土提高地面面高程以保保證最小覆覆土厚度；；必要時設(shè)設(shè)置泵站，，提高管位位等。三、城市污污水管網(wǎng)的的水力計算算平面布置后后方可進(jìn)行行水力計算算水力計算：：合理經(jīng)濟(jì)濟(jì)的選擇管管道管徑、、坡度和埋埋深（一）、水水力計算設(shè)設(shè)計相關(guān)參參數(shù)為什么要規(guī)規(guī)定最小管管徑？（1）一般污水水管道系統(tǒng)統(tǒng)的上游部部分流量很很小，若根根據(jù)流量計計算管徑也也將很小，，而管徑小小極易堵塞塞。（2）采用較大大管徑可選選用較小的的坡度，使使管道埋深深減小。污水管道在在管徑、坡坡度、高程程、方向發(fā)發(fā)生變化及及支管接入入的地方都都需要設(shè)置置檢查井，，考慮到檢檢查井內(nèi)上上下流管管道銜接時時應(yīng)遵循相相應(yīng)的原則則（二）、管管渠的銜接接1）、盡可能能提高下游游管段的高高程，以減減少埋深，，降低造價價2）、避免上上游管段中中形成回水水而造成淤淤積3）、不允許許下流管段段的管底高高于上游管管段的管底底（二）、管管渠的銜接接水面平接：污水管道水水力計算中中，上下游游管段的水水面高程相相同。同管管徑管段往往往是下游游管段的充充盈深度大大于上游管管段的充盈盈深度，為為避免上游游管段回水水而采用水水面平接。。在平坦地地區(qū)，為減減少管道埋埋深，異管管徑的管段段有時也采采用水面平平接。管頂平接：上下游管道道的管頂內(nèi)內(nèi)壁位于同同一高程。?？梢员苊饷馍嫌喂芏萎a(chǎn)生回回水，但增加了了下游管段段的埋深。。一般用于于不同口徑徑管道的銜銜接。管底平接：下游管段的的管徑小于于上游管段段的管徑，，而不能用用上兩種連連接方式時時?？煞乐怪瓜掠喂芏味蔚墓艿赘吒哂谏嫌喂芄芏蔚墓艿椎?。城市污水管管道一般都都采用管頂頂平接法。。在坡度較較大的地段段，可采用用階梯連接接或跌水井井連接。原則：下游管段段的水面和和管底部都都不應(yīng)高于于上游管段段的水面和和底部。（三）、污污水管道在在街面上的的位置城市雨水工工程系統(tǒng)規(guī)規(guī)劃一、雨水管管渠系統(tǒng)布布置（一）城市市雨水管渠渠系統(tǒng)規(guī)劃劃的內(nèi)容地面徑流：降落至地面面上的雨水水,部分被植物物截流、滲滲入土壤和和填充洼地地,其余部分沿沿地面流入入雨水管渠渠和水體，，這部分雨雨水稱為地地面徑流。。雨水管渠系系統(tǒng)任務(wù)：：及時排除暴暴雨形成的的地面徑流流城市雨水管管渠系統(tǒng)是是由雨水口口、雨水管管渠、檢查查井、出水水口等構(gòu)筑筑物組成。。二、雨水管管渠水力計計算（一）設(shè)計計參數(shù)的選選擇1、暴雨強(qiáng)度度公式降雨量——降雨的絕對對量，用深深度h（mm）表示降雨強(qiáng)度——某一連續(xù)降降雨時間段段內(nèi)的平均均降雨量，，用i表示。暴雨強(qiáng)度公公式（1）：i——降雨強(qiáng)度（（mm/m