城市给排水课件：污水管道系统的设计与计算 20页

污水管道系统的设计与计算一、设计基础资料调查二、设计方案的确定三、污水设计流量计算四、污水管道系统的布置五、管段设计流量计算六、污水管道水力计算1\n一、设计基础资料调查1、有关明确任务的资料（1）城市和工业企业的总体规划（2）排水工程总体规划2、有关自然因素方面的资料（1）地形资料:初步设计、施工图设计（2）气象资料:气温、降雨（3）水文资料:流量、流速、水位、洪水情况（4）地质资料设计范围、设计期限、设计人口、排水体制、污水处置方式，各类污水量定额及主要指标，现有污水、雨水管道的走向，排出口位置和高程等2\n3、有关工程情况的资料（1）道路等级、路面宽度及材料（2）地面建筑物和地铁、人防工程等地下建筑的位置（3）给水、排水、电力电讯电缆、煤气等各种地下管线的位置（4）本地区建筑材料、管道制品、机械设备、电力供应、施工力量等方面的情况3\n二、设计方案的确定设计人员根据所掌握的设计基础资料及工程的要求和特点，对工程中一些原则性的、涉及面较广的问题提出了不同的解决办法，这样就构成了不同的设计方案。所以要对各设计方案深入分析其利弊和产生的各种影响，进行了技术经济比较评价。1、建立方案的技术经济数学模型建立主要技术经济指标与各种技术经济参数、各种参数变数之间的函数关系，即目标函数及相应的约束条件方程。4\n2、解技术经济数学模型从技术经济角度讲，首先选择有代表意义的主要技术经济指标为评价目标，其次正确选择适宜的技术经济参数，以便在最好的技术经济情况下进行优化，所以实际工程复杂，有时解技术经济数学模型并不一定完全依靠数学优化方法。而用各种近似计算方法，图解法，列表法。3、方案的技术经济比较根据技术经济评价原则和方法，在同等深度下计算各方案的工程量、投资以及其它技术经济指标，然后比较。常用方法：逐项对比法、综合比较法、综合评分法、两两对比加权评分法。5\n4、综合评价与决策在上述分析评价的基础上，对各设计方案的技术经济、方针政策、社会效益、环境效益等作出总的评价与决策，以确定最佳方案—设计方案。6\n三、污水设计流量计算（1）居住区生活污水设计流量污水设计流量：污水管道及其附属构筑物能保证通过的污水最大流量，采用最大日最大时流量，L/S。1、生活污水设计流量Q1——居住区生活污水设计流量（L/s）n——居住区生活污水定额（L/cap·d）N——设计人口数KZ——生活污水量总变化系数7\n①生活污水量标准生活污水排水定额：在居住区污水排水系统设计中所用的每人每日所排出的平均污水量。相关因素：用水量标准、室内卫生设备情况、气候、居住条件、生活水平及其它地方条件等。生活污水量标准确定方法：方法一：《室外排水设计规范》规定的居住区生活污水定额。方法二：《室外给水设计规范》中生活用水定额按一定比例取用。8\n②设计人口设计期限终期的规划人口数。设计人口=人口密度×面积选用：按照城市总体规划采用。总人口密度：所采用地区面积包括街道、公园、运动场、水体等在内；规划阶段或初步设计阶段污水量计算采用。街区人口密度：所采用地区面积只是街区内建筑面积；技术设计或施工图设计阶段污水量计算采用。9\n变化系数：表征污水量的变化程度。日变化系数(Kd):一年中最大日污水量与平均日污水量的比值。时变化系数(Kh):最大日中最大时污水量与该日平均时污水量的比值。总变化系数(KZ):最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值。③生活污水量总变化系数Ⅰ.概念总变化系数随人口的多少和污水量标准的高低而变化。人口多（日平均流量大），污水量标准高时，总变化系数就小；人口少（日平均流量小），污水量标准低时，总变化系数就大。10\nII.总变化系数的确定方法理论上：KZ=Kd×Kh生活污水量总变化系数注：1.当污水平均日流量为中间数值时，日总变化系数采用内插法求得。2.当居住区有实际生活污水量变化资料时，可按实际数据采用。实际上有两种做法：A.根据《室外排水设计规范》（GBJ14-87）采用的居住区生活污水量总变化系数表选用。11\nB.按照综合分析得出的总变化系数与平均流量间的关系式求得。式中：Q——平均日平均时污水量（L/S）。当Q<5L/S时，KZ=2.3，Q>1000L/S时，KZ=1.3。12\n（2）公共建筑物生活污水设计流量主要包括公共浴室、洗衣房、医院、饭店、学校和影剧院等。计算方法：在设计时作为集中污水流量单独计算，具体计算方法参见《建筑给排水设计规范》（GBJ15-88）或《建筑给水排水》。13\n（3）工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量工厂生产区的生活污水及淋浴污水流量是指来自生产区的厕所、食堂和浴室等的污水。式中：Q2——工业企业生活污水及淋浴污水设计流量（L/S）；A1——一般车间最大班职工数（人）；A2——热车间最大班职工数（人）；B1——一般车间职工生活污水量标准（L/（人·班））；B2——热车间职工生活污水量标准（L/（人·班））；K1——一般车间生活污水时变化系数；K2——热车间生活污水时变化系数；C1——一般车间最大班使用淋浴的职工人数（人）；C2——热车间最大班使用淋浴的职工人数（人）；D1——一般车间淋浴污水量标准（L/（人·班））；D2——热车间淋浴污水量标准（L/（人·班））；T——每班工作时数（h）；淋浴时间以60min计。14\n工厂生产区的生活污水量标准注：淋浴污水在每班下班后一小时内均匀排出。15\n⑴工业企业的废水量确定方法：方法一：按照单位产品或加工单位数量原料所排出的平均废水量计算；方法二：按照生产设备数量和每一生产设备的每日废水量进行计算。⑵计算公式：式中：Q3——工业废水设计流量（L/S）；m——生产过程中每单位产品的废水量标准（L/单位产品）；M——产品的平均日产量；T——每日生产时数（h）；KZ——总变化系数。2、工业废水设计流量16\n1)工业废水量标准：生产单位产品或加工单位数量原料所排出的平均废水量。也称为生产过程中单位产品的废水量定额。2)总变化系数：工业废水的日变化系数取为1.0；时变化系数取决于产品种类和生产过程、管理水平、供水情况等，并随行业、生产工艺等不同而不同。时变化系数参考值：冶金工业：1.0-1.1；化学工业：1.3-1.5；纺织工业：1.5-2.0；食品工业：1.5-2.0；皮革工业1.5-2.0；造纸工业：1.3-1.8。17\n3、地下水渗入量（1）地下水位较高的地区，通常需考虑地下水的渗入量。（2）一般取污水量的10～20％4、城市污水设计总流量Q=1.1~1.2（Q1+Q2+Q3+Q4）注：Q4设为公共建筑生活污水流量几点说明：⑴上式计算的结果是假定排出的污水都在同一时间内出现最大流量的，用于污水管道设计。⑵该计算方法得到的流量用于污水泵站和污水厂设计不经济。应利用一日污水量逐时变化曲线，求出最大时流量作为总设计流量较为合理。但缺乏资料时，仍采用上式计算。18\n四、污水管道系统的布置（1）地势起伏大的，根据等高线划分分水线1、确定排水区界，划分排水区域（2）地形平坦的，依据面积划分，污水能自流排出2、污水管道的定线（1）定线顺序：总干管→干管→支管。（2）定线原则：在保证管线较短、埋深较小的情况下，让最大区域污水能自流排出，管道布置要尽量顺直，走向取决于污水处理厂和出水口位置19\n（1）控制点：对污水管道的埋深起控制作用的地点3、控制点和泵站设置点的确定（2）控制点的选择：管道起点、较深工厂污水排出口或低洼地区管道起点（3）控制点的竖向标高①根据城市总体竖向规划，保证各点污水能顺利排出，并留有发展余地；②不能因个别控制点而增加整个管道埋深（4）泵站设置：中途泵站、局部泵站、终点泵站20