1、1排水工程（上）2007.92本課程的主要內容v概論v污水管道系統設計v雨水管道系統設計v合流制管渠系統設計v排水管渠要求及附屬構筑物-排水工程概念、內容、作用、排水體制、排水 系統的布置形式等-污水管道的設計步驟及 注意事項、設計舉例-雨水管道的設計步驟及 注意事項、設計舉例-合流制管道的使用條件、 水力計算、改造途徑等 -排水管渠斷面形式、接口、基礎、附屬構筑物等 重點3第一部分 概論v排水工程的發展歷史v排水工程的概念及內容v污水的分類及特性v城市排水管網系統的作用v排水系統的主要組成部分v排水系統的體制v排水系統的布置形式v工業企業排水系統與城市排水系統的關系v廢水的綜合治理和區域排水

2、系統v排水系統的設計程序4一、排水工程的發展歷史河南省淮陽的古城下，發掘出公元前2800年埋下 的陶制排水管，比公元前2500年埃及發現的排水溝 早300年河北省易縣出土了戰國后期的圓形陶制排水管陜西西安出土秦代五角形陶制排水渠，在皇宮內出 現了明渠和暗渠相結合的排水系統唐代長安建造了較為完整的雨水排水系統江蘇揚州發現了唐代建造的多功能的排水渠明、清時代的北京城，排水管渠系統比較發達5一、排水工程的發展歷史（續）在近代我國排水工程發展緩慢，建國前全國103個 城市建有排水設施，管線總長6034.8km，全國只 有上海、南京建有城市污水處理廠，日處理能力 為4萬噸。1921年上海北區污水廠，是我

3、國最早的 活性污泥法水廠。建國后，排水工程事業發展較快，城市下水道普 及率達60%以上。至1995年，全國排水管道總長11 萬km，城市污水處理廠838座，日處理能力1645.4 萬噸。6二、排水工程的概念與內容排水工程的概念：指為保護環境而建設的一整套用于收集、輸送、處理和利用污水的工程設施 （在現代化的城市及工業企業用以收集、輸送、處理和利用污水的一整套市政建設設施）。收集、輸送 （管理） 處理和利用（處理廠）排水工程的內容：一是污水的收集、輸送部分排水管網二是污水的處理、利用部分污水處理本課程內容7生活污水人們在生活活動中產生的污水。1、物理性質含水量在90以上，主要含菜屑、棉絲、廢渣、

4、紙屑、油脂、糞便等。2、化學性質含有尿素、碳水化合物及氨氮等有機物（CXHYOZ）。3、微生物含量含有大量成千上萬的細菌，尤其是致病菌。結論：基于生活污水化學成分中含有大量的有機物質，極易腐敗發臭、惡化環境，其內含有大量的細菌（尤其是致病菌），故而對生活污水必須加以處理。經處理完的有機物質可以利用其作為農肥。致病菌有：傷寒、霍亂、痢疾(腸道)，結核病菌三、污水的分類及其特性8工業廢水人們在生產活動中產生的污水 結論：鑒于工業廢水中含有一定量的對人們健康有害的鉻、鎳、銅、汞、鉛等重金屬離子或放射性物質，故而對工業廢水必須予以處理，而處理后的工業廢水中又可以提煉出有用的物質（有價值的重金屬）。注：

5、凡是比重大于4的便成為重金屬物質。雨水雨水中主要含有無機雜質，水質較為潔凈，可不經處理而直接泄入水體。9四、排水工程的作用保護環境免受污染，使城市免受污水之害 和洪水之災促進工農業生產，保證城市可持續性發展保護人民的身體健康與正常生活10五、排水系統的組成部分城市污水排水系統的組成部分室內污水管道系統與設備室外污水管道系統污水處理廠出水口事故排出口污水泵站或壓力管道手盆、便器、水封管、立管、出戶管街坊管道、街道污水管道、附屬構筑物等11五、排水系統的組成部分（續1）工業廢水排水系統的組成部分車間內部管道系統與設備污水泵站或壓力管道廠區管道系統廢水處理站12五、排水系統的組成部分（續2）雨水收集

6、系統與設備街坊或廠區雨水管道系統街道雨水管道系統出水口排洪溝雨水泵站雨水口、天溝、雨水斗雨水排水系統的組成部分13城市生活污水排水系統室內污水管道系統及設備城市生活污水排水系統室外污水管道系統污水泵站及壓力管道污水廠出水口及事故排出口14室內污水管道系統及設備衛生設備和廚房設備、存水彎（水封）、支管、豎管、出流管 15室外污水管道系統 室外污水管道系統:居住小區管道系統街道污水管道系統管道系統上的附屬構筑物16居住小區管道系統17街道污水管道系統 v支管v干管v主干管18控制井：用來連接廠區及街道上的檢查井。（廠區檢查井的末端）在建筑紅線以內稱為廠區污水管，在建筑紅線以外稱為市政（城市管網）。

7、以控制井做為分界。1、污水管網 室內污水管網 廠區污水管網 街道污水管網2、污水處理廠3、污水泵站 中途泵站：用于抽升管道運行中途高程（或埋深）不利點污水。 局部泵站：用于抽升管道運行局部高程不利點污水。 總泵站 ：設置在污水廠內用以抽升設計區全部污水至廠內 處理構筑物的泵站。 19衛生設備和廚房設備、存水彎（水封）、支管、豎管、出流管 202122六、排水系統的體制污水的概念與分類：在使用過程中受到了不同程度的污染，改變 了原來的化學成分和物理性質的水，叫污水。按來源分生活污水工業廢水雨水（降雨和降雪）城市污水23六、排水系統的體制（續1）污水的最終出路有三：一是排放水體二是灌溉農田三是重復

8、使用自然復用間接復用直接復用24六、排水系統的體制（續2）排水系統體制的概念：生活污水、工業廢水和雨水可以采用一個管渠 來排除，也可以采用兩個或兩個以上獨立的管 渠來排除，污水的這種不同排除方式所形成的 排水系統，稱為排水體制。 排水系統體制的分類：合流制：直排式、完全截流式和部分截流式三種分流制：完全分流制和非完全分流制25v排水體制一般可分為合流制和分流制兩種類型。v合流制排水系統是將生活污水、工業廢水和雨水混合在同一個管內排除的系統?？煞譃橹迸攀胶狭髦婆潘到y和截留式合流制排水系統。v分流制排水系統是將生活污水、工業廢水和雨水分別在兩個或兩個以上各自獨立的管渠內排除的系統。排除生活污水和

9、工業廢水的系統稱為污水排水系統，排除雨水的系統稱為雨水排水系統。根據排除雨水的方式不同，可分為完全分流制排水系統、不完全分流制排水系統。26直排式合流制排水系統132直排式合流制排水系統1 合流支管（溝）合流干管（溝）2河流327截留式合流制排水系統合流干管（溝）截流式合流制排水系統1截流主干管（溝）溢流井23722211133366456污水廠4溢流干管（溝）出水口65河流728完全分流制排水系統完全分流制排水系統1 污水干管（溝）出水口532 雨水干管（溝）6污水主干管（溝）河流4 污水廠36313542212129不完全分流制排水系統雨水干管（溝）不完全分流制排水系統（補充部分雨水管網）

10、河流65 出水口污水干管（溝）1原有渠道234 污水廠142365污水干管（溝）不完全分流制排水系統（未建雨水管網）1明渠或小河235污水廠3412出水口4河流530排水體制的選擇室外排水設計規范（GBJ14-87）明確規定： 排水體制的選擇，應根據城鎮和工業企業規劃、當地降雨情況和排放標準、原有排水設施、污水處理和利用情況、地形和水文條件，綜合考慮確定。同一城鎮的不同地區可采用不同的排水體制。新建地區的排水系統宜采用分流制。31六、排水系統的體制（續3）合流制和分流制的比較：環保方面：全部截流式合流制對環境的污染最??；部分截 留式合流制雨天時部分污水溢流入水體，造成 污染；分流制在降雨初期有

11、污染。 造價方面：合流制管道比完全分流制可節省投資20%40%， 但合流制泵站和污水處理廠投資要高于分流制， 總造價看，完全分流制高于合流制。而采用不 完全分流制，初期投資少、見效快，在新建地 區適于采用。 維護管理：合流制污水廠維護管理復雜。晴天時合流制管 道內易于沉淀，在雨天時沉淀物易被雨水沖走， 減小了合流制管道的維護管理費。 32排水系統及其組成 排水系統 排水的收集、輸送、處理和排放等設施以一定方式組合成的總體，稱為排水系統。 通常，排水系統是由城市生活污水排水系統、工業廢水排水系統和雨水排水系統組成。城市生活污水排水系統和工業廢水排水系統一般可以合并為城市污水排水系統 。33七、排

12、水系統的布置形式排水系統的布置原則 充分利用地形、地勢，就近排入水體，以減小管道埋深、降低工程造價 排水系統布置的影響因素地形地勢土壤情況河流情況氣候情況城市總體規劃34七、排水系統的布置形式(續1)正交式截流式平行式分區式分散式環繞式35地勢平坦的管道布置51.050.01234567891.支管 2.干管 3.主干管 4.溢流口 5.泵站 6.出口渠渠頭 7.污水廠8.污水灌溉田 9.河流 36地勢傾斜時的管網布置 3331265728.030.032.034.048 1.支管 2.干管 3.支干管 4.主干管 5.泵站 6.污水廠 7.污水灌溉田 8.河流 37排水系統的布置形式-正交式

13、12333河1.城市邊界 2.排水流域分界線 3.干管 正交式（干管與河流垂直） 38排水系統的布置形式-截流式 1.城市邊界 2.排水流域分界線 3.干管 4.主干管 5.污水廠 6.出水口 12333河45639排水系統的布置形式-平行式1.城市邊界 2.排水流域分界線 3.干管 4.污水廠 5.出水口13河4522240排水系統的布置形式-分區式1.城市邊界 2.排水流域分界線 3.干管 4.泵站 5.污水廠 123345河411.城市邊界 2.干管 3.主干管 4.污水廠 灌 溉灌 溉河河河1234排水系統的布置形式-分散式421.城市邊界 2.排水流域分界線 3.干管 4.主干管 5

14、.污水廠 6.出水口 河123456排水系統的布置形式-環繞式43排水系統的設計規模與期限 根據區域規劃以及城市和工業企業規劃方案的設計規模和設計期限而定。設計年限：設計現狀年（設計水平年）（以五年為單位）設計水平年（近期510年）遠期規劃年（1015年）44城市污水處理廠城市污水廠的分類：小型污水處理廠：日處理能力5萬噸中型污水處理廠：日處理能力為510萬噸大型污水處理廠：日處理能力10萬噸45八、工業企業排水系統與城市排水系統的關系工業企業排出的廢水應采取的措施改革生產工藝，進行技術革新，力求把有害物質消除在生產過程之中，做到不排或少排廢水 。盡量采用循環或重復利用系統，以減小廢水排放量

15、回收廢水中的有用物質，節省能源、創造財富 盡量以廢治廢 46八、工業企業排水系統與城市排水系統的關系(續1）工業廢水排入城市排水系統應考慮的問題 盡量考慮直接將工業廢水排入城市排水系統，在污水處理廠統一進行處理 工業廢水排入后，不應影響排水管渠和污水處理廠的正常運行，對某些廢水應進行預處理 工業廢水排入后，不應對養護人員造成危害 當城市污水處理廠為生物處理時，工業廢水中抑制生物活性的有害物質濃度，不能超過有關規定 47九、廢水的綜合治理和區域排水系統廢水的綜合治理和區域排水系統 廢水的綜合治理 指對廢水進行統一規劃，多重治理。其主要內容有： 減少和控制廢水及污染物的排放量城市規劃與生產布局合理

16、化充分利用水體、土壤的環境容量發展經濟、節能的水處理技術。廢水中有用物質的回收及綜合利用發展區域性廢水及水污染整治系統 48十、排水系統的設計程序排水系統的設計程序 基本建設程序： 可行性研究階段計劃任務書階段設計階段組織施工階段竣工驗收交付使用論證項目技術經濟可行性確定基建項目編制設計文件設計圖紙與概預算項目實施49第二部分 污水管道系統設計污水管道系統的設計步驟 設計資料的調查設計方案的確定設計計算設計圖紙的繪制50一、設計資料的調查及方案確定設計資料調查 設計任務資料：有關的法令、法規、制度；城市的總 體規劃及其他基礎設施情況 自然資料： 地形資料，包括地形圖、等高線氣象資料，包括氣溫、

17、風向、降雨量等水文資料，受納水體流量、流速、洪水位地質資料，包括地下水位、地耐力、地震等級工程資料： 道路、通訊、供水、供電、煤氣等 設計方案確定 包括排水體制的選擇、排水系統的布置形式，應通過技術、經濟比較，確定最優的方案。51污水管網的平面布置管網的定線一、污水管網定線的原則一、污水管網定線的原則1.1.污水管網系統涉及到一些原則性問題的方案比較污水管網系統涉及到一些原則性問題的方案比較（1 1）設計區考慮的遠近期關系的處理：是按照近期修建一條較小的管）設計區考慮的遠近期關系的處理：是按照近期修建一條較小的管徑待到遠期另行鋪設一條較小的管徑；徑待到遠期另行鋪設一條較小的管徑；還是還是按照遠

18、期規劃要求一次鋪按照遠期規劃要求一次鋪設一條大管徑。設一條大管徑。（2 2）當設計區污水干管通過河流、鐵路、重要建筑物等障礙物時，管）當設計區污水干管通過河流、鐵路、重要建筑物等障礙物時，管道是繞道鋪設；道是繞道鋪設；還是還是開挖溝槽直通或采用頂管技術直通。開挖溝槽直通或采用頂管技術直通。（3 3）當大河將設計區隔為兩區時，是于任一區設置污水廠，另一區設）當大河將設計區隔為兩區時，是于任一區設置污水廠，另一區設置污水干管將該區污水收集輸送，并采用過河方法匯入任一區所設置置污水干管將該區污水收集輸送，并采用過河方法匯入任一區所設置的污水廠；的污水廠；還是還是兩區分別設置污水處理廠，各自設置污水管

19、網系統？兩區分別設置污水處理廠，各自設置污水管網系統？即所謂的即所謂的“集中處理集中處理”與與“分散處理分散處理”關系的處理。關系的處理。（4 4）污水經處理后，系進行綜合利用）污水經處理后，系進行綜合利用還是還是供作農田灌溉供作農田灌溉或者或者直接排入直接排入排放水體。排放水體。522.2.污水管網定線的原則污水管網定線的原則 在滿足在滿足管線短、埋深淺管線短、埋深淺的條件下，使最大區的條件下，使最大區域的污水按域的污水按重力流重力流排放。排放。3.3.污水管網定線污水管網定線（1 1）影響管網定線的主要因素）影響管網定線的主要因素地形、排水體制、污水廠地形、排水體制、污水廠位置位置、排放水

20、體位置、工程地質條件、水文地質條件排放水體位置、工程地質條件、水文地質條件。地形條件地形條件A A、在地形坡度比較小時，盡量使、在地形坡度比較小時，盡量使i=ji=j，即管坡與地形平行。，即管坡與地形平行。優點：埋深淺，造價小。優點：埋深淺，造價小。B B、在地形比較陡峭的地區，盡可能設置小管徑，以減少跌水、在地形比較陡峭的地區，盡可能設置小管徑，以減少跌水井的位置。優點：節省投資。井的位置。優點：節省投資。C C、對于地面比較平坦或逆坡時，盡可能選用大管徑，可以減、對于地面比較平坦或逆坡時，盡可能選用大管徑，可以減少埋深。少埋深。53污水處理廠的位置污水處理廠的位置”歸宿點歸宿點”確定污水處

21、理廠的因素：確定污水處理廠的因素：A A、首先應該在設計區常年主導風向的下方向。、首先應該在設計區常年主導風向的下方向。B B、設計在流經設計區河流的下游。、設計在流經設計區河流的下游。C C、臨河（靠近河岸）布置，但又不致水淹，距離、臨河（靠近河岸）布置，但又不致水淹，距離河岸最小距離不小于河岸最小距離不小于300300米。米。D D、污水處理廠距離設計區界外緣不小于、污水處理廠距離設計區界外緣不小于200200米。米。54（2 2）污水管網定線的）污水管網定線的基本要點基本要點在保證管距盡可能短，埋深較淺的條件下，使最大區域污水以重力流排出。在保證管距盡可能短，埋深較淺的條件下，使最大區域

22、污水以重力流排出。 在地形平坦地區，污水在地形平坦地區，污水主干管主干管宜布設于宜布設于臨河街道地勢低臨河街道地勢低處。處。新建管網與改、擴建管網結合考慮，充分利用新建管網與改、擴建管網結合考慮，充分利用原有管網設施原有管網設施。污水管道盡可能布置于人行道或綠化帶下，有困難時，亦可布設于非機動車污水管道盡可能布置于人行道或綠化帶下，有困難時，亦可布設于非機動車道下，不得已時，才敷設于機動車道下。道下，不得已時，才敷設于機動車道下。應避免或盡量減少管道穿越障礙物次數。應避免或盡量減少管道穿越障礙物次數。污水管道距建筑物外緣距離污水管道距建筑物外緣距離3m3m，污水管道與其他管道所保持的水平凈距及

23、，污水管道與其他管道所保持的水平凈距及垂直凈距應符合規范要求。垂直凈距應符合規范要求。污水管道宜靠近排水大戶一側布置，當街寬污水管道宜靠近排水大戶一側布置，當街寬40m40m時，可酌情考慮沿街寬雙時，可酌情考慮沿街寬雙側敷設污水干管。側敷設污水干管。當污水管道轉彎、分支及變徑、變坡時，應設置當污水管道轉彎、分支及變徑、變坡時，應設置檢查井檢查井，在直線管線上，檢，在直線管線上，檢查井間距為查井間距為404050m50m；污水支管與干管交匯時，支管與干管水流方向的夾角；污水支管與干管交匯時，支管與干管水流方向的夾角9090。55二、污水設計流量的計算污水設計流量 指污水管道及其附屬構筑物能保證通

24、過的最大流量，設計流量包括生活污水量和工業廢水量。 生活污水設計流量 居住區生活污水 公共建筑生活污水 工業企業生活污水及淋浴污水 工業廢水設計流量 56二、污水設計流量的計算（1）居住區生活污水量計算 （Q居生）方法一：按設計人口求定360024ZKNnQ居生式中：Q居生居住區生活污水設計流量，L/s； n居住區生活污水量標準（L/(d.人)），按室 外排水設計規范選用，歐洲的典型值為 200（L/(d.人)），美國的典型值為250450 （L/(d.人)）； N設計人口數，按規劃部門根據統計資料提供 的參數選用；（按設計水平年取值） KZ總變化系數，是最大日最大時污水量與平 均日平均時污水

25、量的比值 57KZ=Kd Kh生活污水量總變化系數年限：設計現狀年（現狀水平年）（以5年單位）設計水平年（近期510年）遠期規劃年（1015年）Kh時變化系數，是最大日最大時污水量與最大日平均時污水量的比值 Kd 日變化系數，是一年中最大日污水量與平均日污水量的比值污水平均日流量（L/S）51540701002005001000總變化系數2.32.01.81.71.61.51.41.3注：當Q5L/s時，KZ=2.3；Q1000L/s， KZ=1.358排水量標準排水量標準：居住區每天排出的：居住區每天排出的平均平均生活污水流量。生活污水流量。注：設計流量取最大日最大時的秒流量。注：設計流量取

26、最大日最大時的秒流量。總變化系數總變化系數：1、最大日最大時的污水流量與平均日平均時的比值稱為。、最大日最大時的污水流量與平均日平均時的比值稱為。2、最大日流量：、最大日流量：Q平平越大，總變化系數越小。越大，總變化系數越小。59方法二：按方法二：按比流量比流量（q q比比）求定）求定ZZZKQKFqKFpnQ平比居生/360024式中：式中：p p 人口密度（人人口密度（人/ha/ha） F F 匯水面積（匯水面積（haha）（比hasLpnq./360024 比流量比流量（q q比）比）-單位面積上排除的平均生活污水量。單位面積上排除的平均生活污水量。平QFpn36002460360024

27、hKNSQ公共（2）公共建筑生活污水量計算 （按集中流量排入管中）式中：Q公共公共建筑生活污水設計流量，L/s； S 公共建筑生活污水量標準（L/(d.人），一般按室內給水排水和熱水供應設計規范推薦的參數選用，排水量大的建筑也可以通過調查或參考相近建筑選用。 Kh時變化系數，是最大日最大時污水量與最大日平均時污水量的比值 。61（3）工業企業生活污水及淋浴污水量計算 360036002211222111DCDCTKBAKBA工淋工生QQ式中： A1 一般車間最大班職工人數，人； A2 熱車間最大班職工人數，人； B1 一般車間職工生活污水量標準，為25(L/(人.班)； B2 熱車間職工生活污

28、水量標準，為35(L/(人.班)； K1 一般車間生活污水量時變化系數，以3.0計； K2 熱車間生活污水量時變化系數， 以2.5計； C1 一般車間最大班使用淋浴的職工人數，人； C2 熱車間最大班使用淋浴的職工人數，人； D1 一般車間的淋浴污水量標準，為40(L/(人.班)； D2 熱車間的淋浴污水量標準，為60(L/(人.班)； T 每班工作時數，h。 62hKTNNQ3600302521工生式中： N1 一般車間最大班職工人數，人； N2 熱車間最大班職工人數，人； 25 一般車間職工生活污水量標準，為25(L/(人.班)； 35 熱車間職工生活污水量標準，為35(L/(人.班)；

29、Kh 工廠生活污水時變化系數，采用2.53.0。 計算方法二 ：63（4）工業廢水設計流量計算 TKMmQZ3600工產式中：Q工產 工業廢水設計流量，L/s； m 生產過程中每單位產品的廢水量標準，L/單位產品）； M 產品的平均日產量； T 每日生產時間； KZ 總變化系數，與工業企業性質有關。 一般工廠日變化系數視為1。 64Q=Q居生+Q公共+Q工生+Q工淋+Q工產+Q滲 Q滲指地下水滲入量，一般以單位管道延長米或單位服務面積公頃計算，日本規定采用經驗數據，按每人每日最大污水量的10%-20%。65習題：1.已知某工廠最大班職工人數為1000人，其中熱車間的工人占25，使用淋浴人數按7

30、0計。一般車間的工人占75，使用淋浴人數按10計。該工廠居住人口為4000人，平均污水量為80升/人.日，試求該工廠排出的生活污水總流量為多少？ 66解：生活污水總量包括：居住區生活污水量、工廠生活污水流量、工廠淋浴污水量（1）居住區生活污水量sLNnQ/70.38640080400086400平由于Q平5L/S，取KZ=2.3;sLKNnQZ/52.83.28640080400086400居生（2）工廠生活污水流量sLTKBAKBAQ/71. 2836005 . 2352500 . 3257503600222111工生sLKTNNQh/67. 28 . 2836002503575025360

31、0252521或：工生工廠Kh-時變化系數（2.53.0）記憶67故該工廠排出的生活污水總流量Q=8.52+2.71+3.75=14.98L/SsLDCDCQ/75. 33600607 . 025. 01000401 . 075. 0100036002211淋（3）工廠淋浴水量682.自貢市某住宅區有室內上下水道衛生設施，人口密度為500人/公頃，住宅面積為10公頃，區內設有公共浴室一座，其最大排水量為5升/秒，試求該住宅區排出的生活污水流量。sLNnQ/94.6864001201050086400平解：18.294.67.211.07.211.0平QKZsLKQQZ/13.1518.294.

32、6平居生故該住宅區排出的生活污水總流量Q=15.13+5=20.13L/S69三、污水管網的水力計算污水管道內水質特點： 污水管道內水流特點 重力流非滿流近似均勻流70水力計算的基本公式 式中：Q流量，m3/s； 過水斷面面積，m2； v流速，m/s； R水力半徑（過水斷面積與濕周的比值），m； I水力坡度（即水面坡度，等于管底坡度）； C流速系數，或謝才系數。C值一般按曼寧公式計算，即vQIRCv611RnC（2-1）（2-2）（2-3）71將公式（2-3）代入（2-1）和（2-2）得：21321IRnv21321IRAnQ式中：n管壁粗糙系數。該值根據管渠材料而定。混凝土和鋼筋混凝土污水管

33、道的管壁粗糙系數一般采用0.014。 排水管渠粗糙系數（2-4）（2-5）管渠種類n陶土管、鑄鐵管0.013混凝土和鋼筋混凝土管、水泥砂漿抹面渠道0.0130.014石棉水泥管 鋼管0.012漿砌磚渠道0.015漿砌快石渠道0.017干砌塊石渠道0.0200.025土明渠（帶或不帶草皮）0.0250.03072、污水管網幾個技術參數的規定：1.最大設計充滿度（h/D）max2.設計流速（vmin）3.最小管徑（dmin）4.最小設計坡度（imin）5.最小復土深度要求（hmin）731.設計允許充滿度（h/D）max指設計流量下，管道內的有效水深與管徑的比值。h/D =1時，滿流h/D 1時，

34、非滿流室外排水設計規范規定，最大充滿度為：管徑（D）或暗渠高（H） （mm） 最大充滿度（h/D） 2003003504505009001000 0.55(0.60)0.65(0.70)0.70(0.75)0.75(0.80) hD注：DN3001000中帶5的管道已經取消74為什么要做最大設計充滿度的規定？1、預留一定的過水能力，防止水量變化的沖擊，為未預 見水量的增長留有余地（即適應短時間的超負荷運行）；2、生活污水中含有有機物質，有空氣防止有機物質 腐爛發臭，有利于管道內的通風；3、工業污水中含有石油、苯、汽油等易燃易爆的氣體，不預留空間，可能會發生爆炸；4、便于管道的疏通和維護管理。7

35、52.最小設計流速（不淤流速）Vmin有時亦稱自凈流速，即管道內不產生淤積的流速。與設計流量和設計充滿度相應的污水平均流速。最小設計流速：是保證管道內不發生淤積的流速，與污水中所含雜質有關；國外很多專家認為最小流速為0.6-0.75m/s，（最好采用0.75m/s）；我國根據試驗結果和運行經驗確定最小流速為0.6m/s。最大設計流速：是保證管道不被沖刷破壞的流速，與管道材料有關；金屬管道的最大流速為10m/s，非金屬管道的最大流速為5m/s（注：流速太大對管道沖刷太大）。*國內一些城市污水管道長期運行的情況說明，超過上述最高限值，并未發生沖刷管道的現象。763.最小管徑dmin（基于養護管理）

36、（1）為什么要規定最小管徑？ 廠區或庭院管最小管徑為200mm，街道管最小管徑為300mm。（2）什么叫不計算管段？ 在管道起端由于流量較小，通過水力計算查得的管徑小于最小管徑，對于這樣的管段可不用再進行其他的水力計算，而直接采用最小管徑和相應的最小坡度，這樣的管段稱為不計算管段。（當一些管段的流速vvmin，不能按計算得出其管徑的那段管段稱為非計算管道）非計算管道管理方法：將檢查井的間距縮短，可以2530m設一個檢查井。將非計算管段的管坡適當放大，i=0.0030.005。在非計算管段應該設置落底式檢查井。774.最小設計坡度（管坡）imin （與最小管徑對應的管坡）相應于最小設計流速的坡度

37、為最小設計坡度，最小設計坡度是保證不發生淤積時的坡度。（1）（2）（3）規定：管徑200mm的最小設計坡度為0.004；管徑300mm的最 小設計坡度為0.003；管徑400mm的最小設計坡度為0.002，管徑400mm 00mm的最小設計坡度為0.001。（給排水手冊第五冊）78污水管道的埋設深度管道的埋設深度有兩個意義：覆土厚度埋設深度決定污水管道最小覆土厚度的因素有哪些？冰凍線的要求地面荷載滿足街坊管連接要求地面管道5.最小復土深度要求hmin79（1）地面荷載要求：hmin=0.7m。P(動荷載)F（土壓力）WNG-管道自重W-管道內水重N-地基土支撐力80（2）冰凍深度：可以在冰凍深

38、度以上15cm。 污水的溫度比較高，深冬一般為4c,平時為1416c。注：給水管道一定要布置在冰凍線以下，污水管道可以布置在冰凍線以上，因污水管道水溫高，有流速，有坡度。81溫度與地層深度關系圖 82結論：（了解） 東北寒冷地區城鎮冬季生活污水水溫在4-15度之間，以地表水為給水水源所排出的生活污水水溫在4-10度之間，以地下水為水源排出的生活污水水溫在8-15之間。出戶管及起始端污水支管容易發生冰凍，主要是因為流量小，坡度小，容易產生沉積堵塞而發生冰凍。加大污水管坡度，可使容易冰凍的污水支管不發生冰凍。污水管埋深必須避開有嚴重破壞能力的凍脹層或對凍脹層加以處理。粗砂和砂礫層冰凍時，水向下流，

39、不具有凍脹性。83 室外排水設計規范規定：無保溫措施的生活污水管道，管底可埋設在冰凍線以上0.15m；有保溫措施或水溫較高的管道，距離可以加大。 國外規范規定：污水管道最小埋深，應根據當地的養護經驗確定。無養護資料時，采用如下數值：管徑小于500mm，管底在冰凍線上0.3m；管徑大于500mm，為0.5m。84（3）考慮街坊內部的情況，用H=h+iL+Z1-Z2+h計算埋深，綜合上面三種因素，看哪一種情況最不利，按最不利點計算，其它必滿足。式中：H街道污水管網起點的最小埋深，m； h街坊污水管起點的最小埋深，0.60.7m； Z1街道污水管起點檢查井檢查井處地面標高，m； Z2街坊污水管起點檢

40、查井檢查井處地面標高，m； I街坊污水管和連接支管的坡度； L街坊污水管和連接支管的總長度，m； h連接支管與街道污水管的管內底高差，m。 Z1Z2出戶管街區內污水管連接支管街道管街道污水管最小埋深示意圖85注:（1）街坊內部距控制井最遠的檢查井的埋深，通常采用0.550.6m;（2）街坊的最后一個井為控制井；（3）街坊內部i=5；（4）h連接支管與街道污水管的管內底高差（m）。 一般取0.10.3m。L86應記憶以下數據：（1）（h/D）max=0.6，DN300時；（2）vmin=0.6m/s（3）dmin（4）街坊內部采用i=5;（5）距離控制井最遠的檢查井的埋深為0.6m。87、設計管

41、段設計流量的求定公共工公共工比公共工生QQKFpnQQFKqQQQQZZ86400設計管段兩個檢查井之間通過的流量相同、管徑相同、管坡相同的管段稱為設計管段。設計假定條件全部匯水面積上的污水均由管段的起端流入。各個工廠按集中流量流入管段。8815工廠乙1110大飯店643289工廠甲7醫院1234568789污水管道水力計算的方法1、需要確定的參數 流量Q、管徑D、坡度i、流速v、充滿度h/D。2、確定方法：已知三個可求兩個。 在方程式 和 ，有5個未知數，因此必須先假定3個求其他2個，這樣的數學計算極為復雜，為了簡化計算，常采用水力計算圖（見附錄2-2） 可用水力計算圖來計算（P161）或水

42、力計算表來計算。 首先根據已知資料，計算出流量Q，根據Q值可初步確定管徑D；然后，根據Q、D值，求I、h/D、v值。在這三個未知數中，還需知道一個參數，才能求得另外兩個，此時可以在三個參數中先假設一個值，比如流速為最小流速，或是坡度為最小坡度，或是充滿度滿足一定要求等，之后進行查表或查圖，就可得出其余兩個未知數；最后要進行校核，若得出的兩個參數滿足其規定的要求，則計算完成，若不滿足要求，則需調整假設值，甚至管徑D，重新進行計算。 vQ21321IRAnQ90例1 已知n=0.014,D=300mm,I=0.004,Q=30L/s,求v和h/D。91例1 已知n=0.014,D=300mm, h

43、/D =0.55,Q=32L/s,求v和I 。92水力計算注意問題 控制點選擇 管道坡度與地面坡度 設計流速與設計管徑 注意水頭損失 旁側支管連接93四、污水管道的設計1、確定排水區界，劃分排水流域2、管道定線3、污水管網控制點及其處理、污水管網控制點及其處理5、設計管段及設計流量的確定4、上下游污水管道在檢查井處的連接、上下游污水管道在檢查井處的連接6、污水管網水力計算基本要點941、確定排水區界，劃分排水流域排水區界是污水排水系統設置的界限。排水流域是指在排水區界內，按照一定要求所劃分的不同排水區域。（通常根據等高線劃分排水區域，在地形平坦地區可按照面積的大小進行劃分。）952、管道定線在

44、總平面圖上確定污水管道的位置和走向。管道定線的影響因素地形污水廠和出水口的位置所采用的排水體制管道定線時注意事項主干管布置在堅硬密實土壤中盡量少穿河流、鐵路、山谷和高地避免與地下構筑物交叉不宜敷設在繁忙、狹窄的街道下集中流量盡量排入上游963、污水管網控制點及其處理（1）控制點對整個污水管網的高程（埋深）起控制作用的那個點。（2）控制點設置地點： 距排放水體邊遠且地勢低處。 地形逆坡處。 1m#3#1#21m103.82m102.67m101.36mL=200m,i=0.005L=400m,i=0.005L=200m,i=0.005L=200m,i=0.00597管段32起點管底標高103.8

45、2-1.0102.82m;管段32終點管底標高102.82-0.005400100.82m;管段12起點管底標高101.36-1.0100.36m;管段12終點管底標高100.36-0.00520099.36m;注：到交匯點，管底標高值小的或埋深深的是控制點。98具有足夠埋深的工廠污水排出口（注：工廠按集中流量，就近排入污水管段，工廠的污水排放最低為2m）（3）控制點在實際工程中處理措施覆土提高管位：增加管道強度，采取保溫措施保證覆土深度要求；采用水泵抽升提高管位。 結論：在污水管網設計中，認真而慎重的確定控制點的位置系設計的首要問題，控制點處污水能以重力流排放，管網各處污水方能以重力流排放，

46、在實際工程中采用一些措施是十分必要的，只有控制點埋深不致過大，整個管網埋深才會降低。994、上下游污水管道在檢查井處的連接（1）連接應遵循的原則盡量提高下游管段起點標高，以達到減小下游管段埋深的目的。盡量避免上游管段產生回水現象，防止上游管道產生淤積。下游管道的管底標高與上游管道的管底標高相同，稱為管底平接。但會產生回水現象，因此采用管頂平接。水位高，產生回水現象管底平接管頂平接100（2）連接方式 管徑相異時采用“管頂平接”管頂平接實質：下游管段起點管底標高上游管段終點管底標高管徑差管徑相同時采用“水面平接”水面平接實質：下游管段起點的水面標高上游管段終點的水面標高。跌水井連接：上下游高差大

47、于1米時采用跌水井連接。101例題：下圖為某設計區污水管道縱斷面圖。已知管段1-2起點埋深為2.0m，試根據圖中示出數據，求定管段1-2、2-3、3-4起點與終點的埋深各為多少？D=400,h=0.2m;i=0.005,L=200m#2107.60m#1108.50m107.90m#3#4106.80mD=500,h=0.24m;i=0.005,L=200mD=500,h=0.25m;i=0.005,L=200m102解：管段12起點管底標高108.50-2.0106.50m; 管段12終點管底標高106.50-0.005200105.50m;管段23和管段12管徑相異，故采用管頂平接的方法，

48、則： 管段23起點管底標高105.50-0.1105.40m; 管段23終點管底標高105.40-0.005400103.40m;管段34和管段23管徑相同，故采用水面平接的方法，則： 管段34起點管底標高103.40+0.24-0.25103.39m; 管段34終點管底標高103.39-0.005200102.39m;注：埋深管頂標高管底標高1035、設計管段及設計流量 兩個檢查井之間，設計流量不變，且采用同樣的管徑和坡度的管段，稱為一個設計管段。一般檢查井的設置位置有：流量匯入的地方、管徑變化的地方、轉彎的地方、或在直管段管徑長度較長時（3070m）。 設計流量本段流量轉輸流量集中流量12

49、34ABCDq104ZKqFq01式中：q1設計管段的本段流量，L/s； F設計管段服務的街坊面積，公頃； KZ生活污水量總變化系數； q0單位面積的本段平均流量，即比流量，L/s.公 頃 可用下式求得。864000pnq式中：n污水量標準，L/(人.d)； p人口密度，人/公頃。1056、污水管網水力計算基本要點（1）合理處理好管徑d，埋深H及造價E的關系，即dHE關系是進行污水管網設計非常重要的問題。（2）慎重確定控制點的位置，處理好控制點的技術措施。（3）自上游管段至下游管段，隨著流量的沿程增加，其管內流速應當沿程增大；但遇到大管坡管段接小管坡管段時，當下游管段流速達到1.0m/s（陶土

50、管）或1.2m/s（混凝土或鋼筋混凝土管）時，下游管道可酌情減少。（4）自上游管段至下游管段，隨著流量的沿程增加，其管徑應當沿程增大；但遇到小管坡管段接大管坡管段時，為了保證下游管道覆土深度或減少設置跌水井，下游管段的管徑可酌情減少，但較上游管徑的減少數不超過100mm。（管徑越來越大，至少相等，要是減少不能超過100mm）106（5）支管接入干管需要跌水時，其跌水井不能設置在支干管交匯檢查井上，而應設置在交匯井之前的支管上。（6）為保證干管水力條件，支管接入干管時，其支管流速必須小于干管流速。dviH土方造價省管道造價反之亦然107注意：當小管坡 大管坡，要設跌水井保證必備的覆土深度，或者減

51、小管徑，則埋深增加。跌水井：造價高，必須設置旁通井，還需增加跌水措施。 地下水位下可施工，可如此進行： （1）增加泵站排水 （2）基礎要增加強度，要變成高強度的混凝土基礎當支管接入干管時，不能直接接入，應該設跌水井，同時跌水井不能在交匯處設置，而應在交匯點之前設置，如下圖的E點。E點檢查井為跌水井，跌水井離交匯點為2030m，跌水井跌落高度為 。支管接入干管，支管的流速必須小于干管的流速。V支 V干，目的是使干管的流速不受阻礙。108#A#B#C#D#E#66干管#A#B#C#D#E#66#67#65和平路油坊街109陡坡管設計的原則：（1）當其管徑2m時，采用鑄鐵管而不用混凝土管，防止流速的

52、沖擊。（2）陡坡管終點要設檢查井。因為陡坡管以后流量要突然減小，容易產生渦流，建議使用落地式檢查井，可以定期打撈，檢查井落下大約1520cm。（3）檢查井要比上游管徑小一號管徑，但必須注意，不能小的太多。d1d1i3i1i2陡坡管i1i3i2，d1d2d2比d1小一號管徑110注意：當標高差30cm不采用陡坡管或者跌水井，內抹水泥砂漿；當標高差h=30cm1m，采用陡坡管；當標高差1m，采用落底式跌水井。水泥砂漿抹面111五、污水管道的設計舉例原始資料： 給定某市的街坊平面圖，如下頁圖。居住區街坊人口密度為350人/公頃，污水量標準為120L/(人.d)，火車站和公共浴室的設計污水量分別為3L

53、/s和4L/s，工廠甲和工廠乙的工業廢水設計流量分別為25L/s與6L/s。生活污水及經過局部處理的工業廢水全部送至污水處理廠進行處理。工廠甲廢水排出口的管底埋深為2.0m 。112平面圖113管道定線114街坊面積計算街坊編號1234567891011街坊面積（公頃）1.211.702.081.982.202.201.432.211.962.042.40街坊編號1213141516171819202122街坊面積（公頃）2.401.212.281.451.702.001.801.661.231.531.71街坊編號2324252627街坊面積（公頃）1.802.202.042.4011514

54、325ABDCEFsLQsLQsLQsLQ/62.2257 . 2557 . 252/92.41107 . 220/96.20107 . 2101/511. 011. 02111. 03211. 021）（）（設設設平注：第（1）種和第（2）方法均可以，但第一種方法較合理，更經濟。建議采用。116劃分設計管段，計算設計流量（48頁）管道的水力計算（50頁）繪制圖紙（平面圖和管道縱剖面圖）確定標高的方法：（1）搞初步設計，可以用原設計的標高來確定設計點的標高。（2）搞施工圖設計，進行實地測量。117污水管網設計流量計算表管段標號q比比（L/S.ha）匯水面積F（ha）Q平（L/S）KZQ居生（L

55、/S）Q集中（L/S）Q（L/S）118六、繪制管道平面圖和縱剖面圖見P52119六、城市污水回用工程污水回用意義污水回用目標與水質污水回用處理技術120地球上水的總量1.361018m3淡水儲量僅為3.51016m3不足全球總水量的3%易開發利用的淡水儲量為4.01015m3，占淡水的11%世界水資源概況世界水資源研究所：全世界有26個國家2.32 億人口面臨缺水的威脅 聯合國發出警報：世界范圍內的缺水問題將嚴重制約本世紀的經濟發展，并有可能導致國家和地區間發生沖突和戰爭121我國水資源現狀n 人均水資源占有量人均水資源占有量2200立方米立方米n 約為世界平均水平的約為世界平均水平的1/4

56、n 排名世界第排名世界第112位位n 每年因缺水而造成的經濟損失約每年因缺水而造成的經濟損失約 20003000億元億元122解決水資源缺乏的途徑n 海水淡化海水淡化n 修建水庫，貯存雨水修建水庫，貯存雨水n 長距離引水長距離引水n 開發地下水開發地下水n 節約用水節約用水n 污水回用污水回用123污水回用對象由于生活污水水量大且流量穩定，成為主要的回用研究對象124我國生活雜用水水質標準項項 目目廁所便器沖洗、城市綠化廁所便器沖洗、城市綠化洗車、掃除洗車、掃除濁度濁度（度）（度）105溶解性固體溶解性固體（mg/L）12001000懸浮性固體懸浮性固體（mg/L）105色度色度（度）（度）3

57、030臭臭無不快感無不快感無不快感無不快感pH 值值6.59.06.59.0BOD（mg/L）1010COD（mg/L）5050氨氮氨氮（以（以 N 計）計） （mg/L）2010總硬度總硬度（以（以 CaCO3計）計） （mg/L）450450氯化物氯化物（mg/L）350300陰離子合成洗滌劑陰離子合成洗滌劑（mg/L）1.00.5鐵鐵（mg/L）0.40.4錳錳（mg/L）0.10.1游離余氯游離余氯（mg/L）管網末端不小于管網末端不小于 0.2管網末端不小于管網末端不小于 0.2總大腸菌群總大腸菌群（個（個/L）33125日本的中水水質標準項 目單 位標準值臭氣色度濁度總蒸發殘渣懸浮

58、物pH值COD（KMnO4）BODPO4陰離子表面活性劑大腸菌群落一般細菌余氯TOC-度度mg/Lmg/L mg/Lmg/Lmg/Lmg/L個/mL個/mLmg/Lmg/L無不快感10q,所以QQ。結論：雨水的設計流量發生在降雨歷時等于集水時間的時刻。143二、雨水設計流量公式中有關參數的確定與討論：1、P值的確定PqQ d管道建造費 溢流安全性佳PqQ d管道建造費 溢流安全性差結論：在進行雨水管網設計時，慎重而合理地確定設計重現期是進行雨水管網設計的首要問題。144考慮P值因素：（1）設計區性質： P工廠P居住區 ； P廣場P街道P支道 ； P城區P郊區（2）地形：P低洼P平坦P陡坡 （3

59、）發生溢流短期集水造成損失程度（地下庫房、中心廣場宜適當采用較大P值）。 P居住區=0.331.5a; P工廠=0.52.0a。145是不是雨水管道每滿流一次，就要溢流一次？（1）重現期的確定是根據多年觀測經過數理統計而得出的（2）因為管道的埋深較深，即便溢流也在溢流井里。所以雨水管道的滿流不一定會溢流。注：雨水管道按照無壓滿流來設計的。結論：發生雨水地面溢流是絕對的，而不溢流則是相對的，關鍵在給溢流雨水以出路，故而城市豎向規劃與雨水管網的設計有著密切的關系，一個理想的城市豎向規劃應該是：建筑室內地坪的標高建筑物室外的標高（一般1520cm）;城市中心的標高干道標高支道的路面標高周邊的路邊標高

60、。1462、值的確定（見表3-3，P73）（1）考慮因素： 地面覆蓋（鋪砌）條件主要因素 地形（2）加權平均法求定不同地表覆蓋條件下綜合的值：fff.fff.ffiii21ii2211式中：f i 匯水面積上各類地面的面積； i 相應于各類地面的徑流系數： F 全部匯水面積（ha）。1473、t值的確定）延緩系數（）管內水流流行時間（）地面集水時間（式中：1mm ;min t ;mint(min)ttt2121（1) t1 地面集水時間地面集水時間自街坊內部最遠點流入街道上第一個檢查井的集流時間。第一個檢查井1t2t148t1采用515min，在一般設計中選擇10min，如果街道采用暗管，t1