计算书

第一部分 污水管道设计

（一）污水量计算

街坊面积如下表

按街道建筑层次及卫生设备情况，根据规范采用每人每日排水量，用加权平均计算出该街坊的每人每日排水量，并应用下列公式计算出该街坊的比流量q0

居民综合生活用水定额 120L/(cap.d) 。

∴居民综合生活污水定额为 120。

污水管网是按最高日最高时污水排放流量进行设计的，在计算居民生活污水量或综合生活污水量时，采用平均日污水量定额和相应的总变化系数。

  N1=362人/公顷×17.183公顷=6154人

Qd=∑qli*Nli/24*3600=120*6154/24*3600=8.55L/S

污水量总变化系数指设计年限内最高日最高时污水量与平均日平均时污水量的比值。总变化系数Kz取值范围为1.3至2.3

2.3    

Kz=     

1.3     

式中平均日污水流量，L/S。

Kz=2.7/Qd0.11=2.7/8.550.11=2.10

Q1=Kz*Qd=2.10*8.55=17.95l/s

   居民生活污水平均日流量按街坊面积比例分配，比流量为：

        Q0=Qd/∑Ai=8.55/17.183=0.497(l/s)hm2

根据支管的布置和地形的分水线，对街坊划分排水范围，进行流量计算，平均分配到邻近的排水管道。

2.工厂作为集中流量，根据所提供的日平均流量及工作班次，变化系数，确定这些单位最大秒流量。

污水管网的管道必须与其服务的所有用户连接，将用户排放的污水收集汇总到较大的管道中，再汇总到污水输送干管中，然后输送至污水厂。在污水收集和输送过程中，污水管道的流量从管网的起始端到末端不断地增加，管道的直径也随之不断增大。为了污水管道连接和清通方便，污水管道的交叉处和转弯处以及直线管道上每隔一定距离需要设置检查井。由于污水管道中的水流是重力流，水面高度亦逐渐降低，需要逐渐增加污水管道的埋设深度，形成满足污水流动的水力坡度。

污水管网的节点流量是该节点下游的一条管段所连接的用户污水流量（本段沿线流量，简称本段流量）与该节点所接纳的集中污水流量（集中污水流量，简称集中流量）之和。污水管网节点设计流量计算要先进行管段沿线流量分配，然后计算节点流量，并且沿线流量亦采用面积比例或管长比例进行分配，但不是直接分配设计流量，而是分配平均日流量，在计算管段设计流量时再乘以总变化系数；其次，管段分配的沿线流量全部加到上游节点作为节点流量。

在计算和分配居民生活污水流量时，只能对其日平均流量运用连续性条件，当它们最后分配到每条管段后，再乘以总变化系数得到设计流量。

（二）污水管道设计参数

1、设计充满度(污水管道中水深h和管道直径D的比值):

管道的最大设计充满度

根据《室外排水设计规范》规定污水管渠在设计充满度下最小设计流速为0.6m/s；最大设计流速是保证管道不被冲刷损坏的流速，其值与管道材料有关，通常金属管道的最大设计流速为10m/s，非金属管道的最大设计流速为5m/s。

3、最小管径：在街区和厂区内最小管径为200m，在街道下的最小管径为300m。在进行管道水力计算时，由管段设计流量计算得出的管径小于最小管径时，应采用最小管径。

4、最小设计坡度（相应于最小设计流速的管道坡度）：设计坡度与设计流速的平方成正比，与水力半径的4/3次方成反比。规范规定最小管径对应的最小设计坡度：管径200mm的最小设计坡度为0.004；管径300mm的最小设计坡度为0.003。

5、污水管道埋设深度（污水管道的埋设深度指管道的内壁底部离开地面的垂直距离；管道的顶部离开地面的垂直距离称为覆土厚度）： 

由于礼县最大冰冻深度为1.0m，且为了满足以下三个因素的要求：1）无保温措施的生活污水管道或水温与生活污水接近的工业废水管道，管底可埋设在冰冻线以上0.15m；2）车行道下污水管道最小覆土厚度不宜小于0.7m；3）污水出户连接管的最小埋深一般采用0.5～0.7m，则污水支管起点最小埋深也应有0.6～0.7m。综上确定污水主干管和干管的起点埋深为2.0m，支管起点的埋深为1.5m。

6、污水管道的衔接方式： 

  本次设计污水管道的衔接方式采用水面平接法。

7、污水管道材料、接口方式和基础形式：

本次设计中当地自产砖、混凝土及混凝土管，并考虑到技术经济的评价，所以管径小于400mm的管道采用混凝土管，大于400mm的管道采用钢筋混凝土管。

(三)污水管道系统水力计算及设计（列表）

  根据上述原则及规范，由上游管段开始，进行各管段水力计算，确定管段直径和坡度。从污水管网技术合理性和经济性方面考虑，一方面要使管道坡度尽可能与地面坡度平行，以减少管渠埋深，同时必须保证合理的设计流速，使管渠不发生淤积和冲刷。

1）不计算管段确定：当设计污水流量小于一定值时，已经没有管径选择的余地，可不通过计算直接采用最小管径。对于街区和厂区内最小管径200mm，最小设计坡度为4‰，当设计流量小于9.19L/S时，可以直接采用最小管径；对于街道下的最小管径300mm，最小设计坡度为3‰，当设计流速小于14.63L/S时，可以直接采用最小管径。

2）较大坡度地区管段设计：根据地形和管段两端节点处的埋深条件，计算出期望坡度；

式中 E1、E2--管段上、下游节点处的地面高程，m；

     H1、H2--管段上、下游节点处的埋设深度，m，根据管道衔接等技术条件确定；

根据设计流量、期望坡度和最大充满度进行水力计算，得出计算管径；根据设计流量、坡度和管径计算出管内实际的充满度和流速。

3）平坦或反坡地区管段设计

污水管最大管径

管段末端埋深计算公式： 

式中  L--管段长度，m；

   I·L--管段降落量，m

所有水力计算结果包括各段长度、流量、流速、充满度、管径和坡度以及各管段的埋深军汇总成表格计算。

后才可以排放。提升泵站所要提升的高度为：

     H=4.01m

（四）绘图

1.污水管道系统总平面图

2.污水管道控制点（11）至污水厂（10）纵剖面图

第二部分  雨水管道系统

（一）雨水管渠布置

    在雨水水质符合排放水质标准的条件下，雨水应尽量利用自然地形坡度，以重力流方式和最短的距离排入附近水体，以减低管渠工程造价。当地形坡度较大时，雨水干管宜布置在地面标高较低处；当地形平坦时，宜布置在排水流域的中间，以便支管就近接入，尽可能扩大重力流排出雨水范围。雨水管渠接入水体的出水口构造一般比较简单，造价不高，增多出水口不致大量增加基建费用，而由于雨水就近排放，管线较短，管径也较小，可以降低工程造价，因此雨水干管平面布置成分散式出水口在技术上经济上都较合理。

由于礼县城中有明显的分水线总体上可分为两大排水区域，且两个区域都有较大的地形坡度可以利用，所以共设四条雨水主干管和四个排放口来排出整个城镇的降雨。并且城镇西北方有一座山丘，山区地形坡度大，集水时间短，洪水历时也不长，所以水流急，流势猛，且水流中还夹杂着沙石等杂物，冲刷力大，需及时拦截并排出沿山坡倾泻下来的山洪流量，并通过排洪沟道将洪水引出保护区排入附近水体。

（二）雨水量计算

1、暴雨强度公式q=932(1+1.292lgP)/(t+8.22)0.7       地面径流系数 φ=0.45 

式中  t—集水时间（指雨水从汇水面积上的最远点流到设计的管道断面所需要的时间），min；

      t1—地面集水时间（指雨水从汇水面积上的最远点流到位于雨水管道起始端点第一个雨水口所需要的地面流行时间），一般采用5～15min；

      m—折减系数，暗管取2，明渠取1.2；

      Li—设计断面上游各管段的长度，m；

      vi—上游各管段中的设计流速，m/s；

  本次设计中，重现期p=1a，地面集水时间t1=10min，折减系数m=2。

2、地面径流系数

降落在地面上的雨水在沿地面流行的过程中，一部分雨水被地面上的植物、洼地、土壤或地面缝隙截流，剩余的雨水在地面上沿地面坡度流动，称为地面径流。地面径流的流量称为雨水地面径流量。地面径流量与总降雨量的比值称为径流系数φ，径流系数小于1。当地面材料透水率较小、植被较少、地形坡度大、雨水流动快的时候，径流系数大，降雨历时较长会使地面渗透损失减少而增加径流系数；暴雨强度较大时，会使流入雨水管渠的相对水量增加而增加径流系数；对于最大强度发生在降雨前期的雨型，前期雨量大的径流系数值也大。

根据当地地形区地面径流系数φ=0.45；

3、最大径流量（雨水设计流量）

式中   Q—计算汇水面积的设计最大径流量，亦即要排出的雨水设计流量，L/S；

       q—雨风时段内平均设计暴雨强度。（L/S）/hm2；

       φ—径流系数

       F--计算汇水面积，hm2。

   应用上面公式计算雨水管段设计流量时，随着计算管段数量的增加，集水面积不断增大，但降雨强度则逐渐减小，因而有可能会出现管网中的下游管段计算流量小于其上游管段的计算流量的结果，这时应设定下游管段设计流量等于其上游管段设计流量。

（三）雨水管渠设计参数

1、设计充满度：雨水较污水清洁得多，对环境污染较小，加上暴雨径流量大，且从减少工程投资的角度讲，雨水管渠允许溢流。故雨水管渠的充满度按满流考虑，即h/D=1；

2、设计流速：由于雨水中夹带的泥沙量比污水大得多，所以最小设计流速大于污水管渠，为0.75m/s；金属管最大设计流速为10m/s，非金属管最大流速为5m/s；

3、最小坡度：为了保证管内不发生淤积，雨水管内的最小坡度应按最小流速确定。在街区内，一般不宜小于0.004，在街道下，一般不宜小于0.0025，雨水口连接管的最小坡度不小于0.01

4、最小管径：为了保证管道在养护上的便利，便于管道的清除阻赛，街道下的雨水管道，最小直径为300mm，相应的最小坡度为0.003，街坊内部的雨水管道，最小管径一般采用200mm，相应的最小坡度为0.01。

5、雨水管道埋设深度:

由于礼县最大冰冻深度为1.0m，确定雨水管道的起点埋深为1.5m。

6、雨水管道的衔接方式： 

  本次设计雨水管道的衔接方式采用管顶平接法。

7、雨水管道材料、接口方式和基础形式：

本次设计中当地自产砖、混凝土及混凝土管，并考虑到技术经济的评价，所以均采用混凝土管。

（四）雨水管道水力计算（列表）

所有水力计算结果包括各段长度、流量、流速、管径和坡度以及各管段的埋深均汇总成表格计算。

（五）绘图

1.雨水一条主干管及其汇水区域平面图

2.城镇雨水管道布置及沿线汇水面积总平面图

3.雨水管道控制点（1）至排放口（6）纵剖面图下载本文