管道设计1 - 图文

广州大学市政技术学院

课程设计任务书

课程设计名称：

广东省某城市给水管网与排水管网初步设计

系 部 环境工程系 专 业 给水排水 班 级 11给排1班 姓 名 李智军 指导教师 杜 馨

2012 年 12 月 24 日

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目录

第一章 概述 ·················································

第一节 管道系统设计的材料·········································· 第二节 管道设计系统的要求··········································

第一章 给水管网设计计算······································ 第一节 用水量的计算···············································

第二节 最高用水量的计算··································· 第三节 清水池容积的确定··········································· 第四节 给水管网的设计计算········································· 第五节 水泵扬程确定及消防核算·····································

第三章 污水管道系统设计计算································· 第一节 污水管道系统设计流量的确定·································

第二节 污水管段划分及设计流量的计算······························· 第三节 污水管道的水力计算 ········································

第四章 雨水管渠设计计算····································· 第一节 雨水管道设计流量的确定·····································

第二节 雨水管道设计数据的确定····································· 第三节 雨水管渠的设计计算·········································

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第一章 概述

第一节 管道系统设计的材料

1．供水区域平面图（比例尺：1：3000）；

2．居住区规划资料：居住区人口密度660cap/ha；污水量按给水量的90%考虑。 3．工业区规划资料：

大用户资料 序号 用户名称 （人数） 生产用水量班次 (m3/班) 1 服装厂（1800） 2 制药厂（1000） 4000（2） 1.2 280 2000（3） 1.1 200 时变化系数 (Kh) 每班高温车间人数（人） 注：制药厂每班有70% 员工需淋浴，服装厂每班有50%员工需淋浴。高温车间职工全部

淋浴。

4．水厂清水池最低水位标高为所给地形图最低标高减3m；

5．绿化面积为18万m2 , 每天浇洒2次，浇洒道路面积为12万m2，每天浇洒3次；

6．服务水头按七层楼高考虑；

7．地下水位距地面约3～4米，冬天无冰冻情况。

8．城市采用地表水作为给水水源，原水水质符合相关要求；河流水量充沛，枯水期最小流量能够满足取水要求。

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9．居民生活用水量变化曲线如下表所示。

时间 Kh=1.23 时间 Kh=1.23 时间 Kh=1.23 16-17 5.11 17-18 4.92 18-19 4.9 19-20 4.71 20-21 4.29 21-22 4.04 22-23 3.42 23-24 3.02 8-9 5.11 9-10 4.81 10-11 4.64 11-12 4.52 12-13 4.49 13-14 4.45 14-15 4.45 15-16 4.55 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 2.82 2.79 2.93 3.06 3.13 3.78 4.93 5.13 地下水位距地面约10米，冬天无冰冻期。

11.雨水设计资料：暴雨强度公式采用广州市暴雨强度公式，地面集水时间为15分钟，综合径流系数为0.6，重现期为1年。

第二节 管道系统设计的要求

1．该城市位于广东省内，自来水普及率按100%考虑。 2．取水泵站24小时连续均匀工作； 3．管网中不设置水塔；

第二章 给水管网设计计算

设计用水量由下列各项组成：

（1） 综合生活用水：包括居民生活用水和公共建筑及设施用水，但不包括城市浇洒道路、

绿化等市政用水；

（2） 工业企业生产用水和工作人员生活用水； （3） 消防用水； （4） 浇洒道路绿地用水； （5） 未预见水量及管网漏失水量。

第一节 用水量计算

一、 生活用水量计算

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（一）、综合生活用水量Q1计算 1、居住人口数为：250000人

1n2、综合生活用水量Q1可按Q1=N1iq1i(m3/d)计算， ?1000i?1N1i——设计期限内城市各用水分区的计划用水人口数，cap；

q1i——设计期限内城市各用水分区的最高日综合生活用水定额，L/(cap·d)。

查附录3-2，可知道综合生活用水定额为(220-370)L/(cap·d)，取300L/(cap·d) 算，即

Q1?300?250000?75000(m3/d)

10001n?iq2??i?N2??iq2??i)(m3/d)计算，（二）、工业企业职工生活用水量Q2可按Q2= n2i(N2?1000i?1 n2i——某车间或工厂每日班别；

?i、N2??i——分别为相应车间（或工厂）一般及高温岗位最大班的职工人数，cap； N2?i、q2??i——分别为相应岗位职工的生活用水定额，L/（cap·班）q2。

已知一般车间职工生活用水定额为25 L/（cap·班），高温和污染严重车间职工生活用水定额为35 L/（cap·班）。

服装厂分为三班制，每班一般车间有400人，高温车间有200人， 则服装厂职工生活用水量Q2?'(400?25?200?35)?3?51(m3/d)

1000(220?25?280?35)?2?30.6(m3/d)

1000 制药厂分二班工作，每班一般车间220人，高温车间280人， 则制药厂职工生活用水量Q2?'\3\ 所以Q2?Q2?Q2?81.6(m/d)

1n?iq3?i?N3??iq3??i)(m3/d)计算， n2i(N3（三）工业企业职工淋浴用水量Q3可按Q3??1000i?1?i、N3??i——分别为相应车间（或工厂）一般及热污染岗位每班职工淋浴人数，cap； N3?i、q3??i——分别为相应岗位职工的淋浴用水定额，L/（cap·班） q3。

查附录3-4，一般车间每人每班淋浴用水定额40L，高温车间每人每班淋浴用水定额60L。

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下班后的淋浴用水量集中在半个小时内。

服装厂分为三班制，每班一般车间有400人，高温车间有200人，一般车间每班有50%员工需要淋浴，高温车间职工全部淋浴， 则Q3??3?(50%?400?40?200?60) ?60（m3/d）1000制药厂分二班工作，每班一般车间有220人，高温车间有280人，一般车间每班有70%员工需要淋浴，高温车间职工全部淋浴， 则Q3??2?(70%?220?40?280?60) ?45.92（m3/d）1000’\3所以Q3?Q3?Q3?105.92(m/d) 二、工业企业生产用水量 工业企业生产用水量可按Q4i??Qi?1n4i??q4iN4i(1??)(m3/d)计算，

i?13333n q4i——某类工业企业生产用水定额，m/万元或m/单位产品或m/（台·d）或m/班， N4i——相应工业企业每日总产值或总产量或同时使用设备台数或工作班数。

服装厂24小时均匀工作使用，均分3班工作，每班次生产用水量为2000m3;制药厂16小时均匀工作使用，均分2班工作，每班次生产用水量为4000m3

（m/d） 则 Q4?2000?3?4000?2?14000

三、市政用水量 市政用水量可按Q5?31?q5?)(m3/d)计算， (n5A5q5?A5100022?——分别为浇洒道路和绿化用水定额，L/（m·次）和L/m； q5、q5?——分别为最高日内浇洒道路和绿化的面积，m； A5、A5 n5——分别为最高日浇洒道路的次数。

绿化面积18万m，每天浇洒2次，每m每次浇洒1.5-4.0L，取3.0L/(m·天);浇洒道路面积为12万m，每天浇洒2次，每m每次浇洒1.0-2.0L，取1.5L/（m·次）； 则Q5?

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2222222180000?2?3?120000?1.5 ?1260（m3/d）1000四、未预见水量及管网漏失水量，此项水量一般按上述各项用水量之和的15%-25%计算， 未预见水量及管网漏失水量Q6?20%(Q1?Q2?Q3?Q4?Q5)(m/d) 则Q6?20%(75000?81.6?105.92?14000?1260)?18089.504(m/d）

33第二节 最高用水量的计算

一、最高日设计用水量

Qd?1.20(Q1?Q2?Q3?Q4?Q5)?1.20(75000?81.6?105.92?14000?1260)?108537.024(m3/d)

二、最高日最高时设计用水量

1．最高日平均时设计用水量：Q?h?2．时变化系数：Kh?1.23

最高日最高时设计用水量：Qh?Q?h?Kh?4522.376?1.23?5562.52m/h 三、消防用水量

该城市在规划年限内设计人口数为250000cap，查附录3-5，确定该城市同一时间内发生火灾的次数为2次，一次灭火用水量为55L/s。

3Qd108537.024??4522.376m3/h T24（L/s）?396(m/h) 则消防流量：QX?Nxqx?55?2?110四、绘制该城市用水量计算表

3表2-1 广东省某城市用水量计算表

居民区（包括公共建筑)用水量 占一天用水量（%） 2 2.82 2.79 2.93 3.06 3.13 3.78 4.93 一般车间生活用水 沐浴变化用水系数 m3 m3 4 5 6 37.5 1.03 6.16 7

制药厂 高温车生活用水间 变化系数 m3 7 8 31.3 1.53 沐浴生产用水用水m3 m3 9 10 16.8 时间 1 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7

m3 3 2115 2092.5 2197.5 2295 2347.5 2835 3697.5 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 累计 5.13 5.11 4.81 4.64 4.52 4.49 4.45 4.45 4.55 5.11 4.92 4.9 4.71 4.29 4.04 3.42 3.02 100 3847.5 3832.5 3607.5 3480 3390 3367.5 3337.5 3337.5 3412.5 3832.5 3690 3675 3532.5 3217.5 3030 2565 2265 75000 6.25 12.5 12.5 18.75 6.25 12.5 12.5 37.5 6.25 12.5 12.5 18.75 6.25 12.5 12.5 0.34 12.05 0.69 12.05 0.69 12.05 1.03 12.05 0.34 12.05 0.69 12.05 0.69 12.05 1.03 6.16 31.3 0.34 12.05 0.69 12.05 0.69 12.05 1.03 12.05 0.34 12.05 0.69 12.05 0.69 12.05 11 12.32 1.18 1.18 1.18 1.19 1.18 1.18 1.18 1.53 1.18 1.18 1.18 1.19 1.18 1.18 1.18 19.6 1000 1000 1000 1000 16.8 1000 1000 1000 1000 33.6 8000 服装厂 一般车间生活用水 变化系数 11 37.5 6.25 12.5 12.5 18.75 6.25 12.5 12.5 37.5 6.25 12.5 12.5 18.75 6.25 12.5

每小时用水量 沐浴用水m3 16 12 12 市政用未预见3水m 水量m3 m3 18 19 20 753 3166.495 754 3097.965 540 754 3743.59 753 3300.09 753.5 3353.725 754 3840.465 90 754 4793.59 754 4853.6 754 5859.475 90 753 5613.485 754 5487.96 754 5397.96 754 4376.445 540 754 4884.485 754 4345.46 占最高日用水量百分数（%） 21 2.9 2.8 3.4 3 3.1 3.5 4.4 4.5 5.5 5.2 5.1 5 4.1 4.5 4 m 12 1.875 0.625 1.25 1.25 1.875 0.625 1.25 1.25 1.875 0.625 1.25 1.25 1.875 0.625 1.25 3沐浴用水m3 13 8 8 高温车生活用水间 变化系数 14 31.3 12.05 12.05 12.05 12.05 12.05 12.05 12.05 31.3 12.05 12.05 12.05 12.05 12.05 12.05 m3 15 1.1 0.84 0.84 0.84 0.85 0.84 0.84 0.85 1.1 0.84 0.84 0.84 0.85 0.84 0.84 生产用水m3 17 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 8

12.5 37.5 6.25 12.5 12.5 18.75 6.25 12.5 12.5 1.25 12.05 1.875 8 31.3 0.625 12.05 1.25 12.05 1.25 12.05 1.875 12.05 0.625 12.05 1.25 12.05 1.25 12.05 30 24 0.85 1.1 0.84 0.84 0.84 0.85 0.84 0.84 0.85 21 12 36 250 250 250 250 250 250 250 250 250 6000 753 754 754 754 753 754 754 754 90 753 1260 18089.5 4419.47 5884.995 5696.985 5682.96 5539.46 4226.445 4036.985 3572.96 3361.97 108537 4.1 5.4 5.2 5.2 5.1 3.9 3.7 3.3 3.1 100 广东某城市最高日用水量变化曲线占最高日用水量的百分比6543210系列10~12~34~56~78~910~1112~1314~1516~1718~1920~2122~23时间

第三节 清水池容积的确定

一、该城市给水管网中不设置水塔，清水池在给水系统中除了起流量调节作用之外，还兼有贮存水量和保证氯消毒时间等作用。 二、绘制清水池容积调节计算表

表2-2 清水池调节容积计算表

一级泵站供水量(%) 2 4.17 4.17 4.16 4.17 二级泵站供水量(%) 不设水塔 3 2.9 2.8 3.4 3 9

时间 1 0-1 1-2 2-3 3-4

清水池调节容积计算(%) 不设水塔 <2>-<3> 1.27 1.37 0.76 1.17 ∑ 1.27 2.64 3.4 4.57 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13 13-14 14-15 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23 23-24 合计 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 4.17 4.17 4.16 100 3.1 3.5 4.4 4.5 5.5 5.2 5.1 5 4.1 4.5 4 4.1 5.4 5.2 5.2 5.1 3.9 3.7 3.3 3.1 100 1.07 5.64 0.66 6.3 -0.23 6.07 -0.33 5.74 -1.34 4.4 -1.03 3.37 -0.93 2.44 -0.84 1.6 0.07 1.67 -0.33 1.34 0.16 1.5 0.07 1.57 -1.23 0.34 -1.04 -0.7 -1.03 -1.73 -0.93 -2.66 0.26 -2.4 0.47 -1.93 0.87 -1.06 1.06 0 调节容积=8.96 3 清水池调节容积：W1??????????????????9724.9m

消防贮备水量按2h室外消防用水量计算：W2?110??????????????m

给水处理系统生产自用水量一般取最高日用水量的5%-10%，取8%：

3W3?108537.024?8??8682.96m3

安全贮备水量：W4?300m 清水池有效容积为：

3W?W1?W2?W3?W4?9724.9?396?8682.96?300?19103.86(m3)

第四节 给水管网的设计计算

一、 长度比流量

长度比流量qcb可按qcb?Q??Qi?L[L/(s?m)]计算，

Q——管网总用水量，L/s，

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?Qi——工业企业及其他大用户的集中流量之和，L/s，

?L——管网配水干管总计算长度，m；单侧配水的管段按实际长度的一半计入；双侧

配水的管段计算长度等于实际长度；两侧不配水的管线长度不计。 管网总用水量Qh?Q?h?Kh?4522.376??????5562.5m/h?1545L/s 工业企业集中用水量:

3Q2?Q3?Q4?86.1?105.92?14000?14187.52m3/d?164L/s

管网配水干管总计算长度

?L?13590.19m

1545?164?0.103L/(s?m)

13373.25即，配水干管比流量qcb?二、沿线流量

如管段1-2的沿线流量为：q1~2?qcbL1~2?489.03?0.103?50.37(L/s)

表2-3 各管段沿线流量计算表

管段编号 管段长度（m） 管段长度计算（m） 1-2 2-3 3-4 1-17 17-18 18-19 19-20 2-14 14-15 15-16 3-5 5-7 7-8 5-6 5-9 9-10 10-11 11-12 12-13 合计

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比流量 L/(s.m) 沿线流量（L/s） 50.37 94.40 74.97 115.11 112.23 24.82 110.78 114.77 101.76 78.62 39.91 46.08 73.05 71.20 74.87 47.84 33.26 77.93 35.47 1377.44 489.03 916.53 727.89 1117.56 1089.57 240.99 1075.5 1114.29 987.99 763.29 387.48 447.39 709.26 691.23 726.87 464.49 322.95 756.57 344.37 13373.25 489.03 916.53 727.89 1117.56 1089.57 240.99 1075.5 1114.29 987.99 763.29 387.48 447.39 709.26 691.23 726.87 464.49 322.95 756.57 344.37 13373.25 0.103 三、节点流量

制药厂的集中流量Q制药厂?30.6?45.92?8000?8076.52m/d?93.48L/s 服装厂的集中流量Q服装厂?51?60?6000?6111m/d?70.73L/s 如节点1的节点流量为： q1?0.533?ql?0.5(q1~2?q1~17)?0.5?165.48?82.74L/s

表2-4 各管段节点流量计算

节点 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 连接管段 1-2,1-17 1-2，2-3,2-14 2-3，3-4,3-5 3-4 3-5，5-9，5-6，5-7 5-6 5-7，7-8 7-8 5-9，9-10 9-10，10-11 10-11，11-12 11-12，12-13 12-13 2-14，14-15 14-15，15-16 15-16 1-17，17-18 17-18，18-19 18-19，19-20 19-20 节点流量（L/s） 82.74 129.77 104.64 52.4 116.03 35.6 59.56 36.52 61.35 40.55 55.59 56.7 17.73 108.26 90.19 39.31 113.67 68.52 67.8 55.39 1392.32

集中流量（L/s） 93.27 70.73 164 节点总流量（L/s) 82.74 129.77 104.64 52.4 116.03 128.87 59.56 36.52 61.35 40.55 126.32 56.7 17.73 108.26 90.19 39.31 113.67 68.52 67.8 55.39 1556.32 合计 12

表2-5 干管水力计算表

节点 4 3 2 1 地形标高(m) 127.5 127.3 2-3 916.53 696.03 126.8 126.4 1-2 489.03 1473.58 管段管段长编度(m) 号 3-4 727.89 流量(L/s) 管径100(m0i m) 流速(m/s) 水头水压标自由水损失高(m) 压(m) (m) 2.21 159.5 32 52.4 300.743.03 0 4 901.49 1.09 1.36 0 161.71 34.41 163.07 36.27 103.77 1.87 1.84 00 164.91 38.51 表2-6 支管水力计算表

节点 1 3 5 7 8 1 地形标高(m) 2 127.3 126.9 5-7 126.7 126.3 126.4 7-8 709.26 36.52 350 0.82 0.734 0.52 158.36 32.06 1-17 1117.56 305.38 600 6.36 2.47 2.76 164.91 38.51 4.4 4.79 162.15 36.35 157.36 33.26 156.52 32.72 19-20 1075.5 55.39 400 1.04 0.81 0.87 155.65 32.25 5-6 691.23 128.87 450 2.46 2.12 1.46 160.8 33.9 159.34 32.24 447.39 96.08 350 4.69 4.3 1.92 管段编号 3 3-5 管段长度(m) 4 水头自由流量管径允许实际损失水压标水压(L/s) (mm) 1000i 1000i (m) 高(m) (m) 5 6 7 8 9 10 11 2.34 0.91 161.71 34.41 160.8 33.9 158.88 32.18 387.48 643.63 800 7.25 17 125.8 17-18 1089.57 191.71 450 18 124.1 18-19 240.99 123.19 400 6.47 19 123.8 20 123.4 5 6 126.9 127.1 3.49 0.84 5.55 13

2 126.8 2-14 1114.29 237.76 500 4.28 14-15 987.99 129.5 500 1.98 39.31 350 1.73 3.87 4.31 1.26 1.24 163.07 36.27 158.76 32.46 157.52 32.72 14 126.3 15 124.8 16 124.2 3 5 9 10 11 12 13 127.3 126.9 15-16 763.29 3-5 5-9 0.84 0.64 2.05 0.79 2.43 1.59 1.14 1.38 1.06 1.77 0.74 156.88 32.68 161.71 34.41 160.92 33.90 159.15 32.95 158.41 32.91 387.48 418.68 700 7.25 600 3.74 726.87 302.65 126.2 9-10 464.49 600 3.55 241.3 125.5 10-11 322.95 600 2.51 200.75 125.6 11-12 756.57 400 1.77 74.43 124.7 12-13 344.37 250 2.03 17.73 124.3 四、确定二级泵站所需的总扬程

0.37 158.04 32.44 1.04 157 0.36 156.64 32.34 32.3 选节点4为控制点，此点的地形标高为127.5m,，吸水井的最低水位标高Zp为120m。所需的静扬程H为节点4的水压标高减去吸水井的最低水位=159.5-120=39.5m。泵站内吸、压水管的水头损失为3m。则：

Hp=所需静扬程+控制点到泵站的水头损失+泵内的水头损失 =39.5+5.61+3=48.11m 所以 取49m。

第五节 扬程的确定及消防校核

消防时的核算，是以最高时用水量确定的管径为基础，然后按最高时用水量另加消防流量进行流量分配。因此，应按最高时用水流量加消防流量及消防压力进行核算。核算时，将消防流量加在设定失火点处的节点上，即该节点总流量等于最高用水时节点流量加一次灭火用水流量，其它节点仍按最高用水时的节点流量，管网供水区内设定的灭火点数目和一次灭火用水量均按现行的《建筑设计防火规范》确定。若只有一处灭火，可考虑的控制点上；如同时两失火，应从经济和安全等方面考虑，一处可放在控制点，另一处可设定在离二级泵站较远或靠近大用户的节点。虽然消防时比最高用水时所需服务水头要小的多，但因消防时通过官网的流量增大，各管段的水头损失相应的增加，按最高用水时确定的及水泵扬程有可能

14

不够消防时的需要，这时须放大个别管径的直径，以减小水头损失。个别情况下因最高用水时和消防时的水泵扬程相差很大，须设专用消防泵供消防时使用。

选择节点4和节点20为失火点，在此两点处分别加入消防流量55L/s.保持管径不变，重新计算水头损失等参数。所以从泵站到着火点的水头损失为5.61m。

表2-7 消防时干管水力计算

节点 4 3 2 1 地形标高(m) 127.5 127.3 2-3 916.53 751.03 126.8 126.4 1-2 489.03 1528.58 1000 4.057 1.98 900 1.724 1.58 140.17 13.37 142.15 15.75 管段管段长编号 度(m) 流量(L/s) 管径(mm) 水头水压标1000i 损失高(m) (m) 137.5 自由水压(m) 10 3-4 727.89 107.4 450 11.85 1.09 138.59 11.29 消防时支管水力计算

节地形标管段点 高(m) 编号 1 1 2 126.4 3 管段长度(m) 4 水头自由流量管径实际损失水压标水压(L/s) (mm) 1000i (m) 高(m) (m) 5 6 8 9 10 11 15.75 1-17 1117.56 360.38 700 1.54 1.72 142.15 17 125.8 17-18 1089.57 246.71 600 18 124.1 18-19 240.99 178.19 400 19 123.8 7.08 1.71 1.66 1.81 140.43 14.63 138.62 14.52 136.91 13.11 20 123.4 19-20 1075.5 110.39 400 2.85 3.06 133.85 10.45 从表中我们可以计算二级泵站到着火点4的所需的总扬程。

当节点4、20两处同时着火时，选节点4为控制点，此点的地形标高为127.5m,吸水井的最低水位标高Zp为120m。所需的静扬程H为节点4的水压标高减去吸水井的最低水位

15

=159.5-120=39.5m。泵站内吸、压水管的水头损失为3m。则：

Hp=所需静扬程+控制点到泵站的水头损失+泵内的水头损失 =39.5+4.85+3=47.35m 所以取48m

核算时，低压消防制一般要求失火点处的自由水压不低于32-10=22m。由上表可得，各管网的节点处的实际自由水压均大于10m，符合低压消防制要求。

第六节水泵选择

一：计算成果及水泵选择

工项目 最高时用水量 消防时用水量 况 设计供水参数 扬程（m） 49 48 型号 24sh-13 24sh-13 水泵选择 性能 H=40～56m Q=600～1000L/s H=40～56m Q=600～1000L/s 台数 2.00 共2台水泵 2.00 备注 流量（L/s） 1545.14 1655.14 第三章 污水管道系统设计计算

第一节 污水管道系统设计流量的确定

将地区内各街坊编上号码，并将各街坊的平面范围按比例计算出面积，将其面积值列入表3-1中，并用箭头标出各街坊污水排出的方向。

街坊编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

街坊面积（hm2） 7244.94 6793.25 4997.89 4554.68 6497.89 4554.68 5655.97 5655.97 5644.21 3338.84 11045.33 9682.89 7123.83 6499.98 9250.64 6499.98 8052.06 街坊编号 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 街坊面积（hm2） 7213.92 6566.31 9367.77 6566.31 8154.01 8154.01 8137.05 4813.48 5139.24 4703.22 6753.51 4703.22 5840.43 5840.43 5828.29 3447.73 4667.93 街坊编号 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 16

街坊面积（hm2） 5947.31 5288.40 4707.47 3324.07 7787.13 3117.92 3355.97 2911.40 5238.62 5313.92 4511.70 1353.68 3754.02 3924.26 7644.29 5564.37 3851.24 街坊编号 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 街坊面积（hm2） 6479.15 4236.37 11961.51 15818.46 11092.68 8725.24 8218.34 13091.09 10902.08 6727.16 6766.89 7107.18 11419.57 10056.49 11091.80 16838.21 3022.07 18 19 20 8062.07 8045.31 4759.08 38 39 40 5349.86 5086.65 3444.96 58 59 60 4757.42 5210.50 13074.02 78 79 7296.61 一、居民生活污水设计流量Q1

居民生活污水主要来自居住区，可按Q1?n?N?KZ计算，

24?3600 n——居民生活污水量定额(平均日定额)，L/（cap·d）；

N——设计人口数，cap； KZ——生活污水总变化系数。

（一） 居民生活污水量定额

查附录3-2可知居民生活污水定额为(170-280)L/(cap·d)，取200L/(cap·d)。因该城市给排水设施完善，所以污水量按用水定额的90%计算，即200×90%=180L/(cap·d)。 （二） 设计人口数可按N???F计算 ?——人口密度，cap；

F——居住区面积，ha。

则N??.F?660?52.522?34665(cap) （三） 生活污水量总变化系数可按Kz?2.7计算， Q0.11 Q——污水平均日流量，L/s。当Q<5L/s时，Kz?2.3；当Q>1000L/s时，Kz?1.3 综合生活污水平均流量：Q?180?34665 ?72.22（L/s）24?3600KZ?2.7?1.69 0.1172.22（L/s）综合生活污水设计流量：Q1?72.22?1.69?122.05

二、工业企业生活污水和淋浴污水设计流量Q2 一般按Q2?A1B1K1?A2B2K2C1D1?C2D2计算， ?3600T3600 A1——一般车间最大班职工人数，cap；

B1——一般车间职工生活污水定额，以25L/(cap·班)计；

17

K1——一般车间污水量时变化系数，以3.0计；

A2——高温车间和污染严重车间最大班职工人数，cap；

B2——高温车间和污染严重车间职工生活污水量定额，以35L/(cap·班)；

K2——高温车间和污染严重车间生活污水量时变化系数，以2.5计； C1——一般车间最大班使用淋浴的职工人数，cap； D1——一般车间的淋浴污水量定额，以40L/(cap·班)；

C2——高温车间和污染严重车间最大班使用淋浴的职工人数，cap； D2——高温车间和污染严重车间的淋浴污水量定额，以60L/(cap·班)；

T——每工作班工作时数，h。

则制药厂生活污水和淋浴污水设计流量

??Q2440?25?3.0?560?35?2.5308?40?560?60 ??15.6（L/s）3600?836001200?25?3.0?600?35?2.5600?40?600?60 ??21.6（L/s）3600?83600 服装厂生活污水和淋浴污水设计流量

???Q2??Q2???15.6?21.6?37.2（L/s）所以Q2?Q2

三、工业废水设计流量Q3

15?????1.7 ?143.44（L/s）3600?8150????1.42?? 服装厂工业废水设计流量Q3 ?266.25（L/s）3600?8??制药厂工业废水设计流量Q3??Q3???143.44?266.25?409.69（L/s） 则Q3?Q3

四、城市污水管道系统设计总流量

Q?Q1?Q2?Q3?122.05?37.2?409.69?568.94（L/s）

第二节 设计管段的划分及设计流量的计算

一、设计管段的划分 二、设计管段的流量确定

18

（一）本段流量q1是指从本管段沿线街坊流来的污水量。 一般按q1?F?qs?Kz计算，

F——设计管段服务的街坊面积，hm2， Kz——生活污水量总变化系数。 qs——生活污水比流量，L/(s·hm2)；

生活污水比流量qs可按qs?n??计算，

24?3600n——生活污水定额或综合生活污水定额，L/(cap·d)；

?——人口密度，cap/hm2。 则qs?200?660?1.53L/(s?hm2)

24?3600（二）转输流量q2是指从上游管段和旁侧管段流来的污水量。

（三）集中流量q3是指从工业企业或其他大型公共设施流来的污水量。

第三节 污水管道的水力计算

一、划分设计管段，计算设计流量

根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主干管中有本段流量进入的点(一般定为街坊两端)、有集中流量进入及有旁侧支管接入的点，作为设计管段的起止点并将该点的检查井编上号码。

各设计管段的设计流量应列表进行计算。在初步设计中，只计算干管和主干管的设计流量；在技术设计和施工图设计中，要计算所有管段的设计流量。本设计为初步设计，故只计算干管和主干管的设计流量，如表3-2所示。

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表3-2 污水干管和主干管设计流量计算表

综合生活污水量 管段编号 本段流量 街坊面积(hm2) 3 - - - - - 1.307 - 1.582 1.109 - - - 1.054 - - - - - 1.747 - - 集中流量q3 生活总变污水化系设计数Kz 流量(L/s) 8 3.11 2.12 2.07 2.05 2.00 1.92 1.75 1.66 1.62 2.55 2.31 2.20 2.12 2.54 2.31 2.19 2.00 1.98 1.93 1.94 1.91 1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 11-12 12-13 13-14 14-18 15-16 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 21-22 22-23

比流量qs L/(s.hm2) 4 - - - - - 1.53 - 1.53 1.53 - - - 1.53 - - - - - 1.53 - - 流量q1 (L/s) 5 - - - - - 2.00 - 2.42 1.70 - - - 1.61 - - - - - 2.67 - - 合计平转输流量均流量q2 (L/s) (L/s) 6 3.61 8.86 10.97 12.47 设计本转输流量段(L/s(L/s) (L/) s) 10 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 7 3.61 8.86 10.97 12.47 15.06 21.76 50.61 84.32 103.25 1.69 4.1 6.54 9.18 1.73 4.19 6.68 15.14 16.67 21.06 21.07 23.09 20

9 11.23 18.78 22.71 25.56 30.12 41.78 88.57 139.97 167.26 4.31 9.47 14.39 19.46 4.39 9.68 14.63 30.28 33.01 40.65 40.88 44.10 11 - - - 143.44 143.44 143.44 143.44 409.69 409.69 - - - - - - - - - - - - 12 11.23 18.78 22.71 169 173.56 185.22 232.01 549.66 576.95 4.31 9.47 14.39 19.46 4.39 9.68 14.63 30.28 33.01 40.65 40.88 44.10 15.06 19.76 50.61 81.9 101.55 1.69 4.1 6.54 7.57 1.73 4.19 6.68 15.14 16.67 18.39 21.07 23.09

23-7 24-25 25-26 26-27 27-28 28-29 29-30 30-31 31-32 32-33 33-34 34-9 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 24.08 1.37 3.33 5.31 6.73 8.03 9.26 10.22 11.72 13.36 15.47 17.95 24.08 1.37 3.33 5.31 6.73 8.03 9.26 10.22 11.72 13.36 15.47 17.95 1.90 2.61 2.37 2.25 2.19 2.15 2.11 2.09 2.06 2.03 2.00 1.97 45.75 3.58 7.89 11.95 14.74 17.26 19.54 21.36 24.14 27.12 30.94 35.36 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 45.75 3.58 7.89 11.95 14.74 17.26 19.54 21.36 24.14 27.12 30.94 35.36 二、水力计算 各设计管段的设计流量确定后，即可从上游管段开始依次进行各设计管段的水力计算。本例为初步设计，只进行污水干管和主干管的水力计算（在技术设计和施工图设计中所有管段都要进行水力计算），其计算结果见表3-3、3-4所示、

表3-3 污水干管设计流量计算表 管段编管段长度L设计流量Q号 （m） （L/s） 1 2 3 4.31 9.47 14.39 19.46 4.39 9.68 14.63 30.28 33.01 40.65 40.88 44.1 45.75 3.58 7.89 11.95 14.74 管道直径D（mm） 4 300 300 300 300 300 300 300 350 300 350 350 350 350 300 300 300 300 21

设计坡度I（‰） 5 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 2.08 4.92 3.6 2.77 2.64 3.34 3.0 3.0 3.0 3.0 设计流速v（m/s） 6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.63 0.91 0.84 0.76 0.76 0.84 0.6 0.6 0.6 0.6 设计充满度 h/D 7 降落量h(m) I·L(m) 8 9 0.371 0.378 0.269 0.432 0.371 0.373 0.273 11-12 123.61 12-13 126.01 13-14 89.72 14-18 143.98 15-16 123.77 16-17 124.24 17-18 18-19 19-20 21-22 22-23 23-7 90.94 72.67 81.31 72.16 75.80 59.92 0.5 0.150 0.5 0.150 0.5 0.150 0.5 0.150 0.5 0.150 0.5 0.150 0.5 0.150 0.51 0.178 0.151 0.5 0.150 0.4000 0.5 0.154 0.54 0.189 0.58 0.203 0.54 0.189 0.5 0.150 0.5 0.150 0.5 0.150 0.5 0.150 0.547 0.200 0.200 0.200 0.371 0.372 0.273 0.249 20-21 151.89 24-25 123.77 25-26 123.85 26-27 27-28

90.88 82.97 28-29 29-30 30-31 31-32 32-33 33-34 34-9 76.33 59.73 91.13 80.71 98.08 77.63 152.97 17.26 19.54 21.36 24.14 27.12 30.94 35.36 300 300 300 300 350 350 350 标高（m） 3.0 3.0 3.0 3.0 1.02 1.29 1.96 0.6 0.6 0.6 0.6 0.48 0.55 0.66 0.5 0.150 0.5 0.150 0.5 0.150 0.5 0.150 0.229 0.179 0.273 0.242 0.59 0.177 0.1000 0.62 0.217 0.1000 0.56 0.196 0.3000 埋设深度（m） 续上表 管段编号 地面 上端 11-12 12-13 10 下端 11 水面 上端 12 下端 13 126.979 136.472 126.381 126.118 126.579 126.377 126.377 126.327 125.75 125.207 124.789 124.603 124.389 126.179 126.078 126.177 125.801 125.421 125.071 124.577 124.008 123.977 123.917 123.596 管内底 上端 14 125.700 125.329 124.951 124.682 125.300 124.929 124.556 124.283 124.132 123.732 123.185 122.985 122.785 124.900 124.529 124.157 123.884 123.635 123.406 123.227 122.954 122.712 122.612 122.512 下端 15 125.329 124.951 124.682 124.250 124.929 124.556 124.283 124.132 123.732 123.185 122.985 122.785 122.585 124.529 124.157 123.884 123.635 123.406 123.227 122.954 122.712 122.612 122.512 122.212 上端 16 1.500 1.371 1.549 1.718 1.500 1.671 1.944 2.017 1.868 1.868 1.615 1.615 1.615 1.500 1.771 1.943 2.016 1.865 1.694 1.473 1.146 1.188 1.188 1.188 下端 17 1.371 1.549 1.718 2.050 1.671 1.944 2.017 1.868 1.868 1.615 1.615 1.615 1.615 1.771 1.943 2.016 1.865 1.694 1.473 1.146 1.188 1.188 1.188 1.188 127.20 126.70 127.350 126.70 126.50 136.850 13-14 126.50 126.40 126.650 14-18 126.40 126.30 126.550 15-16 126.80 126.60 126.950 16-17 126.60 126.50 126.750 17-18 126.50 126.30 126.650 18-19 126.30 126.00 126.478 19-20 126.00 125.60 126.150 20-21 125.60 124.80 125.754 21-22 124.80 124.60 124.989 22-23 124.60 124.40 124.803 23-7 124.40 124.20 124.589 24-25 126.40 126.30 126.550 25-26 126.30 126.10 126.450 26-27 126.30 125.90 126.450 27-28 125.90 125.50 126.050 28-29 125.50 125.10 125.650 29-30 125.10 124.70 125.250 30-31 124.70 124.10 124.850 31-32 124.10 123.90 124.250 32-33 123.90 123.80 124.077 33-34 123.80 123.70 124.017 34-9 123.70 123.40 123.896

五、污水主干管水力计算

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表3-4 污水主干管水力计算表

管段管段长度L设计流量Q管道管径D设计坡度I设计流速v编号 （m） （L/s） （mm） （‰） （m/s） 1 2 3 11.23 18.78 22.71 169.00 173.56 185.22 232.01 549.66 576.95 4 300 300 300 500 500 500 600 800 800 5 3.0 3.0 3.0 4.2 4.6 5.0 6.0 4.0 5.0 6 0.60 0.60 0.60 1.23 1.31 1.33 1.56 1.66 1.85 1-2 124.84 2-3 124.58 3-4 98.71 4-5 145.14 5-6 153.96 6-7 134.15 7-8 30.36 8-9 125.12 9-10 41.90 设计充满度 h/D 7 0.50 0.50 0.50 0.58 0.64 0.67 0.50 0.61 0.60 8 0.150 0.150 0.150 0.290 0.320 0.335 0.300 0.488 0.480 降落量 h（m） I·L（m）9 0.374 0.374 0.296 0.610 0.708 0.671 0.182 0.500 0.209 续上表 管段编号 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 标高（m） 地面 上端 10 127.50 126.90 126.50 126.10 125.50 124.80 124.20 123.90 123.40 下端 11 12 水面 上端 下端 13 管内底 上端 14 下端 15 埋设深度（m） 上端 16 1.500 1.274 1.248 1.144 1.154 1.162 1.233 1.115 1.115 下端 17 1.274 1.248 1.144 1.154 1.162 1.233 1.115 1.115 1.124 126.90 127.650 127.276 126.000 125.626 126.50 127.050 126.676 125.626 125.252 126.10 126.650 126.354 125.252 124.956 125.50 126.390 125.780 124.956 124.346 124.80 125.820 125.112 124.346 123.638 124.20 125.135 124.464 123.638 122.967 123.90 124.500 124.318 122.967 122.785 123.40 124.388 123.888 122.785 122.285 123.20 123.880 123.671 122.285 122.076 第四章 雨水管渠设计计算

第一节 雨量分析及暴雨强度公式

暴雨强度公式采用广州市暴雨强度公式q?2424.17(1?0.533lgT)，地面集水时间为15

(t?11.0)0.668分钟，综合径流系数为0.6，重现期为1年。 则广州的暴雨强度公式可写为q?2424.17(15?2t2?11.0)0.668

第二节 雨水管道设计流量的确定

一、由于城市和工厂的雨水管道系统，属于小汇水面积上的排水构筑物，因此，可采用小汇

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水面积暴雨径流推理公式，计算雨水管道的设计流量，即

Q???q?F???F?167A1(1?clgP) n(t?b)?——径流系数，??径流量，其值小于1；

降雨量q——设计暴雨强度，L/(s?hm2)； F——汇水面积，hm2

二、雨水管段设计流量的计算

雨水管道的管段设计流量，是该管道上游节点断面的最大流量。各设计管段的雨水设计流量等于该管段承担的全部汇水面积和设计暴雨强度的乘积。各设计管段的设计暴雨强度是相应于该管段设计断面的集水时间的暴雨强度，因为各设计管段的集水时间不同，所以各管段的设计暴雨强度亦不同。

第三节 雨水管道设计数据的确定

一、径流系数的确定

降落到地面上的雨水，在沿地面流行的过程中，形成地面径流，地面径流的流量称为雨水地面径流量。由于渗透、蒸发、植物吸收、洼地截流等原因，最后流入雨水管道系统的只是其中的一部分，因此将雨水管道系统汇水面积上地面雨水径流量与总降雨量的比值称为径流系数，用符号?表示，??径流量。根据定义，其值小于1。

降雨量一般城市市区的综合径流系数采用0.5-0.8，城市郊区的径流系数采用0.4-0.6,。取综合径流系数为0.6。 二、设计降雨强度的确定 （一）设计重现期P的确定

一般情况下，低洼地段采用设计重现期大于高地；干管采用设计重现期大于支管；工业区采用设计重现期大于居住区；市区采用设计重现期大于郊区。 （二）设计降雨历时的确定

降雨历时的确定，可用t?t1?mt2 t1——地面雨水流行时间，min；

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t2——管内雨水流行时间，min；

m——折减系数，暗管m=2，明渠m=1.2，陡坡地区暗管采用1.2-2。

设计降雨历时的确定 1. 地面集水时间t1的确定

根据《室外排水设计规范》中规定，一般采用5-15min。按经验，一般在汇水面积较小，地形较陡，建筑密度较大，雨水口分布较密的地区，宜采用较小的t1值，可取5-8min左右，而在汇水面积较大，地形较平坦，建筑密度较小，雨水口分布较稀疏的地区，宜采用较大的t1值，可取10-15min。起点检查井上游地面雨水流行距离以不超过120-150m为宜。

2. 管内雨水流行时间t2的确定 可按t2?L?60v计算，

L——各设计管段的长度，m；

v——各设计管段满流时的流速，m/s；

60——单位换算系数。

综上所述，当设计重现期、设计降雨历时，折减系数确定后，计算雨水管渠的设计流量所用的设计暴雨强度公式及流量公式可写成q?167A1(1?clgP)， n(t1?mt2?b)Q?167A1(1?clgP)??F n(t1?mt2?b)3. 单位面积径流量的确定

单位面积径流量q0是暴雨强度与径流系数的乘积，即

q0???F??167A1(1?clgP)2(L/(s?hm)) n(t1?mt2?b)三、划分并计算各设计管段的汇水面积

汇水面积的划分，应结合实际地地形条件、汇水面积的大小以及雨水管道布置等情况确定。当地形坡度较大时，应结地面雨水径流的水流方向划分汇水面积；当地形平坦时，可按就近排入附近雨水管道的原则，将汇水面积按周围管渠的布置用等角线划分。将划分好的汇水面积编上号码，并计算其面积，将数值标注在该块面积图中。表4-1为各设计管段的汇水面积计算表。

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表4-1 汇水面积计算表 设计管本段汇水转输汇水总汇水面积段编号 本段汇水面积编号 面积(hm2) 面积(hm2) (hm2) 1-2 1、3、4、6 0.674 0 0.674 2-3 9、12 0.639 1.218 1.857 3-4 15、18 0.647 1.861 2.508 4-5 21、24 0.464 2.415 2.879 5-6 27、30 0.431 2.855 3.286 6-7 33、36、35 0.483 3.272 3.755 8-2 2、7 0.342 0 0.342 14-2 5、10 0.202 0 0.202 9-3 8、13 0.404 0 0.404 15-3 11、16 0.239 0 0.239 10-4 14、19 0.348 0 0.348 16-4 17、22 0.206 0 0.206 11-5 20、25 0.270 0 0.27 17-5 23、28 0.170 0 0.17 12-6 26、31 0.243 0 0.243 18-6 29、34 0.174 0 0.174 13-7 32 0.117 0 0.117 设计管段长度汇总表见于表4-1-1

表4-1-1 设计干管段长度汇总表

管段编号 管段长度（m） 管段编号 管段长度（m） 1-2 2-3 3-4 地面标高汇总表见于表4-1-2

80.58 133.52 133.07 4-5 5-6 6-7 97.21 90.21 86.03 表4-2 地面标高汇总表

检查井编号 地形标高 检查井编号 地形标高 1 2 3 4

表4—2 雨水干管水力计算表

126.60 126.50 126.30 126.20 5 6 7 125.90 125.50 125.20 26

管内雨水流行时间(min) 单位面积设计管管长汇水面设计流量径流量q0 ∑t2=2段编号 L(m) 积F(hm) Q(L/s) 2L/(s·hm) ∑t2=L/v (L/v) 1 2 3 4 5 6 7 1-2 80.58 0.674 0 2.07 165.01 112.22 2-3 133.52 1.857 2.07 2.39 149.50 277.62 3-4 133.07 2.508 2.39 3.08 147.42 369.72 4-5 97.02 2.879 3.08 1.95 143.16 412.16 5-6 90.21 3.286 1.95 1.58 156.37 513.83 6-7 86.03 3.755 1.58 1.32 152.84 573.91 管道输流速坡降水能力v(m/s) I·L(m) Q'(L/s) 10 0.65 0.93 0.72 0.83 0.95 1.09

管径D(mm) 8 500 700 800 800 880 880 水力坡度I(‰) 9 1.24 1.50 0.75 1.0 1.2 1.5 设计地面标高(m) 起点 13 126.60 126.50 126.30 126.20 125.90 125.50 终点 14 126.50 126.30 126.20 125.90 125.50 125.20 设计管内底标高(m) 起点 15 121.60 121.50 121.30 121.20 121.10 120.99 终点 16 121.50 121.30 121.20 121.10 120.99 120.86 埋深(m) 起点 17 5.00 5.00 5.00 5.00 4.80 4.51 终点 18 5.00 5.00 5.00 4.80 4.51 4.34 11 130.00 370.00 370.00 440.00 600.00 680.00 12 0.10 0.20 0.10 0.10 0.11 0.13 27

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