排水管网设计计算
仲恺农业工程学院实践教学
给水排水管网工程综合设计
——排水管网计算书
（2010—2011 学年第二学期）
班 级 给排xxx 姓 名 xxxxxx 学 号 [1**********]5 设计时间 指导老师 xxxx 成 绩
城市建设学院
目录
1 设计原始资料 ............................................................ 1
1.1 城镇概况 . ......................................... 错误！未定义书签。 1.2 气候情况 . ......................................... 错误！未定义书签。 1.3 排水情况 . ......................................... 错误！未定义书签。 2 排水管段设计流量计算 .................................................... 2
2.1 污水管道的布置 . .................................................... 3 2.2 居民生活污水计算 . .................................................. 4 2.3 街坊面积总面积计算 . ............................... 错误！未定义书签。 2.4集中用户污水计算 ................................................... 5 2.5面积比流量计算 ..................................................... 7 2.6 污水干管设计流量 . .................................................. 7 2.7污水管网主干管水力计算 ............................................. 9 3 管道总平面图及纵剖面计算成果图绘制 ..................................... 12 4 污水设计总结 ........................................................... 12 5 雨水管段设计流量计算 ................................................... 13
5.1 主要设计参数 . ..................................................... 13 5.2 各设计管段的设计流量 . ............................................. 13 5.3 计算步骤 . ......................................................... 14 5.4 雨水管网主干管水力计算 . ........................................... 14 5.5 雨水设计总结 . ..................................................... 15
1 设计原始资料
1.1 平面图（1：10000） 1.2 各地区人口密度
某市位于我国华南地区，该城市是广东省辖县级市，自然资源丰富，交通便利。市区地势平坦，主要建在平原上，城市中间以铁路为界，分为两个生活区：Ⅰ区和Ⅱ区。均有给水排水设备，自来水普及率100%。各地区人口密度：Ⅰ区550人/公顷；Ⅱ区650人/公顷。
1.3 城市（镇）居住房中的卫生设备情况：
1.4 城市（镇）中房屋的平均层数： Ⅰ区8～10层；Ⅱ区8～10层；
1.5 城市（镇）中有下列工业企业，其位置如城市平面图所示： ①A 厂，最大班排水量1820m 3/d。
工人总数1200人，分三班工作。热车间占每班人数的40% 第一班500人，使用沐浴者410人；其中热车间180人 第二班500人，使用沐浴者410人；其中热车间180人 第三班200人，使用沐浴者150人；其中热车间70人 本厂出水水质：BOD 5为325㎎/l；SS 为280㎎/l。 ②B 厂，最大班排水量2230 m3/d。
工人总数1500人，分三班工作，热车间占每班人数的45%
第一班600人，使用沐浴者480人；其中热车间250人 第二班600人，使用沐浴者480人；其中热车间250人 第三班300人，使用沐浴者225人；其中热车间100人 本厂出水水质：BOD 5为285㎎/l；SS 为300㎎/l。
③火车站排水量：600 m3/d；体育馆排水量：800 m3/d，医院排水量750 m3/d。
1.6 城市地理环境
城市土壤为粘土和亚粘土；地下水位深度：-6.0米；城市最高温度：30℃；最低温度：10℃；年平均温度：20℃；常年主导风向：东北风；
地面覆盖情况
河流最高洪水位：135米，最低水位：125米，常水位：130米。
2 排水管段设计流量计算
2.1 污水管道定线原则和影响因素
在城镇（地区）总平面图上确定污水管道的位置和走向，称污水管道系统的定线。正确的定线是合理的、经济的设计污水管道系统的先决条件，是污水管道系统设计的重要环节。管道定线一般按主干管、干管、支管顺序依次进行。
定线应遵循的主要原则是：管道定线应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。
一般情况下，地形是主要的影响因素。定线时应充分利用地形，使管道的走向符合地形趋势，一般宜顺坡排水。在整个排水区域较低的地方敷设主干管和干管，便于支管的污水能自流接入，而横管的坡度尽可能与地面坡度一致。在地形平坦地区，应避免小流量的横支管长距离平行于等高线敷设，让其尽早接入干管，宜使干管与等高线垂直，主干管与等高线平行。在坡度较大的时候应设置跌水井，改善水力条件。
2.2 污水管道的布置 2.2.1 地形坡度
地势由西北方向东南方逐渐降低，但总体变化趋势不大。 2.2.2 河流流向
该城市沿市区南部有一条由北至南流向的河流，综合地势原因，污水厂设在地势较低处。 2.2.3 污水管道布置图
根据布置的要求，得出以下布置图
图1 污水管网布置
2.3 街区编号及面积计算
将各街区编上号码，用箭头标出各街区污水排出的方向, 见图2，并按各街区的平面范围计算它们的面积，列入表1和标2中。
表2 Ⅱ区街区面积汇表
2.4 设计流量计算
2.4.1 居民生活污水设计流量的确定
Ⅰ区总面积为450.59ha ，Ⅱ区总面积为785.11ha ，总面积为1235.71 ha 。根据Ⅰ区550 cap/ha；Ⅱ区650 cap/ha，得出Ⅰ区人口为247836人，Ⅱ区人口为510324人，总人口数为75.81万人。查表得该地区的用水定额为140L/(cap•d)
在按用水定额确定污水定额时，对给排水系统完善的地区可按用水定额的90%计，一般地区可按用水定额的80%计，由于本城市的给排水系统完善，污水定额按用水定额的90%计算。查表得该地区的用水定额为140L/(cap•d) ，因此污水定额为126L/(cap•d) 。
居民生活污水设计流量可按下式计算：
Q 1=
n ∙N ∙K z 126⨯758150⨯1. 3
==1437. 33L /s
24⨯360024⨯3600
式中 Q1——居民生活污水设计流量（L/s）；
n ——最高日居民生活用水定额（L/cap·d ）； N ——设计人口数（cap ）；
K z ——生活污水量总变化系数，取1.3。 2.4.2 工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量
工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量用下列公式计算：
Q 2=
A 1B 1K 1+A 2B 2K 2C 1D 1+C 2D 2
+
3600T 3600
则Q 2A =
500⨯25⨯3. 0+180⨯35⨯2. 5246⨯40+164⨯60
+=7. 316L /s
3600⨯83600
600⨯25⨯3. 0+250⨯35⨯2. 5264⨯40+216⨯60Q 2B =+=8. 855L /s
3600⨯83600
总Q 2=7. 316+8. 855=16. 17L /s
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人数(cap)； A2——热车间最大班职工人数(cap)；
B1——一般车间职工生活污水定额，以25(L/(cap•班)) 计； B2——热车间职工生活污水定额，以35(L/(cap•班)) 计； K1——一般车间生活污水量时变化系数，以3.0计； K2——热车间生活污水量时变化系数，以3.0计； C1——一般车间最大班使用淋浴的职工人数(cap)； C2——热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定额，以40(L/(cap•班)) 计；
D2——高温、污染严重车间的淋浴污水定额，以40(L/(cap•班)) 计； T——每班工作时间数(h)。 （淋浴时间以60min 计）
2.4.3 工业废水设计流量
工厂A 最大班排水量为21.06L/s，工厂B 最大班排水量为25.81 L/s。总排水量为46.88L/s。
2.4.4 公共建筑集中流量
火车站排水量：6.944L/s；体育馆排水量：9.259L/s，医院排水量8.681L/s。则
Q 4=6. 944+9. 259+8. 681=24. 88L /s
2.4.5 地下水渗入量
在地下水位较高地区，因当地土质、管道及接口材料，施工质量等因素的影响，一般均存在地下水渗入现象，设计污水管道系统时宜适当考虑地下水渗入量。地下水渗入
量Q 5一般以单位管道延长米或单位服务面积公顷计算，一般按每日最大污水量的10%～20%计算。本设计取12%，由此可得Q 5=Q 1⨯12%=1437. 33⨯12%=172. 48L /s
2.4.6 设计总流量 因此设计总流量Q 为
Q =Q 1+Q 2+Q 3+Q 4+Q 5=1437. 33+16. 17+46. 88+24. 88+172. 48=1697. 74L /s
2.5面积比流量计算
Ⅰ区则每ha 街区面积的生活污水平均流量（比流量）为： q 0=
126⨯550
=0. 8021L /∙(h s a )
86400
Ⅱ区则每ha 街区面积的生活污水平均流量（比流量）为：
126⨯650
=0. 947L 9/∙(h s a )
86400
q 0=
2.6 污水干管设计流量
主干线节点编号：1—2—3—4—5—6—7—8—9—... —46—47—48 具体节点编号情况见附图
每一设计管段的污水设计流量可能包括本段流量（即从管段沿线街坊流来的污水量q 居民
本段
）、转输流量（即从上游管段q 上游管和旁侧管断流来的污水量q 居旁侧）和集中流量（即从
公共建筑物流来的污水量管段q 集中本段和q 集上游） 设计管段的设计流量计算见下表
表3 污水干管设计流量表
2.7污水管网主干管水力计算 污水管道按非满流设计： ①最小管径与最小坡度
街道污水管最小管径为200mm ，相应的最小坡度为0.004； 街道污水管最小管径为400mm ，相应的最小坡度为0.0015； ②最大流速与最小流速 金属管最大流速为10m/s; 非金属管的最大流速为5m/s;
在设计充满度下的最小流速为0.6m/s。
注意：上下游管段流速的大小，一般下游管道流速≧上游管段流速 ③最大设计充满度
表4 管段设计充满度
管径 200～300 350～450 500～900 ≧1000
④覆土深度
管段设计充满度范围
0.25～0.55 0.25～0.65 0.30～0.70 0.35～0.75
在车行道上最小覆土为0.7m ，最大一般不宜大于6m ，在满足连接等各方面要求的前提下，较理想的覆土深度为1～2m 。
⑤连接
管道在检查井内连接，一般不同管径采用管顶平接，相同管径之间也可采用设计水面平接, 不计算管段之间采用管顶平接。不管采用什么连接方式，在任何情况下，下游管内底标高不得高于上游管内底标高，也就是说，下游上端水面标高>上有下端水面标高
污水干管主干管水力计算见下表：
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表5 污水干管主干管水力计算表1
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表6 污水干管主干管水力计算表2
设中途泵站提升5m
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设中途泵站提升7m
设中途泵站提升6m
设中途泵站
提升5m
3 管道总平面图及纵剖面计算成果图绘制
详图见附图
4 污水设计总结
由于有了之前给水设计计算的经验，同时由于排水设计所需要做的步骤和计算都比给水少了很多，所以这次所用的时间比上次少很多。但是由于污水计算要计算所有街区的面积，导致在这花的时间用得最多。不过在画图的时候发现在计算有出错，粗心导致要重新算一遍和画一遍。
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由于是在考试前时间做，需要我要做得准确而且要尽可能少出错，同时要顾着复习，锻炼了我做设计速度。也让我对设计有了更深的认识。
5 雨水管段设计流量计算
5.1 主要设计参数
（1）暴雨强度公式：
q =
985(1+1. 15lg P )
t 0. 58
式中 p 为设计重现期，故设计重现期取值2年；t = t1 + m t2 ，t 1为地面汇流时间，取7.5min ；m 为管道延伸系数，计算干管主要是暗管，当地面坡度较大时，m 取1.2，当地面坡度较小时，m 取2，每个管段m 值的取值视该管段处的地面坡度而定；t 2 为管内流行时间，即 t 2 = ∑L / v
式中 L 为计算管段长度；v 为雨水在管内的流行速度，由水力计算求得。
（2）径流系数 ：整个汇水面积的平均径流系数ψ值按各类地面面积用加权平均值计算得到。即 ψ = ∑F i ψi / F
式中 F i 为汇水面积上各类地面的面积（ha ）；ψi 为相应各类地面的径流系数；F 为全部汇水面积。径流系数ψ与地面敷设情况有关，按下表取值：
5.2 各设计管段的设计流量
雨水管道的设计流量为地面径流系数、暴雨强度和集水面积的乘积．其中径流系数可根据不同的地面(如屋顶、碎石路、草地等) 采用加权平均值；暴雨强度必须首先确定
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重现期和降雨历时，不同的管段具有不同的 设计降雨强度． 雨水管渠的水力计算采用公式为：Q = ΨgF
5.3 计算步骤
1. 从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度： 2. 计算各设计管段的汇水面积并列入水力计算表中。 3. 计算各设计管段的地面坡度。
4. 计算第一条设计管段时，管内流行时间t2取零，计算出第一条管段的单位面积径流量q0和设计流量Q 。
5. 根据设计流量和一般规定，查水力计算图表，求得各管段的管径、坡度、流速和管的输水水能力。
6. 计算各管段的降落量。
7. 确定的管渠起点埋深，计算第一条管渠的上下游管内底标高及埋深。
8. 根据管长和流速，计算管内流行时间t2，由此再开始计算下游管段的流量及水力计算。
5.4 雨水管网主干管水力计算
汇水面积计算表
设计管段编
号 1～2 2～3 3～4 4～5 5～6 6～7 7～8 8～9 9～10
本段汇水面积编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
本段汇水面
积 12.22 9.71 5.08 9.14 8.37 8.50 7.46 8.13 10.44
转输汇水面
积 0 12.22 21.93 27.01 36.15 44.52 53.02 60.48 68.61
总汇水面积 12.22 21.93 27.01 36.15 44.52 53.02 60.48 68.61 79.05 设计流量Q(L/s)
雨水主干管水力计算表
设计管段编号
管长
汇水面积
管内雨水流行时间 单位面∑t2=∑积径流L/v t2=L/v 量
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管径 坡度I
1 1～2 2～3 3～4 4～5 5～6 6～7 7～8 8～9 9～10 流速v(m/s) 10 1.55 1.26 1.26 1.29 1.92 1.36 1.36 1.49 1.60
2 3 4 5 6 7 8 9 501 12.22 0 4.77 364.21 4450.66 1800 0.0015 468 21.93 4.77 6.21 281.36 6170.28 2500 0.0005 256 27.01 10.98 3.39 228.44 6170.28 2500 0.0005 516 36.15 14.37 6.66 189.61 6854.30 2600 0.0005 356 44.52 21.03 3.09 178.99 7968.82 2300 0.0013 334 53.02 24.12 4.11 157.48 8349.60 2800 0.0005 353 60.48 28.23 4.34 138.06 8349.60 2800 0.0005 355 68.61 32.57 3.98 133.27 9143.92 2800 0.0006 458 79.05 36.55 4.76 124.94 9876.66 2800 0.0007 管道输水设计管内底标高
坡降设计地面标高（m) 埋深（m ）
能力Q (m)
I ·（m) L
（L/s) 起点 终点 起点 终点 起点 终点 11 12 13 14 15 16 17 18 4500.00 0.7515 722.84 722.77 720.04 719.22 2.80 3.55 6300.00 0.234 722.77 722.65 718.518 718.16 4.25 4.49 6300.00 0.128 722.65 722.56 718.164 717.95 4.49 4.61 7000.00 0.258 722.56 722.10 717.85 717.13 4.71 4.97 8200.00 0.4628 722.10 721.92 717.427 716.79 4.97 5.13 8500.00 0.167 721.92 721.76 716.29 715.96 5.63 5.80 8500.00 0.1765 721.76 721.53 715.965 715.56 5.80 5.97 9500.00 0.213 721.53 721.20 715.559 715.01 5.97 6.19 10000.00 0.3206 721.20 720.61 715.009 714.11 6.19 6.51
5.5 雨水设计总结
雨水设计看似很简单，但做起来确感觉挺难的。首先，雨水设计计算有些地方稍不
注意就容易出错，如管内流水时间t2的单位是min 。我在算雨水的时候就是忘了这一点，导致后面做得又错了，有得重新做一遍。然而，这也让我对雨水设计有了更深的认识，更让我明白到设计是严谨的，不能出任何错误，因为出错导致的经济损失将会是非常巨大的，更有可能因此坐牢。
所以，在以后的工作中，我会更加严谨，多检查，出错就尽快更改，并且总结自己出错的原因，避免下次犯同样错误，提高自己的工作效率。同时，这次的设计也让我明白了自己以后的工作方向，让我对人生有了一次新的规划，使我对自己的未来有了更多的信心和
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