排水管网课程设计说明书
专业类 2008-07-16 11:12:40 阅读1237 评论0 字号：大中小订阅
目录 前言
第一章 设计说明书 第一节 设计任务 1.缘由 2.必要性 3.设计任务 第二节 设计资料 1.概况 2.气象资料 3.地质资料 4.水文资料
5.有关工程情况的资料 第三节 设计依据 第四节 排水体制的确定 1.依据
2.合流制与分流制排水体制的比较 3.结论(排水体制的选择)
第五节 污水管道系统设计 1.布置原则
2.污水厂及出水口选址论证 3.流域划分 4.工业废水处理方案 5.管道系统布置方案 6.过河构筑物的选项及布置 7.设计参数的确定 8.水力计算结果
第六节 排洪沟的设计说明
第七节 管材.接口.基础及附属构筑物 1.管材 2.接口形式 3.管道基础
4.排水管渠系统上的附属构筑物 4.1检查井 4.2 雨水口 4.3 倒虹管 4.4 出水口
第八节 污水厂面积计算及外轮廓确定 第二章 设计计算书
前言
以批准的所给的城镇、工业区和居住区的总体规划和排水工程专业规划为主要依据，从全局出发，根据规划年限、工程规模、经济效益、社会效益和环境效益，正确处理城镇中工业与农业、城市化地区与非城市化地区、集中与分散、排放与利用、近期与远期的关系。通过全面论证，做到确能保护环境，技术先进, 经济合理,安全可靠,适合当地实际情况。根据所给的各种资料做出合理的排水管网.
第一章．设计说明书 第一节．设计任务 （一）缘由
１．新建城镇希望完善城镇建设，需要对该城镇的排水系统进行规划设计． ２．老师给我们发了排水管网课程设计任务书． （二）重要性
１．城市排水管道的重要性
随着经济的增长和认识的提高，对环境质量的要求逐渐上升，可持续发展已受全球关注，也已经成为我国国策．新建的城镇为了确保居民的健康和环境质量，建设了一套城市排水管道系统．有了这一套城市排水管道，既可以防治雨洪积水，又可以控制城市水污染．城市排水管道需要符合国家的法律法规，达到防治水污染，改善和保护环境，提高人民健康水平的要求.
２．污水直接排放的后果
如果城市污水和工业废水直接排放，会对环境造成污染，最严重的是对地面水体的污染．天然的地面水体是易得的.低廉的主要的水资源.虽然全球水的总量约137000万km3,但其中淡水量低于2.7%.淡水的88%为冰,其余的大部分为地下水,地面水体仅占0.014%.便于利用的淡水资源是十分宝贵的。我国的母亲河黄河已多年出现长期断流,黄河流域缺水情况不言而喻.可以说,对地面水体的任何污染都会造成严重的后果.城市污水包括生活污水和
一部分工业废水，往往散发异嗅和对人体健康有害的气体。如果直接排入地面水体，不但可能立即造成水体的不洁状态,而且可能使水体缺少溶解氧而改变水体正常的自然的生态系统,乃至鱼虾绝迹,甚而恶臭,使水体失去原由的资源功能.由于造成水体缺氧的污染物是有机体的排泄物和机体残余,故这类污染称为有机物污染,简称有机物污染.可以纳入城市污水的工业废水,其污染危害与城市污水相同.工业废水的危害可分为两类:危害人体健康和破坏水体生态平衡.废水的热量.颜色.悬浮物和漂浮物很多时,酸度很高时,有机物缺氧时,都将破坏水体的自净和生态系统的正常平衡.废水中的某些有毒有害物质,即使数量不多,经过水体的稀释,其浓度可以降低,甚至难于检测出来,但由于动植物的富集作用和人体自身的积累作用,仍然可以对人体造成致命的危害.有些重金属(如铅.镉.汞.六价铬等)离子和氰.氟(浓度高时)有毒.一些合成有机物(如农药.杀虫剂)特比是含氯的有机物,有破坏人体生理的作用,及致癌.致畸.致突变的作用.有致癌.致畸.致突变作用的污染物在饮用水中的浓度极低,常以
0.0001mg/L计,且没有适用的净水方法来清楚它们.另外，在生物处理构筑物附近的空气中，细菌芽孢数量也较多。所以，处理构筑物附近的空气质量相对较差。如果污水派如滞留的或流速较缓慢的水体（湖泊．海湾），将出现藻类繁殖成害的状态（称富营养），降低水体原有的资源价值，甚至环境恶化，破坏正常的生态平衡．
（三）．设计任务
全面规划设计洛阳地区某城镇的排水系统．
根据地形地势等资料选择排水系统的体制，全面规划排水系统（如有排洪沟，只规划出排洪沟的走向与出口位置，选定污水厂的位置，估算占地面积）．对污水．雨水管系统进行布置．对其主要管渠（污．雨水各一条），从图中求出街坊分区面积，各管段排水面积，并根据有关规定进行管渠工程设计与计算．
具体要求：（１）完成设计说明书及设计计算书各一份，内容要求：论证合理，层次分明，计算无误，文字通顺，图表适当，书写整洁．（２）完成排水管网平面布置图一张：污水．雨水主干管纵剖面图一张． 要求布置合理，图面整洁，按绘图规定制图．
第二节．设计资料 （一）概况
洛阳地区某城镇位于洛河上游，洛河主流在城北自西向东流过．城内有两条支流在城东与洛河主流汇合，城南有公路和铁路各一条，东西向的公路穿城而过，铁路南侧地势较高，详见地形图．该城镇已制定好城镇建设规划，公路以北为北区，公路与铁路之间三角地带为南区，各区人口分布密度均已确定．为完善城镇建设，需要对该城镇的排水系统进行规划设计．
（二）气象资料
1.该城市位于我国华东地区，冰冻线深度为0.8米。
2.雨水从相应汇水面积的最远点地表迳流到雨水管渠入口的时间。其计量单位通常以min 表示。简称集水时间。在一定长的统计期间内，等于或大于某暴雨强度的降雨平均多少年可能重现或遇到一次。其计量单位通常以年表示。该城镇的暴雨设计重现期为一年，地面集水时间t1为10分钟。暴雨强度公式：q=3336(1+0.827㏒(p))/(t+14.80)^0.884 。年平均降水量为601.1mm。
3.洛阳年平均气温为14.6℃，最热月平均气温为32.6℃，最冷月平均气温为-4.1℃，极端最高气温为44.2℃，极端最低气温为-18.2℃。
(三）地质资料
１．该城镇的土壤为砂质粘土．
２．该城镇的地下水水位埋深平均为4.2米，河道常水位高程为66.00米． （四）水文资料
１．县东北角有一工厂，日产量为55吨，工业污水量为18m3/t产量，总变化系数为2.0，污水性质．成分与生活污水类似．工厂生产分两班，每班工作8小时，各班人数：第一班783人，第二班297人，各班热车间工人数占最大班人数的55%，冷车间工人数占最大班人数的45%，淋浴人数：热车间淋浴职工工人数占热车间最大班职工工人数的88%；冷车间淋浴职工人数占冷车间最大班职工工人数的45%．
２．火车车站的设计污水量为6.2L/s.
３．建筑区所有室内均偶给水排水卫生设备基淋浴设备． ４．地形详见1:5000地形图，各区建设面积见地形图 ５．人口密度：北区：880人／公顷，南区：450人／公顷． ６．该城镇的每人的污水定额为260L/d. （五）有关工程情况的资料
１．该城镇主要马路宽为40米，路面均为柏油铺设． ２．室内排水出户管埋深为0.7米． ３．各区占地占地面积分配如下表2.5.3： 各区占地占地面积分配表2.5.3
占地
区域
建筑用地
道路和停车场 南区 27% 28% 北区
28%
30%
4.径流系数表2.5.4 径流系数表2.5.4 地面种类
Ψ
各种屋面、混凝土和沥青路面 0.85～0.95
大块石铺砌路面和沥青表面处理的碎石
0.55～0.65
路面
级配碎石路面 0.40～0.50 干砌砖石和碎石路面
0.35～0.45 绿地 45% 42%
非铺砌土路面 公园或绿地
0.25～0.35 0.10～0.20
5．综合生活污水量总变化系数可按当地实际综合生活污水量变化资料采用，没有测定资料时，可按表2.5.5的规定取值．
综合生活污水量总变化系数表2.5.5 平均日流量(L/s) 5 15 40 70 100 200 500 ≥1000
注: 当污水平均日流量为中间数值时, 总变化系数可用内插法求得。 6．污水厂占地面积估算表2.5.6 污水厂占地面积估算表2.5.6 处理水量（m3/d） 5000 10000
二级处理（10^4㎡） 1-1.25 1.5-2.0 总变化系数 2.3 2.0 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3
15000 20000 30000 40000 50000 70000 100000
7.最大设计充满度 表2.7.1 最大设计充满度 管径或渠高（mm） 200~300 350~450 500~900 ≥1000
1.85-2.5 2.2-3.0 3.0-4.5 4.0-6.0 5.0-7.5 7.5-10.0 10.0-12.5
最大设计充满度 0.60 0.70 0.75 0.80
注：在计算污水管道充满度时，不包括沐浴或短时突然增加的污水量，但当管径小于或等于300mm 时，应按满流复核。
8.最小管径与相应最小设计坡度 表4.2.10 最小管径与相应最小设计坡度 管 道类 别 污水管 雨水管和合流管
最小管径（mm） 300 300
相应最小设计坡度 0.002 0.002
雨水口连接管 压力输泥管 重力输泥管 第三节 设计依据
200 150 200
0.01 － 0.01
１．《水污染控制工程》（上册）第二版，高等教育出版社． ２．《排水工程》（上册）第四版，中国建筑工业出版社．
３．《给水排水设计手册》（第一．五．十册），第二版，中国建筑工业出版社． ４．《室外排水设计规范》（GB50014-2006) ５．老师发的任务书 第四节 排水体制的确定
１．新建的城镇应该采用分流制．原因：国家规定新建的城镇必须采用分流制． ２．合流制指用同一管渠收纳污水、雨水和雪融化水的排水方式。合流制排水系统是将生活污水．工业废水和雨水混合在同一套沟道内排除的系统．早期的合流制排水系统，对水体污染严重。改造老成市直排式合流制派水系统时，常采用截流式合流制排水系统．这是在早期建设的基础上，沿水体岸边增建一条截流干沟，并在干沟末端设置污水厂．同时，在截流干沟与原干沟相交处设置溢流井．晴天和初雨时，所有污水都排送污水厂，经处理后排放入水体；随着雨量的增加，雨水径流相应增加，当来水流量超过截流干沟的输水能力时，将出现溢流，部分混合污水经溢流井直接溢入水体。这种排水系统虽比直排式有了较大的改进，但在与天，仍有可能有部分混合污水因直接牌坊而污染水体．
３．分流制指用不同管渠分别收纳污水、雨水和雪融化水的排水方式。
分流制排水系统是将污水和雨水分别在两套或两套以上各自独立的沟道内排除的系统．排除生活污水．工业废水或城市污水的系统称污水排水系统；排除雨水的系统称雨水排水系统．由于排除雨水的方式不同，分流制排水系统又分为完全分流制．不完全分流制和半分流制三种．新建的城市及重要的工矿企业，一般采用完全分流制排水系统．采用分流制可
以保护环境．
4.排水制度(分流制或合流制)的选择，应根据城镇、工业区和居住区的总体规划，结合当地的地形特点、水文条件、水体状况、气候特征、原有排水设施、污水处理程度及尾水利用等综合考虑确定。同一城镇的不同地区可采用不同的排水制度。新建地区的排水系统宜采用分流制。合流制排水系统应设置污水截流设施。对水体保护要求高的地区，可对初期雨水进行截流、调蓄和处理。在缺水地区，宜对雨水进行收集、处理和综合利用。
5．污水由污水收集系统收集并输送到污水厂处理；雨水由雨水系统收集，并就近排入水体，可达到投资低，环境效益高的目的，故推荐新建地区采用分流制。旧建成区由于历史原因，一般已采用合流制，要改造为分流制难度较大，故规定同一城镇可采用不同的排水制度。同时规定合流制排水系统应设置污水截流设施，以消除污水和初期雨水对水体的污染；初期雨水由于路面污染和管渠中的沉积污染，其污染程度相当严重，对水体保护要求高的地区，可对初期雨水进行截流、调蓄和处理。雨水资源是陆地淡水资源的主要形式和来源，在缺水地区，宜对雨水进行收集、处理和综合利用。
6.所以该城镇应该采用分流制排水体制． 第五节 污水管道系统设计 排水系统设计应综合考虑下列因素：
1 污水的再生利用，污水和污泥的合理处置；
2 与邻近区域内的污水和污泥的处理和处置系统相协调； 3 与邻近区域及区域内给水系统、洪水和雨水的排除系统相协调； 4 接纳工业废水并进行集中处理和处置的可能性； 5 适当改造原有排水工程设施，充分发挥其工程效能。 １．布置原则 先干管，后主管．
排水管渠系统应根据城镇总体规划和建设情况统一布置, 分期建设。排水管渠断面
尺寸应按远期规划的最高日最高时设计流量设计, 按现状水量复核, 并考虑城市远景发展的需要。雨水管渠系统设计可结合城镇总体规划,考虑利用水体调蓄雨水, 必要时可建人工调蓄和初期雨水处理设施．污水管道和附属构筑物应保证其密实性,防止污水外渗和地下水入渗。位于车行道的检查井, 应采用具有足够承载力和稳定性良好的井盖与井座。截流井的位置, 应根据污水截流干管位置、合流管渠位置、溢流管下游水位高程和周围环境等因素确定。截流井宜采用槽式, 也可采用堰式或槽堰结合式。管渠高程允许时, 应选用槽式, 当选用堰式或槽堰结合式时, 堰高和堰长应进行水力计算。截流井溢流水位, 应在设计洪水位或受纳管道设计水位以上, 当不能满足要求时, 应设置闸门等防倒灌设施。截流井内宜设流量控制设施。再生水管道与生活给水管道、合流管道和污水管道相交时, 应敷设在生活给水管道下面, 宜敷设在合流管道和污水管道的上面。
不同直径的管道在检查井内的连接，宜采用管顶平接或水面平接。管渠在转弯和交接处，其水流转角不应小于90°。(注：当管径小于等于300mm，跌水水头大于0.3 m 时，可不受此限制。)
２．污水厂及出水口选址论证
污水厂位置的选择, 应符合城镇总体规划和排水工程专业规划的要求, 并应根据下列因素综合确定:
1 在城镇水体的下游。污水厂在城镇水体的位置应选在城镇水体下游的某一区段，污水厂处理后出水排入该河段，对该水体上下游水源的影响最小。污水厂厂址由于某些因素，不能设在城镇水体的下游时，出水口应设在城镇水体下游；
2 便于处理后出水回用和安全排放。
3便于污泥集中处理和处置,根据污泥处理与处置的需要新增条文；。
4在城镇夏季主导风向的下风侧。污水厂在城镇的方位，应选在对周围居民点的环境质量影响最小的方位，
一般位于夏季最小频率风向的上风侧；
5 有良好的工程地质条件,厂址的良好工程地质条件，包括土质、地基承载力和
地下水位等因素，可为工程的设计、施工、管理和节省造价提供有利条件；
6 少拆迁, 少占地, 根据环境评价要求, 有一定的卫生防护距离。根据我国耕田少、人口多的实际情况，选厂址时应尽量少拆迁、少占农田，使污水厂工程易于上马。同时新增条文规定“根据环境评价要求”应与附近居民点有一定的卫生防护距离，并予绿化；
7有扩建的可能。有扩建的可能系指厂址的区域面积不仅应考虑规划远期的需要，尚应考虑满足不可预见的将来扩建的可能；
8 厂区地形不应受洪涝灾害影响, 防洪标准不应低于城镇防洪标准, 有良好的排水条件。厂址的防洪和排水问题必须重视，一般不应在淹水区建污水厂，当必须在可能受洪水威胁的地区建厂时，应采取防洪措施。另外，有良好的排水条件，可节省建造费用。新增条文规定防洪标准“不低于城市防洪标准”；
9有方便的交通、运输和水电条件。为缩短污水厂建造周期和有利于污水厂的日常管理，应有方便的交通、运
输和水电条件。
10.根据目前发展需要新增条文；
污水厂的总体布置应根据厂内各建筑物和构筑物的功能和流程要求，结合厂址地形、气候和地质条件，考虑运行电耗低，便于施工、维护和管理等因素，经技术经济比较确定。
所以根据该城镇的地形图上的风向玫瑰图可以看出该城镇经常吹西北风,以及河流的分布情况,把污水处理厂的位置选在企业附近的地方．同时，考虑到该城镇排水系统有一条总干管．三条主干管及部分支干管组成，根据各管道在该城镇内的分布情况，宜选择16-10为总干管，而其它三条主干管及支干管则分别汇集到总干管中，然后集中流入污水厂进行处理．详细选址见图．
３．流域划分
以河流划分为两个流域． ４．工业废水处理方案
工业废水先排到污水管道中，再由管道排入污水处理厂．工业废水管道接入城镇排水系统时，必须按废水水质接入相应的城镇排水管道。废水管道宜尽量减少出口，在接入城镇排水管道前应设置监测设施。
５．管道系统布置方案
管道系统有两条支管，三条主干管，和一条主干沟组成．具体的布置方案见草图． ６．过河建筑物的选项及布置
过河建筑物用到的主要倒虹管，倒虹管使用的越少越好，管道系统布置方案只有一根倒虹管，分布在主干管上．具体的布置详见草图．
７．设计参数的确定
在允许的范围内选取一点． ８．水力计算结果
排水管渠的流量，应按下列公式计算： Q=Av (4.2.1)
式中：Q－设计流量（m3/s）； A－水流有效断面面积（m2）； v－流速（m/s）。
4.2.3 排水管渠粗糙系数宜按表4.2.3 采用。
详见污水干沟水力学计算表和污水沟道设计流量计算表． 第六节 排洪沟的设计说明
排洪沟是为了防止下雨时山上的水冲击下来，淹没公路和城镇．所以我们需要看城镇周围的等高线分布是否密集，既看山是否陡，由图可以看出，共有三个比较陡的山，但因为其中的一个山上的水冲刷下来，正好排进了河里，所以只需要沿山脚设计两个排洪沟就可以了．具体的设计图纸见草图．
第七节 管材．接口．基础及附属构筑物
排水管渠系统应根据城镇总体规划和建设情况统一布置, 分期建设。排水管渠断面尺寸应按远期规划的最高日最高时设计流量设计, 按现状水量复核, 并考虑城市远景发展的需要。水管渠系统设计可结合城镇总体规划,考虑利用水体调蓄雨水, 必要时可建人工调蓄和初期雨水处理设施。污水管道和附属构筑物应保证其密实性,防止污水外渗和地下水入渗。截流井的位置, 应根据污水截流干管位置、合流管渠位置、溢流管下游水位高程和周围环境等因素确定。截流井宜采用槽式, 也可采用堰式或槽堰结合式。管渠高程允许时, 应选用槽式, 当选用堰式或槽堰结合式时, 堰高和堰长应进行水力计算。截流井溢流水位, 应在设计洪水位或受纳管道设计水位以上, 当不能满足要求时, 应设置闸门等防倒灌设施。截流井内宜设流量控制设施。再生水管道与生活给水管道、合流管道和污水管道相交时, 应敷设在生活给水管道下面, 宜敷设在合流管道和污水管道的上面。
１．管材
在我国,城市和工厂中最常用的沟灌是混凝土管.钢精混凝土管和陶土管.低压石棉水泥管也有使用,瓦管(不上釉的陶土管)和沥青混凝土管在某些地方已经采用,在盛产木材或竹材的地区,可以用木材或竹材做临时性的沟管.
①混凝土管
混凝土管适用于排除雨水．污水．混凝土管的管径一般小于450㎜，长度多为1m．混凝土管一般在专门的工厂预制,但也可以现场浇制.混凝土管的制造方法主要有三种:捣实法.压实法和振荡法.捣实法是用人工捣实管模中的混凝土;压实法是用机器压制管胚(适用于制造管径较小的管子);振荡法是用振荡器振动管模中的混凝土,使其密实.
混凝土管的原料较易获得,设备.制造工艺简单,所以被广泛采用.它的缺点是抗腐蚀性较差,既不耐酸也不耐碱;抗渗性能也较差;关节短,接头多.
②钢筋混凝土管
口径㎜以及更大的混凝土管通常都加钢筋,口径700㎜以上的管子采用内外二层钢筋,钢筋的混凝土保护层为25㎜.钢筋混凝土管适用于排除雨水.污水等.当管道埋深较大或敷设在
土质条件不良的地段,以及穿越铁路.河流.谷地时都可以采用钢筋混凝土管.管径从500㎜至1800㎜,有时甚至做成口径为2400㎜的大型预制沟管,长度在1-3之间.管口通常有承插式．企口式和平口式．
钢筋混凝土管的制造方法主要有三种:捣实法.振荡法和离心法.前面的两种方法和混凝土管的捣实.振荡制造法基本相同,做出的管子为承插管(小管)或企口管(大管,口径700㎜以上的管子多用企口).离心法制造的管子一般都是平口，长度在2.5m以上,最厂可达6.5m.
钢筋混凝土的钢筋扎成一个架子,有纵向(与管轴平行的)钢筋和横向(与管口平行的)钢筋.横向钢筋是主要钢筋.
③ 陶土管
陶土管能满足污水沟管在技术方面的各种要求,耐酸性很好,在世界各国被广泛采用,特别适用于排除酸性废水.陶土管的缺点是质脆易碎,不宜敷设在松土中.管口通常有承插式．企口式和平口式．
陶土管是由塑性耐火粘土制成的.为了防止在焙烧过程中产生裂缝应加入耐火粘土(有时并渗有若干矿砂).在焙烧过程中向窑中撒食盐,目的在于食盐和粘土的化学作用而在管子的内外表面形成一种酸性的釉,使管子表面光滑.耐磨.防蚀.不透水.陶土管的管径一般不超过600㎜,因为口径大的管子烧制时容易变形,难以接合,废品率高;其管长在0.8-1.0m之间,在平口端的齿纹部分都不上釉,以保证接头填料和管壁牢固结合.
④金属管
通用的金属管是铸铁管和钢管,由于价格较少采用.只有在外力很大或对渗漏要求特别高的场合下才采用金属管.例如,在穿过铁路时,在土崩或地震地区(最好用钢管),在贴近给水管道或房屋基础时,一般都采用金属管.此外,在压力管线(倒虹管和水泵出水管)上和施工特别困难的场合(例如地下水很多,流沙情况严重),亦常采用金属管.
在沟管系统中采用的金属管主要是铸铁管.钢管可以用无缝钢管,亦可采用焊接钢管.采用钢管时必须涂刷防腐涂料,并注意绝缘.
合理选择沟管是排水沟道系统设计的重要问题,主要从三方面进行考虑:①市场供应情
况;②经济上的考虑;③技术上的要求.
在选择沟管时,应尽可能就地取材,采用易于制造.供应充足的.在考虑造工条件差(地下水位高或有流砂等)的场合,采用较长的管子可以减少管接头,从而减少了施工费用;在地基承载力差的场合,强度高的长管对基础要求低,可以减少敷设费用.
所以综合以上条件,该城镇的排水设计图中采用钢筋混凝土管和混凝土管. ２．接口形式
沟段的衔接方法通常采用沟顶平接,有时也采用水面平接，在特殊情况下需要采用沟底平接.沟顶平接是指在水利学计算中,使上游沟段和下游沟段的沟顶内壁的高程相同.采用沟顶平接时,上游沟段产生回水的可能性较小,但往往使下游沟段的埋深增加.睡眠凭借是指在水力学计算中,使上游沟段和下游沟段的水面高程相同.采用水面平接时,常因沟道中流量出现变化时(主要是上游的小沟道)而产生回水,但下游沟道的埋深可以浅些.为了见效下游沟道的埋深,也有人建议在充满度为0.8处平接.沟底平接是指在水力学计算中,要使上游沟段和下游沟段的沟底内壁的高程相同.
在一般情况下,异管径沟段采用沟顶平接.有时,当上下游沟段管径相同而下游沟段的充盈深小于上游沟段时,(由小坡度转入较陡的坡度时,可能出现这种情况),也可采用沟顶平接.
通常,同管径沟段往往是下游沟段的充盈深大于上游沟段的充盈深,为了避免在上游沟段中形成回水而采用水面平接.在平坦地区,为了减少沟道埋深,异管径的沟段有时也采用水面平接或充满度0.8处平接.当异管径沟段采用沟顶平接而发现下游沟段的水面高于上游沟段的水面时(这种情况并不常见)应改用水面平接.
在特殊情况下,下游沟段的管径小于上游沟段的管径(坡度突然变陡时,可能出现这种情况),而不能采用沟顶平接或水面平接时,应采用沟底平接以防下游沟段的沟底高于上游沟段的沟底.为了减少沟道系统的埋深,虽然下游沟管管径大于上游沟管管径,有时也可采用沟底平接.
总之,沟段的衔接是以尽量减少沟道埋深为前提,而且在窨井处不应发生:①下游沟底高于上游沟底;②下游水位高于上游水位.
在设计中采用沟顶平接和水面平接. ３．管道基础
排水沟道的基础可分为三个部分,即地基.基础和管座. 地基指槽底原土，不能回填,以免建成沟道产生沉陷.
基础指把沟道的载荷传递给地基的结构.从材料上分,有土基.砂基.煤屑基础.混凝土基础和钢筋混凝土基础等.前三种仅使用于小口径沟道.
管座起固定管身和分布沟道荷载于基础的作用.
排水管道的基础,一般先做一层砾石垫层,然后再做一层混凝土.管座的施工,宜在管子接口渗漏试验合格后再做,以保证借口质量.
管渠基础应根据管渠材质、接口形式和地质条件确定，可分别选用混凝土基础、砂石垫层基础及土弧基础，对地基松软或不均匀沉降地段，管渠基础应采取加固措施。管渠接口应根据管渠材质和地质条件确定，可采用刚性接口或柔性接口，污水及合流管渠宜选用柔性接口。当管渠穿过粉砂、细砂层并在最高地下水位以下，或在地震设防烈度为8 度设防区时，应采用柔性接口。
本设计图中采用钢筋混凝土基础,放上管子后用钢筋混凝土浇上基座,基座的交角为1２０o.
４．排水管渠系统上的附属构筑物
排水管渠与其他地下管渠、建筑物、构筑物等相互间的位置，应符合下列要求： 1 敷设和检修管渠时，不应互相影响；
2 排水管渠损坏时，不应影响附近建筑物、构筑物的基础，不应污染生活饮用水。 ４.1检查井
检查井又称窨井，主要是为了检查．清通和连接够道而设置的．检查井通常设在沟道交汇．转弯．管道尺寸或坡度变化等处．相隔一定距离的直线沟道上也设置窨井．我们所做的
该城镇的污水排水管网中，在污水管道拐弯的和街区的企业污水流出的地方设置检查井．位于车行道的检查井, 应采用具有足够承载力和稳定性良好的井盖与井座。接入检查井的支管（接户管或连接管）管径大于300mm 时,支管数不宜超过3 条。检查井在直线管段的最大间距应根据疏通方法等具体情况确定，一般宜按表7.4.1采用。
表7.4.1 检查井最大间距
最大间距（m）
管径或暗渠净高（mm）
污水管道
200～400 500～700 800～1000 1100～1500 >1500，且≤2000
40 60 80 100 120
雨水（合流）管道 50 70 90 120 120
检查井各部尺寸，应符合下列要求：
1 井口、井筒和井室的尺寸应便于养护和检修，爬梯和脚窝的尺寸、位置应便于检修和上下安全；
2 检修室高度在管渠埋深许可时一般为1.8m，污水检查井由流槽顶起算，雨水（合流）检查井由管底起算。
４.2倒虹管
排水沟道有时后会遇到障碍物，如河道．铁路．各种地下设施．在这个城镇里我们遇到的是河流．由于排水沟道采用重力流，因此碰到障碍物时，它不能按原由的坡度埋设，而是按下凹的折线方式从障碍物下通过，这种管道称为倒虹管．
倒虹管由进水井.沟管及进水井三部分组成.进、出水井内应设闸伐或闸门.沟管分为折管式和直管式两种.
倒虹管的设计，应符合下列要求： 1 最小管径宜为200mm；
2 管内设计流速应大于0.9m/s，并应大于进水管内的流速，当管内设计流速 不能满足上述要求时，应加定期冲洗措施，冲洗时流速不应小于1.2m/s；
3 倒虹管的管顶距规划河底距离一般不宜小于1.0 m，通过航运河道时，其位置和管顶距规划河底距离应与当地航运管理部门协商确定，并设置标志，遇冲刷河床应考虑防冲措施；
4 倒虹管宜设置事故排出口。
由于倒虹管的清通比一般够到困难得多,设计时,可采取以下措施来防止倒虹管内污泥的淤积.
(1)提高倒虹管内的设计流速 一般采用1.2-1.5m/s,在条件困难时可适当降低,但不宜小于0.9m/s,且不得小于上游沟道中的流速.当管内流速达不到0.9m/s时,应采取定期冲洗措施,冲洗流速不得小于1.2m/s.
(2)最小管径采用200㎜.
(3)在进水井或靠近进水井的上游沟道的窨井底部设沉淀槽
(4)折管式倒虹管的上升管与水平线夹角应不大于30度 此措施主要是为了防止污泥在管内淤积.
该城镇的排水系统图中,仅有一处需设置倒虹管.设计图上的倒虹管设置在主干沟旁（具体见图）.
４.3出水口
排水管渠出水口位置、型式和出口流速，应根据受纳水体的水质要求、水体流量、水位变化、水流方向、波浪状况、稀释自净能力、地形变迁和气候特征等因素确定。
出水口应采取防冲刷、消能、加固等措施，并视需要设置标志。
有冻胀影响地区的出水口，应考虑用耐冻胀材料砌筑，出水口的基础必须设在冰冻线以
下。
规定管渠出水口设计应考虑的因素。 排水出水口的设计要求是：
1 对航运、给水等水体原有的各种用途无不良影响； 2 能使污水迅速与水体混和，不妨碍景观和影响环境； 3 岸滩稳定，河床变化不大，结构安全，施工方便。
够到的出水口的位置和型式应根据出水水质．水体的水位及其变化幅度．水流方向．下游用水情况．边岸变迁（冲．淤）情况和夏季主导风向等因素确定，并要取得当地卫生主管部门和航运管理部门的同意．
沟道的出水口一般设在岸边，污水够到的出水口应尽可能淹没在水中，沟顶标高一般在常水位以下，使污水和河水混合地较好，同时可以避免污水沿滩流泻，造成环境污染．
第八节 污水厂面积估算及外轮廓确定
污水生物处理的一种方法。该法是在人工充氧条件下，对污水和各微生物群体进行连续混和和培养，形成活性污泥。利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。然后使污泥与水分离，大部分污泥再回流到生物反应池，多余部分作为剩余污泥排出活性污泥系统。
考虑到城市污水量的增加趋势较快，污水厂的建造周期较长，污水厂厂区面积应按远期规模确定。同时，为尽可能近期少拆迁，少占农田，应作出分期建设，分期征地的安排。它既保证了污水厂在远期扩建的可能性，又利于工程建设在短期内见效。
根据污水厂的处理级别，一级处理或二级处理（活性污泥法或生物膜法）和污泥处理流程（浓缩、消化、干化、焚烧以及污泥气利用等），各种构筑物的形状，大小及其组合，结合厂址地形，气候和地质条件等，可有各种总体布置形式，必须综合确定。总体布置恰当，可为今后施工、维护和管理等提供良好条件。
本城镇设计流量为23764m3/d得,污水处理厂的面积为２．５公顷.
第二章 ．设计计算书 污水管网设计计算
1.纵观所给的某洛阳的城镇的1;5000的地形图.确定公路和铁路围成的三角地区为南区,其他街区为北区,南区的人口密度为450人/公顷,北区为880人/公顷.
2.以河流为界线划分两个流域即河流以北一个流域,河流以南一个流域. 3.给每个街区编号.共32个街区. 4.确定支管和主干管 5.确定窨井的位置并编号.
6.用尺从大图上量取街区的面积.把街区面积近似的看成简单的规则图形来求面积. 公式: 正方形的面积:(边长)Λ4 ;长方形的面积:长*宽 ; 梯形的面积:(上底+下底)*高/2 ; 三角形的面积:底*高/2. 7.把所求得的面积转换成公顷填到草图上. 转换公式:1公顷=10000㎡
8.把沟段编号、街坊编号及街坊面积填到污水沟道设计流量计算表中. 9.计算比流量 公式:
见水污染控制工程(上册)第二版的66页 10.计算本段流量
公式: 本段流量=比流量*街坊面积 见水污染控制工程(上册)第二版的75页 11.计算传输流量
公式: 传输流量=前一段管子的传输过来的流量
见水污染控制工程(上册)第二版的75页 12.计算累计平均流量
公式: 累计平均流量=本段流量(沿线的)+传输流量 见水污染控制工程(上册)第二版的75页 13.计算总变化系数 公式: 2.3 Qv < 5
K= 2.7/Qv0.11 5
公式: 设计流量(沿线流量之和)=(本段流量+传输流量)*总变化系数 见水污染控制工程(上册)第二版的75页 15.计算集中流量 1.计算企业的集中流量 公式:
工业污水量: 55*18*1000*2/16*3600=34.375
生活污水量: ｛(25*3.0*783*0.45)+35*2.5*783*0.55/8*3600｝+｛（40*783*0.45*0.45+60*783*0.55*0.88）/3600｝=10.305
企业的集中流量=工业污水量+生活污水量 见水污染控制工程(上册)第二版的67页 2.计算火车站的集中流量
公式: 火车站的集中流量=每秒的污水量*3600*24
16.计算传输流量 公式同沿线流量的公式 17.计算设计流量
公式:设计流量=本段流量+传输流量 见水污染控制工程(上册)第二版的75页 18.计算总设计流量
公式:设计总流量=本段的沿线流量+本段的集中流量 见水污染控制工程(上册)第二版的75页 19.计算进污水处理厂的流量
公式: 进污水处理厂的流量=南区的面积*人口密度*平均每人每天的污水量+北区的面积*人口密度*平均每人每天的污水量+企业的污水排放量+火车站的污水排放量
老师给的公式
20.根据表2.5.6估算污水处理厂的面积
21.在大图上量出管道的长度.由于地形图是1:5000,所以把量出来的长度转换为米.转换公式为:1厘米=50米
22.把设计总流量、长度和沟段编号填到污水干沟水力学计算表中
23.在大图上量出窨井地面高程.选取窨井,看所选窨井是否在等高线上.如果不在等高线上,就通过该窨井作一条直线,这条直线差不多和两条等高线都垂直,看窨井位于什么地方,根据比例确定窨井高程.填如污水干沟水力学计算表.
24.计算地面坡度.
公式: 地面坡度=(地面上端高程-地面下端的高程)/管长 见水污染控制工程(上册)第二版的77页
25.根据地面坡度和流量选择合适的管径,在图上查出管坡、流速以及充满度. 26.计算水深
公式: 水深=充满度*管径
见水污染控制工程(上册)第二版的77页 27.计算沟底降落量
公式: 沟底降落量=管坡*管段的长度 见水污染控制工程(上册)第二版的77页
注：同一管段下一段的沟底上端的高程要小于上一段的下端的沟底高程 28.开始时设①-②号窨井沟段的上端和下端覆土厚度为0.7米 29.先用沟顶平接计算沟底上端和沟底下端的高程.
公式: 第一段沟底上端的高程= 一号窨井的地面高程-覆土厚度
其他沟段沟底上端的高程 =上一段管路的沟底高程 +上一段 管路的直径-本段管路的直径
其他沟段沟底下端的高程=本段的沟底高程-沟底降落量 见水污染控制工程(上册)第二版的77页
30.先用沟顶平接计算水面上端和水面下端的高程. 公式: 水面上端的高程= 沟底上端的高程 +水深. 水面下端的高程= 沟底下端的高程 +水深. 见水污染控制工程(上册)第二版的77页
注：下一段管子的水面上端的高程应该小于上一端管子的水面下端的高程
31.计算覆土厚度.覆土厚度要大于0.7米.如果计算出来大于0.7米,就符合,如果小于0.7米,就采用水面平接做一下.
第一段为0.7米,其他的管段按下式计算
公式:上端的覆土厚度=地面上端高程-沟底高程-本段管径 下端的覆土厚度=地面下端高程-沟底高程-本段管径 见水污染控制工程(上册)第二版的77页 32.用水面平接计算水面上端和水面下端的高程.
公式: 沟段水面上端的高程 =上一段管路的水面下端高程 沟段水面下端的高程=沟段水面上端的高程-沟底降落量 见水污染控制工程(上册)第二版的77页 33.用水面平接计算沟底上端和沟底下端的高程. 公式: 沟底上端的高程= 水面上端的高程 -水深 水面下端的高程= 水面下端的高程 -水深. 见水污染控制工程(上册)第二版的77页
34.计算覆土厚度.覆土厚度要大于0.7米.如果计算出来大于0.7米,就符合,如果小于0.7米,就换一个管径大的再重新按27-32的步骤再重新计算一下.
35.倒虹管的计算
(1)采用直管式倒虹管,并采用复线,其中的水流用溢流堰自动控制,或用闸门控制,溢流堰和闸门设在进水井中.当流量不大时,井中水位低于堰口,废水从下面管中流至出水井;当流量大于下管中的流量时,井中水位上升,废水就溢过堰口,通过上面的管子同时流出.
(2)管中的流量为72.9L/s,把上一根管子作为备用管,下一根管子的流量按72.9算,查《水污染控制工程》（上册）第二版，高等教育出版社,附录一附图18满流沟道水力学算图得管径D:300mm 坡度i:0.0085 流速v:1.2m/s 管长:35m
(3)河道常水位高程为66.00米,设水深3米,倒虹管管顶与河床的垂直距离不小于0.5米,设为0.6米,两根管子间的垂直距离为0.5米,沟底降落量为0.2975米,则上面管子的上端沟底高
程为62.1米,下端沟底高程为61,80;下一根管子的上端沟底高程为61.3米,下端沟底高程为61.00米
36.完成表格 存在问题及建议:
《室外排水设计规范》上表4.2.10污水管道的最小直径与相应最小设计坡度污水管道的最小直径是300㎜,最小设计坡度是0.002,在实际的设计中从⒆到⒅号窨井间的管子,只能用小于300㎜的管径.
参考资料: １．《水污染控制工程》（上册）第二版，高等教育出版社． ２．《排水工程》（上册）第四版，中国建筑工业出版社．
３．《给水排水设计手册》（第一．五．十册），第二版，中国建筑工业出版社． ４．《室外排水设计规范》（GB50014-2006) ５．老师发的任务