设计说明书secret.docx
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设计说明书secret
目录
1.设计原始资料--------------------------------------------------------------------------------
(2)
2.设计任务---------------------------------------------------------------------------------------------------
(2)
3.排水体制选择-------------------------------------------------------------------------------------------
(2)
3.1排水系统规划设计原则------------------------------------------------------------------------------
(2)
3.2排水系统体制的选择------------------------------------------------------------------------------------
(2)
4.污水管道的设计---------------------------------------------------------------------------------------(3)
4.1在小区平面图上布置污水管道------------------------------------------------------------------(3)
4.2街区编号并计算其面积----------------------------------------------------------------------------(3)
4.3划分设计管段,计算设计流量--------------------------------------------------------------------(4)
4.4水力计算-----------------------------------------------------------------------------------------------(7)
4.5绘制管道平面图和纵剖面图------------------------------------------------------------------(8)
4.6倒虹吸的设计---------------------------------------------------------------------------------------(10)
4.7注意事项---------------------------------------------------------------------------------------------(10)
5.雨水管道的设计-----------------------------------------------------------------------------------(11)
5.1划分排水流域和管道定线---------------------------------------------------------------------(11)
5.2划分设计管段--------------------------------------------------------------------------------------(12)
5.3划分并计算各设计管段的汇水面积-------------------------------------------------------(12)
5.2确定各排水流域的平均径流系数、设计重现期P、地面集水时间---------------(12)
5.5求单位面积径流量q0---------------------------------------------------------------------------(12)
5.6列表进行雨水干管的设计流量和水力计算,以求得各管段的设计流量------(12)
5.7绘制雨水管道平面图及纵剖面图---------------------------------------------------------(13)
5.8注意事项-------------------------------------------------------------------------------------------(13)
6.参考文献-----------------------------------------------------------------------------------------------(17)
7.设计小结-----------------------------------------------------------------------------------------------(17)
8.图纸部分----------------------------------------------------------------------------------------------(17)
1.设计原始资料
1.1城市总平面图一张。
1.2居住情况:
人口密度为278cap/ha,卫生设备齐全,污水量设计标准186L/(cap·d),无集中流量。
1.3城市位于我国的华北地区,冻线深度为0.5米。
1.4土壤为砂粘土,地下水位距地表5米。
1.5雨量资料:
本地暴雨强度公式为
q=
L/s·ha
1.6设计重现期为1a,地面集水时间为8min。
1.7当地综合径流系数为0.5。
2.设计任务
根据给予的城市规划平面图,做出该城市排水管道的初步设计。
包括计算说明书一份(列出作为设计依据的资料及全部计算),排水系统总平面图一张,污水主干管纵断面图一张。
3.排水体制选择
3.1排水系统规划设计原则
3.1.1排水系统规划应符合城市和工业企业的总体规划,并应与城市工业企业中期他单项工程建设密切配合,相互协调,该现成的道路规划、建筑界限、设计规模对排水系统的设计有很大的影响。
3.1.2排水系统设计要与邻近区域的污水和污泥处理和处置协调。
3.1.3考虑污水的集中处理与分散处理。
3.1.4设计排水区域内需考虑污水排水问题与给水工程的协调,以节省总投资。
3.1.5排水工程的设计应全面规划,按近期设计考虑远期发展,。
3.1.6排水工程设计师考虑原有管道系统的使用可能。
3.1.7在规划设计排水工程时必须认真观测执行国家和地方有关部门制定的现行有关标准、规范和规定。
3.2排水系统体制的选择
排水系统体制应根据城市及工业企业的规划、环境保护的要求、污水利用情况、原油排水设施、水质、水量、地形、对条件确定。
3.2.1从环境保护方面来看
如果采用合流制将污水和雨水全部截流送往污水厂进行处理,然后再排放,从控制和防止水体的污染来看,是较好的,但这时截流主干管很大,污水厂容量也增加很多,建设费用也相应增加。
采用截流是合流制时,雨天有部分混合污水经溢流井溢入水体,水体受到污染。
分流制排出污水和雨水,初雨径流未加处理就直接排入水体,对城水体也会造成污染,但它比较灵活,比较容易适应社会发展的需要,故应采用分流制。
3.2.2从造价方面来看
合流制排水管道的造价比分流制一般要低20%-40%,可是合流制的泵站和污水厂却比分流制的造价要高。
3.2.3从维护管理方面来看
晴天时污水在合流制管道中只是部分流,雨天时才接近满管流,因而雨天时合流制管道内流速较低,易于产生沉淀。
但据经验,管中的沉淀易被暴雨水流冲走,这样,合流管道的维护费用可降低。
但是,晴天和雨天时流入污水厂的水量变化很大,增加了合流制排水系统污水厂运行管理的复杂性。
而分流制系统可以保证管内的流速,不致发生沉淀,同时,流入污水厂的水量和水质比合流制变化小得多,污水厂的运行易于控制。
综合考虑各个因素,为了更好的保护环境,适应以后的发展,且便于污水厂的运行管理,采用分流制排水系统,即采用两个(雨水、污水)管道系统。
4.污水管道的设计
4.1在小区平面图上布置污水管道
从小区平面图上可知该区地势自南向北倾斜,坡度较小,无明显分水线、可划分为一个排水流域。
街道支管布置在街区地势较低一侧的道路下,干管基本上与等高线垂直布置,主干管布置在北侧共青团路下,基本上与等高线平行。
整个管道系统呈截流式形式布置。
4.2街区编号并计算其面积
将各街区遍上号码,并按各街区的平面范围计算它们的面积,列入表4-1中。
用箭头标出各街区的污水排出方向。
街区面积
表4-1
街区编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
街区面积
5.795
4.513
4.75
5.226
2.994
1.185
7.03
4.56
3.471
5.336
街区编号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
街区面积
3.262
2.108
0.62
1.41
2.502
2.853
2.415
4.163
3.62
1.181
街区编号
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
街区面积
7.185
3.34
2.973
3.062
4.642
4.424
4.128
4.951
4.68
3.491
街区编号
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
街区面积
5.875
1.16
1.392
2.813
5.126
3.767
3.072
2.462
3.658
2.532
街区编号
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
街区面积
4.457
4.942
5.762
6.648
3.05
2.49
2.48
4.05
2.649
2.651
街区编号
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
街区面积
2.851
2.473
2.938
4.467
5.731
6.520
6.722
5.389
3.422
2.291
街区编号
61
62
63
64
65
66
67
68
街区面积
3.847
9.008
1.783
3.267
6.617
10.17
6.878
2.265
4.3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和旁侧支管进入的点,作为设计管段的起迄点,并给检查井编上号码。
因排水管区遇到铁路,不能按原有的坡度埋设,所以要设倒虹管。
各设计管短的设计流量应列表计算。
在初步设计阶段只计算干管和主干管的设计流量,如表4-2
该城镇,人口密度为278cap/ha,污水量设计标准186L/(cap·d),则每ha街区面积的生活污水平均流量(比流量)为:
q0=
=0.598(L/s·ha)
污水干管设计流量计算表
表4-2
管段
编号
居住小区生活污水量Q
本段流量
转输流量q2
(L/s)
合计平均流量
(L/s)
总变化系数
KZ
设计
流量
(L/s)
街区
编号
街区
面积
比流量q0(L/s)
流量q1
(L/s)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
13-14
14-15
15-16
16-17
17-18
18-19
19-1
1-2
—
—
—
—
—
—
—
64
—
—
—
—
—
—
—
3.267
—
—
—
—
—
—
—
0.598
—
—
—
—
—
—
—
1.954
0.709
2.206
4.757
7.40
9.088
11.864
13.449
13.449
0.709
2.206
4.757
7.40
9.088
11.864
13.449
15.403×2=30.806
2.3
2.3
2.3
2.17
2.1
2.06
2.02
2.0
1.63
5.07
10.94
16.03
19.08
24.44
27.17
61.61
20-21
21-22
22-23
23-24
24-25
25-26
26-3
2-3
—
—
—
—
—
—
—
68
—
—
—
—
—
—
—
2.265
—
—
—
—
—
—
—
0.598
—
—
—
—
—
—
—
1.355
3.58
7.355
8.881
14.692
17.114
21.37
22.44
53.246
3.58
7.355
8.881
14.692
17.114
21.37
22.44
54.601
2.3
2.17
2.12
2.0
1.976
1.928
1.917
1.73
8.239
15.96
18.86
29.384
33.81
41.20
43.03
94.95
3-4
—
—
—
—
54.601
54.601
1.73
94.95
4-5
62
9.008
0.598
5.38
54.601
55.956
1.73
97.04
27-5
5-6
—
61
—
3.847
—
0.598
—
2.300
4.113
64.094
4.113
66.394
2.3
1.7
9.46
112.99
6-7
60
2.291
0.598
1.37
66.394
67.76
1.70
115.20
29-30
30-31
31-32
32-33
33-34
34-35
35-36
28-36
7-8
—
—
—
—
—
—
—
—
59
—
—
—
—
—
—
—
—
3.522
—
—
—
—
—
—
—
—
0.598
—
—
—
—
—
—
—
—
2.046
7.756
13.04
19.84
29.21
32.87
37.67
45.932
6.08
119.78
7.756
13.04
19.84
29.21
32.87
37.67
45.932
6.08
121.82
2.16
21.03
94
1.86
1.84
1.81
1.77
2.21
1.59
16.72
26.54
38.56
54.41
60.44
68.23
81.40
13.46
193.93
37-8
8-9
—
58
—
5.389
—
0.598
—
3.223
2.957
125.78
2.957
129.0
2.3
1.58
9.10
204.07
38-39
39-40
40-41
41-42
42-43
43-9
9-10
—
—
—
—
—
—
57
—
—
—
—
—
—
2.851
—
—
—
—
—
—
0.598
—
—
—
—
—
—
1.705
2.699
5.426
10.08
15.84
19.93
27.35
156.35
2.699
5.426
10.08
15.84
19.93
27.35
158.06
2.3
2.24
2.09
1.99
1.94
1.87
1.55
6.21
12.16
21.10
31.56
38.72
51.32
244.5
10-11
56
6.520
0.598
3.899
158.06
161.95
1.54
249.87
11-12
55
5.731
0.598
3.427
161.958
165.38
1.54
254.58
44-45
45-46
46-47
47-48
48-49
49-12
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
3.645
7.669
9.113
11.58
14.65
17.32
3.645
7.669
9.113
11.58
14.65
17.32
2.3
2.16
2.12
2.06
2.0
1.97
7.97
16.55
19.30
23.88
29.44
34.17
12-污水厂
—
—
—
—
182.701
1182.701
1.52
278.17
注意:
因为铁路西侧有未预见雨水量,故在管段1-2处,流量需乘以2,即15.403×2=30.806。
其中生活污水量总变化系数查表4-3
生活污水量总变化系数
表4-3
污水平均日流量(L/s)
5
15
40
70
100
200
500
≥1000
总变化系数(
)
2.3
2.0
1.8
1.7
1.6
1.5
1.4
1.3
4.4水力计算
在确定设计流量后,便可以从上游管段开始依次进行主干管各设计管段的水力计算。
一般常列表进行计算,如表4-6所示。
水力计算步骤如下:
4.4.
.从管道平面布置图上量出每一设计管段的长度,列入下表的第2项。
4.4.2.将各设计管段的设计流量列入表中第3项。
设计管段起讫点检查井处的地面标高列入表中第10、11项。
4.4.3.计算每一设计管段的地面坡度(
),作为确定管道坡度时参考。
4.4.4.确定起始管段的管径以及设计流速v,设计坡度I,设计充满度h/D。
首先拟采用最小管径mm,即查水力计算图。
在这张计算图中,管径D和管道粗糙系数n为已知,其于4个水力因素只要知道2个即可求出另外2个。
现已知设计流量,另1个可根据水力计算设计数据的规定设定。
本城镇由于管段的地面坡度很小,为了不使整个管道系统的埋深过大,宜采用最小设计坡度为设定数据。
将所确定的管径D、管道坡度I、流速v、充满度h/D分别列入下表中的第4、5、6、7项。
4.4.5.确定其它管段的管径D、设计流速v、设计充满度h/D和管道坡度I。
通常随着设计流量的增加,下一个管段的管径一般会增大一级或两级(50mm为一级),或者保持不变,这样便可根据流量的变化情况确定管径。
然后可根据设计流速随着设计流量的增大而逐段增大或保持不变的规律设定设计流速。
根据Q和v即可在确定D那张水力计算图中查出相应的h/D和I值,若h/D和I值,若h/D和I值符合设计规范的要求,说明水力计算合理,将计算结果填入表中相应的项中。
在水力计算中,由于Q、v、h/D、I、D各水力因素之间存在相互制约的关系,因此在查水力计算图时实际存在一个试算过程。
最大设计充满度表4-4
管径(D)或暗渠高(H)(mm)
最大设计充满度(
)
200-300
350-450
500-900
≥1000
0.55
0.65
070
0.75
4.4.6.计算各管段上端、下端的水面、管底标高及其埋设深度:
(1)根据设计管段长度和管道坡度求降落量。
(2)根据管径和充满度求管段的水深。
(3)确定管网系统的控制点。
本题离污水厂最远的干管起点是13及1点,13点的埋深可用最小覆土厚度的限值确定,因此至南地面坡度约为0.0025,可取干管坡度与地面坡度近似,因此干管埋深不会增加太多,整个管线上又无个别低洼点,见表4-5,故13点的埋深不能控制整个主干管的埋设深度。
对主干管起决定作用的控制点是1点。
1点是主干管的起始点,它的埋深考虑到管道内污水冰冻,地面荷载,覆土厚度等各因素,定位1.2m。
(4)求设计管段上、下端的管内底标高,水面标高及埋设深度。
4.5绘制管道平面图和纵剖面图
本题的设计深度仅为初步设计,因此,在水力计算结束后将计算所得的管径、坡度等数据标注在图上。
详见管道平面图及纵剖面图。
污水干管水力计算表
表4-5
管段编号
管道长度(m)
设计流量Q(L/s)
管径D(mm)
坡度I(‰)
流速V(m/S)
充满度
降落量
I×L(m)
H/D
H(M)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
13~14
225
3.26
14~15
228
10.14
15~16
185
21.88
300
0.0030
0.65
0.54
0.162
0.560
16~17
126
32.06
350
0.0020
0.66
0.57
0.200
0.252
17~18
75
38.16
350
0.0026
0.76
0.58
0.201
0.210
18~19
363
48.88
400
0.0025
0.77
0.58
0.232
0.980
19~1
397
54.34
400
0.0024
0.80
0.58
0.232
0.908
管段
编号
标高(m)
埋设深度
地面
水面
管内底
上端
下端
上端
下端
上端
下端
上端
下端
10
11
12
13
14
15
16
17
18
13~14
23.45
23.00
14~15
23.00
22.50
15~16
22.50
22.10
21.062
20.59
20.900
20.437
1.50
1.66
16~17
22.10
21.85
20.587
20.34
20.387
20.135
1.71
1.71
17~18
21.85
21.65
20.34
20.12
20.132
19.922
1.72
1.73
18~19
21.65
21.05
20.10
19.12
19.872
18.89
1.78
2.16
19~1
21.05
20.30
19.12
18.21
18.89
17.98
2.16
2.32
由表4-5可见,干管的埋深较大必然引起干管的埋深曾大,为了减少主干管的埋深采用污水泵将污水提至主干管起点1处。
4.6倒虹吸的设计
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