某城镇的排水系统设计.docx
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某城镇的排水系统设计
前言
随着现代工业和城市建设发展,我国城市的环境污染特别是水污染问题日趋严重。
目前,我国水体污染主要来自两方面,一是工业发展超标排放工业废水,二是城市化中由于城市污水排放和集中处理设施严重缺乏,大量生活污水未经处理直接进入水体造成环境污染。
近年来,工业废水经过治理虽有所减少,但城市生活污水有增无减,占水质污染的51%以上。
据环境部门监测,1999年全国近80%的生活污水未经处理直接进入江河湖海,年排污量达400亿立方米,造成全国三分之一以上水域受到污染.。
城市污水主要包括生活污水和工业污水,为了保护环境,城市污水由城市排水管网汇集并输送到污水处理厂进行处理后排放。
本课程设计的任务是全面规划设计洛阳地区某城镇的排水系统。
设计内容包括:
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(排洪沟,只选定污水厂位置,估算占地面积)。
对污水管系统进行布置,计算污水管渠所有的流量计算,对其污水的主干管进行水力学计算,根据有关规定进行管渠工程设计与计算。
目录
前言i
第一章、设计说明书-1-
第一节设计任务-1-
1.缘由-1-
2.必要性-1-
3.设计任务-1-
第二节设计资料-1-
1.概况-1-
2.气象资料-2-
3.地质资料-2-
4.水文资料-2-
5.有关工程情况的资料-2-
第三节设计依据-3-
第四节排水体制的确定-3-
1.依据-3-
2.合流制与分流制排水体制的比较-3-
3.结论(排水体制的选择)-4-
第五节污水管道系统设计-4-
1.布置原则-4-
2.污水厂及出水口选址论证-4-
3.流域划分-5-
4.工业废水处理方案-5-
5.管道系统布置方案-5-
6.过河构筑物的选项及布置-5-
7.设计参数的确定-5-
8.水力计算结果-6-
第六节管材、接口、基础及附属构筑物-6-
1.管材-6-
2.接口形式-6-
3.管道基础-6-
4.排水管渠系统上的附属构筑物-6-
4.1检查井-6-
4.2雨水口-6-
4.3倒虹管-6-
4.4出水口-6-
第七节污水厂面积估算及外轮廓确定-6-
第二章、设计计算书-6-
污水管网设计计算-6-
存在问题及建议-7-
参考资料-7-
致谢-7-
第一章、设计说明书
第一节设计任务
1.缘由
为完善城镇建设,需要对该城镇的排水系统进行规划设计。
2.必要性
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,城南有公路与铁路各一条,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。
如果不进行管网设计,会造成环境污染,对居民生活造成危害。
3.设计任务
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(排洪沟,只选定污水厂位置,估算占地面积)。
对污水管系统进行布置,计算污水管渠所有的流量计算,对其污水的主干管进行水力学计算,根据有关规定进行管渠工程设计与计算。
第二节设计资料
1.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,城南有公路与铁路各一条,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。
建筑区所有室内均有给水排水卫生设备基淋浴设备。
各区占地占地面积分配如下表:
区域
占地
建筑用地
道路和停车场
绿地
南区
27%
28%
45%
北区
28%
30%
42%
2.气象资料
冰冻线:
冰冻线深度为0.8米
暴雨公式:
风向:
常年风向为西北风
温度:
年平均气温14.6℃,最热月平均为32.6℃,最冷月平均为-4.1℃,极端最高为44.2℃,极端最低为-18.2℃。
降水量:
年平均降水量为601.1mm
3.地质资料
土质:
砂质粘土
地下水位:
地下水位埋深平均为4.2米
4.水文资料
河流、河道常水位:
河道常水位高程66.00米
暴雨设计重现期为一年,地面集水时间为10分钟。
5.有关工程情况的资料
人口密度:
北区:
880人/公顷,南区:
450人/公顷
地面状况:
主要马路宽为40米,路面均为柏油铺设
污水:
生活污水和工业废水(污水性质、成分与生活污水类似)。
企业情况:
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45%,淋浴人数:
热车间淋浴职工工人数占热车间最大班职工人数的88%;冷车间淋浴职工人数占冷车间最大班职工工人数的45%。
火车站:
设计污水量为6.2L/s
污水厂面积估算可参考下表:
污水厂占地面积估算表
处理水量
(m3/d)
一级处理
(104m2)
二级处理(104m2)
生物滤池
活性污泥法
5000
0.5-0.7
2-3
1-1.25
10000
0.8-1.2
4-6
1.5-2.0
15000
1.0-1.5
6-9
1.85-2.5
20000
1.2-1.8
8-12
2.2-3.0
30000
1.6-2.5
12-18
3.0-4.5
40000
2.0-3.2
16-24
4.0-6.0
50000
2.5-3.8
20-30
5.0-7.5
70000
3.75-5.0
30-45
7.5-10.0
100000
5.0-6.5
40-60
10.0-12.5
第三节设计依据
任务书、《室外排水设计规范》(GB50014-2006)、《水污染控制工程》(上册)第二版,高等教育出版社
第四节排水体制的确定
1.依据:
排水体制的选择,应当在满足环境保护需要的前提下,根据当地的具体条件,通过技术经济比较决定。
2.合流制与分流制排水体制的比较:
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管渠内排除的系统。
全部或部分污水不经处理直接排入水体,对水体污染严重。
虽然投资相对较低,但随着环境质量标准的提高,这种体制将不能满足环境保护的需要。
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管渠内排除的系统。
分流制排水系统环境效益较高,对水体污染小。
3.结论(排水体制的选择)
总体来看,分流制排水系统比合流制排水系统灵活,其建设能配合社会发展的需要。
不论污染负荷如何加重或环境要求如何提高,建成系统都较易进行相应调整。
所以,新建的排水系统,一般采用分流制。
第五节污水管道系统设计
1.布置原则
(1)全面规划,合理布局,应有利于水环境的保护和水质的改善。
应妥善、科学地进行城市污水收集、排放流域的划分。
城市排水工程设施规划要结合城市总体规划,从全局出发,统筹安排,使城市排水工程成为城市有机整体的重要组成部分。
(2)建立合理、完善的城市排水系统,有计划地兴建城市污水处理厂。
要及时、快速、安全地收集和排放暴雨径流量与大量积雪,有效地收集、输送、处理、排放污水,确保城市正常的生产和生活秩序。
(3)与城市道路规划、地下设施规划、竖向规划、环境保护规划、防灾规划等专业规划密切配合,相互协调,处理好与其它地下管线的矛盾,有利于管线综合利用。
(4)考虑尽可能降低工程的总造价和经常性运行管理费用,节省投资。
2.污水厂及出水口选址论证
(1)根据《室外排水设计规范》原则,确保污水厂和出水口要设在城市的下风向,水体下游,离开居住区和工业区。
(2)污水处理厂所产生的噪音、尾水尾气排放等环境效不应对居民的生活生产是否构成影响,
(3)应适应地质条件,有否长远的扩建空间,不受洪涝灾害影响。
综上:
污水厂设在城市的东北角,河流下游的交界处附近
3.流域划分
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。
4.工业废水处理方案
该企业排放的工业污水性质、成分与生活污水类似,可直接排入城市生活污水管网,无需特别处理。
5.管道系统布置方案
本城镇污水管道布置三条干管,东西走向,详见附图。
6.过河构筑物的选项及布置
在设计中过河构筑物有倒虹管,为了便倒虹管清淤、检修,过河倒虹管并排设置两条。
7.设计参数的确定
(1)考虑本城市冰冻线,规定最小覆土厚度为0.8米
(2)根据地图确定各管段地面高程
(3)经计算得企业集中流量为44.68L/s
(4)居民生活污水设计流量的计算
(5)定该城镇污水定额每人280L/d。
人口密度:
北区:
880人/公顷,南区:
450人/公顷
(6)总变化系统的确定
2.3Q≤5L/s
2.7/
5 1.3Q≥1000L/s (7) 8.水力计算结果 见附表1 第一节管材、接口、基础及附属构筑物 1.管材: 钢筋混凝土 2.接口形式: 根据实际情况选择管顶平接和水面平接的一种 3.管道基础: 管道从城镇西面开始铺设,以1#井为管道基础排水管渠系统上的附属构筑物 4.1检查井: 在管渠交汇、转弯、管径、或坡度改变以及跌水等处设置检查井,以便检查、清通和连接管渠。 设置间距参考《室外排水设计规范》(GB50014-2006)。 4.2雨水口: 用于雨水的构筑物,设在交叉路口和路边侧沟,设置间距在25m~50m,采取边沟雨水口。 4.3倒虹管: 在设计中过河构筑物有倒虹管,为了便倒虹管清淤、检修,过河倒虹管并排设置两条。 4.4出水口: 设在岸边并淹没在水中,采用江心分散式出水口,并注意保护河岸。 第二节污水厂面积估算及外轮廓确定 污水厂面积为12hm²,外轮廓为三角形,沿河岸建造。 第二章、设计计算书 污水管网设计计算: 详见附表2 比流量计算: 北区: 南区: 水深=管径 充满度 管底降落量=管道长度 管坡 工厂流量: 存在问题及建议 倒虹管容易淤积,不便于清淤 建议: 提高到倒虹管的设计流速,在倒虹管进水井底部设置沉淀槽 参考资料 《水污染控制工程》(上册)第三版,高等教育出版社 《排水工程》(上册)第四版,中国建筑工业出版社 《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 《室外排水设计规范》(GB50014-2006) 致谢 从本次课程设计中,我们可以获得综合运用所学的基本理论、基本知识、基本技能,独立分析和解决实际问题的能力;培养获得信息、利用信息解决问题的能力和相应的思维方式;培养进行科学研究、工程布置等方面的能力;培养严肃、认真、科学的工作作风和勇于进取开拓的创新精神。 在此次课程设计中,得到了张彦老师的指导和同学的帮助,在这里敬向他们表示衷心的感谢。 由于本人水平有限,设计中的错误和不妥之处必然存在,恳请老师批评指正。
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