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污水设计流量计算

一．综合生活污水设计流量计算

各街坊面积汇总表

居住区人口数为300 x 360.75=108225人

则综合生活污水平均流量为150 x 108225/24 x 3600L/s=187.89L/s

用内插法查总变化系数表，得K_Z=1.5

故综合生活污水设计流量为Q₁=187.89 x 1.5L/s=281.84L/s

二．工业企业生活污水和淋浴污水设计流量计算

企业一：一般车间最大班职工人数为250人，使用淋浴的职工人数为80人；热车间最大班职工人数为100人，使用淋浴的职工人数为50人

故工业企业一生活污水和淋浴污水设计流量为

Q_2（1）=（250x25x3+100x35x2.5）/3600x8+(80x40+50x60)/3600L/s

=2.68L/s

企业二：一般车间最大班职工人数450人，使用淋浴的职工人数为90人；热车间最大班职工人数为240人，使用淋浴的职工人数为140人

故工业企业二生活污水和淋浴污水设计流量为

Q_2（2.）=（450x25x3+240x35x2.5）/3600x8+（90x40+140x60）/3600

=5.23L/s

所以工业企业生活污水和淋浴污水设计流量为

Q₂=Q₂₍₁₎+Q₂₍₂₎=(2.68+5.23)L/s=7.91L/s

三．工业废水设计流量计算

企业一：平均日生产污水量为3400m³/d=3.4x10⁶L/d=59.03L/s

企业二：平均日生产污水量为2400m³/d=2.4x10⁶L/d=27.78L/s

Q₃=(59.03x1.6+27.78x1.7)L/s=141.67L/s

四．城市污水设计总流量

Q₄=Q₁+Q₂+Q₃=(281.84+7.91+141.67)l/s=431.42L/s

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污水管道水力计算

一．划分设计管段，计算设计流量

本段流量q₁=Fq_sK_Z

式中q₁----设计管段的本段流量（L/s）

F----设计管段服务的街坊面积（hm²）

q_s----生活污水比流量[L/(s·hm²)]

K_Z----生活污水总变化系数

生活污水比流量q_s=nρ/24x3600

=300x150/24x3600 L/(s·hm²)=0.521 L/(s·hm²)

式中n----生活污水定额或综合生活污水定额[L/（人·d）]

Ρ----人口密度（人/hm²）

 

污水干管和主干管设计流量计算表

工厂排出的工业废水作为集中流量，企业一流出水量在检查井7处进入污水管道，相应的设计流量为97.13L/s

由管线图和上表可知，设计管段1-2为主干管的起始管段，只有本段流量q₁=q_sF=0.521x10.66L/s=5.55L/s流入，故其设计流量为5.55L/s。

设计管段2-3除了本段流量q₁外，还有包括1-2管段流量的转输流量Q₂流入。该管段接纳街坊30的污水，其街坊面积为9.03ha，故本段平均流量为q₁= q_sF=0.521x9.03L/s=4.70L/s；该管段的转输流量是从旁侧管段11-12-13-2流来的生活污水平均流量，其值为

q₂=[5.55 +0.521x(11.88+6.04+6.69+7.13+9.10+10.50)]L/s=32.30L/s

设计管段2-3的合计平均流量为q₁+q₂=(4.7+32.03)L/s=37.00L/s

查表得K_z=1.82，故该管段的综合生活污水设计流量为

Q₁=37.00x1.82L/s=67.34L/s。总设计流量为综合生活污水设计流量与集中流量之和，因集中流量为0，故Q=Q₁=6.34L/s

工厂排出的工业废水作为集中流量，如企业一流出水量在检查井6处进入污水管道，相应的设计流量为97.13L/s，则管段6-7的总设计流量就为本段集中流量与旁侧管段5-6和16-17-18-6转输来的综合生活污水设计流量之和。

其余各管道设计流量的计算方法与上述方法相同

二．水力计算

（1） 污水干管的水力计算

污水干管水力计算表

1. 将设计管段编号填入上表中第1项，从污水管道平面布置图上按比例量出污水干管每一设计管段的长度，填入上表第2项。

2. 将污水干管各设计管段的设计流量填入上表的第3项。设计管段起止点检查井的地面标高填入上表第10、11项。各检查井处的地面标高根据地形图的等高线标高值，按内插法计算。

3. 计算每一设计管段的地面坡度，作为确定管道坡度时的参考值。例如，设计管段11-12的地面坡度为（12.05-10.80）/240=0.0052.

4. 根据设计管段11-12的设计流量，参照地面坡度估算管径，根据估算的管径查水力计算图得出设计流速、设计充满度和管道的设计坡度。

本例设计管段11-12的设计流量为20.27L/s，而《室外排水设计规范》规定城市街道下污水管道的最小管径为300mm，它在最小设计流速和最大设计充满度条件下的设计流量为26L/s。所以本管段为不计算管段，不再进行水力计算，直接采用最小管径300mm、与最小管径相应的最小设计坡度0.003、最小设计流速0.6m/s、设计充满度h/D=0.5.

其他各设计管段的计算方法与此相同。

5. 根据设计管段的管径和设计充满度计算设计管段的水深。如设计管段11-12的水深为（h/D）D =0.5x300mm=150mm=0.15m，将其填入上表中第8项。

6. 根据设计管段的长度和管道设计坡度计算管段标高降落量。如设计管段11-12的标高降落量为IL=0.003x240=0.720m，将其填入上表中的第9项。

7. 求设计管段上、下端的管内底标高和埋设深度。首先要确定管道系统的控制点。本例中各条干管的起点都是该条管道的控制点，已知各条干管起点的埋设深度均为1.2m。

于是11-12管段11点的埋设深度为1.2m，将其填入上表中第16项。

11点的管内底标高等于11点的地面标高减11点的埋设深度，即：（12.05-1.2）m=10.85m，将其填入上表中第14项。

12点的管内底标高等于11点的管内底标高减11-12管段的标高降落量，即：（10.85-0.72）m=10.13m，将其填入上表中第15项。

12点的埋设深度等于12点的地面标高减12点的管内底标高，即：（10.80-10.13）m=0.67m，将其填入上表第17项。

8. 求设计管段上、下端的水面标高。管段上、下端的水面标高等于相应点的管内底标高加水深。如管段11-12中11点的水面标高为（10.850+0.150）=11.000m，将其填入上表第12项。

12点的水面标高为(10.130+0.15)m=10.280m，将其填入上表中第13项。

12点的水面标高也可用11点的水面标高减11-12管段的标高降落量，即：（11.000-0.72）m=10.280m。

其余各管段的计算方法与此相同。

（2） 污水主干管的水力计算

污水主干管水力计算表

1. 将设计管段编号填入上表中第1项，从污水管道平面布置图上按比例量出污水干管每一设计管段的长度，填入上表第2项。

2. 将污水干管各设计管段的设计流量填入上表的第3项。设计管段起止点检查井的地面标高填入上表第10、11项。各检查井处的地面标高根据地形图的等高线标高值，按内插法计算。

3. 计算每一设计管段的地面坡度，作为确定管道坡度时的参考值。例如，设计管段1-2的地面坡度为（8.90-8.00）/285=0.0031

4. 根据设计管段1-2的设计流量，参照地面坡度估算管径，根据估算的管径查水力计算图得出设计流速、设计充满度和管道的设计坡度。

本例设计管段1-2的设计流量为12.65L/s，而《室外排水设计规范》规定城市街道下污水管道的最小管径为300mm，它在最小设计流速和最大设计充满度条件下的设计流量为26L/s。所以本管段为不计算管段，不再进行水力计算，直接采用最小管径300mm、与最小管径相应的最小设计坡度0.003、最小设计流速0.6m/s、设计充满度h/D=0.5.

其他各设计管段的计算方法与此相同。

5. 根据设计管段的管径和设计充满度计算设计管段的水深。如设计管段1-2的水深为（h/D）D=0.5x300mm=150mm=0.15m，将其填入上表中第8项。

6. 根据设计管段的长度和管道设计坡度计算管段标高降落量。如设计管段1-2的标高降落量为IL=0.003x285=0.855m，将其填入上表中的第9项。

7. 求设计管段上、下端的管内底标高和埋设深度。首先要确定管道系统的控制点。本例中各条干管的起点都是该条管道的控制点，故主干管中1点位控制点，埋设深度为1.2m。，将该值填入上表中第16项。

1点的管内底标高等于1点的地面标高减1点的埋深，为（8.90-1.2）m=7.70m，填入上表中的第14项。

2点的管内底标高等于1点的管内底标高减管段1-2的标高降落量，为（7.70-0.855）m=6.845m，填入上表中第15项。

2点的埋设深度等于2点的地面标高减2点的管内底标高为（8.00-6.845）m=1.155m，填入上表中第17项。

8. 求设计管段上、下端的水面标高。管段上下端的水面标高等于相应点的管内底标高加水深。

如管段1-2中1点的水面标高为（7.70+0.15）m=7.85m，填入上表中的第12项。

2点的水面标高为（6.845+0.15）m=6.995m，填入上表中的第13项。

根据管段在检查井处采用的衔接方法，可确定下游管段的管内底标高。

例如，管段1-2与2-3的管径不同，采用管顶平接。即管段1-2与2-3在2点处的管顶标高应相同。又如管段2-3与3-4管径相同，采用水面平接。即管段2-3与3-4在3点处的水面标高应相同。先计算管段2-3中3点点的水面标高，于是便得到管段3-4中3点的水面标高，然后用管段3-4中3点的水面标高减去管段3-4的降落量，便可求得4点的水面标高。用3、4点的水面标高减去管段3-4中的水深便得出相应点的管内底标高，进一步可求出3、4点的埋设深度。

其他各管段的计算方法与此相同。

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知识点：污水管道系统的设计计算