【正文】 時(shí)，設(shè)計(jì)流量不包括淋浴或短時(shí)間內(nèi)突然增加的污水量，但當(dāng)管徑小于或等于 300mm 時(shí)，應(yīng)按短時(shí)間內(nèi)的滿管流復(fù)核，保證污水不能從管道中溢流到地面。 對(duì)于明渠，設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定設(shè)計(jì)超高（即渠中水面到渠頂?shù)母叨龋┎恍∮?。 設(shè)計(jì)流速原則 與設(shè)計(jì)流量、設(shè)計(jì)充滿度相對(duì)應(yīng)的水流平均速度稱為設(shè)計(jì)流速。為了防止管道中產(chǎn)生淤積或沖刷，設(shè)計(jì)流速應(yīng)限制在最大和最小設(shè)計(jì)流速范圍之內(nèi)。 最小設(shè)計(jì)流速是保證管道內(nèi)不產(chǎn)生淤積的流速。這一最低設(shè)計(jì)流速的限值與污水中所含懸浮物的成分和粒度有關(guān)，與管道 的水力半徑和管壁的粗糙系數(shù)有 4 關(guān)。引起污水中懸浮物沉淀的另一重要因素是水深。根據(jù)國(guó)內(nèi)污水管道實(shí)際運(yùn)行情況的觀測(cè)數(shù)據(jù)并參考國(guó)外經(jīng)驗(yàn)，《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定污水管渠在設(shè)計(jì)充滿度下的最小設(shè)計(jì)流速為 ，含有金屬、礦物固體或重油雜質(zhì)的生產(chǎn)污水管道，其最小設(shè)計(jì)流速宜適當(dāng)加大；明渠的最小設(shè)計(jì)流速為 。 由于防止淤積的管段最小設(shè)計(jì)流速與廢水中挾帶的懸浮物顆粒的大小和相對(duì)密度有關(guān)，所以，對(duì)各種工業(yè)廢水采用的最小設(shè)計(jì)流速要根據(jù)實(shí)驗(yàn)或調(diào)查研究決定。 在地形平坦地區(qū)，如果最小設(shè)計(jì)流速取值過大，就會(huì)增大管道的坡度 ，從而增加管道的埋深和管道造價(jià)，甚至需要增設(shè)中途泵站。因此，在平坦地區(qū)，要結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w情況，可以對(duì)規(guī)范規(guī)定的最小流速作合理的調(diào)整，并制訂科學(xué)的運(yùn)行管理規(guī)程，保證管道系統(tǒng)的正常運(yùn)行。 最大設(shè)計(jì)流速是保證管道不被沖刷損壞的流速。該值與管道材料有關(guān)，通常，金屬管道的最大設(shè)計(jì)流速為 10m/s，非金屬管道的最大設(shè)計(jì)流速為 5m/s。 管徑確定原則 在污水管網(wǎng)的上游部分，污水管段的設(shè)計(jì)流量一般很小，若根據(jù)設(shè)計(jì)流量計(jì)算管徑，則管徑會(huì)很小，極易堵塞。根據(jù)污水管道的養(yǎng)護(hù)記錄統(tǒng)計(jì)，直徑為 150mm的支管的堵塞次數(shù)，可能達(dá)到直徑為 200mm 的支管的堵塞次數(shù)的兩倍，使管道養(yǎng)護(hù)費(fèi)用增加。然而，在同樣埋深條件下，直徑為 200mm 與 150mm 的管道造價(jià)相差不多。此外，因采用較大的管徑，可選用較小的管道坡度，使管道埋深減小。因此，為了養(yǎng)護(hù)工作的方便，規(guī)定采用允許的最小管徑。在居住區(qū)和廠區(qū)內(nèi)的污水支管最小管徑為 200mm，干管最小管徑為 300mm。在城鎮(zhèn)道路下的污水管道最小管徑為 300mm。在進(jìn)行管道水力計(jì)算時(shí)，由管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算得出的管徑小于最小管徑時(shí)，應(yīng)直接采用最小管徑和相應(yīng)的最小坡度而不再進(jìn)行水力計(jì)算。這種管段稱為不計(jì)算管段。在這些管段中，當(dāng)有適當(dāng)?shù)臎_洗水源時(shí)，可考慮設(shè)置沖洗井，防止管道內(nèi)產(chǎn)生淤積或堵塞。 設(shè)計(jì)坡度 原則 在污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，通常使管道敷設(shè)坡度與設(shè)計(jì)區(qū)域的地面坡度基本一致，在地勢(shì)平坦或管道走向與地面坡度相反時(shí)，盡可能減小管道敷設(shè)坡度和埋深對(duì)于降低管道造價(jià)顯得尤為重要。但由該管道敷設(shè)坡度形成的流速應(yīng)等于或大于最小 5 設(shè)計(jì)流速，以防止管道內(nèi)產(chǎn)生沉淀。因此， 將相應(yīng)于最小設(shè)計(jì)流速的管道坡度成為最小設(shè)計(jì)坡度。 從水力計(jì)算公式可知，設(shè)計(jì)坡度與設(shè)計(jì)流速的平方成正比，與水力半徑的4/3 次方成反比。由于水力半徑等于過水?dāng)嗝媾c濕周的比值，因此不同管徑的污水管道應(yīng)有不同的最小坡度。管徑相同的管道，因充滿度不同，其最小坡度也不同。當(dāng)在給定的設(shè)計(jì)充滿度條件下，管徑越大，相應(yīng)的最小設(shè)計(jì)坡度值越小。規(guī)范規(guī)定最小管徑對(duì)應(yīng)的最小設(shè)計(jì)坡度為：管徑 200mm 的最小設(shè)計(jì)坡度為 ；管徑 300mm 的最小設(shè)計(jì)坡度為 。較大管徑的最小設(shè)計(jì)坡度可按設(shè)計(jì)充滿度下不淤流速控制，當(dāng)管道坡度不能滿足不淤流速要求時(shí)，應(yīng)有防淤，清淤措施。 在工程設(shè) 計(jì)中，不同管徑的鋼筋混凝土管的建議最小設(shè)計(jì)坡度見表 表 管徑（ mm） 最小設(shè)計(jì)坡度 管徑（ mm） 最小設(shè)計(jì)坡度 400 1000 500 1200 600 1400 800 1500 銜接原則 污水管道在檢查井中銜接，設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮檢查井的上游管段和下游管段銜接的高程關(guān)系。管道銜接時(shí)要遵守兩個(gè)原則： 1） 避免上游管道形成回水，造成淤積； 2） 在平坦地區(qū)應(yīng)盡可能提高下游管道的標(biāo)高，以減少埋深。 管道的常用銜接方法有兩種：一為水面平接，二為管頂平接。 水面平接是在確定上、下游管道直徑和設(shè)計(jì)充滿度后，設(shè)計(jì)管道的埋深時(shí)使上、下游管道內(nèi)的設(shè)計(jì)水面保持等高。由于上游管道的設(shè)計(jì)流量一般較小，因而可能具有較大的流量變化，因而可能在短期內(nèi)上游管道內(nèi)的實(shí)際水面低于下游管道，形成回水。水面平接法一般適用于上、下游管道直徑相同時(shí)，特別是在平坦地區(qū)采用，因?yàn)檫@種銜接方法較管頂平接方法要求下游埋深小。 管頂平接就是設(shè)計(jì)時(shí)使上、下游管道頂部保持等高。管頂平接法一般會(huì)使上、 6 下 游管道內(nèi)水平有一定的落差，因而不容易產(chǎn)生回水，但下游管道的埋深可能增加，在地面平坦地區(qū)會(huì)增大管網(wǎng)造價(jià)。因而管頂平接法適于地面坡度較大或下游管道直徑大于上游管道直徑時(shí)采用。 在特殊情況下，如下游管道地面坡度急增時(shí)，下游管徑可能小于上游管道，此時(shí)應(yīng)采用管底平接的方法，即保持上、下游管道底部標(biāo)高相等。 污水管網(wǎng)布設(shè) 規(guī)劃區(qū)域 A鎮(zhèn)由南向北地勢(shì)升高，自來(lái)水廠位于河段上游，污水廠位于河段下游，河流方向自東向西流。 污水管網(wǎng)布設(shè)如圖所示，污水管網(wǎng)主干管 1條，沿規(guī)劃區(qū)域南面布設(shè)，與地勢(shì)走向大體一致；區(qū)域內(nèi)支管 3 條，管道自北向南，與等高線垂直布設(shè)；污水管道布設(shè)滿足各街區(qū)排水條件。 污水管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算 7 節(jié)點(diǎn)與管段 節(jié)點(diǎn)和管段編號(hào)如圖所示，污水管網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)數(shù) NN=23，管段數(shù) NP=22。 各地塊街坊面積見下表 表 街坊編號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 街坊面積ha 街坊編號(hào) 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 街坊面積 8 ha 街坊編號(hào) 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 街坊面積 ha 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)流量計(jì)算 在進(jìn)行污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，采用最高日最高時(shí)的污水流量作為設(shè)計(jì)流量。 首先進(jìn)行管段沿線流量分配，將企業(yè) 1和企業(yè) 2的污水流量作為集中流量處理，居民生活污水是沿線流量，其中沿線流量是按照管段連接的規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的面積比例分配平均日流量，計(jì)算管段設(shè)計(jì)流量時(shí)乘以總變化系數(shù)；然后，管段分配的沿線流量全部加到上游節(jié)點(diǎn)作為節(jié)點(diǎn)流量。同時(shí)計(jì)算管段設(shè)計(jì)流量。 管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算 污水管網(wǎng)水力計(jì)算，從上游起端節(jié)點(diǎn)開始向下游節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，依次對(duì)各管段進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，直到末端節(jié)點(diǎn)。 計(jì)算和分配居民生活污水流量時(shí) ，對(duì)其日平均流量運(yùn)用連續(xù)性條件，最后分配到每條管段后，再乘以總變化系數(shù)得到設(shè)計(jì)流量。 污水管網(wǎng)管段設(shè)計(jì)流量（ L/s）的計(jì)算公式： iiiiiz qqqqKq 43211i ???? i=1， 2，? M 式中 iq1 —— 各管段輸送的居民生活污水平均日流量（ L/s），它們?cè)诠芫W(wǎng)中滿足連續(xù)性條件； iq2 —— 各管段輸送的工業(yè)企業(yè)污水流量（ L/s），它們?cè)诠芫W(wǎng)中滿足連續(xù)性條件； izK1 —— 各管段輸送的居民生活污水量總變化系數(shù)； M—— 污水管網(wǎng)中的管段總數(shù)。 由街坊總面積 ，居住人口密度為 1300+12*20 人 /hm2，則服務(wù)總?cè)丝跀?shù)為 *（ 1300+12*20） =50577人，居民生活污水量定額為 100+12*10L/ 9 （人 d），計(jì)算居民平均日生活污水量為： sLNq iid / 50577220360024Q 11 ?????? ? 計(jì)算總變化系數(shù)為： ???dQ 計(jì)算得居民生活 污水設(shè)計(jì)流量： sLQK dz / 1 ????? 工業(yè)企業(yè)污水設(shè)計(jì)流量： sLQ / ??? 該區(qū)域污水設(shè)計(jì)流量： sLQ h /9 5 5 221 ??? 居民生活污水平均日流量按街坊面積比例分配，比流量為： ]/)/[( 2hmsLAQq idA ??? ? 管段設(shè)計(jì)流量采用列表進(jìn)行計(jì)算，見表 表 管段編號(hào) 設(shè)計(jì)流量（ L/s） 1916 1613 139 96 63 243 323 232 1815 1512 1211 10 118 85 52 222 221 1714 1410 107 74 41 120 有 2個(gè)集中流量，分別在節(jié)點(diǎn) 1 17匯入管道，相應(yīng)的設(shè)計(jì)流量分別為 和 （ L/s）。管段 243為主干管的起始管段，只有 1區(qū)的流量流入，沿線流量為 。設(shè)計(jì)管段 323 除接納街坊 2排入的本段流量外，還轉(zhuǎn)輸節(jié)點(diǎn)19匯入集中流量 。街坊 2的匯水面積為 ，故本段日平均流量為 *=，由管段 191613963匯入管段 323 的生活污水日平均流量 為 ，則管段 323 中的居民生活污水合計(jì)日平均流量為 ++=，以 求 總 變 化 系 數(shù) 為