给排水科学与工程概论课件第2章(下).ppt

1、 某市居住区计划人口数10万人，该区生活污水定额为130 L/（d人）。城市有一纺织厂，有职工3000人，其中2000人在高温车间工作，1000人在一般车间工作，每天工作8小时。该纺织厂生产废水量为30000 m3/d，均匀排水。计算该城市污水设计流量（生活污水量总变化系数KZ=1.5；纺织厂生产废水变化系数取2.0；一般车间和热车间职工生活污水量标准分别为25(L/(人.班)和35(L/(人.班)；一般车间和热车间生活污水量时变化系数分别以3.0和2.5计；一般车间和热车间淋浴污水量标准分别为40(L/(人.班)和60(L/(人.班)；不计算Q渗）。作业作业答案答案居住区生活污水量Q1=13

2、0*100000/24/3600*1.5=225.7 L/s职工生活污水量Q2=（2000*35*2.5+1000*25*3）/3600*8=8.68L/s淋浴污水量Q2=(2000*60+1000*40)/3600=44.4 L/s生产废水量Q3=30000m3/d*2=694.4 L/s生活污水设计流量=225.7+8.68+44.4+694.4=973.18 L/s 污水管道系统设计参数(1)设计充满度设计充满度h/D污水管道的设计有按满流和非满流两种方法。在我国，按非满流进行设计。原因如下：在设计流量下，污水管道中的水深 h与管道直径 D的比值称为设计充满度（或水深比）。当 h/D时称

3、为满流；当 h/D1时称为不满流。3 污水管道的水力计算污水的流量很难精确确定，而且雨水或地下水可能渗入污水管道增加流量，因此选用的污水管道断面面积应留有余地，以防污水溢出；污水管道内沉积的污泥可能分解析出一些有害气体，需留出适当的空间，以利管道内的通风，排除有害气体便于管道的疏通和维护管理。最大设计充满度的规定如下表最大设计充满度 管径或渠高（mm）最大设计充满度20030035045050090010000.550.650.700.75 在进行水力计算时，所选用的充满度，应小于或等于表中所规定的数值。(2)设计流速设计流速与设计流量和设计充满度相应的污水平均流速。最小设计流速：是保证管道内

4、不发生淤积的流速，与污水中所含杂质有关；国外很多专家认为最小流速为0.6-0.75m/s，我国根据试验结果和运行经验确定最小流速为0.6m/s。最大设计流速：是保证管道不被冲刷破坏的流速，与管道材料有关；金属管道的最大流速为10m/s，非金属管道的最大流速为5m/s。3 污水管道的水力计算(3)污水管道的埋设深度污水管道的埋设深度 在污水管道工程中，管道的埋设深度愈大，工程造价愈高，施工期愈长。a.含义覆土厚度指管外壁顶部到地面的距离；埋设深度指管内壁底部到地面的距离（越小越好）。覆土厚度管道埋深管道地面（路面）3 污水管道的水力计算b.最小覆土厚度 确定污水管道最小覆土厚度时，必须考虑下列因

5、素：防止管内污水冰冻或土壤冰冻而损坏管道；无保温措施的生活污水管道，管底可埋设在冰冻线以上0.15m，有保温措施的管道，其管底在冰冻线以上的距离可以加大保证管道不致因为地面荷载而破坏 车行道下污水管最小覆土厚度不宜小于0.7 m，非车行道下可适 当减小满足街坊污水管衔接的要求 街道污水管网起点的埋设深度大于或等于街区污水管终点的埋设深度；街区污水管网的起点埋设深度大于或等于建筑物污水出户管的埋深3 污水管道的水力计算c.最大埋深一般在土壤干燥的地区，管道的最大埋深不超过78；在土质差、地下水位较高的地区，一般不超过5。当管道的埋深超过了当地的最大限度值时，应考虑设置排水泵站提升，以提高下游管道

6、的设计高程，使排水管道继续向前延伸。3 污水管道的水力计算选择污水厂出水口的位置原则城市的下风向水体的下游远离居住区和工业区4.污水管道的设计 泵站的设置地点泵站的设置地点中途泵站:当管道埋深接近最大埋深时，为了提高下游管道的管位而设置的泵站中途泵站4.污水管道的设计 泵站的设置地点泵站的设置地点局部泵站：（1）将地势低洼地区的污水抽升到地势较高地区的管道中；（2）将地下室、地铁站、或其它地下建筑的污水抽送到附近管道系统所设置的泵站局部泵站4.污水管道的设计 泵站的设置地点泵站的设置地点终点泵站：污水管道终点的埋设深度通常很大，而污水处理厂的处理后的出水因受受纳水体水位的限制，水处理构筑物一般

7、埋深很浅或设置在地面上。因此，需要设置泵站将污水抽升至第一个处理构筑物，这样的泵站称为终点泵站终点泵站或总泵站总泵站。终点泵站 管道是给水排水工程中投资最大且作用最为重要的组成部分，管道的材料和质量是给排水工程质量和运行安全的关键保障。2.5.1 给水管道材料 2.5.2 排水管道材料2.5 给水排水管道材料2.5.1 给水管道材料 给水管道分为金属管和非金属管。选择管材时，要考虑：管道承受水压和外部荷载的强度管道承受水压和外部荷载的强度 水密性强水密性强 管道内壁光滑以减小水头损失管道内壁光滑以减小水头损失 较高的防止水和土壤侵蚀的能力较高的防止水和土壤侵蚀的能力 价格较低，使用年限长价格较

8、低，使用年限长2.5.1 给水管道材料 1.铸铁管 灰铸铁管灰铸铁管 球墨铸铁管球墨铸铁管2.5.1 给水管道材料 1.铸铁管（1）灰铸铁管 特点：耐腐蚀性强，以往广泛使用；质地较脆，抗冲击和抗震能力较差，重量大，接口处常发生漏水、水管断裂和爆管事故 适用：用于直径较小的管道上2.5.1 给水管道材料 1.铸铁管（2）球墨铸铁管 特点：具有灰铸铁管的许多优点，同时机械性能和强度有很大提高；重量较轻，很少发生爆管、漏水现象 适用：较理想的管材2.5.1 给水管道材料 2.钢管 特点：耐高压、耐振动、重量较轻、接口简 便；承受外界负载的稳定性差、管内外耐腐蚀性差、成本高。适用：长距离输水管道和城市

9、中的大口径给水管道和水压高处，以及因地质、地形条件限制或穿越铁路、河谷和地震地区。类型：热轧无缝钢管热轧无缝钢管 焊接钢管焊接钢管2.5.1 给水管道材料 3.预应力钢筋混凝土管 特点：造价低，抗震性能强，管壁光滑，水力条件好，耐电化学腐蚀，抗裂性能较强，且节约金属材料；重量大，不利于运输和安装。适用：地基不均匀或地震地区，不宜用于配件及管线较多处。2.5.1 给水管道材料 4.石棉水泥管 特点：耐腐蚀性好，重量轻，并有一定抗震性能。适用：管径较小的给水支管。5.玻璃钢管 特点：新兴管材，耐腐蚀，内壁光滑，不结垢，重量轻，但价格高，可考虑在强腐蚀性土壤中使用。2.5.1 给水管道材料 6.塑料

10、管 特点：耐腐蚀、管内光滑不易结垢、水头损失小、质量轻、安装方便、价格较低、施工和接口方便，但管材强度低，热膨胀系数较大。适用：应用广泛，用作长距离管道时，需考虑温度补偿措施2.5.2 排水管渠材料 排水管渠的材料要求：有足够的强度，以承受外部的荷载（包括土壤的静荷有足够的强度，以承受外部的荷载（包括土壤的静荷载及车辆的动荷载）和内部的水压；载及车辆的动荷载）和内部的水压；能抵抗污水杂质的冲刷和磨损；能抵抗污水杂质的冲刷和磨损；具有抗腐蚀性（污水、地下水）；具有抗腐蚀性（污水、地下水）；不透水（污水不透出、地下水不透入）；不透水（污水不透出、地下水不透入）；内壁光滑，阻力小，排水通畅；内壁光滑

11、，阻力小，排水通畅；就地取材，可预制管件，尽量降低管渠造价和运输费就地取材，可预制管件，尽量降低管渠造价和运输费用。用。2.5.2 排水管渠材料常用的排水管渠 混凝土和钢筋混凝土管混凝土和钢筋混凝土管陶土管陶土管金属管金属管砖石浆砌或钢混大型管渠砖石浆砌或钢混大型管渠其他管渠其他管渠,包括木管包括木管,竹管竹管,塑料管塑料管,玻璃钢玻璃钢管等管等2.5.2 排水管渠材料 1.混凝土管和钢筋混凝土管 优点：优点：制造方便，成本低，抗压能力强，适用于大管径制造方便，成本低，抗压能力强，适用于大管径 缺点：缺点：抗酸、碱和浸蚀能力低；抗渗透性能低；管节抗酸、碱和浸蚀能力低；抗渗透性能低；管节 短，接

12、头多，施工困难；重量大，搬运不便短，接头多，施工困难；重量大，搬运不便 平口钢筋混凝土管 1.混凝土管和钢筋混凝土管承插口钢筋混凝土管 1.混凝土管和钢筋混凝土管2.5.2 排水管渠材料 2.陶土管适用于排除居民区室外排水管、工业废水。适用于排除居民区室外排水管、工业废水。耐酸性很好耐酸性很好，特别适用于排除酸性废水或管外有侵蚀性地下水的污，特别适用于排除酸性废水或管外有侵蚀性地下水的污水管道水管道。管口有承插式和平口式管口有承插式和平口式制造方法由塑性粘土制成，经过焙烧等工艺制造方法由塑性粘土制成，经过焙烧等工艺 2.陶土管优点：内外壁光滑；不透水性能好，耐磨损、抗腐蚀；内外壁光滑；不透水性

13、能好，耐磨损、抗腐蚀；缺点：强度低，质脆易碎，不宜远运，不能受内压。抗弯抗强度低，质脆易碎，不宜远运，不能受内压。抗弯抗拉强度低，不宜敷设在松土中或埋深较大的地区拉强度低，不宜敷设在松土中或埋深较大的地区；管管径较小，一般在径较小，一般在300300mmmm以下；管节短，接口多，施工麻以下；管节短，接口多，施工麻烦和费用高。烦和费用高。2.5.2 排水管渠材料 3.金属管优点：抗高压、抗渗透能力强；内壁光滑，阻力小；长度抗高压、抗渗透能力强；内壁光滑，阻力小；长度大，接头少。大，接头少。缺点：成本高，抗酸、碱腐蚀和抗地下水浸蚀能力低，需成本高，抗酸、碱腐蚀和抗地下水浸蚀能力低，需作防腐处理。作

14、防腐处理。适用条件：管道承受内外高压；震区；管道承受内外高压；震区；对渗漏要求高的地区对渗漏要求高的地区；地下水位高，流砂严重的地区地下水位高，流砂严重的地区。普通铸铁管钢管车间2.5.2 排水管渠材料特点：现场浇筑，抗压、抗震、抗腐蚀能力强，无法预制适用条件：大管径，管径大于2.0m 4.浆砌砖、石或钢混大型管渠5.石棉水泥管特点：表面光滑、不透水；抗腐蚀性强；重量轻；质脆，易折断，不耐磨损 6.其他管渠:木,竹,塑料,玻璃钢等2.5.2 排水管渠材料管渠材料的选择管渠材料的选择合理选择管材技术上的要求经济上的考虑市场供应情况考虑管材的适用条件;根据输送水质情况，进行比较选择考虑管材的造价管

15、渠材料应尽可能就地取材，便于供应和运输2.5.2 排水管渠材料技术上的要求技术上的要求根据排除的污水的性质（1 1）生活污水或呈中性及弱碱性的工业废水）生活污水或呈中性及弱碱性的工业废水任何管材均适用；（2 2）碱性（）碱性（pH10pH10）的工业废水）的工业废水铸铁管、砖渠；（3 3）强酸性（）强酸性（pH5pH5）的工业废水）的工业废水陶土管、耐酸水泥砌筑的砖渠2.5.2 排水管渠材料技术上的要求技术上的要求根据管道受压、埋设地点及土质条件（1 1）受压）受压金属管、钢筋混凝土管；（2 2）地震区、施工条件较差地区（地下水位高、）地震区、施工条件较差地区（地下水位高、有流砂）有流砂）金属管