课 程 设 计
题 目
学 院
专 业
班 级
姓 名
指导教师
给水排水工程
2016 年 月 日
课程设计任务书
学生姓名： 专业班级：给水排水
指导教师： 工作单位：
题 目: 黄冈市黄州新区排水管道设计 初始条件：黄州区为黄冈市委、市政府所在地
（1）黄州新区总人口为5.5万人
（2）工业排水量较大的单位:
①花园生物制品厂:Q=2000m3/d；②中心医院:Q=1500m3/d,Kh=1.4；③塑料
城:Q=1800m3/d
（3）暴雨强度公 2417(10.79lgp)
体要求） q(t7)0.7655(L/s.ha)要求完成的主要任务：（课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具
（1）设计说明书（说明书中应附有计算草图，计算表）
（2）计算书：对黄冈市黄州新区排水管道系统设计全部过程要有完整的计算书(雨、污水计算各种计算表格)。
（3）设计图纸
①完成“污水管网布置图” 1张. 图中表示污水管道布置,标明管长、管径、坡度、管内底标高、地面标高等,列出管件材料表、图例。需要说明之处用文字加以说明。图面应布局合理,表达正确清晰,符合制图标准。
②绘制污水主干管纵断面图 (比例：横向1：1000，纵向1：100)
时间安排：
指导教师签名： 2016年01月02日
系主任（或责任教师）签名： 年 月 日
目 录
1 设计原始资料„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
2设计内容„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
3污水排水设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„
3.1排水体制及其布置形式的选择„„„„„„„„„„„„„„„
3.2处理厂的设置„„„„„„„„„„„„„„„„„„
3.3街区编号及计算面积„„„„„„„„„„„„„„„„
3.4城市污水设计总流量的计算„„„„„„„„„„„„„„„„
3.5比流量计算„„„„„„„„„„„„„
3.6设计流量计算„„„„„„„„„„„„„
3.7污水管道水力计算„„„„„„„„„„„„„
4雨水排水设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
4.1管道的设置„„„„„„„„„„„„„„„„„„
4.2流量的计算„„„„„„„„„„„„
4.3地面集水时间、重现期、径流系数的确定„„„„„
4.4雨水管道水力计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„
5管材的选择及说明„„„„„„„„„„„„„„„„„
附录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
成绩评阅表„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
1 设计原始资料
(一)城市概况
1．概况：
黄冈市位于湖北省东部,长江中游北岸,南临长江,与鄂州市隔江相望,处在鄂、豫、皖、赣四省的交界地区。
黄州区现为黄冈市委、市政府所在地,是黄冈市政治、经济、文化、商贸中心,是以发展纺织、机械、地方性轻加工工业及旅游业为主的历史文化古城。
拟建黄州新区(现路口镇)位于黄冈市城区东北部,建成后将成为黄州区政府所在地,是未来黄州区政治、经济、文化、商贸中心。黄州新城区南隔106国道与白潭湖相望,北依余家潭、蔡家潭，东起谢家小湾、西抵三台河。
2．规划人口
《黄冈市黄州新区分区规划（2010~2020年）》中确定新区的性质将是以旅游、休闲、娱乐、居住等为主的现代化城市新区,适当发展电子等高新技术产业。根据《黄冈市城市总体规划》及黄州新区的实际情况,至2020年,黄州新区总人口为5.5万人。
（二）自然条件
1.地理位置
黄冈市黄州新区位于东经114°24†~115°14†，北纬30°24†~30°53†,沿长江上到武汉78km,下至黄石45km。
2．气象资料
黄州新区属大陆性季风气候,四季分明,雨量充沛,年平均气温16.8°C,年降雨量1252.2mm,常年主导风向冬季为北风,夏季为南风。
3.水文资料
长江:最高洪水位为25.65m(黄海高程系,下同),最低水位为12.69m,平均水位为18.5m,最大流量72000m3 /s,多年平均流量25000m3 /s。
三台河:最高水位21.03m,最低水位16.50m,平均水位为16.80m。
余家潭：最高水位21.50m,最低水位17.50m,平均水位为18.50m。
4.工程地质与地震资料
黄州新区地貌多为丘陵岗地,地势为南高北低,地质条件良好。地基承载力一
般为10—12吨/m2。根据国家地震局武汉地震大队1997年湖北省地震烈度区划调查得黄冈市地震烈度为5.5级。
(三)城区排水现状及排水规划
1. 排水现状
黄州新区将以原路口镇为主进行建设。该镇现状居住用地主要沿106国道北侧和支路呈带状分布，居住地布局分散，建筑多为农村住宅，大部分区域目前为农田，尚无排水设施，没有生活污水收集系统，雨水基本上随坡漫流至余家潭的两个湖汊。
在黄州新区范围内现有两个城市水体，一是三台河，流动水体，位于城区西侧；二是余家潭，为封闭性水体，位于城区西边北部，离三台河比较近，若余家潭蓄水容量不够，可将余家潭与三台河连通。
2.排水规划
①排水体制:规划采用雨、污分流体制，新区排水管网相对独立自成系统。 ②雨水:雨水管道依据地势敷设，就近分散排入自然水体。
③污水:污水干管沿规划道路由南向北敷设干管，城市污水逐步由东向西集中至污水处理厂，处理后尾水排入三台河。
3 .布置原则：
雨水：充分利用新区现有河流湖泊，结合新区地形地貌，尽量利用地形坡度，合理组织雨水管的敷设，就近分散排入水体 。
污水：根据黄冈市总体规划，新区污水收集后在三台河边建污水处理厂处理后排放。
(四)工业废水排放情况
黄州新建城区内发展一些无污染、废水排放量少的工业。排水量较大的单位主要有：
花园生物制品厂:Q=2000m3/d；中心医院:Q=1500m3/d,Kh=1.4；塑料
城:Q=1800m3/d。
2 设计内容
（1）设计目的
排水管网课程设计的目的是运用所学《给水排水管道系统》课程中关于排水管道系统的知识进行城市排水管道工程设计，通过本课程设计巩固、深化课堂理论知识，使其得到综合运用，从而培养理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，初步学会运用理论知识和已有资料、图纸完成排水管道系统的设计。
（2）设计任务
排水管道系统课程设计内容包括雨、污水流量计算及其管道布置、水力计算。具体如下：
1.根据提供的黄冈市黄州新区原始资料和规划图布置雨、污水管道，进行城区雨、污水流量计算。
①暴q2417(10.79lgp)(L/s.ha)雨强度公 (t7)0.7655
式中：t=t1+mt2
地面集水时间：t1=5~15分钟；设计重现期：P=1~2年；折减系数：m=2.0 （暗
管）。
径流系数:Ψ=0.5~0.8
②污水计算：人均生活污水量标准按综合生活用水量标准的85%计。
综合生活用水量(含公共建筑用水)定额按黄冈市地理位置和城市等级,根据《室外给水设计规范》GB50013-2006,其标准按170~280 L/cap.d计算。
2．进行管道水力计算,确定管径、坡度、埋深。
（3）设计成果要求
1. 设计说明书
说明黄冈市黄州新区排水管道系统的设计依据、设计内容、设计原则、排水区界与分区、排水体制等。
污水管道系统应说明污水量标准的确定依据，污水处理厂的位置选定、污水的排放；雨水管道系统应说明雨水收集方式(集中排放或尽量顺地形坡度,利用现有河流湖泊就近排入水体),所采用的地面集水时间,设计重现期,折减系数,径流系数。同时应说明管材、基础及检查井材料选定等。
说明书中应附有计算草图、计算表。
2. 计算书
对黄冈市黄州新区排水管道系统设计全部过程要有完整的计算书(雨、污水计算各种计算表格)。
3. 设计图纸
①完成“污水管网布置图”或“雨水管网布置图”一张。
图中表示污水(雨水)管道布置,标明管长、管径、坡度、管内底标高、地面标高等,列出管件材料表、图例。图中需要说明之处用文字加以说明。图面应布局合理,表达正确清晰,符合制图标准。
②绘制污水主干管纵断面图 (比例:横向1:1000,纵向1:100) 。
3．污水排水设计
3.1 排水体制及其布置形式的选择
该城市位于三台河东部，按设计规划，总人口将达到5.5万人。本设计的排水范围为整个城市的区域。通过对该城市的总平面图分析可知，该城市西北方向比较高，干管南北走向，主干管东西走向，而街区面积较大且地势较平坦，为方便用户接管排水，街区污水管网采用集中出水的方式，街道支管敷设在街区四周的街道，建筑物的污水排出管与街道支管相连。
3.2 污水厂的设置
该城市河流的流向由西向东，夏季的主导风向为北风，故污水处理厂应设立在城区的东南方向，且位于河流下游。
3.3街区编号并计算其面积
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平行布置，主干管布置在北侧路下，基本上与等高线垂直。整个管道系统呈截流式形式布置。
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。用箭头标出各街区的污水排出方向。
3.4 城市污水设计总流量的计算
城市污水设计总流量包括居民生活污水设计流量Q1、工业企业废水设计流量
Q2、工业企业生活污水和淋浴污水设计流量Q3、公共建筑污水设计流量Q4 四部分。
即为生活污水与集中流量，由于集中流量已由基本资料给出，故计算出生活污水与集中流量相加即可得到设计总流量。
生活污水设计流量按下式计算
Q1=n N Kz/243600
n——居住区生活污水定额（170）计算
N——设计人口数（550000）
Kz——Kz=2.7/Q^0.11
3.5 比流量计算
该城镇，分为19个区域，各区域面积见附录，人口密度各自相等
q0=
3.6 设计流量计算
各区流量的计算
方法：污水管网水力计算采用从上游起始节点开始向下游节点进行，依次对各管段进行设计计算，直到管网节点末端。
公式：q=（q0F+q2）kz+q3
其中，q0——比流量；
q2——转输流量；
q3——集中流量；
F——街区面积；
Kz——总变化系数
计算结果见附录
3.7 污水管道水力计算
污水管道水力计算的目的在于合理的经济的选择管道断面尺寸，坡度和埋深，由于这种计算根据水力学规律，所以称为管道的水力计算。
3.7.1 设计充满度
在设计流量下，污水在管道中的水深h和管道直径D的比值称为设计充满度。257.65170=0.51（L/s·ha） 86400
当h/D=1时称为满流，h/D
3.7.2 设计流速v
和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度叫设计流速。
设计污水流速增大时，可能产生冲刷现象，甚至损坏管道；流速缓慢时，污水中所含杂质可能下沉产生淤积。根据设计手册，污水最小设计流速定为0.6m/s。通常金属管道的最大设计流速为10m/s,非金属管道最大设计流速为5m/s。
另外，污水管道在穿越河流的时候，一般设计为倒虹吸管，根据设计手册，倒虹吸管的设计流速一般不小于0.9m/s，且不小于进水管流速。若流速小于0.9m/s，应加定期冲洗措施，冲洗流速不小于1.2m/s。
3.7.3最小管径
在污水管道上游部分，流量很小，若管径过小极易堵塞。故在设计中常规定一个允许最小管径。在街坊和厂区内，最小管径为200mm，街道最小管径为300mm。
3.7.4最小设计坡度
它相当于管内流速为最小设计流速时的管道坡度；当给定设计充满度条件下，管径越大，相应的最小设计流速时的最小设计坡度也就越小。
具体规定是：管径200mm的最小设计坡度是0.004。管径300mm的最小设计坡度是0.003。
3.7.5污水管道最小埋深
污水管网是排水工程中投资最大的部分，而埋设深度又决定着管网较多的投资。因此，合理地确定管道埋深对于降低工程造价尤为明显。
为了降低造价，缩短施工期，管道埋深越小越好。但覆土厚度应有一个最小的极限值，否则就不能满足技术上的要求。它一般应满足下述三因素：
(1)必须防止污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道。但由于污水有温度且保持一定的流量不断流动，因此没有必要把整个污水管线埋在冰冻线之下。故《室外排水设计规范》规定：管底可埋设在冰冻线以上0.15m。有保温措施或水温较高的管道，管底在冰冻线以上距离可加大。
(2)必须防止管壁因地面荷载而受到破坏。
综合考虑多方面因素并结合各地埋管经验，车行道下污水管最小覆土厚度不宜小于0.7m，故管道埋深最少为1m多，因为管径最小为300。
(3)必须满足街坊连接管衔接要求。
污水出户管的最小埋深一般采用0.5～0.6m。所以，街坊污水管道起点最小埋深也应有0.6～0.7m。根据街区污水管起点最小埋深值，可由下式计算街道管网起点的最小埋深。
H=h+IL+Z1-Z2+△h
式中 H ——街道污水管网起点的最小埋深
h ——街区污水管起点的最小埋深
Z1 ——街道污水管起点检查井处地面标高
Z2 ——街区污水管起点检查井处地面标高
I——街区污水管和连接管的坡度
L ——街区污水管和连接支管的总长度
△h——连接支管与街道污水管的馆内底高差
从此上三个因素出发，可以得到三个不同的管底埋深。从这三个数值中选最大的设计深度。
4．雨水排水的设计
4.1 管道的布置
根据该城市的地形和地貌，并根据以下管道定线原则：
1）充分利用地形，就近排入水体，雨水管道应尽量利用自然地形坡度以最短的
距离靠重力流排入附近池塘、河流、湖泊等水体中。
2）根据城市规划布置雨水管。
3）合理布置雨水口，以保证路面雨水排除通畅。
4）雨水管道采用明渠或暗管应结合具体条件确定。
5）设置排洪沟排除设计地区以外的雨洪径流。
可以采用重力排雨水，直接排入河流及湖泊，以减少污水厂的负荷和造价。具体布置见管道平面图。
4.2 流量的计算
雨水管渠设计流量按下式计算：
QqF
式中 Q——雨水设计流量（L/s）;
——径流系数，数值小于1；
F——汇水面积（ha）;
q 设计暴雨强度（L/(s*ha)）.
4.3.1径流系数ψ
ψ是径流量与降雨量的比值，其值小于1。因为地面覆盖情况、地面坡度、地貌、建筑物密度的分布、路面铺砌等情况不同而异。当汇水面积的地面有不同覆盖面组成，则平均径流系数有加权平均得到。
Fii
F
式中Fi——各类地面面积（m2）；
F——汇水总面积（m2）；
i——相应各类地面的径流系数；
本市取径流系数:Ψ=0.5~0.8
4.3.2暴雨强度公式
该市的雨量公式：
2417(10.79lgp)
q(t7)0.7655(L/s.ha)
其中 t
t2=L/60v t1mt2
式中q——设计暴雨强度公式， L/s·ha；
P——设计重现期 a，；
t——降雨历时，min；
t1——地面集水时间，min，本设计中取10min；
t2——管内雨水流行时间，min；
L——各管段的长度，m；
v——各管段的水流速度，m/s；
m——折减系数，对于暗管取2。
由暴雨强度公式可知,q是t、m、P由决定的。
⑴ 设计非年最大值法选样的暴雨强度重现期P
当P值高时，q增大，即管渠断面增大，造价提高，但安全性好；反之，安全性差，但亦较为经济。根据本地的气候条件及重要程度经验，本设计取P＝1.5年。
⑵ 地面集水时间t1
是从汇水面集最远点至第一个雨水口所经时间，主要取决于水流距离长短和地面坡度。t1过大，将流水不畅；t1过小，则加大管渠尺寸，提高造价。本设计
取t1=10min。
⑶ 管渠内雨水流行时间t2=L/60v
式中L——管长，m；
v——满流时流速，m/s。
⑷ 折减系数m
折减系数m，根据《室外排水设计规范》，暗管折减系数m取2。
4.3.3 雨水管道汇水面积
汇水面积是指雨水管渠汇集雨水的面积。在小汇水面积上，降雨不均匀的影
响较小，可以认为降雨强度是均匀的。各设计管段的汇水面积的划分应结合地形坡度、汇水面积的大小以及雨水管道布置等情况而划定。按照就近排入附近雨水管道的原则划分汇水面积，并将每块的编号、面积数、雨水流向标注在附图。汇水面积计算表见附录
4.4雨水管道的水力计算
雨水管道要求充分利用地形，就进排入水体。雨水管渠应尽量利用自然地形坡度，以最短的距离靠种立排入附近的水体中。
4.4.1设计充满度
雨水中主要含有泥沙等无机物质，不同于污水的性质，加以暴雨径流量大，而相应较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会很长，故管道设计充满度按满流考虑，即h/D=1.
4.4.2设计流速
为了避免雨水夹带泥砂等无机物质在管道内沉淀下来而堵其管道，雨水管道最小设计流速为0.75m/s,明渠内最小设计流速为0.4m/s.
金属管道流速小于10m/s,非金属管道流速小于5m/s。
4.4.3最小管径和最小设计坡度
雨水管道最小管径300mm，最小坡度3.00‟，雨水连接管最小管径200mm,最小坡度0.01。
4.4.4管道连接
管道在检查井连接，采用管顶平接。
4.4.5最小埋深和最大埋深
根据冰冻情况、雨水管道衔接要求及承受荷载的要求，确定管道起点的埋深或管底标高。
各节点地面标高详见附录
各管道的服务面积见附录
4.4.6计算步骤
1）计算管段长度，结果见附录
2）计算汇水面积；
3）计算地面坡度；
4）计算第一条管道管内的流行时间
5）计算管段单位面积径流量
6）计算设计流量
7）选择管径，计算坡度，降落量等参数
8）确定埋深
9）计算管内流行时间
10） 计算实际输水能力
5．管材的选择及说明
污水管道及雨水管道均选用钢砼管。
首先，钢筋混凝土排水管质量佳，制造成本低;然后，钢筋混凝土排水管的生产工艺较为简单，制作速度较快，能够快速的满足客户需求;其三，钢筋混凝土排水管本身硬度较高，可以承受强力的水压，安全系数高;其四，钢筋混凝土排水管结构合理，可以较好的组合连接在一起，保证了整体的严密性，避免了泄露问题的发生;其五，钢筋混凝土排水管内壁十分光滑，保证其系统的畅通性，因而钢筋混凝土排水管不容易发生杂质累积和堵塞;最后，钢筋混凝土排水管十分坚固，是使用中材质最为稳定和抗震的。
参考文献：
① 室外给水设计规范（GB50013-2006）[M].北京：中国计划出版社，2006年
② 赵新华、刘洪波.输配水工程[M].第1版.北京：化学工业出版社，2006年
③ 给水排水设计手册[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社，2004年 ④ 姜乃昌.泵与泵站[M].第5版.北京：中国建筑工业出版社，2007年 ⑤ 严煦世.给水工程[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社，1999年 ⑥ 给水排水制图标准[M].北京：中国计划出版社，2002年
课 程 设 计
题 目
学 院
专 业
班 级
姓 名
指导教师
给水排水工程
2016 年 月 日
课程设计任务书
学生姓名： 专业班级：给水排水
指导教师： 工作单位：
题 目: 黄冈市黄州新区排水管道设计 初始条件：黄州区为黄冈市委、市政府所在地
（1）黄州新区总人口为5.5万人
（2）工业排水量较大的单位:
①花园生物制品厂:Q=2000m3/d；②中心医院:Q=1500m3/d,Kh=1.4；③塑料
城:Q=1800m3/d
（3）暴雨强度公 2417(10.79lgp)
体要求） q(t7)0.7655(L/s.ha)要求完成的主要任务：（课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具
（1）设计说明书（说明书中应附有计算草图，计算表）
（2）计算书：对黄冈市黄州新区排水管道系统设计全部过程要有完整的计算书(雨、污水计算各种计算表格)。
（3）设计图纸
①完成“污水管网布置图” 1张. 图中表示污水管道布置,标明管长、管径、坡度、管内底标高、地面标高等,列出管件材料表、图例。需要说明之处用文字加以说明。图面应布局合理,表达正确清晰,符合制图标准。
②绘制污水主干管纵断面图 (比例：横向1：1000，纵向1：100)
时间安排：
指导教师签名： 2016年01月02日
系主任（或责任教师）签名： 年 月 日
目 录
1 设计原始资料„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
2设计内容„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
3污水排水设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„
3.1排水体制及其布置形式的选择„„„„„„„„„„„„„„„
3.2处理厂的设置„„„„„„„„„„„„„„„„„„
3.3街区编号及计算面积„„„„„„„„„„„„„„„„
3.4城市污水设计总流量的计算„„„„„„„„„„„„„„„„
3.5比流量计算„„„„„„„„„„„„„
3.6设计流量计算„„„„„„„„„„„„„
3.7污水管道水力计算„„„„„„„„„„„„„
4雨水排水设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
4.1管道的设置„„„„„„„„„„„„„„„„„„
4.2流量的计算„„„„„„„„„„„„
4.3地面集水时间、重现期、径流系数的确定„„„„„
4.4雨水管道水力计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„
5管材的选择及说明„„„„„„„„„„„„„„„„„
附录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
成绩评阅表„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„
1 设计原始资料
(一)城市概况
1．概况：
黄冈市位于湖北省东部,长江中游北岸,南临长江,与鄂州市隔江相望,处在鄂、豫、皖、赣四省的交界地区。
黄州区现为黄冈市委、市政府所在地,是黄冈市政治、经济、文化、商贸中心,是以发展纺织、机械、地方性轻加工工业及旅游业为主的历史文化古城。
拟建黄州新区(现路口镇)位于黄冈市城区东北部,建成后将成为黄州区政府所在地,是未来黄州区政治、经济、文化、商贸中心。黄州新城区南隔106国道与白潭湖相望,北依余家潭、蔡家潭，东起谢家小湾、西抵三台河。
2．规划人口
《黄冈市黄州新区分区规划（2010~2020年）》中确定新区的性质将是以旅游、休闲、娱乐、居住等为主的现代化城市新区,适当发展电子等高新技术产业。根据《黄冈市城市总体规划》及黄州新区的实际情况,至2020年,黄州新区总人口为5.5万人。
（二）自然条件
1.地理位置
黄冈市黄州新区位于东经114°24†~115°14†，北纬30°24†~30°53†,沿长江上到武汉78km,下至黄石45km。
2．气象资料
黄州新区属大陆性季风气候,四季分明,雨量充沛,年平均气温16.8°C,年降雨量1252.2mm,常年主导风向冬季为北风,夏季为南风。
3.水文资料
长江:最高洪水位为25.65m(黄海高程系,下同),最低水位为12.69m,平均水位为18.5m,最大流量72000m3 /s,多年平均流量25000m3 /s。
三台河:最高水位21.03m,最低水位16.50m,平均水位为16.80m。
余家潭：最高水位21.50m,最低水位17.50m,平均水位为18.50m。
4.工程地质与地震资料
黄州新区地貌多为丘陵岗地,地势为南高北低,地质条件良好。地基承载力一
般为10—12吨/m2。根据国家地震局武汉地震大队1997年湖北省地震烈度区划调查得黄冈市地震烈度为5.5级。
(三)城区排水现状及排水规划
1. 排水现状
黄州新区将以原路口镇为主进行建设。该镇现状居住用地主要沿106国道北侧和支路呈带状分布，居住地布局分散，建筑多为农村住宅，大部分区域目前为农田，尚无排水设施，没有生活污水收集系统，雨水基本上随坡漫流至余家潭的两个湖汊。
在黄州新区范围内现有两个城市水体，一是三台河，流动水体，位于城区西侧；二是余家潭，为封闭性水体，位于城区西边北部，离三台河比较近，若余家潭蓄水容量不够，可将余家潭与三台河连通。
2.排水规划
①排水体制:规划采用雨、污分流体制，新区排水管网相对独立自成系统。 ②雨水:雨水管道依据地势敷设，就近分散排入自然水体。
③污水:污水干管沿规划道路由南向北敷设干管，城市污水逐步由东向西集中至污水处理厂，处理后尾水排入三台河。
3 .布置原则：
雨水：充分利用新区现有河流湖泊，结合新区地形地貌，尽量利用地形坡度，合理组织雨水管的敷设，就近分散排入水体 。
污水：根据黄冈市总体规划，新区污水收集后在三台河边建污水处理厂处理后排放。
(四)工业废水排放情况
黄州新建城区内发展一些无污染、废水排放量少的工业。排水量较大的单位主要有：
花园生物制品厂:Q=2000m3/d；中心医院:Q=1500m3/d,Kh=1.4；塑料
城:Q=1800m3/d。
2 设计内容
（1）设计目的
排水管网课程设计的目的是运用所学《给水排水管道系统》课程中关于排水管道系统的知识进行城市排水管道工程设计，通过本课程设计巩固、深化课堂理论知识，使其得到综合运用，从而培养理论联系实际、分析问题和解决问题的能力，初步学会运用理论知识和已有资料、图纸完成排水管道系统的设计。
（2）设计任务
排水管道系统课程设计内容包括雨、污水流量计算及其管道布置、水力计算。具体如下：
1.根据提供的黄冈市黄州新区原始资料和规划图布置雨、污水管道，进行城区雨、污水流量计算。
①暴q2417(10.79lgp)(L/s.ha)雨强度公 (t7)0.7655
式中：t=t1+mt2
地面集水时间：t1=5~15分钟；设计重现期：P=1~2年；折减系数：m=2.0 （暗
管）。
径流系数:Ψ=0.5~0.8
②污水计算：人均生活污水量标准按综合生活用水量标准的85%计。
综合生活用水量(含公共建筑用水)定额按黄冈市地理位置和城市等级,根据《室外给水设计规范》GB50013-2006,其标准按170~280 L/cap.d计算。
2．进行管道水力计算,确定管径、坡度、埋深。
（3）设计成果要求
1. 设计说明书
说明黄冈市黄州新区排水管道系统的设计依据、设计内容、设计原则、排水区界与分区、排水体制等。
污水管道系统应说明污水量标准的确定依据，污水处理厂的位置选定、污水的排放；雨水管道系统应说明雨水收集方式(集中排放或尽量顺地形坡度,利用现有河流湖泊就近排入水体),所采用的地面集水时间,设计重现期,折减系数,径流系数。同时应说明管材、基础及检查井材料选定等。
说明书中应附有计算草图、计算表。
2. 计算书
对黄冈市黄州新区排水管道系统设计全部过程要有完整的计算书(雨、污水计算各种计算表格)。
3. 设计图纸
①完成“污水管网布置图”或“雨水管网布置图”一张。
图中表示污水(雨水)管道布置,标明管长、管径、坡度、管内底标高、地面标高等,列出管件材料表、图例。图中需要说明之处用文字加以说明。图面应布局合理,表达正确清晰,符合制图标准。
②绘制污水主干管纵断面图 (比例:横向1:1000,纵向1:100) 。
3．污水排水设计
3.1 排水体制及其布置形式的选择
该城市位于三台河东部，按设计规划，总人口将达到5.5万人。本设计的排水范围为整个城市的区域。通过对该城市的总平面图分析可知，该城市西北方向比较高，干管南北走向，主干管东西走向，而街区面积较大且地势较平坦，为方便用户接管排水，街区污水管网采用集中出水的方式，街道支管敷设在街区四周的街道，建筑物的污水排出管与街道支管相连。
3.2 污水厂的设置
该城市河流的流向由西向东，夏季的主导风向为北风，故污水处理厂应设立在城区的东南方向，且位于河流下游。
3.3街区编号并计算其面积
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平行布置，主干管布置在北侧路下，基本上与等高线垂直。整个管道系统呈截流式形式布置。
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。用箭头标出各街区的污水排出方向。
3.4 城市污水设计总流量的计算
城市污水设计总流量包括居民生活污水设计流量Q1、工业企业废水设计流量
Q2、工业企业生活污水和淋浴污水设计流量Q3、公共建筑污水设计流量Q4 四部分。
即为生活污水与集中流量，由于集中流量已由基本资料给出，故计算出生活污水与集中流量相加即可得到设计总流量。
生活污水设计流量按下式计算
Q1=n N Kz/243600
n——居住区生活污水定额（170）计算
N——设计人口数（550000）
Kz——Kz=2.7/Q^0.11
3.5 比流量计算
该城镇，分为19个区域，各区域面积见附录，人口密度各自相等
q0=
3.6 设计流量计算
各区流量的计算
方法：污水管网水力计算采用从上游起始节点开始向下游节点进行，依次对各管段进行设计计算，直到管网节点末端。
公式：q=（q0F+q2）kz+q3
其中，q0——比流量；
q2——转输流量；
q3——集中流量；
F——街区面积；
Kz——总变化系数
计算结果见附录
3.7 污水管道水力计算
污水管道水力计算的目的在于合理的经济的选择管道断面尺寸，坡度和埋深，由于这种计算根据水力学规律，所以称为管道的水力计算。
3.7.1 设计充满度
在设计流量下，污水在管道中的水深h和管道直径D的比值称为设计充满度。257.65170=0.51（L/s·ha） 86400
当h/D=1时称为满流，h/D
3.7.2 设计流速v
和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度叫设计流速。
设计污水流速增大时，可能产生冲刷现象，甚至损坏管道；流速缓慢时，污水中所含杂质可能下沉产生淤积。根据设计手册，污水最小设计流速定为0.6m/s。通常金属管道的最大设计流速为10m/s,非金属管道最大设计流速为5m/s。
另外，污水管道在穿越河流的时候，一般设计为倒虹吸管，根据设计手册，倒虹吸管的设计流速一般不小于0.9m/s，且不小于进水管流速。若流速小于0.9m/s，应加定期冲洗措施，冲洗流速不小于1.2m/s。
3.7.3最小管径
在污水管道上游部分，流量很小，若管径过小极易堵塞。故在设计中常规定一个允许最小管径。在街坊和厂区内，最小管径为200mm，街道最小管径为300mm。
3.7.4最小设计坡度
它相当于管内流速为最小设计流速时的管道坡度；当给定设计充满度条件下，管径越大，相应的最小设计流速时的最小设计坡度也就越小。
具体规定是：管径200mm的最小设计坡度是0.004。管径300mm的最小设计坡度是0.003。
3.7.5污水管道最小埋深
污水管网是排水工程中投资最大的部分，而埋设深度又决定着管网较多的投资。因此，合理地确定管道埋深对于降低工程造价尤为明显。
为了降低造价，缩短施工期，管道埋深越小越好。但覆土厚度应有一个最小的极限值，否则就不能满足技术上的要求。它一般应满足下述三因素：
(1)必须防止污水冰冻和因土壤冻胀而损坏管道。但由于污水有温度且保持一定的流量不断流动，因此没有必要把整个污水管线埋在冰冻线之下。故《室外排水设计规范》规定：管底可埋设在冰冻线以上0.15m。有保温措施或水温较高的管道，管底在冰冻线以上距离可加大。
(2)必须防止管壁因地面荷载而受到破坏。
综合考虑多方面因素并结合各地埋管经验，车行道下污水管最小覆土厚度不宜小于0.7m，故管道埋深最少为1m多，因为管径最小为300。
(3)必须满足街坊连接管衔接要求。
污水出户管的最小埋深一般采用0.5～0.6m。所以，街坊污水管道起点最小埋深也应有0.6～0.7m。根据街区污水管起点最小埋深值，可由下式计算街道管网起点的最小埋深。
H=h+IL+Z1-Z2+△h
式中 H ——街道污水管网起点的最小埋深
h ——街区污水管起点的最小埋深
Z1 ——街道污水管起点检查井处地面标高
Z2 ——街区污水管起点检查井处地面标高
I——街区污水管和连接管的坡度
L ——街区污水管和连接支管的总长度
△h——连接支管与街道污水管的馆内底高差
从此上三个因素出发，可以得到三个不同的管底埋深。从这三个数值中选最大的设计深度。
4．雨水排水的设计
4.1 管道的布置
根据该城市的地形和地貌，并根据以下管道定线原则：
1）充分利用地形，就近排入水体，雨水管道应尽量利用自然地形坡度以最短的
距离靠重力流排入附近池塘、河流、湖泊等水体中。
2）根据城市规划布置雨水管。
3）合理布置雨水口，以保证路面雨水排除通畅。
4）雨水管道采用明渠或暗管应结合具体条件确定。
5）设置排洪沟排除设计地区以外的雨洪径流。
可以采用重力排雨水，直接排入河流及湖泊，以减少污水厂的负荷和造价。具体布置见管道平面图。
4.2 流量的计算
雨水管渠设计流量按下式计算：
QqF
式中 Q——雨水设计流量（L/s）;
——径流系数，数值小于1；
F——汇水面积（ha）;
q 设计暴雨强度（L/(s*ha)）.
4.3.1径流系数ψ
ψ是径流量与降雨量的比值，其值小于1。因为地面覆盖情况、地面坡度、地貌、建筑物密度的分布、路面铺砌等情况不同而异。当汇水面积的地面有不同覆盖面组成，则平均径流系数有加权平均得到。
Fii
F
式中Fi——各类地面面积（m2）；
F——汇水总面积（m2）；
i——相应各类地面的径流系数；
本市取径流系数:Ψ=0.5~0.8
4.3.2暴雨强度公式
该市的雨量公式：
2417(10.79lgp)
q(t7)0.7655(L/s.ha)
其中 t
t2=L/60v t1mt2
式中q——设计暴雨强度公式， L/s·ha；
P——设计重现期 a，；
t——降雨历时，min；
t1——地面集水时间，min，本设计中取10min；
t2——管内雨水流行时间，min；
L——各管段的长度，m；
v——各管段的水流速度，m/s；
m——折减系数，对于暗管取2。
由暴雨强度公式可知,q是t、m、P由决定的。
⑴ 设计非年最大值法选样的暴雨强度重现期P
当P值高时，q增大，即管渠断面增大，造价提高，但安全性好；反之，安全性差，但亦较为经济。根据本地的气候条件及重要程度经验，本设计取P＝1.5年。
⑵ 地面集水时间t1
是从汇水面集最远点至第一个雨水口所经时间，主要取决于水流距离长短和地面坡度。t1过大，将流水不畅；t1过小，则加大管渠尺寸，提高造价。本设计
取t1=10min。
⑶ 管渠内雨水流行时间t2=L/60v
式中L——管长，m；
v——满流时流速，m/s。
⑷ 折减系数m
折减系数m，根据《室外排水设计规范》，暗管折减系数m取2。
4.3.3 雨水管道汇水面积
汇水面积是指雨水管渠汇集雨水的面积。在小汇水面积上，降雨不均匀的影
响较小，可以认为降雨强度是均匀的。各设计管段的汇水面积的划分应结合地形坡度、汇水面积的大小以及雨水管道布置等情况而划定。按照就近排入附近雨水管道的原则划分汇水面积，并将每块的编号、面积数、雨水流向标注在附图。汇水面积计算表见附录
4.4雨水管道的水力计算
雨水管道要求充分利用地形，就进排入水体。雨水管渠应尽量利用自然地形坡度，以最短的距离靠种立排入附近的水体中。
4.4.1设计充满度
雨水中主要含有泥沙等无机物质，不同于污水的性质，加以暴雨径流量大，而相应较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会很长，故管道设计充满度按满流考虑，即h/D=1.
4.4.2设计流速
为了避免雨水夹带泥砂等无机物质在管道内沉淀下来而堵其管道，雨水管道最小设计流速为0.75m/s,明渠内最小设计流速为0.4m/s.
金属管道流速小于10m/s,非金属管道流速小于5m/s。
4.4.3最小管径和最小设计坡度
雨水管道最小管径300mm，最小坡度3.00‟，雨水连接管最小管径200mm,最小坡度0.01。
4.4.4管道连接
管道在检查井连接，采用管顶平接。
4.4.5最小埋深和最大埋深
根据冰冻情况、雨水管道衔接要求及承受荷载的要求，确定管道起点的埋深或管底标高。
各节点地面标高详见附录
各管道的服务面积见附录
4.4.6计算步骤
1）计算管段长度，结果见附录
2）计算汇水面积；
3）计算地面坡度；
4）计算第一条管道管内的流行时间
5）计算管段单位面积径流量
6）计算设计流量
7）选择管径，计算坡度，降落量等参数
8）确定埋深
9）计算管内流行时间
10） 计算实际输水能力
5．管材的选择及说明
污水管道及雨水管道均选用钢砼管。
首先，钢筋混凝土排水管质量佳，制造成本低;然后，钢筋混凝土排水管的生产工艺较为简单，制作速度较快，能够快速的满足客户需求;其三，钢筋混凝土排水管本身硬度较高，可以承受强力的水压，安全系数高;其四，钢筋混凝土排水管结构合理，可以较好的组合连接在一起，保证了整体的严密性，避免了泄露问题的发生;其五，钢筋混凝土排水管内壁十分光滑，保证其系统的畅通性，因而钢筋混凝土排水管不容易发生杂质累积和堵塞;最后，钢筋混凝土排水管十分坚固，是使用中材质最为稳定和抗震的。
参考文献：
① 室外给水设计规范（GB50013-2006）[M].北京：中国计划出版社，2006年
② 赵新华、刘洪波.输配水工程[M].第1版.北京：化学工业出版社，2006年
③ 给水排水设计手册[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社，2004年 ④ 姜乃昌.泵与泵站[M].第5版.北京：中国建筑工业出版社，2007年 ⑤ 严煦世.给水工程[M].第4版.北京：中国建筑工业出版社，1999年 ⑥ 给水排水制图标准[M].北京：中国计划出版社，2002年