教学设计九污水管道计算第11章污水管道系统的设计章节11.2污水设计流量的确定11.3污水管课程名称给排水管道系统名称道的水力计算教学给排水专业课程讲授45分钟设计教师对象本科生时间课堂熟悉污水设计流量的组成与计算及相关参数的选取等；1教学2、了解工业废水流量的计算；目的3、熟练掌握居住区生活污水设计流量的计算。11.2污水设计流量的确定11.2.1生活污水设计流量（20min）1.居住区生活污水设计流量；n.N.K.9=24×3600式中：9一一居住区生活污水设计流量，L/s;n—一居住区生活污水定额，L/(cap·d)；N一一设计人口数；K.一一生活污水量总变化系数；（1）居住区生活污水定额居民生活污水定额按照居民生活用水定额确定，给排水系统完善的地区可按用水定额的90%计，一般地区可按用水定额的80%计。根据室外教学内容给水设计规范（GB50013-2006）：及表4.0.3-1居民生活用水定额【L/（人·d)]教学城市规模特大城市大城市中、小城市用水情况安排最高日平均日最高日平均日最高日平均日分区180~270100~170140~210160~250120~190140~230二140~200110~160120~18090~140100~16070~1200140~180110~150120~16070~11090~130100~140注：1特大城市指：市区和近郊区非农业人口100万及以上的城市大城市指：市区和近郊区非农业人口50万及以上，不满100万的城市：中、小城市指：市区和近郊区非农业人口不满50万的城市。2一区包括：湖北、湖南、江西、浙江、福建、广东、广西、海南、上海、江苏、安徽、重庆：二区包括：四川、贵州、云南、黑龙江、吉林、辽宁、北京、天津、河北、山西、河南、山东、宁夏、陕西、内蒙古河套以东和甘肃黄河以东的地区：三区包括：新疆、青海、西藏、内蒙古河套以西和甘肃黄河以西的地区。3经济开发区和特区城市，根据用水实际情况，用水定额可的情增加。4当采用海水或污水再生水等作为冲厕用水时、用水定额相应减少。（2）设计人口污水排水系统设计期限终期的规划人口数，一般用人口密度与设计地区面积乘积计算
教学设计九 污水管道计算 章节 名称 第 11 章 污水管道系统的设计 11.2 污水设计流量的确定 11.3 污水管 道的水力计算 课程名称 给排水管道系统 教学 对象 给排水专业 本科生 课程讲授 时间 45 分钟 设计教师 课堂 教学 目的 1、熟悉污水设计流量的组成与计算及相关参数的选取等； 2、了解工业废水流量的计算； 3、熟练掌握居住区生活污水设计流量的计算。 教学 内容 及 教学 安排 11.2 污水设计流量的确定 11.2.1 生活污水设计流量（20min） 1.居住区生活污水设计流量； 24 3600 1 n N Kz Q 式中：Q1——居住区生活污水设计流量，L/s； n——居住区生活污水定额，L/(cap·d)； N ——设计人口数； Kz ——生活污水量总变化系数； （1）居住区生活污水定额 居民生活污水定额按照居民生活用水定额确定，给排水系统完善的 地区可按用水定额的 90%计，一般地区可按用水定额的 80%计。根据室外 给水设计规范（GB50013-2006）： （2）设计人口 污水排水系统设计期限终期的规划人口数，一般用人口密度与设计 地区面积乘积计算
（3）生活污水量总变化系数一年中最大日污水量与平均日污水量的比值为日变化系数K;最大日中最大时污水量与该日平均时污水量的比值为时变化系数K最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值为总变化系数KK,=K,XK.根据室外排水设计规范（GB50014-2006）2014年版：表3.1.3综合生活污水量总变化系数70≥1000平均日流量（L/s）154010020050052.31.81.3总变化系数2.01.71.61.51.4注：当污水平均日流量为中间数值时，总变化系数可用内插法求得。2.工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量：AB,K,+A,B,K,C,D +C,D,9=43600T3600式中：Q,——工业企业生活污水及淋浴污水设计流量，L/s;一般车间最大班职工人数，cap；A-A,——热车间最大班职工人数，cap;B, 一一般车间生活污水定额，以25L/（cap·班）计：B, 一一一般车间生活污水定额，以35L/（cap·班）计：K,一般车间生活污水量时变化系数，以3.0计；K，一一热车间生活污水量时变化系数，以2.5计；C一一一般车间最大班使用淋浴的职工人数，cap；C,——热车间最大班使用淋浴的职工人数，cap；一一般车间的淋浴污水定额，以40L/（cap·班）计；D,-D,一一高温、污染严重车间的淋浴污水定额，以60L/(cap·班）计;T一一每班工作时数，h。11.2.2、工业废水设计流量（5min）O,=mM.K.3600T式中：一一工业废水设计流量，L/s;m一一生产过程中每单位产品的废水量，L/单位产品；M一一产品的平均日产量；T一一每班工作时数，h；一生活污水量总变化系数；K. 一
（3）生活污水量总变化系数 一年中最大日污水量与平均日污水量的比值为日变化系数 Kd; 最大日中最大时污水量与该日平均时污水量的比值为时变化系数 Kh 最大日最大时污水量与平均日平均时污水量的比值为总变化系数 Kz Kz=Kd×Kh 根据室外排水设计规范（GB50014-2006）2014 年版： 2.工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量： 3600 3600 1 1 1 2 2 2 1 1 2 2 2 C D C D T A B K A B K Q 式中：Q2 ——工业企业生活污水及淋浴污水设计流量，L/s； A1——一般车间最大班职工人数，cap； A2 ——热车间最大班职工人数，cap； B1——一般车间生活污水定额，以 25L/(cap·班)计； B2 ——一般车间生活污水定额，以 35L/(cap·班)计； K1——一般车间生活污水量时变化系数，以 3.0 计； K2 ——热车间生活污水量时变化系数，以 2.5 计； C1——一般车间最大班使用淋浴的职工人数，cap； C2——热车间最大班使用淋浴的职工人数，cap； D1——一般车间的淋浴污水定额，以 40L/(cap·班)计； D2——高温、污染严重车间的淋浴污水定额，以 60L/(cap·班) 计； T ——每班工作时数，h。 11.2.2、工业废水设计流量（5min） T m M K Q z 3600 3 式中：Q3——工业废水设计流量，L/s； m ——生产过程中每单位产品的废水量，L/单位产品； M ——产品的平均日产量； T ——每班工作时数，h； Kz ——生活污水量总变化系数；
11.2.3、地下水渗入量（2min）在地下水位较高的地区，应考虑入渗地下水量，其量宜根据测定资料确定。11.2.4、城市污水设计总流量（2min）Q=Q：+Q+Q:+Q4式中：Q一一城市污水设计总流量，L/s;9——居住区生活污水设计流量，L/s;Q,——工业企业生活污水及淋浴污水设计流量，L/s;Q——工业废水设计流量，L/s;Q4——地下水渗入量，L/s;11.3污水管道的水力计算11.3.1污水管道中污水流动的特点1.重力流2.近似均匀流11.3.2污水管道水力计算的设计数据1.设计充满度设计流量下，管道内的有效水深与管图2-3充满度示意径的比值。规定设计充满度的原因如下：（1）预留一定的过水能力，防止水量变化的冲击，为未预见水量的增长留有余地（2）有利于管道内的通风；（3）便于管道的疏通和维护管理。2.最大设计充满度表4.2.4最大设计充满度管径或案高（mm）最大设计充满度200~3000.550.65350~4500.70500~900≥10000.75注：在计算污水管道充满度时，不包括短时突然增加的污水量·但当管径小于或等于300mm时，应按满流复核。2.设计流速与设计流量和设计充满度相应的污水平均流速。（1）最小设计流速：是保证管道内不发生淤积的流速，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
11.2.3、地下水渗入量（2min） 在地下水位较高的地区，应考虑入渗地下水量，其量宜根据测定 资料确定。 11.2.4、 城市污水设计总流量（2min） Q=Q1+Q2+Q3+Q4 式中：Q——城市污水设计总流量，L/s； Q1——居住区生活污水设计流量，L/s； Q2 ——工业企业生活污水及淋浴污水设计流量，L/s； Q3——工业废水设计流量，L/s； Q4 ——地下水渗入量，L/s； 11.3 污水管道的水力计算 11.3.1 污水管道中污水流动的特点 1.重力流 2.近似均匀流 11.3.2 污水管道水力计算的设计数据 1.设计充满度 设计流量下，管道内的有效水深与管 径的比值。规定设计充满度的原因如下： （1）预留一定的过水能力，防止水量变化的冲击，为未预见水量的增 长留有余地 （2）有利于管道内的通风； （3）便于管道的疏通和维护管理。 2.最大设计充满度 2.设计流速 与设计流量和设计充满度相应的污水平均流速。 （1）最小设计流速：是保证管道内不发生淤积的流速，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。（2）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.最小管径（1）街坊管最小管径为200mm，街道管最小管径为300mm。（2）不计算管段：在管道起端由于流量较小，通过水力计算查得的管径小于最小管径，对于这样的管段可不用再进行其他的水力计算，而直接采用最小管径和相应的最小坡度，这样的管段称为不计算管段。4.最小设计坡度相应于最小设计流速的坡度为最小设计坡度，最小设计坡度是保证不发生淤积时的坡度。对于污水管道，最小管径为300mm，相应最小设计坡度塑料管为0.002，其他管为0.003。5.污水管道水力计算例题1.已知n=0.014,D=300mm，I=0.004，Q=30L/s，求流速v和充满度h/D例题2.已知n=0.014,D=400mm，v=0.9m/s，Q=41L/s，求坡度I和充满度h/D.例题3.已知n=0.014,D=300mm，h/D=0.55，Q=32L/s，求流速v和充满度h/D教学重点：居民生活污水量的计算、污水管到水力计算等；教学难点：居民生活污水量的计算及相关参数的确定。教学对策：重点（1）采用图片、工程实例图对所介绍的基本理论进行直观的讲授，使与学生能将理论与实际工程建立联系；难点（2）污水的设计流量计算方法的讲授主要通过引入规范条文中的相关对策规定，并对规范中相关公式进行解释，而后采用例题即对所介绍的公式进行运用，使学生掌握管道该类计算的方法。最后，通过预留习题的方式，让学生在课下掌握和巩固该类计算问题。教学采用板书为主，多媒体为辅，二者相结合的教学方法，在基本概念和公方法式的讲述过程中主要采用板书，图片演示、例题等内容的讲授主要采用与多媒体课件展示。手段练习题：1、某肉类联合加工厂每天宰杀活牲畜258t，废水量定额8.2m/t，总变作业及化系数1.8，三班制生产，每班8h。最大班职工人数560人，其中在高课外温及污染严重车间工作的职工占总数的50%，使用淋浴人数按85%计，其资源余50%的职工在一般车间工作，便用淋浴人数按40%计。工广居住区面积推荐9.5ha，人口密度580cap/ha，生活污水定额160L/cap.d，各种污水由管道汇集送至污水处理站，试计算该厂的最大时污水设计流量3
结果和运行经验确定最小流速为 0.6m/s。 （2）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.最小管径 （1）街坊管最小管径为 200mm，街道管最小管径为 300mm。 （2）不计算管段：在管道起端由于流量较小，通过水力计算查得的管径 小于最小管径，对于这样的管段可不用再进行其他的水力计算，而直接 采用最小管径和相应的最小坡度，这样的管段称为不计算管段。 4.最小设计坡度 相应于最小设计流速的坡度为最小设计坡度，最小设计坡度是保证 不发生淤积时的坡度。 对于污水管道，最小管径为 300mm,相应最小设计坡度塑料管为 0.002，其他管为 0.003。 5.污水管道水力计算 例题1.已知n=0.014,D=300mm,I=0.004,Q=30L/s,求流速v和充满度h/D. 例题 2.已知 n=0.014,D=400mm,v=0.9m/s,Q=41L/s,求坡度 I 和充满度 h/D. 例题 3.已知 n=0.014,D=300mm,h/D=0.55,Q=32L/s,求流速 v 和充满度 h/D. 重点 与 难点 对策 教学重点：居民生活污水量的计算、污水管到水力计算等； 教学难点：居民生活污水量的计算及相关参数的确定。 教学对策： （1） 采用图片、工程实例图对所介绍的基本理论进行直观的讲授，使 学生能将理论与实际工程建立联系； （2） 污水的设计流量计算方法的讲授主要通过引入规范条文中的相关 规定，并对规范中相关公式进行解释，而后采用例题即对所介绍 的公式进行运用，使学生掌握管道该类计算的方法。最后，通过 预留习题的方式，让学生在课下掌握和巩固该类计算问题。 教学 方法 与 手段 采用板书为主，多媒体为辅，二者相结合的教学方法，在基本概念和公 式的讲述过程中主要采用板书，图片演示、例题等内容的讲授主要采用 多媒体课件展示。 作业 及 课外 资源 推荐 练习题： 1、某肉类联合加工厂每天宰杀活牲畜 258t，废水量定额 8.2m3/t，总变 化系数 1.8，三班制生产，每班 8h。最大班职工人数 560 人，其中在高 温及污染严重车间工作的职工占总数的 50%，使用淋浴人数按 85%计，其 余 50%的职工在一般车间工作，使用淋浴人数按 40%计。工厂居住区面积 9.5ha，人口密度 580cap/ha，生活污水定额 160L/cap.d，各种污水由管 道汇集送至污水处理站，试计算该厂的最大时污水设计流量