（一）人均污水排放量的确定

1.用水量定额论证

为了训练学生对用水量定额的熟练程度，本设计没有给出确定的用水量定额，而是给出了当地及重庆地区其他重点镇和中心镇的用水资料，让学生根据现状用水情况、室外给水设计规范以及其他有关资料自行确定人均用水量定额。

目前三峡库区县级以上污水厂的设计处理能力约47万m3/d，但实际处理能力不足18万m3/d，仅略高于设计处理能力的，其原因一方面在于城市人口发展和排水管网的建设远远滞后于预期状况，另一方面在于供水定额取值过高造成污水处理规模设计偏大。根据2006年《重庆市重点镇供水设施改造和建设规划》（P镇是位于三峡库区的重庆市级重点镇），目前三峡库区人均综合用水量大都低于200L/（cap·d），其中P镇2004年城镇总人口约为26500人，年总用水量约150万m3，人均综合用水约为155L/（cap·d）。

《关于进一步加强三峡库区及其上游水污染防治规划项目前期工作有关问题的通知》（发改投资[2004]194号）规定，为防止污水处理设施的规模过大，用水定额应取规范的下限。同时，在重庆市开展的城镇给排水量定额指标体系研究建议，重庆市范围内人口在1万以下建制镇的居民生活用水定额平均日为60～100 L/（cap·d），最高日为85～140 L/（cap·d）；中心镇的居民生活用水定额平均日为70～110 L/（cap·d），最高日为100～150L/（cap·d）；县域中心城的居民生活用水定额平均日为80～130L/（cap·d），最高日为110～175L/（cap·d）。

综合上述分析，本设计参照GB50013—2006《室外给水设计规范》中小城市用水定额的下限值确定，即按一区人均平均日用水量居民生活用水定额为100 L/（cap·d）考虑，考虑到本设计中城市生活用水量和工业用水量较少，同时考虑到城市供水工程的发展情况，以及当地国民经济和社会发展水平、水资源充沛程度、用水习惯等，本着节约用水的原则，综合分析确定。城镇居民生活用水量确定为：近期2010年85L/（cap·d），远期2020年115L/（cap·d）。

2.人均污水排放量的确定

GB50014—2006《室外排水设计规范》规定，居民生活污水定额和综合生活污水定额应根据当地采用的用水定额，结合建筑内部给排水设施水平和排水系统普及程度等因素确定。可按当地相关用水定额的80％～90％采用。污水管网按远期进行设计，综合考虑当地上述因素远期的发展状况，本设计取85％左右，计算得出人均居民生活污水定额约100L/（cap·d）。

（二）比流量q0的计算

比流量q0，即单位面积的本端流量，可由下式求得

式中　n——污水量定额，L/（cap·d）；

p——人口密度，cap/hm2。

1.p的计算

根据城市规划，2020年，城镇化水平达80％，镇区人口将达6.50万人。其中：I区1.50万人；II区3.00万人；III区2.00万人。

由计算可得，I区的街区总面积为70.64 hm2，II区的街区总面积为244.07 hm2，III区的街区总面积为129.07hm2。

I区的街区人口密度：

II区的街区人口密度：

III区的街区人口密度：

2.q0的计算

I区比流量：

II区比流量：

III区比流量：

（三）污水管网的计算

1.排水面积和计算管段的划分

在排水工程总平面图上，凡有集中流量流入，有旁侧管道接入的检查井均可作为设计管段的起止点，并计算出设计管段所服务的排水面积见表6-18，其编号略。

2.工厂集中流量的计算

（1）设计资料（表6-1）。

（2）工厂集中流量计算。工业企业生活污水及淋浴污水的设计流量计算公式为

式中　Q2——工业企业生活污水及淋浴污水设计流量；

A1——一般车间最大班职工人数，人；

A2——热车间最大班职工人数，人；

B1——一般车间生活污水量标准，以25L/（人·班）计；

B2——热车间生活污水量标准，以35L/（人·班）计；

K1——一般车间生活污水量变化系数，以3.0计；

K2——热车间生活污水量变化系数，以2.5计；

C1——一般车间最大班使用淋浴的职工人数，人；

C2——热车间最大班使用淋浴的职工人数，人；

D1——一般车间淋浴的污水量标准，以40L/（人·班）计；

D2——高温、污染严重车间的淋浴的污水量标准，以60L/（人·班）计；

T——每班工作时数，h，以8h计，淋浴时间以60min计。

（3）生产污水设计流量。生产污水设计流量=平均日平均时污水量×总变化系数，计算结果见表6-18。

（4）工厂的集中流量计算。计算结果见表6-18。

表6-18　工厂集中流量计算表

3.公共建筑流量计算

计算结果见表6-19。

表6-19　公共建筑设计流量

4.各计算管段的设计流量计算

各计算管段的设计流量计算见表6-20。

5.水力计算

水力计算结果见表6-21。(www.daowen.com)

表6-2　0 污水干管设计流量计算表

续表

表6-21　污水主干管水力计算表

续表

续表

6.倒虹管的设计计算

计算主干管共有三次穿过河流，共设置了三根倒虹管，编号分别为DH1、DH2和DH3，DH1和DH2两根倒虹管的设计计算如下：

（1）在第一根污水干管的W1—9～W1—10节点之间设置倒虹管。

1）倒虹管管径的确定。管材采用金属铸铁；共设置2根，一用一备；长35m；上游管流速1.19m/s；下游管流速1.13m/s。倒虹管的最大流量为47.31L/s；查水力计算表得倒虹管管径D=200mm，水力坡度i=0.020793；流速v=1.54m/s；此流速大于允许的最小流速0.9m/s，也大于上游管流速1.19m/s。

2）倒虹管出水井的水位差计算

式中　H——倒虹管进出口水位差，m；

i——倒虹管内水力坡降，9.6‰；

L——倒虹管长度，m；

∑ξ——局部阻力系数之和；

v——倒虹管内流速，m/s；

g——重力加速度，9.8m2/s；

0.05——安全水头。

根据上述公式，倒虹管沿程水力损失值：i L=0.020793×35=0.728（m）。

倒虹管全部水力损失值：H1=1.10×0.728=0.801（m）。

倒虹管进、出水井水位差值：H=H1+0.10=0.901（m）。

进水井水面高程为456.433m，出水井水面高程为455.534m。

3）事故流量的校核。

单根通过流量为47.31×70％=33.12（L/s）。

此时流速v=1.08m/s（满足），水力坡度i=0.01034。

倒虹管全部水力损失值：H1=1.10×0.01034×35=0.398m。

设计满足要求。

4）近期流量的校核。

近期I区居民人口数为12000cap，近期居民污水定额取70L/（cap·d），人口覆盖率为76％，平均流量为12000×70×76％÷86400=7.38（L/s），Kz=2.17，生活污水设计流量为7.38×2.17=16.03（L/s），集中流量为14.58（L/s）（学校和医院），地下水渗入量为（16.03+14.58）×0.15=4.59（L/s），该管道设计流量为16.03+14.58+4.59=35.20L/s。

近期流量校核：单根通过流量为35.20L/s。

此时流速v=1.14m/s（满足），水力坡度i=0.1159。

倒虹管全部水力损失值：H1=1.10×0.01159×35=0.45（m）（满足）。

（2）在第三根污水干管的W1—22～W1—23点之间设置倒虹管。

1）倒虹管管径的确定。采用金属铸铁管材；设置2根；长20m；上游管流速1.36m/s；下游管流速1.71m/s。每根倒虹管的最大流量为121.45÷2=60.73（L/s）；查水力计算表得倒虹管管径D=250mm，水力坡度i=0.00952；流速v=1.22m/s；此流速大于允许的最小流速0.90m/s。

2）倒虹管出水井的水位差计算。

倒虹管沿程水力损失值：i L=0.00952×20=0.191（m）。

倒虹管全部水力损失值：H1=1.10×0.191=0.209（m）。

倒虹管进、出水井水位差值：H=H1+0.10=0.309m。

进水井水面高程为440.847m，出水井水面高程为440.538m。

3）事故流量的校核。

校核事故流量：单根通过流量为121.45×70％=85.02（L/s）。

此时流速v=1.70m/s（满足），水力坡度i=0.0187。

倒虹管全部水力损失值：H1=1.10×0.0187×20=0.411（m）。

此时水位差值不能满足要求，降低出水井水面高程，取为440.127m。

4）近期流量的校核。

近期I区居民人口数为12000cap，近期居民用水定额取70L/（cap·d），人口覆盖率为76％，平均流量为12000×70×76％÷86400=7.38（L/s）；近期II区居民人口数为23000cap，近期居民污水定额取70L/（cap·d），人口覆盖率为76％，平均流量为23000×70×76％÷86400=14.16（L/s）；近期III区居民人口数为10000cap，近期居民污水定额取70L/（cap·d），人口覆盖率为76％，平均流量为10000×70×76％÷86400=6.16（L/s）。三个区总的生活污水设计流量为7.38+14.16+6.16=27.70（L/s），Kz=1.87集中流量为39.87 L/s（包括公园、学校、医院、造纸厂、印染厂），地下水渗入量为总水量的15％，该管道设计流量为（27.70×1.87+39.87）×（1+15％）=105.42（L/s）。

校核近期流量：单根通过流量为52.71L/s。

此时流速v=1.06m/s（满足），水力坡度i=0.00732。

倒虹管全部水力损失值：H1=1.10×0.00732×20=0.161（m）（满足）。