第 9章 污水管网设计与计算
污水管道系统是由污水管道及管道系统上的附属
构筑物组成。
污水管（渠）道设计的主要内容包括：
1．划分排水流域，进行管网定线；
2．划分设计管段，确定各设计管段的设计流 量；
3．进行管（渠）道的水力计算，确定管径、坡度、
流速及埋深等；
4．绘制管（渠）道平面图及剖面图。
9,1 污水设计流量计算
污水设计流量是污水管道系统及附属构筑物设
计的依据。
9,1,1 设计污水量定额
1.居民生活污水定额和综合生活污水定额
居民生活污水定额 是指居民每人每日所排出的平均
污水量。
居民生活污水定额与居民生活用水定额、建筑内给
排水设施水平及排水系统普及程度等因素有关。
我国现行, 室外排水设计规范, 规定，可按当
地用水定额的 80％～ 90％采用。对给排水系统完善
的地区可按 90％计，一般地区可按 80％计。
综合生活污水定额 (还包括公共建筑排放的污水 )
注意：采用平均日污水量定额。
2．工业企业工业废水和职工生活污水和淋浴废水
定额：
与给水定额相近，可参考。
9,1,2 污水量的变化
通常用变化系数来反映城镇污水量的变化程度。
变化系数有日变化系数、时变化系数和总变化系数。
日变化系数 Kd,在一年中最大日污水量与平均
日污水量的比值称为日变化系数。
时变化系数 Kh,最大日中最大时污水量与该日
平均时污水量的比值，称为时变化系数。
总变化系数 Kz,最大日最大时污水量与平均日
平均时污水量的比值称为总变化系数。
Kz= Kd· Kh
1．居民生活污水量变化系数
总变化系数与平均流量有一定关系，平均流量愈
大，总变化系数愈小。生活污水量总变化系数宜
按现行, 室外排水设计规范, 规定采用。
（ 1）查表
生活污水量总变化系数
污水平均
日流量
（ L/s）
5 15 40 70 100 200 500 ≥1000
总变化系
数 Kz 2.3 2.0 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3
注：
1.当污水平均日流量为中间数值时，总变化系 数
用内差法求得。
2.当居住区有实际生活污水量变化资料时，可按实
际数据采用。
（ 2）公式计算
该式是我国在多年观测资料的基础上进行综
合分析总结出的计算公式。它反映了我国总变
化系数与平均流量之间的关系：
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?
?
10 003.1
10 005
7.2
53.2
11.0
d
d
d
d
z
Q
Q
Q
Q
K
式中 —— 平均日平均时污水量（ L/s）。dQdQ
2．工业废水量变化系数
日变化系数较小，接近 1。时变化系数见下表：
工业种类 冶金 化工 纺织 食品 皮革 造纸
时变化系
数 Kh 1.0~1.1 1.3~1.5 1.5~2.0 1.5~2.0 1.5~2.0 1.3~1.8
3．工业企业工业职工生活污水和淋浴污水量变化系
数
生活污水：一般车间 3.0，高温车间 2.5。
淋浴污水：下班后 1小时使用，不考虑变化。
9,1,3 污水设计流量计算
1．居民生活污水设计流量的确定
居民生活污水是指居民日常生活中洗涤、冲厕、
洗澡等产生的污水。
居民生活污水设计流量可按下式计算：
)/( 8 6 4 0 03 6 0 024 11111 sLkNqkNqQ zz ???? ???
1q
式中 Q1—— 居民生活污水设计流量（ L/s）；
q1—— 居民生活污水定额（ L/人 ·d ）；
N1 —— 设计人口数；
Kz —— 生活污水量总变化系数。
设计人口 指污水排水系统设计期限终期的规划人口数。
它与城市的发展规模及人口的增长率有关。
2．工业废水设计流量
?
?
? )/(222 32
6.3
)1(
dm
i
iiiiQ
T
fNqk
时变化系数。—各工业企业废水量的—
产小时数；—各工业企业最高日生—
重复使用率。—各工业企业生产用水—
数量，或产量，或生产设备元—各工业企业产值，万—
）（单位生产设备
单位产量或万元，额，—各工业企业废水量定—式中
i
i
i
i
i
k
T
f
dN
dm
mmq
2
2
3
33
2
/
/
//
?
3．工业企业的生活污水和淋浴污水设计流量的确
定
工业企业生活污水和淋浴污水设计流量用下
式计算：
?
?
?
?
??
?
?
?
?
? ?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
36003600
)/(
36003600
23231313
3
232323131313
3
33
3
333
3
bbbb
ai
aaahaaah
bibi
ai
aiaiaih
NqNq
T
NqkNqk
Q
sL
Nq
T
Nqk
Q
。一般取
水时变化系数，—高温车间职工生活污—；一般取
水时变化系数，—一般车间职工生活污—
—每班工作时数；—
淋浴人数，人。—高温车间最大班职工—
淋浴人数，人；—一般车间最大班职工—
班；人水量定额，—高温车间职工淋浴污—
班；人水量定额，—一般车间职工淋浴污—
人数，人；—高温车间最大班职工—
人数，人；—一般车间最大班职工—
班；人水量定额，—高温车间职工生活污—
班；人水量定额，—一般车间职工生活污—式中
5.2
0.3
/60
/40
/35
/25
23
13
3
23
13
23
13
23
13
23
13
ah
ah
ai
b
b
b
b
a
a
a
a
K
K
T
N
N
Lq
Lq
N
N
Lq
Lq
?
?
?
?
（ 4）公共建筑污水设计流量
可利用综合污水定额计算，如有具体资料也可单
独计算。
?? )/(
43600
444
4 sL
iT
iNiqihkQ
式中 Q4 —— 各公共建筑污水设计流量（ L/s）；
—— 各公共建筑最高日污水量标准
L/用水单位 ·d ）；
N4i—— 各公共建筑用水单位数；
T4i—— 各公共建筑最高日排水小时数； h
Kh4i—— 各公共建筑污水量时变化系数。
iq4
（ 5）城市污水设计总流量
)/(4321 sLQQQQQ ????
【 例题 】 某工业区，居住区人口为 4000人，居民生
活污水定额（平均日） =80（ L/人 ·d ），工厂最
大班职工人数 1000人，其中热车间职工占 25%，热
车间 70%职工淋浴，一般车间 10%职工淋浴。求该
工业区生活污水总设计流量。
解,1,居住区生活污水设计流量
3.2 /5/3, 7
)/( 8, 5 12, 33, 7 3, 7
8 6 4 0 0
400080
8 6 4 0 0
11
1
???
?????
??
?
??
?
z
z
zz
ksLsL
sLk
kkNq
Q
?
2．工业企业的生活污水和淋浴污水设计流量
。；；
人。人；
班；人班；人
人；人；
班；人班；人
5.2 0.3 8
75%10750 175%70250
/60 /40
250%251000 750%751000
/35 /25
23133
2313
2313
2313
2313
???
??????
????
??????
????
ahahai
bb
bb
aa
aa
KKhT
NN
LqLq
NN
LqLq
)/(41.6
3600
601754075
83600
5.235250325750
36003600
23231313
3
232323131313
3
sL
NqNq
T
NqkNqk
Q bbbb
ai
aaahaaah
?
???
?
?
?????
?
?
?
?
?
3．生活污水总设计流量
)/(92.1441.651.831 sLQQQ ?????
9,2 管段设计流量计算
1．设计管段的划分
（ 1） 设计管段,两个检查井之间的管段，如果采用
的设计流量不变，且采用同样的管径和坡度，则
称它为设计管段。
（ 2） 划分设计管段,只是估计可以采用同样管径和
坡度的连续管段，就可以划作一个设计管段。根
据管道的平面布置图，凡有集中流量流入，有旁
侧管接入的检查井均可作为设计管段的起止点。
设计管段的起止点应依次编上号码。
2．设计管段设计流量的确定
每一设计管段的污水设计流量可能包括以下几
种流量。
（ 1）本段流量 q1—— 是从本管段沿线街坊流来的
污水量；
（ 2）转输流量 q2—— 是从上游管段和旁侧管段流
来的污水量；
（ 3）集中流量 q3—— 是从工业企业或其它产生大量
污水的公共建筑流来的污水量。
对于某一设计管段，本段流量是沿管段长度变
化的，即从管段起点的零逐渐增加到终点的全部流
量。为便于计算，通常假定本段流量从管段起点集
中进入设计管段。而从上游管段和旁侧管流来的转
输流量 q2和集中流量 q3对这一管段是不变的。
本段流量是以人口密度和管段的服务面积来计算，
公式如下：
Fqq s ??1
式中 q1 —— 设计管段的本段流量（ L/s）；
F —— 设计管段的本段服务面积（ ha）；
q s —— 比流量（ L/s·ha ）。比流量是指
单位面积上排出的平均污水量。可用下式计算：
86 400
??? nq
s
式中 n —— 生活污水定额（ L/人 ·d ）；
—— 人口密度（人 / ha）。?
某一设计管段的设计流量可由下式计算：
? ?q q q k qij z? ? ?1 2 3
式中 q ij —— 某一设计管段的设计流量（ L/s）；
q1 —— 本段流量（ L/s）；
q2 —— 转输流量（ L/s）；
q3 —— 集中流量（ L/s）；
kz —— 生活污水总变化系数。
9,3 污水管道设计参数
水力计算的两个基本公式给出了流量 Q、流速
v、粗糙系数 n、水力坡度 I、水力半径 Ｒ 和过水断
面面积 ω等水力要素之间的关系。为使污水管渠正
常运行，需对这些因素加以考虑和限制。作为污水
管道设计的依据。
9,3,1 设计充满度
1,设计充满度 h/D：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＝１时
称为满流；当 h/D＜ 1时称为不满流。
h
D
图9,2 充满度示意图
2．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 是：
? 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。
3．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
200～ 300
350～ 450
500～ 900
≥1000
0.55
0.65
0.70
0.75
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。
9,3,3 最小管径
1．原因：
（ 1） 养护方便,一般在污水管道的上游部分，
设计流量很小，若根据流量计算，则管径会很
小，根据养护经验表明，管径过小易堵塞，使
养护管道的费用增加。而小口径管道直径相差
一号在同样埋深下，施工费用相差不多。
（ 2） 减小管道的埋深,此外采用较大的管径，
可选用较小的坡度，使管道埋深减小。最小管
径可见下表。
最小管径和最小设计坡度
污水管道位置 最小管径（ mm） 最小设计坡度
街坊和厂区内
街道
200
300
0.004
0.003
不计算管段,在污水管道的上游，由于设计管段服
务的排水面积较小，所以流量较小，由此而计
算出的管径也很小。 如果某设计管段的设计流
量小于在最小管径、最小设计坡度（最小流
速）、充满度为 0.5时管道通过的流量时，这
个管段可以不必进行详细的水力计算，直接选
用最小管径和最小设计坡度,该管段称为不计
算管段。
在有冲洗水源时，这些管段可考虑设置冲洗井 定期冲
洗 以免堵塞。
9,3,4 最小设计坡度
1,最小设计坡度,相应于管内最小设计流速时的坡
度叫做最小设计坡度，即保证管道内污
物不淤积的坡度。
2,I min=f（ v min，管道的水力半径 R）。
3
4
22
2
2
R
vn
RC
vIRICv ???
不同管径的污水管道应有不同的最小设计坡度，
管径相同的管道，由于充满度不同，也可以有不同的
最小设计坡度。在表中规定了最小管径管道的最小设
计坡度。
9,3,5 污水管道埋设
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。
1．含义
（ 1）覆土厚度 —— 指管
外壁顶部到地面的距
离；
（ 2）埋设深度 —— 指管
内壁底部到地面的距
离。
覆
土
厚
度
管
道
埋
深
管道
地面（路面）
2．最小埋深
确定污水管道最小埋设深度时，必须考虑下列因
素：
（ 1） 必须防止管内污水冰冻或土壤冰冻而损坏管道
土壤的冰冻深度，不仅受当地气候的影响，
而且与土壤本身的性质有关。所以，不同的地区，
由于气候条件不同，土壤性质不同，土壤的冰冻
深度也各不相同。在污水管道工程中，一般所采
用的土壤冰冻深度值，是当地多年观测的平均值。
● 由于生活污水水温教高，且保持一定的流量不断
地流动，所以污水不易冰冻。由于污水水温的辐
射作用，管道周围的土壤不会冰冻，所以，在污
水管道的设计中，没有必要将整个管道都埋设在
土壤的冰冻线以下。
● 但如果将管道全部埋在冰冻线以上，则会因土壤
冻涨而损坏管道基础。
现行的, 室外排水设计规范, 规定,无保温措施
的生活污水或水温与其接近的工业废水管道,管底
可埋设在土壤冰冻线以上 0.15m。有保温措施或水温
较高或水流不断、流量较大的污水管道，其管底在
冰冻线以上的距离可适当增大，其数值可根据经验
确定。
（ 2）必须保证管道不致因为地面荷载而破坏
为保证污水管道不因受外部荷载而破坏，必须
有一个覆土厚度的最小限值要求，这个最小限值，
被称为最小覆土厚度。此值取决于管材的强度、地
面荷载类型及其传递方式等因素。
现行的, 室外排水设计规范, 规定,在车行道
下的排水管道，其 最小覆土厚度一般不得小于 0.7
m。在对排水管道采取适当的加固措施后，其最小
覆土厚度值可以酌减。
（ 3）必须满足街坊污水管衔接的要求
此值受建筑物污水出户管埋深的控制。从安装
技术方面考虑，建筑物污水出户管的最小埋深
一般在 0.5～ 0.7 m之间，以保证底层建筑污水
的排出。所以街坊污水管道的起端埋深最小也
应有 0.6～ 0.7 m。由此值可计算出街道污水管
道的最小埋设深度。
对每一管道来说，从上面三个不同的要求来看，
可以得到三个不同的管道埋深。 这三个值中，最大
的一个即是管道的最小设计埋深。
3．最大埋深
管道的最大埋深，应根据设计地区的土质、地
下水等自然条件，再结合经济、技术、施工等方面
的因素确定。
一般在土壤干燥的地区，管道的最大埋深不超
过 7～ 8 ｍ ；在土质差、地下水位较高的地区，一般
不超过 5 ｍ 。
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，以提高下游管道的设计高
程，使排水管道继续向前延伸。
9,3,6 污水管道的衔接
1,检查井设置原则,污水管道在管径、坡度、高程、
方向发生变化及支管接入的地方及直线管段每
隔一定距离。
2．污水管道在检查井中 衔接时应遵循两个原则,
（ 1）尽可能提高下游管段的高程，以减少管道埋深，
降低造价；
（ 2）避免上游管段中形成回水而造成淤积。
3．管道的衔接方法：主要有水面平接、管顶平接两种
（ 1） 水面平接,是指在水
力计算中，上游管段终
端和下游管段起端在指
定的设计充满度下的水
面相平，即上游管段终
端与下游管段起端的水
面标高相同。
适用于 管径相同时的衔
接 。
（ 2） 管顶平接,是指在水
力计算中，使上游管段
终端和下游管段起端的
管顶标高相同。采用管
顶平接时，下游管段的
埋深将增加。
这对于平坦地区或埋深较大的管道，有时是不
适宜的。这时为了尽可能减少埋深，可采用水面
平接的方法。
适用于管径不相同时的衔接。
4．注意：
（ 1）下游管段起端的水面和管内底标高都不得高于
上游管段终端的水面和管内底标高。
（ 2）当管道敷设地区的 地面坡度很大时,为调整管
内流速所采用的管道坡度将会小于地面坡度。
为了保证下游管段的最小覆土厚度和减少上游
管段的埋深，可根据地面坡度采用 跌水连接 。
（ 3）在旁侧管道与干管交汇处，若旁侧管道的管
内底标高比干管的管内底标高相差 1m以上时，
为保证干管有良好的水力条件，最好在旁侧管
道上先设跌水井后再与干管相接。
9,4 污水管网水力计算
污水管道设计计算实例
某市一个区的街坊平面图。居住区街坊人口密度
为 350 人 /ha，居民生活污水定额为 120 L/人 ·d 。火
车站和公共浴室的污水设计流量分别为 3 L/s和 4L/s。
工厂甲排除的废水设计流量为 25 L/s。工厂乙排除的
废水设计流量为 6 L/s。生活污水和经过局部处理后
的工业废水全部送至污水厂处理。工厂废水排出口的
管底埋深为 2 m，该市冰冻深度为 1.40 m。试进行该
区污水管道系统的设计计算（要求达到初步设计深
度）。
工厂乙
工厂甲
浴
火车站
河
设计方法和步骤 如下：
1．在街坊平面图上布置污水管道
该区地势北高南低，坡度较小，无明显分水线，
可划分为一个排水流域。支管采用低边式布置，干管
基本上与等高线垂直，主干管布置在市区南部河岸低
处，基本上与等高线平行。整个管道系统呈截流式布
置。
2．街坊编号并计算其面积
将街坊依次编号并计算其面积，列入表中。
用箭头标出各街坊污水排出的方向。
河
至污水厂
火车站
浴
工厂甲
工厂乙
‰ ‰
‰
‰
‰
‰
街坊面积汇总表
街坊编号 1 2 3 4 5 6 7
街坊面积
（ ha）
1.21 1.70 2.08 1.98 2.20 2.20 1.43
街坊编号 8 9 10 11 12 13 14
街坊面积
（ ha）
2.21 1.96 2.04 2.40 2.40 1.21 2.28
街坊编号 15 16 17 18 19 20 21
街坊面积 （ ha） 1.45 1.70 2.00 1.80 1.66 1.23 1.53
街坊编号 22 23 24 25 26 27
街坊面积
（ ha）
1.71 1.80 2.20 1.38 2.04 2.40
3．划分设计管段，计算设计流量
根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主
干管有本段流量进入的点（一般定为街坊两端）、集
中流量及旁侧支管进入的点，作为设计管段的起止点
的检查井并编上号码。
各设计管段的设计流量应列表进行计算。
本例中，居住区人口密度为 350人 / ha，居民污水
定额为 120 L/人 ·d,则生活污水比流量为
486.0
8 6 4 0 0
350120 ???
sq
（ L/s·ha ）
q 1～ 2 = 25 L/s
q 8～ 9= qs· F· kz = 0.486× （ 1.21+1.70） ·kz =1.41·kz
=1.41× 2.3=3.24 L/s
q 9～ 10= qs· F· kz = 0.486× （ 1.21+1.70+1.43+2.21） ·kz
=3.18·kz =3.18× 2.3=7.31 L/s
q 10～ 2= qs· F· kz
= 0.486× （ 1.21+1.70+1.43+2.21+1.21+2.28） ·kz
=4.88·kz =4.88× 2.3=11.23 L/s
q 2～ 3= q s·F· kz + q甲 = (0.486× 2.20+4.88） ·kz+ q甲
= (1.07+4.88)·kz+25 =5.95× 2.2+25
= 13.09+25=38.09 L/s
管
段
编
号
居住区生活污水量 Q1 集中流量
设
计
流
量
L/s
本段流量
转输
流量
q2
L/s
合计
平均
流量
L/s
总变
化
系数
kz
生活
污水
设计
流量
Q1
L/s
本段
L/s
转
输
L/s街坊编号
街坊
面积
104m2
比
流
量
qs
L/s
·10
4m2
流量
q1
L/s
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
4．管渠材料的选择
由于生活污水对管材无特殊要求，且管道的敷
设条件较好，故在本设计中,DN≤400 mm 的管道采
用混凝土管,DN400 mm以上的管道采用钢筋混凝土
管。
5．各管段的水力计算
在各设计管段的设计流量确定后，便可按照污
水管道水力计算的方法，从上游管段开始依次进行
各设计管段的水力计算。
水力计算步骤 如下：
(1) 从管道平面布置图上量出每一设计管段的长
度，列入表中第 2项。
（ 2）将各设计管段的设计流量填入表中第 3项。
设计管段起止点检查井处的地面标高列入表中第 10、
11项。
（ 3）计算每一设计管段的地面坡度，作为确定
管道坡度时的参考。
（ 4）根据管段的设计流量，参照地面坡度，确
定各设计管段的管径、设计流速、设计坡度和设计
充满度。
其余各设计管段的管径、坡度、流速和充满度
的计算方法与上述方法相同。
在水力计算中，由于 Q,D,I,v,h/D各水力
因素之间存在着相互制约的关系，因此，在查水力
计算图时，存在着一个试算过程，最终确定的 D,I、
v,h/D要符合设计规范的要求。
（ 5）根据设计管段的长度和设计坡度求管段的降落
量。如管段 1～ 2的降落量为 I· L＝ 0.002× 110＝ 0.22
m，列入表中第 9项。
（ 6）根据管径和设计充满度求管段的水深。如管段
1～ 2的水深 h＝ D· h/D＝ 0.35× 0.447＝ 0.16 m，列
入表中第 8项。
（ 7）求各设计管段上、下端的管内底标高和埋设深度。
控制点,是指在污水排水区域内，对管道系统的埋深
起控制作用的点。
各条干管的起点一般都是这条管道的控制点。
这些控制点中离出水口最远最低的点，通常是整
个管道系统的控制点。具有相当深度的工厂排
出口也可能成为整个管道系统的控制点，它的
埋深影响整个管道系统的埋深。
确定控制点的管道埋深
? 应根据城市的竖向规划，保证排水区域内各点的污
水都能自流排出，并考虑发展，留有适当余地；
? 不能因照顾个别点而增加整个管道系统的埋深。
对个别点
? 应采取加强管材强度；
?填土提高地面高程以保证管道所需的最小覆土厚度；
? 设置泵站提高管位等措施，减小控制点的埋深,
首先确定管网系统的控制点 。本例中离污水厂
较远的干管起点有 8,11,15及工厂出水口 1点，这
些点都可能成为管道系统的控制点。 1点的埋深受冰
冻深度和工厂废水排出口埋深的影响，由于冰冻深
度为 1.40 m，工厂排出口埋深为 2.0 m,1点的埋深
主要受工厂排出口埋深的控制。 8,11,15三点的埋
深可由冰冻深度及最小覆土厚度的限值决定，但因
干管与等高线垂直布置，干管坡度可与地面坡度相
近，因此埋深增加不多，整个管线上又无个别低洼
点，故 8,11,15三点的埋深不能控制整个主干管的
埋设深度。对主干管埋深起决定作用的控制点则是 1
点。
1点是主干管的起点，它的埋设深度定为 2.0 m，
将该值列入表 12－ 6中第 16项。
1点的 管内底标高等于 1点的 地面标高减去 1点
的 埋深,为 86.200－ 2.00＝ 84.200 m，列入表中第
14项。
2点的管内底标高等于 1点的管内底标高减去管
段 1～ 2的降落量，为 84.200－ 0.220＝ 83.98 m，列
入表 12－ 6中第 15项。
2点的 埋设深度 等于 2点的 地面标高 减去 2点的 管
内底标高,为 86.100－ 83.98＝ 2.12 m，列入表 12
－ 6中第 17项。
8～ 2,11～ 4,15～ 6三条污水干管各设计管段
均为不计算管段，管段间衔接采用管顶平接。
（ 8）计算管段上、下端水面标高。
管段上下端 水面标高等于 相应点的 管内底标高
加水深 。如管段 1～ 2中 1点的水面标高为
84.200+0.16＝ 84.36 m，列入表中第 13项。
根据管段在检查井处采用的衔接方法，可确定
下游管段的管内底标高。
1) 管段 1～ 2与管段 2～ 3的管径相同，采用水面平接。
则这两管段在 2点的水面标高相同。于是，管段 2～ 3
中 2点的管内底标高为 84.14－ 0.22＝ 83.92 m。
2）如管段 4～ 5与管段 5～ 6管径不同，可采用管顶平接。
则这两管段在 5点的管顶标高相同。然后用 5点的管
顶标高减去 5～ 6管径，得出 5点的管内底标高。
在进行管道的水力计算时，应注意如下问题：
① 慎重确定设计地区的控制点。这些控制点常位于
本区的最远或最低处，它们的埋深控制该地区污
水管道的最小埋深。各条管道的起点、低洼地区
的个别街坊和污水排出口较深的工业企业或公共
建筑都是控制点的研究对象。
② 研究管道敷设坡度与管线经过的地面坡度之间
的关系。使确定的管道坡度在满足最小设计流速
的前提下，既不使管道的埋深过大，又便于旁侧
支管的接入。
③ 水力计算自上游管段依次向下游管段进行，随着
设计流量逐段增加, 设计流速也应相应增加 。如
流量保持不变，流速不应减小。只有当坡度大的
管道接到坡度小的管道时，下游管段的流速已大
于 1.0 m/s（陶土管）或 1.2 m/s（混凝土、钢筋
混凝土管道）的情况下，设计流速才允许减小。
设计流量逐段增加，设计管径也应逐段增大,但
当坡度小的管道接到坡度大的管道时，管径才可
减小，但缩小的范围不得超过 50～ 100 mm，并不
得小于最小管径。
④ 在地面坡度太大的地区，为了减小管内水流速
度，防止管壁遭受冲刷，管道坡度往往小于地面
坡度。这就可能使下游管段的覆土厚度无法满足
最小限值的要求，甚至超出地面，因此应在适当
地点设置 跌水井 。
当地面由陡坡突然变缓时，为了减小管道埋
深，在变坡处应设 跌水井 。
⑤ 水流通过检查井时，常引起局部水头损失。为了
尽量降低这项损失，检查井底部在直线管段上要
严格采用直线，在转弯处要采用匀称的曲线。通
常直线检查井可不考虑局部水头损失。
⑥ 在旁侧管与干管的连接点上，要考虑干管的已
定埋深是否允许旁侧管接入。同时为避免旁侧
管和干管产生逆水和回水,旁侧管中的设计流
速不应大于干管中的设计流速 。
⑦ 初步设计时，只进行干管和主干管的水力计算。
技术设计时，要进行所有管道的水力计算。
6．绘制管道平面图和纵剖面图
污水管道平面图和纵剖面图的绘制方法见本
章第五节。本例题的设计深度仅为初步设计，所
以，在水力计算结束后将求得的管径、坡度等数
据标注在管道平面图上。同时，绘制出主干管的
纵剖面图。
9,5 绘制管道平面图和纵剖面图
平面图和纵剖面图是排水管道设计的主要组成
部分。污水管道设计和雨水管道设计均应绘制相应
的管道平面图和纵剖面图，二者在绘制要求上基本
是一致的。根据设计阶段的不同，图纸所体现的内
容和深度也不同。
1．平面图的绘制
平面图是管道的平面布置图，应反映出管道的
总体布置和流域范围，不同设计阶段的平面图，其
要求的内容也不同。
初步设计阶段，一般只绘出管道平面图 。采用的
比例尺通常为 1,5000～ 1,10000，图上应有地形、
地物、河流、风向玫瑰或指北针等。新设计和原有的
污水（或雨水）管道用粗单实线表示，只绘出主干管
和干管。在管线上画出设计管段起止点的检查井并编
号，标出各设计管段的服务面积，可能设置的泵站等。
注明主干管和干管的管径、坡度和长度等。此外，还
应附有必要的说明和工程项目表。
技术设计（或扩大初步设计）和施工图设计阶段,
采用的比例尺通常为 1,500～ 1,5000，图上内容除
反映初步设计的要求外，要求更加具体、详尽。要求
注明检查井的准确位置和标高，污水管道与其它地下
管线或构筑物交叉点的准确位置和标高，以及居住区
街坊连接管或工厂排出管接入污水干管或主干管的准
确位置和标高。地面设施包括人行边道、房屋界限、
电杆、街边树木等。图上还应有图例、主要工程项目
表和施工说明。
2．纵剖面图的绘制
纵剖面图是管道的高程布置图，应反映出管道
沿线的高程位置，它和平面图是相互对应的。
图中，一般用细实线加图例表示原地面高程线和
设计地面高程线，用双粗实线表示管道高程线，用
中实线的双竖线表示检查井。
对于工程量较小，地形、地物比较简单的污水
（或雨水）管道工程，可不绘制纵剖面图，只需将
设计管段的管径、坡度、管长、检查井的标高以及
交叉点等内容注明在平面图。
但在较大工程中，情况比较复杂，必须绘制纵
剖面图以明确管道的高程情况。在纵剖面图上应绘
出原地面高程线和设计地面高程线，管道高程线，
检查井及支管接入处位置、管径和高程，与其它地
下管线、构筑物或障碍物交叉点的位置和高程，沿
线地质钻孔位置和地质情况等。
初步设计一般不绘制剖面图。
在剖面图的下方要画一表格，表中列出检查井
号、管道长度、管径、管道设计坡度、设计地面高
程、设计管内底高程、埋设深度、管道材料、接口
形式和基础类型。有时也将流量、流速、充满度等
水力计算数据注上。纵剖面图的比例尺，常采用横
向 1,500～ 1,2000，纵向 1,50～ 1,200。
除管道的平、剖面图外，技术设计和施工图设
计中，还应包括管道附属构筑物的详图、管道交叉
点特殊处理的平、剖面图等。附属构筑物可在, 给
水排水标准图集, 中选用。
【 思 考 题 】
1．什么是设计管段？如何划分设计管段？每
一设计管段的设计流量可能包括哪几部分？
2．污水管道水力计算的目的是什么？在水力
计算中为什么采用均匀流公式？
3．什么叫不计算管段？对于不计算管段需采
取什么技术措施？
4．污水管道水力计算中，对设计充满度、设
计流速、最小管径和最小设计坡度是如何规定的？
为什么这样规定？
【 思 考 题 】
5．什么叫生活污水的比流量？如何计算？
6．污水管道的最小埋深受哪些因素影响？如何
确定？
7．在进行污水管道的衔接时，应遵循什么原则？
衔接的方法有哪些？
8．污水管道水力计算的方法和步骤是什么？计
算时应注意哪些问题？
9．怎样绘制污水管道的平、剖面图？
污水管道系统是由污水管道及管道系统上的附属
构筑物组成。
污水管（渠）道设计的主要内容包括：
1．划分排水流域，进行管网定线；
2．划分设计管段，确定各设计管段的设计流 量；
3．进行管（渠）道的水力计算，确定管径、坡度、
流速及埋深等；
4．绘制管（渠）道平面图及剖面图。
9,1 污水设计流量计算
污水设计流量是污水管道系统及附属构筑物设
计的依据。
9,1,1 设计污水量定额
1.居民生活污水定额和综合生活污水定额
居民生活污水定额 是指居民每人每日所排出的平均
污水量。
居民生活污水定额与居民生活用水定额、建筑内给
排水设施水平及排水系统普及程度等因素有关。
我国现行, 室外排水设计规范, 规定，可按当
地用水定额的 80％～ 90％采用。对给排水系统完善
的地区可按 90％计，一般地区可按 80％计。
综合生活污水定额 (还包括公共建筑排放的污水 )
注意：采用平均日污水量定额。
2．工业企业工业废水和职工生活污水和淋浴废水
定额：
与给水定额相近，可参考。
9,1,2 污水量的变化
通常用变化系数来反映城镇污水量的变化程度。
变化系数有日变化系数、时变化系数和总变化系数。
日变化系数 Kd,在一年中最大日污水量与平均
日污水量的比值称为日变化系数。
时变化系数 Kh,最大日中最大时污水量与该日
平均时污水量的比值，称为时变化系数。
总变化系数 Kz,最大日最大时污水量与平均日
平均时污水量的比值称为总变化系数。
Kz= Kd· Kh
1．居民生活污水量变化系数
总变化系数与平均流量有一定关系，平均流量愈
大，总变化系数愈小。生活污水量总变化系数宜
按现行, 室外排水设计规范, 规定采用。
（ 1）查表
生活污水量总变化系数
污水平均
日流量
（ L/s）
5 15 40 70 100 200 500 ≥1000
总变化系
数 Kz 2.3 2.0 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3
注：
1.当污水平均日流量为中间数值时，总变化系 数
用内差法求得。
2.当居住区有实际生活污水量变化资料时，可按实
际数据采用。
（ 2）公式计算
该式是我国在多年观测资料的基础上进行综
合分析总结出的计算公式。它反映了我国总变
化系数与平均流量之间的关系：
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
?
?
10 003.1
10 005
7.2
53.2
11.0
d
d
d
d
z
Q
Q
Q
Q
K
式中 —— 平均日平均时污水量（ L/s）。dQdQ
2．工业废水量变化系数
日变化系数较小，接近 1。时变化系数见下表：
工业种类 冶金 化工 纺织 食品 皮革 造纸
时变化系
数 Kh 1.0~1.1 1.3~1.5 1.5~2.0 1.5~2.0 1.5~2.0 1.3~1.8
3．工业企业工业职工生活污水和淋浴污水量变化系
数
生活污水：一般车间 3.0，高温车间 2.5。
淋浴污水：下班后 1小时使用，不考虑变化。
9,1,3 污水设计流量计算
1．居民生活污水设计流量的确定
居民生活污水是指居民日常生活中洗涤、冲厕、
洗澡等产生的污水。
居民生活污水设计流量可按下式计算：
)/( 8 6 4 0 03 6 0 024 11111 sLkNqkNqQ zz ???? ???
1q
式中 Q1—— 居民生活污水设计流量（ L/s）；
q1—— 居民生活污水定额（ L/人 ·d ）；
N1 —— 设计人口数；
Kz —— 生活污水量总变化系数。
设计人口 指污水排水系统设计期限终期的规划人口数。
它与城市的发展规模及人口的增长率有关。
2．工业废水设计流量
?
?
? )/(222 32
6.3
)1(
dm
i
iiiiQ
T
fNqk
时变化系数。—各工业企业废水量的—
产小时数；—各工业企业最高日生—
重复使用率。—各工业企业生产用水—
数量，或产量，或生产设备元—各工业企业产值，万—
）（单位生产设备
单位产量或万元，额，—各工业企业废水量定—式中
i
i
i
i
i
k
T
f
dN
dm
mmq
2
2
3
33
2
/
/
//
?
3．工业企业的生活污水和淋浴污水设计流量的确
定
工业企业生活污水和淋浴污水设计流量用下
式计算：
?
?
?
?
??
?
?
?
?
? ?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
36003600
)/(
36003600
23231313
3
232323131313
3
33
3
333
3
bbbb
ai
aaahaaah
bibi
ai
aiaiaih
NqNq
T
NqkNqk
Q
sL
Nq
T
Nqk
Q
。一般取
水时变化系数，—高温车间职工生活污—；一般取
水时变化系数，—一般车间职工生活污—
—每班工作时数；—
淋浴人数，人。—高温车间最大班职工—
淋浴人数，人；—一般车间最大班职工—
班；人水量定额，—高温车间职工淋浴污—
班；人水量定额，—一般车间职工淋浴污—
人数，人；—高温车间最大班职工—
人数，人；—一般车间最大班职工—
班；人水量定额，—高温车间职工生活污—
班；人水量定额，—一般车间职工生活污—式中
5.2
0.3
/60
/40
/35
/25
23
13
3
23
13
23
13
23
13
23
13
ah
ah
ai
b
b
b
b
a
a
a
a
K
K
T
N
N
Lq
Lq
N
N
Lq
Lq
?
?
?
?
（ 4）公共建筑污水设计流量
可利用综合污水定额计算，如有具体资料也可单
独计算。
?? )/(
43600
444
4 sL
iT
iNiqihkQ
式中 Q4 —— 各公共建筑污水设计流量（ L/s）；
—— 各公共建筑最高日污水量标准
L/用水单位 ·d ）；
N4i—— 各公共建筑用水单位数；
T4i—— 各公共建筑最高日排水小时数； h
Kh4i—— 各公共建筑污水量时变化系数。
iq4
（ 5）城市污水设计总流量
)/(4321 sLQQQQQ ????
【 例题 】 某工业区，居住区人口为 4000人，居民生
活污水定额（平均日） =80（ L/人 ·d ），工厂最
大班职工人数 1000人，其中热车间职工占 25%，热
车间 70%职工淋浴，一般车间 10%职工淋浴。求该
工业区生活污水总设计流量。
解,1,居住区生活污水设计流量
3.2 /5/3, 7
)/( 8, 5 12, 33, 7 3, 7
8 6 4 0 0
400080
8 6 4 0 0
11
1
???
?????
??
?
??
?
z
z
zz
ksLsL
sLk
kkNq
Q
?
2．工业企业的生活污水和淋浴污水设计流量
。；；
人。人；
班；人班；人
人；人；
班；人班；人
5.2 0.3 8
75%10750 175%70250
/60 /40
250%251000 750%751000
/35 /25
23133
2313
2313
2313
2313
???
??????
????
??????
????
ahahai
bb
bb
aa
aa
KKhT
NN
LqLq
NN
LqLq
)/(41.6
3600
601754075
83600
5.235250325750
36003600
23231313
3
232323131313
3
sL
NqNq
T
NqkNqk
Q bbbb
ai
aaahaaah
?
???
?
?
?????
?
?
?
?
?
3．生活污水总设计流量
)/(92.1441.651.831 sLQQQ ?????
9,2 管段设计流量计算
1．设计管段的划分
（ 1） 设计管段,两个检查井之间的管段，如果采用
的设计流量不变，且采用同样的管径和坡度，则
称它为设计管段。
（ 2） 划分设计管段,只是估计可以采用同样管径和
坡度的连续管段，就可以划作一个设计管段。根
据管道的平面布置图，凡有集中流量流入，有旁
侧管接入的检查井均可作为设计管段的起止点。
设计管段的起止点应依次编上号码。
2．设计管段设计流量的确定
每一设计管段的污水设计流量可能包括以下几
种流量。
（ 1）本段流量 q1—— 是从本管段沿线街坊流来的
污水量；
（ 2）转输流量 q2—— 是从上游管段和旁侧管段流
来的污水量；
（ 3）集中流量 q3—— 是从工业企业或其它产生大量
污水的公共建筑流来的污水量。
对于某一设计管段，本段流量是沿管段长度变
化的，即从管段起点的零逐渐增加到终点的全部流
量。为便于计算，通常假定本段流量从管段起点集
中进入设计管段。而从上游管段和旁侧管流来的转
输流量 q2和集中流量 q3对这一管段是不变的。
本段流量是以人口密度和管段的服务面积来计算，
公式如下：
Fqq s ??1
式中 q1 —— 设计管段的本段流量（ L/s）；
F —— 设计管段的本段服务面积（ ha）；
q s —— 比流量（ L/s·ha ）。比流量是指
单位面积上排出的平均污水量。可用下式计算：
86 400
??? nq
s
式中 n —— 生活污水定额（ L/人 ·d ）；
—— 人口密度（人 / ha）。?
某一设计管段的设计流量可由下式计算：
? ?q q q k qij z? ? ?1 2 3
式中 q ij —— 某一设计管段的设计流量（ L/s）；
q1 —— 本段流量（ L/s）；
q2 —— 转输流量（ L/s）；
q3 —— 集中流量（ L/s）；
kz —— 生活污水总变化系数。
9,3 污水管道设计参数
水力计算的两个基本公式给出了流量 Q、流速
v、粗糙系数 n、水力坡度 I、水力半径 Ｒ 和过水断
面面积 ω等水力要素之间的关系。为使污水管渠正
常运行，需对这些因素加以考虑和限制。作为污水
管道设计的依据。
9,3,1 设计充满度
1,设计充满度 h/D：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＝１时
称为满流；当 h/D＜ 1时称为不满流。
h
D
图9,2 充满度示意图
2．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 是：
? 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。
3．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
200～ 300
350～ 450
500～ 900
≥1000
0.55
0.65
0.70
0.75
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。
9,3,3 最小管径
1．原因：
（ 1） 养护方便,一般在污水管道的上游部分，
设计流量很小，若根据流量计算，则管径会很
小，根据养护经验表明，管径过小易堵塞，使
养护管道的费用增加。而小口径管道直径相差
一号在同样埋深下，施工费用相差不多。
（ 2） 减小管道的埋深,此外采用较大的管径，
可选用较小的坡度，使管道埋深减小。最小管
径可见下表。
最小管径和最小设计坡度
污水管道位置 最小管径（ mm） 最小设计坡度
街坊和厂区内
街道
200
300
0.004
0.003
不计算管段,在污水管道的上游，由于设计管段服
务的排水面积较小，所以流量较小，由此而计
算出的管径也很小。 如果某设计管段的设计流
量小于在最小管径、最小设计坡度（最小流
速）、充满度为 0.5时管道通过的流量时，这
个管段可以不必进行详细的水力计算，直接选
用最小管径和最小设计坡度,该管段称为不计
算管段。
在有冲洗水源时，这些管段可考虑设置冲洗井 定期冲
洗 以免堵塞。
9,3,4 最小设计坡度
1,最小设计坡度,相应于管内最小设计流速时的坡
度叫做最小设计坡度，即保证管道内污
物不淤积的坡度。
2,I min=f（ v min，管道的水力半径 R）。
3
4
22
2
2
R
vn
RC
vIRICv ???
不同管径的污水管道应有不同的最小设计坡度，
管径相同的管道，由于充满度不同，也可以有不同的
最小设计坡度。在表中规定了最小管径管道的最小设
计坡度。
9,3,5 污水管道埋设
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。
1．含义
（ 1）覆土厚度 —— 指管
外壁顶部到地面的距
离；
（ 2）埋设深度 —— 指管
内壁底部到地面的距
离。
覆
土
厚
度
管
道
埋
深
管道
地面（路面）
2．最小埋深
确定污水管道最小埋设深度时，必须考虑下列因
素：
（ 1） 必须防止管内污水冰冻或土壤冰冻而损坏管道
土壤的冰冻深度，不仅受当地气候的影响，
而且与土壤本身的性质有关。所以，不同的地区，
由于气候条件不同，土壤性质不同，土壤的冰冻
深度也各不相同。在污水管道工程中，一般所采
用的土壤冰冻深度值，是当地多年观测的平均值。
● 由于生活污水水温教高，且保持一定的流量不断
地流动，所以污水不易冰冻。由于污水水温的辐
射作用，管道周围的土壤不会冰冻，所以，在污
水管道的设计中，没有必要将整个管道都埋设在
土壤的冰冻线以下。
● 但如果将管道全部埋在冰冻线以上，则会因土壤
冻涨而损坏管道基础。
现行的, 室外排水设计规范, 规定,无保温措施
的生活污水或水温与其接近的工业废水管道,管底
可埋设在土壤冰冻线以上 0.15m。有保温措施或水温
较高或水流不断、流量较大的污水管道，其管底在
冰冻线以上的距离可适当增大，其数值可根据经验
确定。
（ 2）必须保证管道不致因为地面荷载而破坏
为保证污水管道不因受外部荷载而破坏，必须
有一个覆土厚度的最小限值要求，这个最小限值，
被称为最小覆土厚度。此值取决于管材的强度、地
面荷载类型及其传递方式等因素。
现行的, 室外排水设计规范, 规定,在车行道
下的排水管道，其 最小覆土厚度一般不得小于 0.7
m。在对排水管道采取适当的加固措施后，其最小
覆土厚度值可以酌减。
（ 3）必须满足街坊污水管衔接的要求
此值受建筑物污水出户管埋深的控制。从安装
技术方面考虑，建筑物污水出户管的最小埋深
一般在 0.5～ 0.7 m之间，以保证底层建筑污水
的排出。所以街坊污水管道的起端埋深最小也
应有 0.6～ 0.7 m。由此值可计算出街道污水管
道的最小埋设深度。
对每一管道来说，从上面三个不同的要求来看，
可以得到三个不同的管道埋深。 这三个值中，最大
的一个即是管道的最小设计埋深。
3．最大埋深
管道的最大埋深，应根据设计地区的土质、地
下水等自然条件，再结合经济、技术、施工等方面
的因素确定。
一般在土壤干燥的地区，管道的最大埋深不超
过 7～ 8 ｍ ；在土质差、地下水位较高的地区，一般
不超过 5 ｍ 。
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，以提高下游管道的设计高
程，使排水管道继续向前延伸。
9,3,6 污水管道的衔接
1,检查井设置原则,污水管道在管径、坡度、高程、
方向发生变化及支管接入的地方及直线管段每
隔一定距离。
2．污水管道在检查井中 衔接时应遵循两个原则,
（ 1）尽可能提高下游管段的高程，以减少管道埋深，
降低造价；
（ 2）避免上游管段中形成回水而造成淤积。
3．管道的衔接方法：主要有水面平接、管顶平接两种
（ 1） 水面平接,是指在水
力计算中，上游管段终
端和下游管段起端在指
定的设计充满度下的水
面相平，即上游管段终
端与下游管段起端的水
面标高相同。
适用于 管径相同时的衔
接 。
（ 2） 管顶平接,是指在水
力计算中，使上游管段
终端和下游管段起端的
管顶标高相同。采用管
顶平接时，下游管段的
埋深将增加。
这对于平坦地区或埋深较大的管道，有时是不
适宜的。这时为了尽可能减少埋深，可采用水面
平接的方法。
适用于管径不相同时的衔接。
4．注意：
（ 1）下游管段起端的水面和管内底标高都不得高于
上游管段终端的水面和管内底标高。
（ 2）当管道敷设地区的 地面坡度很大时,为调整管
内流速所采用的管道坡度将会小于地面坡度。
为了保证下游管段的最小覆土厚度和减少上游
管段的埋深，可根据地面坡度采用 跌水连接 。
（ 3）在旁侧管道与干管交汇处，若旁侧管道的管
内底标高比干管的管内底标高相差 1m以上时，
为保证干管有良好的水力条件，最好在旁侧管
道上先设跌水井后再与干管相接。
9,4 污水管网水力计算
污水管道设计计算实例
某市一个区的街坊平面图。居住区街坊人口密度
为 350 人 /ha，居民生活污水定额为 120 L/人 ·d 。火
车站和公共浴室的污水设计流量分别为 3 L/s和 4L/s。
工厂甲排除的废水设计流量为 25 L/s。工厂乙排除的
废水设计流量为 6 L/s。生活污水和经过局部处理后
的工业废水全部送至污水厂处理。工厂废水排出口的
管底埋深为 2 m，该市冰冻深度为 1.40 m。试进行该
区污水管道系统的设计计算（要求达到初步设计深
度）。
工厂乙
工厂甲
浴
火车站
河
设计方法和步骤 如下：
1．在街坊平面图上布置污水管道
该区地势北高南低，坡度较小，无明显分水线，
可划分为一个排水流域。支管采用低边式布置，干管
基本上与等高线垂直，主干管布置在市区南部河岸低
处，基本上与等高线平行。整个管道系统呈截流式布
置。
2．街坊编号并计算其面积
将街坊依次编号并计算其面积，列入表中。
用箭头标出各街坊污水排出的方向。
河
至污水厂
火车站
浴
工厂甲
工厂乙
‰ ‰
‰
‰
‰
‰
街坊面积汇总表
街坊编号 1 2 3 4 5 6 7
街坊面积
（ ha）
1.21 1.70 2.08 1.98 2.20 2.20 1.43
街坊编号 8 9 10 11 12 13 14
街坊面积
（ ha）
2.21 1.96 2.04 2.40 2.40 1.21 2.28
街坊编号 15 16 17 18 19 20 21
街坊面积 （ ha） 1.45 1.70 2.00 1.80 1.66 1.23 1.53
街坊编号 22 23 24 25 26 27
街坊面积
（ ha）
1.71 1.80 2.20 1.38 2.04 2.40
3．划分设计管段，计算设计流量
根据设计管段的定义和划分方法，将各干管和主
干管有本段流量进入的点（一般定为街坊两端）、集
中流量及旁侧支管进入的点，作为设计管段的起止点
的检查井并编上号码。
各设计管段的设计流量应列表进行计算。
本例中，居住区人口密度为 350人 / ha，居民污水
定额为 120 L/人 ·d,则生活污水比流量为
486.0
8 6 4 0 0
350120 ???
sq
（ L/s·ha ）
q 1～ 2 = 25 L/s
q 8～ 9= qs· F· kz = 0.486× （ 1.21+1.70） ·kz =1.41·kz
=1.41× 2.3=3.24 L/s
q 9～ 10= qs· F· kz = 0.486× （ 1.21+1.70+1.43+2.21） ·kz
=3.18·kz =3.18× 2.3=7.31 L/s
q 10～ 2= qs· F· kz
= 0.486× （ 1.21+1.70+1.43+2.21+1.21+2.28） ·kz
=4.88·kz =4.88× 2.3=11.23 L/s
q 2～ 3= q s·F· kz + q甲 = (0.486× 2.20+4.88） ·kz+ q甲
= (1.07+4.88)·kz+25 =5.95× 2.2+25
= 13.09+25=38.09 L/s
管
段
编
号
居住区生活污水量 Q1 集中流量
设
计
流
量
L/s
本段流量
转输
流量
q2
L/s
合计
平均
流量
L/s
总变
化
系数
kz
生活
污水
设计
流量
Q1
L/s
本段
L/s
转
输
L/s街坊编号
街坊
面积
104m2
比
流
量
qs
L/s
·10
4m2
流量
q1
L/s
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
4．管渠材料的选择
由于生活污水对管材无特殊要求，且管道的敷
设条件较好，故在本设计中,DN≤400 mm 的管道采
用混凝土管,DN400 mm以上的管道采用钢筋混凝土
管。
5．各管段的水力计算
在各设计管段的设计流量确定后，便可按照污
水管道水力计算的方法，从上游管段开始依次进行
各设计管段的水力计算。
水力计算步骤 如下：
(1) 从管道平面布置图上量出每一设计管段的长
度，列入表中第 2项。
（ 2）将各设计管段的设计流量填入表中第 3项。
设计管段起止点检查井处的地面标高列入表中第 10、
11项。
（ 3）计算每一设计管段的地面坡度，作为确定
管道坡度时的参考。
（ 4）根据管段的设计流量，参照地面坡度，确
定各设计管段的管径、设计流速、设计坡度和设计
充满度。
其余各设计管段的管径、坡度、流速和充满度
的计算方法与上述方法相同。
在水力计算中，由于 Q,D,I,v,h/D各水力
因素之间存在着相互制约的关系，因此，在查水力
计算图时，存在着一个试算过程，最终确定的 D,I、
v,h/D要符合设计规范的要求。
（ 5）根据设计管段的长度和设计坡度求管段的降落
量。如管段 1～ 2的降落量为 I· L＝ 0.002× 110＝ 0.22
m，列入表中第 9项。
（ 6）根据管径和设计充满度求管段的水深。如管段
1～ 2的水深 h＝ D· h/D＝ 0.35× 0.447＝ 0.16 m，列
入表中第 8项。
（ 7）求各设计管段上、下端的管内底标高和埋设深度。
控制点,是指在污水排水区域内，对管道系统的埋深
起控制作用的点。
各条干管的起点一般都是这条管道的控制点。
这些控制点中离出水口最远最低的点，通常是整
个管道系统的控制点。具有相当深度的工厂排
出口也可能成为整个管道系统的控制点，它的
埋深影响整个管道系统的埋深。
确定控制点的管道埋深
? 应根据城市的竖向规划，保证排水区域内各点的污
水都能自流排出，并考虑发展，留有适当余地；
? 不能因照顾个别点而增加整个管道系统的埋深。
对个别点
? 应采取加强管材强度；
?填土提高地面高程以保证管道所需的最小覆土厚度；
? 设置泵站提高管位等措施，减小控制点的埋深,
首先确定管网系统的控制点 。本例中离污水厂
较远的干管起点有 8,11,15及工厂出水口 1点，这
些点都可能成为管道系统的控制点。 1点的埋深受冰
冻深度和工厂废水排出口埋深的影响，由于冰冻深
度为 1.40 m，工厂排出口埋深为 2.0 m,1点的埋深
主要受工厂排出口埋深的控制。 8,11,15三点的埋
深可由冰冻深度及最小覆土厚度的限值决定，但因
干管与等高线垂直布置，干管坡度可与地面坡度相
近，因此埋深增加不多，整个管线上又无个别低洼
点，故 8,11,15三点的埋深不能控制整个主干管的
埋设深度。对主干管埋深起决定作用的控制点则是 1
点。
1点是主干管的起点，它的埋设深度定为 2.0 m，
将该值列入表 12－ 6中第 16项。
1点的 管内底标高等于 1点的 地面标高减去 1点
的 埋深,为 86.200－ 2.00＝ 84.200 m，列入表中第
14项。
2点的管内底标高等于 1点的管内底标高减去管
段 1～ 2的降落量，为 84.200－ 0.220＝ 83.98 m，列
入表 12－ 6中第 15项。
2点的 埋设深度 等于 2点的 地面标高 减去 2点的 管
内底标高,为 86.100－ 83.98＝ 2.12 m，列入表 12
－ 6中第 17项。
8～ 2,11～ 4,15～ 6三条污水干管各设计管段
均为不计算管段，管段间衔接采用管顶平接。
（ 8）计算管段上、下端水面标高。
管段上下端 水面标高等于 相应点的 管内底标高
加水深 。如管段 1～ 2中 1点的水面标高为
84.200+0.16＝ 84.36 m，列入表中第 13项。
根据管段在检查井处采用的衔接方法，可确定
下游管段的管内底标高。
1) 管段 1～ 2与管段 2～ 3的管径相同，采用水面平接。
则这两管段在 2点的水面标高相同。于是，管段 2～ 3
中 2点的管内底标高为 84.14－ 0.22＝ 83.92 m。
2）如管段 4～ 5与管段 5～ 6管径不同，可采用管顶平接。
则这两管段在 5点的管顶标高相同。然后用 5点的管
顶标高减去 5～ 6管径，得出 5点的管内底标高。
在进行管道的水力计算时，应注意如下问题：
① 慎重确定设计地区的控制点。这些控制点常位于
本区的最远或最低处，它们的埋深控制该地区污
水管道的最小埋深。各条管道的起点、低洼地区
的个别街坊和污水排出口较深的工业企业或公共
建筑都是控制点的研究对象。
② 研究管道敷设坡度与管线经过的地面坡度之间
的关系。使确定的管道坡度在满足最小设计流速
的前提下，既不使管道的埋深过大，又便于旁侧
支管的接入。
③ 水力计算自上游管段依次向下游管段进行，随着
设计流量逐段增加, 设计流速也应相应增加 。如
流量保持不变，流速不应减小。只有当坡度大的
管道接到坡度小的管道时，下游管段的流速已大
于 1.0 m/s（陶土管）或 1.2 m/s（混凝土、钢筋
混凝土管道）的情况下，设计流速才允许减小。
设计流量逐段增加，设计管径也应逐段增大,但
当坡度小的管道接到坡度大的管道时，管径才可
减小，但缩小的范围不得超过 50～ 100 mm，并不
得小于最小管径。
④ 在地面坡度太大的地区，为了减小管内水流速
度，防止管壁遭受冲刷，管道坡度往往小于地面
坡度。这就可能使下游管段的覆土厚度无法满足
最小限值的要求，甚至超出地面，因此应在适当
地点设置 跌水井 。
当地面由陡坡突然变缓时，为了减小管道埋
深，在变坡处应设 跌水井 。
⑤ 水流通过检查井时，常引起局部水头损失。为了
尽量降低这项损失，检查井底部在直线管段上要
严格采用直线，在转弯处要采用匀称的曲线。通
常直线检查井可不考虑局部水头损失。
⑥ 在旁侧管与干管的连接点上，要考虑干管的已
定埋深是否允许旁侧管接入。同时为避免旁侧
管和干管产生逆水和回水,旁侧管中的设计流
速不应大于干管中的设计流速 。
⑦ 初步设计时，只进行干管和主干管的水力计算。
技术设计时，要进行所有管道的水力计算。
6．绘制管道平面图和纵剖面图
污水管道平面图和纵剖面图的绘制方法见本
章第五节。本例题的设计深度仅为初步设计，所
以，在水力计算结束后将求得的管径、坡度等数
据标注在管道平面图上。同时，绘制出主干管的
纵剖面图。
9,5 绘制管道平面图和纵剖面图
平面图和纵剖面图是排水管道设计的主要组成
部分。污水管道设计和雨水管道设计均应绘制相应
的管道平面图和纵剖面图，二者在绘制要求上基本
是一致的。根据设计阶段的不同，图纸所体现的内
容和深度也不同。
1．平面图的绘制
平面图是管道的平面布置图，应反映出管道的
总体布置和流域范围，不同设计阶段的平面图，其
要求的内容也不同。
初步设计阶段，一般只绘出管道平面图 。采用的
比例尺通常为 1,5000～ 1,10000，图上应有地形、
地物、河流、风向玫瑰或指北针等。新设计和原有的
污水（或雨水）管道用粗单实线表示，只绘出主干管
和干管。在管线上画出设计管段起止点的检查井并编
号，标出各设计管段的服务面积，可能设置的泵站等。
注明主干管和干管的管径、坡度和长度等。此外，还
应附有必要的说明和工程项目表。
技术设计（或扩大初步设计）和施工图设计阶段,
采用的比例尺通常为 1,500～ 1,5000，图上内容除
反映初步设计的要求外，要求更加具体、详尽。要求
注明检查井的准确位置和标高，污水管道与其它地下
管线或构筑物交叉点的准确位置和标高，以及居住区
街坊连接管或工厂排出管接入污水干管或主干管的准
确位置和标高。地面设施包括人行边道、房屋界限、
电杆、街边树木等。图上还应有图例、主要工程项目
表和施工说明。
2．纵剖面图的绘制
纵剖面图是管道的高程布置图，应反映出管道
沿线的高程位置，它和平面图是相互对应的。
图中，一般用细实线加图例表示原地面高程线和
设计地面高程线，用双粗实线表示管道高程线，用
中实线的双竖线表示检查井。
对于工程量较小，地形、地物比较简单的污水
（或雨水）管道工程，可不绘制纵剖面图，只需将
设计管段的管径、坡度、管长、检查井的标高以及
交叉点等内容注明在平面图。
但在较大工程中，情况比较复杂，必须绘制纵
剖面图以明确管道的高程情况。在纵剖面图上应绘
出原地面高程线和设计地面高程线，管道高程线，
检查井及支管接入处位置、管径和高程，与其它地
下管线、构筑物或障碍物交叉点的位置和高程，沿
线地质钻孔位置和地质情况等。
初步设计一般不绘制剖面图。
在剖面图的下方要画一表格，表中列出检查井
号、管道长度、管径、管道设计坡度、设计地面高
程、设计管内底高程、埋设深度、管道材料、接口
形式和基础类型。有时也将流量、流速、充满度等
水力计算数据注上。纵剖面图的比例尺，常采用横
向 1,500～ 1,2000，纵向 1,50～ 1,200。
除管道的平、剖面图外，技术设计和施工图设
计中，还应包括管道附属构筑物的详图、管道交叉
点特殊处理的平、剖面图等。附属构筑物可在, 给
水排水标准图集, 中选用。
【 思 考 题 】
1．什么是设计管段？如何划分设计管段？每
一设计管段的设计流量可能包括哪几部分？
2．污水管道水力计算的目的是什么？在水力
计算中为什么采用均匀流公式？
3．什么叫不计算管段？对于不计算管段需采
取什么技术措施？
4．污水管道水力计算中，对设计充满度、设
计流速、最小管径和最小设计坡度是如何规定的？
为什么这样规定？
【 思 考 题 】
5．什么叫生活污水的比流量？如何计算？
6．污水管道的最小埋深受哪些因素影响？如何
确定？
7．在进行污水管道的衔接时，应遵循什么原则？
衔接的方法有哪些？
8．污水管道水力计算的方法和步骤是什么？计
算时应注意哪些问题？
9．怎样绘制污水管道的平、剖面图？
