城市污水之城市排水系统的体制和组成.pdf

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1、第一章第一章城市污水之城市排水系统的体制和组成城市污水之城市排水系统的体制和组成课程学习目标和差不多要求：(1)全面把握和了解城镇排水工程系统规划的差不多概念、常识。(2)准确把握有关城镇排水管网设计的差不多原理以及相关的运算方法。第一节第一节都市排水系统的体制和组成都市排水系统的体制和组成排水系统：为了系统地排除和处置各种废水而建设的一整套工程设施。排水体制：污水不同的排出方式所形成的排水系统。一、规划与定线一、规划与定线排水沟道系统应依照都市规划和建设情形统一考虑，分期建设。排水沟道系统使用年限长，改建困难，因此，应按远期水量设计，远期的规划年限应与都市的总体规划相和谐。排水沟道系统的平面

2、布置，应依照地势、道路建设情形、原有和规划的地下设施，施工条件以及都市污水处理厂的位置等许多因素综合考虑确定。排水沟道的流向与在街道上的位置应与街道的坡度和谐、配合。堵塞溢流在一样情形下，排水沟道应尽量幸免设在车行道下，如不可幸免，应充分考虑施工对交通和路面建设的阻碍。二、排水系统的体制二、排水系统的体制合流制排水系统将生活污水、工业废水和雨水混合在同一套沟道内排除的系统。分直排式合流制排水系统和截流式合流制排水系统两种。分流制排水系统将污水和雨水分别在两套或两套以上各自独立的沟道内排除的系统。分完全分流制排水系统、不完全分流制排水系统和半分流制排水系统。河流1 1、直排式合流制排水系统直排式

3、合流制排水系统见图 11将排除的混合污水不经处理和利用就近直截了当排入水体。以往的老都市差不多差不多上采纳这种排水体制。特点：对水体污染严峻；沟道建设相对较少，又不建污水厂，因此投资较低；不能满足环境爱护的需要，一样不宜采纳。改造这种系统时，常采纳截流式合流制排水系统。截流管污水厂溢流井2 2、截流式合流制排水系统截流式合流制排水系统见图 12在早期建设的基础上，沿水体岸边增建一条截流干沟，并在干沟末端设置污水厂。同时，在截流干沟与原干沟相交处设置溢流井。特点：投资比直排式高；比直排式有了较大的改进；但在雨天，仍可能有部分混合污水因直截了当排放而污染水体，在多雨地区，污染可能仍旧严峻；随着环境

4、质量标准的提高，这种系统也将满足不了要求。3 3、完全分流制排水系统完全分流制排水系统见图 13生活污水和工业废水通过污水排水系统排至污水厂，经处理后排入水体；雨水那么通过雨水排水系统直截了当排入水体。特点：投资一样比截流式高；雨水污水分流，环保效益较好；将导致初污雨水直截了当进入水体形成污染；适用于工矿企业和新建的都市。4 4、不完全分流制排水系统不完全分流制排水系统见图 14只设有污水排水系统，没有完整的雨水排水系统，各种污水通过污水排水系统排至污水厂，经处理后排入水体；雨水那么通过地面漫流进入不成系统的明沟和小河，然后进入水体。特点：无雨水排水系统，投资比较少；受地势的限制；适用于进展中

5、的城镇、工业区和居住区可分步投资，先建污水系统，再完善雨水系统。5 5、半分流制排水系统、半分流制排水系统见图 14在完全分流制排水系统的基础上改进的。在雨水干沟上设置雨水跳跃井可截留初污雨水进入污水沟道。雨水干沟流量不大时，雨水与污水一起进入污水处理厂处理；雨水干沟流量超过截流量时，跳跃截流口经雨水出流干沟排入水体。特点：环境效益最好；在生活水平高、环境质量要求高的城镇能够采纳。目前尚无实例。排水体制的选择原那么排水体制的选择原那么：三、三、排水系统的组成部分排水系统的组成部分排水系统是收集、输送、处理、利用及排放废水的全部工程设施。排水系统排水系统图 16沟道系统收集和输送废水的工程设施

6、污水厂改善水质和回收利用污水的工程设施 出水口废水排入水体的工程设施（一）（一）都市污水系统都市污水系统都市污水系统的作用是收集住宅和公共建筑的污水并输送至污水厂，由五部分组成。1、房屋污水管道系统联结室内用水设备和室外沟道，以排除用过的水。见教材。污、废水在排水管系中的流淌并不是一相流，而是出现复杂的气水两相流。水封高度存水弯中存有的水柱的高度。水封层越厚，防止气体穿透的能力越强；但水封层太高，又会使存水弯底部容易产生沉积脏物，且安装也较困难。水封高度按不同的卫生器具类型宜在 25100mm 范畴内选用。2、都市污水沟道系统分坊内沟道和坊外沟道。有支沟、干沟和总干沟以及一些附属设施组成。为了

7、便于清通，每段沟道都呈直线，段与段之间设窨井。倒虹管等，第三节会学到。3、污水泵站及压力管道4、污水厂5、出水口和事故排放口（二）（二）工厂排水系统工厂排水系统工厂排水系统的作用是收集各车间及其他排水对象所排出的废水，送至回收利用、处理构筑物，或直截了当排入都市排水系统。由五部分组成。1、车间内部沟道系统和设备见教材2、厂内沟道系统见教材，详细讲解图 111其他的组成部分与都市污水系统相同3、污水泵站及压力管道4、污水厂5、出水口和事故排放口（三）（三）雨水排水系统雨水排水系统雨水排水系统的作用是收集雨水径流，排入水体。由五部分组成。1、房屋雨水管道系统收集屋面雨水，并将其排入室外的雨水沟道系

8、统。2、街坊或厂区雨水沟道系统窨井、操纵井等。3、街道雨水沟道系统有检查井、跌水井、出水口和雨水口等。4、排洪沟5、雨水泵站及压力管必要时抽升部分或全部雨水。第二节第二节 沟道及沟道系统上的构筑物沟道及沟道系统上的构筑物一、概述一、概述见教材沟道的差不多要求对管材的要求沟道的差不多要求对管材的要求：1、不渗水否那么将降低沟道的排水能力或是污染邻近的地下水。2、抗腐蚀和耐冲刷磨损某些污水和地下水有腐蚀性，杂质有冲刷磨损作用。3、水力性能好内壁面整齐光滑，减少水流阻力，保持水流畅通。4、能承担外压力土压力、车辆压力和内部水压，而且在运输和施工中不致破裂。5、价格廉价，易于施工，使用寿命长应就地取材

9、，考虑预制管件和快速施工的可能性，以降低造价以及运输和施工费用，从而降低整个沟道系统的造价。二、二、沟管沟管通常是圆形的非金属管子。圆形：水力性能好。在一定坡度下，在指定断面面积下，水力半径最大，因此流速大，流量也大。此外，便于预制，使用材料经济，对外压抗击力较强。能获得较高的稳固性，运输、施工和养护方便。非金属：抗腐蚀性、耐冲刷磨损性和经济性都优于金属管。只有在外力专门大或对渗漏要求专门高的场合才采纳金属管。(一一)混凝土管混凝土管混凝土管适用于排除雨水、污水。管径一样小于 450 mm，长度为 0.61 m。管口有承插式、企口式和平口式见图 1-12。前两种方式适用于中、小口径的管道，后一

10、种适用于大口径的管道。管间连接方式管节间用水泥砂浆或沥青油膏填封，前者为刚性，强度高，适用于一样废水管道和水头低于 5 m 的低压管，后者为柔性，适用于地基较差的管道连接，能承担微量的不平均沉陷下同。混凝土管一样在专门的工厂预制，也能够现场浇制。混凝土管的制造方法有捣实法、压实法和振荡法。优点：原料较易获得，设备、制造工艺简单。缺点：抗蚀性较差，既不耐酸也不耐碱；抗渗性也较差；管节短、接头多，施工复杂。(二二)钢筋混凝土管钢筋混凝土管钢筋混凝土管适用于排除雨水、污水。管径一样 5002400 mm，长度在 13 m 之间。口径在 700 mm 以上时，采纳内外两层钢筋，钢筋的混凝土爱护层为25

11、 mm。当管道埋深较大或敷设在土质条件不良的地段，以及穿越铁路、河流、谷地时，都可采纳钢筋混凝土管还能够用金属管。除用于无压管外，亦可用作倒虹管以及泵站的压力管。其它优缺点同混凝土管。管口：承插、企口和平口。制造方法：捣实法、压实法和振荡法。其它优缺点同混凝土管。(三三)陶土管陶土管陶土管差不多适用于各种水质，专门是酸性废水。缺点是质脆易碎，不宜敷设在松土和地质不稳固地区如土崩或地震地区。烧制过程烧制过程管径管径 管长管长外形外形图 113(四四)金属管金属管铸铁管、钢管铸铁管、钢管在外力专门大或对渗漏要求专门高的场合下才采纳金属管。在压力管线上和施工专门困难的场合也常采纳。优点：质地牢固，抗

12、压抗震抗渗透性好，水流阻力小内壁光滑，管节长、接头少。缺点：价格昂贵，抗腐蚀性差。(五五)UPVC)UPVC 管管白色塑料管(六六)玻璃钢管玻璃钢管(七七)HDPE)HDPE 管管合理选择管材的原那么合理选择管材的原那么1、静力学方面，必须具有较大的稳固性，在承担荷载时应是稳固的和牢固的。2、水力学方面，应具有最大的排水能力，在一定的流速下不产生沉淀物。3、经济方面，市场供应充足，单长造价较低。4、养护方面，应便于冲洗和清淤，使用寿命长。5、适用性方面，不易被腐蚀和磨损。专门说明：生活污水以及中性或弱碱性pH=810的工业废水，上诉管材都适用，当生活污水沟道，河流污水沟道采纳混凝土或钢筋混凝土

13、管材时，由于沉积污泥会析出硫化氢腐蚀沟道，可在沟道内加入专门的衬层多由沥青，煤焦油或环氧树脂材料做成；假如是碱性pH10的工业废水，用陶土管或砖渠；假如是较强酸性pH5的工业废水，用陶土管、耐酸水泥砌的砖渠或内壁涂有塑料或环氧树脂衬层的管道；其它情形下，可依照各管材的优缺点进行选择。三、三、沟渠沟渠常用沟渠断面见图 1-14，各断面优缺点见教材。四、管道基础四、管道基础常用的管道基础有：砂土基础、灰土基础、混凝土基础。各种基础的形式、做法和适用条件参见给水排水标准图集S222。五、窨井五、窨井各种检查井窨井，又称检查井，要紧是为了检查、清通和连接沟道而设置的 见图 1-15。文字说明在 p24

14、检查井的位置：沟道交汇、转弯处；管道尺寸、标高或坡度变化处；直线沟道上每隔一段距离处；专门用途处。具体技术说明见教材 p23窨井井身和井盖的材料见教材 p23 和 p24。井身与地面的距离见教材 p25。标准设计参见给水排水标准图集S231S232S233六、跌水井六、跌水井当上下游沟段显现较大的落差(大于 1m)时，一样窨井不再适用，改用跌水井连接。管道直径小于等于 200mm 时，一次落差不宜超过 6m，管道直径为 300400mm 时，一次落差不宜超过 4m，管径大于 400mm 时，其一次跌水高度和跌水方式应通过水力运算确定。跌水井是设有消能设施的窨井，它能够克服水流跌落时产生的庞大冲

15、击力，宜设在直线沟段转弯处不宜设。跌水井的构造见教材。跌水井有多种形式：竖管式、竖槽式、阶梯式和堰坝式。标准设计参见给水排水标准图集S234图 1-20 竖管式跌水井和图 1-21 阶梯式跌水井七、水封井七、水封井当工业废水中含有易燃的挥发性物质时如汽油类物质，它的沟道水面空间常充满空气和易燃气体的混合物，易发生爆炸，并点燃水面浮油，火有窜入车间的危险。为防止这种气体进入车间，在连接车间内、外沟段的窨井中应设置水封，这种窨井叫水封井图 1-22。当排泄这类废水的沟道专门长时，在沟道适当的位置也应设置水封井。这类沟道具有危险性，定线时要注意安全问题。水封的深度一样为 0.25m，井上设通风管其管

16、径不得小于 100mm，井底设沉泥槽。八、溢流井八、溢流井(见教材)在合流沟道与截留沟道的交接处，设置溢流井以完成截留(晴天)和溢流(雨天)的作用。截流槽式溢流井图 1-23溢流井示意图图 1-24九、跳越井九、跳越井(见教材)一样用于半分流制排水系统，设在截留沟道与雨水沟道的交接处图 1-25。十、冲洗井十、冲洗井(见教材)当污水在沟道内的流速不能保证自清时，为防止淤积可设置冲洗井。冲洗井一样适用于管径小于 400mm 的较小沟道，冲洗沟道长度一样为 250m左右见图 1-26。十一、潮门井十一、潮门井(见教材)为防止潮水或河水倒灌进排水沟道，在排水沟道出水口上游的适当位置应设置潮门井，潮门

17、井是装有防潮闸门的窨井见图 1-27。十一、雨水口十一、雨水口雨水口是在雨水沟道或合流沟道上收集地面雨水的构筑物。设在交叉路口、路侧边沟的一定距离处以及设有道路边石的低洼地点(宜设在汇水点或截水点，不宜设在汇水专门少或不便的地点)。雨水口的形式和数量应按汇水面积上所产生的径流量和雨水口的泄水能力来确定。雨水口包括进水篦、井身和连接管三部分。形式：边沟雨水口 进水篦稍低于边沟底水平放置图 1-28、侧石雨水口 进水篦嵌入边石垂直放置图 1-29和联合式雨水口图 1-30。汇水能力与适用条件p31间距p31篦面高p31与窨井的连接p31雨水口井身一样不大于 1.0m，一样为 0.60.8m。其泄水

18、能力及适用条件见给水排水标准图集S235。图 1-28 边沟雨水口图 1-29 侧石雨水口十二、十二、倒虹管倒虹管定义：倒虹管由进水井、沟管及出水井组成。分直管式和折管式。位置：穿越河道、铁路、洼地、或地下构筑物等障碍物不能按原高程通过；尽可能与障碍物轴线垂直。数目：穿越小河，旱沟，洼地时可设 1 条；穿越河道时一样设两条，1用 1 备穿过河道的倒虹管，应选择在河床和河岸较稳固、不易被冲刷的地段及埋深较小的部位敷设。管顶与河床的垂直距离一样不小于 0.5m。；穿越专门重要的构筑物时应设 3 条，2 用 1 备。长度：角度：管材和管径选择：流速：进出水井：图 1-34 躲开地下管道的直式倒虹管图

19、 1-33 穿越道河的折管式倒虹管防止倒虹管内污泥淤积的措施前面都差不多讲了，那个地点再次强调防止倒虹管内污泥淤积的措施前面都差不多讲了，那个地点再次强调(1)提高倒虹管内的设计流速：一样采纳 1.21.5m/s；(2)最小管径采纳 200mm；(3)在进水井或靠近进水井的上游沟道的窨井底部设沉淀槽；(4)折管式倒虹管的上升管与水平线夹角应不大于 30。十三、十三、管桥管桥沟道穿过谷地时，能够不变更坡度而用栈桥或桥梁承托沟管，这种构筑物称为管桥。十四、十四、出水口见教材出水口见教材沟道出水口的位置和形式应依照出水水质、水体的水位及其变化幅度、水流方向、下游用水情形、边岸变迁(冲、淤)情形和夏季

20、主导风向等因素确定，并要取得当地卫生主管部门和航运治理部门的同意。污水和受水水体需充分混合时，出水口常长距离伸入水体。雨水出水口设在常水位以上。污水出水口应尽可能在常水位以下。出水口与河道连接处，一样设置护坡或土墙。出水标高比水体水面高出专门多时，应考虑设置单级或多级跌水设施。第二章第二章都市污水管道系统的规划设计都市污水管道系统的规划设计第一节第一节 沟道中的水流情形沟道中的水流情形污水在沟道系统中的流淌特点1.管网呈树枝状且沿程流量递增；2.靠重力流淌；3.污水中含有杂质 清水；过水断面面积变化；粗糙系数发生变化。近似按清水出厂管运算；4.沟道中流速沿程有变化：沿程流量有变化；转弯，交叉，

21、变径等处流速有变化。近似按稳固平均流运算。第二节第二节 污水沟道水力学设计的原那么污水沟道水力学设计的原那么沟道水力学设计：依照水力学原理确定沟道的管径，坡度和高程。一一.设计原那么设计原那么见教材1.不溢流2.不淤积3.不冲刷沟壁4.要注意通风第三节第三节 沟道水力学运算用的差不多公式沟道水力学运算用的差不多公式一.水力运算公式1.流量公式：Q=Av(4.2.1)式中：Q设计流量m3/s；A水流有效断面面积m2；v流速m/s。12.流速公式：vR3I2n21式中：v流速m/s；R水力半径m；I水力坡降；n粗糙系数。3.方程组：流速公式；qv=二.污水设计流量运算污水管道系统是由污水管道及管道

22、系统上的附属构筑物组成。污水管渠道设计的要紧内容包括：划分排水流域，进行管网定线；划分设计管段，确定各设计管段的设计流量；进行管渠道的水力运算，确定管径、坡度、流速及埋深等；绘制管渠道平面图及剖面图。2.1 污水设计流量运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。2.1.1 设计污水量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 8090采纳。对给排水系统完善的地区可按 90计，一样地区可按 80计。综合生活污水定额(还包括公共建筑排放的污

23、水)注意：采纳平均日污水量定额。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。2.1.2 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=KdKh1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纳。

24、1查表生活污水量总变化系数污水平均日流量L/s5总变化系数 Kz注：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，可按实际数据采纳。2公式运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运算公式。它反映了我国总变化系数与平均流量之间的关系：15407010020050010002.32.01.81.71.61.51.41.32.3 2.7Kz0.11Qd1.3Qd55Qd1000Qd1000式中 平均日平均时污水量L/s。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：工业种类时变化系数 Kh冶金1.01.1化工

25、1.31.5纺织1.52.0食品1.52.0皮革1.52.0造纸1.31.83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：一样车间 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。113污水设计流量运算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运算：Q1q1N1kzq1N1kz(L/s)24360086400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。它与都市的进展规模及人口

26、的增长率有关。2工业废水设计流量Q2k2iq2iN2i(1 fi)3.6Ti(m3/d)式中q2i 各工业企业废水量定额，m3/万元，m3/单位产量或m3（单位生产设备/d）N2i 各工业企业产值，万元/d，或产量，或生产设备数量fi 各工业企业生产用水重复使用率。Ti 各工业企业最高日生产小时数；k2i 各工业企业废水量的时变化系数。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运算：kh3aiq3aiN3aiq3biN3biQ3(L/s)3600T36003aikh3a1q3a1N3a1kh3a2q3a2N3a2q3b1N3b1q3b2N3b2Q336

27、00T36003ai4公共建筑污水设计流量可利用综合污水定额运算，如有具体资料也可单独运算。Q4kqNh4i 4i4i(L/s)3600T4i式中Q4 各公共建筑污水设计流量L/s；Q4i 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；hKh4i各公共建筑污水量时变化系数。5都市污水设计总流量Q Q1Q2Q3Q4(L/s)【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=80L/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，一样车间 10%职工淋浴。求该工业区生活污水

28、总设计流量。解：1.居住区生活污水设计流量Q1q1 N1kz804000kz 3.7kz 3.72.3 8.51(L/s)86400864003.7L/s 5L/skz 2.32工业企业的生活污水和淋浴污水设计流量q3a1 25L/人 班；q3a2 35L/人 班；N3a11000 75%750人；N3a21000 25%250人；q3b1 40L/人 班；q3b2 60L/人 班；N3b1 250 70%175人；N3b2 750 10%75人。T3ai 8h；Kh3a1 3.0；Kh3a2 2.5。Q3kh3a1q3a1N3a1kh3a2q3a2N3a2q3b1N3b1q3b2N3b236

29、00T3ai3600750253250352.5754017560 6.41(L/s)3600836003生活污水总设计流量Q Q1Q38.516.4114.92(L/s)22管段设计流量运算1设计管段的划分1设计管段：两个检查井之间的管段，假如采纳的设计流量不变，且采纳同样的管径和坡度，那么称它为设计管段。2划分设计管段：只是估量能够采纳同样管径和坡度的连续管段，就能够划作一个设计管段。依照管道的平面布置图，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

30、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。关于某一设计管段，本段流量是沿管段长度变化的，即从管段起点的零逐步增加到终点的全部流量。为便于运算，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运算，公式如下：q1 qsF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/sha。比流量是指单位面积上排出的平均污水量。可用下式运算：qsn

31、86400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运算：qijq1q2kzq3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。第四节第四节 水力学算图水力学算图第五节第五节 沟道水力学设计数据沟道水力学设计数据5.1污水管道设计参数水力运算的两个差不多公式给出了流量 Q、流速 v、粗糙系数 n、水力坡度 I、水力半径和过水断面面积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。2.3.1 设计充满度1设计充满度h/D：在设

32、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时称为满流；当 h/D1 时称为不满流。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。缘故是：污水的流量专门难精确确定，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爱护治理。一.设计充满度充满度定义：沟道中的水深 h 和管径 D或渠深 H的比值。如 p43 图。设计充满度：沟道是按不满流的情形进行设计的。在设计流量下，沟道中的

33、水深h 和管径 D或渠深 H的比值 c 称为设计充满度。1.按不满流进行设计h/D1h/D h/Dmax最大设计充满度h/Dmax见表 22室外排水设计规范排水管渠的最大设计充满度和超高，应符合以下规定：(1)重力流污水管道 应按非满流运算，其最大设计充满度，应按室外排水设计规范表 4.2.4 的规定取值；表 4.2.4最大设计充满度管径或渠高mm2003003504505009001000最大设计充满度0.550.650.700.75注：在运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)雨水管道和合流管道应按满流运算；(3)明渠超高不

34、得小于 0.2 m。按不满流进行设计缘故：留出一定空间，使管道通风；考虑未预见水量；便于沟道的疏通和爱护治理，在一定条件，可提高流速，减少淤积流速和充满度的关系见教材手画图。h/D，排量；h/D；流速。2.按满流设计h/D1雨水沟道系统按满流设计h/D1qv满qvq未预见，q未预见1020qv室外排水设计规范规定，明沟超高 渠中设计水面与渠顶间高度 不小于 0.2m。二.设计流速定义：沟道中流量到达设计流量时的水流速度。1.最大设计流速防止冲刷沟道：金属管 10m/s，非金属管 5m/s2.最小设计流速防止沟道淤积：污水沟道 0.6m/s，明沟 0.4m/s。防止淤积所需的沟道设计流速的最小限

35、值同废水中夹带的悬浮物的性质(颗粒大小、相对密度)有关。同时，平坦地区，最小流速不宜定得过大。就整个污水沟道系统而言，各设计沟段的设计流速从上游到下游最好是逐步增加的。3.自清流速保证沟道自动清洗的最小速度：v清0.7m/s 支管，街坊管：vvmin繁华街道支管：vv清三.最小管径管径越小，堵塞机会越多，爱护养护费用越高；管径越小，流速一定，坡度会增加专门快。街坊和厂区管道：Dmin=200mm；街道管道：Dmin=300mm。排水管道的最小管径与相应最小设计坡度，宜按本规范表 4.2.10 的规定取值。表 4.2.10最小管径与相应最小设计坡度管 道类 别污水管雨水管和合流管雨水口连接管压力

36、输泥管重力输泥管最小管径mm300300200150200相应最小设计坡度塑料管 0.002，其他管 0.003塑料管 0.002，其他管 0.0030.010.01四.最小设计坡度和不运算管断的最小设计坡度1.最小设计坡度：坡度和流速存在一定的关系，同最小设计流速相应的坡度确实是最小设计坡度。满流或半满流时，相应于最小设计流速的坡度1vR3I2 I=(nv/R2/3)2n21Dmin=200mm,imin=0.004Dmin=300mm。imin=0.0032.不运算管段定义：由于上游沟道系统上，沟道受水面积比较，流量较小，当设计流量小于最小管径在最小设计流速条件下，h/Dh/Dmax时的流

37、量，该段称不运算管段，按最小管径，最小坡度设计。街坊：Dmin=200mm,街道：Dmin=300mm,QQD=200，v=0.6,h/D=0.5511.4L/simin=4QQD=300，v=0.7,h/D=0.5529.1L/simin=3五.沟道的埋设深度和覆土厚度埋设深度定义：指沟底的内壁到地面的距离。覆土厚度定义：沟顶的外壁到地面的距离。1.最小埋设深度：为了满足技术的要求所规定的埋深的最小限值。1必须防止沟道内污水结冰或土壤冻胀破坏沟道，H1=HB-0.15；地面（路面）覆土厚度管道管道埋深污水在沟道中冰冻的可能与污水的水温顺土壤的冰冻深度等因素有关。无保温措施的生活污水沟道或水温

38、顺它接近的工业废水沟道，沟底在冰冻线之上的距离不得大于 0.15m。2防止外荷载破坏沟道，车行道下最小覆土厚度不宜小于 0.7房屋排出管的最小埋深通常采纳 0.550.65m。H2=0.7+D+0.1=0.8+D；(3)满足沟道在衔接上的要求，H3=h+iL+h1-h2+h管径之差?式中：d街沟的最小覆土厚度，m；h街区或厂区内的污水沟道起端的最小埋深，m；i街区或厂区内的污水沟道和连接支管的坡度；L街区或产区内的污水沟道和连接支管的总长度，m；h1街沟窨井处地面高程，m；h2街区或厂区内的污水沟道起点窨井处地面高程，m。例题：某工程冰冻深度 HB1.0m，h1-h20.05m，h=0.6m,

39、街坊沟道长 150m，求街道沟道 300mm 的最小埋深？解：H1=HB-0.151.00.150.85m,H2=0.8+D=0.8+0.3=1.1mH3=h+iL+h1-h2+h=0.6+4150+(-0.05)+0.1=1.25m三 个 限 值 中 的 最 大 值 确 实 是 这 一 沟 段 的 承 诺 最 小 覆 土 厚 度Hmin=maxH1,H2,H3=1.25m2.最大埋设深度：依照技术经济指标和施工方法而确定的埋深的最大限值。关于干燥性土壤，Hmax78m；在多水、流沙、石灰岩地层土壤，Hmax5m以上所讲，仅作参考，具体设计时，能够依照具体情形作具体的调整。第六节 沟段的衔接一

40、.窨井上下游的沟段在衔接时应遵循的原那么：尽可能提高下游沟道高程，以减少埋深，从而降低造价，在平坦地区这点专门重要；幸免在上游沟段中形成回水，造成淤积；井下游沟底高程不得高于井上游沟底高程；井下游水面高程不得高于井上游水面高程。二.衔接方式：1.水面平接：适用：同管径或管径渐增特点：易回水，会产生淤积2.沟定平接：适用：同管径或管径渐增特点：增加埋深3.沟底平接：适用：同管径或管径渐减例题：见教材最后一页和第一页。第三章第三章污水沟道系统的设计污水沟道系统的设计第一节第一节 污水设计流量的确定污水设计流量的确定污水设计流量污水设计流量：污水沟道的设计流量是设计期限(2030 年)终了时的最大日

41、(或最大班)最大时的污水流量,它包括生活污水设计流量和工业废水设计流量,在地下水位较高的地区，宜适当考虑地下水渗入量。一一.生活污水设计流量的确定：生活污水设计流量的确定：城镇居住区和工厂居住区的生活污水设计流量是按每人每日平均排出的污水量、使用沟道的设计人数和总变化系数运算的，一居住区式中：qv居住区的生活污水设计流量；qvn居住区的生活污水量标准见附录二；N使用沟道的设计人数；K总总变化系数。1.居住区的生活污水量标准 qvn的取值与室内卫生设备的情形当地气候生活水平生活适应有关。1从总体规划中查得；2采纳居住区生活污水量标准见附录二；3按本地区或相似地区实际统计得居住取用水量推测。2.设

42、计人口数 N：设计期限终了时的预估人口数，与都市的进展规模及人口的增长率有关。估算方法(1)按都市总体规划确定的人口密度运算：式中：P人口密度，即单位面积上的人口数，人/hm2，分为都市人口密度和街坊人口密度；A排水区域的面积，公顷hm2。估算方法(2)按人口自然增长率估算：式中：N设计人口数，即 n 年后的估量人口数；N0现在人口数；人口自然增长率；n设计期限，2030 年。3.总变化系数 K总居住区的生活污水量标准 qvn是一个平均值。流入污水管道的污水量时刻在变化，变化程度通常用变化系数表示。日变化系数 K 日一年中最大日污水流量与平均日污水量的比值。时变化系数 K 时最大日中最大时污水

43、量与该日平均时污水量的比值。总变化系数 K 总最大日中最大时污水量与平均日平均时污水量的比值。K总KdKhqvn一定，N,K总；N 一定，qvn，K总；qvnN，K总；K总见教材 66 页4.比流量：设计沟道单位排水面积的平均流量见教材 66 页设计沟段的排水面积 A 的确定划分街坊的泄水面积方式：围坊式：通常用各街角的角平分线划分街坊成 4 块，每块街坊的污水假定排入相近的接沟。低侧式：通常假定整块街坊的污水排入在其低侧的街沟中。对边式：通常将街坊面积用中线划分，被划分的街坊的污水假定排入邻近的街沟中。N=PAP=N/AA1城区总面积，N/A1都市人口密度方案和初步设计A2街坊面积，N/A2

44、街坊人口密度精确设计二工业企业生活污水以及淋浴污水设计流量见 67 页公式35二二.工业废水设计流量工业废水设计流量包括两部分：工业企业内生活污水量、淋浴污水量。工业企业的工业废水量。工业企业内生活污水量、淋浴污水量。，K总工厂生产区的生活污水流量不大，收集和输送这部分污水的沟管能够采纳最小管径200mm，不需要进行运算，当流量较大需要运算时，可参考书中表 32，或用 67 页公式35工业企业的工业废水量。按工厂或车间每日产量和单位产品 每件产品，每吨产品等 的废水量运算。1.m 的取值（1）参考相似已有企业的数据（2）用工业用水量标准来估算（3）实测2.M 的取值：由工厂企业提供3.K总Kd

45、KhKd1.0K总KhKh：实测；参考体会。按生产设备的数量和每一生产设备的每日废水量进行运算。具体情形具体分析第二节第二节污水沟道系统的平面布置污水沟道系统的平面布置沟道系统的平面布置包括：确定排水区界，划分排水流域选择污水厂出水口的位置拟定污水干沟及总干沟的路线确定需要抽升的排水区域和设置泵站的位置。一一.确定排水区界，划分排水流域确定排水区界，划分排水流域1.排水区界：排水系统敷设的界限。2.排水流域：通常排水流域边界应与分水线相符合。具体依照地势及都市和工业企业的竖向规划划分排水流域。1有明显的分水线：由排水区界内分水线所局限而成的区域；2无明显的分水线：依据面积划分，使各个流域所承担

46、的面积比较均衡。二二.选择污水厂出水口的位置选择污水厂出水口的位置原那么：都市的下风向；水体的下游；离开居住区和工业区三三.管道定线拟定污水干沟及总干沟的路线管道定线拟定污水干沟及总干沟的路线定义：在总体平面图上确定污水沟道系统的位置和走向，叫管道定线，不准确定位应遵循的要紧原那么：应尽可能在路线较短和埋深较小的情形下，让最大区域的污水能自流排出。1.地势在一定条件下，地势一样是阻碍沟道定线的要紧因素。P69abc。2.排水体制分流制注意定线时平面，高程相配合；合流制确定截流干管及溢流井的位置；混合制考虑两种管线的衔接。3.地质条件尽量幸免和减少穿越高地，基岩浅露，土壤不良地带。解决途径：绕道

47、或用污水泵加压输送通过。尽量幸免和减少与河道，山谷，铁路及地下构筑物交叉。施工不便，爱护治理困难4.路面宽度40m，两侧各设一根；40m，只设一根。详见布置形式5.污水泵站见教材 71 页上面图中途泵站，终点泵站，局部泵站。6.选择最优方案，绘制污水沟道初步设计时期的平面布置图。P70。地势阻碍最大，但街坊的建筑特点也要考虑三种形式。三三.操纵点的确定和泵站的设置地点操纵点的确定和泵站的设置地点1.操纵点：污水排水系统中，对沟道系统的埋深起操纵作用的点。操纵点的位置：离污水厂或出水口最远处；排水流域中，地面高程最低处；沟道埋深有专门要求处(如地下室)。对单线沟道：地势平坦取起点；地势有低洼处，

48、取低洼处。有旁入沟道，：有时取旁入管作为操纵点。2.如何减小操纵点埋深1降低最小埋深 Hmin假如由冰冻深度确定：对上游部分沟道局部保温；假如由外荷载确定：局部加固或改快车道下为人行道下；由衔接原那么决定：局部泵站提升。2局部低洼地区：局部填高。3适当增加管径 D，Imin，埋深。四四.沟道布置形式沟道布置形式一干沟及主干沟1.正交式；2.截流式；3.平行式；4.分区式；5.分散式；6.围绕式。二支沟1.围坊式适用：街坊地势平坦而且面积较大时采纳。特点：71 页2.低侧式在街坊较低一侧布置支沟适用：街坊狭长或地势倾斜时。特点：71 页3.穿坊式适用：街坊内建筑差不多定型，或内部沟道自成体系；恰

49、好有一条街坊小道横穿两个街坊。特点：71 页第三节第三节沟道在街道上的位置沟道在街道上的位置一.与市政部门和规划部门和谐安排由甲方和谐，也可采纳综合管道共同沟。1833 粘最早用于巴黎；50 年代我国北京，天津，平顶山设共同沟，最长1Km，最短 50m。二.与其它管线及构筑物保持一定距离附录三三.路侧选择：B40m，布置在用户较多，地下管线少，排水量大的一侧；B40m，设两条。沟道在街道下面设置时应遵循的原那么：沟道在街道下面设置时应遵循的原那么：与房屋、树木保持一定距离，幸免渗漏而阻碍房屋基础，幸免树根挤坏沟管；污水沟道应设在道路上，街区连接支沟较多、地下管线较少一侧；街道宽度40时，能够考

50、虑设置两条排水管；地下设施拥挤或交通极其繁忙场合，能够把地下管线集中在隧道中(共同沟)。图 35 和图 36。地下管线交叉时的处理原那么：地下管线交叉时的处理原那么：小管让大管；有压管让无压管；新建管线让已建管线；临时管线让永久管线；柔性结构管线让刚性结构管线。一样布置方式：一样布置方式：给水管在沟管之上；电力线、煤气管、热水管、热气管在给水管之上；沟道具有承诺的压缩高度表 33第四节第四节污水沟道的水力学设计污水沟道的水力学设计任务任务：依照差不多确定的沟道路线，运算和确定各设计沟段的设计流量、管径、坡度、流速、充满度和沟底高程。原那么原那么：不冲刷、不淤积、不溢流、要通风。运算步骤运算步骤