3排水管材及附屬構筑物

1、管道工程技術網上輔導材料 2第2章排水系統概論【教學基本要求】通過學習，要求學生了解排水系統的基本知識，熟悉并掌握排水系統中一些重要概念， 掌握排水管道施工圖的識讀，初步具備城市排水管道工程基本知識的素質與能力，為后續(xù)施 工知識的學習打好基礎?！緦W習重點】1、排水系統的任務；城市排水的分類；排水系統的體制及選擇2、排水系統的布置形式；污水、雨水管道的布置要求；排水系統的組成3、污水、雨水管道系統設計基本知識；覆土厚度、埋設深度等重要概念；合流制管道 系統設計的基本知識4、排水管道施工圖（平面圖、縱斷面圖等）的識讀5、城市污水處理工藝流程【內容提要和學習指導】2.1 排水系統的體制及其選擇城市排

2、水系統服務對象按來源不同分為：生活污水、工業(yè)廢水和降水。1 .排水系統的體制直泄式排水系統合流制 Y<I截流式合流制排水系統完全分流制分流制 YI不完全分流制2 .排水系統的體制的選擇環(huán)境保護方面f造價方面I維護管理方面(施工方面排水系統體制的選擇應根據城鎮(zhèn)及工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃、環(huán)境保護的要求、污水利用情況原 有排水設施、水質、水量、地形、氣候和水體等條件，從全局出發(fā)，在滿足環(huán)境保護的前提 下，通過技術經濟比較，綜合考慮確定。2.2 排水系統的組成和布置1 .排水系統的組成(1)城市污水排水系統的組成,室內污水管道系統及設備室外污水管道系統污水泵站及壓力管道污水處理廠I污水出水口及事故排放口

3、(2)雨水排水系統的組成建筑物的雨水管道系統。居住小區(qū)或工廠、街道雨水管道系統。雨水泵站及壓力管道。L出水口及事故排放口。2 .排水系統的布置形式正交式、截流式 、平行式、分區(qū)式、分散式、環(huán)繞式3 .污水管網的布置(1)污水管道的定線原則：以最短的管道、最小的埋深，盡可能地讓最大區(qū)域的污水自流排出。定線一般先確定主干管，再是干管和支管。(2)定線時應充分利用地形，污水主干管盡可能設在地形低平位置，沿河布置。(3)污水干管一般沿城市道路敷設，通常設在污水量大或地下管線較少一側的人行道、 綠化帶或慢車道下。4.雨水管渠的布置(1)充分利用地形，就近排入水體。(2)結合街區(qū)及道路規(guī)劃布置雨水管道。(

4、3)合理布置雨水口，以保證路面雨水排除通暢。(4)合理選用出水口形式。(5)雨水管道采用明渠或暗管應結合具體條件確定。(6)充分利用地形，選擇適當的河湖水面和洼地作為調節(jié)池，以調節(jié)洪峰流量。2.3污水管道系統1 .污水設計流量計算(1)污水量的總變化系數 Kz：指在設計年限內，最高日最高時的污水量與平均日平均時 的污水量的比值，2.7Q71(5L/s <Q < 1000 L/s)其中中 Q <5 L/s 時，Kz 取 2.3 ; Q >1000 L/s 時，Kz 取 1.3 。(2)污水設計流量計算城市污水設計總流量一般采用直接求和的方法進行計算，即Q =居住區(qū)流量+工

5、廠(職工+生產)流量例題：已知某居住區(qū)的生活污水平均流量是 10L/s ,則該居住區(qū)的生活污水設計流量是多少？解答：根據總變化系數的定義可知：最高日最高時的污水量(設計流量)=平均日平均時的污水量Kz =21 L/s2.7K Z 0.11 其中 Q2 .污水管道的水力計算設計規(guī)定(1)設計充滿度：污水管道中充滿度(h/D)應小于1(2)設計流速：污水管道的最小設計流速定為0.6m/s(3)最小管徑：街坊和廠區(qū)內最小管徑為200mm街道上最小管徑為 300mm(4)最小設計坡度：管徑 200mm的最小設計坡度為 0.004 ,管徑300mmB勺最小設計坡度 為 0.003 。(5)污水管道的埋設

6、深度污水管道的埋設深度是指管道內壁底部到地面的垂直距離，簡稱埋深。管道外壁頂部到地面的距離，稱為覆土厚度。管道最小覆土厚度應滿足下列三個要求 ：必須防止管道內的污水冰凍和因土壤冰凍膨脹而損壞管道。J必須防止管壁因地面荷載而受到破壞。必須滿足街區(qū)污水連接管銜接的要求。上述三個不同因素下得到的最大值就是該管道的允許最小覆土厚度或最小埋深。管道的最大埋深一般在干燥土壤中，不超過78m在多水、流砂、石灰?guī)r地層中，一般不超過5mo(6)污水管道的銜接：水面平接和管頂平接遵循兩個原則：一是盡可能抬高下游管段的高程，以減小管道的埋深，降低造價；,二是避免在上游管段中形成回水而造成淤積。注意，無論在任何情況下

7、， 下游管段的起端水面標高不得高于上游管段的終端水面標高； 下游管段的管底標高不得高于上游管段的管底標高。3 .污水管道的水力計算(1)幾個概念設計管段：兩個檢查井之間，若設計流量相同，且采用相同的管徑和坡度的管段。本段流量qi：假定從管段起點流入的沿線街坊流來的流量；轉輸流量中從上游管段和旁側管段流來的流量；集中流量中從工業(yè)企業(yè)或其他大型公共建筑物流來的流量。(2)管段的設計流量：Q Kz(q1 q2) q34 .污水管道的設計計算步驟(1)污水管道定線(2)街區(qū)編號并計算街區(qū)的面積(3)劃分設計管段，列表計算設計流量(4)水力計算例題：有兩管段 D300、D400在檢查井處連接，已知 D3

8、00管段坡度0.003 ,管長30m, 上游管底高程為4.300m,試確定D400管段上游管內底高程？解答：兩管段采用管頂平接。D300下游管內底高程=D400上游管內底高程=5.繪制管道平面圖和縱斷面圖00000033+12103570D 3.3032.550W*81 Y402- Y4iY422l58te2.620 1 D800-5008D800-50-0.859600-30-1 2, D000 00- -D600-30-1.2D600'- -48 8" 1.144 , *1.1801216I 02 *4k31.108 11.108D 3X21.550Y'41_；二

9、" 二 一一D800-50-0.8D800-50-0.8,T 2.580£20工.408Y42- 丁0 W8»35210D00033011634.300 -0.003 X30= 4.210m4.210- (0.4 0.3) = 4.110m0000383 53383n:u00000 0033703393111111113.0261.620'3.0539000 /12.69812.898838'”第SY43505Y462 660DDD D.3 080800-50-U.8D800-48-U.8Y44D600-27-1.0145D500-55-1.0D5

10、00-40-1.0'.1*J.30-1.2D3333U-1 21D600-30-1.2D600-30 1.2W55 D43UW-2.U -l|33l|3l2l9D400-30-2 01 1.252 1.2881.3240.e- 01.986.2.046W52股3-06F131.360 1 1.926，r 0 廣-2.923D3.055 2Y*2、W55 2D800-50-0.8D800-48-0.8Y45D600-27-1.0246D500-55-1.0。50040-1.0：,2.6600 Tx7-Y,44*00 0 、Y,472.6982.8988322.9253.0251-0出 D

11、 021D8D00 3.145 W55-3 c-D1-03.0263.1713.053 .00Y45-1W5571Y146-1034*11II000污水、雨水管道平面圖7.000檢查井編號6.0005.0004.000EWWD3003.0002.0001.0000.000原地面標高設計路面標高設計管內底標高D600，管徑及坡度0.00120.0012平面距離34.69292650013樁號5405925040001EWW1300污水縱斷面圖2.4 雨水管渠系統1 .幾個概念(1)暴雨強度：單位時間內單位面積上降落在不透水地面上的雨水體積稱為暴雨強度q(L/(s hR)。我國采用的暴雨強度公式的

12、表達式為：167 A1(1 Clg P) q 167in(t b)注意：重現期 P選取與經濟條件、地理位置或地區(qū)的重要性、技術條件、地形條件等有關，經濟條件好的城市，較重要的干道、立交橋等，重現期P可選較大值。(2)降雨歷時(集水時間)t集水時間由兩部分組成：地面集水時間t 1和雨水在管道內流到該設計斷面所需的時間t 2?？捎上率奖硎荆簍 = 11 + mt2(3)徑流系數。：徑流量與降雨量的比值，其值常小于1。地面徑流系數與匯水面積上的地面材料性質、地形地貌、植被分布、建筑密度、降雨歷時、暴雨強度及暴雨雨型有關。在實踐中，可按不透水區(qū)域覆蓋面積取經驗數值，參見現行設計規(guī)范。2 .雨水管渠設計

13、流量計算例題：已知設計暴雨強度q = 200(L/(s hR),徑流系數 少=0.5, F= 2 hm2,則單位面積徑流量qo為多少？解答：根據雨水管渠設計流量計算公式0=6 qF可知：單位面積徑流量 qo=少 q= 0.5 x 200= 100(L/(s - hm2)3 .雨水管渠水力計算的設計規(guī)定(1)設計充滿度：h/D=1(2)設計流速：滿流時管道內最小設計流速為0.75m/s(3)最小管徑和最小設計坡度：在街道下的雨水管道，最小管徑為300mm相應的最小坡度為 0.003;雨水口連接管的最小管徑為200mm最小坡度為 0.01。4 .雨水管渠水力計算雨水管道各設計管段在高程上采用管頂平

14、銜接。(1)根據城市規(guī)劃和排水區(qū)的地形，劃分排水流域和管道定線。(2)劃分設計管段。(3)劃分并計算各設計管段的匯水面積。(4)確定各排水流域的平均徑流系數值。(5)確定設計重現期、地面集水時間。(6)求單位面積徑流量少q。(7)列表進行雨水干管的設計流量和水力計算。(8)繪制雨水管道平面圖及縱斷面圖。2.5 合流制排水管渠1 .合流制管渠系統的使用條件(1)排水區(qū)域內有一處或多處水量充沛的水體，其流量和流速都足夠大，一定量的混合污水排入后對水體造成的污染危害程度在允許的范圍以內。(2)街坊和街道的建設比較完善，必須采用暗管渠排除雨水，而街道橫斷面又較窄，管 渠的設置位置受到限制時，可考慮選用

15、合流制。(3)地面有一定的坡度傾向水體，當水體高水位時，岸邊不受淹沒。(4) 水體衛(wèi)生要求特別高的地區(qū)，雨、污水均需處理。(5)雨水較稀少的地區(qū)。2,合流制排水管渠的設計流量例題：某合流制溢流井上游管網系統中的旱流流量Q為10 L/s ,雨水設計流量為100L/S ,則計算該合流制溢流井上游管網系統中的設計流量？解答：溢流井上游管渠的設計流量為旱流量與雨水設計流量之和。Q Qf Qr =10+100=110 L/s3,城市舊合流管渠系統的改造(1)改合流制為分流制(2)保留合流制，修建合流管渠截流管(3)對溢流的混合污水進行適當處理(4)對溢流的混合污水量進行控制2.6 城市污水處理簡介物理處理法利用物理作用分離和去利用化學反應的作用，分利用微生物的代謝作用，簡要介紹除污水中呈懸浮固體狀離回收污水中處于各種使污水中呈溶解膠體狀態(tài)的污染物質形態(tài)的污染物質(包括懸態(tài)的有機污染物質，轉化浮的、膠體的、溶解的等)為穩(wěn)定的無害物質常用方法篩濾、沉淀和過濾中和、混凝、電解、氧化活性污泥法、生物膜法2.7 城市污