排水工程上重點總復習PPT課件

1、排水系統(tǒng)概論排水系統(tǒng)概論第1頁/共96頁本節(jié)重點本節(jié)重點 排水體制的概念排水體制的概念 排水體制的分類及各排水體制的特點排水體制的分類及各排水體制的特點第2頁/共96頁排水系統(tǒng)的體制及選擇排水系統(tǒng)的體制及選擇 對生活污水、工業(yè)廢水和降水所采取的不同排除方式所形成的排水系統(tǒng)，稱做排對生活污水、工業(yè)廢水和降水所采取的不同排除方式所形成的排水系統(tǒng)，稱做排水系統(tǒng)的體制（簡稱排水體制）。水系統(tǒng)的體制（簡稱排水體制）。 排水體制一般分為合流制和分流制兩種類型。排水體制一般分為合流制和分流制兩種類型。第3頁/共96頁合流制排水體制直排式合流制截流式合流制第4頁/共96頁分流制排水系統(tǒng)完全分流制雨水排水系統(tǒng)污

2、水排水系統(tǒng)雨水排水系統(tǒng)雨水排水系統(tǒng)未建或部分修建未建或部分修建污水排水系統(tǒng)污水排水系統(tǒng) 第5頁/共96頁污水管道系統(tǒng)設計污水管道系統(tǒng)設計第6頁/共96頁本節(jié)重點本節(jié)重點污水設計流量的計算污水設計流量的計算污水管段的設計流量的計算方法污水管段的設計流量的計算方法第7頁/共96頁污水設計流量的確定生活污水工業(yè)污水第8頁/共96頁生活污水設計流量 居住區(qū)生活污水設計流量 3600241ZKNnQ 第9頁/共96頁公共建筑生活污水設計流量常作為集中污水量單獨計算常作為集中污水量單獨計算Q1第10頁/共96頁工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水設計流量設計流量13600604036005

3、 . 2350 . 325 36003600212122112221112CCTAAtDCDCTKBAKBAQ第11頁/共96頁工業(yè)廢水設計流量TmMKQZ36003Q Q3 3：工業(yè)廢水設計流量（：工業(yè)廢水設計流量（L/sL/s）m m：生產(chǎn)工程中每單位產(chǎn)品的廢水量（：生產(chǎn)工程中每單位產(chǎn)品的廢水量（L/L/單位產(chǎn)品）單位產(chǎn)品）MM：產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量：產(chǎn)品的平均日產(chǎn)量 K KZ Z：總變化系數(shù)：總變化系數(shù)T T：每日生產(chǎn)時數(shù)（：每日生產(chǎn)時數(shù)（h h）第12頁/共96頁地下水滲入量地下水位較高的地區(qū)，通常需考慮地地下水位較高的地區(qū)，通常需考慮地下水的滲入量。下水的滲入量。一般取污水量的一般取污水

4、量的10102020第13頁/共96頁城市污水設計總流量Q=Q1+Q1+Q2+Q3+Q4第14頁/共96頁污水管道的水力計算 計算目的：計算目的： 合理的、經(jīng)濟的選擇管道的合理的、經(jīng)濟的選擇管道的斷面尺寸、坡度和埋深斷面尺寸、坡度和埋深。第15頁/共96頁污水管道中污水的流動特點靠重力流動靠重力流動一般液體的流動規(guī)律一般液體的流動規(guī)律 按均勻流計按均勻流計 第16頁/共96頁水力計算的設計規(guī)定設計原則流量公式：Q = A v流速公式：IRCv曼寧公式：611RnC21321IRnv21321IRAnQ第17頁/共96頁 設計充滿度：設計充滿度： 在設計流量下，污水在管道中的水深和管道直徑的比值

5、。在設計流量下，污水在管道中的水深和管道直徑的比值。 第18頁/共96頁 設計流速：設計流速： 與設計流量、設計充滿度相應的水流平均流速。與設計流量、設計充滿度相應的水流平均流速。第19頁/共96頁 最小管徑最小管徑第20頁/共96頁 埋設深度埋設深度埋深：管道內(nèi)壁底到地面的埋深：管道內(nèi)壁底到地面的 距離。距離。覆土厚度：管道外壁頂部到覆土厚度：管道外壁頂部到 地面的距離。地面的距離。第21頁/共96頁 最小覆土厚度：最小覆土厚度：第22頁/共96頁污水管道水力計算的步驟在街坊平面圖上布置污水管道，并對街坊編號，計算其面積。劃分設計管段，計算設計流量從上游管段開始對主干管進行列表計算第23頁/

6、共96頁設計管段的設計流量Q設計=q1+ q2 + q3q1：本段流量q2: 轉(zhuǎn)輸流量q3: 集中流量第24頁/共96頁本段流量本管段服務區(qū)的全部污水量。本管段服務區(qū)的全部污水量。q q1 1=F=F q q0 0 K KZ ZF:F:設計管段服務的街坊面積（設計管段服務的街坊面積（ha)ha)q q0 0: :比流量比流量(L/s(L/s haha) )q q0 0=(n=(n p)/86400p)/86400K KZ Z: :生活污水量總變化系數(shù)生活污水量總變化系數(shù)第25頁/共96頁 轉(zhuǎn)輸流量：從上游管段或旁側(cè)管段流來的污水量。轉(zhuǎn)輸流量：從上游管段或旁側(cè)管段流來的污水量。 集中流量：從工業(yè)

7、企業(yè)或其它大型的公共建筑物流來的污水量。集中流量：從工業(yè)企業(yè)或其它大型的公共建筑物流來的污水量。第26頁/共96頁污水管道的銜接原則第27頁/共96頁第28頁/共96頁第29頁/共96頁控制點的確定v 定義 對管道系統(tǒng)的埋深起控制作用的地點v 位置 離出水口最遠點 具有相當深度的工廠排出口 低洼地區(qū)的管道起點第30頁/共96頁城市污水回用工程v 定義定義 城市污水再利用系統(tǒng)：城市污水經(jīng)處理后，達到回用要求的水質(zhì)標準，而在一定范圍內(nèi)重復使用的供水系城市污水再利用系統(tǒng)：城市污水經(jīng)處理后，達到回用要求的水質(zhì)標準，而在一定范圍內(nèi)重復使用的供水系統(tǒng)。統(tǒng)。 再生水：污水經(jīng)一級、二級處理及深度處理后供作回用

8、的水。再生水：污水經(jīng)一級、二級處理及深度處理后供作回用的水。第31頁/共96頁v 用途工業(yè)用水生活雜用水景觀河道用水農(nóng)業(yè)灌溉用水地下水回灌用水第32頁/共96頁城市污水回用系統(tǒng)及其組成給水系統(tǒng)雜用系統(tǒng)中水設施地面水域雨水等城市給水市政排水管道第33頁/共96頁城市污水回用系統(tǒng)第34頁/共96頁排水工程投資估算排水工程投資估算 目的目的 以貨幣形式反映工程造價以貨幣形式反映工程造價 方法方法 排水工程投資估算綜合技術經(jīng)濟指標法排水工程投資估算綜合技術經(jīng)濟指標法 適用范圍適用范圍 規(guī)劃、建設項目建議書、設計任務書、可行性研究報告。規(guī)劃、建設項目建議書、設計任務書、可行性研究報告。 經(jīng)濟指標：直接費

9、、間接費及其它費用、利稅經(jīng)濟指標：直接費、間接費及其它費用、利稅第35頁/共96頁雨水管渠系統(tǒng)的設計雨水管渠系統(tǒng)的設計第36頁/共96頁本節(jié)重點本節(jié)重點 暴雨強度暴雨強度 雨水管渠設計流量的計算方法雨水管渠設計流量的計算方法第37頁/共96頁雨水管渠的主要設計內(nèi)容收集基礎資料收集基礎資料確定當?shù)氐谋┯陱姸裙酱_定當?shù)氐谋┯陱姸裙酱_定設計參數(shù)確定設計參數(shù)劃分排水流域劃分排水流域雨水管渠的定線雨水管渠的定線計算設計流量和進行管渠的水力計算計算設計流量和進行管渠的水力計算繪制管渠的平面圖及縱剖面圖繪制管渠的平面圖及縱剖面圖第38頁/共96頁暴雨強度 指某一連續(xù)降雨時段內(nèi)的平均降雨量，即單位時間的平

10、均降雨深度。指某一連續(xù)降雨時段內(nèi)的平均降雨量，即單位時間的平均降雨深度。tHi 第39頁/共96頁iiq167601000100010000第40頁/共96頁暴雨強度公式暴雨強度公式nbtPcAq)()lg1 (1671第41頁/共96頁極限強度法原理極限強度法原理 承認降雨強度隨降雨歷時的增長而減小的規(guī)律性承認降雨強度隨降雨歷時的增長而減小的規(guī)律性 匯水面積的增長與降雨歷時成正比匯水面積的增長與降雨歷時成正比 匯水面積隨降雨歷時的增長較降雨強度隨降雨歷時增長而減小的速度更匯水面積隨降雨歷時的增長較降雨強度隨降雨歷時增長而減小的速度更快快 第42頁/共96頁 當當t0時，時，t增大，增大，F(xiàn)不

11、變，不變，q減小，減小，Q減小減小 第43頁/共96頁極限強度理論的內(nèi)容當匯水面積上最遠點的雨水達集流點時，當匯水面積上最遠點的雨水達集流點時，全面積匯流，雨水管渠的流量最大。全面積匯流，雨水管渠的流量最大。當降雨歷時等于當降雨歷時等于匯水面積上最遠點的雨水達集流點的集流時間時，雨水管道的匯水面積上最遠點的雨水達集流點的集流時間時，雨水管道的雨量最大。雨量最大。第44頁/共96頁雨水管渠設計流量的確定雨水管渠設計流量的確定雨水管渠設計流量計算公式（極限強雨水管渠設計流量計算公式（極限強度法）：度法）： Q = Q = q q F F式中：式中：Q Q雨水設計流量雨水設計流量( L/s )( L

12、/s ) 徑流系數(shù)，其數(shù)值小于徑流系數(shù)，其數(shù)值小于1 1； F F匯水面積匯水面積(ha)(ha) q q設計暴雨強度設計暴雨強度( L/(s( L/(sha) )ha) ) 第45頁/共96頁假設條件假設條件 降雨在整個匯水面積上的分布是均勻的降雨在整個匯水面積上的分布是均勻的 降雨強度在選定的降雨時段內(nèi)均勻不變降雨強度在選定的降雨時段內(nèi)均勻不變 匯水面積隨集流時間增長的速度為常數(shù)匯水面積隨集流時間增長的速度為常數(shù) 第46頁/共96頁集水時間的確定t=t1+mt2 t1:地面集水時間 t2:管內(nèi)雨水流行時間 m:m:折減系數(shù) 第47頁/共96頁 影響因素： 、地面鋪砌、地面種植情況、道路縱坡

13、和寬度、暴雨強度等。 室外排水設計規(guī)范規(guī)定：一般采用t1=515min。 第48頁/共96頁管渠內(nèi)雨水流行時間t2的確定 L L：各管段的長度：各管段的長度(m)(m)；v v：各管段滿流時的水流速度：各管段滿流時的水流速度(m/s)(m/s)；6060：單位換算系數(shù)，：單位換算系數(shù)，1min=60s 1min=60s vLt602第49頁/共96頁折減系數(shù)m值的確定 按極限強度法計算的重力流雨水管道存在空隙容量。按極限強度法計算的重力流雨水管道存在空隙容量。 折減系數(shù)折減系數(shù)m實際是蘇林系數(shù)與管道調(diào)蓄利用系數(shù)兩者的乘積。實際是蘇林系數(shù)與管道調(diào)蓄利用系數(shù)兩者的乘積。 室外排水設計規(guī)范室外排水設

14、計規(guī)范建議：暗管建議：暗管m=2.0，明渠，明渠m=1.2。在陡坡地區(qū)，暗管。在陡坡地區(qū)，暗管m=1.22.0。 第50頁/共96頁徑流系數(shù)的確定降雨量徑流量第51頁/共96頁v 平均徑流系數(shù)平均徑流系數(shù)FFiiav第52頁/共96頁設計重現(xiàn)期的確定 影響因素：影響因素： 匯水面積的地面建設性質(zhì)、地形特點、匯水面積和氣象特點等。匯水面積的地面建設性質(zhì)、地形特點、匯水面積和氣象特點等。 重現(xiàn)期一般選用重現(xiàn)期一般選用，對于重要地區(qū)，一般選用，對于重要地區(qū)，一般選用 在同一個排水系統(tǒng)中可采用同一個設計重現(xiàn)期或不同的設計重現(xiàn)期。在同一個排水系統(tǒng)中可采用同一個設計重現(xiàn)期或不同的設計重現(xiàn)期。 第53頁/共

15、96頁特殊情況雨水設計流量的計算 當匯水面積的輪廓形狀很不規(guī)則，即匯水面積當匯水面積的輪廓形狀很不規(guī)則，即匯水面積呈畸形增長時（包括幾個相距較遠的獨立區(qū)域呈畸形增長時（包括幾個相距較遠的獨立區(qū)域雨水的交匯）；匯水面積地形坡度變化較大或雨水的交匯）；匯水面積地形坡度變化較大或匯水面積各部分徑流系數(shù)有顯著差異時，就可匯水面積各部分徑流系數(shù)有顯著差異時，就可能發(fā)生管道的最大流量不是發(fā)生在全部面積參能發(fā)生管道的最大流量不是發(fā)生在全部面積參與徑流時，而發(fā)生在部分面積參與匯流時。與徑流時，而發(fā)生在部分面積參與匯流時。第54頁/共96頁 處理方法： 計算各種可能情況下的雨水設計流量，計算各種可能情況下的雨水

16、設計流量，取最大值取最大值第55頁/共96頁徑流調(diào)節(jié) 設置調(diào)節(jié)池設置調(diào)節(jié)池 可供利用的調(diào)節(jié)池有：天然洼地、谷塘或池塘，以及人工修建的調(diào)節(jié)池。可供利用的調(diào)節(jié)池有：天然洼地、谷塘或池塘，以及人工修建的調(diào)節(jié)池。第56頁/共96頁第57頁/共96頁設計充滿度設計充滿度 管道設計充滿度按滿流考慮管道設計充滿度按滿流考慮 明渠超高明渠超高0.20m0.20m 街道邊溝超高街道邊溝超高0.03m0.03m雨水管渠水力計算的設計參數(shù)雨水管渠水力計算的設計參數(shù) 第58頁/共96頁第59頁/共96頁最小管徑及最小設計坡度最小管徑及最小設計坡度 雨水管道：雨水管道：DNDNminmin=300=300 i imin

17、min=0.003=0.003雨水口連接管：雨水口連接管：DNDNminmin=200=200 i iminmin=0.010=0.010最大埋深最大埋深 第60頁/共96頁管道銜接方式管道銜接方式管頂平接管頂平接第61頁/共96頁立體交叉道路排水盡量縮小匯水面積取用較高的排水設計標準雨水口的布設位置要便于攔截徑流管道布置應于其它市政管道綜合考慮適當加大管道斷面設置排水及降低地下水位的措施第62頁/共96頁排洪溝的設計與計算排洪溝的設計與計算第63頁/共96頁設計防洪標準設計防洪標準 一般以洪峰流量計算的設計頻率表示一般以洪峰流量計算的設計頻率表示 根據(jù)城市、工廠的性質(zhì)，規(guī)模大小、受淹后損失和

18、修復難易等因素綜合考慮根據(jù)城市、工廠的性質(zhì)，規(guī)模大小、受淹后損失和修復難易等因素綜合考慮確定確定 一般設計重現(xiàn)期為一般設計重現(xiàn)期為1010100a100a第64頁/共96頁設計洪峰流量設計洪峰流量 洪水調(diào)查法：深入現(xiàn)場，勘察洪水位的痕跡，推出它發(fā)生的頻率，選擇和測量洪水調(diào)查法：深入現(xiàn)場，勘察洪水位的痕跡，推出它發(fā)生的頻率，選擇和測量河槽斷面。河槽斷面。FSQn278. 0nFKQ第65頁/共96頁排洪溝的水力計算 排洪能力計算21y1IRnv21y1IRAnQ第66頁/共96頁 矩形斷面矩形斷面 梯形斷面梯形斷面 BhBhA22212mhBmhBhA)(222111mmhB第67頁/共96頁

19、已知已知Q Q、i i 渠道斷面渠道斷面 已知已知Q Q或或v v、n n、渠道斷面、渠道斷面 i i 已知渠道斷面、已知渠道斷面、n n、i Q i Q 第68頁/共96頁合流制管渠系統(tǒng)的設計合流制管渠系統(tǒng)的設計第69頁/共96頁本節(jié)重點 合流制排水管渠的設計流量計算合流制排水管渠的設計流量計算 截流倍數(shù)的定義截流倍數(shù)的定義 舊合流制系統(tǒng)的改造途徑舊合流制系統(tǒng)的改造途徑第70頁/共96頁 第一個溢流井中上游管渠的設計流量第一個溢流井中上游管渠的設計流量 Q=QQ=Qs s+Q+Qi i+Q+Qr rQ Qs s ：生活污水設計流量：生活污水設計流量 Q Qi i ：工業(yè)廢水設計流量：工業(yè)廢水

20、設計流量Q Qr r：雨水設計流量：雨水設計流量合流制排水管渠的設計流量第71頁/共96頁risQQQQsQiQisfQQQ第72頁/共96頁溢流井下游管渠的設計流量溢流井下游管渠的設計流量 雨水設計流量雨水設計流量0rfrQQnQ第73頁/共96頁 溢流井下游管渠的設計流量00) 1(frfffrfQQQnQQQQnQ第74頁/共96頁合流制排水管渠的水力計算 水力計算內(nèi)容 第75頁/共96頁 計算方法計算方法第76頁/共96頁設計參數(shù)的選擇充充 滿滿 度度流流 速速管管 徑徑埋埋 深深第77頁/共96頁舊合流制改造途徑舊合流制改造途徑 改合流制為分流制比較徹底的改造方法 改直排式合流制為截

21、流式合流制 對溢流混合污水進行適當處理 修建全部處理的污水處理廠 第78頁/共96頁第79頁/共96頁常用管材 鋼管或鑄鐵管鋼管或鑄鐵管 混凝土管或鋼筋混凝土管混凝土管或鋼筋混凝土管 陶土管陶土管 磚砌溝渠磚砌溝渠 聚氯乙烯塑膠硬質(zhì)管（聚氯乙烯塑膠硬質(zhì)管（PVCPVC管）管） 其它管材其它管材 玻璃纖維筋混凝土管、丙烯晴管、丁二烯管、苯乙烯管、構(gòu)架管、加筋熱固性樹脂管、玻璃纖維筋混凝土管、丙烯晴管、丁二烯管、苯乙烯管、構(gòu)架管、加筋熱固性樹脂管、強化塑料管強化塑料管第80頁/共96頁排水管道的接口 水泥沙漿抹帶接口水泥沙漿抹帶接口 鋼絲網(wǎng)水泥沙漿抹帶接口鋼絲網(wǎng)水泥沙漿抹帶接口 石棉瀝青卷材接口石棉瀝青卷材接口 預制套管接口預制套管接口 橡膠圈接口橡膠圈接口 混凝土或鑄鐵內(nèi)套環(huán)石棉水泥接口混凝土或鑄鐵內(nèi)套環(huán)石棉水泥接口 瀝青油氈、石棉水泥接口或麻辮（塑料圈）石棉水泥接口瀝青油氈、石棉水泥接口或麻辮（塑料圈）石棉水泥接口 承插式鑄鐵管油麻石棉水泥接口承插式鑄鐵管油麻石棉水泥接口 第81頁/共96頁常用的管道基礎砂土基礎砂土基礎 弧形素土基礎、砂墊層基礎弧形素土基礎、砂墊層基礎混凝土帶形基礎混凝土帶形基礎混凝土枕基混凝土枕基 第82頁/共96頁排水管渠系統(tǒng)上的構(gòu)筑物排水管渠系統(tǒng)上的構(gòu)筑物第83頁/共96頁雨水口雨水口雨水口的設置雨水口的設置第84頁/共96頁檢查井檢查井設置條件設置條