市規(guī)-排水-第3章-1

1、第三章 城市排水工程規(guī)劃3-5 城市雨水工程系統(tǒng)規(guī)劃一、城市雨水管渠系統(tǒng)的布置1、城市雨水管渠系統(tǒng)規(guī)劃內(nèi)容規(guī)劃內(nèi)容 地面徑流-沿地面流動進入水體或滯留于地表的雨水 全年雨水的大部分常在極短時間內(nèi)降下，形成強度猛烈的暴雨，若不及時渲泄將造成巨大的危害。 規(guī)劃任務：及時地排除暴雨形成的地面徑流。建立一定雨水貯流系統(tǒng)，一方面可以避免城市水淹之害，另一方面可利用雨水作為城市水源、環(huán)境用水。第三章 城市排水工程規(guī)劃 城市雨水管渠系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成：由雨水口、雨水管渠、檢查井、出水口等構(gòu)筑物。 系統(tǒng)規(guī)劃的主要內(nèi)容：確定或選用當?shù)乇┯陱姸裙?；確定排水流域與排水方式，進行雨水管渠的定線；確定雨水泵房、雨水調(diào)節(jié)

2、池、雨水排放口的位置；決定設計流量計算方法與有關參數(shù)；進行雨水管渠的水力計算，確定管渠尺寸、坡度、標高、埋深等。第三章 城市排水工程規(guī)劃2、雨水管渠系統(tǒng)的布置要求布置要求 雨水管渠布置的主要任務，是使雨水能順利地從建筑物、車間、工廠、居住區(qū)排除出去，既不影響生產(chǎn)也不影響生活，達到合理經(jīng)濟的要求。 布置中應遵循原則：（1）充分利用地形， 就近排入水體 根據(jù)分散、便捷原則，雨水管渠布置一般采用正交式，保證雨水管渠以最短路線、較小管徑把雨水就近排入水體（2）避免設置雨水泵站 由于暴雨形成的徑流量大，泵站投資大且一年中運轉(zhuǎn)時間較短，利用率低。故盡可能利用地形，使雨水靠重力排入水體。 在地形平坦、區(qū)域較

3、大，須設雨水泵站情況時，應盡量使經(jīng)過泵站排除的雨水量減少到最小限度，以降低泵站的造價。第三章 城市排水工程規(guī)劃（3）結(jié)合道路系統(tǒng)規(guī)劃布置雨水管渠 雨水管渠沿道路鋪設（道路縱坡控制在0.3% 6%)，但干管不宜設在交通量大的干道下，以免積水時影響交通。雨水干管應設在排水區(qū)的低處道路下。最好位于在人行道下或慢車道下，以使檢修。（4）結(jié)合城市豎向規(guī)劃 城市豎向規(guī)劃主要任務之一，就是研究在規(guī)劃城市各部分高度時，如何合理利用自然地形，使整個流域內(nèi)地面徑流在最短時間內(nèi)，沿最短距離流到街道，并沿街道邊溝排入最近的雨水管或天然水體。第三章 城市排水工程規(guī)劃第三章 城市排水工程規(guī)劃3-5 城市雨水工程系統(tǒng)規(guī)劃（

4、5）合理開辟水體 應利用城市中的洼地、池塘，以便儲存因暴雨量大時雨水管排除不了的徑流量，避免地面積水。故雨水管渠可不按過高重現(xiàn)期設計，減小管渠斷面，節(jié)約投資。同時，所開辟的水化可供游覽、娛樂、或農(nóng)田灌溉。（6）雨水口的設置 街道兩側(cè)設雨水口：是為了使街道邊溝的雨水通暢地排入雨水管渠，不致漫過路面。根據(jù)街道縱坡、路面積水情況、雨水口的進水量，雨水口的間距一般為30m80m。街道交叉口處設雨水口：位置與路面的傾斜方向有關位于山坡上或山腳下的城市，應在山坡及山腳設置截洪溝，以攔集坡上徑流，保護市區(qū)。第三章 城市排水工程規(guī)劃第三章 城市排水工程規(guī)劃二、雨水管渠水力計算二、雨水管渠水力計算1、設計參數(shù)的

5、選擇（1）暴雨強度公式 對降雨資料進行統(tǒng)計為分析，找到表示暴雨特征的降雨歷時、降雨強度、重現(xiàn)期之間的關系，作雨水管渠設計的依據(jù)。 降雨歷時：是指連續(xù)降雨的時段，可以指一場雨全部降雨的時間，也可以指其中個別的連續(xù)時段。用t表示，單位為min或h。 降雨量：指降雨的絕對量，用降雨深度h（mm）表示。第三章 城市排水工程規(guī)劃 降雨強度：是指某一連續(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，用 表示 也可用單位時間內(nèi)單位面積上的降雨體積 表示。-降雨強度（mm/min）-降雨歷時，即連續(xù)降雨的時間（min）-相應于降雨歷時的降雨量（mm）第三章 城市排水工程規(guī)劃 在設計雨水管渠時，假定降雨在匯

6、水面積上均勻分布，并選擇最大降雨強度作為設計依據(jù)，根據(jù)當?shù)囟嗄辏?0年)雨量記錄，推算暴雨強度。暴雨公式一般采用公式：第三章 城市排水工程規(guī)劃（2）重現(xiàn)期 暴雨強度的頻率是指大于或等于該暴雨強度發(fā)生的機會N（%） 重現(xiàn)期指大于或等于該暴雨強度發(fā)生一次的平均時間間隔p（年）。一般地區(qū)重現(xiàn)期為13年，重要地區(qū)為35年。降雨重現(xiàn)期（年）取值見下表地形地形設計降雨重現(xiàn)期設計降雨重現(xiàn)期地形分級地面坡度一般居住區(qū)一般道路中心、使館、工廠、倉庫、干道、廣場特殊重要地區(qū)有兩向地面排水出路的平緩地形 0.011 22 33 5第三章 城市排水工程規(guī)劃（3）集水時間 通常取匯水面積最遠點雨水流到設計斷面時的集水時

7、間作為設計降雨歷時。 對某一設計斷面，集水時間 由兩部分組成：第三章 城市排水工程規(guī)劃(4)徑流系數(shù) 流入雨水管道的徑流量與降雨量之比，稱為徑流系數(shù) 不同種類地面組成的排水面積的徑流系數(shù) ，用加權平均法計算：第三章 城市排水工程規(guī)劃單一覆蓋徑流系數(shù)單一覆蓋徑流系數(shù)覆蓋種類徑流系數(shù)覆蓋種類徑流系數(shù)各種屋面、混凝土、瀝青路面0.90干砌磚石、碎石路面0.40大塊石鋪砌路面、瀝青表面處理的碎石路面0.60非鋪砌土路面0.30級配碎石路面0.45綠草和草地0.15第三章 城市排水工程規(guī)劃城市綜合徑流系數(shù)城市綜合徑流系數(shù)序號不透水覆蓋面積情況綜合徑流系數(shù)1建筑稠密的中心區(qū)（70%）0.60 0.852建

8、筑較密的居住區(qū)（50 70%）0.50 0.703建筑較稀的居住區(qū)（30 50%）0.40 0.604建筑很稀的居住區(qū)（ 30%）0.30 0.505公園、綠地0.20 0.45第三章 城市排水工程規(guī)劃(5)雨水管渠的設計流量公式二、雨水管渠水力計算二、雨水管渠水力計算（1）水力計算的設計規(guī)定 雨水管道一般采用圓形斷面；為避免淤積、沖刷等情況，作出下列規(guī)定： 設計充滿度為1，按滿流計算。明渠超高（達到最大水位以后，還得有一部分水未浸沒的高度，那就是“超高”）應大于或等于0.2m最小設計流速不小于0.75m/s，最大允許流速同污水管道最小管徑和最小設計坡度 雨水支干管最小管徑300mm，最小設計

9、坡度0.002；雨水口連接管最小管徑200mm，最小設計坡度0.01。梯形明渠底寬最小為0.3m第三章 城市排水工程規(guī)劃覆土與埋深：車行道下，最小覆土一般不小于0.7m；冰凍深度小于0.6m地區(qū)，可采用無覆土的地面式暗溝；最大埋深與污水管道相同；明渠應避免穿過高地。管道在檢查井內(nèi)連接，一般采用管頂平接。 工程設計中，管材n為已知，混凝土、鋼筋混凝土雨水管道 n一般取0.013。 Q、v、 i、D 的關系可查滿流圓形管道水力計算圖。第三章 城市排水工程規(guī)劃 （2）雨水管渠設計步驟u根據(jù)城市規(guī)劃和排水區(qū)地形，在規(guī)劃圖上布置管渠系統(tǒng)，劃分干管匯水面積，確定水流方向，并繪制水力計算簡圖u確定各段管渠匯

10、水面積與水流方向。將計算面積、各段長度填寫在計算簡圖。u依據(jù)地形等高線，標出設計管段起訖點的地面標高，準備進行水力計算u按排水區(qū)域內(nèi)的地面性質(zhì)，確定各類地面徑流系數(shù)，按加權平均法求得整個排水區(qū)的平均徑流量第三章 城市排水工程規(guī)劃u根據(jù)街坊面積大小、地面種類、坡度、覆蓋情況、雨水管渠完善情況，確定起點地面集水時間u根據(jù)區(qū)域性質(zhì)、匯水面積、地形、管渠溢流后的損失大小，確定設計重現(xiàn)期u根據(jù)降雨強度公式，繪制單位徑流量與設計降雨歷時關系曲線u列表進行水力計算，確定管渠斷面尺寸，縱向坡度、管渠底標高等，并繪制縱剖面圖-參照污水管渠進行。第三章 城市排水工程規(guī)劃3-6 城市合流制排水規(guī)劃一、合流制排水系統(tǒng)

11、的布置1、合流制管渠系統(tǒng)特點 合流制管渠系統(tǒng)指同一管渠內(nèi)排除生活污水、工業(yè)廢水、雨水的排水系統(tǒng)，常用的是截流式的合流制系統(tǒng)。 它消除了晴天時城市污水的污染、雨天時較臟初期雨水對水體的污染，在一定程度上保護了環(huán)境。但是，在暴雨天，會有部分混合污水溢入水體，造成周期性污染。且水質(zhì)水量變化大，給污水處理廠的運營管理帶來困難。 合流制排水系統(tǒng)的造價比分流制低，在舊城區(qū)被采用。第三章 城市排水工程規(guī)劃2、合流制排水系統(tǒng)布置（1）管渠的布置應使服務面積上的生活污水、工業(yè)廢水、雨水能合理地排入管渠，并以最短距離坡向水體；（2）在合流制管渠系統(tǒng)的上游排水區(qū)域內(nèi)，如有雨水可沿地面的街道邊溝排除，則可只設污水管道

12、。只有當雨水不宜沿地面排出時，才設合流管渠（3）截流干管沿岸邊布置，其高程應使連接的干、支管中的水順利流入，并使其高程在最大月平均高水位以上。在舊排水系統(tǒng)改造中，如原有管渠出口高程較低、截流干管高程達不到上述要求時，只有降低高程，設防潮閘門、排澇泵站。第三章 城市排水工程規(guī)劃（4）暴雨時，超過一定數(shù)量的混合污水應能順利通過溢流井排入水體，并盡量減少截流干管的斷面尺寸、縮短排放管道的長度。（5）溢流井的數(shù)目不宜過多，位置選擇應適當，以免增加溢流井和排放管道的造價，減少對水體的污染。溢流井盡可能位于水體下游，并靠近水體。第三章 城市排水工程規(guī)劃二、截流式合流制排水管渠的水力計算1、設計流量的確定

13、（1）第一個溢流井上游管渠的設計流量 第三章 城市排水工程規(guī)劃（2）溢流井下游管渠的設計流量 對旱流污水量計算同上，對未溢流的設計雨水量則按上游旱流污水量的倍數(shù)（n0）計算；此外，還需要計入溢流井后的旱流污水量 和溢流井以后匯水面積的雨水流量 第三章 城市排水工程規(guī)劃2、設計數(shù)據(jù)的規(guī)定（1）設計充滿度，流量按滿流計算（2）設計最小流速 滿流時，取 旱流時，取（3）設計重現(xiàn)期 合流管渠的雨水設計重現(xiàn)期比同一情況下雨水管渠的設計重現(xiàn)期適當提高(4)截流倍數(shù) 我國一般采用15，較多取3。隨環(huán)保要求提高 ，截流倍數(shù)有增大的趨勢。第三章 城市排水工程規(guī)劃不同排放條件下的截流倍數(shù)不同排放條件下的截流倍數(shù)排

14、放條件在居住區(qū)內(nèi)排入大河流1 2在居住區(qū)內(nèi)排入小河流3 5在區(qū)域泵站前及排入總管的端部，根據(jù)居住區(qū)內(nèi)水體的不同特性0.5 2在處理構(gòu)筑物前根據(jù)不同的處理方法與不同構(gòu)筑物的組成0.5 1工廠區(qū)1 3第三章 城市排水工程規(guī)劃3、舊合流制排水管渠系統(tǒng)的改造（1）改合流制為分流制 將舊合流制管渠局部改建后作為單純排除雨水的管渠系統(tǒng)，另新建污水管渠系統(tǒng)。 適用于城市半新建區(qū)、成片徹底改造舊區(qū)、建筑物不密集的工業(yè)區(qū)、其他地形起伏有利改造地區(qū)。 將合流制改為分流制需要具備以下條件： 住房內(nèi)部有完善的衛(wèi)生設備，便于生活污水與雨水分流； 工廠內(nèi)部清濁分流，將符合要求的生產(chǎn)污水直接排入管道系統(tǒng)，將清潔的工業(yè)廢水排

15、入雨水管渠系統(tǒng)，或?qū)⑵溲h(huán)使用； 街道橫斷面有足夠位置，允許設置由于改建成分流制而需增建的污水或地雨水管道，且在施工中不對城市的交通造成很大影響。 舊排水管渠系統(tǒng)輸水能力基本上已不能滿足需要，或管渠損壞滲漏已十分嚴重，需要徹底改建而設置新管渠；第三章 城市排水工程規(guī)劃第三章 城市排水工程規(guī)劃（2）保留分流制，改造為截流式合流制管渠 將合流制改為分流制可完全控制混合污水對水體的污染， 但投資巨大、施工困難，較難短時間內(nèi)做到。目前改造多采用保留合流制，修建截流干管，即改造成截流式合流制排水系統(tǒng)，第三章 城市排水工程規(guī)劃 但它并沒有杜絕對水體的污染，可采取以下措施補救：但它并沒有杜絕對水體的污染，可

16、采取以下措施補救： 建混合污水貯水池或利用天然河道、洼塘，把溢流的混合污水調(diào)蓄起來，先進行沉淀，再送往污水處理廠； 適當提高截流倍數(shù)，增加截流干管、擴大污水處理廠容量； 在溢流出水口設置簡單處理設施，如篩濾、沉淀； 使降雨水盡量多地分散貯留，盡可能向地下滲透，減少溢流混合污水量。可運用公園、廣場、停車場地下貯留雨水，依靠滲井、地下盲溝、滲水性路面滲透雨水，削減洪峰。第三章 城市排水工程規(guī)劃3-7 3-7 城市污水處理廠及污水廠城市污水處理廠及污水廠 城市污水中含有大量的有毒、有害物質(zhì)，如任其排放，會惡化環(huán)境、污染水體，不僅嚴重危害人民的生活和健康，也影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。因此，必須對污水在排放前進行

17、處理。 一、城市污水性質(zhì)、排放標準 1、污水污染指標 它指水在使用過程中被污染的程度，又稱水質(zhì)指標。一些主要指標如下： （1）有毒物質(zhì) 指城市污水中含有各種毒物的成分和數(shù)量（mg/L），如汞、鎘、砷、酚、氰化物等，同時也是有用的工業(yè)原料。第三章 城市排水工程規(guī)劃（2）有機物質(zhì) 污水中含有大量的有機物，進入水體后使水中溶解氧降低，甚至完全缺氧。缺氧條件下有機物進行厭氧分解，溢出有毒有害物質(zhì)，并發(fā)出惡臭，使水色變黑，嚴重污染環(huán)境，并使魚類無法生存。一般采用生化需氧量（BOD）、化學需氧量（COD）兩個指標來間接表示污水中有機物的濃度（mg/L）。 BOD：一般規(guī)定一個時間周期，在這段時間內(nèi)，在一定

18、溫度下用水樣培養(yǎng)微生物，并測定水中溶解氧消耗情況，一般采用五天時間，稱為五日生化需氧量，記做BOD5。數(shù)值越大證明水中含有的有機物越多，污染也越嚴重。 COD:在一定的條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量?；瘜W需氧量越大，說明水體受有機物的污染越嚴重。 第三章 城市排水工程規(guī)劃(3)固體物質(zhì) 指污水中呈固體狀態(tài)的物質(zhì)。包括懸浮物質(zhì)、溶解物質(zhì)。在水中呈懸浮或飄浮狀態(tài)非溶解物質(zhì)稱為懸浮固體，顆粒直徑約在10-4mm以上，肉眼可見，是由粘土、原生動物、藻類、細菌、病毒、以及高分子有機物等組成，造成濁度、色度、氣味的主要來源。（4）PH值 它指污水呈酸性堿性的標志，生活污水一般呈弱堿

19、性，而工業(yè)廢水則多呈強酸強堿，危害魚類、農(nóng)作物，腐蝕管道。（5）色、臭、熱 污水呈顏色、氣味，影響水體的物理狀況，降低其使用價值。高溫的工業(yè)廢水會引起熱污染，破壞魚類生活環(huán)境。 第三章 城市排水工程規(guī)劃2、污染標準 污水在排入水體前，須經(jīng)處理以減少或消除對水體的污染。故制定一系列標準，作為向水體排放污水時確定處理程度的依據(jù)。它既要保障天然水的功能有，又要使天然水體的自凈能力得以充分利用，以降低污水處理費用。 處理后的廢水排入地面水系，水質(zhì)應滿足地面水環(huán)境質(zhì)量標準（GB 3838-88）和污水綜合排放標準GB 8978-96。處理后的廢水若用于農(nóng)田灌溉，水質(zhì)應達到污水灌溉農(nóng)田水質(zhì)標準（GB 50

20、54-82）；若排入海洋，則要滿足海洋水質(zhì)標準（GB 3097-82）。第三章 城市排水工程規(guī)劃二、城市污水處理與利用的基本方法 污水處理的內(nèi)容通常包括：固液分離，有機物和無機物的氧化， 酸堿中和，去除有害物質(zhì)，回收有用物質(zhì)等。 污水處理方法：物理法、化學法、生物法。其中生活污水常采用物理法與生物法，工業(yè)廢水處理常采用化學法 城市污水處理程度:分為一級、二級、三級處理。 一級處理：去除污水中呈懸浮狀態(tài)的固體污染物，常用物理處理法 二級處理：大幅度去除污水中膠體、有機性污染物，常用生物處理法； 三級處理：進一步去除二級處理未能去除的某些污染物，如進一步去除N、P易引起富營養(yǎng)化的物質(zhì)。第三章 城市排水工程規(guī)劃三、城市污水廠的用地要求1、污水處理廠所需面積 城市污水處