成都市某鎮(zhèn)區(qū)排水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)講解

1、 給水排水Vol. 35增刊2009337成都市某鎮(zhèn)區(qū)排水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)王進(jìn)張少輝(武漢理工大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院, 武漢430070摘要成都市某鎮(zhèn)是成都市北郊成彭路經(jīng)濟(jì)發(fā)展走廊上的一個(gè)片區(qū)中心鎮(zhèn)和交通樞紐, 是以家具、食品等輕加工工業(yè)及休閑旅游為重點(diǎn)的歷史文化名鎮(zhèn)。介紹并分析了該鎮(zhèn)區(qū)的排水現(xiàn)狀, 闡述了近、遠(yuǎn)期排水工程的規(guī)劃, 并對(duì)規(guī)劃提出了一些建議和總結(jié)。關(guān)鍵詞現(xiàn)狀分析污水管網(wǎng)雨水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)1項(xiàng)目概況及現(xiàn)狀分析111項(xiàng)目概況成都市某鎮(zhèn)地處成都市新都西部的中心, 是四川省歷史文化名鎮(zhèn), 是國(guó)家、省、市、區(qū)四級(jí)重點(diǎn)鎮(zhèn), 成都市13個(gè)優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)鎮(zhèn), 成都市生態(tài)工貿(mào)衛(wèi)星城, 新都區(qū)的副中心,

2、家具、文化名鎮(zhèn)、醫(yī)藥、食品、建工、建材、家具為主的綜合性發(fā)展格局, 工業(yè)產(chǎn)品有34大系列分別被評(píng)為國(guó)家、部、省、市優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。規(guī)劃范圍內(nèi)地形為平原, 地勢(shì)較平坦, 西北高, 東南低, 從西北向東南的平均坡降23。鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)水系主要有錦水河分干渠、南二支、護(hù)城河、老錦水河等渠道, 且水系的走向基本與地勢(shì)相同。規(guī)劃區(qū)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。本次規(guī)劃總面積為1068193hm 2, 近期人口615萬(wàn)人, 遠(yuǎn)期規(guī)劃人口1917萬(wàn)人 。圖1某鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)為了使該鎮(zhèn)在新的發(fā)展和機(jī)遇面前處于有利位置, 創(chuàng)造更加便利投資環(huán)境, 提高城市品位, 排水管網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)迫在眉睫。112, 同, 。該渠416km , 寬約12m , 渠深約4

3、m , 在本區(qū)段內(nèi), 有一個(gè)小型發(fā)電站, 三處跌水。錦水河分干渠沿西北方向向上游延伸約10km , 與清白江交匯, 交匯處設(shè)置閘門控制進(jìn)入錦水河分干渠的灌溉水量。錦水河分干渠設(shè)計(jì)灌溉流量為45m 3/s 。(2 南二支為錦水河分干渠下一級(jí)支流, 全長(zhǎng)約為2km , 寬約為5m , 渠深約為3m ; 護(hù)城河是從南二支引出的南一斗、南二斗形成, 現(xiàn)狀寬1153m , 深約為1112m , 根據(jù)該鎮(zhèn)規(guī)劃擬改造成主城區(qū)的景觀水體。老錦水河位于該鎮(zhèn)的西側(cè), 東西走向, 和南二支匯合, 該鎮(zhèn)內(nèi)長(zhǎng)度約為418km , 規(guī)劃區(qū)內(nèi)長(zhǎng)度約為114km , 目前老錦水河淤塞嚴(yán)重, 有待進(jìn)行清淤改造以滿足排水要求。(

4、3 現(xiàn)狀排水管渠主要集中于老城區(qū), 絕大部分采用雨污合流, 極小部分新建小區(qū)采用雨污分流。街坊內(nèi)一般設(shè)置有化糞池; 街坊內(nèi)雨水和污水根據(jù)地形情況, 就近排入現(xiàn)有管網(wǎng)和水系中, 最終依靠錦水河分干渠及護(hù)城河承擔(dān)排水任務(wù), 造成水體水質(zhì)污染。(4 規(guī)劃范圍內(nèi)現(xiàn)有雨污合流管渠總長(zhǎng)度約為20km , 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)踏勘發(fā)現(xiàn)街坊絕大部分地塊標(biāo)高低于道路標(biāo)高014016m , 街坊內(nèi)現(xiàn)有管埋深過(guò) 338給水排水Vol. 35增刊2009小, 一般為019112m , 常出現(xiàn)排水不暢, 雨天鎮(zhèn)內(nèi)有滯水現(xiàn)象, 隨著開發(fā)建設(shè)力度的加大, 該矛盾日益突出, 規(guī)劃設(shè)計(jì)中要對(duì)其進(jìn)行完善和調(diào)整。(5 該鎮(zhèn)尚未建成污水處理廠,

5、 污水處理廠(近期規(guī)模2萬(wàn)m 3/d 建設(shè)進(jìn)度需加快。2近期排水工程規(guī)劃考慮到該鎮(zhèn)排水管線現(xiàn)狀和保證污水處理廠近期建成后能正常運(yùn)轉(zhuǎn), 需要利用、改造現(xiàn)有雨污合流管線。近期老城區(qū)采用合流制排水體制, 無(wú)排水管線的其他區(qū)域采用分流制排水體制。所以, 近期以改造為主, 主要對(duì)現(xiàn)有管網(wǎng)(即圖1中陰影部分區(qū)域 進(jìn)行適當(dāng)改造; 其他區(qū)域隨著開發(fā)的進(jìn)度逐步建設(shè)排水管網(wǎng)。為了收集老城區(qū)污水, 需要在現(xiàn)狀污水排放口設(shè)置溢流井, 具體是在濱江路增設(shè)16個(gè)溢流井, 并沿濱江路鋪設(shè)截留干管, 管徑和坡度按遠(yuǎn)期規(guī)劃設(shè)計(jì)確定, 經(jīng)核算, 務(wù), 故流速可滿足要求保留和疏通, 展逐步完善管網(wǎng), , 由于工程量相對(duì)較小、節(jié)約投

6、資、易于施工、見(jiàn)效快, 已得到廣泛應(yīng)用, 并取得良好效果1。旱季時(shí), 截流合流制排水系統(tǒng)可將污水全部送入污水處理廠; 雨季時(shí), 通過(guò)截流設(shè)施, 將部分合流污水輸送到污水廠, 溢流污水排入附近水體, 不可避免會(huì)對(duì)水體造成局部污染, 當(dāng)合流制改造完畢后, 這一影響將消除。其他組團(tuán)范圍, 敷設(shè)遠(yuǎn)期污水干管, 隨著各組團(tuán)的開發(fā), 逐漸完善污水支管, 使新建廠區(qū)、小區(qū)污水能順利進(jìn)入污水干管送至污水處理廠進(jìn)行處理。具體是完成老陳彭路、規(guī)劃區(qū)東側(cè)過(guò)境路、北環(huán)路以及進(jìn)入污水廠等主干管。據(jù)統(tǒng)計(jì), 實(shí)施管線長(zhǎng)度約占遠(yuǎn)期管線總長(zhǎng)度的1/4。3遠(yuǎn)期排水工程規(guī)劃311遠(yuǎn)期污水工程規(guī)劃根據(jù)該鎮(zhèn)控制性詳細(xì)規(guī)劃, 規(guī)劃區(qū)以現(xiàn)

7、代服務(wù)業(yè)為紐帶, 以老城歷史格局保護(hù)為核心, 由現(xiàn)代服務(wù)業(yè)簇群、泡菜食品工業(yè)園、行政中心等3大功能片區(qū)和周邊配套居住片區(qū)構(gòu)成, 形成“一軸、一帶、一環(huán)、一園”的總體布局結(jié)構(gòu)。一軸是指城市傳統(tǒng)南北軸; 一帶是指城市綜合服務(wù)帶; 一環(huán)是指護(hù)城河文化游憩環(huán); 一園是指泡菜食品工業(yè)園。顯然若采用合流制必然會(huì)造成水環(huán)境污染的惡果, 這與老城歷史格局對(duì)水景和水環(huán)境的要求相悖。再者, 現(xiàn)狀合流管網(wǎng)凌亂, 受埋深及現(xiàn)狀標(biāo)高限制無(wú)法達(dá)到遠(yuǎn)期污水管線設(shè)計(jì)要求。無(wú)論從現(xiàn)狀和鎮(zhèn)區(qū)環(huán)境要求, 還是滿足管網(wǎng)長(zhǎng)效運(yùn)行和現(xiàn)實(shí)的經(jīng)濟(jì)適用性來(lái)考慮, 該鎮(zhèn)到遠(yuǎn)期必須采用雨污分流排水體制。(1 該鎮(zhèn)遠(yuǎn)期2020年規(guī)劃人口20137萬(wàn)

8、人, 取綜合用水標(biāo)準(zhǔn)(平均日 為300L/(人d , 排放系數(shù)取為0185, 可得該鎮(zhèn)遠(yuǎn)期總污水量為518萬(wàn)m 3/d , 遠(yuǎn)期污水處理廠規(guī)模為6萬(wàn)m 3/d 。(2 規(guī)劃中使污水管線盡量少穿越溝渠, 本規(guī)劃中有兩處穿越錦水河分干渠。可選擇凹字形倒虹管, 如圖2, , , 其易。這種倒虹管在我國(guó), 效果良好2 。圖2凹字形倒虹管示意(3 對(duì)老城區(qū)管線可根據(jù)遠(yuǎn)期規(guī)劃盡量利用現(xiàn)有管位, 在原管位置開挖更換新管道, 這種方法設(shè)計(jì)比較容易, 但后期施工壓力很大, 對(duì)工期要求較高。(4 針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)踏勘結(jié)果, 部分街坊地塊標(biāo)高較路面標(biāo)高低014016m , 并考慮管線綜合設(shè)計(jì)中污水管與雨水管線的高程避讓,

9、設(shè)計(jì)污水管線最小覆土定為212m 左右。312遠(yuǎn)期雨水工程規(guī)劃(1 充分利用地形, 分散、就近排入錦水河分干渠、南二支、護(hù)城河、老錦水河等四大水系, 對(duì)錦水河分干渠、南二支內(nèi)有發(fā)電站和跌水, 雨水排放口選擇設(shè)置在發(fā)電站和跌水后20m 至下一跌水上游150m 區(qū)段內(nèi), 保證雨水排放口的標(biāo)高滿足要求。(2 老城區(qū)位于錦水河分干渠南側(cè), 地勢(shì)相對(duì)較低, 而且城區(qū)內(nèi)街坊標(biāo)高比道路標(biāo)高要低, 為了能 給水排水Vol. 35增刊2009339讓街坊內(nèi)雨水順利排出, 大部分雨水管起端覆土定為115m 左右, 若將雨水逆坡排向錦水河分干渠則排出口會(huì)低于渠底, 雨水無(wú)法排入渠中。所以只能利用護(hù)城河承擔(dān)排水任務(wù),

10、 護(hù)城河需要加寬加深改造。(3 根據(jù)相關(guān)部門要求, 為提高雨水管網(wǎng)的排水可靠性, 本次規(guī)劃中主次干道重現(xiàn)期P =2年, 支路重現(xiàn)期取P =1年, 采用成都市暴雨強(qiáng)度公式。由于可供排水的溝渠一般都較淺, 規(guī)劃中盡量利用地面坡度, 采用大管徑小坡度以使雨水能順利排入渠中。4幾點(diǎn)思考和建議(1 近期規(guī)劃實(shí)施的污水干管中, 部分管線由于污水量少必然會(huì)導(dǎo)致流速不能滿足需要發(fā)生沉積淤塞現(xiàn)象。建議局部采用地下水池沖洗方式, 由于雨水管道較污水管道高些且管道并行, 只需在500800m 處設(shè)一個(gè)地下水池, 連, , 雨季沖233不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重淤塞, 在遠(yuǎn)期也將對(duì)分流制排水系統(tǒng)起到很好的沖洗作用。(2 在護(hù)城河改

11、造上, 經(jīng)過(guò)計(jì)算若鋪設(shè)埋地圓管排雨水則護(hù)城河斷面將在3m ×3m 左右, 這樣其作為景觀水體顯得不很美觀, 可在斷面形式上做文章, 將斷面做成臺(tái)階狀等具有休閑觀賞性。另外為保證河中水量可考慮在下游設(shè)置小型橡膠壩進(jìn)行調(diào)節(jié)。(3 鑒于硬聚氯乙烯雙壁波紋管在九寨溝的成功應(yīng)用經(jīng)驗(yàn), 管道可采用聚氯乙烯雙壁波紋管, 其具有不易腐蝕, 適用壽命長(zhǎng), 管壁光滑, 水力阻力小, 在較小坡度小不易堵塞等優(yōu)點(diǎn), 可以降低埋深, 同時(shí)運(yùn)輸較方便4。(4 污水管的埋設(shè)深度除了要考慮最小覆土厚度還必須滿足街區(qū)污水連接管銜接的要求, 考慮到規(guī)劃區(qū)部分片區(qū)的街區(qū)高程低于道路高程014016m , 這就決定了其管道

12、起端埋深的特殊性, 設(shè)計(jì)中需加以注意?？捎檬?1 計(jì)算出街道管網(wǎng)起點(diǎn)的最小埋深, 如圖3所示。H =h +I ×L +Z 1-Z 2+h(1式中H 街道污水管網(wǎng)起點(diǎn)的最小埋深,m ;h 街道污水管網(wǎng)起點(diǎn)的最小埋深,m ;Z 1街道污水管起點(diǎn)檢查井處地面標(biāo)高,m ; Z 2街坊污水管起點(diǎn)檢查井處地面標(biāo)高,m ; I 街坊污水管和連接支管的坡度;L 街坊污水管和連接支管的總長(zhǎng)度,m ; h 街道污水管和連接支管的管內(nèi)底高差,m 。3016m , 平均管長(zhǎng)300m ,200mm 的管子最小坡度4, 接入檢查井中, 與300mm 管子管頂平接, 考慮014016m 的逆坡, 可得街道管道的最

13、小埋深=016+300×4+011+(014016 =213215(m 。(5 設(shè)計(jì)中, 考慮到其他市政管線(電力管溝、電訊管溝、燃?xì)夤堋⒔o水管等 埋深的要求, 雨水的最小覆土厚度取在115m 左右, 這樣各管線在高程上基本能相互錯(cuò)開。但雨、污管線少數(shù)情況因受各因素制約而無(wú)法相互錯(cuò)開, 可做成交叉井形式, 將污水管線直接穿過(guò)交叉井, 而雨水管線在井中斷開5, 如圖4所示 。圖4交叉井示意5結(jié)語(yǔ)城市排水管網(wǎng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分, 與人民的生活息息相關(guān)。因此, 排水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)一定要聯(lián)系實(shí)際, 切忌紙上談兵, 設(shè)計(jì)前必須做好 340給水排水Vol. 35增刊2009計(jì)算機(jī)技術(shù)潛

14、水?dāng)嚢铏C(jī)三維流場(chǎng)的數(shù)值模擬彭珍珍1趙恒文1郭聰聰1汪文生2曾德全2(1河海大學(xué)水利水電工程學(xué)院, 南京210098; 2南京貝特環(huán)保通用設(shè)備制造有限公司, 南京210098摘要潛水?dāng)嚢铏C(jī)是污水處理的專用設(shè)備, 目前對(duì)該攪拌器的檢驗(yàn)、性能比較、優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面的研究, 采用的是試驗(yàn)的方法, 而應(yīng)用數(shù)值模擬軟件優(yōu)化潛水?dāng)嚢璧难芯亢苌佟?yīng)用CFD 軟件, 利用多重參考系法(MRF , 對(duì)潛水?dāng)嚢铏C(jī)的三維流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算, 分析并研究了潛水?dāng)嚢铏C(jī)的流態(tài)特性, 計(jì)算了湍流狀態(tài)下潛水?dāng)嚢铏C(jī)的功率準(zhǔn)數(shù), 并得到了功率曲線, 為潛水?dāng)嚢铏C(jī)的實(shí)際工程應(yīng)用提供了參考依據(jù)。關(guān)鍵詞CFD 潛水?dāng)嚢铏C(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)隨著計(jì)

15、算流體力學(xué)的發(fā)展, 運(yùn)用數(shù)值模擬方法CFD 來(lái)研究攪拌槽內(nèi)的流動(dòng)特性已逐漸應(yīng)用到產(chǎn)品開發(fā)和應(yīng)用研究上。通過(guò)數(shù)值模擬不但可以獲得試驗(yàn)無(wú)法提供的數(shù)據(jù), 費(fèi)和縮短研究時(shí)間, 點(diǎn)。迄今為止, , 但尚處于保密階段, 而國(guó)內(nèi)在這方面的研究一直不多, 缺乏系統(tǒng)的理論指導(dǎo), 因而通過(guò)數(shù)值模擬技術(shù)來(lái)了解潛水?dāng)嚢铏C(jī)運(yùn)行下槽內(nèi)的功率特性、流場(chǎng)分布規(guī)律, 對(duì)潛水?dāng)嚢铏C(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、工程應(yīng)用等有重要的指導(dǎo)意義。本文采用流體力學(xué)軟件Fluent 對(duì)具有潛水?dāng)嚢铏C(jī)的攪拌槽內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行三維模擬, 通過(guò)對(duì)槽內(nèi)不同截面處的速度場(chǎng)進(jìn)行分析, 得到了此類攪拌槽內(nèi)部流場(chǎng)的一些特點(diǎn)和規(guī)律; 研究了潛水?dāng)嚢铏C(jī)的功率特性, 并得到了功率曲線。1數(shù)值模擬1. 13個(gè)基, 其質(zhì)量和動(dòng)量1。5x j=0(1 t +u j x j =-x i +25x 2j+f i(2式中t 非定長(zhǎng)項(xiàng);u j x j 對(duì)流項(xiàng), i , j =1, 2, 3; 5x i 壓力梯度; 5x 2j 擴(kuò)散項(xiàng); f i 體積力?，F(xiàn)場(chǎng)踏勘工作, 詳細(xì)了解現(xiàn)狀, 把握好設(shè)計(jì)細(xì)節(jié), 這樣才能把前期設(shè)計(jì)和后期實(shí)施有效結(jié)合起來(lái), 盡量避免設(shè)計(jì)與現(xiàn)實(shí)脫節(jié)所帶來(lái)的不必要的損失。參考文獻(xiàn)1楊根權(quán), 崔麗琴. 淺談舊合流制排水管渠系統(tǒng)的改造. 給水排水,2001,27(5 :8112北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院. 給水排水設(shè)計(jì)手