截污干管設(shè)計中流量計算和管徑確定

1、截污干管設(shè)計中流量計算和管徑確定摘要：對在截污干管設(shè)計中流量計算和管徑確定提出了一種計算方法。本文首先對計算中所需要的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了簡單論述，然后根據(jù)截污干管的特點，提出了截污干管在流量計算和管徑確定時所采用“三種計算加一種校核向結(jié)合”的方法。關(guān)鍵詞：截污干管；流量計算；管徑確定 1.前言大中城市中新建成區(qū)一般按分流制考慮，而舊城區(qū)或城市周邊農(nóng)村一般為合流制，隨著城市的發(fā)展，舊城區(qū)改造及農(nóng)村城市化進(jìn)程中，排水系統(tǒng)逐漸從合流制往分流制轉(zhuǎn)換，而在轉(zhuǎn)換的過程中污水收集系統(tǒng)完善比較有效的一種方法是先做截污干管，將排入河道的旱流污水及初期雨水截流進(jìn)入截污干管中，雨季雨水進(jìn)入河道。隨著分流制的轉(zhuǎn)化逐漸完善

2、，截污干管的作用逐漸從截污的功能轉(zhuǎn)化為分流制污水系統(tǒng)中污水主干管。故截污干管的設(shè)計對整個城市污水系統(tǒng)起到?jīng)Q定性作用，而在截污干管設(shè)計中，截污干管中流量的計算和管徑的確定是十分重要的。室外排水設(shè)計規(guī)范（GB50014-2006）主要分別講了旱季污水設(shè)計流量和合流管渠設(shè)計流量的計算，而管徑確定是考慮分流制按非滿流計算，合流制按滿流計算確定管徑。而截污干管既要考慮近期截污的需要、又要考慮遠(yuǎn)期作為分流制污水主干管的需要，同時又要滿足分流制轉(zhuǎn)化過程中部分合流、部分分流雙重作用的需要，對其流量計算和管徑的確定尚未有一個明確的計算方法，本文以深圳市龍崗河流域截污干管系統(tǒng)中截污干管流量計算和管徑確定為例來說明

3、。2.污水流量組成污水流量的組成與污水收集系統(tǒng)有關(guān)，可能包括：生活污水：指從居民日常生活中洗滌、沖廁、洗澡等產(chǎn)生的污水以及商業(yè)和公共設(shè)施等產(chǎn)生的的污水；工業(yè)廢水：指以工業(yè)廢水為主要成分的廢水；雨水：指由于降雨徑流形成的水。對于分流制排水系統(tǒng)來說，污水管內(nèi)的污水只包括生活污水和工業(yè)廢水；對于合流制排水系統(tǒng)而言，除了生活污水和工業(yè)廢水外，還包括雨水。具體到截污干管，近期干管系統(tǒng)截 流的污水為合流制污水，包括生活污水、工業(yè)廢水以及部分雨水；待遠(yuǎn)期雨污分流后，干管系統(tǒng)內(nèi)的污水為分流制污水，包括生活污水、工業(yè)廢水。3.相關(guān)參數(shù)確定3.1 排水體制城市排水體制的選擇是城市排水系統(tǒng)規(guī)劃中的首要問題。它影響排

4、水系統(tǒng)的設(shè)計、施工、維護(hù)和管理，對城市規(guī)劃和環(huán)境保護(hù)也有著深遠(yuǎn)影響，同時也影響排水系統(tǒng)工程的總投資、初期投資和運(yùn)行管理費(fèi)用。排水體制應(yīng)根據(jù)城鎮(zhèn)總體規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)的要求、污水利用處理情況，原有排水設(shè)施、水環(huán)境容量、地形、氣候等條件，從全局出發(fā)，經(jīng)綜合分析比較后確定?，F(xiàn)狀排水體制大多數(shù)為合流制的地區(qū)要想將現(xiàn)狀的合流制立即改造成分流制是十分困難的，但根據(jù)規(guī)劃還是要在新建區(qū)實行分流制，在老城區(qū)逐步完善為分流制排水系統(tǒng)，最終要全部實現(xiàn)分流制。根據(jù)目前的現(xiàn)實及對將來的預(yù)期，可以對改造區(qū)域內(nèi)的排水系統(tǒng)實行污水截流體制。截流系統(tǒng)將同時截流分流制污水系統(tǒng)和合流制系統(tǒng)的污水及部分初期雨水。根據(jù)服務(wù)區(qū)的現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)

5、劃，現(xiàn)狀及近期采用截流式合流制排水體制，遠(yuǎn)期實施完全分流制排水體制。截污干管的定位為：近期為截污干管對流域內(nèi)各排污口實施截流，遠(yuǎn)期為服務(wù)區(qū)的污水主干管，受納服務(wù)區(qū)分流制污水。根據(jù)服務(wù)區(qū)的現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃，預(yù)測服務(wù)區(qū)域內(nèi)合流制比例，本文以25%合流制為例，其余為分流制系統(tǒng)。3.2 截流倍數(shù)污水截流是城市水環(huán)境控制的一個重要措施。目前截流倍數(shù)的分析還沒有成熟的方法，要考慮的因素較多，如經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、水文等，很難準(zhǔn)確進(jìn)行定量分析。截流倍數(shù)小，會造成受納水體污染；截流倍數(shù)大，雖水體污染程度較小，但管渠系統(tǒng)投資大，同時把大量雨水輸送至污水廠，影響處理效果。在確定截流倍數(shù)時可以把目標(biāo)定為在環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)許可的前提下

6、，盡量使用較小的截流倍數(shù)。據(jù)調(diào)查，國內(nèi)一些城市采用的截流倍數(shù)一般為13。對于具體的某個城市，應(yīng)根據(jù)該城市的實際情況確定。本文以截流倍數(shù)取2為例。3.3 污水總變化系數(shù)的取值根據(jù)室外排水設(shè)計規(guī)范（GB50014-2006）規(guī)定對污水總變化系數(shù)進(jìn)行取值。3.4 地下水入滲系數(shù)根據(jù)室外排水設(shè)計規(guī)范（GB50014-2006），當(dāng)?shù)叵滤桓哂谂潘芮r，排水系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)適當(dāng)考慮入滲地下水量，入滲地下水量可按平均日綜合生活污水和工業(yè)廢水中的1015計。本文考慮1.1的地下水入滲系數(shù)。4.設(shè)計流量計算方法及管徑確定由于截污干管工程既包括分流制系統(tǒng)，也包括合流制系統(tǒng)，故從以下幾個方面進(jìn)行截污干管設(shè)計流量的計算

7、和管徑確定。首先根據(jù)規(guī)劃計算出服務(wù)范圍內(nèi)的規(guī)劃污水量。然后根據(jù)每段截污干管的服務(wù)面積均分計算出每段截污干管分?jǐn)偟囊?guī)劃污水量Q平均（旱季污水平均流量）。以此為基礎(chǔ)計算各段截污干管的設(shè)計流量及確定管徑。4.1 根據(jù)截污井實測流量計算污水量截污干管首先要保證截污干管現(xiàn)狀截污井需截留的污水量能順利通過截污干管。Q1Q截流量（1+no）式中 Q1根據(jù)截流井截流污水量計算的設(shè)計流量；Q截流量計算的此段截污管上游（包含此段截污管）所有截污井旱流實測流量合計；n0截流倍數(shù)；4.2分流制和合流制體系共存的情況下截污干管設(shè)計流量截污干管要保證合流制與分流制轉(zhuǎn)換過程中流域內(nèi)污水量能順利通過截污干管。Q2Q平均地下水

8、入滲系數(shù)合流制比例（1+ no）Q平均地下水入滲系數(shù)（1-合流制比例）總變化系數(shù)Q平均1.125（1+2）+ Q平均1.1（1-25）KZ式中 Q2分流制和合流制體系共存的情況下截污干管設(shè)計流量； Q平均計算的此段截污管上游（包含此段截污管）所有服務(wù)范圍內(nèi)規(guī)劃平均污水量； KZ污水總變化系數(shù)；4.3 分流制系統(tǒng)情況下截污干管設(shè)計流量截污干管要保證分流制系統(tǒng)情況下流域內(nèi)污水量能按規(guī)范要求非滿流順利通過截污干管。Q3Q平均地下水入滲系數(shù)總變化系數(shù) Q平均1.1KZ式中 Q3分流制體系的情況下截污干管設(shè)計流量；5.截污干管管徑確定根據(jù)上面三種方法計算出每段截污干管的各種設(shè)計流量來確定管徑和坡度。其中Q1和Q2為合流制流量，按規(guī)范采用滿流計算；Q3為分流制流量，按規(guī)范采用非滿流（最大充滿度根據(jù)室外排水設(shè)計規(guī)范（GB50014-2006）確定）計算，同時根據(jù)地面坡度來確定每段截污干管的管徑和坡度。然后用截污口實測的旱季流量來復(fù)核截污干管現(xiàn)狀情況下是否會產(chǎn)生淤積，若產(chǎn)生淤積需調(diào)整管徑和坡度，重新按前面的管徑確定過程確定管徑和坡度，直至滿足前面三種流量的通過和不淤積的要求。6