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(dòng)進(jìn)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(shí)間內(nèi)降下，形成強(qiáng)度猛烈的暴雨，若不及時(shí)渲泄將造成巨大的危害。 規(guī)劃任務(wù)：及時(shí)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(dāng)?shù)乇┯陱?qiáng)度公式；確定排水流域與排水方式，進(jìn)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(shè)計(jì)流量計(jì)算方法與有關(guān)參數(shù)；進(jìn)行雨水管渠的水力計(jì)算，確定管渠尺寸、坡度、標(biāo)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(wù)，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(dá)到合理經(jīng)濟(jì)的要求。 布置中應(yīng)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(shè)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)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(shè)雨水泵站情況時(shí)，應(yīng)盡量使經(jīng)過(guò)泵站排除的雨水量減少到最小限度，以降低泵站的造價(jià)。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(shè)（道路縱坡控制在0.3% 6%)，但干管不宜設(shè)在交通量大的干道下，以免積水時(shí)影響交通。雨水干管應(yīng)設(shè)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(wù)之一，就是研究在規(guī)劃城市各部分高度時(shí)，如何合理利用自然地形，使整個(gè)流域內(nèi)地面徑流在最短時(shí)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(kāi)辟水體 應(yīng)利用城市中的洼地、池塘，以便儲(chǔ)存因暴雨量大時(shí)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(guò)高重現(xiàn)期設(shè)計(jì)，減小管渠斷面，節(jié)約投資。同時(shí)，所開(kāi)辟的水化可供游覽、娛樂(lè)、或農(nóng)田灌溉。（6）雨水口的設(shè)置 街道兩側(cè)設(shè)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(guò)路面。根據(jù)街道縱坡、路面積水情況、雨水口的進(jìn)水量，雨水口的間距一般為30m80m。街道交叉口處設(shè)雨水口：位置與路面的傾斜方向有關(guān)位于山坡上或山腳下的城市，應(yīng)在山坡及山腳設(shè)置截洪溝，以攔集坡上徑流，保護(hù)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(jì)算二、雨水管渠水力計(jì)算1、設(shè)計(jì)參數(shù)的

5、選擇（1）暴雨強(qiáng)度公式 對(duì)降雨資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)為分析，找到表示暴雨特征的降雨歷時(shí)、降雨強(qiáng)度、重現(xiàn)期之間的關(guān)系，作雨水管渠設(shè)計(jì)的依據(jù)。 降雨歷時(shí)：是指連續(xù)降雨的時(shí)段，可以指一場(chǎng)雨全部降雨的時(shí)間，也可以指其中個(gè)別的連續(xù)時(shí)段。用t表示，單位為min或h。 降雨量：指降雨的絕對(duì)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(qiáng)度：是指某一連續(xù)降雨時(shí)段內(nèi)的平均降雨量，即單位時(shí)間的平均降雨深度，用 表示 也可用單位時(shí)間內(nèi)單位面積上的降雨體積 表示。-降雨強(qiáng)度（mm/min）-降雨歷時(shí)，即連續(xù)降雨的時(shí)間（min）-相應(yīng)于降雨歷時(shí)的降雨量（mm）第三章 城市排水工程規(guī)劃 在設(shè)計(jì)雨水管渠時(shí)，假定降雨在匯

6、水面積上均勻分布，并選擇最大降雨強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)依據(jù)，根據(jù)當(dāng)?shù)囟嗄辏?0年)雨量記錄，推算暴雨強(qiáng)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(qiáng)度的頻率是指大于或等于該暴雨強(qiáng)度發(fā)生的機(jī)會(huì)N（%） 重現(xiàn)期指大于或等于該暴雨強(qiáng)度發(fā)生一次的平均時(shí)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(jiàn)下表地形地形設(shè)計(jì)降雨重現(xiàn)期設(shè)計(jì)降雨重現(xiàn)期地形分級(jí)地面坡度一般居住區(qū)一般道路中心、使館、工廠、倉(cāng)庫(kù)、干道、廣場(chǎng)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(shí)間 通常取匯水面積最遠(yuǎn)點(diǎn)雨水流到設(shè)計(jì)斷面時(shí)的集水時(shí)

7、間作為設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)。 對(duì)某一設(shè)計(jì)斷面，集水時(shí)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(quán)平均法計(jì)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(jí)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(hào)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(shè)計(jì)流量公式二、雨水管渠水力計(jì)算二、雨水管渠水力計(jì)算（1）水力計(jì)算的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)充滿度為1，按滿流計(jì)算。明渠超高（達(dá)到最大水位以后，還得有一部分水未浸沒(méi)的高度，那就是“超高”）應(yīng)大于或等于0.2m最小設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)坡度 雨水支干管最小管徑300mm，最小設(shè)計(jì)

9、坡度0.002；雨水口連接管最小管徑200mm，最小設(shè)計(jì)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(wú)覆土的地面式暗溝；最大埋深與污水管道相同；明渠應(yīng)避免穿過(guò)高地。管道在檢查井內(nèi)連接，一般采用管頂平接。 工程設(shè)計(jì)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(guān)系可查滿流圓形管道水力計(jì)算圖。第三章 城市排水工程規(guī)劃 （2）雨水管渠設(shè)計(jì)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(jì)算簡(jiǎn)圖u確定各段管渠匯

10、水面積與水流方向。將計(jì)算面積、各段長(zhǎng)度填寫(xiě)在計(jì)算簡(jiǎn)圖。u依據(jù)地形等高線，標(biāo)出設(shè)計(jì)管段起訖點(diǎn)的地面標(biāo)高，準(zhǔn)備進(jìn)行水力計(jì)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(quán)平均法求得整個(gè)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(diǎn)地面集水時(shí)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(shè)計(jì)重現(xiàn)期u根據(jù)降雨強(qiáng)度公式，繪制單位徑流量與設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)關(guān)系曲線u列表進(jìn)行水力計(jì)算，確定管渠斷面尺寸，縱向坡度、管渠底標(biāo)高等，并繪制縱剖面圖-參照污水管渠進(jìn)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(diǎn) 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(shí)城市污水的污染、雨天時(shí)較臟初期雨水對(duì)水體的污染，在一定程度上保護(hù)了環(huán)境。但是，在暴雨天，會(huì)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(yùn)營(yíng)管理帶來(lái)困難。 合流制排水系統(tǒng)的造價(jià)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(yīng)使服務(wù)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(shè)污水管道

12、。只有當(dāng)雨水不宜沿地面排出時(shí)，才設(shè)合流管渠（3）截流干管沿岸邊布置，其高程應(yīng)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(dá)不到上述要求時(shí)，只有降低高程，設(shè)防潮閘門、排澇泵站。第三章 城市排水工程規(guī)劃（4）暴雨時(shí)，超過(guò)一定數(shù)量的混合污水應(yīng)能順利通過(guò)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(zhǎng)度。（5）溢流井的數(shù)目不宜過(guò)多，位置選擇應(yīng)適當(dāng)，以免增加溢流井和排放管道的造價(jià)，減少對(duì)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(jì)算1、設(shè)計(jì)流量的確定

13、（1）第一個(gè)溢流井上游管渠的設(shè)計(jì)流量 第三章 城市排水工程規(guī)劃（2）溢流井下游管渠的設(shè)計(jì)流量 對(duì)旱流污水量計(jì)算同上，對(duì)未溢流的設(shè)計(jì)雨水量則按上游旱流污水量的倍數(shù)（n0）計(jì)算；此外，還需要計(jì)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(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的規(guī)定（1）設(shè)計(jì)充滿度，流量按滿流計(jì)算（2）設(shè)計(jì)最小流速 滿流時(shí)，取 旱流時(shí)，?。?）設(shè)計(jì)重現(xiàn)期 合流管渠的雨水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期比同一情況下雨水管渠的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期適當(dāng)提高(4)截流倍數(shù) 我國(guó)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(shì)。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?jī)?nèi)部有完善的衛(wèi)生設(shè)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(shè)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(duì)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(yán)重，需要徹底改建而設(shè)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(duì)水體的污染， 但投資巨大、施工困難，較難短時(shí)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(méi)有杜絕對(duì)水體的污染，可采取以下措施補(bǔ)救：但它并沒(méi)有杜絕對(duì)水體的污染，可

16、采取以下措施補(bǔ)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(lái)，先進(jìn)行沉淀，再送往污水處理廠； 適當(dāng)提高截流倍數(shù)，增加截流干管、擴(kuò)大污水處理廠容量； 在溢流出水口設(shè)置簡(jiǎn)單處理設(shè)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?？蛇\(yùn)用公園、廣場(chǎng)、停車場(chǎng)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(huì)惡化環(huán)境、污染水體，不僅嚴(yán)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(duì)污水在排放前進(jìn)行

17、處理。 一、城市污水性質(zhì)、排放標(biāo)準(zhǔn) 1、污水污染指標(biāo) 它指水在使用過(guò)程中被污染的程度，又稱水質(zhì)指標(biāo)。一些主要指標(biāo)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(shí)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(jī)物質(zhì) 污水中含有大量的有機(jī)物，進(jìn)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(jī)物進(jìn)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(yán)重污染環(huán)境，并使魚(yú)類無(wú)法生存。一般采用生化需氧量（BOD）、化學(xué)需氧量（COD）兩個(gè)指標(biāo)來(lái)間接表示污水中有機(jī)物的濃度（mg/L）。 BOD：一般規(guī)定一個(gè)時(shí)間周期，在這段時(shí)間內(nèi)，在一定

18、溫度下用水樣培養(yǎng)微生物，并測(cè)定水中溶解氧消耗情況，一般采用五天時(shí)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(jī)物越多，污染也越嚴(yán)重。 COD:在一定的條件下，采用一定的強(qiáng)氧化劑處理水樣時(shí)，所消耗的氧化劑量?；瘜W(xué)需氧量越大，說(shuō)明水體受有機(jī)物的污染越嚴(yán)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(jiàn)，是由粘土、原生動(dòng)物、藻類、細(xì)菌、病毒、以及高分子有機(jī)物等組成，造成濁度、色度、氣味的主要來(lái)源。（4）PH值 它指污水呈酸性堿性的標(biāo)志，生活污水一般呈弱堿

19、性，而工業(yè)廢水則多呈強(qiáng)酸強(qiáng)堿，危害魚(yú)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(jià)值。高溫的工業(yè)廢水會(huì)引起熱污染，破壞魚(yú)類生活環(huán)境。 第三章 城市排水工程規(guī)劃2、污染標(biāo)準(zhǔn) 污水在排入水體前，須經(jīng)處理以減少或消除對(duì)水體的污染。故制定一系列標(biāo)準(zhǔn)，作為向水體排放污水時(shí)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(fèi)用。 處理后的廢水排入地面水系，水質(zhì)應(yīng)滿足地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB 3838-88）和污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB 8978-96。處理后的廢水若用于農(nóng)田灌溉，水質(zhì)應(yīng)達(dá)到污水灌溉農(nóng)田水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（GB 50

20、54-82）；若排入海洋，則要滿足海洋水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)（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(jī)物和無(wú)機(jī)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(xué)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(xué)法 城市污水處理程度:分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)處理。 一級(jí)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(jí)處理：大幅度去除污水中膠體、有機(jī)性污染物，常用生物處理法； 三級(jí)處理：進(jìn)一步去除二級(jí)處理未能去除的某些污染物，如進(jìn)一步去除N、P易引起富營(yíng)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