《第四章合流管渠系统的设计》-课件.ppt

第四章 合流管渠系统设计 合流制管渠系统是利用同一管渠排除生活污水、工业废水及雨水的排水方式。本节只介绍截流式合流制排水系统。 一、截流式合流制排水系统的工作情况与特点 截流式合流制排水系统，是在同一管渠内输送多种混合污水，集中到污水处理厂处理，从而消除了晴天时城市污水及初期雨水对水体的污染，在一定程度上满足环境保护方面的要求。 污水截流式合流制的工作过程： （1）不降雨时，收集和输送污水至污水处理厂，经处理后排放； （2）降雨时，污水和雨水合流，雨水流量增加到设计流量时，经溢流井排出，其余部分输送至处理厂。 截流式合流制具有管线单一，管渠的总长度小等优点。因此在节省投资、管道施工等方面较为有利。 截流式合流制排水系统的缺点是：在暴雨期间，会有部分混合污水通过溢流井排入水体，将造成水体周期性污染，另外，由于截流式合流制排水管渠的过水断面很大，而在晴天时流量小，流速低，往往在管底形成淤积，降雨时，雨水将沉积在管底的大量污物冲刷起来带入水体形成严重的污染。 另外，截流管、提升泵站以及污水处理厂的设计规模都比分流制排水系统大，截流管的埋深也比单设雨水管渠的埋深大。 归纳起来污水截流式系统特点： 1）管线简单，总长度小，初期雨水处理； 2）暴雨期间，污水溢入水体，造成污染； 3）晴天流速低，易在管底造成淤积； 4）截流管、提升泵站以及污水厂的设计规模和埋深比分流制大。 二、截流式合流制排水系统的使用条件 在下列情形下可考虑采用截流式合流制排水系统： 1. 排水区域内有充沛的水体，并且具有较大的流量和流速，一定量的混合污水溢入水体后，对水体造成的污染危害程度在允许范围内； 2. 街区、街道的建设比较完善，必须采用暗管排除雨水时，而街道的横断面又较窄，管渠的设置位置受到限制时； 3. 地面有一定的坡度倾向水体，当水体高水位时，岸边不被淹没； 4. 排水管渠能以自流方式排入水体，在中途不需要泵站提升； 5. 降雨量小的地区； 6. 水体卫生要求特别高的地区，污、雨水均需要处理。 显然，对于某个地区或城市来说，上述条件不一定能够同时满足，但可根据具体情况，酌情选用合流制排水系统。若水体距离排水区域较远，水体流量、流速都较小，城市污水中的有害物质经溢流井排入水体的浓度超过水体允许卫生标准等情况下，则不宜采用。 三、截流式合流制排水系统布置 采用截流式合流制排水管渠系统时，其布置特点及要求是： 1. 排水管渠的布置应使排水面积上生活污水、工业废水和雨水都能合理地排入管渠，管渠尽可能以最短的距离坡向水体； 2. 在排水区域内，如果雨水可以沿道路的边沟排泄，这时可只设污水管道，只有当雨水不宜沿地面径流时，才布置合流管渠，截流干管尽可能沿河岸敷设，以便于截流和溢流； 3. 沿水体岸边布置与水体平行的截流干管，在截流干管的适当位置上设置溢流井，以保证超过截流干管的设计输水能力的那部分混合污水，能顺利地通过溢流井就近排入水体； 4. 在截流干管上，必须合理地确定溢流井的位置及数目，以便尽可能减少对水体的污染，减小截流干管的断面尺寸和缩短排放渠道的长度； 5. 在汛期，因自然水体的水位增高，造成截流干管上的溢流井，不能按重力流方式通过溢流管渠向水体排放时，应考虑在溢流管渠上设置闸门，防止洪水倒灌，还要考虑设置排水泵站提升排放，这时宜将溢流井适当集中，利于排水泵站集中抽升； 6. 为了彻底解决溢流混合污水对水体的污染问题，又能充分利用截流干管的输水能力及污水处理厂的处理能力，可考虑在溢流出水口附近设置混合污水贮水池，在降雨时，可利用贮水池积蓄溢流的混合污水，待雨后将贮存的混合污水再送往污水处理厂处理。此外，贮水池还可以起到沉淀池作用，可改善溢流污水的水质。但一般所需贮水池容积较大，另外，蓄积的混合污水需设泵站提升至截流管。 四、合流制排水管渠的水力计算 1. 溢流井上游管渠设计流量 溢流井上游管渠(如图中的1-2、5-3、6-4管段）为完全合流制，设计流量按合流制计算： 2. 溢流井下游管渠设计流量 在截流式合流制排水管渠系统中，由于在截流干管上设置了溢流井，当溢流井上游合流污水流量超过截流干管的输水能力时，就会有部分合流污水经溢流井直接排入水体。当溢流井内的水量刚好达到溢流状态时，被截流的雨水流量和旱流流量的比值称为截流倍数，用n0表示。 n0 = 3 ～5，设计规范：1～5 建议，n0 = 3。 由于通过溢流井转输到下游截流干管中的雨水流量为n0Qf 则溢流井下游截流干管的设计雨水流量可按下式计算： 五、截流式合流制管渠的水力计算要点 截流式合流制排水管渠一般按满流设计(h/D=1)。水力计算方法，水力计算数据，包括设计流速