排水工程0503

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯城 市 排 水 工 程哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯大氣降水雨雪蒸發(fā)滲流徑流冰川蒸發(fā)地下水江河湖泊海洋哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯給水排水工程的任務(wù)河 流取水凈水廠生活生產(chǎn)消防排水管道污水處理廠排放口循環(huán)給水管網(wǎng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯本章的主要內(nèi)容n 概論n 污水（雨水）管道系統(tǒng)設(shè)計n 排水管渠及附屬構(gòu)筑物-排水工程概念、內(nèi)容、作用、排水體制、排水 系統(tǒng)的布置形式等-排水管渠斷面形式、接口、基礎(chǔ)、附屬構(gòu)筑物等 -管道系統(tǒng)設(shè)計流量、水力計算等 哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯1.1排水工程的概

2、念、作用、內(nèi)容l什么是排水工程 在城鎮(zhèn)，從住宅、工廠和各種公共建筑中不斷地排除各種各樣的污水，需要有效地收集、輸送，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚员Ｗo(hù)環(huán)境衛(wèi)生；對城鎮(zhèn)降水也需要及時地排除，否則將會積水成災(zāi)，妨礙社會生活。 排水工程就是用完善的管渠系統(tǒng)及泵站、處理廠等各種設(shè)施，將城鎮(zhèn)各種污水和雨水，進(jìn)行收集、輸送、處理和利用的工程。1、排水工程概論哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯l排水工程的作用1保護(hù)環(huán)境免受污染，使城市免受污水之害和洪水之災(zāi)2促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，保證城市可持續(xù)發(fā)展3保護(hù)人民的身體健康與正常生活 城市污水的再利用 有控制地利用污水灌溉農(nóng)田，工業(yè)廢水中有價值的原料的回收，以及城市污泥的利用等

3、。 通常污染的水對人類健康的危害有兩種方式： 傳染疾病：污水中含有致病微生物而引起傳染病的蔓延，如傷寒、霍亂、胃腸炎、痢疾、傳染性肝炎等 污水中的有毒有害物質(zhì)，能引起人們急性或慢性中毒，甚至引起癌癥或其它各種“公害病”。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯古老的巴黎排水道 倫敦艦隊下水道，這成為了倫敦城市探險者拍攝的經(jīng)典地點倫敦艦隊下水道，這成為了倫敦城市探險者拍攝的經(jīng)典地點 哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯l排水工程的任務(wù)將污、雨水收集并輸送到排放地點，是排水管網(wǎng)的任務(wù)；將排水管網(wǎng)輸送來的污水，進(jìn)行妥善處理和合理的利用，是污水處理廠的任務(wù)。l排水工程的

4、內(nèi)容：一是污水的收集、輸送部分排水管網(wǎng)二是污水的處理、利用部分污水處理本章主要內(nèi)容哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯l什么是污水 人類生活和生產(chǎn)中用過的，改變了原來的化學(xué)成分和物理性質(zhì)的水，叫污水。l污水的種類按來源分生活污水工業(yè)廢水降水（降雨和降雪）城市污水1.2污水含義及種類生活污水 生活污水，是指在人們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)使用過的水，包括從廁所、衛(wèi)生間、浴室、廚房、食堂和洗衣房等處排除的水。它來自居民住宅區(qū)、公共建筑、機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院、商店及工廠中生活間部分。 主要成分：有機(jī)物(例如蛋白質(zhì)、動植物脂肪、碳水化合物、尿素、氨氮等)。污染較嚴(yán)重，需處理后排放哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯工業(yè)

5、廢水 工業(yè)廢水，是指工礦企業(yè)在生產(chǎn)過程中排放的廢水。工業(yè)廢水按其污染程度的不同可分為；生產(chǎn)廢水和生產(chǎn)污水兩類。 生產(chǎn)廢水是指在使用過程中受到輕度污染或水溫增高的水。如冷卻水即屬于這一類，通常經(jīng)局部處理即可在生產(chǎn)中重復(fù)利用，或直接排入水體。 生產(chǎn)污水是指在使用過程中受到嚴(yán)重污染的水，其成分復(fù)雜，往往含有大量的有機(jī)物，重金屬及有毒物質(zhì)，這類污水一般需要經(jīng)過適當(dāng)處理后才能排放，或在生產(chǎn)中重復(fù)利用。天然降水 天然降水，一般是指雨水及融化的冰雪水。由于天然降水的徑流量很大，必須及時排除，否則，會積水成災(zāi)，影響當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ詈蜕a(chǎn)活動。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯l污水的最終出路有三：一是排放

6、水體二是灌溉農(nóng)田三是重復(fù)使用其中排放水體是最常用的一種處置方式。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯城城市市污污水水回回用用的的幾幾個個方方面面城市生活用水城市生活用水和市政用水和市政用水農(nóng)業(yè)、林業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)和畜牧業(yè)漁業(yè)和畜牧業(yè)地下水回灌地下水回灌其他方面其他方面工工 業(yè)業(yè)城城 市綠地灌市綠地灌 溉溉供供 水水市政與建筑用水市政與建筑用水城城 市市 景景 觀觀工工 藝生產(chǎn)用藝生產(chǎn)用 水水冷冷 卻卻 用用 水水鍋鍋 爐爐 補(bǔ)補(bǔ) 充充 水水其其 他他 雜雜 用用 水水哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯 污水的收集、輸送、處理和排放等設(shè)施以一定的方式組成的總體。排水系統(tǒng)包括管道系統(tǒng)和污水處

7、理系統(tǒng)。管道系統(tǒng)：收集和輸送污水的設(shè)施，把污水從產(chǎn)生處輸送至污水廠或出水口，它包括排水設(shè)備、檢查井、管渠、水泵站等工程設(shè)施。污水處理系統(tǒng)：處理和利用污水的設(shè)施，包括城市及工業(yè)企業(yè)污水廠(站)中的各種處理構(gòu)筑物及除害設(shè)施等。1.3 排水系統(tǒng)體制l排水系統(tǒng)的含義哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯l排水系統(tǒng)體制的含義城市中的生活污水、工業(yè)廢水和降水的收集與排除方式稱為排水系統(tǒng)的體制，簡稱排水體制。l排水體制的分類 完全分流制 分流制 不完全分流制排水體制 半分流制（截流式分流制） 合流制 直排式合流制 截流式合流制 完全合流制哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯 將生活污水、工業(yè)廢水及天然降水采用

8、同一管網(wǎng)系統(tǒng)收集、輸送和排放時，一般稱這種排水方式為合流制排水系統(tǒng)。 合流制排水系統(tǒng)直排式合流制在一些大城市，早期修建的合流制排水系統(tǒng)，對于收集、輸送的城市污水及天然降水都不經(jīng)任何處理，直接排入天然水體，這種形式稱為直排式合流制。國內(nèi)外的許多大城市，在早期建成的排水系統(tǒng)，幾乎都是采用的直排式合流制系統(tǒng)， 對水體污染嚴(yán)重。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯優(yōu)點：采用這種系統(tǒng)時，街道下只有一條排水管道，因而管網(wǎng)建設(shè)比較經(jīng)濟(jì);又不建污水廠，所以投資一般較低。有時出水口構(gòu)造復(fù)雜，造價較高，但總投資還是較低的。缺點：由于全部污水不經(jīng)處理直接排入水體，故對水體污染嚴(yán)重。合流支管合流干管哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理

9、學(xué)博士學(xué)位論文答辯 截流式合流制排水系統(tǒng)，是在原有直排式合流體制基礎(chǔ)上，增建一條或多條截流干管，將原有的各個獨立的出口串聯(lián)起來，沿水體增建截流總干管并設(shè)置溢流井。 截流式合流制 污水與雨水合流后排向沿河的截流干管，并在干管上設(shè)置雨水溢流井。不降雨水時，污水流入處理廠進(jìn)行處理；降雨時，管中流量增大，當(dāng)管內(nèi)流量超過一定限度時，超出的流量將通過溢流井溢入河道中。該系統(tǒng)中，城市污水及部分初降雨水得到了處理，從而大大地改善了排放污水的水質(zhì)，減輕了對天然水體的污染。即使在雨天，也僅有部分混合污水不經(jīng)處理直接排入水體，故對水體的污染較直排式合流制有很大的改善；但在多雨的地區(qū)，污染可能仍然嚴(yán)重。適合于老城市的

10、舊合流制的改造。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯 將污水和雨水合流于一條管渠，全部送往污水處理廠進(jìn)行處理。 特點：衛(wèi)生條件較好，街道下只有一條排水管道，因而管網(wǎng)建設(shè)比較經(jīng)濟(jì)。 缺點：幾種污水匯集后 都流入處理廠，使處理廠的規(guī)模過大，投資過多，建設(shè)困難；不降雨時，排水管內(nèi)水量較小，管中水力條件較差；污水廠的運行管理不便。因此，國內(nèi)采用者不多。 完全合流制哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯分流制排水系統(tǒng)的排水方式是：將生活污水、工業(yè)廢水與天然降水分類排除。為此要建造兩個或兩個以上的排水管網(wǎng)系統(tǒng)，分別收集、輸送和排除。 分流制排水系統(tǒng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士

11、學(xué)位論文答辯在分流制排水系統(tǒng)中，一般將生活污水與工業(yè)廢水合并排入同一排水管網(wǎng)系統(tǒng)；將天然降水單獨排入另一排水管網(wǎng)系統(tǒng)。我們將收集、輸送、排除生活污水和工業(yè)廢水的排水管網(wǎng)稱為污水管網(wǎng)系統(tǒng)；收集、輸送、排除天然降水的排水管網(wǎng)，稱為雨水管網(wǎng)系統(tǒng)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯（1）完全分流制 分設(shè)污水和雨水兩個管渠系統(tǒng)，前者匯集生活污水、工業(yè)廢水，送至處理廠，經(jīng)處理后排放和利用；后者匯集雨水，就近排入水體。新建的城市、工業(yè)區(qū)和開發(fā)區(qū)，一般應(yīng)采用該形式。特點：完全分流制系統(tǒng)衛(wèi)生情況好，管內(nèi)水力條件也較佳。實際采用的較多。缺點：由于管道數(shù)增多，投資比合流制增大，城市排水管渠的一次性投資較大。同時，

12、因雨水可直接排入河道，初降的雨水較臟，有可能污染河道。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯（2）不完全分流制 只有污水管道系統(tǒng)而沒有完整的雨水排水系統(tǒng)。污水通過污水排水系統(tǒng)流至污水處理廠，經(jīng)過處理利用后，排入水體；雨水通過地面漫流進(jìn)入不成系統(tǒng)的明溝或小河，然后進(jìn)入較大的水體。 該種體制投資省，主要用于有合適的地形，有比較健全的明渠水系的地方，以便順利排泄雨水。對于新建城市或發(fā)展中地區(qū)，為了節(jié)省投資或急于排出污水，先采用明渠排雨水，待有條件后，再改建雨水暗管系統(tǒng)，變成完全分流制系統(tǒng)。對于地勢平坦，多雨易造成積水地區(qū)，不宜采用不完全分流制。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯（3）半分流制（截流

13、式分流制） 既有污水排水系統(tǒng)，又有雨水排水系統(tǒng)。與完全分流制的不同之處是在于它具有把初期雨水引入污水管道的特殊設(shè)施，稱雨水跳越井。在小雨時，初期雨水經(jīng)截流干管與污水一起進(jìn)行污水處理廠處理；大雨時，后續(xù)雨水跳越截流干管經(jīng)雨水干管排入水體。 該種體制可以更好地保護(hù)水環(huán)境，衛(wèi)生條件好，但投資大，在經(jīng)濟(jì)條件好，生活水平高，對環(huán)境衛(wèi)生有特殊要求的地區(qū)可采用，目前使用不多。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯合流制和分流制的比較：環(huán)保方面：完全合流制對環(huán)境的污染最?。唤亓羰胶狭髦朴晏鞎r部分污水溢流入水體，造成污染；分流制在降雨初期有污染。 造價方面：合流制管道比完全分流制可節(jié)省投資20%40%， 但合流制

14、泵站和污水處理廠投資要高于分流制， 總造價看，完全分流制高于合流制。而采用不 完全分流制，初期投資少、見效快，在新建地 區(qū)適合采用。 合流制污水廠維護(hù)管理復(fù)雜。晴天時合流制管道內(nèi)易于沉淀。同時，晴天和雨天流入污水廠的水量變化很大，增加了污水廠運行管理的復(fù)雜性。維護(hù)管理：哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯完全合流制截流式合流制完全分流制不完全分流制環(huán)保5 好3 差4 較好3.5 較差總造價5 高4 較高5 高3 較低維護(hù)管理4.5 較簡單4 相對復(fù)雜5 相對簡單4.5 較簡單哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯l排水體制的選擇1、工業(yè)企業(yè)中，一般采用分流制排水系統(tǒng)多數(shù)情況下，采用分質(zhì)分流、清污

15、分流。若生產(chǎn)廢水的成分和性質(zhì)同生活污水類似時，可將生活污水和生產(chǎn)污水用同一管道系統(tǒng)排放。水質(zhì)較清潔生產(chǎn)廢水可直接排入雨水管道，或重復(fù)利用。含有特殊污染物的有害生產(chǎn)污水，應(yīng)在車間附近設(shè)置局部處理設(shè)施，不允許與生活或生產(chǎn)污水直接混合排放。 2、城市中環(huán)境保護(hù)是選擇排水體制時所考慮的主要問題。在新建地區(qū)，排水系統(tǒng)一般應(yīng)采用分流制?？煽紤]采用合流制排水系統(tǒng)的情況： a. 附近有水量充沛的大河或近海； b. 街道較窄且地下設(shè)施較多，修建污水和雨水兩條管線有困難地區(qū)； c. 雨水稀少，廢水全部處理的地區(qū)(沙漠地區(qū))。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯我國目前排水系統(tǒng)的狀況： 排水管渠多為合流制，且普及率

16、低。 城市污水處理率低，大部分城市污水未經(jīng)處理直接排入水體，造成水體污染。 污染較多嚴(yán)重的“三河”“三湖” 三河：遼河、海河、淮河 三湖：滇池、太湖、巢湖 此外，渤海灣近40%的海域污染嚴(yán)重(主要是富營養(yǎng)化)，據(jù)統(tǒng)計，魚類已由119種減至53種(2000年底)哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯水污染的后果之一：水生態(tài)遭到嚴(yán)重破壞，魚大量死亡 哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯水污染的后果之二：日出江花紅勝火，春來江水綠如藍(lán) 滇池藍(lán)藻難治理定海長春水庫藍(lán)藻旺發(fā) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯赤潮現(xiàn)象哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯水污染后果之三：麻煩大了 哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)

17、位論文答辯l排水系統(tǒng)的組成 為了及時、有效地收集、輸送、排除城市污水及天然降水，可以采用不同的排水體制。任何一種排水體制，都是由一系列作用不同的各種設(shè)施組成的。1.4 排水系統(tǒng)的組成及布置形式污水排水系統(tǒng)的組成雨水排水系統(tǒng)的組成哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯城市污水排水系統(tǒng)的組成部分室內(nèi)污水管道系統(tǒng)與設(shè)備室外污水管道系統(tǒng)污水處理廠出水口事故排出口污水泵站或壓力管道手盆、便器、水封管、支管、豎管、出戶管街坊管道、街道污水管道、附屬構(gòu)筑物等哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯1生活污水排水系統(tǒng) 生活污水排水系統(tǒng)由室內(nèi)污水排水系統(tǒng)和室外污水排水系統(tǒng)兩大部分組成。污水排水系統(tǒng)的組成哈爾濱工業(yè)大學(xué)

18、管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯(1)室內(nèi)污水排水系統(tǒng) 室內(nèi)污水排水系統(tǒng)主要包括：室內(nèi)污水排水管道及其附屬衛(wèi)生設(shè)備。它用于收集、輸送室內(nèi)的生活污水，并將其排至室外的管網(wǎng)。(2)室外污水排水系統(tǒng) 室外污水排水系統(tǒng)包括街坊污水系統(tǒng)與街道污水系統(tǒng)兩個組成部分，設(shè)置在工廠或居民住宅區(qū)內(nèi)的污水管道，稱為街坊污水系統(tǒng)，其作用是將廠區(qū)、居住區(qū)的生活污水收集并輸送至街道污水系統(tǒng)。 街道污水系統(tǒng)是敷設(shè)在街道下，一般布置在市政道路下，其作用是接納從街區(qū)、廠區(qū)排水管的污水，經(jīng)過各級管道輸送至污水處理廠或排水出口。污水沿著由支管、干管、主干管組成的地下枝狀管網(wǎng)排出。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯庭院或街坊管道系統(tǒng)敷設(shè)在一

19、個庭院地面以下，連接各房屋出戶管的管道系統(tǒng)稱為庭院管道系統(tǒng)。敷設(shè)在一個街坊地面以下，并連接一群房屋出戶管或整個街坊內(nèi)房屋出戶管的管道系統(tǒng)稱為街坊管道系統(tǒng)。如果敷設(shè)在居住小區(qū)內(nèi)，則稱為居住小區(qū)管道系統(tǒng)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯街道污水管道系統(tǒng) 敷設(shè)在街道下面用以排除庭院或街坊管道流來的污水的管道系統(tǒng)稱為街道污水管道系統(tǒng)。在市區(qū)內(nèi)它由支管、干管和主干管等組成。 支管承接由庭院或街坊污水管道流來的污水。在排水區(qū)界內(nèi)，常按分水線劃分成幾個排水流域，在各排水流域內(nèi)，干管匯集輸送由支管流來的污水，也常稱為流域干管。主干管匯集輸送由兩個或兩個以上干管流來的污水，市郊干管把污水從主干管輸送至總泵站

20、、污水廠、出水口等。管道系統(tǒng)上還包括檢查井、跌水井、倒虹管等附屬構(gòu)筑物。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯2污水管網(wǎng)系統(tǒng)上的附屬構(gòu)筑物 在污水管網(wǎng)系統(tǒng)中，除必須的管渠外，還設(shè)有一些必要的附屬構(gòu)筑物，其中包括：檢查井、連接井、跌水井、倒虹管等，有關(guān)這些構(gòu)筑物的詳細(xì)內(nèi)容，將在以后介紹。3污水泵站及壓力管道污水一般以重力流排除，但當(dāng)受到地形等條件限制、重力流有困難時，就需要設(shè)置泵站。泵站分為局部泵站、中途泵站和總泵站等。壓送泵站出來的污水至高地自流管道或污水廠的承壓管段，稱為壓力管道。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯（1）中途泵站：當(dāng)管道的埋深超過最大允許埋

21、深時，應(yīng)設(shè)置泵 站以提高下游管道的管位；（干管或主干管中途）（2）局部泵站：地形復(fù)雜的城市，往往需要將地勢較低處的污水 抽升至地勢較高地區(qū)的污水管道中；（局部低洼 地區(qū)）（3）總泵站（或終點泵站）：污水管道系統(tǒng)終點的埋深一般都很 大，而污水廠的第一個處理構(gòu)筑物 一般埋深較淺，或設(shè)在地面以上， 這就需要將管道系統(tǒng)輸送來的污水 抽升到第一個處理構(gòu)筑物中。（污 水廠起端）哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯4污水處理廠 污水在排入天然水體前，為了保護(hù)水體、減少污染，一般要經(jīng)過必要的處理，以改善排放污水的水質(zhì)。這些處理污水和污泥的構(gòu)筑物及其附屬設(shè)施的組合，稱為污水處理廠。（1）污水廠要位于河流下游，并

22、與出水口盡量靠近，以減少排放渠道的長度。（2）污水廠應(yīng)設(shè)在城市夏季主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向，并與城市、工礦企業(yè)和農(nóng)村居民點保持300m以上的衛(wèi)生防護(hù)距離。（3）污水廠應(yīng)設(shè)在地質(zhì)條件較好，不受雨洪水威脅的地方，并有擴(kuò)建的余地。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯5出水口及事故排出口 污水排入受納水體的渠道和出口稱為出水口，它是整個城市污水排水系統(tǒng)的終點設(shè)備。 事故排出口是指在污水排水系統(tǒng)的中途，在某些易于發(fā)生故障的組成部分前面所設(shè)置的輔助性出水渠。一旦發(fā)生故障，污水就通過事故排出口直接排入水體。 （1）出水口應(yīng)位于城市河流下游。當(dāng)城市采用地表水源時，應(yīng)位于取水構(gòu)筑物下游，并保持100 m以上的距離。 （

23、2）出水口不應(yīng)設(shè)在回水區(qū)，以防止回水污染。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯雨水收集系統(tǒng)與設(shè)備街坊或廠區(qū)雨水管道系統(tǒng)街道雨水管道系統(tǒng)出水口雨水泵站雨水口、天溝、雨水斗、水落管雨水排水系統(tǒng)的組成部分哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯1房屋雨水排除設(shè)備 用于收集、輸送來自住宅、廠房、公共建筑等屋面的雨水，并將其排到地面的集水設(shè)施，一般包括：天溝、雨水斗、水落管及建筑周圍的雨水溝等。雨水排水系統(tǒng)的組成哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯房屋雨水排除設(shè)備與雨水排水系統(tǒng)的關(guān)系哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯4、雨水排水泵站 雨水管網(wǎng)系統(tǒng)中，雨水一般可就近直接排入天然水體。設(shè)計中，力求不設(shè)置雨水

24、排水泵站。然而，在地勢平坦地區(qū)，排水范圍廣，管線長的條件下，有時不得不設(shè)置雨水排水泵站。此外，在汛期，由于接納水體的水位高，雨水管網(wǎng)受天然水體標(biāo)高的限制，不能直接排入，也需要在出口處建設(shè)泵站，經(jīng)泵站提升后強(qiáng)制排入水體。2、街坊雨水排水系統(tǒng) 設(shè)置于廠區(qū)或居住區(qū)內(nèi)的雨水管道、雨水明渠、雨水口及其支管，被稱為街坊雨水排水系統(tǒng)。它用于收集、輸送廠區(qū)或居住區(qū)內(nèi)的地面雨水，并將其排入街道雨水排水系統(tǒng)。3、街道雨水排水系統(tǒng) 設(shè)置于城鎮(zhèn)主要街道及工業(yè)區(qū)主要干道的雨水干管和城市主要雨水排水渠，構(gòu)成城市排水的骨干系統(tǒng)，稱為街道雨水排水系統(tǒng)。它不僅收集、輸送所在道路及其匯水范圍內(nèi)的地區(qū)雨水，還要接納由街坊雨水管網(wǎng)系

25、統(tǒng)轉(zhuǎn)送來的全部雨水。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯l排水系統(tǒng)的布置形式排水系統(tǒng)的布置原則采用重力流排除污水和雨水，盡可能在管線最短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。充分利用地形、地勢，就近排入水體，降低工程造價.排水系統(tǒng)布置的影響因素影響因素：城市地形、豎向規(guī)劃、排水體制、污水廠和出水口位置、水文地質(zhì)、道路寬度、大出水戶位置等。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯1、正交式布置 當(dāng)?shù)貏菹蛩w適當(dāng)傾斜的地區(qū)，各排水流域的干管可以最短距離沿與水體垂直相交的方向布置，這種稱為正交式布置。正交布置的干管長度短、管徑小，造價經(jīng)濟(jì)，污水排出迅速。但污水未經(jīng)處理直接排放會使水體遭受嚴(yán)重污

26、染。因此，在現(xiàn)代城市中，這種形式僅用于排除雨水。就地形條件而論，排水系統(tǒng)有以下幾種主要布置形式：1-城市邊界； 2-排水流域分界線；3- 支管；4-干管；1-城市邊界； 2-排水流域分界線；3- 干管；哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯 對正交式布置，在河岸再敷設(shè)總干管，將各干管的污水截流送至污水廠，這種布置稱為截流式。這種方式對減輕水體污染，改善和保護(hù)環(huán)境有重大作用。適用于分流制污水排水系統(tǒng)，將生活污水及工業(yè)廢水經(jīng)處理后排入水體。也適用于區(qū)域排水系統(tǒng)，區(qū)域總干管截流各城鎮(zhèn)的污水送至城市污水廠進(jìn)行處理。同樣適用于截流式合流制排水系統(tǒng)，但應(yīng)注意雨天有部分混合污水排入水體，易造成水體污染。2、截

27、流式布置1-城市邊界； 2-排水流域分界 線；3- 支管；4-干管；5-出水口；6-污水廠；7- 灌溉田； 8-水體1-城市邊界； 2-排水流域分界 線；3- 干管；4-主干管；5-污水廠；6-污水泵站；7- 出水口哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯3、平行式布置 在地勢向水體有較大傾斜的地區(qū)，為了避免因干管坡度和管內(nèi)流速過大，使干管受到嚴(yán)重沖刷，可使干管與等高線或水體基本平行，主干管與等高線或水體成一定傾斜角度敷設(shè)，這種布置形式稱為平行式布置。1-干管；2-主干管；4-污水泵站；5-壓力管道；6-污水處理廠；7-出口管渠1-城市邊界； 2-排水流域分界 線；3- 干管；4-主干管；5-污水

28、廠；6-污水泵站；7- 出水口哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯4、分區(qū)式布置 在地勢高低相差很大的地區(qū)，當(dāng)污水不能靠重力流至污水廠時，可采用分區(qū)式布置。即在地勢高的地區(qū)和地勢低的地區(qū)分別敷設(shè)獨立的管道系統(tǒng)，高地勢地區(qū)的污水靠重力流直接進(jìn)入污水廠，而低地勢地區(qū)的污水則靠泵站提升至高地勢地區(qū)干管或污水廠。它只能用于個別階梯地形或地形起伏很大的地區(qū)，優(yōu)點是能充分利用地形排水，節(jié)省電力。1-城市邊界； 2-排水流域分界 線；3- 支管；4-干管；5-出水口；6-污水廠；7- 灌溉田； 8-泵站口1-城市邊界； 2-排水流域分界 線；3- 支管；4-主干管；5-污水廠；6-污水泵站；7- 出水口哈爾

29、濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯 當(dāng)城市周圍有河流，或城市中央部分地勢高，地勢向周圍傾斜的地區(qū)，各排水流域的干管常采用輻射狀分散布置，各排水流域具有獨立的排水系統(tǒng)。 這種布置具有干管長度短、管徑小、管道埋深淺、便于污水灌溉等優(yōu)點，但污水廠和泵站的數(shù)量將增多。在地形平坦的大城市，采用輻射狀分散布置可能是比較有利的。對于大城市可以考慮采用，如我國上海等城市便采用了該種布置形式。5、分散式布置1-城市邊界； 2-排水流域分界 線；3- 支管；4-干管；5-出水口；6-污水廠；7- 灌溉田； 8-水體1-城市邊界； 2-排水流域分界 線；3- 支管；4-主干管；5-污水廠；6-污水泵站；7- 出水口哈

30、爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯6、環(huán)繞式布置1-城市邊界； 2-排水流域分界 線；3- 支管；4-干管；5-出水口；6-污水廠；7- 灌溉田； 8-水體1-城市邊界； 2-排水流域分界 線；3- 支管；4-主干管；5-污水廠；6-污水泵站；7- 出水口 近年來，由于建造污水廠用地不足，而且建造大型污水廠比建造多個小型污水廠經(jīng)濟(jì)等原因，而傾向于建造規(guī)模大的污水廠，所以將分散式發(fā)展成環(huán)繞式布置，通過截流主干管將污水截流送至污水廠。對于中小城市可以考慮采用。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯l排水管道在街道上的位置在現(xiàn)代化城市的街道下，埋有各種地下設(shè)施：(1)各種管道一給水管、排水管、煤氣管、

31、供熱管等 ；(2)各種電纜電話電纜、電燈電纜、電力電纜、電信電纜等；(3)各種隧道一人行地道、地下鐵道、防空隧道、工業(yè)隧道等。 這些設(shè)施在街道橫斷面上的位置(平面位置和垂直位置)，均由規(guī)劃部門統(tǒng)籌安排，以利施工和維護(hù)管理 。建設(shè)部門必須按批準(zhǔn)的位置進(jìn)行建設(shè)。 1.5排水管道平面與縱向布置哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯 所有地下管線應(yīng)盡量布置在人行道、非機(jī)動車道和綠化帶下，不得已時，才將埋深大、修理次數(shù)少的污水、雨水管道布置在機(jī)動車道下。從道路紅線向道路的中心線方向平行布置的次序宜為：電力電纜、電信電纜、燃?xì)馀錃?、給水配水、熱力管道、燃?xì)廨敋?、給水輸水、雨水排水、污水排水。 各種管線在立面

32、上的布置一般為：給水管在污水排水管之上，電力管線、煤氣管線、熱力管線在給排水管線之上。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯 因此，污水管道與其他地下管線或設(shè)施的水平和垂直最小凈距見下表。 一般情況下，污水管道與其他地下管線或設(shè)施之間的相對位置應(yīng)滿足下列要求； (1)保證在敷設(shè)和檢修管道時互不影響； (2)污水管道損壞時，不致影響附近建筑物及基礎(chǔ)，不致污染生活飲用水。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯(3) 與建筑物水平凈距： 管道埋深淺于建筑物基礎(chǔ)時，一般不小于2.5m(壓力管不小于5.0m)；管道埋深深于建筑物基礎(chǔ)時，按計算確定，但不小于3.0m。(4) 與給水管水平凈距：給水管管徑小于或

33、等于200mm時，不小于1.5m；給水管管徑大于200mm時，不小于3.0m 。與生活給水管道交叉時，污水管道.合流管道在生活給水管道下面的垂直凈距不應(yīng)小于0.4m。當(dāng)不能避免在生活給水管道上面穿越時，必須予以加固，加固長度不應(yīng)小于生活給水管道的外徑加4米。(5) 與喬木中心距離不小于1.5米；如遇現(xiàn)狀高大喬木時，則不小于2.0米。(6) 穿越鐵路時應(yīng)盡量垂直通過。沿單行鐵路敷設(shè)時應(yīng)距路堤坡腳或路塹坡頂不小于5米。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯 管道的埋設(shè)深度是指管底內(nèi)壁到地面的距離。管道的埋設(shè)深度對整個管道系統(tǒng)的造價和施工影響很大。管道埋深越大，造價越高，施工期越長。有的管道埋深增加

34、2-3m，成本將增加1倍以上。 為了降低造價，縮短施工期，管道埋深愈小愈好。但覆土厚度應(yīng)有一個最小的限值，以滿足技術(shù)上的要求，這個最小限值成為最小覆土厚度。l污水管道的埋深與覆土厚度 經(jīng)計算，污水管網(wǎng)占污水工程總投資的50-75，而構(gòu)成污水管道造價的管槽開挖、回填、溝槽支撐、管道基礎(chǔ)等都與管道的埋設(shè)深度有關(guān)，因此確定經(jīng)濟(jì)合理的管道埋深對于降低工程造價是十分重要的。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯 覆土厚度是指管道外壁頂部到地面的距離；覆土厚度應(yīng)有一個最小的限值，即最小覆土厚度。它是為滿足以下技術(shù)要求而提出的：(1)防止管道內(nèi)污水冰凍和因土壤凍脹而損壞管道 冰凍層內(nèi)污水管道埋設(shè)深度或覆土厚度

35、，應(yīng)根據(jù)流量、水溫、水流情況和敷設(shè)位置等因素確定。由于污水溫度較高，即使在冬天水溫也不會低于4。比如，根據(jù)東北幾個寒冷城市冬季污水管道的調(diào)查，滿洲里市、哈爾濱、齊齊哈爾市的出戶污水管水溫，經(jīng)過多年實測在4-15之間，齊齊哈爾市的街道污水水溫平均為5 ，一些高達(dá)8-9。此外，污水管道按一定的坡度敷設(shè)，管內(nèi)污水經(jīng)常保持一定的流量不斷流動。因此，污水在管道內(nèi)是不會冰凍的，管道周圍的土壤也不會冰凍。所以，不必把整個污水管道都埋設(shè)在土壤冰凍線以下。但如果將管道全部埋設(shè)在冰凍線以上，則因土壤冰凍膨脹可能損壞管道基礎(chǔ)，從而損壞管道。最小埋深或最小覆土厚度的確定哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯 室外排水設(shè)

36、計規(guī)范規(guī)定：無保溫措施的生活污水管道或水溫和它接近的工業(yè)廢水管道，管底可埋設(shè)在冰凍線以上0.15m，并應(yīng)保證管頂最小覆土厚度。國外規(guī)范規(guī)定：污水管道最小埋深，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐酿B(yǎng)護(hù)經(jīng)驗采用。無養(yǎng)護(hù)資料時，管底最小埋深在最低冰凍線以上的數(shù)值采用如下：管徑小于500mm，為0.3m；管徑大于500mm，為0.5m，但管頂最小覆土厚度不得小于0.7m。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯(2)必須防止管壁因地面荷載而受到破壞 埋設(shè)在地面下的污水管道承受著覆蓋其上的土壤靜荷載和地面上車輛運行造成的動荷載。為防止管壁在這些動、靜荷裁作用下被破壞，除提高管材強(qiáng)度外，重要的措施就是保證管道有一定的覆土厚度。因為車

37、輛運行對管道產(chǎn)生的動荷載，其垂直壓力隨著深度增加而向管道兩側(cè)傳遞，最后只有一部分集中的輪壓力傳遞到地下管道上。從這一因素考慮并結(jié)合各地埋管經(jīng)驗，管頂最小覆土厚度應(yīng)根據(jù)管材強(qiáng)度、外部荷載和土壤性質(zhì)等條件，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗確定。管頂?shù)淖钚「餐梁穸纫藶椋喝诵械老?.6m，車行道下0.7m.哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯(3)滿足街區(qū)污水連接管銜接的要求 最小埋深必須滿足街坊內(nèi)管道與街道下管道銜接上的要求。街道污水管道必須能承接街坊污水管、而街坊污水管又必須承接房屋出戶污水管，因此，街道污水管埋深受到出戶污水管埋深的控制。在氣候溫暖的地區(qū)，居民出戶管的最小埋深，從安裝技術(shù)講，要使建筑物首層衛(wèi)生器具內(nèi)

38、的污水順利排出，通常采用0.55-0.65m；在寒冷地區(qū)，按室外排水設(shè)計規(guī)范規(guī)定計算，最小埋深過大。哈爾濱建筑大學(xué)經(jīng)過調(diào)查認(rèn)為，應(yīng)該采用減小埋深而增大出戶管坡度的辦法。管徑D150mm用1坡度；D200mm用7坡度。寒冷地區(qū)可將污水出戶管頂淺埋至最大冰凍厚度1/3處。街道污水管起始端埋深，可根據(jù)污水出戶管埋深進(jìn)行計算哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯 除考慮管道最小埋深外，還要考慮最大埋深問題。管道允許埋設(shè)深度的最大值稱為最大埋深。一般應(yīng)據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及施工方法決定。一般在干燥土壤中，最大埋深不超過7-8m；在多水、流沙、石灰?guī)r地層中，一般不超過5m。 在污水排水區(qū)域內(nèi)，對管渠系統(tǒng)的埋深起控

39、制作用的地點稱為控制點。各條管渠的起點大都是這些管渠的控制點，離出水口最遠(yuǎn)的起始點，一般情況是整個管渠系統(tǒng)的控制點。 從上述三個不同因素出發(fā)，可以得到三個不同的管道埋深或覆土厚度，這三個數(shù)值中的最大值就是這一管道的最小覆土厚度或最小埋深。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯l污水管道的銜接 在污水管道系統(tǒng)中，為了滿足銜接與養(yǎng)護(hù)管理的要求，通常在管徑、坡度、高程、方向發(fā)生變化及支管接入的地方設(shè)置檢查井。在檢查井中必須考慮上下游管道銜接時的高程關(guān)系。管道銜接應(yīng)遵循以下兩個原則： (1)盡可能提高下游管段的高程，以減小管道的埋深，降低工程造價； (2)避免上游管段中形成回水而造成淤積。 管道銜接的方

40、法通常有水面平接和管頂平接兩種。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯水面平接 水面平接是指在水力計算中，使上游管段終端和下游管段起端在設(shè)計充滿度條件下的水面相平，即上游管段終端與下游管段起端的水面標(biāo)高相同。一般用于上下游管徑相同的污水管道的銜接。由于上游管段中的水面變化較大，水面平接時在上游管段內(nèi)的實際水面標(biāo)高可能低于下游管段的實際水面標(biāo)高，因此，在上游管段中易形成回水。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯管頂平接 管頂平接是指在水力計算中，使上游管段終端和下游管段起端的管頂標(biāo)高相同。管頂平接一般會使上下游管段內(nèi)水位有一定的落差，可以避免在上游管段中產(chǎn)生回水，但下游管段的埋深將增加。這對于城市

41、平坦地區(qū)或埋設(shè)較深的管道，有時是不適宜的。適用于地面坡度較大或下游管道直徑大于上游管道直徑的情況。 無論采用哪種銜接方法，下游管段起端的水面和管內(nèi)底標(biāo)高都不得高于上游管段終端的水面和管內(nèi)底標(biāo)高。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯 污水管道系統(tǒng)設(shè)計的首要任務(wù)，在于正確地確定污水設(shè)計流量。污水設(shè)計流量是污水管道及其附屬構(gòu)筑物能保證通過的最大流量。通常以最大日最大時流量作為污水管道系統(tǒng)的設(shè)計流量。它包括生活污水設(shè)計流量和工業(yè)廢水設(shè)計流量兩部分。2 污水管道系統(tǒng)設(shè)計流量的確定生活污水設(shè)計流量 居住區(qū)生活污水 工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水 工業(yè)廢水設(shè)計流量 公共建筑生活污水 哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)

42、位論文答辯l居住區(qū)生活污水設(shè)計流量 2.1生活污水設(shè)計流量城市污水管道的生活污水主要來自居住區(qū)、工業(yè)企業(yè)的生活間和公共建筑三部分。生活污水量計算方法各不相同，現(xiàn)分述如下：哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯(1)居住區(qū)生活污水量標(biāo)準(zhǔn)n 居住區(qū)生活污水量標(biāo)準(zhǔn)也稱為居住區(qū)生活污水排水定額，是指在居住區(qū)污水排水系統(tǒng)設(shè)計中所用的每人每日所排出的平均污水量。它與給水量標(biāo)準(zhǔn)、室內(nèi)衛(wèi)生設(shè)備情況、氣候、居住條件、生活習(xí)慣、生活水平及其他地方條件等許多因素有關(guān)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯(2)設(shè)計人口 設(shè)計人口是指污水排水系統(tǒng)設(shè)計期限終期的規(guī)劃人口數(shù)，是計算污水設(shè)計流量的基本數(shù)據(jù)。它是由城市總體規(guī)劃確

43、定的，在數(shù)值上等于人口密度與服務(wù)面積的乘積。 (3)生活污水量總變化系數(shù) 由于居住區(qū)生活污水量標(biāo)準(zhǔn)是平均值，因而根據(jù)設(shè)計人口數(shù)和生活污水量標(biāo)準(zhǔn)計算所得到的是污水平均日流量。而實際上流入污水管道的污水量時刻都在變化。夏季與冬季不同，一天中白天和晚上也不相同，白天每小時的污水量也有很大差異。一般說來，居住區(qū)的污水量在凌晨幾個小時最小，上午6-8時和下午5-8時最大。就是在一小時內(nèi)，污水量也是有變化的，但這個變化較小，通常假定一小時內(nèi)流入污水管道的污水是均勻的。這種假定一般不會影內(nèi)污水排水系統(tǒng)設(shè)計和運轉(zhuǎn)的合理性。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯 實際上，總變化系數(shù)隨污水平均流量的大小而不同，平均

44、流量愈大，則總變化系數(shù)愈小。KZ=Kd KhKd日變化系數(shù)，是最大日污水量與平均日污水量的比值 Kh時變化系數(shù)，是最大日最大時污水量與最大日平均時 污水量的比值 哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯z的公式計算 該式是我國在多年觀測資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合分析總結(jié)出的計算公式。它反映了我國總變化系數(shù)與平均流量之間的關(guān)系：10003 . 1100057 . 253 . 211. 0ddddzQQQQK式中 平均日平均時污水量（L/s）。dQ哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯工業(yè)企業(yè)的生活污水主要來自生產(chǎn)區(qū)的食堂、衛(wèi)生間等，淋浴污水來自浴室，并且在每個工作班下班后1h內(nèi)較均勻流出。因此，工業(yè)企業(yè)生活

45、污水和淋浴污水的設(shè)計流量可按下式計算：l工業(yè)企業(yè)生活污水和淋浴污水設(shè)計流量哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯l公共建筑生活污水設(shè)計流量 某些小型公共建筑和工業(yè)企業(yè)的污水量已包括在居住區(qū)生活污水量標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，而大型公共建筑和排水量大的工業(yè)企業(yè)的污水量則作為集中流量單獨計算。如需計算排水量大的工業(yè)企業(yè)或大型公共建筑的集中污水流量，亦按上述方法計算。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯工業(yè)廢水設(shè)計流量按下式計算2.2工業(yè)廢水設(shè)計流量在不同的工業(yè)企業(yè)中，工業(yè)廢水的排出情況很不一致，有些工業(yè)廢水是均勻排出的，而有些則變化較大，甚至個別車間的工業(yè)廢水在短時間內(nèi)一次排放。因而工業(yè)廢水量的變化取決于工業(yè)企業(yè)的

46、性質(zhì)和生產(chǎn)工藝。一般情況下，工業(yè)廢水量的日變化較少，其日變化系數(shù)為1。時變化系數(shù)可通過實測廢水量最大一天的各小時流量計算。 KZ=Kh工業(yè)廢水量標(biāo)準(zhǔn)取決于產(chǎn)品種類、生產(chǎn)工藝、單位產(chǎn)品用水量等。工業(yè)種類冶金化工紡織食品皮革造紙時變化系數(shù)Kh1.01.11.31.51.52.01.52.01.52.01.31.8哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯2.3地下水滲入量 當(dāng)土質(zhì)、地下水位、管道和接口材料以及施工質(zhì)量、管道運行時間等因素的影響，地下水位高于排水管渠時，排水系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)考慮滲入的地下水量。滲入的地下水量Q4根據(jù)測定資料確定，一般按單位管長和管徑的滲入地下水量計，缺乏實測資料時，也可按平均日

47、綜合污水和工業(yè)廢水總量的10-15%計。日本規(guī)定采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)，按每人每日最大污水量的10-20%計，美國按0.01-1.0m3/d.mm-km計。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯 這種計算方法是假定排出的各種污水都在同一時間內(nèi)出現(xiàn)最大流量，這在污水管道設(shè)計中是合理的。 但在泵站和污水廠設(shè)計中，如采用此法計算污水設(shè)計流量將造成巨大浪費。因為各種污水最大時流量同時發(fā)生的可能性很小，且各種污水匯合時能相互調(diào)節(jié)，因而可使流量高峰降低。因此，在確定泵站和污水廠的設(shè)計流量時，應(yīng)以各種污水混合后的最大時流量作為設(shè)計流量才是經(jīng)濟(jì)合理的。城市污水設(shè)計流量為：2.4城市污水設(shè)計總流量Q=Q1+Q2+Q3+Q4

48、哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯例：某肉類聯(lián)合加工廠每天宰殺活牲畜258t，廢水量標(biāo)準(zhǔn)為8.2m3/t，總變化系數(shù)為1.8，三班制生產(chǎn)，每班8h。最大班職工人數(shù)860人，其中在高溫及嚴(yán)重污染車間工作的職工占總數(shù)的40，使用淋浴人數(shù)按85計；其余60的職工在一般車間工作，使用淋浴人數(shù)按30%計。工廠居住區(qū)面積為9.5hm2，人口密度為580人hm2。生活污水量標(biāo)準(zhǔn)為160L/(人d)，各種污水由管道匯集送至污水處理站，試計算該廠的污水設(shè)計流量。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯3 污水管道的水力計算3.1污水管道的水力計算 污水管道水力計算的目的在于合理地、經(jīng)濟(jì)地選擇管道斷面尺寸、坡度和埋

49、深。由于這種計算是根據(jù)水力學(xué)規(guī)律，所以稱為管道的水力計算。如果在設(shè)計與施工中注意改善管道的水力條件，則可使管內(nèi)污水的流動狀態(tài)盡可能地接近均勻流。由于變速流公式計算的復(fù)雜性和污水流動的變化不定。因此，為了簡化計算，目前在排水管道設(shè)計中仍采用均勻流公式。u污水在管道中流動的特點 污水由支管流入干管，再流入主干管，最后流入污水處理廠。管道由小到大，分布類似河流，呈樹枝狀。污水在管道中一般是靠管道兩端的水面差從高處向低處流動，管道內(nèi)不承受壓力，靠重力流動。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯l排水管道水力計算的基本公式流量公式流速公式C流速系數(shù)或謝才系數(shù)；vC Ri（過水?dāng)嗝婷娣e與濕周的比值）（過水?dāng)?/p>

50、面面積）哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯計算C值的經(jīng)驗公式，常用的有曼寧公式。161CRn2 13 21QAR in經(jīng)進(jìn)一步計算得2 13 21vR in哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯l污水管道設(shè)計參數(shù) 由水力計算公式可知，設(shè)計流量與設(shè)計流速和過水?dāng)嗝娣e有關(guān)，而流速則與管壁粗糙系數(shù)、水力半徑和水力坡度有關(guān)。為保證污水管道的正常運行，室外排水設(shè)計規(guī)范(GBJl4-87)(1997年版)中對這些因素綜合考慮，提出了如下的計算控制參數(shù)，在污水管道設(shè)計計算時，必須予以遵守。2 13 21QAR in2 13 21vR in哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯設(shè)計充滿度在設(shè)計流量下，污水在管道

51、中的水深h與管道直徑D比值稱為設(shè)計充滿度，它表示污水在管道中的充滿程度當(dāng)H/D1時稱為滿流，H/D1時稱為不滿流。室外排水設(shè)計規(guī)范規(guī)定，污水管道按不滿流進(jìn)行設(shè)計，其最大設(shè)計充滿度的規(guī)定如表所示。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯(1)為了安全 污水流量時刻在變化，很難精確計算，而且雨水或地下水可能通過檢查井蓋或管道接口滲入污水管道。因此，有必要保留一部分管道斷面，為未預(yù)見水量的增長留有余地，避免污水溢出妨礙環(huán)境衛(wèi)生，同時使?jié)B入的地下水順利流泄。(2)有利通風(fēng) 污水管通內(nèi)沉積的污泥可能分解析出一些有害氣體。此外，污水中如含有汽油、苯、石油等易燃液體，可能形成爆炸性氣體。故需留出適當(dāng)?shù)目臻g，以利

52、管道的通風(fēng)，排除有害氣體。 管道部分充滿時，管道內(nèi)水流速度在一定條件下比滿流時大一些。例如，h/D0.813時，流速達(dá)到最大值，而當(dāng)h/D 1和0.5時的流速相等。 h/D =0.95時，流量Q達(dá)到最大值，然后降低，而h/D 1時的流量比h/D =0.5時的流量大一倍。(3)水力條件污水按照不滿流設(shè)計的原因是：(4)便于管道疏通和維護(hù)管理哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯設(shè)計流速 設(shè)計流速是指管道在設(shè)計充滿度條件下，排泄設(shè)計流量時的平均流速。設(shè)計流速過小，污水流動緩慢，其中的雜質(zhì)則易于沉淀淤積；反之，污水流速過高，可能對管壁產(chǎn)生沖刷，甚至損壞管道。為了防止管道內(nèi)產(chǎn)生淤積或管壁遭受沖刷，室外排

53、水設(shè)計規(guī)范規(guī)定了污水管道的最小設(shè)計流速和最大設(shè)計流速。 最小設(shè)計流速是保證管道內(nèi)不致發(fā)生淤積的流速。根據(jù)污水管道實際運行的經(jīng)驗，國外很多專家認(rèn)為最小流速為0.6-0.75m/s，污水管道在設(shè)計充滿度下的最小設(shè)計流速為0.6ms。 最大設(shè)計流速是保證管道不被沖刷損壞的流速。該值與管道材料有關(guān)，通常金屬管道的最大設(shè)計流速為10ms，非金屬管道的最大設(shè)計流速為5ms。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯最小設(shè)計坡度 在均勻流情況下，水力坡度等于水面坡度，即管底坡度。管道的流速和水力坡度間存在一定的關(guān)系。相應(yīng)于最小設(shè)計流速的坡度就是最小設(shè)計坡度，即是保證管道不發(fā)生淤積時的坡度。 由流速公式可得， 設(shè)計

54、坡度與R成反比，而水力半徑R又是過水?dāng)嗝娣e與濕周的比值，因此在給定設(shè)計充滿度條件下，管徑越大，相應(yīng)的最小設(shè)計坡度則越小。最小設(shè)計坡度具體規(guī)定為；管徑為200mm時，最小設(shè)計坡度為0.004；管徑為300 mm時，最小設(shè)計坡度為0.003；管徑為400 mm時，最小設(shè)計坡度為0.0015。 21321vR in管徑（mm）最小設(shè)計坡度管徑（mm）最小設(shè)計坡度4000.001510000.00065000.001212000.00066000.00114000.00058000.000815000.0005哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯最小管徑 一般在污水管道系統(tǒng)的上游部分，污水設(shè)計流量很小

55、，若根據(jù)設(shè)計流量計算，則管徑會很小。根據(jù)養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗證明，管徑過小極易堵塞。此外，采用較大的管徑則可選用較小的坡度，從而使管道埋深減小，造價降低。同樣埋深條件下，DN200與150mm的管道造價相差不多。因此，為了養(yǎng)護(hù)工作的方便，常規(guī)定一個允許的最小管徑。污水管道在街坊和廠區(qū)內(nèi)的最小管徑為200mm，在街道下為300mm。若按設(shè)計流量計算確定的管徑小于最小管徑，則應(yīng)采用規(guī)定的最小管徑，其坡度采用相應(yīng)的最小設(shè)計坡度，而不再進(jìn)行水力計算，這樣的管段稱為不計算管段。管道類別最小管徑最小設(shè)計坡度管道類別最小管徑最小設(shè)計坡度污水管300塑料管0.002，其他管0.003壓力輸泥管150-雨水管和合流管300

56、塑料管0.002，其他管0.003重力輸泥管2000.01雨水口連接管2000.01哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯 在污水管道的水力計算中，污水流量通常是已知值，而需要確定管道的直徑和坡度。所確定的管道斷面尺寸需在規(guī)定的設(shè)計充滿度和設(shè)計流速條件下，能夠排泄設(shè)計流量。管道敷設(shè)坡度的確定應(yīng)充分考慮地形，參照地面坡度和最小設(shè)計坡度確定。一方面要使管道盡可能與地面坡度平行敷設(shè)，以減小埋深；另一方面也必須滿足設(shè)計流速的要求，使管道不發(fā)生淤積和沖刷。l污水管道水力計算的方法2 13 21vR in哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯 在具體計算中，對每一管道而言有六個水力參數(shù)，分別是：管徑D、粗糙系

57、數(shù)n、充滿度hD、水力坡度i、流量Q、流速v，而只有流量Q為已知數(shù)，用水力計算的基本公式計算極為復(fù)雜。為了簡化計算，通常把上述各水力參數(shù)之間的關(guān)系繪制成水力計算圖。對每一張圖而言，D和n為已知數(shù)。它有四組線，其中橫線代表Q ，豎線代表i ，從左下方向右上方傾斜的斜線代表hD，從左上方向右下方傾斜的斜線代表v。通過該圖，在Q、i、hD、v這四個水力參數(shù)中，只要知道兩個，就可以查出另外兩個。水力計算圖2 13 21QAR in2 13 21vR in哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯例: 已知n0.014，D300mm，i0.004，Q30Ls，求v和hD。解

58、 采用D300mm的計算圖 先在縱軸上找到代表J0.004的橫線，再從橫軸上找到代表Q30Ls的豎線，兩條線相交得一點。這一點落在代表流速v為0.8ms與0.85ms的兩斜線之間，按內(nèi)插法計算v0.82ms，同時該點還落在hD0.5與hD0.55的兩斜線之間，按內(nèi)插法計算hD0.52。例:已知n0.014，D300mm，Q32Ls， hD0.6，求i和v。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯0.00300.00400.850.80.750.500.5530L/s哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)

59、位論文答辯水力計算表每一張表的管徑和粗糙系數(shù)是已知的，在不同坡度與充滿度中，可以得到相應(yīng)的流量和流速。表中Q、i、hD、v 因素中，已知兩個，可求出另外兩個。使用時可直接查得所需因素，比查圖精確。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯例：已知設(shè)計管段長度L為240m；地面坡度I為0.0024；流量Q為40L/s，上游管段管徑D300mm，充滿度h/D為0.55，管底高程為44.22m，地面高程為46.06m，覆土厚度為1.54m。求：設(shè)計管段的管徑和管底高程。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯解：由于上游溝段的覆土厚度較大，設(shè)計管段坡度應(yīng)盡量小于地面坡度以減

60、少埋深。（1） 令D300mm，查圖，當(dāng)D300mm，Q40L/s，h/D=0.55時，i0.0058I0.0024，不符合本題應(yīng)盡量減少埋深的原則；令v0.6m/s時，h/D0.900.55，也不符合要求。（2） 令D350mm，查圖，當(dāng)D350mm，Q40L/s，令v0.6m/s時，h/D0.660.65，不符合要求;令h/D=0.65時，i0.00150.65，不符合要求;令h/D=0.65時，i0.0015I0.0024，比較合適。哈爾濱工業(yè)大學(xué)管理學(xué)博士學(xué)位論文答辯（3） 令D400mm，查圖，當(dāng)D400mm，Q40L/s，v0.6m/s時，h/D0.53，i0.00145。與D35