第四章雨水管道設(shè)計(jì)

第四章城鎮(zhèn)雨水溝道的設(shè)計(jì)

第一節(jié)雨水徑流量的計(jì)算第二節(jié)雨水徑流量調(diào)節(jié)及利用第三節(jié)雨水管渠的設(shè)計(jì)

第四節(jié)合流制管道系統(tǒng)第五節(jié)城鎮(zhèn)防洪

第一節(jié)雨水徑流量的估算陣雨歷時(shí)：指一場(chǎng)降雨經(jīng)歷的整個(gè)時(shí)段。降雨歷時(shí)：指降雨過(guò)程中任一連續(xù)的時(shí)段。雨水管道和合流管道的設(shè)計(jì)以降雨量為基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)流量為雨水徑流量。雨量參數(shù)：降雨強(qiáng)度：指在某一降雨歷時(shí)內(nèi)的平均降雨量。深度h（mm）表示方式1hm2面積上的降雨量（m3·hm-2）降雨量：一段時(shí)間內(nèi)降落在某一面積上的總水量。雨量參數(shù)：i=h/t（mm·min-1）q=Ki=166.7

i（L·s-1·hm-2）表示方式深度體積單位時(shí)間單位面積上的降雨體積某個(gè)匯水面積上單位時(shí)間平均降雨深度降雨強(qiáng)度頻率：通常稱(chēng)單位時(shí)間內(nèi)某種事件出現(xiàn)的次數(shù)（或比例）為頻率，水文統(tǒng)計(jì)上，用頻率反映水文事件出現(xiàn)的頻繁情況。降雨強(qiáng)度的重現(xiàn)期。雨量參數(shù)：頻率太抽象，為了通俗起見(jiàn)，往往用重現(xiàn)期一詞等效地代替頻率一詞。洪水的大小50年一遇100年一遇洪水重現(xiàn)期50年100年頻率2%（0.02）1%（0.01）年平均降雨量：多年觀測(cè)所得的各年降雨量的平均值；月平均降雨量：多年觀測(cè)所得的各月降雨量的平均值；年最大日降雨量：多年觀測(cè)所得的一年中降雨量最大一日的絕對(duì)量。歷史上出現(xiàn)的最大日或最大24小時(shí)降雨量對(duì)城鎮(zhèn)雨水溝道設(shè)計(jì)有參考價(jià)值。降雨量一般用自記降雨計(jì)記錄。降雨面積和匯水面積(1)降雨面積：降雨所籠罩的面積；(2)匯水面積：雨水管渠匯集雨水的面積。任一場(chǎng)暴雨在降雨面積上各點(diǎn)的暴雨強(qiáng)度是不相等的，就是說(shuō)，降雨是非均勻分布的。但城鎮(zhèn)或工廠的雨水管渠或排洪溝匯水面積較小，一般小于100平方公里，最遠(yuǎn)點(diǎn)的匯水時(shí)間不至超過(guò)60min到120min。在這種小匯水面積上降雨不均勻分布的影響較小。因此，可假定降雨在整個(gè)小匯水面積內(nèi)是分布均勻，即在面積內(nèi)各i相等。從而可以認(rèn)為：雨量計(jì)所測(cè)得的點(diǎn)雨量資料可以代表整個(gè)匯水面積的面雨量資料，即不考慮降雨在面積上的不均勻性。推理公式：雨水溝道設(shè)計(jì)流量一般采用推理公式計(jì)算：式中：Qs——雨水管道的設(shè)計(jì)流量，L/s；

A——排水面積，hm2；

i

——降雨強(qiáng)度，mm/min；

q——降雨強(qiáng)度，L/（s·hm2）；

K——單位換算系數(shù)，等于167；

ψ

——徑流系數(shù)，其值小于1，地面徑流量與降雨量之比。徑流系數(shù)降雨分析一個(gè)自記雨量計(jì)降雨記錄的整理—雨量曲線和雨量公式分析每一年的記錄整理每一年的降雨分析匯總表全國(guó)十大城市雨量公式摘要表編制降雨分析整理成果表和繪制雨量曲線雨水溝道設(shè)計(jì)流量的估算——設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度的確定設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度公式q－設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度（L/s.hm2）；t－降雨歷時(shí)（min）；P－設(shè)計(jì)重現(xiàn)期（a）；A1、C、n、b－參數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行計(jì)算確定。在具有十年以上自動(dòng)雨量記錄的地區(qū)，設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度公式可按室外排水規(guī)范附錄A的有關(guān)規(guī)定編制。t——設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)（排水面積的集水時(shí)間），min；t1——地面集水時(shí)間，min；t2——在管道中流行的時(shí)間，min；l——集中點(diǎn)上游各管段的長(zhǎng)度，m；v——相應(yīng)各管段的設(shè)計(jì)流速，m/s。設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)：以排水面積中最遠(yuǎn)的一點(diǎn)到集水點(diǎn)的雨水流行時(shí)間作為設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)。式中：雨水溝道設(shè)計(jì)流量的估算——設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)的確定設(shè)計(jì)雨水管道，確定設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度時(shí)，常選用重現(xiàn)期較短的當(dāng)?shù)亟涤陱?qiáng)度。選用重現(xiàn)期，主要看：管道溢流；地區(qū)積水將造成的危害；施工費(fèi)用。雨水溝道設(shè)計(jì)流量的估算——設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的確定雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，應(yīng)根據(jù)匯水地區(qū)性質(zhì)、地形特點(diǎn)和氣候特征等因素確定。同一排水系統(tǒng)可采用同一重現(xiàn)期或不同重現(xiàn)期。重現(xiàn)期一般采用0.5～3a，重要干道、重要地區(qū)或短期積水即能引起較嚴(yán)重后果的地區(qū)，一般采用3～5a，并應(yīng)與道路設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)。特別重要地區(qū)和次要地區(qū)可酌情增減。國(guó)內(nèi)一些城市采用的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期

影響徑流系數(shù)的因素：地面的透水性、地面坡度、降雨情況（久雨和暴雨）。

匯水面積的平均徑流系數(shù)常采用面積內(nèi)各類(lèi)地面的徑流系數(shù)的加權(quán)平均值。0.10-0.20公園或綠地0.25-0.35非鋪砌地面0.35-0.45干砌磚石和碎石路面0.40-0.50級(jí)配碎石路面0.55-0.65大塊石鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面0.85-0.95各種屋面、混凝土和瀝青路面ψ地面種類(lèi)

雨水溝道設(shè)計(jì)流量的估算——徑流系數(shù)的確定

綜合徑流系數(shù)

區(qū)域情況Ψ城市建筑密集區(qū)0.60～0.85城市建筑較密集區(qū)0.45～0.6城市建筑稀疏區(qū)0.20～0.45綜合徑流系數(shù)，可按規(guī)范的規(guī)定取值。雨水管渠的降雨歷時(shí)，應(yīng)按下列公式計(jì)算：t=t1+mt2

式中：t－降雨歷時(shí)（min）；

t1－地面集水時(shí)間（min），視距離長(zhǎng)短、地形坡度和地面鋪蓋情況而定，一般采用5～15min；

m－折減系數(shù)，暗管折減系數(shù)m=2，明渠折減系數(shù)m=1.2，在陡坡地區(qū)，暗管折減系數(shù)m=1.2～2；

t2－管渠內(nèi)雨水流行時(shí)間（min）。雨水溝道設(shè)計(jì)流量的估算——降低設(shè)計(jì)流量的嘗試應(yīng)用推理公式確定雨水管道的設(shè)計(jì)流量時(shí)：排水面積的值精度較高；徑流系數(shù)的值很難精確，且隨城市的建設(shè)而變動(dòng)；降雨強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的確定，隨意性很大；重現(xiàn)期的選用富有隨意性；地面集水時(shí)間富有隨意性。雨水管道口徑的決定同經(jīng)濟(jì)考慮有密切關(guān)系，不太可能避免溢流，如果溢流問(wèn)題考慮周到，雨水管道可以小些。討論

第二節(jié)雨水徑流量調(diào)節(jié)及利用有可能降低整個(gè)管系的造價(jià)由于雨水流量大，溝槽長(zhǎng)，下游管道的雨水流量尤其大，設(shè)置調(diào)節(jié)池，可使下游管道的設(shè)計(jì)流量減小，降低下游管系的造價(jià)，而且做調(diào)節(jié)池的造價(jià)要比管道省，故有可能降低整個(gè)管系的造價(jià)。能使雨水管道的設(shè)計(jì)有較大的靈活性如今后在所在的匯水區(qū)域上大量造房，會(huì)使不透水面積增加，從而使徑流量劇增，一般很少有可能再重新排管，此時(shí)若能設(shè)置一個(gè)調(diào)節(jié)池，將上游的流量引入調(diào)節(jié)池，洪峰過(guò)后再排入下游管道，則可使下游管道仍能使用，從而解決該技術(shù)矛盾。能改善合流制管系暴雨時(shí)的溢流水水質(zhì)由于合流制管道在遇到暴雨時(shí)，會(huì)有大量溢流水產(chǎn)生，而溢流的水中含有相當(dāng)?shù)纳钗鬯凸I(yè)廢水，水質(zhì)較差，若能在截流式合流制的溢流井后面設(shè)置調(diào)節(jié)池，并對(duì)進(jìn)入調(diào)節(jié)池的溢流污水進(jìn)行處理后再將其排入水體，就能使最終排入水體的溢流水的水質(zhì)得到改善。雨水徑流調(diào)節(jié)池的作用調(diào)節(jié)池的位置選擇很重要，調(diào)節(jié)池若設(shè)置在排水系統(tǒng)的開(kāi)始或末端，可想而知是意義不大的，故最佳位置的選擇需要慎重考慮。

調(diào)節(jié)池的最佳設(shè)計(jì)位置選擇

盡可能利用當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件，如水庫(kù)、池塘、河流等。應(yīng)專(zhuān)門(mén)建設(shè)。一般位置：匯流點(diǎn)。在有池塘、河床可以利用，或有洼池可以建池的情況下，往往可以調(diào)節(jié)徑流量，以減小其下游的管道口徑。調(diào)節(jié)池構(gòu)造流槽式泵汲式溢流堰式溢流堰a.溢流堰式Q1Q2Q3Q4Q5進(jìn)水管較高，其管頂一般與池內(nèi)最高水位相平；出水管較低，其管底一般與池內(nèi)最低水位相平。Q1為調(diào)節(jié)池上游雨水干管中流量，Q2為不進(jìn)入調(diào)節(jié)池的泄水量，Q3為調(diào)節(jié)池下游雨水干管的流量。Q4為調(diào)節(jié)池進(jìn)水流量，Q5為調(diào)節(jié)池出水流量。當(dāng)Q1<Q2時(shí)，雨水流量不進(jìn)入調(diào)節(jié)池而直接排入下游干管。當(dāng)Q1>Q2時(shí)，這時(shí)將有Q4＝（Q1－Q2）的流量通過(guò)溢流堰進(jìn)入調(diào)節(jié)池，該池開(kāi)始工作。隨著Q1增加，Q4也不斷增加；直到Q1達(dá)到最大流量Qmax時(shí)，Q4也達(dá)到最大。然后隨著Q1的減少，Q4也不斷減少，直到Q1＝Q2時(shí)，該池不再進(jìn)水，Q4＝0。貯存在池內(nèi)的水量通過(guò)池出水管不斷地排走，直到池內(nèi)水放空為止，這時(shí)調(diào)節(jié)池停止工作。流槽b.流槽式Q1Q3當(dāng)Q1≤Q3時(shí)，雨水經(jīng)設(shè)在池最底部的漸縮斷面流槽全部流入下游干管而排走。池內(nèi)流槽深度等于池下游干管的直徑。當(dāng)Q1>Q3時(shí)，池內(nèi)逐漸被高峰時(shí)的多余水量(Q1－Q3)所充滿(mǎn),池內(nèi)水位逐漸上升，直到Q1不斷減少至小于池下游干管的通過(guò)能力Q3時(shí)，池內(nèi)水位才逐漸下降，至排空為止。溝道旁有一洼地，高程低于溝道很多，有較大容量。下游溝道可作為起點(diǎn)溝道設(shè)計(jì)。雨停后，用泵（小容量，可利用低電谷時(shí)排水）按需要情況恢復(fù)池的有效調(diào)節(jié)容積。側(cè)堰泵c.泵汲式雨水資源利用概述1.雨水水質(zhì)特點(diǎn)2.雨水利用系統(tǒng)3.雨水截流和儲(chǔ)存技術(shù)4.雨水徑流滲透技術(shù)5.雨水水質(zhì)凈化技術(shù)第三節(jié)雨水管渠的設(shè)計(jì)

因雨水泵站投資、用電量都很大，盡量避免設(shè)置雨水泵站。因明渠造價(jià)低，考慮采用明渠。在建筑物密度較高、交通繁忙的地區(qū)，可采用加蓋明渠。利用地形，就近排放地面水體，降低造價(jià)。盡量利用池塘、河浜受納地面徑流，最大限度地減少雨水管道的設(shè)置。雨水管道設(shè)計(jì)的原則雨水管道系統(tǒng)的平面布置

雨水口的設(shè)置位置，要配合道路邊溝，在道路交叉口處，雨水不應(yīng)漫過(guò)路面。

陡坡地區(qū):為避免因溝道坡度太陡，設(shè)跌水井等特殊構(gòu)筑物，使干溝與等高線斜交，以適當(dāng)減少干溝坡度。

受地形影響平坦地區(qū):為避免干管埋深過(guò)大，增加造價(jià)，干管應(yīng)設(shè)在流域的中部，以減少兩側(cè)支管長(zhǎng)度。根據(jù)城市規(guī)劃和建設(shè)情況，考慮利用河湖水體與洼地調(diào)蓄雨水，把地形條件、地下水位以及原有的和規(guī)劃的地下設(shè)施、施工條件等因素綜合考慮，合理布置，分期建設(shè)，逐步完善。

布置原則

管系定線

雨水溝系常沿道路鋪設(shè)，設(shè)在道路中線的一側(cè)，與道路相平行，盡量在快車(chē)道以外。

受道路交通影響

1.充分利用地形，就近排入水體3-3雨量管渠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算一、雨水管渠系統(tǒng)平面布置的特點(diǎn)（1）地形坡度變化大

干管布置在地形較低處或匯水線上平坦地區(qū)

干管布置在排水流域中間，盡可能擴(kuò)大重力流排除雨水范圍（2）出水口分散出水口

就近排入小河、池塘，構(gòu)造簡(jiǎn)單，造價(jià)不高集中出水口出口離常水位較遠(yuǎn)地形平坦，地面平均標(biāo)高低于河流洪水位

2.根據(jù)城市規(guī)劃布置雨水管道3-3雨量管渠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算一、雨水管渠系統(tǒng)平面布置的特點(diǎn)（1）平行道路，最好在人行道、草地下，而不宜在快車(chē)道下（2）道路寬>40m，可考慮兩側(cè)布置結(jié)合建筑物分布、道路及街坊內(nèi)部地形、出水口位置等布置（3）與其它管線平面、豎向位置相協(xié)調(diào)3.雨水口布置3-3雨量管渠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算一、雨水管渠系統(tǒng)平面布置的特點(diǎn)設(shè)置：根據(jù)地形、匯水面積確定；一般在道路交叉口匯水點(diǎn)、低洼地段原則：合理布置，保證路面雨水排除通暢0個(gè)2個(gè)（單坡路）2個(gè)（雙坡路）4個(gè)（雙坡路）4個(gè)（雙、單坡路交叉）8個(gè)（雙坡路）4.明渠與暗渠相結(jié)合（視具體條件確定）3-3雨量管渠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算一、雨水管渠系統(tǒng)平面布置的特點(diǎn)（1）暗管：城市市區(qū)或工廠內(nèi)（2）明渠：城郊（3）邊溝：雨水干管起端（4）連接方式：暗管接入明渠3-3雨量管渠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算（4）連接方式：暗管接入明渠45o3～10m0.3～2m3～5m0.3～2m3～10m明渠接入暗管管道按滿(mǎn)流設(shè)計(jì)，明渠應(yīng)留超高，不小于0.2m。最小設(shè)計(jì)流速為0.75m/s，明渠為0.4m/s。管道可不考慮最大流速，明溝的最大流速按下頁(yè)表采用。最小管徑300mm，最小坡度0.003；雨水口連接管管徑200mm，最小坡度0.01。雨水管道流速公式。管段銜接一般用管頂平接，當(dāng)條件不利時(shí)也可用管底平接。最小覆土厚度，在車(chē)行道下時(shí)，一般不小于0.7m，基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)在冰凍線以下。在直線管段上檢查井的最大間距見(jiàn)下表。雨水管道水力學(xué)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則溝壁材料最大設(shè)計(jì)流速/（m·s-1）溝壁材料最大設(shè)計(jì)流速/（m·s-1）粗沙或貧砂質(zhì)黏土0.8草皮護(hù)面1.6砂質(zhì)黏土1干砌塊面2黏土1.2漿砌塊石或漿砌磚3石灰?guī)r、砂巖4混凝土4管徑或暗渠凈高/mm最大間距/m污水管道雨水（合流）管道200~4002040500~7005060800~100070801100~150090100>1500100120※不同之處h/D=1，R＝D/43-3雨量管渠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算三、雨水管渠水力計(jì)算的方法同污水管道

雨水管道水力設(shè)計(jì)步驟步驟1：劃分流域與管道定線，確定雨水流向步驟2：劃分設(shè)計(jì)管段與沿線匯水面積

步驟5：進(jìn)行水力計(jì)算步驟4：確定管道的最小埋深步驟3：確定雨量參數(shù)的設(shè)計(jì)值

（1）劃分排水流域，管道定線；（2）劃分設(shè)計(jì)管段；管道轉(zhuǎn)彎處，管徑、坡度變化處支管接入處管道交匯處超過(guò)一定距離的直線管段上3-3雨量管渠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算四、雨水管渠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟和水力計(jì)算檢查井位置從上游至下游編號(hào)

設(shè)計(jì)管段：兩檢查井之間，Q不變，估計(jì)采用相同的D、I

收集資料：地形圖，城市規(guī)劃，水文、地質(zhì)資料，暴雨等雨量重現(xiàn)期采用一年，相應(yīng)降雨強(qiáng)度公式：地面集水時(shí)間t用10min。

徑流系數(shù)及加權(quán)平均的計(jì)算：

水力計(jì)算示例基本公式和數(shù)據(jù)：步驟1：從管道系統(tǒng)圖中量得各管段的長(zhǎng)度L列入第2項(xiàng)步驟2：根據(jù)排水面積的劃分，將各管段的沿線面積列入第3項(xiàng)步驟3：各管段的排水面積列入第4項(xiàng)步驟4：從圖中讀出數(shù)據(jù)列入第14、15項(xiàng)步驟5：根據(jù)各管段的假定流速，算出集流時(shí)間t，比流量q0‘，設(shè)計(jì)流量Qs，而后從水力學(xué)算圖上選定管徑D與坡度I，并確定相應(yīng)的流速v，當(dāng)所確定的流速v與假定流速有出入時(shí)，再調(diào)假定流速并進(jìn)行重新計(jì)算，最終使假定流速與確定的流速兩者一致步驟6：計(jì)算各管底高程，并填入表格列表計(jì)算及步驟為什么下游管段3-2的設(shè)計(jì)流量(qv=607.2L/s)反而比上游管段4-3的設(shè)計(jì)流量(qv=627.2L/s)小?檢查井5處計(jì)算集水點(diǎn)t2的集水時(shí)間時(shí)有3個(gè)值,為什么選擇最大的?計(jì)算管段5-4的上端的管底高程時(shí)可得3個(gè)數(shù)值,為什么要采用最小的?Questions雨水管道平面圖的繪制管道系統(tǒng)平面布置圖上，加注計(jì)算所得數(shù)據(jù)。初步設(shè)計(jì)階段

完整的管道平面圖反映初步設(shè)計(jì)的要求標(biāo)明檢查井的具體位置可能有施工有關(guān)的地面建筑物其他地下管線及地下建筑物的位置管線圖例及施工說(shuō)明施工圖設(shè)計(jì)階段比例尺1:500-1:2000第四節(jié)合流管道系統(tǒng)合流管道系統(tǒng)的適用條件與布置特點(diǎn)合流管道系統(tǒng)具有截流管道，在截流管道上設(shè)溢流井，當(dāng)水量超過(guò)截流能力時(shí)，超過(guò)的水量通過(guò)溢流井泄入水體，被截流的水予以適當(dāng)處理。全部污水不經(jīng)處理直接排入水體，對(duì)水體污染大，在環(huán)境保護(hù)上已不容許采用。截流式合流溝道在溝系造價(jià)上投資較省，溝系養(yǎng)護(hù)較簡(jiǎn)單。地下管線可減少，不存在雨水管與污水管的誤接問(wèn)題。合流制污水處理廠的造價(jià)比分流制污水廠高，處理養(yǎng)護(hù)也較復(fù)雜。截流式合流制在衛(wèi)生上比分流制差，環(huán)境污染較大。截流式合流合道與分流制系統(tǒng)相比的優(yōu)缺點(diǎn)當(dāng)溢流井離排放水體較近且溢流井不受高水位倒灌影響時(shí)，原則上宜多設(shè)溢流井。當(dāng)溢流井受高水位倒灌影響時(shí)，宜減少溢流井?dāng)?shù)量，并在溢流管上設(shè)潮門(mén)，必要時(shí)設(shè)泵站排水。應(yīng)使雨水及早溢入水體，以降低下游干管的設(shè)計(jì)流量截流式合流管系的布置原則截流倍數(shù)截流雨水量與晴天平均污水量之比n0合流污水水質(zhì)與截流倍數(shù)合流制污水的水質(zhì)特點(diǎn)雨污混合水的BOD5與OC的平均濃度與晴天污水并無(wú)很大的差異（見(jiàn)左下表

）雨污混合水的SS平均為晴天時(shí)的2倍雨污混合水水質(zhì)的統(tǒng)計(jì)見(jiàn)右下表項(xiàng)目晴天雨天范圍平均范圍平均BOD550～195.9112.86.45～267.23119.67OC29.9～135.858.912.43～181.3474.26SS41.1～175.284.688.13～394.97209.91項(xiàng)目水樣幾率/%范圍/（mg·L-1）平均/mg·L-1）BOD55033~243907058~29512190112~402189OC5027~174547042~213719063~244110SS5066~28913770144~48021590184~859376低截流比截流井工作示意高截流比截流井工作示意晴天污水的濃度，最大值大多在平均值的2～3倍內(nèi)，雨污混合水濃度變化很大，最大值可超過(guò)平均值的10倍以上，這是因管道晴天時(shí)的淤積在雨天時(shí)被沖刷所致。一般雨天時(shí)的加權(quán)平均BOD5值約為晴天時(shí)的70％，很少會(huì)超過(guò)晴天時(shí)的濃度；雨天時(shí)的加權(quán)平均OC值約為晴天時(shí)的80％，但因地區(qū)不同，也有可能會(huì)超過(guò)晴天濃度的；對(duì)于SS，雨天時(shí)的加權(quán)平均濃度約為晴天時(shí)的2倍，低于晴天濃度的現(xiàn)象極為少見(jiàn)。當(dāng)截流雨水量增大，溢流污染物將急劇減少，當(dāng)截流雨水量到達(dá)2～3mm/h時(shí)，溢流污染物將顯著減少；當(dāng)截流雨水量超過(guò)2～3mm/h時(shí)，溢流污染物的減少就不明顯。研究認(rèn)為采用截流雨水量2mm/h比較適當(dāng)，按全國(guó)最大小時(shí)污水平均量1mm/h計(jì)，則截流雨水量為最大小時(shí)污水量的2倍，截流管按3倍最大小時(shí)污水量設(shè)計(jì)。流出負(fù)荷量與溢流負(fù)荷量我國(guó)近年來(lái)有部分管道系統(tǒng)改造成截流式合流管道系統(tǒng)，但改造后的截流式合流管道并不理想，污染仍極嚴(yán)重，只是污染程度有所減輕而已，原因如下：我國(guó)合流管道系統(tǒng)的工作情況與改造問(wèn)題

規(guī)范規(guī)定截流雨水量倍數(shù)n0一般用1～5，實(shí)際上為節(jié)省投資，一般用0.5～1.0，截流倍數(shù)過(guò)小，致使大量污染物泄入水體，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)水體的自?xún)裟芰Α３鞘形鬯畯S處理能力不足。目前城市污水廠按晴天污水量設(shè)計(jì)，甚至在晴天污水量下也已經(jīng)超負(fù)荷運(yùn)行，因雨天處理能力依舊，迫使大量雨污混合水不經(jīng)處理直接流出。目前大量工業(yè)廢水并沒(méi)有達(dá)到進(jìn)入城市排水溝道的水質(zhì)要求，特別是一些水量大、濃度高或有毒的廢水未經(jīng)處理直接排入城市溝道。我國(guó)北方河流的流量較小，流量的季節(jié)性變化很大。將合流管系改造成分流制一般需具備三個(gè)技術(shù)條件（3）城市街道要有足夠的地下空間，使有可能實(shí)現(xiàn)鋪設(shè)雨水和污水兩個(gè)管系（2）工廠內(nèi)部的雨水和冷卻水等排水系統(tǒng)與工業(yè)、生活污水系統(tǒng)分開(kāi)（1）所有街坊與庭院都需具有雨水與污水兩個(gè)溝道系統(tǒng)，嚴(yán)格分流（1）、（2）兩條件難以具備，并且要改建幾乎所有的接戶(hù)管,要破壞大量路面，改造工作量極大，需要很長(zhǎng)時(shí)間才可能完成，因此合流制改造成分流制在實(shí)踐中較難實(shí)現(xiàn)。從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)角度看，污水不經(jīng)處理直接排入水體的合流管道，主要的改造方向是向截流式合流管道過(guò)渡。直接排放型的合流管道改造為截流式合流管道，需規(guī)劃設(shè)計(jì)的幾個(gè)方面：截流倍數(shù)的選用要適當(dāng)提高，我國(guó)《規(guī)范》建議的截流倍數(shù)1～5較低，所用n0值宜根據(jù)不同地區(qū)的水體稀釋能力和自?xún)裟芰ψ鞑煌潭鹊奶岣?。合流管系污水處理廠的設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)截流污水作適當(dāng)處理，處理能力應(yīng)與截流量相適應(yīng)。溢流井的位置、構(gòu)造要得當(dāng)，發(fā)揮其應(yīng)有的作用。溢流口附近可設(shè)置雨污混合水調(diào)節(jié)池，以截取初雨徑流，改善溢流污水水質(zhì)，在晴天時(shí)把調(diào)節(jié)池中混合污水送至處理廠處理。截流干管的布置應(yīng)與市內(nèi)河道的整治和城市防洪排澇規(guī)劃相結(jié)合。截流式合流管道的水力計(jì)算合流管道的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按設(shè)計(jì)流量計(jì)算按最大生產(chǎn)班內(nèi)的設(shè)計(jì)流量計(jì)算溢流井上游的管段：按最大徑流量計(jì)算溢流井下游的溝段：按被截流的雨水量計(jì)算按設(shè)計(jì)流量滿(mǎn)流計(jì)算0.75m/s，另需校核旱流時(shí)管內(nèi)流速應(yīng)比同一情況下的雨水管道設(shè)計(jì)適當(dāng)提高生活污水量工業(yè)廢水量

雨水量

設(shè)計(jì)流量

設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度設(shè)計(jì)最小流速設(shè)計(jì)重現(xiàn)期q’v

=(n0

+1)qvh

+q’vh

+q’vyqv

＝qvs＋qvg＋qvy＝qvh＋qvy第一個(gè)溢流井上游溝道的設(shè)計(jì)流量qv：溢流井下游管道的設(shè)計(jì)流量q’v：截流式合流管道的設(shè)計(jì)流量式中:qvs——平均生活污水量，L/s;

qvg——工業(yè)廢水的平均最大班流量，L/s;

qvy——設(shè)計(jì)雨水徑流量，L/s;

qvh——qvh＝qvs+qvg，旱流污水量，L/s。式中:q’vh——溢流井以后的污水設(shè)計(jì)流量，L/s；

q’vy——溢流井以后匯水面積的設(shè)計(jì)雨水徑流量,L/s;n0——截流倍數(shù)。溢流井水力設(shè)計(jì)

截留干管按滿(mǎn)流設(shè)計(jì)，滿(mǎn)流時(shí)堰口開(kāi)始溢流。水力設(shè)計(jì)上，溢流開(kāi)始時(shí)，二條入流管和一條截流出水管的水位應(yīng)在同一高程，即堰口高程（截流管段采用管頂平接）。溢流井構(gòu)造二條入流管：上游合流干管，上游截流干管二條出流管：下游截流干管，溢流管上游合流污水流量上升時(shí)，溢流井中水位隨著上升，溢流量逐漸加大。這時(shí)，截流干管從重力流轉(zhuǎn)入壓力流，流量隨著變動(dòng)。截流干管終端應(yīng)設(shè)檢查井控制流量，以免污水廠出現(xiàn)來(lái)水過(guò)多而泛濫溢流過(guò)程確定堰口高程：以堰口高程的確定和堰口長(zhǎng)度的核算為目的的溢流井水力設(shè)計(jì)溢流井下游管道的設(shè)計(jì)流量q’v：堰口與上游合流干管（D一般大于1m）垂直時(shí)，堰口長(zhǎng)度L=D。估計(jì)與設(shè)計(jì)流量相應(yīng)的堰口水頭H，若H過(guò)大，適當(dāng)增加堰口長(zhǎng)度，改變溢流井平面布置。堰口流量的公式：式中：v2/2g為堰口附近流速水頭,可采用上游合流干溝的設(shè)計(jì)流速水頭；C值和H值最好用實(shí)測(cè)確定；C可采用1.86。

上游合流干管設(shè)計(jì)流量qv1等于徑流設(shè)計(jì)流量qv與污水設(shè)計(jì)流量qvw之和：

qv1=qv+qvw下游截流干管設(shè)計(jì)流量qv2=n0qvw或(n0+1)qvw，n0稱(chēng)稀釋倍數(shù)，決定于環(huán)境質(zhì)量要求和經(jīng)濟(jì)條件。計(jì)算在截流干管滿(mǎn)流時(shí)，上游合流干管中的充滿(mǎn)度h/D。溢流井堰口高程=上游合流干管管底高程+h。例：某鎮(zhèn)合流溝系人口密度為400人/hm2，污水量標(biāo)準(zhǔn)150L/(d·人)，ψ=0.6，t1=8min，P=1a,n0=4。

雨量公式：解：污水比流量：（L·s-1·hm-2）

雨水比流量：截流式合流管道水力學(xué)計(jì)算實(shí)例求：截流干管3-2-1-0的設(shè)計(jì)流量及D、