城鎮(zhèn)雨水溝道的設(shè)計

第四章城鎮(zhèn)雨水溝道的設(shè)計第四章城鎮(zhèn)雨水溝道的設(shè)計#一、合流溝道系統(tǒng)的適用條件與布置特點1、分類合流制溝道系統(tǒng)，在實踐中有2種類型：直排式合流制排水系統(tǒng)全部污水不經(jīng)處理直接排入水體。截流式合流制排水系統(tǒng)具有截流溝道，在截流溝道上設(shè)溢流井，當水量超過截流能力時，超過的水量通過溢流井泄入水體，被截流的水予以適當處理。截流式合流制排水系統(tǒng)是直排式合流制排水系統(tǒng)的發(fā)展，因為它與城市逐步發(fā)展的規(guī)律相一致，故而它是迄今國內(nèi)外現(xiàn)有排水體制中用得最多的。2、存在的問題直排式合流制排水系統(tǒng)污染嚴重，在環(huán)境保護上已不容許采用。截流式合流制排水系統(tǒng)一般只能截流部分雨、污混合水送入污水廠處理，超量混合污水由溢流井溢入水體。另外，合流溝道晴天時充盈度低，水力條件差，溝內(nèi)易產(chǎn)生淤積，在雨天時，溝內(nèi)的淤積將被雨水沖入水體，給環(huán)境帶來嚴重污染。截流式合流制與分流制系統(tǒng)相比，在溝系造價上投資較省，溝系養(yǎng)護簡單，地下管線可減少，也不存在雨水管與污水管的誤接問題，但合流制污水處理廠的造價比分流制污水廠為高，處理養(yǎng)護也較復雜。截流式合流制在衛(wèi)生上也比分流制差，環(huán)境污染后遺癥較大，對于適應社會發(fā)展，控制水污染方面不如分流制有利，故近年來國內(nèi)外對于新建城市，一般建議盡可能采用分流制。3、截流式合流溝系的布置原則應使雨水及早溢入水體，以降低下游干溝的設(shè)計流量。當溢流井離排放水體較近且溢流井不受高水位倒灌影響時，為降低截流管的截流量，節(jié)省溝道投資，原則上宜多設(shè)溢流井。當溢流井受高水位倒灌影響時，宜減少溢流井數(shù)量，并在溢流管上設(shè)潮門，必要時設(shè)泵站排水。二、河流污水水質(zhì)與截流倍數(shù)研究認為采用截流雨水量2m/h比較適當，按全國最大小時污水平均量lmm/h計(相當于2.778L/S?ha)，則截流雨水量為最大小時污水量的2倍，截流管按3倍最大小時污水量設(shè)計。三、截流式合流溝道的水力學計算(一)合流溝道的設(shè)計標準在合流溝道設(shè)計中，在很多方面與雨水溝道或污水溝道設(shè)計有相同之處，但也有一些不同之處。如下：1、設(shè)計流量(1)合流管渠的總設(shè)計流量應按下列公式計算：Q=Qd+Qm+Qs=Qdr+Qs

式中：Q——總設(shè)計流量（L/s）；Qd――設(shè)計綜合生活污水量（L/s）,總變化系數(shù)采用1；Qm——設(shè)計工業(yè)廢水量（L/s）；Q雨水設(shè)計流量（L/s）；sQd――溢流井以前的旱流污水量（L/s）。dr（2）溢流井以后管渠的流量應按下列公式計算：Q'=（no+l）Qdr+Qs，+Qdr'式中：Q'――溢流井以后管渠的流量（L/s）；n0――截流倍數(shù)，即開始溢流時所截流的雨水量與旱流污水量之比;Q'――溢流井以后匯水面積的雨水設(shè)計流量（L/s）；sQd'――溢流井以后的旱流污水量（L/s）。dr2、設(shè)計充滿度合流管渠按滿流計算。3、設(shè)計最小流速合流管道（滿流）設(shè)計最小流速為0.75m/s。為改善旱流的水力條件，需校核旱流時溝內(nèi)的流速。旱流流速一般不小于0.2?0.5m/s。校核時，工業(yè)廢水量和生活污水量的計算方法同污水管道。4、設(shè)計重現(xiàn)期《室外排水設(shè)計規(guī)范》（GB50014-2006）規(guī)定：合流管渠的雨水設(shè)計重現(xiàn)期可適當高于同一情況下的雨水管道設(shè)計重現(xiàn)期。蘇聯(lián)列寧格勒公用事業(yè)研究所建議，合流溝道系統(tǒng)的設(shè)計重現(xiàn)期可比雨水溝系大20％?30％。（二）溢流井水力學設(shè)計四、截流式合流溝道水力學計算舉例圖4-5系某市一個區(qū)域的截流式合流干管的計算平面圖。其計算原始數(shù)據(jù)如下:圖4-5系某市一個區(qū)域的截流式合流干管的計算平面圖。其計算原始數(shù)據(jù)如下:圖4-5某市一個區(qū)域的截流式干管計算平面圖1、設(shè)計雨水量計算公式該市的暴雨強度公式為：167(47.17+41.66lgT)

q~t+33+9lg(T-0.4)該市的暴雨強度公式為：式中：T――設(shè)計重現(xiàn)期，采用1年；t——集水時間，地面集水時間按10分鐘計算，管內(nèi)流行時間為t2，則t=10+2t2。該設(shè)計區(qū)域平均徑流系數(shù)經(jīng)計算為0.45，則設(shè)計雨水量為：167x(47.17+4.661g1)x0.453590廠q=f-F=-F(L/s)v10+2t+33+91gH—0.4丿41.02+2t22式中：F——設(shè)計排水面積(ha)。當t2=0時，單位面積的徑流量q0=87.5L/(s?ha)。2、當設(shè)計人口密度按200人/ha計算，生活污水量標準按100L/(人?d)計，故生活污水平均流量為qs=0.231L/(s?ha)3、截流干管的截流倍數(shù)n0采用3。4、街道管系起點埋深1.70m。5、合流最高月平均洪水位為12.00m。計算時：先劃分各設(shè)計管段及其排水面積，計算每塊面積的大小，如圖4-5括號內(nèi)所示數(shù)據(jù);再計算設(shè)計流量，包括雨水量、生活污水量及工業(yè)廢水量；然后根據(jù)設(shè)計流量查水力計算圖(滿流)得出設(shè)計管徑和坡度，本例中采用的管道粗糙系數(shù)n=0.013；最后校核旱流情況。表4-9系管段1?5的水力計算結(jié)果，現(xiàn)對其中部分計算說明如下：表4-9截流式合流干管計算表管段管長排水而m6}營內(nèi)流行時間|<nnn)|遼計流晝(L/s)設(shè)計設(shè)計管道ttj號(m)木段轉(zhuǎn)輸\總計本段t.i雨水i生帝工業(yè)溢流井松輸水雖總訃管徑(mm)找降fm.)1I4156T18n101H13-1%】?“75U*fj'Jnfcgolj1,6^52.4[l?1I1.552.43000.0C28■1.:l1,7卜731f10<1.的2.nQ1.L,5-l162rj?-1A:M1G25000.0017131--2ICO3.r.-Tf13.211.652汕U+E8亠4288G00O.0C21H.212-%￡070-kno1,8G1,163181.043.532/.54600{L0U271294.?0仁農(nóng)Uhns1,GO61H2.418;1仁562li.588000,。宓U-262l—31509.noU辭7.U2Ki81"2-9710*58^8-17900J,9(12!--?-300、2,002.0005.25173；0,弓S5.882Ci3.BRBODLL卩冊9?■1?”宀3&[S70i2.冏NWl.FD5.233.92珈K15U.4335,387000?0仃卸：IL_J；3^02.304.SO7.no9+173.95|4221JJ1ikfil515?厲9700U,0OL'(1.釦4-ia2.95:03.0Gi2590.640.13123.1th382.lfll700C.04230.-.73.1U2.956,Cj34G4,U01601.0,281昭1!5n,ooi3C.L312.508,Tia7.2.25]6201代,0.40123.16：7.15,n-li8''}0.0029<1亠5B

設(shè)計流速(rn/s)設(shè)計管道輸水能力(L/s)地面標管內(nèi)底標奇(m)埋深旱流校轉(zhuǎn)起點終點起點終成起點終點旱流（L/s）-流速備1療1療，719202L譏店t2^.20-^0.r）0fU.nO1,700,812mHOi?.riq17.肚1.JJ120G'11.^017.H17.L.S41.15；S314.肘.117.ar,17.131.1.236301H.'19..^0Hi.972.32\1.3284019.5019M1ri.872.G3'[0.05LP.nO156llQ吃1.1G40010.5（119.15.M31,2751y19.19,佔15.3311.■1-12:1.253S519.4^[乩tnf14.5213,9K』?專31,1760019.4519.5013.8513.UKi；75019.5019.50n.3412.7?n，IG|23I25t—!2T1?711.6411,843.561.907.2S/2.12SI."4CL12n.522,33In.SSO?ll￡i.522.S92R470,54'3點設(shè)豔流井3^821.i1u.2^U.6S丄.1222,fly11.1stll?B64+y323.胛ii.16□.59建點設(shè)謚流井5.刊第10.21sI丁?4管段轉(zhuǎn)輸g-7,1CL/s0，1632.390.21i\6277433.1119（Li*681、為簡化計算，有些管段如1?2、3?3a、4?4a的生活污水量及工業(yè)污水量未計入總設(shè)計流量，因為其數(shù)值太小，不影響設(shè)計管徑及坡度的確定。2、表中第17項設(shè)計管道輸水能力系設(shè)計管徑在設(shè)計坡度條件下的實際輸水能力，該值應接近或略大于第12項的設(shè)計總流量。3、1?2管段因旱流流量太小，未進行旱流校核，在施工設(shè)計時或在養(yǎng)護管理中應采取適當措施防止淤塞。4、3點及4點均設(shè)有溢流井。對于3點而言，由1?3管段流來的旱流流量為21.47L/s。在截流倍數(shù)n0=3時，溢流井轉(zhuǎn)輸?shù)挠晁繛镼r=n0?Qf=3X21.47=64.41L/s經(jīng)溢流井轉(zhuǎn)輸?shù)目傇O(shè)計流量為Q=Qr+Qf=(n0+1)Qf=(3+1)X21.47=85.88L/s經(jīng)溢流井溢流入河道的混合廢水量為Q0=838.47—85.88=752.58L/s對于4點而言，由3?4管段流來的旱流流量為23.69L/s；由7?4管道流來的總設(shè)計流量為713.10L/s,其中旱流流量為7.10L/s。故到達4點的總旱流流量為：Qf=23.69+7.10=30.79L/s經(jīng)溢流井轉(zhuǎn)輸?shù)挠晁繛镼r=n0?Qf=3X30.79=92.37L/s經(jīng)溢流井轉(zhuǎn)輸?shù)目傇O(shè)計流量為Q=Qr+Qf=（n0+1）Qf=（3+1）X30.79=123.16L/s經(jīng)溢流井溢入河道的混合污水量為Q0=515.59+713.10—123.16=1105.53L/s5、截流管3?3a、4?4a的設(shè)計流量分別為Q（3?3a）=（n0+1）Qf+Qr（3?3a）+Qs（3