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1、第四节合流沟道系统的设计 一 合流沟道系统的适用条件与布置特点二合流污水水质与截流倍数三 我国合流沟道系统的工作情况与改造问题四 截流式合流沟道的水力学计算例题 1 一合流沟道系统的适用条件与布置特点 合流沟道系统 截流式合流沟系的布置原则 截流式合流沟道与分流制系统相比的优缺点 2 直排式合流制排水系统 全部污水不经处理直接排入水体 对水体污染大 在环境保护上已不容许采用 3 具有截流沟道 在截流沟道上设溢流井 当水量超过截流能力时 超过的水量通过溢流井泄入水体 被截流的水予以适当处理 4 有污水排水系统 又有雨水排水系统 5 截流式合流沟道与分流制系统相比的优缺点 6 截流式合流沟系的布置
2、原则 7 二合流污水水质与截流倍数 合流制污水的水质特点 8 截流倍数截流雨水量与晴天平均污水量之比n0 一般雨天时的加权平均值BOD5 OC与SS约为雨天的70 80 和2倍 截流雨水量增大 溢流污染物将急剧减少 2 3mm h 研究认为截流雨水量 2mm h 比较恰当 则截流管按三倍最大小时污水量设计总量 9 三 我国合流沟道系统的工作情况与改造问题 1 我国近年来有部分沟道系统改造成截流式合流沟道系统 但改造后的截流式合流沟道并不理想 污染仍极严重 只是污染程度有所减轻而已 原因如下 截流倍数实际应用较规范规定过小 致使大量污染物排入水体 远远超过水体的自净能力 城市污水厂处理能力不足
3、目前大量工业废水并没有达到进入城市排水沟道的水质要求 特别是一些水量大 浓度高或有毒的废水未经处理 直接排入城市沟道 我国北方河流的流量较小 流量的季节性变化很大 10 2 将合流沟系改造成分流制一般需具备三个技术条件 11 12 四 截流式合流沟道的水力学计算 一 合流沟道的设计标准 二 第一个溢流井上游沟道的设计流量qv 三 溢流井下游沟道的设计流量q v 四 溢流井水力学计算 13 一 合流沟道的设计标准 14 qv qvs qvg qvy qvh qvy 二 第一个溢流井上游沟道的设计流量qv 式中 qvs 平均生活污水量 L s qvg 工业废水的平均最大班流量 L s qvy 设计
4、雨水径流量 L s qvh qvh qvs qvg 旱流污水量 L s 15 截流式合流制沟道 16 三 溢流井下游沟道的设计流量q v q v n0 1 qvh q vh q vy 式中 q vh 溢流井以后的污水设计流量 L s q vy 溢流井以后汇水面积的设计雨水径流量 L s q vy 溢流井以后汇水面积的设计旱流污水量 L s n0 截流倍数 17 四 溢流井水力学设计 合流管 溢流管 下游截流管 上游截流管 18 合流管 溢流管 下游截流管 上游截流管 截留干沟按满流设计 满流时堰口开始溢流 水力学设计上 溢流开始时 二条入流管和一条截流出水管的水位应在同一高程 即堰口高程 截流
5、沟段采用沟顶平接 上游合流污水流量上升时 溢流井中水位随着上升 溢流量逐渐加大 这时 截流干沟从重力流转入压力流 流量随着变动 截流干沟终端应设窨井控制流量 以免污水厂出现来水过多而泛滥 2 溢流井溢流过程 19 3 堰口标高和堰口长度的确定 堰口长度 堰口与上游合流干沟 D一般大于1m 垂直时 堰口长度L D 可根据需要适当增加堰口长度 堰口标高的确定 进入溢流井流量 截干管截流流流量 溢流管溢流流量 L Q 1 8H3 2 管顶标高减H 20 例题1 入流资料n0 2 2 截流流量截流流量 3 40 120溢流流量 1000 120 8803 计算堰高堰长设L 0 75则H 0 754 截
6、流管 L Q 1 8H3 2 21 5 溢流管 22 例 某镇合流沟系人口密度为400人 hm2 污水量标准150L d 人 0 6 t1 8min P 1a n0 4 雨量公式 五 截流式合流沟道水力学计算实例 求 截流干沟3 2 1 0的设计流量及D I v 23 24 步骤1 先划分设计管段及其汇水面积 计算每块面积的大小 2 计算设计流量 包括雨水量 生活污水量和工业废水量3 然后根据设计流量查满流的水力计算图 得出设计管径和坡度 计算管内底标高和埋深 4 最后进行旱流流量 Qmax 校核 25 解 污水比流量 L s 1 hm 2 雨水比流量 26 截流式合流制排水管渠系统的设计计算
7、实例 题意 某城市一个区的截流式合流管道平面布置如图12 13 设计原始数据如下 该市的暴雨强度公式为q 10020 1 0 56 P t 36 1 设计重现期采用1a 地面集水时间t1 10min 该设计区域平均径流系数 0 45 2 设计人口密度为300人 ha 生活污水定额采用100L 人 d 3 截流干管的截流倍数n0 3 4 管道起点埋深为1 70m 5 河流的平均洪水位为18 000m 6 各设计管段的管长 汇水面积和工业废水最大班的平均流量如表12 17所示 7 各检查井处的地面标高如表12 18所示 试进行管段1 6的水力计算 解 合流管道的水力计算与雨水管道的计算基本相同 只是它的设计流量要包括雨水 生活污水和工业废水 计算时 先划分设计管段及其汇水面积 计算每块面积的大小 再计算设计流量 包括雨水量 生活污水量和工业废水量 然后根据设计流量查满流的水力计算图见附录12 1附图13 得出设计管径和坡度 计算管内底标高和埋深 最后进行旱流流量校核 本例中采用的管道粗糙系数n 0 013 其水力计算结果如表12 19所示 27 28 表12 17设计管段的管长 汇水面积和工业废水量 29 表12 18检查井处的地面标高 30 表12 19截流式合流干管计算表 31
