城市工程系统规划第四章城市排水工程系统规划

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1、第四章 城市排水工程系统规划第一节 城市排水工程规划的原则与内容城市给水工程规划的原则应妥善、科学的进行城市污水收集、排放流域的划分。全面规划，合理布局，应有利于水环境的保护和水质的改善 。对于缺水城市，应考虑污水及污泥的资源化，考虑处理水的 再利用。建立合理，完善的城市排水系统，有计划的兴建城市污水处 理厂。充分考虑现状，尽量利用和发挥原有排水设施的作用，使新 规划排水系统与原有排水系统合理地有机结合。与城市其它专业工程系统规划密切配合，相互协调，处理好 与其他地下管线的矛盾，有利于管线综合利用山区、丘陵地区的城市山洪防治应与城市排水体系，统一规 划，坚持就近排放、分散整治、防止集中的原则。

2、应考虑城市下水道系统和城市污水处理厂的远景发 展，如新技术新工艺的应用，净化水的循环利用， 污泥资源的综合利用等。考虑尽可能降低工程的总造价和经常性运行管理费 用，节省投资。l排水规划要注意的问题 n干旱地区与多雨地区城市排水与水资源利用n山区与平原城市排水与防洪防涝n发达地区与欠发达地区城市排水系统的经济性与适用性n滨水与非滨水地区城市水系的保护与建设n城市内部排水与竖向规划的关系l城市排水工程规划内容与深度城市排水系统工程污水污水泵站排水管网污水处理厂水体灌溉田回用水处理雨水雨水管网水体第二节 城市排水工程系统与排水体制一.城市排水工程系统的组成 l城市排水分类 （一）生活污水:居住区或公

3、共建筑中人们在生活活动中产生的污水 。 （二）工业废水：在工业生产中所排放的废水。 1.生产废水： 是在使用过程中，受到轻度污染或仅水温增高的水。 2.生产污水： 是在使用过程中，受到较严重污染的水，需经处理后方可再 利用或排放。 （三）降水 指在地面上径流的雨水和冰雪融化水。l城市排水工程系统组成 排水管道(管网),污水处理系统(污水厂),出水口组成 。 排水管道(管网)：是收集和输送废水的设施，包括排水设备、检查井 、 管渠、泵站等。 污水处理系统(污水厂)：是改善水质和回收利用污水的工程设施。 包括城市及工业企业污水厂（站）中的各种处理物和除害设施。 出水口是使废水排入水体并与水体很好混

4、合的工程设施。 （一）生活污水排水系统任务是收集居住区和公共建筑的污水送至污水厂，经处理后排放或再利用 1）室内污水管道系统和设备 2）室外污水管道系统 3）污水泵站及压力管道 4）污水处理与利用构筑物 5）排入水体的出水口（二）工业废水排水系统 是将车间及其它排水对象所排出的不同性质的废水收集起 来 送至回收利用和处理构筑物或排放。 1）车间内部管道系统和设备 3）污水泵站及压力管 道2）厂区管道系统 4）废水处理站（三）雨水排水系统 雨水排水系统用来收集径流的雨水，并将其排入水体。 1）房屋的雨水管道系统和设备 4）排洪沟 2）街坊或厂区雨水管渠系统 5）出水口 3）街道雨水管渠系统图4-

5、1 组团污水管道系统布置图 1.出户管 2.组团污水管 3.检查井 4.控制井 5.连接管 6.小区污水检查井 7.小区污水管 8.城市污水支管图4-2 城市污水排水系统组成示意图 1.城市边界 2.排水流域分界线 3.污水支管 4.污水干管 5.污水主 干管 6.污水泵站 7.压力管 8.污水处理厂 9.出水口 10.事故出水口 11.工厂 I、II、III-排水流域二.城市排水工程系统的体制选择l城市排水工程系统的体制 （一）合流制排水系统：将生活污水，工业废水和雨水混合在同一管渠内排除 的系统。 1）直泄合流制 将混合污水不经过处理直接排入水体，出口多且分散。 2）截流式合流制 在沿河岸

6、边建造一条截流干管，同时在截流干管上设置溢 流井，并设置污水厂。图4-3 直排式合流制排水系统 图4-4截流式合流制排水系统 1.合流支管 2.合流干管 3.河流 1.合流干管 2.溢流井3.截流主干管4.污水厂 5.出水口 6. 溢流干管 7.河流（二）分流制排水 系统图4-6 不完全分流制排水系统 1污水干管 2. 污水主干管 3.污水厂 4.出水口 5.明渠或小河 6.河流图4-7半分流制（截流式）排水系统 1.污水干管 2.截流干管 3.污水厂 4.出水口 5.雨水干管 6.跳跃井 7.河流n直排式合流制n特点：投资省、污染大、无污水厂n适用：小污染、大水体、建设初期n截流式合流制n特

7、点：投资较省、污染不大、有污水厂n适用：干旱地区、旧城改建n完全分流制n特点：投资大、污染小、有污水厂n适用：新建地区n不完全分流制n特点：投资较省、污染小、有污水厂n适用：地形起伏且水系健全地区l排水体制选择 1.环境保护方面 2.工程投资方面 3.近远期关系方面 4.施工管理方面n城市建设初期，根据情况，采用直排 式合流制、截流式合流制、不完全分 流制，逐步向完全分流制过渡。n要因地制宜，一个城市有两种或两种 以上的排水体制是很正常的。三. 城市排水工程系统布置v城市排水工程系统的布置形式 （一）正交式布置 （二）截流式布置 （三）平行式布置 （四）分区式布置 （五）分散式布置 （六）环绕

8、式布置 （七）区域式布置正交式 1.城市边界 2.排水流域分界线 3.支管 4.干管 5.出水口截流式 6. 污水厂 7.灌溉田 8.河流 平行式分区式分散式 环绕式图4-9区域排水系统平面示意图 1.污水主干管 2.压力管道 3.排放管 4.泵站5.废除的城镇污水厂 6.区域污水厂n城市排水工程系统布置要素污水排放系统的形式污水处理厂及出水口位置污水的利用和处理方式工业废水和城市污水的关系污水主干管的位置泵站的数量位置雨水管渠布置排水管与竖向设计关系近远期规划与建设分期第三节 城市污水工程系统规划v城市污水量预测和计算 （一）总体规划阶段的污水量估算 （二）详细规划阶段的污水量计算 1.居民

9、生活污水量 2.公共建筑生活污水量 3.工业企业生活污水量的计算 4.工业废水量的计算 （三）城市污水设计总流量的计算v城市污水管网布置 （一）污水管网的布置形式 1.污水干管的布置形式:平行式,垂直式 2.污水支管的布置形式 （1）低边式 （2）围坊式 （3）穿坊式 （二）污水管网的布置原则 （三）城市污水管道敷设 （一）污水管道与其他管线，建筑物（构筑物）的间距 （二）污水管道的埋深与覆土厚度 最大埋深 最小覆土厚度:（1）防止管内污水冰冻（2）防止管道被地面荷载压坏（3）满足管道之间的衔接要求n城市污水管网的水力计算 （一）管渠的断面和选择 （二）污水管道中污水流动的特点重力流均匀流：

10、水流运动中过水断面的每一条流线上的流速大小，方向沿流程不变。 可采用水力学公式计算 （三）管道水力计算的基本公式 （四）污水管道水力计算的设计规定设计充满度（h/D） ：非满管（h/D1） 规范规定最大设计充满度 原因:n设计时应留出一部分管道断面,避免污水溢出地面污染环境,同时使渗入 的地下水顺利流泄。n以利通风，排除有害气体。n管道部分充满时，管道内水流速在一定条件下比满流时大一些。设计流速： 在设计流量，设计充满度相应的水流平均流速叫设计流速。 不宜过大或过小，应在之内。最小设计管径：为了养护管理方便，常规定最小设计管径最小设计坡度：保证管道不发生淤积的坡度。污水管道的埋设深度的确定 覆

11、土厚度：指管道外壁顶部到地面的距离。 埋设深度：指管道内壁底到地面的深度。 最小覆土厚度应满足：n必须防止管道内的污水冰冻和应土壤冰冻膨胀而损坏管道（在寒 冷地区）n必须防止管壁应地面荷载而受到破坏，管顶需一定的覆土厚度。n必须满足管道与管道之间的衔接要求 综合上述三种不同因素，取其最大值即为这一管道的埋设深 度或最小覆土厚度 最大允许埋深：管道埋深的最大值。该值根据技术经济指标及施工方 法 而定。一般在干燥的土壤中，最大不得超过8米，在地下水位较高或 土质 不好的地区最大不得超过5米。污水管道的衔接 应遵循两个原则：尽量提高下游管段的高程，以减小管道埋深，降低造价。避免上游管道中形成回水而造

12、成淤积。不允许下流管段的管底高于上游管段的管底 污水管道的衔接方法：管顶平接，水面平接，管底平接（四）污水管道水力计算的方法 水力计算的任务是计算各设计管段的管径、坡度、流速、 充满度和井底高程。 （1）设计管段的划分 （2）设计管段的设计流量计算每一管段可能包括以下流量： 本段流量：是从管段沿线街坊流来的污水量 转输流量：是从上游管段和旁侧管段流来的污水量 集中流量：是从工业企业或其他产生大量污水的建筑物流 来的污水量。n污水管水力计算步骤:布置管道平面图(定线)，绘制水力计算简图选择控制点从控制点至污水出口处进行管段编号，并将管 段填入表（10-7）1栏中。从管道平面图中量取各管段长度l填

13、入表（10-7 ）2栏中。将计算出各段的设计流量填入3 栏中。由管道布置图及规划图求得各设计管段起讫点 检查井处的地面高程并列入表第10，11栏中。确定起始管管径。采用最小管径250mm，坡度 与地面坡度一致。（地面坡度=地面高程差/距 离）当地面坡度很小时，可采用最小坡度，确 定，h/D是否符合要求（查非满管流计算图 表）确定其他管径D，v，h/D及i值。（方法同7步骤） 一般每增加一个计算管段管径增加12号或保持不变,然后 根 据Q(设计流量)确定其他参数。根据管段的设计坡度，计算管段两端的高差（降落量 ）；列入第9项。确定控制点的埋深，列入第12项。确定管段终端管底标高，列入第13项。根

14、据管道衔接方法依次确定其他管埋深，列入第14， 15，16项。第四节 城市雨水工程系统规划n雨水管渠系统的任务：及时地排除暴雨形成的地面径流，以保障城市，工厂和人民财产的安全。n地面径流：降落在地面上的雨水，只有一部分沿地面流入雨水管渠和 水体，这部分雨水称为地面径流。n雨水排除方式：明渠，地埋管道n雨水管渠系统的组成： 雨水口，雨水管渠，检查井，出水口等构成一整套工程设 施。n城市雨水管渠系统规划的主要内容： （1）确定或选用当地暴雨强度公式 （2）划分排水流域，进行雨水管渠的定线 （3）确定雨水泵房,雨水调节池,雨水排放口的位置 （4）根据当地气象和地理条件，决定设计流量计算 方法与有关设计参数 （5）进行雨水管渠的水力计算,确定管渠尺寸、坡度 ，标高及埋深 （6）绘制管道纵剖面图l 雨水管渠系统的布置原则充分利用地形，就近排入水体尽量避免设雨水泵站结合街区及道路规划布置雨水管渠结合城市竖向规划明渠的设置雨水出口的设置调蓄水体的布置雨水口的布置合理开辟水体l 雨水管渠的设计步骤n划分排水流域和管道定线n划分设计管段和沿线汇水面积n由各流域的具体条件确定设计管系的重现期、 径流系数、街坊集水时间等设计参数n确定管道的最小埋深，并由竖向规划读出设计 管段的地面标高，准备进行水力计算n有暴雨公式列表计算各管段内设计流量，定出 各设计管段的D, i, v,管底标高和管道埋深。