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1、第四章 城镇雨水管渠的设计,第一节 雨水径流量的计算,第二节 雨水径流量的调节及利用,第三节 雨水管渠的设计,第五节 城镇防洪,第四节 合流沟道系统,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,开篇语： 本系列是本人搜集很多图片归集而成，耗费大量时间精力的作品，谢谢大家的支持，欢迎转载，把知识传递给更多人。 此为方证市政培训系列1：看图识市政 以后我会继续推出系列2：跟方证背市政 系列3：方证讲案例，方证画书、考前冲刺等系列课程。让你充分拿分，轻松自信上阵，获取满意成绩！等系列课程。 敬请继续关注。 方证召开14年市政培训，方证qq：568244473 http:/ 免费课件网盘
2、：http:/ 雨水径流量的计算,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,雨量参数：,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,降雨强度：指在某一降雨历时内的平均降雨量。,深度h（mm）,雨量参数：,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,雨量参数：,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,推理公式：,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,雨水管渠设计流量的估算设计降雨强度的确定,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,雨水管渠设计流量的估算设计降雨历时的确定,黄石理工学院 （环境学院）
3、 水污染控制工程（上） 第四章,设计雨水管渠，确定设计降雨强度时，常选用重现期较短的当地降雨强度。 选用重现期，主要看： 管渠溢流； 地区集水将造成的危害； 施工费用。,雨水管渠设计流量的估算设计重现期的确定,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,雨水管渠设计流量的估算径流系数的确定,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,雨水管渠设计流量的估算降低设计流量的尝试,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,讨论,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,第二节 雨水径流量的调节及利用,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工
4、程（上） 第四章,有可能降低整个沟系的造价 由于雨水流量大，沟槽长，下游管渠的雨水流量尤其大，设置调节池，可使下游管渠的设计流量减小，降低下游沟系的造价，而且做调节池的造价要比沟管省，故有可能降低整个沟系的造价。 能使雨水管渠的设计有较大的灵活性 如今后在所在的汇水区域上大量造房，会使不透水面积增加，从而使径流量剧增，一般很少有可能再重新排管，此时若能设置一个调节池，将上游的流量引入调节池，洪峰过后再排入下游管道，则可使下游管渠仍能使用，从而解决该技术矛盾。 能改善合流制管系暴雨时的溢流水水质 由于合流制沟管在遇到暴雨时，会有大量溢流水产生，而溢流的水中含有相当的生活污水和工业废水，水质较差，
5、若能在截流式合流制的溢流井后面设置调节池，并对进入调节池的溢流污水进行处理后再将其排入水体，就能使最终排入水体的溢流水的水质得到改善。,雨水径流调节池的作用,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,调节池的位置选择很重要，调节池若设置在排水系统的开始或末端，可想而知是意义不大的，故最佳位置的选择需要慎重考虑。,调节池的最佳设计位置选择,尽可能利用当地的地形条件，如水库、池塘、河流等。 应专门建设。 一般位置：汇流点。,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,在有池塘、河床可以利用，或有洼池可以建池的情况下，往往可以调节径流量，以减小其下游的管渠口径。,调节池
6、构造,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,第三节 雨水管渠的设计,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,因雨水泵站投 资、用电量都 很大，尽量避 免设置雨水泵 站。,因明沟造价低， 考虑采用明沟。 在建筑物密度较 高、交通繁忙的 地区，可采用加 盖明沟。,利用地形， 就近排放 地面水体， 降低造价。,尽量利用池塘、 河浜受纳地面径 流，最大限度地 减少雨水管渠的 设置。,雨水管渠设计的原则,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,雨水管渠 系统的平 面布置,雨水管渠水力学设计的准则,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第
7、四章,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,雨水管渠水力学设计步骤,步骤1：划分流域与管渠定线，确定雨水流向,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,雨量重现期采用一年，相应降雨强度公式： 地面集水时间t用10min。 径流系数及加权平均的计算：,水力学计算示例,基本公式和数据：,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,步骤1：从管渠系统图中量得各沟段的长度L列入第2项,步骤2：根据排水面积的划分，将各沟段的沿线面积列入第3项,步骤3：各沟段的排水面积列入第4项,步骤4：从图中读出
8、数据列入第14、15项,步骤5：根据各沟段的假定流速，算出集流时间t，比流量q0， 设计流量qv，而后从水力学算图上选定管径D与坡度I，并确定相 应的流速v，当所确定的流速v与假定流速有出入时，再调假定 流速并进行重新计算，最终使假定流速与确定的流速两者一致,步骤6：计算各沟底高程，并填入表格,列表计算及步骤,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,为什么下游沟段3-2的设计流量(qv=607.2L/s)反而比上游沟段4-3的设计流量(qv=627.2L/s)小?,窨井5处计算集水点t2的集水时间时有3个值,为什么选择最大的?,计算沟段5-4的上端的沟底高程时可得3个数值,
9、为什么要采用最小的?,Questions,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,雨水管渠平面图的绘制,施工图设计阶段,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,第四节 合流管渠系统,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,合流管渠系统的适用条件与布置特点,合流沟 道系统,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,截流式合流管渠与分流制系统相比的优缺点,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,截
10、流式合流沟系的布置原则,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,合流污水水质与截流倍数,合流制污 水的水质 特点,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,晴天污水的浓度，最大值大多在平均值的23倍内，雨污混合水浓度变化很大，最大值可超过平均值的10倍以上，这是因管渠晴天时的淤积在雨天时被冲刷所致。 一般雨天时的加权平均BOD5值约为晴天时的70，很少会超过晴天时的浓度；雨天时的加权平均OC值约为晴天时的80，但因地区不同，也有可能会超过晴天浓度的；对于SS，雨天时的加权平均浓度约为晴天时的2倍，低于晴天浓度的现象极为少见。 当截流雨水量增大，溢流污染物将急剧
11、减少，当截流雨水量到达23mm/h时，溢流污染物将显著减少；当截流雨水量超过23mm/h时，溢流污染物的减少就不明显。 研究认为采用截流雨水量2mm/h比较适当，按全国最大小时污水平均量1mm/h计，则截流雨水量为最大小时污水量的2倍，截流管按3倍最大小时污水量设计。,流出负荷量与溢流负荷量,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,我国近年来有部分管渠系统改造成截流式合流管渠系统，但 改造后的截流式合流管渠并不理想，污染仍极严重，只是污染程 度有所减轻而已，原因如下：,我国合流管渠系统的工作情况与改造问题,规范规定截流雨水量倍数n0一般用15，实际上为节省投资，一般用0.51
12、.0，截流倍数过小，致使大量污染物泄入水体，远远超过水体的自净能力。 城市污水厂处理能力不足。目前城市污水厂按晴天污水量设计，甚至在晴天污水量下也已经超负荷运行，因雨天处理能力依旧，迫使大量雨污混合水不经处理直接流出。 目前大量工业废水并没有达到进入城市排水管渠的水质要求，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管渠。 我国北方河流的流量较小，流量的季节性变化很大。,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,将合流沟系改造成分流制一般需具备三个技术条件,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,直接排放型的合流管渠改造为截流式合流管渠， 需规划设
13、计的几个方面：,截流倍数的选用要适当提高，我国规范建议的截流倍数15较低，所用n0值宜根据不同地区的水体稀释能力和自净能力作不同程度的提高。 合流沟系污水处理厂的设计，应对截流污水作适当处理，处理能力应与截流量相适应。 溢流井的位置、构造要得当，发挥其应有的作用。 溢流口附近可设置雨污混合水调节池，以截取初雨径流，改善溢流污水水质，在晴天时把调节池中混合污水送至处理厂处理。 截流干沟的布置应与市内河道的整治和城市防洪排涝规划相结合。,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,截流式合流管渠的水力学计算,合 流 沟 道 的 设 计 标 准,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工
14、程（上） 第四章,qv = ( n0 + 1) qvh + qvh + qvy,qv qvs qvg qvy qvhqvy,第一个溢流井上游管渠的设计流量qv：,溢流井下游管渠的设计流量qv：,截流式合流管渠的设计流量,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设计雨水径流量，L / s; qvhqvhqvs +qvg，旱流污水量，L / s。,式中:qvh溢流井以后的污水设计流量，L / s； qvy溢流井以后汇水面积的设计雨水径流量,L/s; n0截流倍数。,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,溢流井水力学设计,截留
15、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（截流沟段采用沟顶平接）。,黄石理工学院 （环境学院） 水污染控制工程（上） 第四章,确定堰口高程：,以堰口高程的确定和堰口长度的 核算为目的的溢流井水力学设计,溢流井下游管渠的设计流量qv：,堰口与上游合流干沟（D一般大于1m）垂直时，堰口长度L = D。 估计与设计流量相应的堰口水头H，若H过大，适当增加堰口长度，改变 溢流井平面布置。 堰口流量的公式： 式中：v2/2g为堰口附近流速水头,可采用上游合流干沟的设计流速水头； C值和H值最好用实测确定；C可采用1.86。,上游合流干沟设计流量qv1等于径流设计流量qv与污水设计流量qvw之和： qv1 = qv + qvw 下游截流干沟设计流量qv2 = n0 qvw或(n0 + 1)qvw，n0称稀释倍数，决定于 环境质量要求和经济条件。 计算在截流干沟满流时，上游合流干沟中的充满度 h / D。 溢流井堰口高程=上游合流干沟沟底高程 + h。,例：某镇合流沟系人口密度为400人/hm2， 污水量标准150L/(d人)
