排水工程上重点总复习PPT课件

1、排水系统概论排水系统概论第1页/共96页本节重点本节重点 排水体制的概念排水体制的概念 排水体制的分类及各排水体制的特点排水体制的分类及各排水体制的特点第2页/共96页排水系统的体制及选择排水系统的体制及选择 对生活污水、工业废水和降水所采取的不同排除方式所形成的排水系统，称做排对生活污水、工业废水和降水所采取的不同排除方式所形成的排水系统，称做排水系统的体制（简称排水体制）。水系统的体制（简称排水体制）。 排水体制一般分为合流制和分流制两种类型。排水体制一般分为合流制和分流制两种类型。第3页/共96页合流制排水体制直排式合流制截流式合流制第4页/共96页分流制排水系统完全分流制雨水排水系统污

2、水排水系统雨水排水系统雨水排水系统未建或部分修建未建或部分修建污水排水系统污水排水系统 第5页/共96页污水管道系统设计污水管道系统设计第6页/共96页本节重点本节重点污水设计流量的计算污水设计流量的计算污水管段的设计流量的计算方法污水管段的设计流量的计算方法第7页/共96页污水设计流量的确定生活污水工业污水第8页/共96页生活污水设计流量 居住区生活污水设计流量 3600241ZKNnQ 第9页/共96页公共建筑生活污水设计流量常作为集中污水量单独计算常作为集中污水量单独计算Q1第10页/共96页工业企业生活污水及淋浴污水工业企业生活污水及淋浴污水设计流量设计流量13600604036005

3、 . 2350 . 325 36003600212122112221112CCTAAtDCDCTKBAKBAQ第11页/共96页工业废水设计流量TmMKQZ36003Q Q3 3：工业废水设计流量（：工业废水设计流量（L/sL/s）m m：生产工程中每单位产品的废水量（：生产工程中每单位产品的废水量（L/L/单位产品）单位产品）MM：产品的平均日产量：产品的平均日产量 K KZ Z：总变化系数：总变化系数T T：每日生产时数（：每日生产时数（h h）第12页/共96页地下水渗入量地下水位较高的地区，通常需考虑地地下水位较高的地区，通常需考虑地下水的渗入量。下水的渗入量。一般取污水量的一般取污水

4、量的10102020第13页/共96页城市污水设计总流量Q=Q1+Q1+Q2+Q3+Q4第14页/共96页污水管道的水力计算 计算目的：计算目的： 合理的、经济的选择管道的合理的、经济的选择管道的断面尺寸、坡度和埋深断面尺寸、坡度和埋深。第15页/共96页污水管道中污水的流动特点靠重力流动靠重力流动一般液体的流动规律一般液体的流动规律 按均匀流计按均匀流计 第16页/共96页水力计算的设计规定设计原则流量公式：Q = A v流速公式：IRCv曼宁公式：611RnC21321IRnv21321IRAnQ第17页/共96页 设计充满度：设计充满度： 在设计流量下，污水在管道中的水深和管道直径的比值

5、。在设计流量下，污水在管道中的水深和管道直径的比值。 第18页/共96页 设计流速：设计流速： 与设计流量、设计充满度相应的水流平均流速。与设计流量、设计充满度相应的水流平均流速。第19页/共96页 最小管径最小管径第20页/共96页 埋设深度埋设深度埋深：管道内壁底到地面的埋深：管道内壁底到地面的 距离。距离。覆土厚度：管道外壁顶部到覆土厚度：管道外壁顶部到 地面的距离。地面的距离。第21页/共96页 最小覆土厚度：最小覆土厚度：第22页/共96页污水管道水力计算的步骤在街坊平面图上布置污水管道，并对街坊编号，计算其面积。划分设计管段，计算设计流量从上游管段开始对主干管进行列表计算第23页/

6、共96页设计管段的设计流量Q设计=q1+ q2 + q3q1：本段流量q2: 转输流量q3: 集中流量第24页/共96页本段流量本管段服务区的全部污水量。本管段服务区的全部污水量。q q1 1=F=F q q0 0 K KZ ZF:F:设计管段服务的街坊面积（设计管段服务的街坊面积（ha)ha)q q0 0: :比流量比流量(L/s(L/s haha) )q q0 0=(n=(n p)/86400p)/86400K KZ Z: :生活污水量总变化系数生活污水量总变化系数第25页/共96页 转输流量：从上游管段或旁侧管段流来的污水量。转输流量：从上游管段或旁侧管段流来的污水量。 集中流量：从工业

7、企业或其它大型的公共建筑物流来的污水量。集中流量：从工业企业或其它大型的公共建筑物流来的污水量。第26页/共96页污水管道的衔接原则第27页/共96页第28页/共96页第29页/共96页控制点的确定v 定义 对管道系统的埋深起控制作用的地点v 位置 离出水口最远点 具有相当深度的工厂排出口 低洼地区的管道起点第30页/共96页城市污水回用工程v 定义定义 城市污水再利用系统：城市污水经处理后，达到回用要求的水质标准，而在一定范围内重复使用的供水系城市污水再利用系统：城市污水经处理后，达到回用要求的水质标准，而在一定范围内重复使用的供水系统。统。 再生水：污水经一级、二级处理及深度处理后供作回用

8、的水。再生水：污水经一级、二级处理及深度处理后供作回用的水。第31页/共96页v 用途工业用水生活杂用水景观河道用水农业灌溉用水地下水回灌用水第32页/共96页城市污水回用系统及其组成给水系统杂用系统中水设施地面水域雨水等城市给水市政排水管道第33页/共96页城市污水回用系统第34页/共96页排水工程投资估算排水工程投资估算 目的目的 以货币形式反映工程造价以货币形式反映工程造价 方法方法 排水工程投资估算综合技术经济指标法排水工程投资估算综合技术经济指标法 适用范围适用范围 规划、建设项目建议书、设计任务书、可行性研究报告。规划、建设项目建议书、设计任务书、可行性研究报告。 经济指标：直接费

9、、间接费及其它费用、利税经济指标：直接费、间接费及其它费用、利税第35页/共96页雨水管渠系统的设计雨水管渠系统的设计第36页/共96页本节重点本节重点 暴雨强度暴雨强度 雨水管渠设计流量的计算方法雨水管渠设计流量的计算方法第37页/共96页雨水管渠的主要设计内容收集基础资料收集基础资料确定当地的暴雨强度公式确定当地的暴雨强度公式确定设计参数确定设计参数划分排水流域划分排水流域雨水管渠的定线雨水管渠的定线计算设计流量和进行管渠的水力计算计算设计流量和进行管渠的水力计算绘制管渠的平面图及纵剖面图绘制管渠的平面图及纵剖面图第38页/共96页暴雨强度 指某一连续降雨时段内的平均降雨量，即单位时间的平

10、均降雨深度。指某一连续降雨时段内的平均降雨量，即单位时间的平均降雨深度。tHi 第39页/共96页iiq167601000100010000第40页/共96页暴雨强度公式暴雨强度公式nbtPcAq)()lg1 (1671第41页/共96页极限强度法原理极限强度法原理 承认降雨强度随降雨历时的增长而减小的规律性承认降雨强度随降雨历时的增长而减小的规律性 汇水面积的增长与降雨历时成正比汇水面积的增长与降雨历时成正比 汇水面积随降雨历时的增长较降雨强度随降雨历时增长而减小的速度更汇水面积随降雨历时的增长较降雨强度随降雨历时增长而减小的速度更快快 第42页/共96页 当当t0时，时，t增大，增大，F不

11、变，不变，q减小，减小，Q减小减小 第43页/共96页极限强度理论的内容当汇水面积上最远点的雨水达集流点时，当汇水面积上最远点的雨水达集流点时，全面积汇流，雨水管渠的流量最大。全面积汇流，雨水管渠的流量最大。当降雨历时等于当降雨历时等于汇水面积上最远点的雨水达集流点的集流时间时，雨水管道的汇水面积上最远点的雨水达集流点的集流时间时，雨水管道的雨量最大。雨量最大。第44页/共96页雨水管渠设计流量的确定雨水管渠设计流量的确定雨水管渠设计流量计算公式（极限强雨水管渠设计流量计算公式（极限强度法）：度法）： Q = Q = q q F F式中：式中：Q Q雨水设计流量雨水设计流量( L/s )( L

12、/s ) 径流系数，其数值小于径流系数，其数值小于1 1； F F汇水面积汇水面积(ha)(ha) q q设计暴雨强度设计暴雨强度( L/(s( L/(sha) )ha) ) 第45页/共96页假设条件假设条件 降雨在整个汇水面积上的分布是均匀的降雨在整个汇水面积上的分布是均匀的 降雨强度在选定的降雨时段内均匀不变降雨强度在选定的降雨时段内均匀不变 汇水面积随集流时间增长的速度为常数汇水面积随集流时间增长的速度为常数 第46页/共96页集水时间的确定t=t1+mt2 t1:地面集水时间 t2:管内雨水流行时间 m:m:折减系数 第47页/共96页 影响因素： 、地面铺砌、地面种植情况、道路纵坡

13、和宽度、暴雨强度等。 室外排水设计规范规定：一般采用t1=515min。 第48页/共96页管渠内雨水流行时间t2的确定 L L：各管段的长度：各管段的长度(m)(m)；v v：各管段满流时的水流速度：各管段满流时的水流速度(m/s)(m/s)；6060：单位换算系数，：单位换算系数，1min=60s 1min=60s vLt602第49页/共96页折减系数m值的确定 按极限强度法计算的重力流雨水管道存在空隙容量。按极限强度法计算的重力流雨水管道存在空隙容量。 折减系数折减系数m实际是苏林系数与管道调蓄利用系数两者的乘积。实际是苏林系数与管道调蓄利用系数两者的乘积。 室外排水设计规范室外排水设

14、计规范建议：暗管建议：暗管m=2.0，明渠，明渠m=1.2。在陡坡地区，暗管。在陡坡地区，暗管m=1.22.0。 第50页/共96页径流系数的确定降雨量径流量第51页/共96页v 平均径流系数平均径流系数FFiiav第52页/共96页设计重现期的确定 影响因素：影响因素： 汇水面积的地面建设性质、地形特点、汇水面积和气象特点等。汇水面积的地面建设性质、地形特点、汇水面积和气象特点等。 重现期一般选用重现期一般选用，对于重要地区，一般选用，对于重要地区，一般选用 在同一个排水系统中可采用同一个设计重现期或不同的设计重现期。在同一个排水系统中可采用同一个设计重现期或不同的设计重现期。 第53页/共

15、96页特殊情况雨水设计流量的计算 当汇水面积的轮廓形状很不规则，即汇水面积当汇水面积的轮廓形状很不规则，即汇水面积呈畸形增长时（包括几个相距较远的独立区域呈畸形增长时（包括几个相距较远的独立区域雨水的交汇）；汇水面积地形坡度变化较大或雨水的交汇）；汇水面积地形坡度变化较大或汇水面积各部分径流系数有显著差异时，就可汇水面积各部分径流系数有显著差异时，就可能发生管道的最大流量不是发生在全部面积参能发生管道的最大流量不是发生在全部面积参与径流时，而发生在部分面积参与汇流时。与径流时，而发生在部分面积参与汇流时。第54页/共96页 处理方法： 计算各种可能情况下的雨水设计流量，计算各种可能情况下的雨水

16、设计流量，取最大值取最大值第55页/共96页径流调节 设置调节池设置调节池 可供利用的调节池有：天然洼地、谷塘或池塘，以及人工修建的调节池。可供利用的调节池有：天然洼地、谷塘或池塘，以及人工修建的调节池。第56页/共96页第57页/共96页设计充满度设计充满度 管道设计充满度按满流考虑管道设计充满度按满流考虑 明渠超高明渠超高0.20m0.20m 街道边沟超高街道边沟超高0.03m0.03m雨水管渠水力计算的设计参数雨水管渠水力计算的设计参数 第58页/共96页第59页/共96页最小管径及最小设计坡度最小管径及最小设计坡度 雨水管道：雨水管道：DNDNminmin=300=300 i imin

17、min=0.003=0.003雨水口连接管：雨水口连接管：DNDNminmin=200=200 i iminmin=0.010=0.010最大埋深最大埋深 第60页/共96页管道衔接方式管道衔接方式管顶平接管顶平接第61页/共96页立体交叉道路排水尽量缩小汇水面积取用较高的排水设计标准雨水口的布设位置要便于拦截径流管道布置应于其它市政管道综合考虑适当加大管道断面设置排水及降低地下水位的措施第62页/共96页排洪沟的设计与计算排洪沟的设计与计算第63页/共96页设计防洪标准设计防洪标准 一般以洪峰流量计算的设计频率表示一般以洪峰流量计算的设计频率表示 根据城市、工厂的性质，规模大小、受淹后损失和

18、修复难易等因素综合考虑根据城市、工厂的性质，规模大小、受淹后损失和修复难易等因素综合考虑确定确定 一般设计重现期为一般设计重现期为1010100a100a第64页/共96页设计洪峰流量设计洪峰流量 洪水调查法：深入现场，勘察洪水位的痕迹，推出它发生的频率，选择和测量洪水调查法：深入现场，勘察洪水位的痕迹，推出它发生的频率，选择和测量河槽断面。河槽断面。FSQn278. 0nFKQ第65页/共96页排洪沟的水力计算 排洪能力计算21y1IRnv21y1IRAnQ第66页/共96页 矩形断面矩形断面 梯形断面梯形断面 BhBhA22212mhBmhBhA)(222111mmhB第67页/共96页

19、已知已知Q Q、i i 渠道断面渠道断面 已知已知Q Q或或v v、n n、渠道断面、渠道断面 i i 已知渠道断面、已知渠道断面、n n、i Q i Q 第68页/共96页合流制管渠系统的设计合流制管渠系统的设计第69页/共96页本节重点 合流制排水管渠的设计流量计算合流制排水管渠的设计流量计算 截流倍数的定义截流倍数的定义 旧合流制系统的改造途径旧合流制系统的改造途径第70页/共96页 第一个溢流井中上游管渠的设计流量第一个溢流井中上游管渠的设计流量 Q=QQ=Qs s+Q+Qi i+Q+Qr rQ Qs s ：生活污水设计流量：生活污水设计流量 Q Qi i ：工业废水设计流量：工业废水

20、设计流量Q Qr r：雨水设计流量：雨水设计流量合流制排水管渠的设计流量第71页/共96页risQQQQsQiQisfQQQ第72页/共96页溢流井下游管渠的设计流量溢流井下游管渠的设计流量 雨水设计流量雨水设计流量0rfrQQnQ第73页/共96页 溢流井下游管渠的设计流量00) 1(frfffrfQQQnQQQQnQ第74页/共96页合流制排水管渠的水力计算 水力计算内容 第75页/共96页 计算方法计算方法第76页/共96页设计参数的选择充充 满满 度度流流 速速管管 径径埋埋 深深第77页/共96页旧合流制改造途径旧合流制改造途径 改合流制为分流制比较彻底的改造方法 改直排式合流制为截

21、流式合流制 对溢流混合污水进行适当处理 修建全部处理的污水处理厂 第78页/共96页第79页/共96页常用管材 钢管或铸铁管钢管或铸铁管 混凝土管或钢筋混凝土管混凝土管或钢筋混凝土管 陶土管陶土管 砖砌沟渠砖砌沟渠 聚氯乙烯塑胶硬质管（聚氯乙烯塑胶硬质管（PVCPVC管）管） 其它管材其它管材 玻璃纤维筋混凝土管、丙烯晴管、丁二烯管、苯乙烯管、构架管、加筋热固性树脂管、玻璃纤维筋混凝土管、丙烯晴管、丁二烯管、苯乙烯管、构架管、加筋热固性树脂管、强化塑料管强化塑料管第80页/共96页排水管道的接口 水泥沙浆抹带接口水泥沙浆抹带接口 钢丝网水泥沙浆抹带接口钢丝网水泥沙浆抹带接口 石棉沥青卷材接口石棉沥青卷材接口 预制套管接口预制套管接口 橡胶圈接口橡胶圈接口 混凝土或铸铁内套环石棉水泥接口混凝土或铸铁内套环石棉水泥接口 沥青油毡、石棉水泥接口或麻辫（塑料圈）石棉水泥接口沥青油毡、石棉水泥接口或麻辫（塑料圈）石棉水泥接口 承插式铸铁管油麻石棉水泥接口承插式铸铁管油麻石棉水泥接口 第81页/共96页常用的管道基础砂土基础砂土基础 弧形素土基础、砂垫层基础弧形素土基础、砂垫层基础混凝土带形基础混凝土带形基础混凝土枕基混凝土枕基 第82页/共96页排水管渠系统上的构筑物排水管渠系统上的构筑物第83页/共96页雨水口雨水口雨水口的设置雨水口的设置第84页/共96页检查井检查井设置条件设置条