市规-排水-第3章-1

1、第三章 城市排水工程规划3-5 城市雨水工程系统规划一、城市雨水管渠系统的布置1、城市雨水管渠系统规划内容规划内容 地面径流-沿地面流动进入水体或滞留于地表的雨水 全年雨水的大部分常在极短时间内降下，形成强度猛烈的暴雨，若不及时渲泄将造成巨大的危害。 规划任务：及时地排除暴雨形成的地面径流。建立一定雨水贮流系统，一方面可以避免城市水淹之害，另一方面可利用雨水作为城市水源、环境用水。第三章 城市排水工程规划 城市雨水管渠系统组成系统组成：由雨水口、雨水管渠、检查井、出水口等构筑物。 系统规划的主要内容：确定或选用当地暴雨强度公式；确定排水流域与排水方式，进行雨水管渠的定线；确定雨水泵房、雨水调节

2、池、雨水排放口的位置；决定设计流量计算方法与有关参数；进行雨水管渠的水力计算，确定管渠尺寸、坡度、标高、埋深等。第三章 城市排水工程规划2、雨水管渠系统的布置要求布置要求 雨水管渠布置的主要任务，是使雨水能顺利地从建筑物、车间、工厂、居住区排除出去，既不影响生产也不影响生活，达到合理经济的要求。 布置中应遵循原则：（1）充分利用地形， 就近排入水体 根据分散、便捷原则，雨水管渠布置一般采用正交式，保证雨水管渠以最短路线、较小管径把雨水就近排入水体（2）避免设置雨水泵站 由于暴雨形成的径流量大，泵站投资大且一年中运转时间较短，利用率低。故尽可能利用地形，使雨水靠重力排入水体。 在地形平坦、区域较

3、大，须设雨水泵站情况时，应尽量使经过泵站排除的雨水量减少到最小限度，以降低泵站的造价。第三章 城市排水工程规划（3）结合道路系统规划布置雨水管渠 雨水管渠沿道路铺设（道路纵坡控制在0.3% 6%)，但干管不宜设在交通量大的干道下，以免积水时影响交通。雨水干管应设在排水区的低处道路下。最好位于在人行道下或慢车道下，以使检修。（4）结合城市竖向规划 城市竖向规划主要任务之一，就是研究在规划城市各部分高度时，如何合理利用自然地形，使整个流域内地面径流在最短时间内，沿最短距离流到街道，并沿街道边沟排入最近的雨水管或天然水体。第三章 城市排水工程规划第三章 城市排水工程规划3-5 城市雨水工程系统规划（

4、5）合理开辟水体 应利用城市中的洼地、池塘，以便储存因暴雨量大时雨水管排除不了的径流量，避免地面积水。故雨水管渠可不按过高重现期设计，减小管渠断面，节约投资。同时，所开辟的水化可供游览、娱乐、或农田灌溉。（6）雨水口的设置 街道两侧设雨水口：是为了使街道边沟的雨水通畅地排入雨水管渠，不致漫过路面。根据街道纵坡、路面积水情况、雨水口的进水量，雨水口的间距一般为30m80m。街道交叉口处设雨水口：位置与路面的倾斜方向有关位于山坡上或山脚下的城市，应在山坡及山脚设置截洪沟，以拦集坡上径流，保护市区。第三章 城市排水工程规划第三章 城市排水工程规划二、雨水管渠水力计算二、雨水管渠水力计算1、设计参数的

5、选择（1）暴雨强度公式 对降雨资料进行统计为分析，找到表示暴雨特征的降雨历时、降雨强度、重现期之间的关系，作雨水管渠设计的依据。 降雨历时：是指连续降雨的时段，可以指一场雨全部降雨的时间，也可以指其中个别的连续时段。用t表示，单位为min或h。 降雨量：指降雨的绝对量，用降雨深度h（mm）表示。第三章 城市排水工程规划 降雨强度：是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，用 表示 也可用单位时间内单位面积上的降雨体积 表示。-降雨强度（mm/min）-降雨历时，即连续降雨的时间（min）-相应于降雨历时的降雨量（mm）第三章 城市排水工程规划 在设计雨水管渠时，假定降雨在汇

6、水面积上均匀分布，并选择最大降雨强度作为设计依据，根据当地多年（10年)雨量记录，推算暴雨强度。暴雨公式一般采用公式：第三章 城市排水工程规划（2）重现期 暴雨强度的频率是指大于或等于该暴雨强度发生的机会N（%） 重现期指大于或等于该暴雨强度发生一次的平均时间间隔p（年）。一般地区重现期为13年，重要地区为35年。降雨重现期（年）取值见下表地形地形设计降雨重现期设计降雨重现期地形分级地面坡度一般居住区一般道路中心、使馆、工厂、仓库、干道、广场特殊重要地区有两向地面排水出路的平缓地形 0.011 22 33 5第三章 城市排水工程规划（3）集水时间 通常取汇水面积最远点雨水流到设计断面时的集水时

7、间作为设计降雨历时。 对某一设计断面，集水时间 由两部分组成：第三章 城市排水工程规划(4)径流系数 流入雨水管道的径流量与降雨量之比，称为径流系数 不同种类地面组成的排水面积的径流系数 ，用加权平均法计算：第三章 城市排水工程规划单一覆盖径流系数单一覆盖径流系数覆盖种类径流系数覆盖种类径流系数各种屋面、混凝土、沥青路面0.90干砌砖石、碎石路面0.40大块石铺砌路面、沥青表面处理的碎石路面0.60非铺砌土路面0.30级配碎石路面0.45绿草和草地0.15第三章 城市排水工程规划城市综合径流系数城市综合径流系数序号不透水覆盖面积情况综合径流系数1建筑稠密的中心区（70%）0.60 0.852建

8、筑较密的居住区（50 70%）0.50 0.703建筑较稀的居住区（30 50%）0.40 0.604建筑很稀的居住区（ 30%）0.30 0.505公园、绿地0.20 0.45第三章 城市排水工程规划(5)雨水管渠的设计流量公式二、雨水管渠水力计算二、雨水管渠水力计算（1）水力计算的设计规定 雨水管道一般采用圆形断面；为避免淤积、冲刷等情况，作出下列规定： 设计充满度为1，按满流计算。明渠超高（达到最大水位以后，还得有一部分水未浸没的高度，那就是“超高”）应大于或等于0.2m最小设计流速不小于0.75m/s，最大允许流速同污水管道最小管径和最小设计坡度 雨水支干管最小管径300mm，最小设计

9、坡度0.002；雨水口连接管最小管径200mm，最小设计坡度0.01。梯形明渠底宽最小为0.3m第三章 城市排水工程规划覆土与埋深：车行道下，最小覆土一般不小于0.7m；冰冻深度小于0.6m地区，可采用无覆土的地面式暗沟；最大埋深与污水管道相同；明渠应避免穿过高地。管道在检查井内连接，一般采用管顶平接。 工程设计中，管材n为已知，混凝土、钢筋混凝土雨水管道 n一般取0.013。 Q、v、 i、D 的关系可查满流圆形管道水力计算图。第三章 城市排水工程规划 （2）雨水管渠设计步骤u根据城市规划和排水区地形，在规划图上布置管渠系统，划分干管汇水面积，确定水流方向，并绘制水力计算简图u确定各段管渠汇

10、水面积与水流方向。将计算面积、各段长度填写在计算简图。u依据地形等高线，标出设计管段起讫点的地面标高，准备进行水力计算u按排水区域内的地面性质，确定各类地面径流系数，按加权平均法求得整个排水区的平均径流量第三章 城市排水工程规划u根据街坊面积大小、地面种类、坡度、覆盖情况、雨水管渠完善情况，确定起点地面集水时间u根据区域性质、汇水面积、地形、管渠溢流后的损失大小，确定设计重现期u根据降雨强度公式，绘制单位径流量与设计降雨历时关系曲线u列表进行水力计算，确定管渠断面尺寸，纵向坡度、管渠底标高等，并绘制纵剖面图-参照污水管渠进行。第三章 城市排水工程规划3-6 城市合流制排水规划一、合流制排水系统

11、的布置1、合流制管渠系统特点 合流制管渠系统指同一管渠内排除生活污水、工业废水、雨水的排水系统，常用的是截流式的合流制系统。 它消除了晴天时城市污水的污染、雨天时较脏初期雨水对水体的污染，在一定程度上保护了环境。但是，在暴雨天，会有部分混合污水溢入水体，造成周期性污染。且水质水量变化大，给污水处理厂的运营管理带来困难。 合流制排水系统的造价比分流制低，在旧城区被采用。第三章 城市排水工程规划2、合流制排水系统布置（1）管渠的布置应使服务面积上的生活污水、工业废水、雨水能合理地排入管渠，并以最短距离坡向水体；（2）在合流制管渠系统的上游排水区域内，如有雨水可沿地面的街道边沟排除，则可只设污水管道

12、。只有当雨水不宜沿地面排出时，才设合流管渠（3）截流干管沿岸边布置，其高程应使连接的干、支管中的水顺利流入，并使其高程在最大月平均高水位以上。在旧排水系统改造中，如原有管渠出口高程较低、截流干管高程达不到上述要求时，只有降低高程，设防潮闸门、排涝泵站。第三章 城市排水工程规划（4）暴雨时，超过一定数量的混合污水应能顺利通过溢流井排入水体，并尽量减少截流干管的断面尺寸、缩短排放管道的长度。（5）溢流井的数目不宜过多，位置选择应适当，以免增加溢流井和排放管道的造价，减少对水体的污染。溢流井尽可能位于水体下游，并靠近水体。第三章 城市排水工程规划二、截流式合流制排水管渠的水力计算1、设计流量的确定

13、（1）第一个溢流井上游管渠的设计流量 第三章 城市排水工程规划（2）溢流井下游管渠的设计流量 对旱流污水量计算同上，对未溢流的设计雨水量则按上游旱流污水量的倍数（n0）计算；此外，还需要计入溢流井后的旱流污水量 和溢流井以后汇水面积的雨水流量 第三章 城市排水工程规划2、设计数据的规定（1）设计充满度，流量按满流计算（2）设计最小流速 满流时，取 旱流时，取（3）设计重现期 合流管渠的雨水设计重现期比同一情况下雨水管渠的设计重现期适当提高(4)截流倍数 我国一般采用15，较多取3。随环保要求提高 ，截流倍数有增大的趋势。第三章 城市排水工程规划不同排放条件下的截流倍数不同排放条件下的截流倍数排

14、放条件在居住区内排入大河流1 2在居住区内排入小河流3 5在区域泵站前及排入总管的端部，根据居住区内水体的不同特性0.5 2在处理构筑物前根据不同的处理方法与不同构筑物的组成0.5 1工厂区1 3第三章 城市排水工程规划3、旧合流制排水管渠系统的改造（1）改合流制为分流制 将旧合流制管渠局部改建后作为单纯排除雨水的管渠系统，另新建污水管渠系统。 适用于城市半新建区、成片彻底改造旧区、建筑物不密集的工业区、其他地形起伏有利改造地区。 将合流制改为分流制需要具备以下条件： 住房内部有完善的卫生设备，便于生活污水与雨水分流； 工厂内部清浊分流，将符合要求的生产污水直接排入管道系统，将清洁的工业废水排

15、入雨水管渠系统，或将其循环使用； 街道横断面有足够位置，允许设置由于改建成分流制而需增建的污水或地雨水管道，且在施工中不对城市的交通造成很大影响。 旧排水管渠系统输水能力基本上已不能满足需要，或管渠损坏渗漏已十分严重，需要彻底改建而设置新管渠；第三章 城市排水工程规划第三章 城市排水工程规划（2）保留分流制，改造为截流式合流制管渠 将合流制改为分流制可完全控制混合污水对水体的污染， 但投资巨大、施工困难，较难短时间内做到。目前改造多采用保留合流制，修建截流干管，即改造成截流式合流制排水系统，第三章 城市排水工程规划 但它并没有杜绝对水体的污染，可采取以下措施补救：但它并没有杜绝对水体的污染，可

16、采取以下措施补救： 建混合污水贮水池或利用天然河道、洼塘，把溢流的混合污水调蓄起来，先进行沉淀，再送往污水处理厂； 适当提高截流倍数，增加截流干管、扩大污水处理厂容量； 在溢流出水口设置简单处理设施，如筛滤、沉淀； 使降雨水尽量多地分散贮留，尽可能向地下渗透，减少溢流混合污水量。可运用公园、广场、停车场地下贮留雨水，依靠渗井、地下盲沟、渗水性路面渗透雨水，削减洪峰。第三章 城市排水工程规划3-7 3-7 城市污水处理厂及污水厂城市污水处理厂及污水厂 城市污水中含有大量的有毒、有害物质，如任其排放，会恶化环境、污染水体，不仅严重危害人民的生活和健康，也影响工农业生产。因此，必须对污水在排放前进行

17、处理。 一、城市污水性质、排放标准 1、污水污染指标 它指水在使用过程中被污染的程度，又称水质指标。一些主要指标如下： （1）有毒物质 指城市污水中含有各种毒物的成分和数量（mg/L），如汞、镉、砷、酚、氰化物等，同时也是有用的工业原料。第三章 城市排水工程规划（2）有机物质 污水中含有大量的有机物，进入水体后使水中溶解氧降低，甚至完全缺氧。缺氧条件下有机物进行厌氧分解，溢出有毒有害物质，并发出恶臭，使水色变黑，严重污染环境，并使鱼类无法生存。一般采用生化需氧量（BOD）、化学需氧量（COD）两个指标来间接表示污水中有机物的浓度（mg/L）。 BOD：一般规定一个时间周期，在这段时间内，在一定

18、温度下用水样培养微生物，并测定水中溶解氧消耗情况，一般采用五天时间，称为五日生化需氧量，记做BOD5。数值越大证明水中含有的有机物越多，污染也越严重。 COD:在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂量。化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。 第三章 城市排水工程规划(3)固体物质 指污水中呈固体状态的物质。包括悬浮物质、溶解物质。在水中呈悬浮或飘浮状态非溶解物质称为悬浮固体，颗粒直径约在10-4mm以上，肉眼可见，是由粘土、原生动物、藻类、细菌、病毒、以及高分子有机物等组成，造成浊度、色度、气味的主要来源。（4）PH值 它指污水呈酸性碱性的标志，生活污水一般呈弱碱

19、性，而工业废水则多呈强酸强碱，危害鱼类、农作物，腐蚀管道。（5）色、臭、热 污水呈颜色、气味，影响水体的物理状况，降低其使用价值。高温的工业废水会引起热污染，破坏鱼类生活环境。 第三章 城市排水工程规划2、污染标准 污水在排入水体前，须经处理以减少或消除对水体的污染。故制定一系列标准，作为向水体排放污水时确定处理程度的依据。它既要保障天然水的功能有，又要使天然水体的自净能力得以充分利用，以降低污水处理费用。 处理后的废水排入地面水系，水质应满足地面水环境质量标准（GB 3838-88）和污水综合排放标准GB 8978-96。处理后的废水若用于农田灌溉，水质应达到污水灌溉农田水质标准（GB 50

20、54-82）；若排入海洋，则要满足海洋水质标准（GB 3097-82）。第三章 城市排水工程规划二、城市污水处理与利用的基本方法 污水处理的内容通常包括：固液分离，有机物和无机物的氧化， 酸碱中和，去除有害物质，回收有用物质等。 污水处理方法：物理法、化学法、生物法。其中生活污水常采用物理法与生物法，工业废水处理常采用化学法 城市污水处理程度:分为一级、二级、三级处理。 一级处理：去除污水中呈悬浮状态的固体污染物，常用物理处理法 二级处理：大幅度去除污水中胶体、有机性污染物，常用生物处理法； 三级处理：进一步去除二级处理未能去除的某些污染物，如进一步去除N、P易引起富营养化的物质。第三章 城市排水工程规划三、城市污水厂的用地要求1、污水处理厂所需面积 城市污水处