003第三章城市排水工程规划122.ppt

1、城市排水工程规划一、排水工程规划深度 (一)城市排水工程总体规划内容深度 1城市排水基础设施工程总体现划的主要内容 (1)确定排水制度； (2)划分排水区域，估算雨水、污水总量，制定不同地区污水排放标准； (3)进行排水管、渠系统规划布局，确定雨、污水主要泵站数量、位置，以及水闸 (4)确定污水处理厂数量、分布、规模、处理等级以及用地范围； (5)确定排水干管、渠的走向和出口位置： (6)提出污水综合利用措施。1 2城市排水工程总体现划图纸 (1)城市排水系统现状图。图中表示现状城市排水系统的布置和主 (2)城市排水系统规划因。图中表示规划期末城市排水设施的位置、渠的布置、走向、出口位置等。2

2、（二)城市排水工程分区规划内容深度 1城市排水基础设施工程分区规划的主要内容 (1)估其分区的雨、污水排放量； (2)按照确定的排水体制划分排水系统； （3）管径以及主要工程设施的位置等 2，城市排水基础设施工程分区规划图纸 (1)分区排水系统现状图。图中表示分区范围内现状排水系统位置；雨、污水管渠的平面位置、管径；泵站、水闸等排水设施的位置、规模。 (2)分区排水系统规划图。图中表示规划期末分区范围内的主要排水设施的位置、规模、用地范围；雨、污水干管、渠的平面位置、走向、控制管径和排水口位置。 3(三)城市排水工程详细规划内容深度 1城市排水基础设施工程详细规划的主要内容 (1)对污水排放量

3、和雨水量进行具体的统计计算； (2)对排水系统的布局、管线走向、管径进行计算复核，主要点标高； (3)对污水处理工艺提出初步方案； (4)尽量在可能条件下，提出基建投资估算。 2城市排水基础设施工程详细规划图纸 排水工程详细规划图。图中表示规划范围内各类排水设施的位置、规模、用地范围排水管渠走向、位置、管径、长度和主要控制点的标高，以及出水口位置等必要的附图。4二、城市排水工程规划的对象 城市排水上程的任务是把污水有组织地按一定的系统汇集起来并处理到符合排放标准后再排泄至水体，污水按其来源，可分为三类，即生活污水、工业废水和降水。排水系统就是解决这三种水的处理与排除。51生活污水 生活污水是指

4、人们日常生活活动巾所产生的污水。其来源为住宅、机关、学校、医院、公共场所及工厂生活间等的厕所、厨房、浴室、洗衣房等处排出的水。 6生活污水排水系统7生活污水排水系统8生活污水排水系统 室内用水设备室内管道街区管道支管干管主干管(事故出水口泵站压力管)污水处理厂出水口92工业废水 指工业生广过程中产生的废水，来自车间或矿场等地， 根据污染程度不同，又分为生产废水和生产污水。 (1)生产废水 指生产过程中水质只受到轻微污染或只是水温升高，不经处理可直接排放的工业废水，如一些机械设备的冷却水等。 (2)生产污水 指生产过程中水质受到较严重的污染，需经处理后方可排改的工业废水。其污染物质，有的主要是无

5、机物，如发电厂的水力冲灰水，有的主要是有机物，如食品工业废水；有的含无机物、有机物，并有毒性，如石油工业废水、化学工业废水、炼焦工业废水等。10工业废水排除系统11降水包括地面上径流的雨水和冰雪融化水，一般是较清洁的，但初期雨水却比较脏。雨水排除时间集中、量大。 以上4种水，均需及时处理与排放。如处置不当，将会妨碍环境卫土，污染水体影响工农业生产及人民生活，并对人民身体健康带来严重危害。3降水12雨水排除系统13三、排水系统的体制 对生活污水、工业废水和降水采取的排除方式，称为排水的体制。按排除方式可分为分流制和合流制两种类型。1、分流制分为完全分流制与不完全分流制。后者沿路面边沟排水。14分

6、流制 将生活污水，工业废水，降水分别在两个或两个以上的管渠系统收集和输送。分为： 完全分流制 完善的雨水和污水系统。不完全分流制 没有完善的雨水系统， 雨水利用地形排入水体半分流制（截流式分流制) 有完善的雨水和污水系统，而且把初期的雨水引入污水管道15完全分流制完善的雨和污水系统。 没有完善的雨水系统，雨水利用地形排入水体不完全分流制16半分流制17雨水跳跃井182、合流制分为直泄式、全处理式、截流式。（1）直泄式污染重，全处理式成本高，采用截流式较多。19直排式合流制混合的污水不经处理直接排入水体20(2)截流式合流制。这种体制是在衔道管渠中合流的生活污水、工业废水和雨水，起排向沿河的截流

7、干管，晴天时全部输送到污水处理厂；雨天时当雨量增大，雨水和生活污水、工业废水的混合水量超过一定数量时，其超出部分通过溢流井排入水体。这种体制目前采用较广。21截流式合流制 污水管道溢流井污水处理厂出水口 。出水口22选择比较23溢流井2425四、排水系统组成 1、城市污水排除系统1城市边界如何定?规划边界?262、城市雨水排除系统雨水一部分来自屋面，一部分来自地面。屋面上的雨水通过天沟和竖管流至地面,然后随地面雨水一起排除，地面上雨水通过雨水口流入街坊(或庭院)雨水道或街道上管渠。系统主要包括：27(1)房屋雨水管道系统相关设备，包括天沟、竖管及房屋周围雨水管沟；(2)街坊或厂区雨水管渠系统(

8、3)街道或厂外雨水管渠系统,包括雨水口、支管、干管等(4)排洪沟；(5)出水口(渠)。28 雨水一般就近排入水体，不需处理。地势平坦、区域较大的城市或河流水位高雨水自流排放有困难的情况，应设置雨水泵站。 合流制排水系统只有一种管渠系统，除具有雨水口外，其主要组成部分和污水排除系统相同。293、城市排水系统平面布置的内容及原则1、平面布置是确定城市排水系统各组成部分在平面上的位置。它是在估算出各种排水量、确定排水体制以及基本确定污水处理与利用的原则基础上进行的。 根据城市所采用的排水体制不同，平面布置的内容亦略有差别。对于合流制只需布置一套管渠系统；而分流制则要分别进行污水、雨水和工业废水排除系

9、统的布置。 污水排除系统布置要确定污水厂、出水口、泵站及主要管道的位置；当利用污水灌溉农田时，还需确定灌溉田的位置、范围、灌溉干渠的布置。30 2、雨水排除系统布置要确定雨水管渠、排洪沟和出水口的位置。工业废水排除系统布置要根据工业类别，按具体情况决定。一般厂内管渠系统由各工厂自行布置厂内排水，仅需确定厂内污水出流管的位置。各厂之间管渠系统及出水口位置由城市管网统一考虑。最后绘出城市排水系统总平面图。 3、平面布置对整个排水系统起决定性作用。平面布置中应遵循下列原则：31(1)符合城市总体规划的要求，并与其它单项工程密切配合，相互协调(2)满足环境保护方面的要求；(3)合理使用土地，不占或少占

10、农田；(4)充分发挥城市原有排水设施的作用；(5)远近期结合，安排好分期建设。（都昌县总规）324、城市排水系统平面布置的要点（1）分散或集中（2）污水处理厂及出水口布置（3）污水主干管的位置（4）泵站的数量与位置（5）雨水管渠布置（6）分期建设33五、污水管道的布置与埋设(一)污水管道的平面布置平行式平行式布置的特点是污水干管与地形等高线平行，主干管与地形等高线正交，这样，地形坡度较大的城市布置管道时，可以减少管道的埋深，改善管道的水力条件避免采用过多的跌水并。3435正交式布置形式适用于地形比较干坦，略向一边倾斜的城市或排水区域。污水干管与地形等高线正交，而主干管布置在城市较低的一边，与地

11、形等高线平行。3637低边式38围坊式39穿坊式40分散式大型城市，中央地区地势高向四周倾斜，建在几套独立的排水系统。41环绕式 中小型城市， 用主干管将各区的污水汇集，统一到一个污水厂处理。42区域性集中处理建设一个区域集中处理污水。43污水管道的埋深44为了防止车辆等动荷载损坏管道，管顶应有足够的覆土厚限度。管道的最小覆土厚度与管道的强度、地面荷载的大小和传递方式有关。现行室外排水设计规范规定，污水管道在车行道的最小覆土厚度不小于0.7m。45六、城市污水量计算：中华人民共和国国家标准 室外排水设计规范 Code for design of outdoorwastewaterenginee

12、ring GB 500142006 主编部门：上海市建设和交通委员会 批准部门：中华人民共和国建设部 施行日期： 2006 年 6 月 1 日 总规层次的污水量计算：463.1.2 居民生活污水定额和综合生活污水定额应根据当地采用的用水定额，结合建筑内部给排水设施水平和排水系统普及程度等因素确定。可按当地相关用水定额的8090采用。中华人民共和国国家标准 城市排水工程规划规范 Code of Urban Wastewater Engineering PlanningGB 50318-2000以南齿控规的给水量来折算!47主编部门：中华人民共和国建设部批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：20

13、01年6月1日48493.1.2 城市污水量宜根据城市综合用水量（平均日）乘以城市污水排放系数确定。3.1.3 城市综合生活污水量宜根据城市综合生活用水量（平均日）乘以城市综合生活污水排放系数确定。3.1.4 城市工业废水量宜根据城市工业用水量（平均日）乘以城市工业废水排放系数，或由城市污水量减去城市综合生活污水量确定。 3.1.5 污水排放系数应是在一定的计量时间（年）内的污水排放量与用水量（平均日）的比值。 按城市污水性质的不同可分为：城市污水排放系数、城市综合生活污水排放系数和城市工业废水排放系数。 503.1.6 当规划城市供水量、排水量统计分析资料缺乏时，城市分类污水排放系数可根据城

14、市居住、公共设施和分类工业用地的布局，结合以下因素，按表3.1.6的规定确定。51表 3.1.6 城市分类污水排放系数城市污水分类污水排放系数城市污水 0.700.80城市综合生活污水 0.800.90城市工业废水 0.700.90523.1.7 在城市总体规划阶段城市不同性质用地污水量可按照城市给水工程规划规范（GB 50282）中不同性质用地用水量乘以相应的分类污水排放系数确定。丰城近期规划中运用了综合用水量，但此值实际是最高日。珠海市城市污水量包括城市生活污水、工业废水，规划城市污水量按照需水量的85%计算，规划预测污水量近期61.2万吨/日，中期103.7万吨/日，远期182.8万吨/

15、日（不含港区工业废水）。都昌县给水：534、污水量计算 污水主要由城市生活污水和工业废水组成，污水量按给水量的80%计算，2020年都昌县城的污水量为9.6万吨/日。序号 项 目 2010年 2020年 五 推荐供水规模（万m3/d） 61254湾里区采用90%西山镇镇区污水量按镇区的总用水量的75%计，则污水量为6930吨/日。寺巷控规也没取平均日，再进行计算浙江观海卫镇也为最高日计算说明此处考虑最不利情况!详规层次的污水量计算：需要知道最高时流量，所以需要推倒55详规层面上的污水流量计算565758596061再次演示一下给水的面积比流量计算,见城规全集62636465管道水力计算Q=WV

16、666768简图如下:6970717273污水管道最大允许流速、最大设计充满度、最小设计坡度管径（mm）最大允许流速（m/s）最大设计充满度在设计充满度下最小设计流速(m/s)按照设计充满度下最小设计流速控制的最小坡度最小计算充满度最小计算充满度下不淤流速（m/s）按照最小计算充满度下不淤流速控制的最小坡度金属管非金属管坡度相应流速(m/s)坡度相应流速（m/s)1501050.60.70.0070.720.250.40.0050.40 2000.0050.740.0040.433000.00270.710.0020.40 4000.70.0020.770.00150.425000.750.0

17、0160.810.00120.436000.80.00130.820.30.50.0010.50 7000.00110.840.00090.528000.0010.880.00080.549000.00090.900.00070.5410000.00080.910.00060.5411000.00070.910.350.60.00060.6212000.80.90.00070.970.00060.6613000.00060.940.00050.6314000.00060.990.00050.6715001.0 0.00061.040.00050.70 15000.00060.00057475(

18、三)污水管道水力计算的步骤 污水管道水力计算的任务是根据城市污水管道的平面布置图,划分设计管段,确定管段的设计流量,计算选定各管段采用的管径坡度和管底高程.761划分设计管段与确定管段设汁流量 污水管道系统中各管段中的流量是不同的。从管道的上游到下游，其流量随排水面积和设计人口数的增加而增大。为简化计算工作，通常按管道系统中流量变化情况，分段计算。 污水管渠系统中，任意两检查井间的连续管段，若采用的设计流量不变，管道坡度也不变，则可选择相向的管径，这种可统一计算的连续管段称为设计省段。设计管段的划分应以支管接777879808182838485 在城市污水管道详细规划时，不仅要确定管道的平面位

19、置、管径等，还要考虑管道的高程布置。4 污水管道规划图的绘制 城市污水管道系统总规划图是排水系统总体规划图的重要组成部分，应根据城市总体规划图绘制。一般只画出污水主干管和干管，它们常用单线表示。在管线上应画出设计管段起迄点检查井的位置井编号，注明管道长度、管道断面尺寸及管道坡度。 污水管道纵剖面图，反映管道沿线高程位置，它应和管道平面布置图对应在纵剖面图上应画出地面高程线、管道高程线（常用双线表示管顶与管底）。画出设计管段起迄点处检查井及主要支管的接入位置与管径。在管道纵剖面图的下方应注明检查井的编号、管径、管段长度、管道坡度、地面高程和管底高程等。 污水管道纵剖面图常用的比例尺为：横向l /

20、 l 000- 1 / 500 ，纵向1 / 100 -l / 500污水管道纵剖面图如图2 一12 所示。865、关于控制点在一个排水区域内，对管道系统的埋设起到控制作用的点称为控制点。控制点一般是管道系统的最高点和离污水处理厂最远的点。规划中应尽量采取措施来减少控制点的埋深。见下图8788七、雨水管渠与排洪沟 雨水降落在地面上，一部分沿地面流入雨水沟道和水体，这部分雨水称为地面径流或径流量。全年雨水的大部分常在极短时间内降下，这种短时间内强度猛烈的暴雨，形成大量的地面径流，若不及时宣泄，将造成巨大的危害。 为防止暴雨径流的危害，保证城市居住区与工业企业不被洪水淹没，保障生产、生活和人民生命

21、财产安全，需要修建雨水排除系统，以便有组织地及时将暴雨径流排入水体。 雨水排除系统包括：雨水管渠、雨水口、检查井、连接管、排洪沟和出水口等主要部分 根据管渠构造的特点，雨水管渠可分为暗管（渠）或明沟。在城区内建筑密集、交通频繁或生产重要地区，宜采用暗管（渠）排水。采用暗管（渠）排水投资较大，但可避免明渠的缺点。89( 一 )雨水管渠的布置雨水管渠布置的主要任务，是要使雨水能顺 利地从建筑物、车间、工厂区或居住区内排泄出去，既不影响生产，又不影响入民生活，达到既合理又经济的要求。布置中应遵循下列一些原则。1 充分利用地形，就近排入水体。根据分散和直捷的原则，雨水管渠布置一般都采用正交式布置，保证

22、雨水管渠以最短路线、较小的管径把雨水就近排入水体2 避免设置雨水泵站3 结合道路系统规划布置雨水管渠 雨水干管 渠）应设在排水地区的低处。一般设在规划道路的慢车道下 ，最好设在人行道下，以便检修。较宽道路宜设两条管渠；较窄道路可设一条，应由技术经济比较决定。904，结合城市竖向规划与水体利用。及时排泄雨水。从排水角度来说高程规划最好是：房屋底层地面高于街区地面不少于150mm ，街区略高于四周街道。城市中的洼地或池塘可利用来储存一部分雨水，有时还可有计划地开挖一些他塘开辟水体，作为在暴雨强度很大、雨水管道来不及排泄时利用、使市区免于积水，并可使雨水管渠不必按过高重现期来设汁，节约管渠投资。在缺

23、水地区，有时还可把市区雨水引至郊区进行农田灌溉并作出相应的雨水管渠布置5 .要结合街区内部的规划来考虑雨水管渠的定线街区内部的地形、道路布置和建筑物的布段是确定街区内部雨水分配的主要考虑因素。街区内的雨水可沿街段内小巷两侧之明沟排除。道路上尽可能在较长的距离内用道旁明沟排水。916设置雨水口 为了便利行人穿越街道在道路交叉口，雨水不应漫过路面。因此，一般应在路口、道路边设置雨水口。路口设置雨水口的位置与道路路面的倾斜方向有关。图中箭头表示各条道路路面倾斜方向。雨水口间距为30-80米.92939495（二）雨水管渠设计流量的确定 1 雨水设计流量公式为了确定雨水管渠的断面尺寸，就必须求出管渠的

24、设计流量 ，而管渠的设汁流量与降雨强度、汇水面积、地面情况等因素有关。 为了计算流量,先观察一下雨水管渠是怎样排除雨水的。下图为由四个街区组成的雨水排除情况示意图。街区的地形是北高南低，道路是西高东低。管渠沿道路中心线敷设。道路的断面一般呈拱形，中间高，两边低。下雨时，降落在路面上的雨水和屋面上的雨水顺着地面坡度流到道路两侧的边沟，而道路边沟的坡度般是和道路的坡度一致的。当雨水沿着道路边沟流到道路交叉口时，再通过雨水口经检查井流入雨水管道。第 l 街区的雨水 包括路面的雨水）在 1 号检查并集中，流入管段 1 一 2 第2街区的雨水在2 号检查井集中，并同第 I 街区9697经管段 l 一 2

25、 流来的雨水汇合后流入管段 2 - 3 。第3街区的雨水在 3 号检查井集中，前面所有街区流来的雨水汇合后流入管段 3 - 4 。其他依此类推， 雨量大小是用雨量计来测定的。雨量以一定时间间隔内降落在不透水平面上的水层厚度 (mm）来计算，因此，雨量常用深度表示。在研究降雨量时，一般不以一场雨为研究对象，像对许多场雨进行研究，综合分析，才能掌握某地区的降雨特点和规律。例如，年平均降雨量是指对降雨作多年观测所得的各年降雨绝对量的平均值，观测的年数越多，所得的数值就越准确。像上海10年的平均年降雨量是1039mm ，也就是说平均每一年降落在上海市单位面积上的雨水累积起来的雨水深度是1039 mm。

26、又如重庆10 年的平均降雨虽是 l099mm，汉口是1203rnm . 北京是584 mm，兰州是332 mm。显然年降雨量低的气候比较干燥。因此，通过年平均降雨量可以反映该地区的气候特征。月平均降雨量是指多年观测所得的某一个月的降雨绝对量的平均值；年最大一日降雨量是指降雨观测期间一年中降雨量最大一日的降雨绝对量。例如上海日最大降雨量 204 . 4 mm，也就是说年最大日降雨量即204 . 4 mm 。98 在设计雨水管渠时需要知道的是单位时问流入设计管段的雨水量，而不是某一阵雨的总雨水量，所以在排水工程中，雨水量是以单位时间内降落的雨水深度做单位，称为降雨强度，符号用 i 表示。99100

27、知道设计降雨强度后就可以计算各个管段的设计流量。假如降落到地面上的雨水全部流进管段，流入 1 号检查井的设计雨水流址101102但是，降落到地面上的雨水，并不是全部流进雨水管渠，下小雨时地都湿不了，就不会有雨水流入管道。在一般情况下，有些雨水渗入泥土，有些雨水为地面的洼坑所截留，有些则蒸发掉，只有一部分雨水流入管道，这部分雨水流量称为径流量因此，用上面公式阅出的 Q 值偏大，需乘一个小于 1 的系数，。这个系数通常叫做径流系数，用符号必 表示。 因此，雨水设计流量公式为：1031042 降雨强度i值的确定规范规定：3.2.4 雨水管渠设计重现期，应根据汇水地区性质、地形特点和气候特征等因素确定

28、。同一排水系统可采用同一重现期或不同重现期。重现期一般采用0.53年，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般采用35年，并应与道路设计协调。特别重要地区和次要地区可酌情增减。 1051061073.2.5 雨水管渠的降雨历时，应按下列公式计算： tt1mt2 (3.2.5) 式中 t降雨历时(min)； t1地面集水时间(min)，视距离长短、地形坡度和地面铺 盖情况而定，一般采用515min； m折减系数，暗管折减系数m2，明渠折减系数m1.2，在陡坡地区，暗管折减系数m1.22； t2管渠内雨水流行时间(min)。 108109110111112计算规定113114平顶

29、相连等P82115116117118119 雨水管渠规划设计程序管道规划设计平面定位；确定井位，划分汇水面积；确定设计标准参数（设计降雨重现期P，地面汇流时间,设计径流系数）；确定控制点；选定某城市的暴雨强度公式进行水力计算并列出表，得出各沟断的设计流量，定出各设计沟段的管径，坡度，流速，沟底标高和沟道埋深。根据水力计算的结果，绘制雨水管道平面图，纵断面图。120121水力计算说明：表中第一项为需要计算的设计管段，从上游至下游依次写出。计算中假定管段的设计流量均从管段的起点进入，即各管段的起点为设计断面。因此，各管段的设计流量是按该管段起点，即上游管段终点的设计降雨历时（集水时间）进行计算的。

30、也就是说在计算各设计管段的暴雨强度时，用的值应按上游各管段的管内雨水流行时间之和求得。如管段12，故=0，将此值列入表中第4项。 122123124125 e.在求得设计流量后，即可进行水力计算，求管径、管道坡度和流速，再查水力计算图附录4-B时，Q、I、D几个水力因素可以相互适当调整，使计算结果既符合水力计算设计数据的规定，有经济合理。将确定的管径、坡度、流速各值列入表中第8、9、10项。第11项管道的输水能力Q是指在水力计算中管段在确定的管径、坡度、流速的条件下，实际通过的流量。该值等于或略大于设计流量Q。126f.根据设计管段的设计流速，求本管段的管内雨水流行时间t2。例如管段1-2的管

31、内雨水流行时间，将该值列入表格为第5项，此值便是下一个管段2-3的t2值。 127g.管段长度乘以管段坡度得到该管段起点与终点之间的高差，即降落量。如管段1-2的降落量i*L=0.0021*150=0.315m，列入表中12项。h.根据冰冻情况、雨水管道衔接要求及承受荷载的要求，确定管道起点的埋深或管底标高。本例起点埋深定为1.3m，将该值列入表中第17项。用起点地面标高减去该点管道深埋得到该点管底标高，即14.030-1.30=12.730m，列入表中第15项。用该值减去1、2两点的降落量得到终点2的管底标高，即12.730-0.315=12.415m，列入表中第16项。用2点的地面标高减去

32、该点的管底标高得到该点的埋设深度，即14.060-12.415=1.65m，列入表中第18项。雨水管道各设计管段在高程上采用管顶平接。128i.在划分各设计管段的汇水面积时，应尽可能使各设计管段的汇水面积均匀增加，否则会出现下游管段的设计流量小于上一段管段各设计流量的情况，如管段16-17的设计流量下游管段的设计暴雨强度，而总汇水面积只有很小增加的缘故。若出现了这种情况，应取上一段管段的设计流量作为下游管段的设计流量。129j.本例只进行了干管的水力计算，实际上在设计中，干管与支管是同时进行计算的。在支管与干管相接的检查井处，必然会出现两个t2值和两个管底标高值。再继续计算相交后的下一段管短时，应采用大的那一个t2值和小的那个管底标高值。k.绘制雨水干管平面图及纵剖面图。图4.4-1雨水管平面图。130131132133134135136137138139设计中常见问题：140布置要求（关键问题） 分散式：多个污水厂、管道较多，大城 市；集中式：一个污水厂，管道较长，中、小城市。关键问题之一 排除系统的形式141关键问题之二 污水处理厂及出水口的位置 污水处理厂一般靠近出水口，以减少排放渠道的长度。污水处理厂及出水口一般位于河流的下游，城市的下风向。分散式或处理厂位于上游的处理方法： A.灌溉农田； B.延长排放管道；