城市道路排水设计排水管理污水处理54

排水工程的内容：一是雨污水的收集、输送部分——排水管网二是污水的处理、利用部分——污水处理本课内容第十一章城市道路排水设计第一节概述一、城市排水系统的制度（一）合流制将污水和雨水用同一管道排除称为合流制排水系统。（二）分流制将雨水和污水分别设置管道系统排除，称为分流制排水系统。（一）合流制（一）合流制（一）合流制特点优点街道下只设一条排水管道，管网建设比较经济。缺点污水汇集后流入处理厂，处理厂规模大，投资多，建设困难；不降雨，排水管水量小；如直接排入水体不卫生。实际很少采用合流制排水系统。分别设置污水和雨水管道系统（二）分流制优点完全分流制卫生情况好，并可分期建设，减少一次投资。实际采用较多。缺点管道数多，投资比合流制大。雨水直接排入河道，初降的雨水较脏，有可能污染河道。（二）完全分流制特点只设污水管道系统，不设雨水暗管，雨水沿地面边沟和明渠泄入天然水体（二）分流制特点比较经济，需具有有利地形才能采用。在新建城区初期采用不完全分流制系统，先解决污水排除问题。随着城市发展，道路逐渐完善，雨水管也建设起来，改为完全分流制，这样分期建设排水系统，有利城市发展。（二）半分流制特点合流制和分流制的比较：环保方面：合流制对环境污染大，雨天时部分污水溢流入水体，造成污染。

造价方面：合流制比分流制可省投资20%~40%，但合流制泵站和污水处理厂投资要高于分流制，总造价看，完全分流制高于合流制。而采用不完全分流制，初期投资少、见效快，在新建地区适于采用。

维护管理：晴天时合流制管道内易于沉淀，在雨天时沉淀物易被雨水冲走，减小了合流制管道的维护管理费。但是合流制污水厂运行管理复杂。二、、城城市市道道路路雨雨水水排排除除系系统统的的类类型型明式式系系统统公路路和和一一般般乡乡镇镇道道路路采采用用明明沟沟排排水水，，在在街街坊坊出出入入口口、、人人行行横横道道处处增增设设一一些些盖盖板板、、涵涵管管等等构构造造物物。。二、、城城市市道道路路雨雨水水排排除除系系统统的的类类型型暗式式系系统统包括括街街沟沟、、雨雨水水口口、、连连管管、、干干管管、、检检查查井井、、出出水水口口等等部部分分进水水孔孔街沟沟雨水水口口连管管检查查井井雨水水干干管管二、、城城市市道道路路雨雨水水排排除除系系统统的的类类型型（三）混混合式系系统明沟和暗管相结合的的一种形形式。城市中排排除雨水水可用暗暗管，也也可用明明沟。第二节雨雨水水管道及及其构造造物沿道道路布置置一、雨水水管的布布置1.平面布置置：城市道路路雨水管管线应平行于道道路中心心线或规划红线线。干管设设置在街街道中间间或一侧侧，并设设在快车道外外，当道路路红线宽宽大于60m时，可沿沿街道两两侧作双双线布置置。2.雨水管与与其它管管线交叉叉：发生平交交时其它它管线一一般可用用倒虹管管的办法法，分离离相交管管线。城市地下下管道管道纵坡坡尽可能能与街道纵坡坡一致。水管的最最小纵坡坡不得太太小，一一般不小小于0.3%。为防止止或减少少沉淀，，雨水管管设计流流速常采用自清清流速，一般为为0.75米／秒。。为了满足足管中雨雨水流速速不超过过管壁受力力安全的要要求，对对雨水管管的最大大纵坡也也要加以以控制，，通常道道路纵坡坡大于4%时，需分分段设置置跌水井井。3.管道纵坡坡：4.管道的埋埋设深度度最大允许许埋深：：一般在干干燥土壤壤中，管管道最大大埋深不不超过7～8m，地下水水位较高高，可能能产生流流沙的地地区不超超过4～5m。最小埋深深：等于管直直径与管管道上面面的最小小覆土深深度之和和。在车行道道下，管管顶最小小覆土深深度一般般不小于0.7m。在管道保保证不受受外部荷荷载损坏坏时，最最小覆土土深度可可适当减减小。冰冻地区区，要依靠靠防冻要要求来确确定覆土土深度。。（一）雨雨水口雨水口是在雨水水管道或或合流管管道上收收集雨水水的构筑筑物。雨水口一一般设在在街区内内、广场场上、街街道交叉叉口和街街道边沟沟的一定定距离处处。1．雨水口口的布设设形式1）单幅式式：布置两排排雨水口口。二、雨水水口和检检查井的的位置2）双幅式式：布置两排排或四排排雨水口口3）三幅式式：布置四排排至六排排雨水口口雨水口的的构造包包括进水蓖、井身和连接管三部分。。2.雨水口的的构造形形式及适适用地点点雨水口的的构造形形式：：1）平式雨雨水口缘石平蓖蓖式雨水水口：适用于于有路缘缘石的道道路，主主要排除除路面水水；地面平蓖蓖式：适用于于无路缘缘石的路路面、广广场及地地面低洼洼聚水处处等。雨水口的的构造形形式：：2）立式雨雨水口：：有立孔式式和立蓖蓖式两种种。适用用于有路路缘石的的道路，，其中立立孔式适适用于蓖蓖隙容易易被杂物物堵塞的的地方。。3）联合式式雨水口口：在水平和和垂直方方向上均均有雨水水蓖子。。宜用于于径流集集中且有有杂物堵堵塞处。。雨水口布布设：：雨水口平平面布置置、结构构形式、、间距、、竖向高高程：低洼积水点和和交叉口竖竖向规划划必须的雨雨水口。。根据道路路纵横坡坡、街道道宽度、、周围建建筑物，，选择雨雨水口形形式及布布设方式式。根据当地地暴雨强强度、雨雨水口泄泄洪能力力，确定定雨水口口数量、位置与间间距。交叉口单单独设计计。立式雨水水口进水水孔底面面比附近近地面略略低；平平箅式雨雨水口比比附近路路面低3－5厘米。雨水口的的泄水能能力按下下式计算算：3.雨水口的的泄水能能力式中：Q——雨水口排排泄的流流量，m3/s；ω——雨水口进进水面积积，m2；C——孔口系数数，圆角角孔用0.8，方角孔孔用0.6；g——重力加速速度；h——雨水口上上允许贮贮存的水水头，一一般认为为街沟的的水深不不宜大于于侧石高高度的2/3，一般采采用h=0.02～0.06m；k——孔口阻塞塞系数，，一般k=2/3。检查井可可连接沟沟管，相相邻两个个检查井井之间的的管道应应在同一一直线上上，便于于检查和和疏通操操作。检查井设设置在管管道容易沉积积及经常需要检查查的地方。。（二）检检查井改变方向向处改变坡度度处改变高程程处改变断面面处跌水处直线段间间隔距离离第三节雨雨水水管渠设设计流量量计算雨水管渠渠的设计计流量一一般按下下式计算算：式中：Q——雨水设计计流量，，L／s；q——设计暴雨雨强度，，L／s/10000m2）；ψ——径流系数数；F——流域汇水水面积，，10000m2。（一）径径流系数数ψ定义：某时段内内的径流量（流入雨雨水管渠渠的雨水水）与同同一时段段全部降降雨量的的比值，，称为径径流系数数。影响径流流系数因素：排水地地区地面性质质和地面覆盖盖。定义：：雨水管管渠汇汇集降降雨的的面积积，称称为汇汇水面面积。。汇水面面积的区界界根据据地形形地物物决定定。地势平平坦，街坊坊、四四周的的道路路都有有沟管管时，，用各各街角角的分角线线划分汇汇水面面积。。（二））汇水水面积积ABCD地势向向一边边倾斜斜时，街街坊的的雨水水流入入低侧侧街道道下的的管道道内，，不需需要把把街坊坊划分分为几几块面面积，，若街街坊两两侧都都有雨雨水管管道时时，可可使雨雨水流流入街街坊两两侧的的管道道。（二））汇水水面积积定义：：设计暴暴雨强强度q指104m2地面每每秒钟钟的降降雨量量，（（L/s/104m2）。1.设计重现期期T在一个较长长的统计期限内，设设计暴雨强强度的降雨雨重新出现一次的的平均时间间间隔，单单位为年。。（三）设计计暴雨强度度q2.设计降雨历历时t设计暴雨所所取的某一连续时时段称为设计降降雨历时，，单位以分分min计。t1－地面汇流时时间，与面积大大小、距离离长短、地地面种类、、坡度和覆覆盖情况有有关，一般5－15min。t2－管内流行行时间，t2＝L/60v。m－折减系数数，明渠1.2，暗管2，陡坡1.2－2。1.雨水管道布布置原则道路网规划划地物雨水管道根据城市总体规划、道路网规划划和居民区详细细规划，结合地形、地物等条件确定定，力求做做到工程经经济合理，，管网疏密密恰当，避避免埋深过过大或过小小，坡度过过陡或过缓缓。第四节雨雨水管道道设计城市总体规规划地形居民详细规划充分利用地地形，分区区就近排入入水体尽量利用自然地地形坡度，以最最短的距离离排入附近近的池塘、、河流、湖湖泊或郊区区灌溉系统统。当水体位置置较远，且且地形平坦坦或地形不不利的情况况下，考虑虑设置水泵站站；当天然水体体的水位高于管道出出口时，可以设置出口泵泵站。规划雨水管管道着重考考虑的问题题：雨水干管应应沿排水地地区低处布布置地形起伏较较大地区，，雨水干管应结合主要要道路走向向沿山谷低处处布置，两侧斜坡坡地可借支支管连接。。具体布置时时，应先根根据地形划划分地面水水径流的分水岭线，然后在相相邻分水线线之间沿谷谷线低处布布置。规划雨水管管道着重考考虑的问题题：合理选择和和布置出水水口出水口结合合地形、水水体具体情情况可以分分散或适当当集中布置置。当管道出水水口的构造比较简简单、造价不高时，宜考虑虑分散布置；若河流水位位变化很大大，管道出出水口离常常水位很远远时，出水口建筑筑费用大，此时不宜宜采用过多多的出水口口，宜集中布置并选择合适适的位置。。规划雨水管管道着重考考虑的问题题：1、在1:2000～1:5000地形图上，，划分排水水流域，规划雨水管道道路线，确定水流方向向。2、划分各段管管道汇水面积，计算管道长度，写在图中。。3、依地形图等等高线，确定定各设计管段段起迄点地面面标高；确定定沿干管的控制点高程，准备进行水水力计算。4、按整个区域域的地面性质质求出径流系数。5、依道路、广广场、建筑街街坊的面积大大小、地面种种类、坡度、、覆盖情况，，以及街坊内内部的排水系系统等因素，，计算起迄点地地面集水时间间。雨水管道设计计步骤6、根据区域性性质、泄水面面积、q20值、地形等因因素，确定设计重现现期。7、确定暴雨强度度公式。8、确定设计流量量，进行水力计计算，确定管道断面面尺寸、纵断断面坡度，并绘制纵断面图。9、编写必要的的设计和施工工说明。雨水管道设计计步骤水力计算常用用基本公式1.流量：2.流速：3.管道直径（满流）：4.水流有效面积：管道满流时：

梯形断面：式中：b——渠道底宽(m)；

m——边坡系数；

h0——正常水深(m)。水力计算常用用基本公式5.水力半径管道满流时：梯形断面：备注：排水管道材料料一般为混凝凝土、钢筋混混凝土和铸铁铁，n=0.013－0.014计算时通常采采用n=0.013雨水管道设计计应按满流计算例：已知某设设计管段的设设计流量Q＝367.81L/s，管底纵坡i＝0.003，n＝0.013（满管），求求管道直径D和设计流速。管道满流时：水力半径：由得解得：城市建筑布局局及排水管道道主干管道设设计平面图管渠粗糙率：暗管n=0.013，满管明渠n=0.025边坡系数：m=1.5起点埋深：1.5m河道正常水位位标高：45.5m。雨水管道设计计与计算实例例设计过程1、确定干管流向、汇水面积、管道布置。2、管道开始汇流时间，由于街坊内内部有排水系系统，估算取取15min。3、重现期采用用T=1年。4、暴雨强度公公式，北京京地区T=1时为：5、该区平均径流系数数设计过程6、水利和流量计算（1）1号井以上的汇汇水面积A1为街坊面积加上1号井以上的街道汇水面积积，A1=2.37公顷。汇流时间：t=15min设计重现期：：T=1年计算暴雨强度度：平均径流系数数：=0.66设计流量：A1=2.37公顷设计过程由1号井至2