城镇雨水管渠的设计重点讲义.ppt
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免费课件网盘：,第一节雨水径流量的计算,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）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，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,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0.51.0，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)，=0.6，t1=8min，P=1a,n0=4。雨量公式：,解：污水比流量：（Ls-1hm-2）雨水比流量：,截流式合流管渠水力学计算实例,求：截流干沟3-2-1-0的设计流量及D、I、v。,黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章,第五节城 镇 防 洪,黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章,城镇防洪,黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章,
