市政工程规划 第3章 城市排水工程规划.ppt
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1、第三章 城市排水工程规划,主 要 内 容,概述城市排水系统的体制选择城市排水系统组成与工程布置形式城市污水工程规划城市雨水工程系统规划城市合流制排水规划城市污水处理及污水厂,一、城市排水来源,3.1 概 述,城市中排除的水按照其来源和性质分为三类:1.生活污水:指人们在日常生活中所产生的污水。2.工业废水:指工业生产过程中所产生的废水,主要来自工厂车间或厂矿等地。(1)生产废水:指生产过程中水质只受到轻微污染或仅水温升高,不经过处理可直接排放的废水。(2)生产污水:指在生产过程中,水质受到较严重的污染,需要经处理后方可排放的废水。3.降水径流:指径流于地面上的雨水和冰雪融化水,又称雨水径流。,
2、二、城市排水工程规划原则,城市排水工程规划原则(1)与城市整体功能相匹配;(2)符合环境保护需求;(3)充分发挥排水系统功能,满足使用要求;(4)充分发挥原有排水设施的作用;(5)考虑工程建设的经济性;(6)处理好远近期关系。,三、城市排水工程规划的步骤,排水工程规划一般按下列步骤进行:(1)搜集基础资料;(2)编制排水工程规划方案并进行分析比较;(3)绘制城市排水工程规划图及文字说明。,一、城市排水系统的体制,排水体制:对生活污水、工业废水和降水径流采取的汇集方式,称为排水体制,也称排水制度。排水体制按汇集方式可分为分流制和合流制两种基本类型。(一)分流制排水系统:当生活污水、工业废水、降水
3、径流用两个或两个以上的排水管渠系统来汇集和输送时,称为分流制排水系统。,3.2 城市排水系统的体制选择,一、城市排水系统的体制,分流制排水系统,分流制排水系统中对于单纯排除降水径流的雨水排除系统通常有两种方案:一是设置完善的雨水管渠系统;二是暂时不设,雨水沿着地面流到路边沟或明渠后泄入天然水体。这种方案适用于:在地形条件有利时采用;对于新建城市或地区,在建设初期,往往也采取这种雨水排放方式,待今后随着道路工程的不断完善,再增设雨水管渠系统。,一、城市排水系统的体制,一、城市排水系统的体制,(二)合流制排水系统:将生活污水、工业废水和降水用一个管渠系统汇集输送的称为合流制排水系统。(1)直泄式合
4、流制排水系统:管渠系 统的布置就近坡向水体,分若干排 除口,混合的污水未经处理直接泄 入水体。(2)截流式合流制排水系统:指把街 道管渠中合流的生活污水、工业废 水和雨水,一起排向沿河的截流干 管。,二、城市排水体制的选择,城市排水体制的选择两个关键地形和水系。三个目标治污、排涝、综合利用。四个方面环境保护方面基建投资方面维护管理方面建设施工方面,城市建设初期,根据情况,采用直排式合流制、截流式合流制、不完全分流制,逐步向完全分流制过渡。要因地制宜,一个城市有两种或两种以上的排水体制是很正常的。,三、国内大城市排水系统的特点,历史欠账多,弱点明显涉及地域大,问题复杂雨污合流多,污染较大水系破坏
5、重,排涝困难发展不均衡,混接较多综合利用少,有待加强经济实力强,发展较快,四、发达国家城市排水系统发展趋势,发展基础好综合利用多环保理念强城乡差距小,一、城市排水系统的组成,3.3 城市排水系统组成与工程布置形式,一、城市排水系统的组成,泵站的作用:把低处的污水向上提升。泵站 中途泵站 终点泵站 事故出水口:在管道中途,一些易于发生故障的部位,往往需要设置辅助性出水口,当某些部位发生故障、污水不能流通时,借助出水口可排除上游来的污水。,一、城市排水系统的组成,(二)工业废水排除系统组成(1)车间内部管道系统及排水设备(2)厂区管道系统及附属设备(3)污水泵站和压力管道(4)污水处理站(厂)(5
6、)出水口(渠),一、城市排水系统的组成,(三)城市雨水排除系统组成(1)房屋雨水管道系统:天沟、竖管及房屋周 围的雨水管沟。(2)街坊(货厂区)和街道雨水管渠系统:雨水 口,庭院与水沟,支管、干管等。(3)泵站(4)出水口(渠),二、城市排水系统的布置形式,城市排水系统常用的布置形式主要有以下几种:(1)正交式布置(2)截流式布置(3)平行式布置(4)分区式布置(5)分散式布置(6)环绕式布置(7)区域性布置形式,二、城市排水系统的布置形式,(1)正交式布置 概念:在地势向水体适当倾斜的地区,各排水流域的干管可以最短距离与水体垂直相交的方向设置。优点:干管长度短,管径小,污水排出速度大,造价经
7、济。缺点:污水未经处理直接排放,会使水体污染。适用范围:在现代城市中仅用于排除雨水。,二、城市排水系统的布置形式,(2)截流式布置 概念:在正交式布置中,沿河岸侧再敷设总干管,将各干管的污水截流收集统一送至污水厂,处理后的生活污水及工业废水排入天然水体。优点:减轻水体污染,改善和保护环境。缺点:截流式合流制排水系统,因雨天有部分汇合污水排入天然水体,易造成水体污染。适用范围:合流制和分流制排水系统。,二、城市排水系统的布置形式,(3)平行式布置 概念:在地势向河流方向有较大倾斜的地区,使干管与等高线及河道基本上平行,主干管与等高线及河道成一定交角敷设。优点:避免因干管坡度及管内流速过大,使干管
8、受到严重冲刷或跌水井过多。,二、城市排水系统的布置形式,(4)分区式布置 概念:在地势高低相差很大的地 区,当污水不能靠重力流流至污 水处理厂时,可采用分区布置形 式,分别在高、低区敷设独立的 管道系统。高区污水以重力流直 接流入污水厂,低区污水则利用 水泵抽送至高区干管或污水厂。优点:能充分利用地形排水、节省电力。缺点:若将高区污水排至低区,然后再用水泵一起抽送至污水厂则不经济。适用范围:只用于阶梯地形或起伏很大的地区。,二、城市排水系统的布置形式,(5)分散式布置 概念:当城市周围有河流,或城市中央部分地势高,地势向周围倾斜的地区,各排水流域的干管经常采用辐射状分散布置,各排水流域具有独立
9、排水系统。优点:干管长度短、管径小、管道埋深浅、便于污水灌溉。缺点:污水厂和泵站的数量增多。适用范围:地势平坦的大城市。,二、城市排水系统的布置形式,(6)环绕式布置 概念:由于建造污水厂用地不足,以及建造大型污水厂的基建投资和运行管理费用也较小型污水厂经济等原因,故不希望建造数量多规模小的污水厂,而倾向于建造规模大的污水厂,所以由分散式发展成环绕式。,二、城市排水系统的布置形式,(7)区域性布置形式 概念:把两个以上城镇地区 的污水统一排除或处理的系 统。优点:有利于污水处理设施集 中化、大型化和水资源的统一 规划管理,节省投资,运行稳定,占地少,是水污染控制和环境保护的发展方向。缺点:管理
10、复杂,工程基建周期长,见效较慢。适用范围:城镇密集区及区域水污染控制的地区。,一、城市污水工程规划的内容,城市污水工程分为污水管道系统和污水厂两部分。(一)城市污水管道系统规划的基本内容(1)城市污水和工业废水流量的确定;(2)排水流域的划分;(3)污水管道的定线和平面位置;(4)污水管道的水力计算;(4)污水管道在道路上的位置确定。(二)污水厂规划的基本内容(1)选址;(2)用地规模确定;(3)工艺流程的选择。,3.4 城市污水工程规划,二、城市污水量预测和计算,(一)城市总体规划污水量计算 城市生活污水量 部分工业废水量 城市污水量的估算(1)城市综合用水量=城市综合生活用水量+城市工业用
11、水量(2)城市污水排放系数是在一定计量时间(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,污水排放系数可分为:城市污水排放系数 城市综合生活污水排放系数 城市工业废水排放系数,城市污水量,城市污水量=城市综合用水量城市污水排放系数,二、城市污水量预测和计算,1)城市污水排放系数应根据城市综合生活用水量与工业用水量之和占城市总用水量的比例确定。2)城市综合生活污水排放系数应根据规划城市的居住水平、给水排水设施完善程度与城市排水设施规划普及率,结合第三产业产值在国内生产总值中的比重确定。3)城市工业废水排放系数应根据城市的工业结构和生产设备、工艺先进程度及城市排水设施普及率确定
12、。,二、城市污水量预测和计算,城市污水量的计算总结为 如果已知城市用水量,在城市污水管道系统规划设计时,可以根据当地具体条件,生活污水量可按用水量的80%90%采用。,三、城市排水管道系统的布置,(一)污水管道系统平面布置管道系统平面布置,也称为排水管道系统的定线。定线工作主要是确定管道的平面位置和水流方向。污水管道平面布置,一般按先确定主干管、再定干管、最后定支管的顺序进行。在城市排水总体规划中,只决定污水主干管、干管的走向与平面位置。在详细规划中,还要确定污水支管的走向及位置。在污水管道系统的布置中,要尽可能用最短的管线,在顺坡的情况下使埋深较小,把最大面积上的污水送往污水处理厂或水体。,
13、三、城市排水管道系统的布置,(一)污水管道系统平面布置 1.污水管道系统平面布置的原则(1)根据城市地形特点和污水处理厂、出水口的位置,先布置主干管和干管。(2)污水干管一般沿城市道路布置。(3)污水管道应尽可能避免穿越河道、铁路、地下建筑或其他障碍物。同时,也要注意减少与其他地下管线交叉。(4)尽可能使污水管道的坡度与地面坡度一致,以减少管道的埋深。(5)管线布置应简捷,要特别注意节约大管道的长度。,三、城市排水管道系统的布置,(一)污水管道系统平面布置2.城市污水管道系统平面布置的一般形式污水干管的布置的形式按污水干管与等高线的关系分为平行式和正交式两种。(1)平行式布置的特点:污水干管与
14、等高线平行,而主干管则与等高线基本垂直,适用于地形坡度较大的城市,既减少管道埋深,改善管道的水力条件,又避免采用过多的跌水井。,三、城市排水管道系统的布置,(一)污水管道系统平面布置2.城市污水管道系统平面布置的一般形式污水干管的布置的形式按污水干管与等高线的关系分为平行式和正交式两种。(2)正交式布置的特点:适用于地形比较平坦,略向一边倾斜的城市。污水干管与地形等高线基本垂直,而主干管布置在城市较低的一边,与等高线基本平行。,三、城市排水管道系统的布置,(一)污水管道系统平面布置2.城市污水管道系统平面布置的一般形式污水支管的布置形式分为低边式、穿坊式和围坊式。(1)低边式布置将污水支管布置
15、在街坊地形较低的一边,这种布置形式的特点是管线较短,在城市规划中采用较多。,图3-13 低边式布置形式,三、城市排水管道系统的布置,(2)围坊式布置将污水支管布置在街坊四周,这种布置形式适用于地势平坦的大型街坊。(3)穿坊式的污水支管穿过街坊,而街坊四周不设污水支管,这种 布置管线较短,工程造价较低,只适用于新村式街坊。,图3-15 穿坊式布置形式,图3-14 围坊式布置形式,三、城市排水管道系统的布置,(二)污水管道的具体位置1.污水管道在街道上的位置 污水管道一般沿道路敷设并与道路中心线平行。当道路宽度大于50m,且两侧街坊都需要向支管排水时,常在道路两侧各设一条污水管道。在交通频繁的道路
16、上应尽量避免污水管道横穿道路。,三、城市排水管道系统的布置,(二)污水管道的具体位置1.污水管道在街道上的位置 污水管道与其他地下管道或建筑之间的相互位置,应满足下列要求:(1)保证在敷设和检修管道时互不影响;(2)污水管道损坏时,不致影响附近建筑物及基础,不致污染生活饮用水。(3)污水管与其他地下管线或建筑设施的水平和垂直最小净距,按管道综合设计确定。,三、城市排水管道系统的布置,(二)污水管道的具体位置2.污水管道埋设深度的确定管道的埋深:指从地面到管道内底的距离。管道的覆土厚度:指从地面到管道外顶的距离。管道的覆土厚度有一个最小限值,称为最小覆 土厚度,其值取决于下列三个因素:1)寒冷地
17、区,必须防止管内污水冰冻 和因土壤冰冻膨胀而损坏管道。2)须防止管壁被交通动荷载压坏。3)必须满足管道与管道之间的衔接要求。,图3-17 管道埋深与覆土厚,三、城市排水管道系统的布置,(二)污水管道的具体位置2.污水管道埋设深度的确定控制点:在排水区域内,对管道系统的埋深起控制作用的点。离污水厂或出水口最远最低的点是整个排水管道系统的控制点。在规划设计中,应设法减小管道控制点的埋深,通常采用的措施有:1)增加管道的强度;2)如为防止冰冻,可以加强管道的保温措施;3)如为保证最小覆土厚度,可以填土提高地面高程;4)必要时设置提升泵站,减少管道的埋深。,三、城市排水管道系统的布置,(三)城市排水管
18、道系统布置的重点环节 1.排水分区与污水排水系统的形式;2.污水处理厂及出水口;3.工业废水和城市污水的关系;4.污水主干管的位置;5.泵站的数量;6.排水管与竖向设计关系;7.城市废水受纳体的条件要求。,三、城市排水管道系统的布置,1.排水分区与污水排水系统的形式;排水分区通常根据城市的地形和总体规划,按分水线和建筑边界线、天然和人为的障碍物,并结合竖向规划、道路布局、坡向及城市污水受纳体和污水处理厂的位置划分排水流域。污水排水系统的形式分分散布置和集中布置两种。(1)分散布置:每个排水系统自成体系,可单独设污水处理厂和出水口。优点:干管较短,污水回收利用便于接近用户,利于分期实施。缺点:需
19、建几个污水厂。,三、城市排水管道系统的布置,1.排水分区与污水排水系统的形式;污水排水系统的形式分为分散布置和集中布置两种。(2)集中布置:将各流域组合成为一个排水系统,所有污水汇集到一个污水处理厂处理排放。优点:污水厂集中,出水口少,易于管理。缺点:干管较长,需穿越天然或人为障碍物较多。对于较大城市,用地布局分散,地形变化较大,宜采用分散布置;对中小城市,用地布局集中,地形起伏不大,无天然或人为障碍物阻隔时,宜采用集中布置。,三、城市排水管道系统的布置,2.污水处理厂及出水口;污水出水口应设在城市河流的下游,特别应在城市给水系统取水构筑物和河滨浴场的下游,并保持一定距离,出水口应避免设在回水
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