【正文】 0～ l 000，它的特點(diǎn)是流量大，揚(yáng)程低，額定點(diǎn)效率較高，吸水高度很低，僅有 1～ 2 m。人 )，ψ =， t1=8 min，重現(xiàn)期 =l a。需校核旱流時(shí)管內(nèi)的流速。在晴天時(shí)再把調(diào)節(jié)池中混合污水送至處理廠處理。 ③目前大量工業(yè)廢水并沒(méi)有達(dá)到進(jìn)入城市排水管道的水質(zhì)要求，特別是一些水量大、濃度高或有毒的廢水未經(jīng)處理直接排人城市管道。當(dāng)溢流井距離排放水體較近且溢流井不受高水位倒灌影響時(shí)，為降低截流管道的截流量，節(jié)省管道投資，原則上宜多設(shè)溢流井。從表 4— 9 中可見(jiàn)，下游管段 3— 2 的設(shè)計(jì)流量 (Qs= L/s)反而比上游管段 4— 3 的設(shè)計(jì)流量(Qs= L/s)小。各管段的設(shè)計(jì)排水面積列入第 (4)列。 5．進(jìn)行水力計(jì)算 。設(shè)在道路中線的一側(cè)，與道路相平行，盡量在快車(chē)道以外。受納水體周?chē)牡孛鎻搅骺芍苯咏璧孛媾湃胨w。 (一 )設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度的確定 (二 )設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)的確定 21 ttt ?? ? ?? 602 v Lt 計(jì)算集水時(shí)間可采用 t=t1+2t2，公式中的 2 在《規(guī)范》中稱為折減系數(shù) m。隨著水力計(jì)算的進(jìn)行，用紅色的線條和文字繪注計(jì)算結(jié)果：管道和檢查井剖面、管道特性數(shù)據(jù) (管徑、管底坡度、管段長(zhǎng)度、管底高程、覆土厚度 )，水力學(xué)控制數(shù)據(jù) (流量、流速、充滿度 )，如圖 3— 9 所示 (均用黑色線條和文字表示 )。在計(jì)算管道 5— 4 的管底高程時(shí)，提出的上端管底高程為 m，已經(jīng)考慮到車(chē)間排出管與干管的銜接問(wèn)題。為了求得其他各個(gè)管段上下端的管底高程，先要決定各管段在檢查井處的銜接問(wèn)題。此值接近本管段的地面坡度 6，按照采用較小坡度的原則，還不夠理想。 ④從該城鎮(zhèn)的總體規(guī)劃圖中 (或通過(guò)測(cè)量 )，求得設(shè)計(jì)管段起訖點(diǎn)檢查井處地面高程，注在圖上 (圖 3— 7)，并列入表中第 (10)， (11)兩列。然后，按表 3— 1查得 K 總 為 ，則該設(shè)計(jì)管段的沿線流量的累計(jì)設(shè)計(jì)流量 q1= L/s=1l L/s。 在本例中，有兩個(gè)集中流量；這條干管的起端 (檢查井 5)處，接納幾個(gè)工廠的廢水，設(shè)計(jì)流量經(jīng)調(diào)查后確定為 29L/s。 (3)轉(zhuǎn)輸流量：從上游管段和旁側(cè)管段來(lái)的流量。 污水管道水力設(shè)計(jì)的原則是：不沖刷、不淤積，不溢流，要通風(fēng)。 中途泵站：中途泵站的位置是根據(jù)管道的最大合理埋深而決定的。 （ 4）地下管線及構(gòu)筑物的位置。 二、工廠生產(chǎn)區(qū)的生活污水設(shè)計(jì)流量的確定 （二）工廠工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量 總KT MqQ mm ?? ??? 3 6 0 01 0 0 0 (3— 5) 第二節(jié) 污水管道系統(tǒng)的平面布置 污水管道系統(tǒng)的平面布置包括：確定排水區(qū)界，劃分排水流域；選擇污水廠出水口的位置；擬定污水干管及總干管的路線；確定需要抽升的排水區(qū)域和設(shè)置泵站的位置等。 采用管底平接 (為什么 ?) 設(shè)計(jì)管段的上端管底高程 =上游管段的下端管底高程 m 設(shè)計(jì)管段的下端管底高程 =( )m= m (5)如果采用地面坡度作為管道設(shè)計(jì)坡度時(shí)，設(shè)計(jì)流速超過(guò)最大流速，這時(shí)管道設(shè)計(jì)坡度必須減少，并且設(shè)計(jì)管段的上端檢查井應(yīng)采用跌水井，為圖 2— 9 所示。估計(jì)設(shè)計(jì)管段坡度將小于地面坡度，且口徑可 小于上游管段。 (3)究竟采用 D=350 mm， i=，還是采用 D=400 mm， i= 45，在前一組答案里下端管底高程是 m，比后一組答案里的高程 m，低 m。離最小覆土厚度允許值 m 差距較大， 因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量使設(shè)計(jì)管段坡度小于地面坡度。 采用管頂平接 (為什么 ?) 設(shè)計(jì)管段的上端管底高程： (+)m= m 設(shè)計(jì)管段的下端管底高程： ( 5)m= m 檢驗(yàn)： 上游管段的下端水面高程： (+ )m= m 設(shè)計(jì)管段的上端水面高程： (+ )m= m 高于 ，不符合要求，應(yīng)采用水面平接。為了減少管道系統(tǒng)的埋深，雖然下游管道管徑大于上游管道管徑，有時(shí)也可采用管底平接。 (2) 水面平接：是指在水力計(jì)算中，使上游管段和下游管段的水面高程相同。 (2) 避免在上游管段中形成回水而造成淤積。 （ 2） 必須防止管壁被車(chē)輛造成的活荷重壓壞。由于這種管段不進(jìn)行水力計(jì)算，沒(méi)有設(shè)計(jì)流速，因此就直接規(guī)定管道的最小設(shè)計(jì)坡度。 二、管渠水力計(jì)算基本公式 流量公式為： AvQ? (2— 1) 流速公式為： 21321 IRnv? (2— 2) 第三節(jié) 水力學(xué)算圖 一、設(shè)計(jì)管段的水力要素與水力學(xué)算圖結(jié)構(gòu) 對(duì)每一個(gè)設(shè)計(jì)管段，有 6 個(gè)水力要素：管徑 D、粗糙系數(shù) n、充滿度 h/D、水力坡度即管底坡度 i、流量 Q 和流速 v。因此 管渠水力計(jì)算時(shí)所采用的 流速要有一個(gè)最高限值 。例如，在有內(nèi)壓力的管段上，就必須用金屬管、鋼筋混凝土管等；輸送侵蝕性污水或管外有侵蝕性地下水時(shí)，最好采用塑 料管或陶土管；當(dāng)侵蝕性不太強(qiáng)時(shí)，也可以考慮用混凝土管或特種水泥澆制的混凝土管等。 第二節(jié) 排水管渠及管渠系統(tǒng)上的構(gòu)筑物 二、管道 通常，管道是預(yù)制的圓形管子。所以，新建的排水系統(tǒng)，一般應(yīng)采用分流制。發(fā)展中的城鎮(zhèn)，為 了分步投資，可先建污水系統(tǒng)，再完善雨水系統(tǒng)。雖然投資較低，但隨著環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的提高，這種體制將不能滿足環(huán)境保護(hù)的要求。 （ 二 ） 分流制排水系統(tǒng) ： 是將污水和雨水分別在兩套或兩套以上各自獨(dú)立的管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。 (3)保持景觀水體的水質(zhì)，美化人類居住區(qū)的悅?cè)司吧? (2)恢復(fù)各類水體的使用功能和生態(tài)環(huán)境，確保自然保護(hù)區(qū)、珍稀瀕危水生動(dòng)植物保護(hù)區(qū)、水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)、公共游泳區(qū)、海上娛樂(lè)體育活動(dòng)區(qū)、工業(yè)用水取水區(qū)和農(nóng)業(yè)灌溉等水質(zhì)，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供合格的水資源。在合流管道與截流管道的交接處，設(shè)置溢流井以完成截流 (晴天 )和溢流 (雨天 )的作用。 1．直排式合流制排水系統(tǒng) 由于全部污水不經(jīng)處理直接排入水體，故對(duì)水體污染嚴(yán)重。這種體制適用于地形適宜，有地面水體，可順利排泄雨水的城鎮(zhèn)。不論污染負(fù)荷如何加重或環(huán)境要求如何提高，建成系統(tǒng)都較易進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整 。在管道必須為障礙物讓路時(shí)，它不能按原有的坡度埋設(shè)，而是按下凹的折線方式從障礙物下通過(guò)，這種管道稱為倒虹管。 ③技術(shù)上的要求 。當(dāng)管渠中水流速度過(guò)大時(shí)，就會(huì)沖刷和損壞管渠內(nèi)壁。所以，在同一個(gè)設(shè)計(jì)管段上，流量沿程不變或變化較小，全管段可以采用同樣的口徑和坡度。 不計(jì)算管段的最小設(shè)計(jì)坡度：因設(shè)計(jì)流量很小而采用最小管徑的設(shè)計(jì)管段稱為不計(jì)算管段。 最小覆土厚度決定于下列三個(gè)因素： （ 1） 必須防止管道中的污水冰凍和因土壤冰凍膨脹而損壞管道。 第五節(jié) 管段的銜接 1．檢查井上下游的管段在銜接時(shí)應(yīng)遵循下述原則 (1) 盡可能提高下游管段的高程，以減少埋深，從而降低造價(jià)，在平坦地區(qū)這點(diǎn)尤其重要。有時(shí)，當(dāng)上下游管段管徑相同而下游管段的充盈深小于上游管段的充盈深時(shí) (由小坡度轉(zhuǎn)入較陡的坡度時(shí)，可能出現(xiàn)這種情況 )，也可采用管頂平接。 在特殊情況下，下游管段的管徑小于上游管段的管徑 (坡度突然變陡時(shí)，可能出現(xiàn)這種情況 )，而不能采用管頂平接或水面平接時(shí)，應(yīng)采用管底平接以防 下游管段的管底高于上游管段的管底。此時(shí) i= 5I= 4，比較合適。 解：覆土厚度為 ()m= m。 采用管頂平接 (為什么 ?) 設(shè)計(jì)管段的上端管底高程： (+)m= m 設(shè)計(jì)管段的下端管底高程： ( 45)m= m 檢驗(yàn)： 上游管段的下端水面高程： m 設(shè)計(jì)管段的上 端水面高程： (+ )m= m 高于 ，雖不符合要求，但可接受 (下端管底施工高程略低于計(jì)算值 )。上游管段下端覆土厚度已為最小容許值。 D=350 mm， Q=66 L/s， I= 時(shí)查圖得 h/D=， v≈ m/s，符合要求。 對(duì)邊布置：當(dāng)街管采用對(duì)邊布置時(shí)，通常將街坊面積用中線劃分，被劃分的街坊的污水假定排人鄰近的街管中。 （ 3）地質(zhì)。 四、確定需要抽升的排水區(qū)域和設(shè)置泵站 污水泵站一般分為中途泵站和終點(diǎn)泵站，有時(shí)也有局部泵站。 第四節(jié) 污水管道的水力設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)要求 污水管道水力設(shè)計(jì)的任務(wù)是：根據(jù)已經(jīng)確定的管道路線，計(jì)算和確定各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量、管徑、坡度、流速、充滿度和管底高程。 (2)集中流量：從工廠 (生產(chǎn)車(chē)間及生活區(qū) )或公共建筑來(lái)的流量，它們的排水量可以較為準(zhǔn)確地估計(jì)。沿線流量是指管道沿線建筑的生活污水量，按人口密度、平均污水量定額、管道服務(wù)面積和總變化系數(shù)計(jì)算；集中流量是指工廠或其他廢水流量較大的單位 (如公共建筑 )的廢水高峰流量，因?yàn)樗鼈兊臄?shù)量較大，應(yīng)當(dāng)仔細(xì)核實(shí)，而且因?yàn)閷?duì)象明確，也有可能實(shí)地調(diào) 查，故集中流量都是經(jīng)過(guò)專門(mén)調(diào)查后計(jì)算確定的。由于本管段是街坊的起始，管 段沒(méi)有轉(zhuǎn)輸?shù)难鼐€流量，因此，其沿線流量平均累計(jì)流量也就是 L/s。 ③將各設(shè)計(jì)管 段的設(shè)計(jì)流量 (抄錄表 3— 3)列入表中第 (3)列。例如，管段 5— 4 的設(shè)計(jì)流量為 29L/s，如果采用 300mm 管徑，是最小管徑 (規(guī)范規(guī)定 )，該管段即為不計(jì)算管段，則必須采用 的最小坡度 (規(guī)范規(guī)定的數(shù)值 )。 ⑨根據(jù)上游工廠排出管埋深，本例題將管段 5— 4 上端 (即檢查井 5)管底高程定為 m，并將其列入表中 第 (14)列。本例題的城鎮(zhèn)是在我國(guó)南方，不受冰凍 的影響。繪制時(shí)首先用黑色的線條和文字繪已知資料：地面線、基準(zhǔn)水平面、地面高程、管段長(zhǎng)度、檢查井編號(hào)以及鉆孔記錄。 三、雨水管道設(shè)計(jì)流量的估算 運(yùn)用推理公式計(jì)算設(shè)計(jì)流量時(shí)，先要確定 A值和 i 或 q 值。 第三節(jié) 雨水管渠的設(shè)計(jì) 一、雨水管渠設(shè)計(jì)的原則 1．盡量利用池塘、河浜受納地面徑流，最大限度地減少雨水管道的設(shè)置。 3．雨水管渠常沿道路鋪設(shè) 。 4．確定管道的最小埋深。根據(jù)排水面積的劃分，將各管段沿線面積列入 第 (3)列。而后從水力學(xué)算圖 (附 錄二附圖 2— 18)上選定管徑 D 與坡度，并確定相應(yīng)的流速 v，當(dāng)所確定的流速 v 與假定流速有出入時(shí)，再調(diào)假定流速并作重新計(jì)算，最終使假定流速與確定的流速兩者一致。 (為什么 ?) 第四節(jié) 合流管道系統(tǒng) 一、合流管道系統(tǒng)的適用條件與布置特點(diǎn) 截流式合流管系的布置原則：應(yīng)使雨水及早溢入水體，以降低下游干管的設(shè)計(jì)流量。目前城市污水廠按旱流污水量設(shè)計(jì)， 甚至在旱流污水量 下也已經(jīng)超負(fù)荷運(yùn)行，因雨天處理能力依舊，迫使大量雨污混合水不經(jīng)處理直接流出。 ④在有條件地區(qū)，可在溢流口附近設(shè)置雨污混合水調(diào)節(jié)池，以截取初雨徑流，改善溢流污水水質(zhì)。 3．設(shè)計(jì)最小流速 合流管道 (滿流時(shí) )設(shè)計(jì)最小流速為 m/s。最常見(jiàn)的溢流井是在井中設(shè)溢流堰，堰頂?shù)母叨雀鶕?jù)所需的截流量水位確定，堰的長(zhǎng)度計(jì)算公式： HQL? (46) 五、截流式合流管道水力設(shè)計(jì)示例 例 41 圖 412 所示為某鎮(zhèn)合流管道系統(tǒng)： 人口密度： 400 人／ hm2，污水量標(biāo)準(zhǔn)： 150L/(d并聯(lián)運(yùn)行的離心泵，其特性曲線會(huì)發(fā)生變化，有別于單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的特性曲線。常用的引水設(shè)備為真空泵系統(tǒng)和水射器 (泵 )。 目前在工程設(shè)計(jì)中，進(jìn)水池的有效容積應(yīng)不小于最大一臺(tái)泵的 5 min 出水量。當(dāng)沒(méi)有應(yīng)急出水口或泵站很大時(shí)，則采用兩條總出水管。 泵站平面呈現(xiàn)矩形，便于安排設(shè)備，但需用開(kāi)挖法施工。水泵的選型首先應(yīng)滿足最大設(shè)計(jì)流量的要求，同時(shí)還必須考慮雨水徑流量的變化，因?yàn)榇笥陼r(shí)的徑流量與小雨時(shí)的徑流量的差別很大。 第五節(jié) 排水泵站水力計(jì)算 揚(yáng)水量和揚(yáng)程。泵站入流管道的管徑為 350 mm，水面高程為 m，管底高程為 。泵站進(jìn)水池中的最低水位在入流管道底下 m 左右，假定為 m，泵站進(jìn)水池中的最高水位比入流管道中的水位低 — m(水流過(guò)柵時(shí)的水頭損失 )，定為 m，故凈揚(yáng)程在 ～ m 之間。見(jiàn)表 5— 4 和表 5— 5。 （ 1）非圓形大型管渠常用開(kāi)槽法施工。放線是指土方開(kāi)挖的放灰線。樁心與選定中心在同一直線上，并記下樁心與中心間的兩個(gè)距離。設(shè)置支撐的管槽，余寬還應(yīng)增加撐板和立木的