【文章內(nèi)容簡介】 =1； 2K — ― 熱車間生活污水量時變化系數(shù)， 2K =1； T — ― 每班工作時數(shù)（ h）。 14 3. 雨水設(shè)計流量按下式計算 FqQr ???? （ 38） 式中 rQ — ― 雨水設(shè)計流量（ L/s）； ? — ― 徑流系數(shù)，其數(shù)值小于 1； F — ― 匯面積（ ha ）； q — ― 設(shè)計暴雨強(qiáng)度（ )/( hasL ? ）。 （ 1）暴雨強(qiáng)度公式 由給定的設(shè)計原始資料可知，該縣城的的暴雨強(qiáng)度公式為： )(500 t Pq ?? （ 39） 式中 q — ― 設(shè)計暴雨強(qiáng)度（ )/( hasL ? ）； P — ― 設(shè)計重現(xiàn)期（ a）； t — ― 降雨歷時（ min）。 （ 2）設(shè)計重現(xiàn)期 暴雨強(qiáng)度隨重現(xiàn)期的不同而不同。 在設(shè)計中若重現(xiàn)期選用較大，則暴雨強(qiáng)度大，相應(yīng)的雨水設(shè)計流量大，管渠的斷面相應(yīng)大。這樣偏安全，有利于防止地面積水，但工程造價高。 若重現(xiàn)期選用較低，則暴雨強(qiáng)度小，雨水設(shè)計流量小，管渠斷面小。這樣工程造價低，但可能會發(fā)生排水不暢、地面積水， 或?qū)Τ鞘猩罴吧a(chǎn)造成危害。 應(yīng)根據(jù)匯水地區(qū)性質(zhì)、地形特點(diǎn)和氣候特征等因素確定。在同一排水系統(tǒng)中可采用同一重現(xiàn)期或不同重現(xiàn)期。重現(xiàn)期一般選用 ～ 3a，重要干道、重要地區(qū)或短期積水即能引起較嚴(yán)重后果的地區(qū)，一般選用 3～ 5a，并應(yīng)與道路設(shè)計協(xié)調(diào)。特別重要地區(qū)和次要地區(qū)可酌情增減。 通過對該縣城的地形、氣候等條件進(jìn)行綜合評估分析，最終確定 本設(shè)計中選擇 重現(xiàn)期P=1a。 （ 3）集水時間 通常將雨水徑流從流域的最遠(yuǎn)點(diǎn)留到出口斷面的時間稱為集水時間。對管道的某一設(shè)計斷面來說，集水時間 t 由地面集水時間 1t 和管內(nèi)雨水流行時間 2t 兩部分組成： 15 21 mttt ?? （ 310） 式中 m — ― 折減系數(shù)，本設(shè)計中取 2?m ； t — ― 降雨歷時（ min）； 1t — ― 地面集水時間（ min）； 2t — ― 管內(nèi)雨水流行時間（ min）。 ?? vLt 602 （ 311） 式中 L— ― 各管段的長度 (m)； v— ― 各管段滿流時的水流速度 (m/s)； 60— ― 單位換算系數(shù)， 1min=60s。 本設(shè)計中選擇 1t =10min。 （ 4）徑流系數(shù) 影響徑流系數(shù)取值的主要因素有 ： 1) 降雨條件：包括降雨強(qiáng)度，降雨歷時，雨峰位置，前期雨量，強(qiáng)度遞減情況，全場雨量，年降雨量等。其中 降雨 前期雨量對 ? 值的影響較為突出。 2) 地面條件：包括地面覆蓋，地面坡度，地貌，建筑物密度分布，路面鋪砌情況，匯水面積及其寬長比，地下水位，管渠疏密等。其中地面覆蓋是主要因素。 一般情況下，屋面為不透水材料覆蓋、瀝青路面、地形坡度大、降雨歷時較長、暴雨強(qiáng)度較大的 ? 值大，非鋪砌土路面、種植植物的莊園的 ? 值較小。 由于影響因素很多，要精確地求定其值是很困難的。目前在合流管渠設(shè)計中，徑流系數(shù)通常采用地面覆蓋種類確定的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。 ? 值見表 33。 表 33 徑流系數(shù) ? 值 地面種類 ? 值 各種屋面、混凝土和瀝青路面 大塊石鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面 續(xù)表 33 級配碎石路面 干砌磚石和碎石路面 16 非鋪砌土路面 公園和綠地 通常匯水面積是由各種性質(zhì)的地面覆蓋所組成，隨著它們占有的面積比例變化， ? 值也各異，所以整個匯水面積上的平均徑流量 av? 值是按各類地面面積用加權(quán)平均法計算而得到，即： FF iiav ? ?? ?? （ 312） 式中 iF — ― 匯水面積上各類地面的面積（ ha）； i? — ― 相應(yīng)于各類地面的徑流系數(shù)； F — ― 全部匯水面積（ ha）。 根據(jù)給定的設(shè)計原始資料可知設(shè)計區(qū)的地面覆蓋情況為： 廠房占 10%；瀝青路面占10%；干砌磚面路面占 20%；非鋪砌路面占 40%；草地占 20%。 所以該城鎮(zhèn)街坊匯水面積上的平均徑流系數(shù)： )( ??????????av? 溢流井下游管渠的設(shè)計流量 合流制排水管渠在截流干管上設(shè)置溢流井后，對截流干管的水流情況影響很大。不從溢流井泄出的雨水量，通常按旱流量 fQ 的指定倍數(shù)即截流 倍數(shù)計算，如果流到溢流井的雨水量超過 0n fQ ，則超過的水量由溢流井溢出，并經(jīng)過排放渠道泄入水體。 因此，第一個溢流井下游管渠的雨水設(shè)計流量為： 01()siQ n Q Q Q? ? ?下雨 （ 313） 式中 1Q — ― 溢流井下游本段管段排水面積上的雨水設(shè)計流量，按相當(dāng)于此排水面積的 集水時間計算而得。 溢流井下游管渠的設(shè)計流量是上述雨水設(shè)計流量與生活污水平均流量及工業(yè)廢水最大班平均流量之和，即： 0 1 2 0 1 2= ( 1 )f f fQ n Q Q Q Q n Q Q Q? ? ? ? ? ? ?下 （ 314） 17 式中 Q下 — ― 溢流井下游管渠的設(shè)計流量； 2Q — ― 溢流井下游本段管段排水面積上的生活污水平均流量與工業(yè)廢水最大班平 均流量之和。 暴雨天時，截流干管以滿流的形式輸送混合污水，多余的混合污水通過溢流井溢出，所以排放渠道的設(shè)計流量為： 0Q Q n Q??上 上雨 旱溢 （ 315） 式中 Q溢 — ― 排放管渠的設(shè)計流量（ L/s）； Q上雨 — ― 溢流井上游雨水流量（ L/s）； Q上旱 — ― 溢流井上游旱流流量（ L/s）。 從環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)，為使 水體少受污染，應(yīng)采用較大的截流倍數(shù)。但從經(jīng)濟(jì)上考慮，截流倍數(shù)過大，會大大增加截流干管、提升泵站以及污水處理廠的造價，同時造成進(jìn)入污水處理廠的污水水質(zhì)和水量在晴天和雨天的差別過大，給運(yùn)營維護(hù)管理帶來相當(dāng)大的困難。為使整個合流管渠排水系統(tǒng)的造價合理和便于運(yùn)營維護(hù)管理，不宜采用過大的截流倍數(shù)。截流倍數(shù) 0n 應(yīng)根據(jù)旱流污水的水質(zhì)和水量以及總變化系數(shù)，水體的衛(wèi)生要求，水文、氣象條件等因素確定。 《室外排水設(shè)計規(guī)范》 GB500142021 規(guī)定 采用 1～ 5，采用的截流倍數(shù)必須經(jīng)當(dāng)?shù)匦l(wèi)生主管部門的同意。 本次設(shè)計采用截流倍數(shù) 0n =3。 在地下水位較高地區(qū)，因當(dāng)?shù)赝临|(zhì)、管道及接口材料，施工質(zhì)量等因素的影響，一般均存在地下水滲入現(xiàn)象，設(shè)計 合流管渠 系統(tǒng)時宜適當(dāng)考慮地下水滲入量。 有給定的設(shè)計原始資料可知， 地下水位在地面以下 公尺，水質(zhì)無侵蝕性 。 設(shè)計管段管底標(biāo)高均高于地下水位，因此該城市 合流 排水管網(wǎng)設(shè)計不考慮地下水入滲量 。 綜上所訴，對本次設(shè)計的設(shè)計流量基本數(shù)據(jù) 做個基本的匯總。 街坊人口密度： 345 hacap/ 街坊污水定額： 120 )/( dcapL ? 故街坊比流量： sLpnq / 345120864000 ????? 工廠污水量： /Q L s?工 18 火車站污水量： /Q L s?火 折減系數(shù)： 2?m 重現(xiàn)期： aP 1? 暴雨強(qiáng)度： ( / )(1 0 2 )q L s h at??? 地面集水時間： min101?t 平均徑流系數(shù)： ?? 截流倍數(shù)： 30?n 合流管網(wǎng)的水力計算 水力計算的基本公式 合流管道水力計算的目的，在于合理的經(jīng)濟(jì)的選擇管道斷面尺寸、坡度和埋深。由于一般混合污水為非均勻流，因此在設(shè)計與施工中要注意改善管道的水力條件，使管內(nèi)混合污水的流動狀態(tài)盡可能接近均勻流。因?yàn)樽兯倭鞴接嬎愕膹?fù)雜性和混合污水的變化不定，即使采用變速流公式計算也很難保證精確。所以，為簡化計算工作，目前仍采用 均勻流公式進(jìn)行管道的水力計算。 1. 流量公式 vAQ ?? （ 316） 2. 流速公式 IRCv ??? (317) 式中 Q — ― 流量（ sm/3 ）； A — ― 過水?dāng)嗝婷娣e（ 2m ）； v — ― 流速（ sm/ ）； R — ― 水力半徑（過水?dāng)嗝婷娣e與濕周的比值）（ m ）； I — ― 水力坡度（等于水面坡度，也等于管底坡度）； C — ― 流速系數(shù)或謝才系數(shù)。 19 HD C 值一般按曼寧公式計算，即： 611 RnC ?? （ 318） 將以上三式綜合得： 21321 IRnv ??? （ 319） 21321 IRAnQ ???? （ 320） 式中 n — ― 管壁粗糙系數(shù)。該值根據(jù)管渠材料而定，見表 34。 表 34 排水管 渠粗糙系數(shù)表 管 渠 種 類 n 值 陶土管 鑄鐵管 混凝土和鋼筋混凝土管、水泥砂漿抹面渠道 ～ 石棉水泥管 鋼管 漿砌磚渠道 漿砌塊石渠道 干砌塊石渠道 ～ 土明渠（帶或不帶草皮） ～ 合流管道水力計算的設(shè)計參數(shù) 從水力計算公式可知，設(shè)計流量與設(shè)計流速及過水?dāng)嗝嬗嘘P(guān)，而流速則是管壁粗糙系數(shù) 、水力半徑和水力坡度的函數(shù)。為了保證合流管道正常運(yùn)行，在 《室外排水設(shè)計規(guī)范》GB500142021 中對這些因素規(guī)定，在進(jìn)行設(shè)計時應(yīng)予以遵守。同時，為了降低管網(wǎng)的工程造價，必須合理的進(jìn)行設(shè)計。 1. 設(shè)計充滿度 在設(shè)計流量下，污水在管道中的水深 h和管道直徑 D之間的比值稱為設(shè)計充滿度 (或水深比 )，如圖 32示。當(dāng) Dh ＝ 1時 稱 為滿流，當(dāng) Dh 1 時， 稱 為非滿流 。 通常情況下，雨水流量比污水流量大 的多，所以 20 在確定管道的設(shè)計充滿度時按雨水管渠設(shè)計流量來算。 《室外排水設(shè)計規(guī)范》 GB500142021 規(guī)定，雨水管渠 設(shè)計按滿流考慮，所以本設(shè)計中也以滿流計算，及設(shè) 計充滿度 Dh ＝ 1。 圖 32 充滿度示意 2. 設(shè)計流速 當(dāng)設(shè)計流速過小時，污水中所含的雜質(zhì)很可能下沉，產(chǎn)生淤積；當(dāng)設(shè)計流速過大時，又可能產(chǎn) 生沖刷