【文章內(nèi)容簡介】 中只有完整的污水管道系統(tǒng)而沒有或沒有完整的雨水管渠系統(tǒng)。污水輸入污水處理廠處理后排入水體，雨水則通過地面漫流進入不成系統(tǒng)的明溝、明渠或小河，然后進入較大的水體，或者為了補充原有的渠道系統(tǒng)輸水能力的不足而修建部分雨水道，待城市進一步發(fā)展再修建雨水排水系統(tǒng)而轉變?yōu)橥耆至髦婆潘到y(tǒng)。這種體制初期投資最少，而且工期短，生效快。 排水系統(tǒng)體制的確定合理地選擇排水系統(tǒng)的體制，是城市和工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)規(guī)劃和設計的重要問題。它不僅從根本上影響排水系統(tǒng)的設計、施工、維護管理，而且對城市和工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃和環(huán)境保護影響深遠，同時也影響排水系統(tǒng)工程的總投資、初期投資以及維護管理費用。一般以環(huán)境保護、工程造價、維護管理和施工四個方面為原則，選擇排水體制。通常，排水系統(tǒng)體制的選擇應滿足環(huán)境保護的需要，根據(jù)當?shù)貤l件，通過技術經(jīng)濟比較確定。而環(huán)境保護應是選擇排水體制時所考慮的主要問題。下面就從這四個方面進一步分析比較各種體制的適用情況。（1）環(huán)境保護方面如果采用合流制將城市生活污水、工業(yè)廢水和雨水全部截流送往污水廠進行處理，然后再排放，從控制和防止水體的污染來看，是較理想的；但這時截流主干管尺寸很大，污水廠容量也要增加很多，建設費用相應地提高。采用截流式合流制時，在暴雨徑流之初，原沉淀在合流管渠的污泥被大量沖起，經(jīng)溢流井送人水體。同時雨天時有部分混合污水溢入水體。實踐證明，采用截流式合流制的城市，水體污染日益嚴重。應考慮將雨天時溢流出的混合污水予以儲存，待晴天時再將儲存的混合污水全部送至污水廠進行處理，或者將合流制改建成分流制排水系統(tǒng)等。分流制是將城市污水全部送至污水廠處理，但初期雨水未加處理就直接排入水體，對城市水體也會造成污染，這是它的缺點。近年來，國內(nèi)外對雨水徑流水質的研究發(fā)現(xiàn)，雨水徑流特別是初期雨水徑流對水體的污染相當嚴重。分流制雖然具有這一缺點，但它比較靈活，比較容易適應社會發(fā)展的需要，一般又能符合城市衛(wèi)生的要求，所以在國內(nèi)外獲得了廣泛的應用，而且也是城市排水體制的發(fā)展方向。（2）工程造價方面由于合流制排水系統(tǒng)只敷設一套管道系統(tǒng)，國外有的經(jīng)驗認為，合流制排水管道的造價比完全分流制一般要低20％—40％，但合流制的泵站和污水廠的造價卻比分流制高。從總造價來看完全分流制比合流制可能要高。從初期投資來看，不完全分流制初期只建污水排水系統(tǒng)，因而既可節(jié)省初期投資費用，又可縮短工期，發(fā)揮工程效益也快。合流制和完全分流制的初期投資均大于不完全分流制。（3）維護管理方面晴天時污水在合流制管道中只是部分流，雨天時才接近滿管流，因而晴天時合流制管內(nèi)流速較低，易于產(chǎn)生沉淀。但據(jù)經(jīng)驗，管中的沉淀物易被暴雨水流沖走，這樣，合流管道的維護管理費用可以降低。但是，晴天和雨天時流入污水廠的水量變化很大，增加了合流制排水系統(tǒng)污水廠運行管理中的復雜性。而分流制系統(tǒng)的管道部分由于設計時可以保證自清流速，管中一般不致發(fā)生沉淀，管理簡單；同時，污水處理廠因晴天和雨天流入的污水水質水量變化較小，管理比較簡單，污水廠的運行也易于控制。（4）施工方面合流制管線單一，減少與其他地下管線、構筑物的交叉，管渠施工較簡單。但在建筑物有地下室情況下采用合流制，遇暴雨時有可能倒流入地下室內(nèi)，合流制安全性不如分流制。若分流制中污水管道與雨水管道規(guī)劃一致，也能減少施工工程量?；旌现婆潘到y(tǒng)的優(yōu)缺點，介于合流制和分流制排水系統(tǒng)兩者之間。排水系統(tǒng)體制的選擇是一項既復雜又很重要的工作。應根據(jù)城鎮(zhèn)及工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃、環(huán)境保護的要求、污水利用情況、原有排水設施、水量、水質、地形、氣候和水體狀況等條件，在滿足環(huán)境保護的前提下，通過技術經(jīng)濟比較綜合確定。新建地區(qū)一般應采用分流制排水系統(tǒng)，但在特定情況下采用合流制可能更為有利。綜上所述，本設計采用完全分流制排水系統(tǒng)。 污水管道型式與材質 管渠橫斷面的形式（1）污水管渠的斷面形式需滿足的要求：1）在靜力學方面，管道必須有較大的穩(wěn)定性，在承受各種荷載時是穩(wěn)定和堅固的；2）在水力學方面，管道斷面應有最大的排水能力，并在一定的流速下不產(chǎn)生沉淀物；3）在經(jīng)濟方面，管道單長造價應該是最低的；4）在養(yǎng)護方面，管道斷面應便于沖洗和清通淤積。（2）常見形式：圓形、半橢圓形、馬蹄形、拱頂矩形、蛋形、矩形、弧形流槽的矩形、帶低流槽的矩形、梯形等，： 常用管渠斷面（3）常見斷面特點1）圓形斷面：有較好的水力性能，在一定的坡度下，指定的斷面面積具有最大的水力半徑，因此流速大，流量也大。此外，圓形管便于預制，使用材料經(jīng)濟，對外壓力的抵抗力較強，若挖土的形式與管道相稱時，能獲得較高的穩(wěn)定性，在運輸和施工養(yǎng)護方面也較方便。因此是最常用的一種斷面形式。2）半橢圓形斷面：在土壓力和活荷載較大時，可以更好地分配管壁壓力，因而可減小管壁厚度。在污水流量無大變化及管渠直徑大于2m時，采用此種形式的斷面較為合適。3）馬蹄形斷面：其高度小于寬度。在地質條件較差或地形平坦，受受納水體水位限制時，需要盡量減少管道埋深以降低造價，可采用此種形式的斷面。又由于馬蹄形斷面的下部較大，對于排除流量無大變化的大流量污水，較為適宜。但馬蹄形管的穩(wěn)定性，需依靠還土的堅實度，要求還土堅實穩(wěn)定度大，若還土松軟，兩側底部的管壁易產(chǎn)生裂縫。4）蛋形斷面：由于底部較小，從理論上看，在小流量時可以維持較大的流速，因而可減少淤積，適用于污水流量變化較大的情況、但實際養(yǎng)護經(jīng)驗證明，這種斷面的沖洗和清通工作比較困難。加以制作和施工較復雜，現(xiàn)已很少使用。5）矩形斷面：可以就地澆制或砌筑，并按需要將深度增加，以增大排水量。6）梯形斷面：適用于明渠，它的邊坡決定于土壤性質和鋪砌材料。 管道材質管道材料有以下要求：（1）管道必須不漏水，不能滲入或滲出。（2）管道應能抵抗污水和地下水的沖刷和侵蝕。（3）管道的內(nèi)壁面應整齊光滑。（4）管道應有足夠的強度。通常，管道是預制的圓形管子。在我國，城市和工廠中最常用的管道是混凝土管、鋼筋混凝土管和陶土管?；炷凉苓m用于排除雨水、污水，混凝土管的原料較易獲得，設備、制造工藝簡單，被廣泛采用；鋼筋混凝土管適用于排除雨水、污水等；陶土管適用于排除酸性廢水。 結論綜上所述，本工程采用鋼筋混凝土圓管，其斷面面積具有最大的水力半徑，流速大，流量也大；原料較易獲得，設備、制造工藝簡單，運輸和施工養(yǎng)護方便，滿足使用要求。 定線原則和影響因素定線應遵循的主要原則是：管道定線應盡可能地在管線較短和埋深較小的情況下，讓最大區(qū)域的污水能自流排出。一般情況下，地形是管道定線的主要影響因素。定線時應充分利用地形，使管道的走向符合地形趨勢，一般宜順坡排水。在整個排水區(qū)域較低的地方敷設主干管和干管，這樣便于支管的污水能自流接入，而橫管的坡度盡可能與地面坡度一致。在地形平坦地區(qū)，應避免小流量的橫支管長距離平行于等高線敷設，讓其盡早接入干管，宜使干管與等高線垂直，主干管與等高線平行。在坡度較大的時候應設置跌水井，以改善水力條件。污水主干管的走向和數(shù)目取決于污水廠和出水口的位置和數(shù)目。小城市通常只設一個污水廠，只需一條主干管。大流量的集中污水直接接入污水干管起端，可以增大上游干管的管徑，減少敷設坡度，減小整個管道系統(tǒng)的埋深。 管網(wǎng)系統(tǒng)的布置形式城鎮(zhèn)、居住區(qū)或工業(yè)企業(yè)的排水系統(tǒng)在平面上的布置，隨著地形、豎向規(guī)劃、污水廠的位置、土壤條件、河流情況，以及污水的種類和污染程度等因素而定。在實際情況下，單獨采用一種布置形式較少，通常根據(jù)當?shù)貤l件，因地制宜采用綜合布置形式。常見的布置形式有以下幾種：（1）正交式：在地勢向水體適當傾斜的地區(qū)，各排水流域的干管可以最短距離沿與水體垂直相交的方向布置，稱正交布置。正交布置的干管長度短，、管徑小，因而經(jīng)濟，污水排出也迅速。但此時的污水未經(jīng)處理便直接排放，污染水體，一般僅用于排除雨水。（2）截流式：在正交布置中，沿河岸再敷設一條主干管，將個干管的污水截流送至污水廠，稱截流布置。（3）平行式：在地勢向河流方向有較大傾斜的地區(qū)，為了避免因干管坡度及管內(nèi)流速過大，使管道受到嚴重沖刷，可使干管與等高線及河道基本平行、主干管與等高線及河道成一定斜角敷設，稱平行布置。（4）分區(qū)式：在地勢相差較大的地區(qū)，當污水不能靠重力流流至污水廠時，可采用分區(qū)布置。（5）分散式：當城市周圍有河流，或城市中央部分地勢高、地勢向周圍傾斜的地區(qū)，各排水流域的干管常采用輻射狀分散布置，各排水區(qū)域有獨立的排水系統(tǒng)。 排水管網(wǎng)布置方案的擬定方案：截流式布置截流布置的干管長度較短，、管徑較小，因而相對比較經(jīng)濟；其次截流布置適用于分流制排水系統(tǒng)，將生活污水及工業(yè)廢水經(jīng)處理后排入水體，對減輕水體污水、改善和保護環(huán)境有重大作用。、管道參數(shù)確定及其附屬構筑物設計 污水設計流量的確定（1）設計管段及其劃分兩個檢查井之間的管段采用的設計流量不變，且采用相同的管徑和坡度，稱它為設計管段。為簡化計算，根據(jù)管道平面布置圖，凡有集中流量進入，有旁側管道接入的檢查井均可作為設計管段的起迄點。這幾管段的起迄點應編上號碼。（2）每一設計管段的污水設計流量可能包括以下幾種流量：1）本段流量q1——是從管段沿線街坊流來的污水量；2）轉輸流量q2——是從上游管段和旁側管段流來的污水量；3）集中流量q3——是從工業(yè)企業(yè)或其他大型公共建筑物流來的污水量。對于某一設計管段而言，本段流量沿線是變化的，即從管段起點的零增加到終點的全部流量，但為了計算的方便，通常假定本段流量集中在起點進入設計管段。它接受本段服務地區(qū)的全部污水流量。本段流量可用下式計算：q1=Fq0 （）式中 q1——設計管段的本段流量（L/s）；F——設計管段服務的街區(qū)面積（ha）；q0——單位面積的本段平均流量，即比流量（L/(sha)）。q0=np86400 （）式中 n——居住區(qū)生活污水定額（L/(capd)）； P——人口密度（cap/ha）。本段設計流量可用下式計算：Q1=Fq0Kz （）式中 Q1——設計管段的本段流量（L/s）；F——設計管段服務的街區(qū)面積（ha）；Kz——生活污水量總變化系數(shù)；q0——單位面積的本段平均流量，即比流量（L/(sha)）。（3）計算設計流量管道布置及兩家企業(yè)位置見WS01—污水管道平面布置圖，,。本設計中，居住區(qū)人口密度為3000人/km2，居民生活污水定額為280（L/(capd)），則，由公式（），每ha街區(qū)面積的生活污水平均流量（比流量）(L/(sha))本設計中有2個集中流量，在檢查井W1進入管道，、。設計管段W1—W2為干管起始管段，包括本段流量q1和集中流量q3，該管段接納街區(qū),11的污水，由公式（）。由公式（）。設計管段W2—W3有本段流量q1和轉輸流量q2，該管段緝拿街區(qū)12的污水，由公式（），；該管段轉輸流量q2是從管段W1—W2流來的生活污水平均流量，q2=。合流平均流量q1+q2=。Kz=（）式中 Q——平均日平均時污水流量（L/s）。當Q5L/s時，Kz=；1000L/s時，Kz=。由公式（），其余管段的這幾流量計算方法相同，計算結果見附表1。 有關規(guī)定（1）設計充滿度在設計流量下，管道中的水深h和管道直徑D的比值稱為設計充滿度（或水深比）。我國的污水管道按非滿流（h/D1）進行設計，這樣規(guī)定的原因是：1）保留一部分管道斷面，為未預見水量的增長留有余地，避免污水溢出。2）留出適當空間，以利管道的通風，排出有害氣體。： 最大設計充滿度管徑（D）或暗渠高（H）（mm）最大設計充滿度（h/D）200～300350～450500～900≥10003）在計算污水管道充滿度時，不包括淋浴或短時間內(nèi)突然增加的污水量，但當管徑小于或等于300mm時，應按滿流復核。（2）設計流速和設計流量、設計充滿度相應的水流平均速度叫做設計流速。為了防止管道中產(chǎn)生於積或沖刷，設計流速不宜過小或過大，應在最大和最小設計流速范圍之內(nèi)。最小設計流速是保證管道內(nèi)不致發(fā)生淤積的流速?！妒彝馀潘O計規(guī)范》。含有金屬、礦物固體或重油雜質的生產(chǎn)污水管道，其最小設計流速宜適當加大，其值要根據(jù)試驗或調(diào)查研究決定。最大設計流速是保證管道不被沖刷損壞的流速。該值與管道材料有關，通常，金屬管道的最大設計流速為10m/s。非金屬管道的最大設計流速為5m/s。（3）最小管徑在污水管道系統(tǒng)的上游部分，設計污水流量很小，若根據(jù)流量計算，則管徑會很小，而管徑過小極易堵塞；此外，采用較大的管徑，可選用較小的坡度，使管道埋深減小。因此，為了養(yǎng)護工作的方便，常規(guī)定一個允許的最小管徑。在街區(qū)和廠區(qū)內(nèi)污水管道最小管徑為200mm，街道下為300mm。在污水管道系統(tǒng)上游管段，由于管段服務的排水面積較小，因而設計流量小，按此流量計算得出的管徑小于最小管徑時，應采用最小管徑值。一般可根據(jù)最小管徑在最小設計流速和最大充滿度情況下能通過的最大流量值，計算出設計管段服務的排水面積。若設計管段服務的排水面積小于此值，即直接采用最小管徑而不再進行水力計算。這種管段稱為不計算管段。在這些管段中，當有適當?shù)臎_洗水源時，可考慮設置跌水井。（4）最小設計坡度不同管徑的污水管道有不同的最小坡度。管徑相同的管道，因充滿度不同，其最小坡度也不同。在給定設計充滿度條件下，管徑越大，相應的最小設計坡度值越小。通常對同一直徑的管道只規(guī)定一個最小坡度，以滿流或半滿流時的最小坡度作為最小設計坡度。我國《室外排水設計規(guī)范》只規(guī)定最小管徑對應的最小設計坡度，街坊內(nèi)污水管道的最小管徑為200mm，；街道下為300mm。若管徑增大，相應于該管徑的最小坡度由最小設計流速保證。（5）污水管道埋設深度污水管道的埋設深度是指管道的內(nèi)壁底到地面的距離。管道外壁頂部到地面的距離稱為覆土厚度。管道埋深是影響管道造價的重要因素，是污水管道的重要設計參數(shù)。管道埋設深度愈深，則造