【文章內容簡介】 雨水排水系統(tǒng)，污水排至污水處理廠處理后排放，雨水就近排入水體。不完全分流制只有污水排水系統(tǒng)，未建雨水排水系統(tǒng)，雨水沿天然地面、街道邊溝、水渠等原有雨水渠道系統(tǒng)排泄，或者在原有渠道系統(tǒng)輸水能力不足之處修建部分雨水管道，待城市進一步發(fā)展后再修建雨水排水系統(tǒng)，逐步改造成完全分流制排水系統(tǒng)。 排水體制的選擇 排水體制的選擇是城市和工業(yè)企業(yè)排水系統(tǒng)設計中的重要問題，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，同時體制的選擇也影響排水系統(tǒng)工程的總投資和初期投資費用以及維護管理費用。排水系統(tǒng)體制的選擇應滿足環(huán)境保護的需要，根據當地條件，通過技術經 濟比較確定。 從環(huán)境保護方面來看，如果采用合流制將城市生活污水、工業(yè)廢水和雨水 全部截流送入城市污水廠處理，然后再排放，從控制和防止水體的污染來看， 是較好的；但這時截流主干管尺寸很大，污水廠容量也增加很大，建設費用相 應增加。分流制是將城市污水全部送入污水廠進行處理。但初雨徑流未加處理 就直接排入水體，對城市水體也會造成污染，有時還很嚴重，這是它的缺點。 近年來，國外對雨水徑流的水質調查發(fā)現，雨水徑流特別是初降雨水徑流對水 體的污染相當嚴重，甚至提出對雨水徑流也要嚴格控制。分流制雖然具有這一 山西省某縣排水管網設計 10 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，所以在國內外獲得了較廣泛的應用。 從工程投資方面看，據國外有的經驗認為合流制派誰管道的造價比分流制一般要低 20℅~40℅，可是合流制的泵站和污水廠卻比分流制的造價要高。從總造 價來看，完全分流制可能比合流制要高。從初期投資來看，不完全分流制因為初期只建污水排水系統(tǒng)，因而可節(jié)省初期投資費用，此外，又可以縮短工期，發(fā)揮工程效益也快。而合流制和不完全分流制的初期投資均比不完全分流制要大。所以，我國過去很多新建的工業(yè)基地和居住區(qū)均 采用不完全分流制排水系統(tǒng)。 從維護管理方面來看，晴天時污水在合流制管道中只是部分流，管內流速較低，易于產生沉淀，但在雨天是管內接近滿流，管中沉淀物易被暴雨水流沖走，因此，合流管道的維護管理費用可以降低；但晴天和雨天流入污水廠的水量變化很大，增加了合流制排水系統(tǒng)污水廠運行管理的復雜性。分流制系統(tǒng)可以保持管內的流速，不致發(fā)生沉淀，同時，流入污水廠的水量和水質比合流制變化小得多，污水廠的運行易于控制。 我國《室外排水設計規(guī)范》規(guī)定，在新建地區(qū)排水系統(tǒng)一般應采用分流制，但在附近有水量充沛的河流或近海 ，發(fā)展又受到限制的小城鎮(zhèn)地區(qū)；在街道較窄地下設施較多，修建污水和雨水兩條管線有困難的地區(qū)；或在雨水稀少，廢水全部處理的地區(qū)等，采用合流制排水系統(tǒng)有時可能是有利和合理的。 根據以上三個方面，綜合考慮 H縣 的現有情況，決定采用分流制排水系統(tǒng)。它可以節(jié)省投資，又可以縮短工期，發(fā)揮工程效益快 [2]。 管道材料及管道系統(tǒng)上的主要構筑物 管道材料 管道材料要求有四： ①管道必須不漏水，不論滲入或滲出。 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。混凝土管適用于排除雨水、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。 通用的金屬管是鑄鐵管和鋼管，由于價格較昂貴，一般較少采用。只有在外力很大或對滲漏要求特別高的場合下才采用金屬管。例如，在穿過鐵路時，用到的倒洪管應采用金屬管。在管道系統(tǒng)中采用的金屬管主要是鑄鐵管。 大學分校畢業(yè)設計 11 管道系統(tǒng)上的主要構 筑物 （ 1）檢查井 檢查井主要是為了檢查、清通和連接管道而設置的。檢查井通常設在管道交匯、轉彎、管道尺寸或坡度變化等處，相鄰一定距離的直線管道上也設置檢查井，其最大間距在 《室外排水設計規(guī)范》中作了規(guī)定，見下表 表 檢查井的最大間距 當上下游管段出現較大的落 差（大于 1m）時，一般檢查井不再適用，改用跌水井連接。跌水井是設有消能設施的檢查井，它可以克服水流跌落時產生的巨大沖擊力，宜設在直線管段上。 （ 2）雨水口 雨水口是在雨水管道或合流管道上收集地面雨水的構筑物。地面上的雨水經過雨水口和連接管流入管道上的檢查井。 雨水口的設置位置，應能保證迅速有效地收集地面雨水。一般應設在交叉路口、路側邊溝的一定距離處以及設有道路邊石的低洼地方，以防止雨水漫過道路或造成道路及低洼地區(qū)積水而妨礙交通。 （ 3）倒洪管 排水管道有時會遇到障礙物，如河道、鐵路、各種地下設施等。由于排水 管道采用重力流，因此碰到障礙物時，應先考慮較易搬遷的障礙物（給水管道）為其讓路。在管道必須為障礙物讓路時，它不能按原有的坡度埋設，而是按下凹的折線方式從障礙物下通過，這種管道稱為倒洪管。 確定倒洪管的路線時，應盡可能與障礙物正交通過，以縮短倒洪管的長度。 由于倒洪管的清通比一般管道困難得多，設計時，可采取以下措施來防止倒洪管內污泥的淤積。 ①提高倒洪管內的設計流量。一般采用 ～ ，在條件困難時可適當降低，但不宜小于 ，且不得小于上游管道中的流速。當管內流速達不到，應采取定期沖洗措施，沖洗流速不得小于 。 ②最小管徑采用 200mm。 管徑或暗渠凈高/mm 最大間距 污水管道 雨水（合流）管道 200～ 400 20 40 500～ 700 50 60 800～ 1000 70 80 1100～ 1500 90 100 1500 100 120 山西省某縣排水管網設計 12 ③在進水井或靠近進水井的上游管道的檢查井底部設沉淀槽。在取得當地衛(wèi)生主管部門同意的條件下，設置事故排出口，當需要檢修倒洪管時，使上游廢水通過事故排出口直接排入河道。 ④折管式倒洪管的上升管與水平線夾角應不大于 30 度。此措施主要為防止污泥在管內淤積。 （ 4）出水口 管道出水口的位置和型式應根據出水水質、水體的水位及其變化幅度、水流方向、下游用水情況、邊岸變遷（沖、淤）情況和夏季主導風向等因素確定， 并要取得當地衛(wèi)生主管部門和航運管理部門的同意。 管道出水口一般設在岸邊。 當廢水需和受水水體充分混合時，出水口常長距離伸入水體，在伸入水體的出水口處應設置標志。 污水管道的出水口應盡可能淹沒在水中，管頂標高一般在常水位以下，使污水和河水混合得較好，同時可以避免污水沿灘流瀉，造成環(huán)境污染。 雨水管道的出水口應露在水面以下，否則天晴時河水倒灌管道，造成死水。雨水管道出水口的管底標高，一般設在常水位以下。 出水口和河道連接處，一般設置護坡或擋土墻，以保護河岸，固定管道出口管的位置。 當出口標高比水體水位高出很多時 ，應考慮設置單級或多級跌水設施 [4]。 3 污水管道系統(tǒng)的設計 污水管道系統(tǒng)設計的主要內容包括確定設計方案，在適當比例的總體布置圖上，劃分排水流域，布置管道系統(tǒng)；根據設計人口數、污水定額，計算污水設計流量；進行污水管道的水力計算，確定管道斷面尺寸、設計坡度、埋設深度等設計參數；確定污水管道在道路斷面上的位置；繪制管道平面圖和縱剖面圖。 大學分校畢業(yè)設計 13 污水管道系統(tǒng)布置 確定排水區(qū)界 ,劃分排水流域 排水區(qū)界是污水排水系統(tǒng)設置的界限。凡是采用完善衛(wèi)生設備的建筑區(qū)都應設置污水 管道。它是根據城鎮(zhèn)總體規(guī)劃的設計規(guī)模決定的。 在排水區(qū)界內，根據地形及城鎮(zhèn)的豎向規(guī)劃，劃分排水流域。一般在丘陵及地形起伏的地區(qū)，可按等高線劃出分水線，通常分水線與流域分界線基本一致。在地形平坦無顯著分水線的地區(qū)，可根據面積大小劃分，使各相鄰流域的管道系統(tǒng)合理分擔排水面積，使干管在最大合理埋深情況下，流域內絕大部分污水能自流接入。 管道布置與定線 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。 地形一般是影響管道定線的主要因素。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及干管，便于支管的污水自流接入，而橫支管的坡度盡可能與地面坡度一致。 污水主干管的走向和數目取決于污水廠和出水口的位置和數目。在大城市或地形復雜的城市，可能要建幾個污水廠分別處理與利用污水，這就需要敷設幾條主干管。在小城市或地形傾向一方的城市，通常只設一個污水廠，則只需敷設一條主干管。若相鄰城鎮(zhèn)聯合建造污水廠，則需建造相應的區(qū)域污水管道系統(tǒng)。 為了增大上游干管的直徑，減小敷設坡度，以致能減少整個管道系統(tǒng)的埋深。將產生大流量污水的 工廠或公共建筑的污水排出口接入污水干管起端是有利的。 管道定線時還應考慮街道寬度及交通情況。污水干管一般不宜敷設在交通繁忙而狹窄的街道下。若街道寬度超過 40m時，為了減少連接支管的數目和減少與其他地下管線的交叉，可考慮設置兩條平行的污水管道。 污水支管的平面布置取決于地形及街坊建筑規(guī)劃，并應便于用戶接管排水。當街區(qū)面積不太大，街區(qū)污水管網可采用集中出水方式時，街道支管敷設在服務街區(qū)較低的街道下，稱為低邊式布置，如圖 31。當街區(qū)面積較大且地形平坦時，宜在街區(qū)四周的街道敷設污水支管，稱為周邊式布置，如圖 32。街區(qū)內污水管網按各建筑的需要設計，組成一個系統(tǒng)，再穿過其他街區(qū)并與所穿街區(qū)的污水管網相連，稱為穿坊式布置，如圖 33。在以上三種管道平面布置時的排水面積劃分方法中，本設計的地形適合用低邊式。 （圖） 山西省某縣排水管網設計 14 考慮到地質條件、地下構筑物以及其他障礙物對管道定線的影響，應將管道，特別是主干管布置在堅硬密實 的土壤中，盡量避免或減少管道穿越高地、基巖淺露地帶或基質土壤不良地帶。盡量避免或減少與河道、山谷、鐵路及各種地下構筑物交叉。以降低施工費用、縮短工期及減少日后養(yǎng)護工作的困難。管道定線時，若管道必須經過高地，可采用隧洞或設提升泵站；若需經過土壤不良地段，應根據具體情況采取不同的處理措施，以保證地基與基礎有足夠的承載能力。當污水管道無法避開鐵路、河流、地鐵或其他地下建（構）筑物時，管道最好垂直穿過大學分校畢業(yè)設計 15 障礙物，并根據具體情況采用倒虹管、管橋或其他工程設施。 采用的排水體制也影響管道定線。分流制系統(tǒng)一般有兩個或 兩個以上的管道系統(tǒng)，定線時必須在平面和高程上互相配合。采用合流制時要確定截流干管及溢流井的正確位置 [2]。 污水設計流量計算 污水管道及其附屬構筑物能保證通過的污水最大流量稱為污水設計流量。進行污水管道設計時通常采用設計期限終期的最大日最大時流量為設計流量。 生活污水設計計算 公式： 864000 pnq ?? () 式中： q0 —— 每公頃街區(qū)面積的生活污平均流量（比流量）， L/(sha)； n—— 居住區(qū)生活污水定額，本設計取 n=220L/(cap d)； p—— 居住區(qū)人口密度，本設計為 p=331cap/ha。 公式： Qi = Kz A q0 () 式中： Qi —— 相應街區(qū)的管段流量， L/S； A —— 設計管段的排水面積， ha。 Kz —— 生活污水量總變化系數 （ 1） 居住區(qū)生活污水定額 居住區(qū)生活污水定額可分為居民生活污水定額和綜合生活污水定