水污染控制工程 第四章 城鎮(zhèn)雨水溝道的設(shè)計(jì)

第四章城鎮(zhèn)雨水溝道的設(shè)計(jì)

第一節(jié)雨水徑流量的計(jì)算第二節(jié)雨水徑流量的調(diào)節(jié)及利用第三節(jié)雨水管渠的設(shè)計(jì)

第四節(jié)合流管道系統(tǒng)

第五節(jié)城鎮(zhèn)防洪

第六節(jié)合流溝道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

第七節(jié)我國(guó)舊城傳統(tǒng)排水措施

第一節(jié)雨水徑流量的估算陣雨歷時(shí)：指一場(chǎng)暴雨經(jīng)歷的整個(gè)時(shí)段。降雨歷時(shí)：指陣雨過程中任一連續(xù)的時(shí)段。雨水溝道和合流溝道的設(shè)計(jì)以降雨量為基礎(chǔ)，其設(shè)計(jì)流量為雨水徑流量。

雨量參數(shù)：降雨強(qiáng)度：指在某一降雨歷時(shí)內(nèi)的平均降雨量。深度h（mm）表示方式1hm2面積上的降雨量（m3·h-1·m-2）降雨量：一段時(shí)間內(nèi)降落在某一面積上的總水量。

雨量參數(shù)：i=h/t（mm·min-1）q=Ki=166.7

i

（L·s-1·hm-2）表示方式降雨強(qiáng)度頻率：通常稱單位時(shí)間內(nèi)某種事件出現(xiàn)的次數(shù)（或比例）為頻率，水文統(tǒng)計(jì)上，用頻率反映水文事件出現(xiàn)的頻繁情況。降雨強(qiáng)度的重現(xiàn)期。

雨量參數(shù)：洪水的大小50年一遇100年一遇洪水重現(xiàn)期50年100年頻率2%（0.02）1%（0.01）

推理公式：雨水溝道設(shè)計(jì)流量一般采用推理公式計(jì)算：式中：qv——雨水溝道的設(shè)計(jì)流量，L/s；

A——排水面積，hm2；

i

——降雨強(qiáng)度，mm/min；

q——降雨強(qiáng)度，L/（s·hm2）；

K——單位換算系數(shù)，等于167；

ψ

——徑流系數(shù)，其值小于1，地面徑流量與降雨量之比。雨水溝道設(shè)計(jì)流量的估算設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度(q、i)的確定1.

降雨分析歷時(shí)t/min降雨歷時(shí)t/minΔh=1.3Δt=10Δt=30Δh=2.1i(mm/min)t(min)雨水溝道設(shè)計(jì)流量的估算設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度(q、i)的確定2.

雨量曲線和雨量公式分析每一年的記錄整理每一年的降雨分析匯總表編制降雨分析整理成果表和雨量曲線全國(guó)雨量公式表p=10p=5p=2p=1p=0.5福州24年：降雨分析一個(gè)自記雨量計(jì)降雨記錄的整理—雨量曲線和雨量公式分析每一年的記錄整理每一年的降雨分析匯總表全國(guó)十大城市雨量公式摘要表編制降雨分析整理成果表和繪制雨量曲線雨水溝道設(shè)計(jì)流量的估算——設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度的確定t——設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)（排水面積的集水時(shí)間），min；t1——地面積水時(shí)間，min；t2——在溝道中流行的時(shí)間，min；l——集中點(diǎn)上游各溝段的長(zhǎng)度，m；v——相應(yīng)各溝段的設(shè)計(jì)流速，m/s。

設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)：以排水面積中最遠(yuǎn)的一點(diǎn)到集水點(diǎn)的雨水流行時(shí)間作為設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)。式中：雨水溝道設(shè)計(jì)流量的估算——設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)的確定雨水溝道設(shè)計(jì)流量的估算設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)(t)的確定2.極限強(qiáng)度理論：歷時(shí)t等于匯水面積最遠(yuǎn)點(diǎn)雨水流達(dá)集流點(diǎn)的集流降雨時(shí)間，因此，設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度q、降雨歷時(shí)t、匯水面積A多是相應(yīng)的極限值，這便是雨水管道設(shè)計(jì)的極限強(qiáng)度理論。設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)(t)的確定4.

設(shè)計(jì)計(jì)算：1

A1街區(qū)一A雨水口B

A2街區(qū)二2A3街區(qū)三c34t1一般在5～15min雨水溝道設(shè)計(jì)流量的估算設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)(t)的確定i降雨強(qiáng)度iu入滲慮uh’余水歷時(shí)徑流歷時(shí)h’hh降雨歷時(shí)植物截流死水1.

產(chǎn)流和匯流過程示意：

設(shè)計(jì)雨水溝道，確定設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度時(shí)，常選用重現(xiàn)期較短的當(dāng)?shù)亟涤陱?qiáng)度。選用重現(xiàn)期，主要看：溝道溢流；地區(qū)集水將造成的危害；施工費(fèi)用。

雨水溝道設(shè)計(jì)流量的估算——設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的確定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期(1/Pn)的確定1.

重現(xiàn)期選用長(zhǎng)些年(10年、5年)還是短些年(1年、0.5

年)，主要看溝道溢流、地區(qū)積水造成的危害，其次是施工費(fèi)用。2.

重現(xiàn)期與溝道溢流之間的關(guān)系(1).

雨水溝道按滿流設(shè)計(jì)，實(shí)際到達(dá)滿流時(shí)還沒有溢流(2).

重現(xiàn)期相同的降雨強(qiáng)度并非同時(shí)發(fā)生在同一陣雨中下游溝段滿流時(shí)，上游溝段并非滿流，留有空間。(2).

實(shí)際流量超過滿流時(shí)，出現(xiàn)壓力流，溝道的排水量將超過滿流流量。

影響徑流系數(shù)的因素：地面的透水性、地面坡度、降雨情況（久雨和暴雨）。徑流系數(shù)常采用面積內(nèi)各類地面的徑流系數(shù)的加權(quán)平均值。0.15公園或綠地0.30非鋪砌地面0.40干砌磚石和碎石路面0.45級(jí)配碎石路面0.60大塊石鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面0.90各種屋面、混凝土和瀝青路面ψ地面種類

雨水溝道設(shè)計(jì)流量的估算——徑流系數(shù)的確定徑流系數(shù)(Ψ)的確定1.

徑流系數(shù)(Ψ)的影響因素：地面覆蓋情況、地面坡度、地貌、建筑密度的分布、路面鋪砌情況；降雨歷時(shí)、降雨強(qiáng)度、降雨類型。（具體參見表4-6）2.

平均徑流系數(shù)(Ψav)：注：Ψav具體參見給排水設(shè)計(jì)手冊(cè)54.1.3雨水溝道設(shè)計(jì)流量的估算降低設(shè)計(jì)流量的嘗試1.

集水時(shí)間的修正、自由容積的利用、壓力流的利用2.

設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)理論公式：設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)修正公式：折減系數(shù)m≈1.8～2.2：蘇林系數(shù)m1：流行速度實(shí)際比設(shè)計(jì)小，m1

≈

1.2容積利用系數(shù)m2：滿流不同時(shí)出現(xiàn)在各管段，可調(diào)蓄作用m2

≈1.7規(guī)范m

：暗管2、明渠1.2、陡坡地區(qū)暗管1.2～2.0討論1.

雨水徑流量的計(jì)算公式多是經(jīng)驗(yàn)公式，精度不高2.

徑流系數(shù)(Ψ)的不準(zhǔn)確性3.

降雨強(qiáng)度的確定(q)的隨意性：重現(xiàn)期1/Pn、集水時(shí)間t4.

跟當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)條件關(guān)系

應(yīng)用推理公式確定雨水溝道的設(shè)計(jì)流量時(shí)：排水面積的值精度較高；徑流系數(shù)的值很難精確，且隨城市的建設(shè)而變動(dòng)；降雨強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的確定，隨意性很大；重現(xiàn)期的選用富有隨意性；地面集水時(shí)間富有隨意性。

雨水溝道口徑的決定同經(jīng)濟(jì)考慮有密切關(guān)系，不太可能避免溢流，如果溢流問題考慮周到，雨水溝道可以小些。討論

第二節(jié)雨水徑流量的調(diào)節(jié)有可能降低整個(gè)溝系的造價(jià)由于雨水流量大，溝槽長(zhǎng)，下游溝道的雨水流量尤其大，設(shè)置調(diào)節(jié)池，可使下游溝道的設(shè)計(jì)流量減小，降低下游溝系的造價(jià)，而且做調(diào)節(jié)池的造價(jià)要比溝管省，故有可能降低整個(gè)溝系的造價(jià)。能使雨水溝道的設(shè)計(jì)有較大的靈活性如今后在所在的匯水區(qū)域上大量造房，會(huì)使不透水面積增加，從而使徑流量劇增，一般很少有可能再重新排管，此時(shí)若能設(shè)置一個(gè)調(diào)節(jié)池，將上游的流量引入調(diào)節(jié)池，洪峰過后再排入下游管道，則可使下游溝道仍能使用，從而解決該技術(shù)矛盾。能改善合流制管系暴雨時(shí)的溢流水水質(zhì)由于合流制溝管在遇到暴雨時(shí)，會(huì)有大量溢流水產(chǎn)生，而溢流的水中含有相當(dāng)?shù)纳钗鬯凸I(yè)廢水，水質(zhì)較差，若能在截流式合流制的溢流井后面設(shè)置調(diào)節(jié)池，并對(duì)進(jìn)入調(diào)節(jié)池的溢流污水進(jìn)行處理后再將其排入水體，就能使最終排入水體的溢流水的水質(zhì)得到改善。雨水徑流調(diào)節(jié)池的作用

調(diào)節(jié)池的位置選擇很重要，調(diào)節(jié)池若設(shè)置在排水系統(tǒng)的開始或末端，可想而知是意義不大的，故最佳位置的選擇需要慎重考慮。

調(diào)節(jié)池的最佳設(shè)計(jì)位置選擇

盡可能利用當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件，如水庫(kù)、池塘、河流等。應(yīng)專門建設(shè)。一般位置：匯流點(diǎn)。

在有池塘、河床可以利用，或有洼池可以建池的情況下，往往可以調(diào)節(jié)徑流量，以減小其下游的溝道口徑。調(diào)節(jié)池構(gòu)造

流槽式泵汲式

溢流堰式側(cè)堰泵c.側(cè)堰流槽b.流槽溢流堰a.溢流堰q3q'q4q1第三節(jié)雨水管渠的設(shè)計(jì)

因雨水泵站投資、用電量都很大，盡量避免設(shè)置雨水泵站。因明溝造價(jià)低，考慮采用明溝。在建筑物密度較高、交通繁忙的地區(qū)，可采用加蓋明溝。利用地形，就近排放地面水體，降低造價(jià)。盡量利用池塘、河浜受納地面徑流，最大限度地減少雨水溝道的設(shè)置。雨水管渠設(shè)計(jì)的原則雨水溝道系統(tǒng)的平面布置

雨水口的設(shè)置位置，要配合道路邊溝，在道路交叉口處，雨水不應(yīng)漫過路面。

陡坡地區(qū):為避免因溝道坡度太陡，設(shè)跌水窨井等特殊構(gòu)筑物，使干溝與等高線斜交，以適當(dāng)減少干溝坡度。

受地形影響

平坦地區(qū):為避免干溝埋深過大，增加造價(jià)，干溝應(yīng)設(shè)在流域的中部，以減少兩側(cè)支溝長(zhǎng)度。

根據(jù)城市規(guī)劃和建設(shè)情況，考慮利用河湖水體與洼地調(diào)蓄雨水，把地形條件、地下水位以及原有的和規(guī)劃的地下設(shè)施、施工條件等因素綜合考慮，合理布置，分期建設(shè)，逐步完善。

布置原則

溝系定線

雨水溝系常沿道路鋪設(shè)，設(shè)在道路中線的一側(cè)，與道路相平行，盡量在快車道以外。

受道路交通影響

雨水溝道平面布置充分利用地形，就近排入水體。分散出水口雨水管布置集中出水口雨水管布置雨水溝道平面布置根據(jù)城市規(guī)劃布置雨水管道1.根據(jù)建筑物分布，道路布置及街區(qū)內(nèi)部的地形等布置雨水管道。使街區(qū)內(nèi)絕大部分雨水排入街道低側(cè)雨水管。2.雨水管應(yīng)平行道路布設(shè)，且宜布置在人行道或者草地帶下，而不宜布置在快車道下，以免積水時(shí)影響交通或維修時(shí)破壞道路路面，道路寬大于40m時(shí)，可考慮2側(cè)設(shè)置雨水管。3.考慮與其它地下構(gòu)筑物相互協(xié)調(diào)（排水管道與其它構(gòu)筑物的最小凈距可參閱附錄3）。雨水溝道平面布置合理布置雨水口，以保證路面雨水排除暢通雨水溝道采用明渠或暗管應(yīng)結(jié)合具體條件確定。雨水溝道平面布置1.暗管2.蓋板渠3.明渠4.路邊溝暗管接入明渠明渠接入暗管設(shè)置排洪溝排除設(shè)計(jì)地區(qū)以外的雨洪徑流。雨水溝道平面布置管道按滿流設(shè)計(jì)，明溝應(yīng)留超高，不小于0.2m。最小設(shè)計(jì)流速為0.75m/s，明溝為0.4m/s。管道可不考慮最大流速，明溝的最大流速按下頁(yè)表采用。最小管徑300mm，最小坡度0.003；雨水口連接管管徑200mm，最小坡度0.01。雨水溝道流速公式。管段銜接一般用管頂平接，當(dāng)條件不利時(shí)也可用管底平接。最小覆土厚度，在車行道下時(shí)，一般不小于0.7m，基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)在冰凍線以下。在直線管段上窨井的最大間距見下表。雨水溝道水力學(xué)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則設(shè)計(jì)充滿度：管道h/d為1，明溝超高≥0.20m，街道邊溝超高≥0.03m。設(shè)計(jì)流速：管道最小為0.75m/s，明溝最小為0.4m/s；金屬管最大設(shè)計(jì)流速10m/s，非金屬管最大設(shè)計(jì)5m/s明溝最大設(shè)計(jì)流速明渠類別最大設(shè)計(jì)流速（m/s）明渠類別最大設(shè)計(jì)流速（m/s）粗砂或貧砂質(zhì)粘土0.8草皮護(hù)面1.6砂質(zhì)粘土1干砌塊面2粘土1.2漿砌塊石或漿砌磚3石灰?guī)r、砂巖4混凝土4管徑或暗渠凈高/mm最大間距/m污水管道雨水（合流）管道200~4002040500~7005060800~100070801100~150090100>1500100120雨水溝道水力學(xué)設(shè)計(jì)步驟步驟1：劃分流域與溝道定線，確定雨水流向步驟2：劃分設(shè)計(jì)溝段與沿線匯水面積

步驟5：進(jìn)行水力學(xué)計(jì)算步驟4：確定溝道的最小埋深步驟3：確定雨量參數(shù)的設(shè)計(jì)值

最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度：最小管徑300mm，最小坡度0.003；雨水口連接管徑200mm，最小坡度0.01雨水溝道水力計(jì)算雨水溝道流速公式：管段銜接一般用管頂平接，條件不利時(shí)可用管底平接最小覆土厚度：車行道0.7m，基礎(chǔ)應(yīng)設(shè)在冰凍線下直線管段上窨井的最大間距雨水溝道水

力計(jì)算的方法附圖18：鋼筋混凝土園管滿流

n＝0.013已知：n＝0.013qv＝200L/s

地面i＝0.004雨水溝道水力計(jì)算雨水溝渠設(shè)計(jì)步驟劃分排水流域和管道定線劃分設(shè)計(jì)管段劃分并設(shè)計(jì)各管段的匯水面積確定各排水流域的徑流系數(shù)Ψ確定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P、地面集水時(shí)間t1進(jìn)行水力計(jì)算繪制雨水管道平面圖及縱剖面圖雨水溝渠水力計(jì)算示例原始規(guī)劃圖劃分排水流域、管道定線和設(shè)計(jì)管段雨水溝渠水力計(jì)算示例劃分并設(shè)計(jì)各管段的匯水面積雨水溝渠水力計(jì)算示例確定各排水流域的徑流系數(shù)Ψ雨水溝渠水力計(jì)算示例Ai(%)ΨiAiΨi建筑面積350.9031.5不透水路面250.9022.5綠地330.154.95泥地70.302.10確定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P、地面集水時(shí)間t1雨水溝渠水力計(jì)算示例1.重現(xiàn)期采用1年2.相應(yīng)降雨強(qiáng)度公式：水力計(jì)算見表4.3.3雨水溝渠水力計(jì)算示例

雨量重現(xiàn)期采用一年，相應(yīng)降雨強(qiáng)度公式：地面集水時(shí)間t用10min。徑流系數(shù)及加權(quán)平均的計(jì)算：

水力學(xué)計(jì)算示例基本公式和數(shù)據(jù)：步驟1：從溝道系統(tǒng)圖中量得各溝段的長(zhǎng)度L列入第2項(xiàng)步驟2：根據(jù)排水面積的劃分，將各溝段的沿線面積列入第3項(xiàng)步驟3：各溝段的排水面積列入第4項(xiàng)步驟4：從圖中讀出數(shù)據(jù)列入第14、15項(xiàng)步驟5：根據(jù)各溝段的假定流速，算出集流時(shí)間t，比流量q0，設(shè)計(jì)流量qv，而后從水力學(xué)算圖上選定管徑D與坡度I，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)假定流速并進(jìn)行重新計(jì)算，最終使假定流速與確定的流速兩者一致步驟6：計(jì)算各溝底高程，并填入表格列表計(jì)算及步驟

為什么下游溝段3-2的設(shè)計(jì)流量(qv=607.2L/s)反而比上游溝段4-3的設(shè)計(jì)流量(qv=627.2L/s)小?

窨井5處計(jì)算集水點(diǎn)t2的集水時(shí)間時(shí)有3個(gè)值,為什么選擇最大的?

計(jì)算溝段5-4的上端的溝底高程時(shí)可得3個(gè)數(shù)值,為什么要采用最小的?Questions雨水溝道平面圖的繪制

溝道系統(tǒng)平面布置圖上，加注計(jì)算所得數(shù)據(jù)。規(guī)劃階段

完整的溝道平面圖反映初步設(shè)計(jì)的要求標(biāo)明窨井的具體位置可能有施工有關(guān)的地面建筑物其他地下管線及地下建筑物的位置管線圖例及施工說明施工圖設(shè)計(jì)階段比例尺1:500~1:2000第四節(jié)合流管道系統(tǒng)

4.1合流溝道系統(tǒng)的適用條件與布置特點(diǎn)系統(tǒng)使用條件合流制溝道排水區(qū)域內(nèi)有一處或多處水源充沛的水體，其流量和流速多足夠大，一定量的的混合污水排入后對(duì)水體造成的污染危害程度在允許的范圍內(nèi)。街坊和街道的建設(shè)比較完善，必須采用暗管渠排除雨水，而街道的斷面又轎窄，管渠的設(shè)置位置收到限制時(shí)。地面有一定的坡度傾向水體，當(dāng)水體高水位時(shí)，岸邊不受淹沒。污水窄中途不需要泵汲。系統(tǒng)實(shí)踐類型合流制溝道全部污水不經(jīng)處理直接排入水體（環(huán)境保護(hù)上已經(jīng)不容許）。具有截流溝道，在截流溝道上設(shè)置溢流井，水量超過截流能力時(shí)，超過的水量通過溢流井泄入水體，杯截流的水給予適當(dāng)處理。合流制溝道系統(tǒng)布置特點(diǎn)管渠的布置應(yīng)使所有服務(wù)面積上的生活污水、工業(yè)廢水和雨水都能合理的排入管渠，并能以可能的最短距離坡向水體。必須合理地確定溢流井的數(shù)目和位置，以便盡可能減少對(duì)水體的污染，減小截流干管的尺寸和縮短排放渠道的長(zhǎng)度。在合流制管渠系統(tǒng)的上游排水區(qū)域內(nèi)，如果雨水可沿地面的街道邊溝排泄，則該區(qū)域內(nèi)可只設(shè)污水管道，只有當(dāng)?shù)孛嬗晁荒苎氐孛媾判箷r(shí)考慮合流。沿水體岸邊布置與水體平行的截流干管，在截流干管的適當(dāng)位置上設(shè)置溢流井，使超過截流干管設(shè)計(jì)輸水能力的那部分污水通過溢流井就近排入水體。4.2合流污水水質(zhì)和截流倍數(shù)溢流負(fù)荷量流出符合量和晴天污水的濃度，最大值最多在平均值的2～3倍雨污混合水濃度變化很大，最大值可超過平均值的10倍以上，跟沖刷有關(guān)。一般雨天時(shí)的加權(quán)平均值BOD5、OC與SS約為雨天的70％、80％和2倍。截流雨水量增大，溢流污染物將急劇減少(2-3mm)污水水質(zhì)雨污混合水的BOD5與OC的平均濃度與晴天污水并污很大的差異。雨污混合水的SS平均為晴天時(shí)的二倍。雨污混合水水質(zhì)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可看統(tǒng)計(jì)表4-11(P116)研究認(rèn)為截流雨水量(2mm/h)比較恰當(dāng)，則截流管按三倍最大小時(shí)污水量設(shè)計(jì)。4.3城市舊合流制排水管渠系統(tǒng)的改造合流制溝道系統(tǒng)改造途徑改合流制為分流制：有完善的衛(wèi)生設(shè)備、街坊和庭院多具有雨污兩個(gè)溝道系統(tǒng)，工廠內(nèi)部可清濁分流,街道斷面有足夠的位置。對(duì)溢流的混合污水進(jìn)行適當(dāng)處理：砂慮、沉淀、消毒，或者先存儲(chǔ)然后晴天處理。對(duì)溢流的混合污水量進(jìn)行控制：提高地表的持水能力和地表滲透能力，利用屋面、街道、停車場(chǎng)或公園為限制暴雨進(jìn)入管道的暫時(shí)性地表儲(chǔ)水措施。保留合流制，修建合流管渠截流管，污染仍然嚴(yán)重原因?yàn)?設(shè)計(jì)截流污水倍數(shù)0.5～1小于規(guī)范的1～5，污水處理廠處理能力不足，工業(yè)廢水未達(dá)標(biāo)排入市政管道，北方河流流量小，季節(jié)性變化大。截流倍數(shù)選用要適當(dāng)?shù)奶岣?，建議截流倍數(shù)1～5倍可在溢流井附近設(shè)置雨污混合水調(diào)節(jié)次，以截取初雨徑流，晴天在污水處理廠處理。截流干溝的布置和與內(nèi)河道的整治和城市防洪防澇相結(jié)合，利用原來有的溝道和泵站。溢流井的位置要設(shè)置的恰當(dāng)，減輕對(duì)城市環(huán)境的污染，設(shè)計(jì)好溢流井的構(gòu)造。合流制溝道系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)注意點(diǎn)事項(xiàng)合流溝系污水處理廠的設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)截流污水進(jìn)行適當(dāng)處理，處理能力與截流量相適應(yīng)。123445河3B1236C2351D4123445河A合流與分流制管渠排水系統(tǒng)的連接方式1.分流區(qū)域2.合流區(qū)域3.溢流井4.初次沉淀池5.曝氣池與二次沉淀池6.污水廠4.4截流合流溝道的水力計(jì)算截流式合流制溝道合流制排水管渠的設(shè)計(jì)流量合流制排水管渠的水力設(shè)計(jì)確定堰口高程：(1)上游合流干溝設(shè)計(jì)流量qv1為徑流設(shè)計(jì)流量

qv和qw之和；(2)下游截流干溝設(shè)計(jì)流量qv2=(no+1)qvw；(3)計(jì)算在截流干溝滿流，上游合流干溝h/D;(4)溢流堰高程＝上游合流干溝溝底高程＋h人口密度P＝400人/ha，qvn＝150L/d.人，Ψ＝0.6，t1＝8min，重現(xiàn)期p＝1a，no＝4；。合流制排水管渠的水力設(shè)計(jì)示例合流制排水管渠的水力設(shè)計(jì)表污水比流量：雨水比流量：合流溝道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

合流溝道系統(tǒng)的適用條件與布置特點(diǎn)合流溝道系統(tǒng)

具有截流溝道，在截流溝道上設(shè)溢流井，當(dāng)水量超過截流能力時(shí)，超過的水量通過溢流井泄入水體，被截流的水予以適當(dāng)處理。

全部污水不經(jīng)處理直接排入水體，對(duì)水體污染大，在環(huán)境保護(hù)上已不容許采用。截流式合流溝道在溝系造價(jià)上投資較省，溝系養(yǎng)護(hù)較簡(jiǎn)單。地下管線可減少，不存在雨水管與污水管的誤接問題。合流制污水處理廠的造價(jià)比分流制污水廠高，處理養(yǎng)護(hù)也較復(fù)雜。截流式合流制在衛(wèi)生上比分流制差，環(huán)境污染較大。截流式合流溝道與分流制系統(tǒng)相比的優(yōu)缺點(diǎn)

當(dāng)溢流井離排放水體較近且溢流井不受高水位倒灌影響時(shí)，原則上宜多設(shè)溢流井。

當(dāng)溢流井受高水位倒灌影響時(shí)，宜減少溢流井?dāng)?shù)量，并在溢流管上設(shè)潮門，必要時(shí)設(shè)泵站排水。應(yīng)使雨水及早溢入水體，以降低下游干溝的設(shè)計(jì)流量截流式合流溝系的布置原則截流倍數(shù)截流雨水量與晴天平均污水量之比n0合流污水水質(zhì)與截流倍數(shù)合流制污水的水質(zhì)特點(diǎn)

雨污混合水的BOD5與OC的平均濃度與晴天污水并無很大的差異（見左下表）雨污混合水的SS平均為晴天時(shí)的2倍雨污混合水水質(zhì)的統(tǒng)計(jì)見右下表項(xiàng)目晴天雨天范圍平均范圍平均BOD550～195.9112.86.45～267.23119.67OC29.9～135.858.912.43～181.3474.26SS41.1～175.284.688.13～394.97209.91項(xiàng)目水樣幾率/%范圍/（mg·L-1）平均/mg·L-1）BOD55033~243907058~29512190112~402189OC5027~174547042~213719063~244110SS5066~28913770144~48021590184~859376晴天污水的濃度，最大值大多在平均值的2～3倍內(nèi)，雨污混合水濃度變化很大，最大值可超過平均值的10倍以上，這是因溝道晴天時(shí)的淤積在雨天時(shí)被沖刷所致。一般雨天時(shí)的加權(quán)平均BOD5值約為晴天時(shí)的70％，很少會(huì)超過晴天時(shí)的濃度；雨天時(shí)的加權(quán)平均OC值約為晴天時(shí)的80％，但因地區(qū)不同，也有可能會(huì)超過晴天濃度的；對(duì)于SS，雨天時(shí)的加權(quán)平均濃度約為晴天時(shí)的2倍，低于晴天濃度的現(xiàn)象極為少見。當(dāng)截流雨水量增大，溢流污染物將急劇減少，當(dāng)截流雨水量到達(dá)2～3mm/h時(shí)，溢流污染物將顯著減少；當(dāng)截流雨水量超過2～3mm/h時(shí)，溢流污染物的減少就不明顯。研究認(rèn)為采用截流雨水量2mm/h比較適當(dāng)，按全國(guó)最大小時(shí)污水平均量1mm/h計(jì)，則截流雨水量為最大小時(shí)污水量的2倍，截流管按3倍最大小時(shí)污水量設(shè)計(jì)。流出負(fù)荷量與溢流負(fù)荷量

我國(guó)近年來有部分溝道系統(tǒng)改造成截流式合流溝道系統(tǒng)，但改造后的截流式合流溝道并不理想，污染仍極嚴(yán)重，只是污染程度有所減輕而已，原因如下：我國(guó)合流溝道系統(tǒng)的工作情況與改造問題

規(guī)范規(guī)定截流雨水量倍數(shù)n0一般用1～5，實(shí)際上為節(jié)省投資，一般用0.5～1.0，截流倍數(shù)過小，致使大量污染物泄入水體，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水體的自凈能力。城市污水廠處理能力不足。目前城市污水廠按晴天污水量設(shè)計(jì)，甚至在晴天污水量下也已經(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。目前大量工業(yè)廢水并沒有達(dá)到進(jìn)入城市排水溝道的水質(zhì)要求，特別是一些水量大、濃度高或有毒的廢水未經(jīng)處理直接排入城市溝道。我國(guó)北方河流的流量較小，流量的季節(jié)性變化很大。將合流溝系改造成分流制一般需具備三個(gè)技術(shù)條件（3）城市街道要有足夠的地下空間，使有可能實(shí)現(xiàn)鋪設(shè)雨水和污水兩個(gè)溝系（2）工廠內(nèi)部的雨水和冷卻水等排水系統(tǒng)與工業(yè)、生活污水系統(tǒng)分開（1）所有街坊與庭院都需具有雨水與污水兩個(gè)溝道系統(tǒng)，嚴(yán)格分流（1）、（2）兩條件難以具備，并且要改建幾乎所有的接戶管,要破壞大量路面，改造工作量極大，需要很長(zhǎng)時(shí)間才可能完成，因此合流制改造成分流制在實(shí)踐中較難實(shí)現(xiàn)。從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)角度看，污水不經(jīng)處理直接排入水體的合流溝道，主要的改造方向是向截流式合流溝道過渡。

直接排放型的合流溝道改造為截流式合流溝道，需規(guī)劃設(shè)計(jì)的幾個(gè)方面：截流倍數(shù)的選用要適當(dāng)提高，我國(guó)《規(guī)范》建議的截流倍數(shù)1～5較低，所用n0值宜根據(jù)不同地區(qū)的水體稀釋能力和自凈能力作不同程度的提高。合流溝系污水處理廠的設(shè)計(jì)，應(yīng)對(duì)截流污水作適當(dāng)處理，處理能力應(yīng)與截流量相適應(yīng)。溢流井的位置、構(gòu)造要得當(dāng)，發(fā)揮其應(yīng)有的作用。溢流口附近可設(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)，在晴天時(shí)把調(diào)節(jié)池中混合污水送至處理廠處理。截流干溝的布置應(yīng)與市內(nèi)河道的整治和城市防洪排澇規(guī)劃相結(jié)合。截流式合流溝道的水力學(xué)計(jì)算合流溝道的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按設(shè)計(jì)流量計(jì)算按最大生產(chǎn)班內(nèi)的設(shè)計(jì)流量計(jì)算溢流井上游的溝段：按最大徑流量計(jì)算溢流井下游的溝段：按被截流的雨水量計(jì)算按設(shè)計(jì)流量滿流計(jì)算0.75m/s，另需校核旱流時(shí)溝內(nèi)流速應(yīng)比同一情況下的雨水溝道設(shè)計(jì)適當(dāng)提高生活污水量工業(yè)廢水量

雨水量

設(shè)計(jì)流量

設(shè)計(jì)充滿度設(shè)計(jì)最小流速設(shè)計(jì)重現(xiàn)期q’v

=(n0

+1)qvh

+q’vh

+q’vyqv

＝qvs＋qvg＋qvy＝qvh＋qvy第一個(gè)溢流井上游溝道的設(shè)計(jì)流量qv：溢流井下游溝道的設(shè)計(jì)流量q’v：截流式合流溝道的設(shè)計(jì)流量式中:qvs——平均生活污水量，L/s;qvg——工業(yè)廢水的平均最大班流量，L/s;

qvy——設(shè)計(jì)雨水徑流量，L/s;qvh——qvh＝qvs+qvg，旱流污水量，L/s。式中:q’vh——溢流井以后的污水設(shè)計(jì)流量，L/s；

q’vy——溢流井以后匯水面積的設(shè)計(jì)雨水徑流量,L/s;n0——截流倍數(shù)。溢流井水力學(xué)設(shè)計(jì)

截留干溝按滿流設(shè)計(jì)，滿流時(shí)堰口開始溢流。

水力學(xué)設(shè)計(jì)上，溢流開始時(shí)，二條入流管和一條截流出水管的水位應(yīng)在同一高程，即堰口高程（截流溝段采用溝頂平接）。溢流井構(gòu)造二條入流管：上游合流干溝，上游截流干溝二條出流管：下游截流干溝，溢流管

上游合流污水流量上升時(shí)，溢流井中水位隨著上升，溢流量逐漸加大。這時(shí)，截流干溝從重力流轉(zhuǎn)入壓力流，流量隨著變動(dòng)。截流干溝終端應(yīng)設(shè)窨井控制流量，以免污水廠出現(xiàn)來水過多而泛濫溢流過程確定堰口高程：以堰口高程的確定和堰口長(zhǎng)度的核算為目的的溢流井水力學(xué)設(shè)計(jì)溢流井下游溝道的設(shè)計(jì)流量q’v：堰口與上游合流干溝（D一般大于1m）垂直時(shí)，堰口長(zhǎng)度L=D。估計(jì)與設(shè)計(jì)流量相應(yīng)的堰口水頭H，若H過大，適當(dāng)增加堰口長(zhǎng)度，改變溢流井平面布置。堰口流量的公式：式中：v2/2g為堰口附近流速水頭,可采用上游合流干溝的設(shè)計(jì)流速水頭；C值和H值最好用實(shí)測(cè)確定；C可采用1.86。

上游合流干溝設(shè)計(jì)流量qv1等于徑流設(shè)計(jì)流量qv與污水設(shè)計(jì)流量qvw之和：

qv1=qv+qvw下游截流干溝設(shè)計(jì)流量qv2=n0qvw或(n0+1)qvw，n0稱稀釋倍數(shù)，決定于環(huán)境質(zhì)量要求和經(jīng)濟(jì)條件。計(jì)算在截流干溝滿流時(shí)，上游合流干溝中的充滿度h/D。溢流井堰口高程=上游合流干溝溝底高程+h。

例：某鎮(zhèn)合流溝系人口密度為400人/hm2，污水量標(biāo)準(zhǔn)150L/(d·人)，ψ=0.6，t1=8min，P=1a,n0=4。雨量公式：

解：污水比流量：（L·s-1·hm-2）

雨水比流量：截流式合流溝道水力學(xué)計(jì)算實(shí)例

求：截流干溝3-2-1-0的設(shè)計(jì)流量及D、I、v。第五節(jié)城鎮(zhèn)防洪

城鎮(zhèn)防洪

沿江河城市，當(dāng)市區(qū)地面標(biāo)高低于洪水或大潮的高水位，則該城市就有河洪的危險(xiǎn)。受河洪威脅的城鎮(zhèn)，大都筑江堤以御洪潮，同時(shí)還須解決市區(qū)本身的雨澇。

河洪

位于山坡或山腳下的城鎮(zhèn)和工業(yè)企業(yè)，為防止坡面上的徑流沖刷城鎮(zhèn)，應(yīng)在城鎮(zhèn)山坡下修建防洪設(shè)施，攔截山洪，繞過城鎮(zhèn)，把洪水泄入江河。山區(qū)溪河雨洪暴漲暴落，水勢(shì)洶涌，破壞力極大。

山洪

防治的原則是因地制宜，宜順不宜擋。

攔洪溝的設(shè)計(jì)應(yīng)憑實(shí)地考察和歷年洪災(zāi)的調(diào)查。設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)山洪防治標(biāo)準(zhǔn)二三四大型、重要中型工業(yè)企業(yè)中小型工業(yè)企業(yè)工業(yè)企業(yè)生活區(qū)四2-150-1005-220-5010-510-20工程等別防護(hù)對(duì)象防洪標(biāo)準(zhǔn)頻率(%)重現(xiàn)期(a)城市防治標(biāo)準(zhǔn)工程等別防護(hù)對(duì)象防洪標(biāo)準(zhǔn)頻率(%)重現(xiàn)期(a)城市等級(jí)人口(萬人)重要性一二三重要政治、經(jīng)濟(jì)、國(guó)防、交通、工企業(yè)中等城市小城市>5020-50<20比較重要一般重要<1>1002-150-1005-220-504.4.3設(shè)計(jì)洪峰流量的計(jì)算洪水調(diào)查法推理公式法經(jīng)驗(yàn)公式法深入現(xiàn)場(chǎng)，勘查洪水位的痕跡，推導(dǎo)它發(fā)生的頻率，選擇和測(cè)量河槽斷面，根據(jù)水力公式進(jìn)行計(jì)算。水科院的水文研究所公式，小徑流研究組公式，林平一公式3種。用這種推理公式設(shè)計(jì)洪峰流量時(shí)，需要較多的基礎(chǔ)資料，計(jì)算過程也較繁瑣，詳細(xì)的可參