排水工程學(xué)習(xí)課件

南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院2009年4月排水工程(一)DrainageEngineering吳軍

污水管渠系統(tǒng)

SewerSystem第一頁，共七十三頁。第1章排水系統(tǒng)概論第二頁，共七十三頁。排水系統(tǒng)的體制及其選擇排水系統(tǒng)的主要組成部分排水系統(tǒng)的布置形式排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則和任務(wù)第三頁，共七十三頁。排水系統(tǒng)的體制（一）合流制排水系統(tǒng)：生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在一個管渠系統(tǒng)中排除；國內(nèi)外老城市早期采用混合污水不經(jīng)處理就近排放水體的合流制排水系統(tǒng)；截流式合流制排水系統(tǒng)；第四頁，共七十三頁。第五頁，共七十三頁。截流式合流制溢流井示意圖第六頁，共七十三頁。ThesewermuseuminParis.It'slocatedintheactualsewersystem.Afascinatingplace,evenifalittlequirkyandsmelly.第七頁，共七十三頁。THENEWARKSEWERSYSTEM第八頁，共七十三頁。排水系統(tǒng)的體制（二）城市分流制排水系統(tǒng)：生活污水、工業(yè)廢水和雨水分別在兩個或兩個以上各自獨(dú)立的管渠系統(tǒng)中排除。完全分流制；不完全分流制；工業(yè)企業(yè)分流制排水系統(tǒng)：分質(zhì)分流；清污分流；第九頁，共七十三頁。第十頁，共七十三頁。合理選擇排水系統(tǒng)體制合流制排水體制主要存在于老城區(qū)，新建城區(qū)很少采用；截流式合流制排水體制存在雨天部分混合污水下河造成受納水體污染的問題；分流制排水體制是排水系統(tǒng)體制的主流，但存在初期雨水污染受納水體的問題；不完全分流制可節(jié)省初期投資，且施工周期短，工程發(fā)揮效益快，我國很多新建城區(qū)應(yīng)用較多；第十一頁，共七十三頁。排水系統(tǒng)的體制及其選擇排水系統(tǒng)的主要組成部分排水系統(tǒng)的布置形式排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則和任務(wù)第十二頁，共七十三頁。排水系統(tǒng)的主要組成部分(1)城市污水排水系統(tǒng)主要組成：室內(nèi)生活污水排水管道系統(tǒng)及設(shè)備；室外污水管道系統(tǒng)；污水泵站及壓力管道；污水處理廠；出水口及事故排放口；第十三頁，共七十三頁。排水系統(tǒng)的主要組成部分(2)雨水排水系統(tǒng)的主要組成：建筑物的雨水管道系統(tǒng)和設(shè)備；居住小區(qū)及工業(yè)企業(yè)雨水管渠系統(tǒng)；街道雨水管渠系統(tǒng)；排洪溝；出水口；第十四頁，共七十三頁。室內(nèi)生活污水排水管道系統(tǒng)及設(shè)備第十五頁，共七十三頁。第十六頁，共七十三頁。污水提升泵站ChicagoSewerSystemPumps第十七頁，共七十三頁。WastewaterTreatmentPlant第十八頁，共七十三頁。DiagramofPlantOverview第十九頁，共七十三頁。第二十頁，共七十三頁。第二十一頁，共七十三頁。排放口第二十二頁，共七十三頁。排水系統(tǒng)的體制及其選擇排水系統(tǒng)的主要組成部分排水系統(tǒng)的布置形式排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則和任務(wù)第二十三頁，共七十三頁。排水系統(tǒng)的布置形式正交式；截流式；平行式；分區(qū)式；分散式；環(huán)繞式；第二十四頁，共七十三頁。(1)正交式；(2)截流式(3)平行式；(4)分區(qū)式第二十五頁，共七十三頁。(5)分散式；(6)環(huán)繞式第二十六頁，共七十三頁。排水系統(tǒng)的體制及其選擇排水系統(tǒng)的主要組成部分排水系統(tǒng)的布置形式排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則和任務(wù)第二十七頁，共七十三頁。排水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)任務(wù)排水管渠系統(tǒng)是水污染控制工程的重要組成部分；排水工程的設(shè)計(jì)對象是需要新建、改建或擴(kuò)建排水工程的城市、工業(yè)企業(yè)，設(shè)計(jì)任務(wù)是規(guī)劃設(shè)計(jì)排水管渠系統(tǒng)和污水處理廠；第二十八頁，共七十三頁。排水工程規(guī)劃建設(shè)基本程序(1)排水工程規(guī)劃和建設(shè)的基本建設(shè)程序：可行性研究階段；計(jì)劃書階段；設(shè)計(jì)階段；組織施工階段；竣工驗(yàn)收交付使用階段；第二十九頁，共七十三頁。排水工程規(guī)劃建設(shè)基本程序(2)設(shè)計(jì)階段組成：初步設(shè)計(jì)；技術(shù)設(shè)計(jì)；施工圖設(shè)計(jì)；第三十頁，共七十三頁。排水工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本原則應(yīng)符合城市和工業(yè)企業(yè)總體規(guī)劃，并與其他單項(xiàng)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)密切配合，互相協(xié)調(diào)；要與相鄰區(qū)域的污水和污泥處置協(xié)調(diào)；城市污水處理應(yīng)以點(diǎn)源治理和集中處理相結(jié)合，以集中處理為主的原則實(shí)施；規(guī)劃中要考慮污水再生后回用的方案；污水排水工程與給水工程協(xié)調(diào)；雨水工程與防洪工程協(xié)調(diào)；排水工程的設(shè)計(jì)應(yīng)全面規(guī)劃，按近期設(shè)計(jì)，現(xiàn)時考慮遠(yuǎn)期擴(kuò)建的可能性；第三十一頁，共七十三頁。第2章污水管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)第三十二頁，共七十三頁。第三十三頁，共七十三頁。設(shè)計(jì)資料的調(diào)查及設(shè)計(jì)方案的確定；污水設(shè)計(jì)流量的確定；污水管道的水力計(jì)算；污水管道的設(shè)計(jì)；污水管道平面圖及縱剖面圖的繪制第三十四頁，共七十三頁。設(shè)計(jì)資料的調(diào)查和收集首先研究設(shè)計(jì)任務(wù)書或批準(zhǔn)文件的內(nèi)容；然后赴現(xiàn)場踏勘，分析、核實(shí)、收集、補(bǔ)充有關(guān)的基礎(chǔ)資料：明確設(shè)計(jì)任務(wù)的資料；有關(guān)自然因素方面的資料，包括地形圖、氣象資料、水文資料、地質(zhì)資料及水文地質(zhì)資料等；有關(guān)工程情況的資料；第三十五頁，共七十三頁。1自然環(huán)境資料

1)地形、地貌資料(地形圖)；

2)氣象水文(資料主導(dǎo)風(fēng)向，河流常水位，最高水位，最低水位，平均氣溫，最高氣溫，最低氣溫)；

3)工程地質(zhì)資料(地質(zhì)勘探報(bào)告)；

4)水文地質(zhì)資料(地下水位)；

2排水系統(tǒng)現(xiàn)狀

1)排水體制；

2)排水管道總平面布置圖；

3)近、遠(yuǎn)期規(guī)劃；

第三十六頁，共七十三頁。設(shè)計(jì)方案的確定設(shè)計(jì)方案是指設(shè)計(jì)人員根據(jù)工程的要求和特點(diǎn)，對工程中一些原則性的、涉及面較廣的問題提出的不同解決方案，即設(shè)計(jì)方案；深入分析不同設(shè)計(jì)方案的利弊和影響，并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；最后作出總的評價和決策，確定最佳方案。第三十七頁，共七十三頁。設(shè)計(jì)資料的調(diào)查及設(shè)計(jì)方案的確定；污水設(shè)計(jì)流量的確定；污水管道的水力計(jì)算；污水管道的設(shè)計(jì)；污水管道平面圖及縱剖面圖的繪制第三十八頁，共七十三頁。生活污水設(shè)計(jì)流量的確定居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量式中Q1－－居住區(qū)生活污水設(shè)計(jì)流量（L/s）;n－－居住區(qū)生活污水定額(L/(capd);N－－設(shè)計(jì)人口數(shù)；Kz－－生活污水總變化系數(shù)；第三十九頁，共七十三頁。設(shè)計(jì)人口設(shè)計(jì)人口是指排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)期限終期的規(guī)劃人口數(shù)；由城鎮(zhèn)（地區(qū)）總體規(guī)劃確定；初步設(shè)計(jì)時設(shè)計(jì)人口數(shù)按總?cè)丝诿芏扔?jì)算；施工圖設(shè)計(jì)時按街區(qū)人口密度計(jì)算；第四十頁，共七十三頁。生活污水量總變化系統(tǒng)總變化系數(shù)等于日變化系數(shù)與時變化系數(shù)的乘積注：1.當(dāng)汗水平均日流量為中間數(shù)值時，用內(nèi)插法求得；2.當(dāng)居住區(qū)有實(shí)際生活污水量變化資料時，可按實(shí)際數(shù)據(jù)確定；第四十一頁，共七十三頁。工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水

設(shè)計(jì)流量第四十二頁，共七十三頁。第四十三頁，共七十三頁。工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量第四十四頁，共七十三頁。地下水滲入量對于地下水位較高地區(qū)，均存在地下水滲入現(xiàn)象；設(shè)計(jì)時地下水滲入量Q4宜根據(jù)測定資料確定（GB50014-2006室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范）。第四十五頁，共七十三頁。城市污水設(shè)計(jì)總流量為居住區(qū)生活污水、工業(yè)企業(yè)生活污水和工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量三部分之和，地下水位較高地區(qū)還應(yīng)加上地下水滲入量。問題：計(jì)算方法是按照所有排水最大值在同一時間發(fā)生考慮的，但實(shí)際情況并非如此！第四十六頁，共七十三頁。第四十七頁，共七十三頁。第四十八頁，共七十三頁。第四十九頁，共七十三頁。設(shè)計(jì)資料的調(diào)查及設(shè)計(jì)方案的確定；污水設(shè)計(jì)流量的確定；污水管道的水力計(jì)算；污水管道的設(shè)計(jì)；污水管道平面圖及縱剖面圖的繪制第五十頁，共七十三頁。污水管道水力計(jì)算（一）污水管道中污水流動特點(diǎn)大多數(shù)情況下，污水管道內(nèi)部不承壓，利用管道兩端的水位差從高向低處流動；污水含有一定數(shù)量的懸浮物，懸浮物可能造成管道的淤積；水力計(jì)算均假定污水流動為均勻流，計(jì)算公式也采用明渠均勻流的計(jì)算公式；第五十一頁，共七十三頁。污水管道水力計(jì)算（二）水力計(jì)算基本公式第五十二頁，共七十三頁。第五十三頁，共七十三頁。污水管道水力計(jì)算（三）水力計(jì)算的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)充滿度h/D設(shè)計(jì)流速最小管徑最小設(shè)計(jì)坡度第五十四頁，共七十三頁。第五十五頁，共七十三頁。污水管道的埋設(shè)深度污水管道工程占排水工程總投資的50－75%；污水管道的埋設(shè)深度是影響污水管道工程造價的重要因素，合理確定管道埋深是降低工程造價的重要措施；污水管道最小覆土厚度的確定：須防止污水發(fā)生冰凍及土壤凍脹損壞管道；須防止管道因地面荷載造成破壞；須滿足街區(qū)污水管道銜接的需要；第五十六頁，共七十三頁。第五十七頁，共七十三頁。污水管道水力計(jì)算（四）污水管道水力計(jì)算方法已知設(shè)計(jì)流量，需要確定管道斷面尺寸和敷設(shè)坡度；首先要滿足規(guī)定的設(shè)計(jì)充滿度和設(shè)計(jì)流速；管道坡度參照地面坡度和最小坡度；通常采用水力計(jì)算圖的方法；第五十八頁，共七十三頁。設(shè)計(jì)資料的調(diào)查及設(shè)計(jì)方案的確定；污水設(shè)計(jì)流量的確定；污水管道的水力計(jì)算；污水管道的設(shè)計(jì)；污水管道平面圖及縱剖面圖的繪制第五十九頁，共七十三頁。污水管道的設(shè)計(jì)(1)確定排水區(qū)界，劃分排水流域；污水排水系統(tǒng)設(shè)置的界限即排水區(qū)界，是由城鎮(zhèn)總體規(guī)劃的設(shè)計(jì)規(guī)模確定的排水流域是根據(jù)地形確定：地形起伏的地區(qū)分水線即流域界線；地形平坦地區(qū)則盡量均勻地劃分排水流域第六十頁，共七十三頁。污水管道的設(shè)計(jì)(2)管道定線和平面布置；按主干管、干管和支管的順序定線主要原則：管線較短，埋深較小，讓最大區(qū)域的污水能夠自流排放通?？紤]的主要因素：污水處理廠及排放口位置；排水體制和地形；大流量污水用戶分布；工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件；地下管線及障礙物的位置等第六十一頁，共七十三頁。管道定線的地形因素充分利用地形，順坡排水；在排水區(qū)域較低的地方設(shè)置主干管或干管，使支管或干管的污水自流接入；宜使干管與等高線垂直，主干管與等高線平行敷設(shè)；相對獨(dú)立的流域可設(shè)置獨(dú)立的排水系統(tǒng)；管道定線要作方案比較，特別是需要建污水提升泵站時；第六十二頁，共七十三頁。污水管道的設(shè)計(jì)(3)控制點(diǎn)的確定和泵站的設(shè)置地點(diǎn)；對管道系統(tǒng)埋深起控制作用的點(diǎn)稱為控制點(diǎn)。各條管道的起點(diǎn)均為控制點(diǎn)，而距離出水口最遠(yuǎn)的控制點(diǎn)為整個排水系統(tǒng)的控制點(diǎn)；控制點(diǎn)標(biāo)高的確定既要盡量實(shí)現(xiàn)自流接入和排放，同時也要避免出現(xiàn)因個別控制點(diǎn)增加整個排水系統(tǒng)埋深的現(xiàn)象；中途泵站、終點(diǎn)泵站、局部泵站第六十三頁，共七十三頁。污水管道的設(shè)計(jì)(4)設(shè)計(jì)管段和設(shè)計(jì)流量的確定；相同設(shè)計(jì)流量、相同材質(zhì)的相同管徑、相同設(shè)計(jì)坡度的管段稱為設(shè)計(jì)管段；設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量包括本段流量、轉(zhuǎn)輸流量和集中流量；污水管道的銜接；水面平接管頂平接第六十四頁，共七十三頁。排水檢查井的設(shè)置及管道的銜接排水管道在管徑、坡度、高程、水流方向、有支管接入及規(guī)定距離的直管段處應(yīng)設(shè)置排水檢查井；排水管道在檢查井銜接的原則：盡可能提高下游管道高程，減小管道埋深，降低工程造價；

避免上游管道形成回水造成淤積；第六十五頁，共七十三頁。污水管道的銜接方式第六十六頁，共七十三頁。排水管道的跌水連接當(dāng)?shù)匦纹露却笥诠艿榔露葧r應(yīng)考慮采用跌水連接。《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》具體規(guī)定如下：4.5.1管道跌水水頭為1.0～2.0m時，宜設(shè)跌水井；跌水水頭大于2.0m時，應(yīng)設(shè)跌水井。管道轉(zhuǎn)彎處不宜設(shè)跌水井。4.5.2跌水井的進(jìn)水管管徑不大于200mm時，一次跌水水頭高度不得大于6m；管徑為300～600mm時，一次跌水水頭高度不宜大于4m。跌水方式可采用豎管或矩形豎槽。管徑大于600mm時，其一次跌水水頭高度及跌水方式應(yīng)按水力計(jì)算確定。第六十七頁，共七十三頁。第六十八頁，共七十三頁。污水管道的設(shè)計(jì)(5)城市道路下的各種管線包括：給水管、污水管、雨水管、煤氣管、熱力管、電力電纜、電訊電纜等；同時還會有地鐵等地下設(shè)施；地下管線發(fā)生矛盾時遵循的原則：壓力流讓重力流可彎曲的讓不可彎曲的新建讓已建的臨時的讓永久的檢修次數(shù)少的讓檢修次數(shù)多的第六十九頁，共七十三頁。污水管道在街道上的位置除非萬不得已，所有地下管線布置在非機(jī)動車道、人行道和綠化帶下。第七十頁，共七十三頁。設(shè)計(jì)資料的調(diào)查及設(shè)計(jì)方案的確定；污水設(shè)計(jì)流量的確定；污水管道的水力計(jì)算；污水管道的設(shè)計(jì)；污水管道平面圖及縱剖面圖的繪制第七十一頁，共七十三頁。謝謝!第七十二頁，共七十三頁。內(nèi)容總結(jié)南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院。設(shè)計(jì)資料的調(diào)查及設(shè)計(jì)方案的確定。N－－