截流式分流制排水系统设计的理论及应用研究

摘要............................................................................................................................. I Abstract ........................................................................................................................ III 目录............................................................................................................................. V 第1章绪论 (1)

1.1 研究的目的及意义 (1)

1.2 国内外研究现状 (2)

1.3 研究内容及研究方法 (4)

1.3.1 研究内容 (4)

1.3.2 研究方法 (5)

第2章截流式分流制排水系统主要构筑物设计研究 (7)

2.1 截流井设计 (7)

2.1.1 传统截流井设计 (7)

2.1.2 改进型截流井设计 (10)

2.2 雨水调蓄池设计 (12)

2.2.1 雨水调蓄池的分类 (12)

2.2.2 雨水调蓄容积的计算 (13)

2.2.3 雨水调蓄池处理工艺 (14)

2.3 小结 (14)

第3章截流式分流制排水系统主要参数的确定方法 (15)

3.1 初期雨水截流量的确定 (15)

3.1.1 经验值计算法 (15)

3.1.2 90%降雨事件法 (15)

3.2 管段设计流量的确定 (16)

3.2.1 设置雨水调蓄池的管段设计流量 (16)

3.2.2 未设置雨水调蓄池的管段设计流量 (17)

3.3 其它设计建议 (18)

3.3.1 非结构性暴雨管理对“面源”污染的控制 (18)

3.3.2 结构性设计对“面源”污染的控制 (19)

3.4 小结 (19)

第4章SWMM模型在排水系统中的应用 (21)

4.1 设计暴雨过程 (21)

4.2 地表产流过程 (22)

4.2.1 透水性地表产流量 (22)

4.2.2 无洼地蓄水不渗透性地表产流量 (22)

4.2.3 不渗透性洼地蓄水地表产流量 (23)

4.2.4 SWMM模型模拟地表产流的方法 (23)

4.3 地表汇流过程 (23)

4.3.1 水文学法 (23)

4.3.2 水力学法 (24)

4.3.3 非线性“水库”法 (24)

4.4 地表污染物累积、冲刷 (25)

武汉工程大学硕士学位论文

4.4.1 污染物增长 (25)

4.4.2 污染物冲刷 (26)

4.4.3 街道清扫 (26)

4.5 输送系统模拟 (27)

4.6 小结 (28)

第5章截流式分流制排水系统的实例分析 (29)

5.1 工程案例概况 (29)

5.1.1 地理位置 (29)

5.1.2 水文气象条件 (29)

5.1.3 城区排水系统规划 (29)

5.2 武汉市阳逻开发区A区SWMM模型建立 (32)

5.2.1 研究区域排水区概化 (32)

5.2.2 研究区域管网概化 (33)

5.2.3 设计暴雨过程线 (34)

5.2.4 地表径流模型的建立 (40)

5.2.5 地表污染物累积、冲刷模型的建立 (42)

5.2.6 输送系统模型的建立 (44)

5.3 SWMM模拟结果与分析 (45)

5.3.1 管网运行状况 (45)

5.3.2 各截流管截流量与污染物浓度的定量关系 (45)

5.3.3 调蓄池入流管对溢流的影响 (48)

5.3.4 截流式分流制排水系统的环境效益对比 (53)

5.4 小结 (54)

第6章结论与展望 (55)

6.1 结论 (55)

6.2 展望 (56)

参考文献 (57)

攻读硕士期间已发表的论文 (61)

致谢 (63)

第1章绪论

1.1 研究的目的及意义

排水系统是承担用户排出的生活污水和工业废水的收集、输送和处理，达到消除污水废水中污染物质对于人体健康的危害和保护环境的目的。

在我国，对于城市排水的研究比较偏向于污水处理技术，而排水体制则相对较少[1]。现在老城区常用的截流式合流制排水系统，是在直泄式合流制排水系统中增设一条截污管道，在其与合流管相交位置附近建造截流井，其下游建造污水处理厂。该系统可以收集晴天和降雨初期的效果较好。但暴雨中后期，降雨量增大的速率远大于截流管的输送速率，此时混合水体进入受纳水体。

常用的合流制排水系统的优点都是工程建设费用较低、施工简单，但存在的不足之处是：晴天和降雨时期，污水处理厂所接受的污水浓度差异较大，对污水的处理技术是一种考验；在降雨时期，污水处理厂几乎处于饱和状态，降低了污水处理厂的使用年限；直接溢流的混合污水中含有生活污水和工业废水，同样会使受纳水体受到污染。

目前我国大多地区新建管网均采用分流制排水系统。不过，城市人口增长，城市地面污染物增多等都导致着地表污染日益严重。然而城市建设增大了城市的不透水性面积，减少了能拦截污染物的绿化面积。双重影响下，污染物随着降雨径流直接进入雨水管渠，分流制排水系统中雨水管道收集到的初期雨水含有大量地表污染物，将其直接接入受纳水体，会严重污染到受纳水体水质。除此之外，由于城市排水监管力度不够，目前无论是住宅小区还是办公场所，都存在将污水管道人为接入市政雨水管道的行为，使得污水混接入雨水管道，同样会污染受纳水体。

为弥补现有排水体制的不足，引进了截流式分流制排水系统[2]（见图1-1）。旱季时，截流式分流制排水系统水体主要有污水管网中的污水和混接入雨水管网中的污水，这些污水都被截流至污水处理厂处