城镇雨水管渠设计3

④我国北方河流的流量较小，流量的季节性变化很大。
直接排放型的合流管道改造为截流式合流管道，需规划设计 的几个方面：
①截流倍数的选用要适当提高，我国现用的截留倍数n0是以平均污水 量为标准的，其实质上只有国外用最大时污水量的50～60％，因此 《规范》建议的截流倍数1～5较低，所用n0值宜根据不同地区的水体 稀释能力和自净能力作不同程度的提高。 ②合流管系污水处理厂的设计，应对截流污水作适当处理，处理能力 应与截流量相适应。 ③溢流井的位臵、构造要得当，发挥其应有的作用。 ④溢流口附近可设臵雨污混合水调节池，以截取初雨径流，改善溢流 污水水质，在晴天时把调节池中混合污水送至处理厂处理。
截流倍数
《室外排水设计规范》规定： 截流倍数的确定应根据旱流污水的水质和水量及其总变 比系数、水体卫生要求、水文、气象条件等因素经计算确 定，一般采用1～5。 说明： （1）在实际设计时应从技术、经济的角度比较。 （2）在实际设计中，我国多数城市采用截流倍数n0=3。
截流式合流管道的水力学计算
生活污水量 按平均流量计算 按最大生产班内 的平均流量计算 溢流井上游的管段： 按最大径流量计算 溢流井下游的管段：按 被截流的雨水量计算 按设计流量满流计算 0.75m/s，另需校核旱流时管内流速 应比同一情况下的雨水 管道设计适当提高20～30％
我国合流管道系统的工作情况与改造问题
我国近年来有部分管道系统改造成截流式合流管道系 统，但改造后的截流式合流管道并不理想。污染仍极严重， 只是污染程度有所减轻而已，原因如下： ①规范规定截流雨水量倍数n0一般用1～5，实际上为节省投 资，一般用0.5～1.0，截流倍数过小，致使大量污染物泄入 水体，远远超过水体的自净能力。 ②城市污水厂处理能力不足。目前城市污水厂按晴天污水量 设计，甚至在晴天污水量下也已经超负荷运行，因雨天处理 能力依旧，迫使大量雨污混合水不经处理直接流出。 ③目前大量工业废水并没有达到进入城市排水管道的水质要 求，特别是一些水量大、浓度高或有毒的废水未经处理直接 排入城市管道。
截流式合流管道水力学计算实例
例：某镇合流管系人口密度为400人/hm2， 污水量标准150L/(d· 人)，ψ=0.6，t1=8min， P=1a, n0=4。 雨量公式： 596 .2
（3）城市街道要 有足够的地下空 间，使有可能实现 铺设雨水和污水两 个管系
(1)、(2)两条件难以具备，并且要改建几乎所有的接户管,要破坏 大量路面，改造工作量极大，需要很长时间才可能完成，因此合流 制改造成分流制在实践中较难实现。 美国华盛顿哥伦比亚特区对合流制改造方案进行过比较，如全 部改为分流制需要投资2.38亿美元，如改成截留式合流制仅需0.58 亿美元，相差4倍多。 从技术和经济两个角度看，污水不经处理直接排入水体的合流 管道，主要的改造方向是向截流式合流管道过渡。
截留雨水量（1mm/h） 项目 截留雨水量（2mm/h） 溢流负荷比/% 溢流负荷量 溢流负荷量 溢流负荷比/% (t/(100ha2)) (t/(100ha2)) 36 3.6 10 22 76 4.6 10.8 6 21 晴天年流出负荷量 (t/(100ha2.年))
BOD5
OC SS

1.0
1.3 3.0
Q Qd Qm Qs
Q d 平均生活污水量， / s； L



Q dr 旱流污水量，dr ＝Q d ＋Q m ，L / s； Q
Q Q d Q m Q s Qdr Qs



Q m 工业废水的平均最大班 流量，L / s； Q s 设计雨水径流量， / s； L
71
110 137 215 376
单位面积的流出负荷量与溢流负荷量

晴天污水的浓度，最大值大多在平均值的2～3倍内，而雨 污混合水浓度变化很大，最大值可超过平均值的10倍以上， 这是因管道晴天时的淤积在雨天时被冲刷所致。 一般雨天时的加权平均BOD5值约为晴天时的70％，很少 会超过晴天时的浓度；雨天时的加权平均OC值约为晴天 时的80％，但因地区不同，也有可能会超过晴天浓度的。 对于SS，雨天时的加权平均浓度约为晴天时的2倍，低于 晴天浓度的现象极为少见。 单位面积晴天雨天时的流出负荷量
截流式合流制在卫生上比分流制差，环境污 染较大。
溢流井位臵和结构
1 5 6
A
上游合流干管
上游截流管道
堰 溢流管
下游截流管道
2
3
4
污水厂
河流
A 干管和截留管道交汇处
上游合流干管
二条入流管：上游合流干管，上游截流干管 溢流井构造 二条出流管：下游截流管道，溢流管
堰
溢流管
下游截流管道
A－A
溢流井结构
A

溢流井下游管道的设计流量
1 5 6
溢流井下游管段流量
2 3 4
污水厂
河流
Q’=noQdr+ Q’s+Qdr+Q’dr=(no+1)Qdr+Q’s+ Q’dr
溢流井后截留干管的设计流量＝溢流井处截留 总量＋本段沿线雨水量＋本段沿线污水量
P113溢流井水力设计（不要求掌握）。 合流制系统的水力设计计算要求掌握
合流制排水体制的应用场合
①排水区域内有一处或多处水源充沛的水体，其流量和 流速都足够大，一定量的混合污水排入后对水体造成的 污染危害程度在允许的范围以内。 ②街坊和街道的建设比较完善，必须采用暗管渠排除雨 水，而街道横断面又较窄，管渠的设臵位臵受到限制时， 可考虑选用合流制。 ③地面有一定的坡度倾向水体，当水体高水位时，岸边 不受淹没。污水在中途不需要泵汲。 ④用于旧城改造。对于新建的城镇应采用分流制排水体 制。
⑤截流干管的布臵应与市内河道的整治和城市防洪排涝规划相结合。
5.4 截流合流管道的水力计算
截流式合流制排水管道设计参数
设计流量 设计充满度 设计最小流速 设计重现期 截流倍数
设计流量
合流管道的设计流量由生活污水量、工业废水 量和雨水量三部分组成。
我国《规范》规定合流管道中生活污水量的计算，按平均流量 计算，即总变化系数为1。 工业废水量用最大生产班内的平均流量计算； 雨水量在溢流井上游的管段按最大径流量计算，不考虑管道容 量的调蓄作用。在溢流井下游管段按截留的雨水量计算。
995.1
487.1 701.7
研究认为采用截流雨水量2mm/h比较适当，按全国平均 的晴天最大小时污水量1mm/h计，则截流雨水量为最大 小时污水量的2倍，截流管按3倍最大小时污水量设计。
截流倍数
溢流井下游中，不从溢流井泄出的雨水量与平 均污水量的比例称为截流倍数n0。即截流雨水量与 晴天平均污水量之比。 《室外排水设计规范》规定： 截流倍数的确定应根据晴天时污水水质和水量及其 总变比系数、水体卫生要求、水文、气象条件等因 素经计算确定，一般采用1～5。 说明： （1）在实际设计时应从技术、经济的角度比较。 （2）在实际设计中，我国多数城市采用截流倍数 n0=2～3。 即截流管按3～4倍污水量进行设计。
BOD5 项目 水样几 率/% 50 70 90 50 范围/（mg· L-1） 33~243 58~295 112~402 27~174 平均/ mg· L-1） 90 121 189 54
119.67 74.26 209.91
SS
OC
70
90 50 70 90
42~213
63~244 66~289 144~480 184~859
合 流 管 道 的 设 计 标 准
设计流量
工业废水量
雨水量
设计充满度 设计最小流速 设计重现期
截流式合流管道的设计流量
1 5 6
2
3
4
污水厂
河流
溢流井上游管道的设计流量(1-2,5-3,6-4)
溢流井下游管道的设计流量(2-3,3-4)
溢流井上游管道的设计流量
1 5 6
2
3
4
污水厂
河流
溢流井上游管道(1-2管段)的设计流量
污水厂
河流
溢流井下游管段（2-3,3-4）设计流量Q’包括： (1)截流的雨水部分(未溢流的雨水) n0Qdr n0 (Qd Qm ) (2)管段所服务的本段面积上的雨水设计流量Q’s (3)转输溢流井前的污水量Qdr (4)管段本段面积上的生活污水平均流量与工业废水 最大班平均流量之和Q’dr 。 Q’=noQdr+ Q’s+Qdr+Q’dr=(no+1)Qdr+Q’s+ Q’dr
5.3我国合流管道系统的工作情况与改造问题
直排式合流制排水系统的改造途径
截留式合流制排水系统 直排式合流制 排水系统 分流制排水系统
下游新建 截留管和 溢流井
新建污水管道系统
将合流系统改造成分流制一般需具备三个技术条件·
（1）所有街坊与 庭院都需具有雨水 与污水两个管道系 统，严格分流。
（2）工厂内部的 雨水和冷却水等排 水系统与工业、生 活污水系统分开。
上游合流干管
上游截流管道
堰
下游截流管道
上游合流干管 同一高程`
堰
溢流管
截留干管按满流设计，满流时堰口开始溢流。
水力学设计上，溢流开始时，二条入流管和一条截流出水管 的水位应在同一高程，即堰口高程（截流管段采用管顶平接）。
溢流管
下游截流管道
A
A－A
截留式合流制排水系统
布臵原则
合流干管
溢流井
截流主干管
河流
截留式合流制排水系统
合流干管
溢流井
截流主干管
溢流干管
污水厂
出水口
河流
与城市逐步发展的规律相一致，是迄今国内外现有排水体制 中使用最多的。
截流式合流管道与分流制系统相比的优缺点