成都市某镇区排水管网规划设计讲解.doc

给水排水Vol. 35增刊2009337成都市某镇区排水管网规划设计王进张少辉(武汉理工大学土木工程与建筑学院, 武汉430070摘要成都市某镇是成都市北郊成彭路经济发展走廊上的一个片区中心镇和交通枢纽, 是以家具、食品等轻加工工业及休闲旅游为重点的历史文化名镇。介绍并分析了该镇区的排水现状, 阐述了近、远期排水工程的规划, 并对规划提出了一些建议和总结。关键词现状分析污水管网雨水管网规划设计1项目概况及现状分析111项目概况成都市某镇地处成都市新都西部的中心, 是四川省历史文化名镇, 是国家、省、市、区四级重点镇, 成都市13个优先发展的重点镇, 成都市生态工贸卫星城, 新都区的副中心, 家具、文化名镇、医药、食品、建工、建材、家具为主的综合性发展格局, 工业产品有34大系列分别被评为国家、部、省、市优质产品。规划范围内地形为平原, 地势较平坦, 西北高, 东南低, 从西北向东南的平均坡降23。镇区内水系主要有锦水河分干渠、南二支、护城河、老锦水河等渠道, 且水系的走向基本与地势相同。规划区简图见图1。本次规划总面积为1068193hm 2, 近期人口615万人, 远期规划人口1917万人 。图1某镇规划区为了使该镇在新的发展和机遇面前处于有利位置, 创造更加便利投资环境, 提高城市品位, 排水管网规划设计迫在眉睫。112, 同, 。该渠416km , 宽约12m , 渠深约4m , 在本区段内, 有一个小型发电站, 三处跌水。锦水河分干渠沿西北方向向上游延伸约10km , 与清白江交汇, 交汇处设置闸门控制进入锦水河分干渠的灌溉水量。锦水河分干渠设计灌溉流量为45m 3/s 。(2 南二支为锦水河分干渠下一级支流, 全长约为2km , 宽约为5m , 渠深约为3m ; 护城河是从南二支引出的南一斗、南二斗形成, 现状宽1153m , 深约为1112m , 根据该镇规划拟改造成主城区的景观水体。老锦水河位于该镇的西侧, 东西走向, 和南二支汇合, 该镇内长度约为418km , 规划区内长度约为114km , 目前老锦水河淤塞严重, 有待进行清淤改造以满足排水要求。(3 现状排水管渠主要集中于老城区, 绝大部分采用雨污合流, 极小部分新建小区采用雨污分流。街坊内一般设置有化粪池; 街坊内雨水和污水根据地形情况, 就近排入现有管网和水系中, 最终依靠锦水河分干渠及护城河承担排水任务, 造成水体水质污染。(4 规划范围内现有雨污合流管渠总长度约为20km , 通过现场踏勘发现街坊绝大部分地块标高低于道路标高014016m , 街坊内现有管埋深过 338给水排水Vol. 35增刊2009小, 一般为019112m , 常出现排水不畅, 雨天镇内有滞水现象, 随着开发建设力度的加大, 该矛盾日益突出, 规划设计中要对其进行完善和调整。(5 该镇尚未建成污水处理厂, 污水处理厂(近期规模2万m 3/d 建设进度需加快。2近期排水工程规划考虑到该镇排水管线现状和保证污水处理厂近期建成后能正常运转, 需要利用、改造现有雨污合流管线。近期老城区采用合流制排水体制, 无排水管线的其他区域采用分流制排水体制。所以, 近期以改造为主, 主要对现有管网(即图1中阴影部分区域 进行适当改造; 其他区域随着开发的进度逐步建设排水管网。为了收集老城区污水, 需要在现状污水排放口设置溢流井, 具体是在滨江路增设16个溢流井, 并沿滨江路铺设截留干管, 管径和坡度按远期规划设计确定, 经核算, 务, 故流速可满足要求保留和疏通, 展逐步完善管网, , 由于工程量相对较小、节约投资、易于施工、见效快, 已得到广泛应用, 并取得良好效果1。旱季时, 截流合流制排水系统可将污水全部送入污水处理厂; 雨季时, 通过截流设施, 将部分合流污水输送到污水厂, 溢流污水排入附近水体, 不可避免会对水体造成局部污染, 当合流制改造完毕后, 这一影响将消除。其他组团范围, 敷设远期污水干管, 随着各组团的开发, 逐渐完善污水支管, 使新建厂区、小区污水能顺利进入污水干管送至污水处理厂进行处理。具体是完成老陈彭路、规划区东侧过境路、北环路以及进入污水厂等主干管。据统计, 实施管线长度约占远期管线总长度的1/4。3远期排水工程规划311远期污水工程规划根据该镇控制性详细规划, 规划区以现代服务业为纽带, 以老城历史格局保护为核心, 由现代服务业簇群、泡菜食品工业园、行政中心等3大功能片区和周边配套居住片区构成, 形成“一轴、一带、一环、一园”的总体布局结构。一轴是指城市传统南北轴; 一带是指城市综合服务带; 一环是指护城河文化游憩环; 一园是指泡菜食品工业园。显然若采用合流制必然会造成水环境污染的恶果, 这与老城历史格局对水景和水环境的要求相悖。再者, 现状合流管网凌乱, 受埋深及现状标高限制无法达到远期污水管线设计要求。无论从现状和镇区环境要求, 还是满足管网长效运行和现实的经济适用性来考虑, 该镇到远期必须采用雨污分流排水体制。(1 该镇远期2020年规划人口20137万人, 取综合用水标准(平均日 为300L/(人d , 排放系数取为0185, 可得该镇远期总污水量为518万m 3/d , 远期污水处理厂规模为6万m 3/d 。(2 规划中使污水管线尽量少穿越沟渠, 本规划中有两处穿越锦水河分干渠。可选择凹字形倒虹管, 如图2, , , 其易。这种倒虹管在我国, 效果良好2 。图2凹字形倒虹管示意(3 对老城区管线可根据远期规划尽量利用现有管位, 在原管位置开挖更换新管道, 这种方法设计比较容易, 但后期施工压力很大, 对工期要求较高。(4 针对现场踏勘结果, 部分街坊地块标高较路面标高低014016m , 并考虑管线综合设计中污水管与雨水管线的高程避让, 设计污水管线最小覆土定为212m 左右。312远期雨水工程规划(1 充分利用地形, 分散、就近排入锦水河分干渠、南二支、护城河、老锦水河等四大水系, 对锦水河分干渠、南二支内有发电站和跌水, 雨水排放口选择设置在发电站和跌水后20m 至下一跌水上游150m 区段内, 保证雨水排放口的标高满足要求。(2 老城区位于锦水河分干渠南侧, 地势相对较低, 而且城区内街坊标高比道路标高要低, 为了能 给水排水Vol. 35增刊2009339让街坊内雨水顺利排出, 大部分雨水管起端覆土定为115m 左右, 若将雨水逆坡排向锦水河分干渠则排出口会低于渠底, 雨水无法排入渠中。所以只能利用护城河承担排水任务, 护城河需要加宽加深改造。(3 根据相关部门要求, 为提高雨水管网的排水可靠性, 本次规划中主次干道重现期P =2年, 支路重现期取P =1年, 采用成都市暴雨强度公式。由于可供排水的沟渠一般都较浅, 规划中尽量利用地面坡度, 采用大管径小坡度以使雨水能顺利排入渠中。4几点思考和建议(1 近期规划实施的污水干管中, 部分管线由于污水量少必然会导致流速不能满足需要发生沉积淤塞现象。建议局部采用地下水池冲洗方式, 由于雨水管道较污水管道高些且管道并行, 只需在500800m 处设一个地下水池, 连, , 雨季冲233不会发生严重淤塞, 在远期也将对分流制排水系统起到很好的冲洗作用。(2 在护城河改造上, 经过计算若铺设埋地圆管排雨水则护城河断面将在3m 3m 左右, 这样其作为景观水体显得不很美观, 可在断面形式上做文章, 将断面做成台阶状等具有休闲观赏性。另外为保证河中水量可考虑在下游设置小型橡胶坝进行调节。(3 鉴于硬聚氯乙烯双壁波纹管在九寨沟的成功应用经验, 管道可采用聚氯乙烯双壁波纹管, 其具有不易腐蚀, 适用寿命长, 管壁光滑, 水力阻力小, 在较小坡度小不易堵塞等优点, 可以降低埋深, 同时运输较方便4。(4 污水管的埋设深度除了要考虑最小覆土厚度还必须满足街区污水连接管衔接的要求, 考虑到规划区部分片区的街区高程低于道路高程014016m , 这就决定了其管道起端埋深的特殊性, 设计中需加以注意。可用式(1 计算出街道管网起点的最小埋深, 如图3所示。H =h +I L +Z 1-Z 2+h(1式中H 街道污水管网起点的最小埋深,m ;h 街道污水管网起点的最小埋深,m ;Z 1街道污水管起点检查井处地面标高,m ; Z 2街坊污水管起点检查井处地面标高,m ; I 街坊污水管和连接支管的坡度;L 街坊污水管和连接支管的总长度,m ; h 街道污水管和连接支管的管内底高差,m 。3016m , 平均管长300m ,200mm 的管子最小坡度4, 接入检查井中, 与300mm 管子管顶平接, 考虑014016m 的逆坡, 可得街道管道的最小埋深=016+3004+011+(014016 =213215(m 。(5 设计中, 考虑到其他市政管线(电力管沟、电讯管沟、燃气管、给水管等 埋深的要求, 雨水的最小覆土厚度取在115m 左右, 这样各管线在高程上基本能相互错开。但雨、污管线少数情况因受各因素制约而无法相互错开, 可做成交叉井形式, 将污水管线直接穿过交叉井, 而雨水管线在井中断开5, 如图4所示 。图4交叉井示意5结语城市排水管网是城市基础设施建设的重要组成部分, 与人民的生活息息相关。因此, 排水管网的设计一定要联系实际, 切忌纸上谈兵, 设计前必须做好 340给水排水Vol. 35增刊2009计算机技术潜水搅拌机三维流场的数值模拟彭珍珍1赵恒文1郭聪聪1汪文生2曾德全2(1河海大学水利水电工程学院, 南京210098; 2南京贝特环保通用设备制造有限公司, 南京210098摘要潜水搅拌机是污水处理的专用设备, 目前对该搅拌器的检验、性能比较、优化设计等方面的研究, 采用的是试验的方法, 而应用数值模拟软件优化潜水搅拌的研究很少。应用CFD 软件, 利用多重参考系法(MRF , 对潜水搅拌机的三维流场进行了数值模拟计算, 分析并研究了潜水搅拌机的流态特性, 计算了湍流状态下潜水搅拌机的功率准数, 并得到了功率曲线, 为潜水搅拌机的实际工程应用提供了参考依据。关键词CFD 潜水搅拌机优化设计随着计算流体力学的发展, 运用数值模拟方法CFD 来研究搅拌槽内的流动特性已逐渐应用到产品开发和应用研究上。通过数值模拟不但可以获得试验无法提供的数据, 费和缩短研究时间, 点。迄今为止, , 但尚处于保密阶段, 而国内在这方面的研究一直不多, 缺乏系统的理论指导, 因而通过数值模拟技术来了解潜水搅拌机运行下槽内的功率特性、流场分布规律, 对潜水搅拌机的优化设计、工程应用等有重要的指导意义。本文采用流体力学软件Fluent 对具有潜水搅拌机的搅拌槽内流场进行三维模拟, 通过对槽内不同截面处的速度场进行分析, 得到了此类搅拌槽内部流场的一些特点和规律; 研究了潜水搅拌机的功率特性, 并得到了功率曲线。1数值模拟1. 13个基, 其质量和动量1。5x j=0(1 t +u j x j =-x i +25x 2j+f i(2式中t 非定长项;u j x j 对流项, i , j =1, 2, 3; 5x i 压力梯度; 5x 2j 扩散项; f i 体积力。现场踏勘工作, 详细了解现状, 把握好设计细节, 这样才能把前期设计和后期实施有效结合起来, 尽量避免设计与现实脱节所带来的不必要的损失。参考文献1杨根权, 崔丽琴. 浅谈旧合流制排水管渠系统的改造. 给水排水,2001,27(5 :8112北京市市政工程设计研究总院. 给水排水