给水排水管网系统ⅱ-排水工程复习

城市排水系统概论,本节重点,排水体制的概念排水体制的分类及各排水体制的特点,排水系统的体制及选择,对生活污水、工业废水和降水所采取的不同排除方式所形成的排水系统，称做排水系统的体制（简称排水体制）。排水体制一般分为合流制和分流制两种类型。,合流制排水体制,直排式合流制截流式合流制,分流制排水系统,完全分流制,不完全分流制,城市污水管道系统设计与计算,本章主要内容,确定污水设计流量污水管道平面布置确定污水管段的设计流量污水管道水力计算绘图,本章重点,污水设计流量计算：Q=Q1+Q2+Q3+Q4污水管段设计流量计算：水力计算：两个公式，水力计算图（表）设计规定：vDh/DI埋深衔接,生活污水设计流量,居住区生活污水设计流量,Q1居住区生活污水设计流量（L/s）n居住区生活污水定额（L/capd）N设计人口数KZ生活污水量总变化系数,公共建筑生活污水设计流量,常作为集中污水量单独计算Q2,工业企业生活污水及淋浴污水设计流量,工业废水设计流量,Q3：工业废水设计流量（L/s）m：生产工程中每单位产品的废水量（L/单位产品）M：产品的平均日产量KZ：总变化系数T：每日生产时数（h）,地下水渗入量,地下水位较高的地区，通常需考虑地下水的渗入量。一般取污水量的1020,城市污水设计总流量,Q=Q1+Q2+Q3+Q4,污水管道的水力计算,计算目的：合理的、经济的选择管道的断面尺寸、坡度和埋深。,水力计算的设计数据,设计原则,不冲刷,不淤积,不溢流,通风,基本公式,流量公式：Q=Av,流速公式：,曼宁公式：,设计充满度：在设计流量下，污水在管道中的水深和管道直径的比值。,引起污水中悬浮物沉淀的决定性因素。,设计流速：与设计流量、设计充满度相应的水流平均流速。,最小流速：保证管内不致发生淤积的流速0.6m/s,最大流速：保证管道不被冲刷损坏的流速10m/s（金属管道）5m/s（非金属管道）,最小管径,在街坊和厂区内：DN200mm,在街道下：DN300mm,最小设计坡度：相应于管道内流速为最小流速的管道坡度,埋设深度,埋深：管道内壁底到地面的距离。覆土厚度：管道外壁顶部到地面的距离。,最小覆土厚度：,必须防止管道内的污水冰冻或土壤冻涨而损坏管道。,必须防止管壁因地面负荷而受到破坏。,必须满足街坊污水连接管衔接的要求。,最大埋深：,干燥土壤：78m,多水、流沙、石灰岩地层：5m,管段设计流量及其确定,q1本管段沿线污水流量；q2转输沿线污水流量；q3集中污水流量本段集中流量转输集中流量Q=q1+q2+q3；,q1,Q,q3,本段流量,本管段服务区的全部污水量。q1=Fq0KZF:设计管段服务的街坊面积（ha)q0:比流量(L/sha)q0=(np)/86400KZ:生活污水量总变化系数,转输流量：从上游管段或旁侧管段流来的污水量。集中流量：从工业企业或其它大型的公共建筑物流来的污水量。,污水管道的衔接,原则,尽可能提高下游管段高程，以减小埋深,避免在上游管段中出现回水造成淤积,方法,水面平接,管顶平接,水面平接,适用于等管径相接或小管径接大管径,管顶平接,适用于小管径接大管径,跌水连接,适用于地面坡度很大的地区,控制点的确定,定义对管道系统的埋深起控制作用的地点位置离出水口最远点具有相当深度的工厂排出口低洼地区的管道起点,城市雨水管道系统设计与计算,本章小结,1.雨水设计流量的确定：重点暴雨强度公式，极限强度法原理推理公式，各参数的确定（Pt）2.雨水管渠的布置特点3.雨水管渠的计算：重点设计规定，计算公式，计算方法4.特殊地区雨水系统的设计特点5.排洪沟,暴雨强度,指某一连续降雨时段内的平均降雨量，即单位时间的平均降雨深度。,工程上常用单位时间内单位面积上的降雨体积表示q(L/has)。,我国暴雨强度公式,q:设计暴雨强度（L/sha)P:设计重现期（a）t：降雨历时（min）A1、c、b、n：地方参数,雨水管渠设计流量的确定,式中：Q雨水设计流量(L/s)径流系数，其数值小于1；F汇水面积(ha)q设计暴雨强度(L/(sha),极限强度法原理,承认降雨强度随降雨历时的增长而减小的规律性汇水面积的增长与降雨历时成正比汇水面积随降雨历时的增长较降雨强度随降雨历时增长而减小的速度更快,雨水管渠汇流量分析,0：雨水径流从最远点出口断面经历的时间。分析：当t0时，t增大，F不变，q减小，Q减小。因此，t=0时全面积汇流，产生最大汇流量。,极限强度理论的内容,当汇水面积上最远点的雨水达集流点时，全面积汇流，雨水管渠的流量最大。当降雨历时等于汇水面积上最远点的雨水达集流点的集流时间时，雨水管道的雨量最大。,假设条件,降雨在整个汇水面积上的分布是均匀的降雨强度在选定的降雨时段内均匀不变汇水面积随集流时间增长的速度为常数,集水时间的确定,t=t1+mt2t1:地面集水时间t2:管内雨水流行时间m:折减系数,地面集水时间t1的确定,影响因素：地形坡度、地面铺砌、地面种植情况、水流路程、道路纵坡和宽度、暴雨强度等。室外排水设计规范规定：一般采用t1=515min。,管渠内雨水流行时间t2的确定,L：各管段的长度(m)；v：各管段满流时的水流速度(m/s)；60：单位换算系数，1min=60s,折减系数m值的确定,按极限强度法计算的重力流雨水管道存在空隙容量。折减系数m实际是苏林系数与管道调蓄利用系数两者的乘积。室外排水设计规范建议：暗管m=2.0，明渠m=1.2。在陡坡地区，暗管m=1.22.0。,径流系数的确定,影响因素：地面覆盖情况、地面坡度、地貌、建筑密度的分布、路面铺砌、降雨历时、暴雨强度、暴雨雨型等,平均径流系数,区域综合径流系数一般市区的综合径流系数取=0.50.8，郊区取=0.40.6,设计重现期的确定,影响因素：汇水面积的地面建设性质、地形特点、汇水面积和气象特点等。重现期一般选用0.53a，对于重要地区，一般选用25a。在同一个排水系统中可采用同一个设计重现期或不同的设计重现期。,设计充满度管道设计充满度按满流考虑明渠超高0.20m街道边沟超高0.03m,雨水管渠水力计算的设计参数,设计流速最小流速：管道0.75m/s明渠0.40m/s最大流速：管道：金属管道10m/s非金属管道5m/s,最小管径及最小设计坡度雨水管道：DNmin=300imin=0.003雨水口连接管：DNmin=200imin=0.010最大埋深,干燥土壤：78m,多水、流沙、石灰岩地层：5m,管道衔接方式管顶平接,立体交叉道路排水,尽量缩小汇水面积取用较高的排水设计标准雨水口的布设位置要便于拦截径流管道布置应于其它市政管道综合考虑适当加大管道断面设置排水及降低地下水位的措施,城市合流制管道系统设计与计算,本章重点,合流制排水管渠的设计流量计算截流倍数的定义旧合流制系统的改造途径,第一个溢流井中上游管渠的设计流量Q=Qs+Qi+QrQs：生活污水设计流量Qi：工业废水设计流量Qr：雨水设计流量,合流制排水管渠的设计流量,实际工程中，若Qs+Qi5Qr，则Qs、Qi可不计。,：生活污水平均流量,：工业废水最大班平均流量,旱流流量,溢流井下游管渠的设计流量,雨水设计流量,Qr：溢流井下游排水面积上的雨水设计流量n0：截流倍数，溢流时截流的雨水与旱流流量之比。与污水水量、水质以及总变化系数，水体的卫生要求、水文、气象等有关。规范规定取用15，通常采用n03。,溢流井下游管渠的设计流量,合流制排水管渠的水力计算,水力计算内容,合理确定溢流井的位置和数目溢流井上游合流管渠的计算截流干管和溢流井的计算晴