1、第四章 城市排水工程系统规划,第一节 城市排水工程规划的原则与内容,城市给水工程规划的原则 应妥善、科学的进行城市污水收集、排放流域的划分。 全面规划，合理布局，应有利于水环境的保护和水质的改善。 对于缺水城市，应考虑污水及污泥的资源化，考虑处理水的再利用。 建立合理，完善的城市排水系统，有计划的兴建城市污水处理厂。 充分考虑现状，尽量利用和发挥原有排水设施的作用，使新规划排水系统与原有排水系统合理地有机结合。 与城市其它专业工程系统规划密切配合，相互协调，处理好与其他地下管线的矛盾，有利于管线综合利用 山区、丘陵地区的城市山洪防治应与城市排水体系，统一规划，坚持就近排放、分散整治、防止集中的
2、原则。,应考虑城市下水道系统和城市污水处理厂的远景发展，如新技术新工艺的应用，净化水的循环利用，污泥资源的综合利用等。 考虑尽可能降低工程的总造价和经常性运行管理费用，节省投资。 排水规划要注意的问题,干旱地区与多雨地区城市排水与水资源利用 山区与平原城市排水与防洪防涝 发达地区与欠发达地区城市排水系统的经济性与适用性 滨水与非滨水地区城市水系的保护与建设 城市内部排水与竖向规划的关系 城市排水工程规划内容与深度,城市排水系统工程,污水,污水泵站,排水管网,污水处理厂,水体,灌溉田,回用水处理,雨水,雨水管网,水体,第二节 城市排水工程系统与排水体制,一.城市排水工程系统的组成 城市排水分类
3、（一）生活污水:居住区或公共建筑中人们在生活活动中产生的污水。 （二）工业废水：在工业生产中所排放的废水。 1.生产废水： 是在使用过程中，受到轻度污染或仅水温增高的水。 2.生产污水： 是在使用过程中，受到较严重污染的水，需经处理后方可再 利用或排放。 （三）降水 指在地面上径流的雨水和冰雪融化水。,城市排水工程系统组成 排水管道(管网),污水处理系统(污水厂),出水口组成。 排水管道(管网)：是收集和输送废水的设施，包括排水设备、检查井、 管渠、泵站等。 污水处理系统(污水厂)：是改善水质和回收利用污水的工程设施。 包括城市及工业企业污水厂（站）中的各种处理物和除害设施。 出水口是使废水排
4、入水体并与水体很好混合的工程设施。 （一）生活污水排水系统任务是收集居住区和公共建筑的污水送至污水厂，经处理后排放或再利用 1）室内污水管道系统和设备 2）室外污水管道系统 3）污水泵站及压力管道 4）污水处理与利用构筑物 5）排入水体的出水口,（二）工业废水排水系统 是将车间及其它排水对象所排出的不同性质的废水收集起来 送至回收利用和处理构筑物或排放。 1）车间内部管道系统和设备 3）污水泵站及压力管道2）厂区管道系统 4）废水处理站（三）雨水排水系统 雨水排水系统用来收集径流的雨水，并将其排入水体。 1）房屋的雨水管道系统和设备 4）排洪沟 2）街坊或厂区雨水管渠系统 5）出水口 3）街道
5、雨水管渠系统,图4-1 组团污水管道系统布置图 1.出户管 2.组团污水管 3.检查井 4.控制井 5.连接管 6.小区污水检查井 7.小区污水管 8.城市污水支管,图4-2 城市污水排水系统组成示意图 1.城市边界 2.排水流域分界线 3.污水支管 4.污水干管 5.污水主干管 6.污水泵站 7.压力管 8.污水处理厂 9.出水口 10.事故出水口 11.工厂 I、II、III-排水流域,二.城市排水工程系统的体制选择,城市排水工程系统的体制 （一）合流制排水系统：将生活污水，工业废水和雨水混合在同一管渠内排除 的系统。 1）直泄合流制 将混合污水不经过处理直接排入水体，出口多且分散。 2）
6、截流式合流制 在沿河岸边建造一条截流干管，同时在截流干管上设置溢流井，并设置污水厂。,图4-3 直排式合流制排水系统 图4-4截流式合流制排水系统 1.合流支管 2.合流干管 3.河流 1.合流干管 2.溢流井3.截流主干管4.污水厂 5.出水口 6. 溢流干管 7.河流,（二）分流制排水系统,图4-6 不完全分流制排水系统 1污水干管 2. 污水主干管 3.污水厂 4.出水口 5.明渠或小河 6.河流,图4-7半分流制（截流式）排水系统 污水干管 2.截流干管 3.污水厂 4.出水口 5.雨水干管 6.跳跃井 7.河流,直排式合流制 特点：投资省、污染大、无污水厂 适用：小污染、大水体、建设
7、初期 截流式合流制 特点：投资较省、污染不大、有污水厂 适用：干旱地区、旧城改建 完全分流制 特点：投资大、污染小、有污水厂 适用：新建地区 不完全分流制 特点：投资较省、污染小、有污水厂 适用：地形起伏且水系健全地区,排水体制选择 1.环境保护方面 2.工程投资方面 3.近远期关系方面 4.施工管理方面 城市建设初期，根据情况，采用直排式合流制、截流式合流制、不完全分流制，逐步向完全分流制过渡。 要因地制宜，一个城市有两种或两种以上的排水体制是很正常的。,三. 城市排水工程系统布置,城市排水工程系统的布置形式 （一）正交式布置 （二）截流式布置 （三）平行式布置 （四）分区式布置 （五）分散
8、式布置 （六）环绕式布置 （七）区域式布置,正交式 1.城市边界 2.排水流域分界线 3.支管 4.干管 5.出水口,截流式 6. 污水厂 7.灌溉田 8.河流,平行式,分区式,分散式,环绕式,图4-9区域排水系统平面示意图 1.污水主干管 2.压力管道 3.排放管 4.泵站5.废除的城镇污水厂 6.区域污水厂,城市排水工程系统布置要素 污水排放系统的形式 污水处理厂及出水口位置 污水的利用和处理方式 工业废水和城市污水的关系 污水主干管的位置 泵站的数量位置 雨水管渠布置 排水管与竖向设计关系 近远期规划与建设分期,第三节 城市污水工程系统规划,城市污水量预测和计算 （一）总体规划阶段的污水
9、量估算 （二）详细规划阶段的污水量计算 1.居民生活污水量 2.公共建筑生活污水量 3.工业企业生活污水量的计算 4.工业废水量的计算 （三）城市污水设计总流量的计算,城市污水管网布置 （一）污水管网的布置形式 1.污水干管的布置形式:平行式,垂直式 2.污水支管的布置形式 （1）低边式 （2）围坊式 （3）穿坊式 （二）污水管网的布置原则 （三）城市污水管道敷设 （一）污水管道与其他管线，建筑物（构筑物）的间距 （二）污水管道的埋深与覆土厚度 最大埋深 最小覆土厚度:（1）防止管内污水冰冻（2）防止管道被地面荷载压坏（3）满足管道之间的衔接要求,城市污水管网的水力计算 （一）管渠的断面和选择
10、 （二）污水管道中污水流动的特点 重力流 均匀流： 水流运动中过水断面的每一条流线上的流速大小，方向沿流程不变。 可采用水力学公式计算 （三）管道水力计算的基本公式 （四）污水管道水力计算的设计规定 设计充满度（h/D） ：非满管（h/D1） 规范规定最大设计充满度 原因: 设计时应留出一部分管道断面,避免污水溢出地面污染环境,同时使渗入的地下水顺利流泄。 以利通风，排除有害气体。 管道部分充满时，管道内水流速在一定条件下比满流时大一些。 设计流速： 在设计流量，设计充满度相应的水流平均流速叫设计流速。 不宜过大或过小，应在之内。 最小设计管径：为了养护管理方便，常规定最小设计管径 最小设计坡
11、度：保证管道不发生淤积的坡度。,污水管道的埋设深度的确定 覆土厚度：指管道外壁顶部到地面的距离。 埋设深度：指管道内壁底到地面的深度。 最小覆土厚度应满足： 必须防止管道内的污水冰冻和应土壤冰冻膨胀而损坏管道（在寒冷地区） 必须防止管壁应地面荷载而受到破坏，管顶需一定的覆土厚度。 必须满足管道与管道之间的衔接要求 综合上述三种不同因素，取其最大值即为这一管道的埋设深 度或最小覆土厚度 最大允许埋深：管道埋深的最大值。该值根据技术经济指标及施工方法 而定。一般在干燥的土壤中，最大不得超过8米，在地下水位较高或土质 不好的地区最大不得超过5米。 污水管道的衔接 应遵循两个原则： 尽量提高下游管段的
12、高程，以减小管道埋深，降低造价。 避免上游管道中形成回水而造成淤积。 不允许下流管段的管底高于上游管段的管底 污水管道的衔接方法：管顶平接，水面平接，管底平接,（四）污水管道水力计算的方法 水力计算的任务是计算各设计管段的管径、坡度、流速、 充满度和井底高程。 （1）设计管段的划分 （2）设计管段的设计流量计算 每一管段可能包括以下流量： 本段流量：是从管段沿线街坊流来的污水量 转输流量：是从上游管段和旁侧管段流来的污水量 集中流量：是从工业企业或其他产生大量污水的建筑物流来的污水量。,污水管水力计算步骤: 布置管道平面图(定线)，绘制水力计算简图 选择控制点 从控制点至污水出口处进行管段编号
13、，并将管段填入表（10-7）1栏中。 从管道平面图中量取各管段长度l填入表（10-7）2栏中。 将计算出各段的设计流量填入3 栏中。 由管道布置图及规划图求得各设计管段起讫点检查井处的地面高程并列入表第10，11栏中。 确定起始管管径。采用最小管径250mm，坡度与地面坡度一致。（地面坡度=地面高程差/距离）当地面坡度很小时，可采用最小坡度，确定，h/D是否符合要求（查非满管流计算图表）,确定其他管径D，v，h/D及i值。（方法同7步骤） 一般每增加一个计算管段管径增加12号或保持不变,然后根 据Q(设计流量)确定其他参数。 根据管段的设计坡度，计算管段两端的高差（降落量）；列入第9项。 确定
14、控制点的埋深，列入第12项。 确定管段终端管底标高，列入第13项。 根据管道衔接方法依次确定其他管埋深，列入第14，15，16项。,第四节 城市雨水工程系统规划,雨水管渠系统的任务：及时地排除暴雨形成的地面径流，以保障城市，工厂和人民财产的安全。 地面径流：降落在地面上的雨水，只有一部分沿地面流入雨水管渠和水体，这部分雨水称为地面径流。 雨水排除方式：明渠，地埋管道 雨水管渠系统的组成： 雨水口，雨水管渠，检查井，出水口等构成一整套工程设施。,城市雨水管渠系统规划的主要内容： （1）确定或选用当地暴雨强度公式 （2）划分排水流域，进行雨水管渠的定线 （3）确定雨水泵房,雨水调节池,雨水排放口的
15、位置 （4）根据当地气象和地理条件，决定设计流量计算方法与有关设计参数 （5）进行雨水管渠的水力计算,确定管渠尺寸、坡度，标高及埋深 （6）绘制管道纵剖面图,雨水管渠系统的布置原则,充分利用地形，就近排入水体 尽量避免设雨水泵站 结合街区及道路规划布置雨水管渠 结合城市竖向规划 明渠的设置 雨水出口的设置 调蓄水体的布置 雨水口的布置 合理开辟水体,雨水管渠的设计步骤,划分排水流域和管道定线 划分设计管段和沿线汇水面积 由各流域的具体条件确定设计管系的重现期、径流系数、街坊集水时间等设计参数 确定管道的最小埋深，并由竖向规划读出设计管段的地面标高，准备进行水力计算 有暴雨公式列表计算各管段内设
16、计流量，定出各设计管段的D, i, v,管底标高和管道埋深。,雨水管渠设计流量确定： （一）暴雨强度公式表示暴雨特征：降雨历时，降雨强度，降雨重现期,降雨强度：指某一连续降雨时段内的平均降雨量， 用 i 表示 暴雨强度：用 q表示 暴雨强度的频率： 指等于或大于该暴雨强度发生的机会。 （二）重现期： 指大于或等于该暴雨强度发生一次的平均间隔时间。 规范规定一般地区重现期为0.53年，重要地区为25年。,（三）集水时间 设计降雨历时：设计中通常用汇水面积最 远点雨水流到设计断面时的集水时间作为 设计降雨历时。 集水时间由两部分组成：t =t1+mt2 （四）径流系数：径流量与降雨量之比 （五）雨
17、水管渠设计流量公式： Q=166.7F i= F q,水力计算的设计规定 设计充满度 流速的确定 最小管径和最小设计坡度 覆土与埋深 管道在检查井内连接 雨水管渠的设计步骤,雨水管渠的设计步骤 划分排水流域和管道定线 划分设计管段和沿线汇水面积 确定设计管系的重现期、径流系数，街坊集水时间等设计参数 确定管道的最小埋深，准备进行水力计算 雨水管渠的水力计算 雨水管渠设计示例,第五节 城市合流制管渠系统规划,合流制管渠系统特点 合流制管渠系统适用条件 合流制管渠系统布置 合流制管渠系统水力计算 设计流量的确定 设计数据 （1）设计充盈度 （2）设计最小流速 （3）设计重现期 （4）截流倍数,城市
18、旧合流制管渠系统的改造 旧排水系统存在的主要问题 城市旧合流制管渠系统的改造途径 （1）改合流制为分流制 （2）保留合流制，修建截流干管,排水管材，泵站及 管道附属构筑物,排水管材 排水泵站 排水管道系统附属构筑物 检查井 5. 潮门井 跌水井 6.雨水口 溢流井 7.倒洪管 跳跃井 8.出水口,城市污水处理利用与污水处理厂规划,一 . 城市污水性质与污水水质标准 (一) 污水的污染指标 生物化学需氧量（BOD) 化学需氧量（COD) 悬浮固体(SS) PH值 氮和磷 有毒化合物和重金属 感官性指标,(二) 城市污水的性质 生活污水的成分和特征 生产污水的成分和特征 (三) 污水的水质标准 (四) 水体的污染与自净 水体污染 水体自净 水环境容量,二. 城市污水处理与利用,(一) 污水处理技术概述 物理法 化学法 生物法 (二) 污泥的处置利用 (三) 污水处理方案选择,三.城市污水厂规划,(一) 厂址选择 (二) 城市污水厂的用地城市中水系统规划 (一)概述 (二)要求,
