合流管道系统

入流管满流水位与截流量水位之差（堰上水深H）: ＝5.100 - 4.350＝0.75m
4）截流管
管径 d/mm 450 管坡i ‰ 2.2 流量Q/L.S-1 雨天 120 晴天 40 流速v/m.s-1 雨天 0.85 晴天 0.70 1.0 h/d 雨天 晴天 0.45
=管顶标高4.35-管径0.45 =3.900
BOD5 OC SS

研究认为采用截流雨水量2mm/h比较适当，按全国 平均晴天最大时污水量以1mm/h计，则截流雨水量 为晴天最大小时污水量的2倍，截流管道按3倍晴天 最大小时污水量设计。
截流倍数（ interception ratio）n0
• 合流制排水系统在降雨时被截流的雨水量与设计旱 流量的比值。 • 应根据旱流污水的水质、水量、排放水体的卫生要 求、水文、气候、经济和排水区域大小等因素经计 算确定。 • 我国《室外排水设计规范》规定采用n0 为1~5，工程 实际中，我国多数城市都采用n0 =2~3，美国、日本 等多采用n0 =3~5。 • 同一排水系统中可采用同一截流倍数或不同截流倍 数。
h/d 1.0
水深h /m 1.000
标高/m 水位 4.350 管底 3.350
6）溢流堰的高与长 堰口高程＝截流量时水位＝4.350m
堰长L Q
3 1.8H 2

0.88
3 1.8 0.75 2
0.75m
4.4.4.3 截流式合流管道水力设计
① 确定窨井编号与截流干管长度
② 排水面积划分计算 ③ 污水比流量与污水总流量计算 ④ 溢流井上游井间雨水径流量的确定：
水相似。 雨污混合水的SS平均为晴天时的2倍以上。
项目 范围 BOD5 OC SS 50～ 195.9 29.9～ 135.8 41.1～ 175.2 晴天 平均 112.8 58.9 84.6 范围 6.45～ 267.23 12.43～ 181.34 88.13～ 394.97 雨天 平均 119.67 74.26
C. 完全合流制（雨污水全部处理）：
干旱地区或对水体水质标准要求很高地区，将全
部雨污水送至污水处理厂 污水处理厂前设一大型调节池，或在城市地下修 建大型调节水库，将全部污水经过处理后再排至 水体。
4.4.2 合流污水水质与截流倍数
4.4.2.1 合流污水水质
雨污混合水的BOD和OC平均浓度与晴天污
水位 雨天 4.350 晴天 4.102 管底标高 /m 3.900
雨天按满流计算，查P237附图2-18（满流圆形管道） 校核晴天流速：按晴天流量乘以相应变化系数后，查相
应非满流计算图
5）溢流管
管径 d/mm 1000
溢流量 /L.S-1 880
管坡i ‰ 1.2
流速v /m.s-1 1.10
OC
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
70
90 50
42~213
63~244 66~289 144~480
71Hale Waihona Puke Baidu
110 137 215
209.91
4.4 合流管道系统
在同一管渠内排除生活污水、工业废水 和雨水的管渠系统
合流制管渠系统特点（与分流制系统相比）：
•管渠造价上投资较省，管道养护较简单，地下管 线可减少，不存在雨水管与污水管的误接问题。 •泵站和污水处理厂规模大，造价高；污水处理厂 养护较复杂。 •卫生上比分流制差：晴天管道内充满度低，水力 条件差，管内易淤积； 雨水溢流，并会将淤积冲 入水体，污染环境。
E. 最小管径
F. 最小坡度
4.4.4.2 截流式合流管道的设计流量 4.4.4.3 溢流井水力设计
A. 合流制管道系统设计流量
生活污水：
按平均流量计算，即总变化系数为1
工业废水：
最大生产班内的平均流量计算
雨水： 在溢流井上游按最大径流量计算，不考虑管 道容量的调蓄作用；在溢流井下游管段按截 流的雨水量计算
污水、工业废水三部分；在地下水位较高的地区，还应 考虑渗入地下水量（应根据实测资料确定）
⑥ 晴天早流情况校核：把晴天污水总流量乘以变化系
数，查水力学算图，晴天旱流时的流速应满足最小 流速的要求。难以满足时，可在管渠底部设底流槽 或加强管理，利用雨水流量冲洗管渠
4.4.5 城市旧合流制排水管渠系统的改造
保护环境、经济合理、切实可行 复杂工作，应根据当地具体情况，与城市规 划相结合，确保水体免受污染，充分发挥原有 排水系统作用， 4.4.5.1 改合流制为分流制 4.4.5.2 保留合流制，修建截流干管 4.4.5.3 对溢流的混合污水量进行控制 4.4.5.4 对溢流混合污水进行适当处理 4.4.5.5 修建全部处理的污水处理厂
4.4.1 合流制管渠系统的适用条 件及布置特点
4.4.1.1 合流制管渠系统的适用条件
• 排水区域内有水源充沛的水体，足够大的环境 容量，使污染程度控制在允许范围之内； • 街道比较完善，必须采用暗管排除雨水，而街 道又比较狭窄，管渠的设置位置受到限制； • 地面有一定坡度倾向水体，污水中途不需要泵 站； • 特别干旱的地方。
4.4.5.1 改合流制为分流制
可以完全杜绝溢流混合污水对水体的污染（比 较彻底）；污水厂的运转管理较易控制。 但改造前提条件：
1)建筑内有完善的卫生设备，便于将生活污水与雨水 分流； 2)工厂内部清浊分流，便于将符合要求的生产污水接 入城市污水管道系统，将生产废水接入城市雨水管 渠系统，或将其循环使用； 3)城市街道的横断面有足够的位置，允许设置增建的 污水管道，并不致对城市的交通造成过大的影响。
Qdr
Q’dr
n0Qdr
Q’
Q’ s
4.4.4.3 溢流井水力设计
溢流井： 截流槽式
溢流堰式
跳跃堰式
堰口高程＝截流管管顶高程＝截流量水位 溢流井堰长，m
L
Q 1.8H
3 2
Q—溢流量，m3/s H—堰上水深，m
合流管道溢流井计算例：
1）入流管资料
管径 d/mm
1000
流量/(L.s-1)
最小坡度
同雨水管道
最小坡度：0.003
4.4.4.2 截流式合流管道的设计流量
溢流井上、下游流 量不同 A. 第一个溢流井上 游管渠的设计流 量：相当于完全 合流制排水管网
平均生活污水流量，L/s 工业废水的平均最大班流量，L/s
Q Qd Q m Qs


设计雨水径流量，L/s
截流倍数 interception ratio n0
•截流倍数小，会造成受纳水体污染； •截流倍数大，虽水体污染程度较小，但管渠系统投资 大，同时把大量雨水输送至污水厂，影响处理效果。
4.4.4 截流式合流管道的水力计算
4.4.4.1 合流管道的设计标准
A. 设计流量 B. 设计充满度 C. 设计最小流速 D. 设计重现期
旱流污水量Qdr，L/s
实际水力计算时：
当生活污水+工业废水流量<雨水设计流量5%
时，可忽略不计。 合流制排水系统的雨水设计重现期适当高于 同一情况下的雨水管道设计重现期。 按Q计算所得的管径、坡度和流速，应用晴 天的旱流流量Qh进行校核，检查管道在输送 旱流流量时是否满足不淤积的最小流速要求。
B. 溢流井下游管道的设计流量
Q
'
' (n 0 1)Qdr Qs
' Qdr
式中: Q’—溢流井下游管道 的设计流量，L/s； n0--截流倍数； Qdr—旱流污水量， L/s； Q ’—溢流井以后汇水 s 面积的设计雨水径流 量，L/s； Q’dr—溢流井以后的 旱流污水量， L/s；
雨污水 1000 雨水 960 污水 40
管坡i ‰
1.6
流速v /m.s-1
1.25
充满度
1.0
水深h /m
1.000
标高/m
管底 4.100 水位 5.100
2）截流水量
管径 d/mm 1000 流量/(L.s-1) 雨污水 1000 雨水 960 污水 40 管坡i ‰ 1.6 流速v /m.s-1 1.25 充满度 1.0 水深h /m 1.000 标高/m 管底 4.100 水位 5.100
B.设计充满度
按设计流量满流计算。
C.设计最小流速
合流管道（满流时）设计最
小流速为 0.75m/s。 需校核旱流时管内的流速， >0.6m/s
D. 设计重现期
比同一情况下雨水管道设计重现期适当提高，可比雨 水管道系统大20%～30%，防止混合污水的溢流。
最小管径
同雨水管道
最小管径：300mm，
BOD5
OC SS
1.214
0.645 0.859
0.898
0.553 1.897
0.74
0.86 2.21
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％；雨天时的加权平均OC值约为晴天时的 80%。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 。
截流水量Qdr＝（2+1）Q污＝3×40＝120L/s （用n0＝2） 溢流雨污水量 ＝1000-120＝ 880L/s
120L/s
880L/s
3） 入流管在截流时的条件
管径 d/mm 1000 流量Q /L.S-1 1000 管坡i ‰ 1.6 截流量q /L.S-1 120 q/Q h/d 水深/m 水位标 高/m 4.350 0.12 0.25 0.25
SS
70
90
184~859
376
4.4.2.2 单位面积的流出负荷量与溢流负荷量
A. 流出负荷量：单位面积单位降雨深度所产生 污染物的量，实际上就是单位体积水(10m3) 中含有多少kgBOD，OC 或SS。
单位面积晴天雨天时的流出负荷量
项目 晴天(kg.hm-2.mm-1) 雨天(kg.hm-2.mm-1) 雨天/晴天
4.4.1.2 合流制排水系统布置原则
A. 直排式合流制：
埋深较小、管线较短，就近排入水体 出水口多且分散 环境污染严重
必须改造，但难度较大
已不容许采用
4.4.1.2 合流制排水系统布置特点
B. 截流式合流制：
应使所有服务面积上的生活污水、工业废水和雨水都能
合理地排入管渠，并以最短距离坡向水体。 沿水体岸边布置与水体平行的截流干管，在截流干管的 适当位置上设置溢流井（通常在干管与截流管道的交汇 处），具体位置应征询环保和航道部门的意见。 合理确定溢流井的数目，使雨水及早溢入水体，以降低 下游干管的设计流量，减小截流干管的断面尺寸和缩短 排放渠道的长度。
B. 溢流负荷量
溢流负荷量：单位面积上排出污染物的量；
=溢流水量×溢流水质浓度； 溢流负荷比：溢出污染物的量与晴天截留到 污水处理厂中污染物量的比。 =溢流负荷量/晴天年流出负荷量。 溢流负荷量和溢流负荷比越小越有利于环保。
当截流雨水量增大，溢流污染物将急剧减少，当截
流雨水量到达2~3mm/h时，溢流污染物将显著减少 ；当截流雨水量超过2~3mm/h时，溢流污染物的减 少就不明显。 溢流负荷量
截留雨水量（1mm/h） 项目 截留雨水量（2mm/h） 溢流负荷比/% 1.0 1.3 3.0 溢流负荷量 溢流负荷量 溢流负荷比 /% (t/(100hm2) (t/(100hm2)) 36 22 76 3.6 4.6 10.8 10 6 21 晴天年流出负荷量 (t/(100hm2.年)) 995.1 487.1 701.7
a) 确定排水面积 b) 最长支沟长度 计算 c) 假定雨水流速
d) 计算雨水流行时间
e) 计算雨水比径流量 f) 计算上游雨水径流量
4.4.4.3 截流式合流管道水力设计
⑤ 按污水与雨水管道的计算方法计算截流井后截流干
管的径流量与污水量，查水力学算图计算管径、坡 度、流速
合理选择截留倍数
与雨水管渠设计基本相同，但设计流量包括雨水、生活
当溢流井距离排放水体较近且溢流井不受高水位倒灌影响地，宜
多设 当溢流井受高水位倒灌影响时，宜减少溢流井数量，并在溢流管 道设潮门井或橡胶鸭嘴阀，必要时设泵站排水。
截流式合流制排水系统
•与城市逐步发展的
规律相一致，是国内 外现有排水体制中使 用最多的。
4.4.1.2 合流制排水系统布置特点