排水工程设计

第三篇排水工程

第七章概论

第一节排水工程的作用

在城市，从居住区、公共建筑和工业企业中，不断地排出各种各样的生活污水和工业废水。随着城市居民生活水平的不断提高和工业企业的飞速发展，污水量日益增多，其污染成分也日趋复杂，如不加控制任其随意排放，大量有毒有害的物质就会随着污水排放到环境中，造成环境污染。同时，雨水和冰雪融化水如不及时排除，将会积水为害，妨碍交通，甚至危及城市居民的生命财产安全和日常生活。因此，现代化的城市就需要建设一整套的工程设施来收集、输送、处理和利用污水，此丁程设施就称为排水工程。

排水工程具有以下几方面的作用：

(1)兴建完善的排水工程，将城市污水收集输送到污水处理厂经处理后再排放，可以起到改善和保护环境，消除污水危害的作用；

(2)保护环境是社会主义市场经济建设的先决条件，排水工程在我国经济建设中具有非常重要的作用；

(3)消除了污水危害，对预防和控制各种传染病和“公害病”，保障人民健康和造福子孙后代具有深远意义；

(4)污水经处理后可回用于城市，这是节约用水和解决水资源短缺的重要手段。

排水丁程的建设，在我国有悠久的历史，随着社会主义市场经济的飞速发展和经济体制的不断完善，排水工程的建设将出现一个新的飞跃。

第二节排水系统的体制和组成

一、排水系统的体制

排水系统是指收集、输送、处理、利用污水和雨水的工程设施以一定的方式组合而成的整体。

城市污水是城市中排放的各种污水和废水的统称，通常包括综合生活污水、工业废水和径流的雨水。城市污水一般都由市政排水管道进行收集和输送，在一个地区内收集和输送城市污水的方式称为排水制度(也称排水休制)，它有合流制和分流制两种基本形式。

(一)合流制

合流制是指用同一管渠系统收集和输送城市污水的排水方式。根据污水汇集后处置方式的不同，可把合流制分为以下三种情况：

1．直排式合流制

如图7—1所示，管道系统就近坡向水体布置，管道中混合的污水未经处理就直接排人受纳水休，我国许多老城市的旧城区大多采用这种排水体制。这是因为以前工业尚不发达，城市人口不多，生活污水和丁业废水量不大，直接排入水体后对环境造成的污染还不明显。但随着城市和丁业的发展，人们生活水平的不断提高，污水量不断增加且水质日趋复杂，造成的污染将闩益严重。因此这种方式目前不宜采用。

2．截流式合流制

如图7—2所示，在沿河岸边铺设一条截流干管，同时在截流干管和合流干管交汇处的适当位置上设置溢流井，并在截流干管的下游设置污水处理厂，它是直排式发展的结果。

晴天时，管道中只输送旱流污水，并将其在污水处理厂中进行处理后再排放。雨天时降雨初期，旱流污水和初降雨水被输送到污水处理厂经处理后排放，随着降雨量的不断增大，生活污水、工业废水和雨水的混合液也在不断增加，当该混合液的流量超过截流干管的截流能力后，多余的混合液就经溢流井溢流排放。该溢流排放的混合污水同样会对受纳水体造成污染(有时污染更甚)，因此只有在下述情况下才考虑采用截流式合流制：

(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内；

(2)街道建设比较完善，必须采用暗管(渠)排除雨水，而街道横断面又比较窄，管渠的设置受到限制；

(3)地面有一定的坡度倾向水体，当水体高水位时岸边不被淹没，污水在中途不需要泵汲。

3，完全合流制

将污水和雨水合流于一条管渠内，全部送往污水处理厂进行处理后再排放。此时，污水处理厂的设汁负荷大，要容纳降雨的全部径流量，这就给污水厂的运行管理带来很大的困难，其水量和水质的经常变化也不利于污水的生物处理；同时，处理构筑物过大，平时

第八章排水管道构造与识图

第一节排水管道系统的布置形式

一、布置原则和要求

排水管道系统布置时应遵循的原则是：尽可能在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。

管道布置时一般按主干管、干管、支管的顺序进行。其方法是首先确定污水厂或出水口的位置，然后再依次确定主干管、干管和支管的位置。

污水厂一般布置在城市夏季主导风向的下风向、城市水体的下游、并与城市或农村居民点至少有500m以上的卫生防护距离。污水主干管一般布置在排水流域内较低的地带，沿集水线敷设，以便干管的污水能自流接人。污水干管一般沿城市的主要道路布置，通常敷设在污水量较大、地下管线较少一侧的道路下。污水支管一般布置在城市的次要道路下。当小区污水通过小区主干管集中排出时，应敷设在小区较低处的道路下；当小区面积较大且地形平坦时，应敷设在小区四周的道路下。

雨水管道应尽量利用自然地形坡度，以最短的距离靠重力流将雨水排人附近的受纳水体中。当地形坡度大时，雨水干管宜布置在地形低处的主要道路下；当地形平坦时，雨水干

管宜布置在排水流域中间的主要道路下。雨水支管一般沿城市的次要道路敷设。

排水管道应尽量布置在人行道、绿化带或慢车道下。当道路红线宽度大于50m时，应双侧布置，这样可减少过街管道，便于施工和养护管理。，

为了保证排水管道在敷设和检修时互不影响、管道损坏时不影响附近建(构)筑物、不污染生活饮用水，排水管道与其他管线和建(构)筑物间还应有一定的水平距离和垂直距离。

二、布置形式

在城市中，市政排水管道系统的平面布置，应根据城市地形、城市规划、污水厂位置、河流位置及水流情况、污水种类和污染程度等因素确定。在这些影响因素中，地形是最关键的因素，按城市地形考虑可有以下六种布置形式，如图8-1所示。

在地势向水体适当倾斜的地区，可采用正交式布置，使各排水流域的干管与水体垂直相交，这样可使干管的长度短、管径小、排水迅速、造价低。但污水未经处理就直接排放，容易造成受纳水体的污染。因此正交式布置仅适用于雨水管道系统。

在正交式布置的基础上，若沿水体岸边敷设主干管，将各流域干管的污水截流送至污水厂，就形成了截流式布置。截流式布置减轻了水体的污染，保护和改善了环境，适用于分流制中的污水管道系统。

在地势向水体有较大倾斜的地区，可采用平行式布置，使排水流域的干管与水体或等

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高线基本平行，主干管与水体或等高线成一定斜角敷设。这样可避免干管坡度和管内水流

速度过大，使干管受到严重的冲刷。

在地势高差相差很大的地区，可采用分区式布置。即在高地区和低地区分别敷设独立的管道系统，高地区的污水靠重力直接流人污水厂，而低地区的污水则靠泵站提升至高地区的污水厂。也可将污水厂建在低处，低地区的污水靠重力直接流入污水厂，而高地区的污水则跌水至低地区的污水厂。其优点是充分利用地形，节省电力。

当城市中央地势高，地势向周围倾斜，或城市周围有河流时，可采用分散式布置。即各排水流域具有独立的排水系统，其干管呈辐射状分布。其优点是于管长度短，管径小，埋深浅，但需建造多个污水厂。因此，适宜排除雨水。

在分散式布置的基础亡，敷设截流主干管，将各排水流域的污水截流至污水厂进行处理，便形成了环绕式布置，它是分散式发展的结果，适用于建造大型污水厂的城市。