1、上篇排水管渠系統(tǒng),第一章排水管渠系統(tǒng),第一節(jié) 排水系統(tǒng)的體制和組成一排水系統(tǒng)的體制 1基本概念 1）溝道 排水溝渠和排水管道的合稱。 2）排水系統(tǒng) 系統(tǒng)地收集、輸送、處理、排放或處置（如再利用）各種污（廢）水而建設(shè)的一整套工程設(shè)施。 3）排水體制 采用不同的污水排除方式所形成的排水系統(tǒng)，也稱排水制度。 例如：生活污水、工業(yè)廢水、雨水是采用同一條溝道混合來排除（合流制），還是采用兩套或以上獨(dú)立的溝道來排除（分流制）。,2.排水體制的分類： 合流制、分流制。 a.合流制分類： 直排式合流制（老城市）、截留式合流制（老城市改造）。 b.分流制分類： 完全分流制、不完全分流制、半分流制（截流式分流制）

2、。 完全分流制：污水、雨水系統(tǒng)完全分開，圖1-3。 污水污水排水系統(tǒng)污水處理廠處理后排入水體； 雨水雨水排水系統(tǒng)直排水體。 不完全分流制：只有污水排水系統(tǒng)，沒有完整的雨水排除系統(tǒng)，圖1-4。 污水污水排水系統(tǒng)污水處理廠處理后排入水體； 雨水地面漫流小河溝較大的水體。水從地勢(shì)高處地勢(shì)低處漫流。,新建工程中禁止使用合流制管網(wǎng)系統(tǒng)！,溢流井,半分流制（截流式分流制）： 在完全分流制的雨水干溝上設(shè)置雨水跳躍井，見圖1-5。 初期雨水、街道沖洗污水雨水跳躍井污水排水系統(tǒng)污水處理廠處理后排入水體； 當(dāng)雨水量大于截流管流量時(shí)： 雨水雨水跳躍井雨水排水系統(tǒng)直排水體 少量 污水排水系統(tǒng)污水處理廠處理后排入水體,

3、半分流制,實(shí)際工程中，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w情況，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較決定排水管道體制。 各種排水系統(tǒng)使用情況對(duì)比： 直排式合流制排水系統(tǒng) 截留式合流制排水系統(tǒng) 不完全分流制排水系統(tǒng) 完全分流制排水系統(tǒng) 半分流制排水系統(tǒng),技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析是在滿足工程建設(shè)目標(biāo)的條件下（技術(shù)上可行），計(jì)算方案的經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析方法： 數(shù)學(xué)分析法：是將工程方案構(gòu)成工程費(fèi)用最小化數(shù)學(xué)模型，將工程費(fèi)用作為函數(shù)，將工程技術(shù)要求作為約束條件，通過數(shù)學(xué)最優(yōu)化求解計(jì)算，使目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最優(yōu)解。 方案比較法：通過多方案的比較，從有限個(gè)方案中需求經(jīng)濟(jì)效果最佳的方案。,給水或排水管網(wǎng)：數(shù)學(xué)分析法 給水或排水工程整體系統(tǒng)：方案比較法 通常采用

4、工程項(xiàng)目的年計(jì)算費(fèi)用值（在項(xiàng)目投資計(jì)算期內(nèi)的建設(shè)投資費(fèi)用和運(yùn)行費(fèi)用之和的年平均值）來表達(dá)，年平均費(fèi)用值最低的工程方案為最佳方案。,如：靜態(tài)年計(jì)算費(fèi)用法,工程建設(shè)投資建設(shè)投資運(yùn)行費(fèi)用 式中，W年計(jì)算費(fèi)用，元a； C工程項(xiàng)目投資額，元； T投資償還期，a，15 20年； Y年運(yùn)行費(fèi)，元a。,【例】某排水管網(wǎng)工程項(xiàng)目建設(shè)投資為5800萬元，年運(yùn)行費(fèi)用為245萬元/年，求： 1）投資償還期為20年的靜態(tài)年計(jì)算費(fèi)用值； 【解】靜態(tài)年計(jì)算費(fèi)用值為： （萬元/a）,此外，還有動(dòng)態(tài)年計(jì)算費(fèi)用法，有興趣者自學(xué)！,二、排水系統(tǒng)的組成部分,1.污（廢）水、雨水排水系統(tǒng)的組成 污（廢）水排水系統(tǒng)的組成：由溝道系統(tǒng)、污

5、水處理系統(tǒng)、處理水排放口系統(tǒng)組成。 雨水排水系統(tǒng)的組成：由溝道系統(tǒng)、排放口系統(tǒng)組成。 溝道系統(tǒng) 收集及輸送污水的溝道、污水泵站等； 污水處理系統(tǒng) 采用物理、化學(xué)、生物處理方法的水處理設(shè)施； 處理水排放口系統(tǒng) 污水處理廠出水管道及排放口。,2排水系統(tǒng)的分類 排水系統(tǒng)分城市污水排水系統(tǒng)、工廠廢水排水系統(tǒng)、雨水排水系統(tǒng)三部分。 （1）城市污水排水系統(tǒng) 由建筑物污水管道系統(tǒng)、城市污水溝道系統(tǒng)、污水泵站、污水處理廠、處理水排放口組成。 建筑物污水管道系統(tǒng)：衛(wèi)生器具室內(nèi)排水管道排水出戶管化糞池小區(qū)溝道（或街坊溝道） 城市污水溝道系統(tǒng)：小區(qū)溝道（或街坊溝道）干溝總干溝污水泵站污水處理廠處理水排放口,建筑物污

6、水收集管道系統(tǒng),街坊污水管道系統(tǒng),收集設(shè)施； 排水管網(wǎng)； 水量調(diào)節(jié)池； 提升泵站； 廢水輸水管 （渠）； 排放口。,1-集水管網(wǎng)；2-水量調(diào)節(jié)池； 3-提升泵站；4-輸水管（渠）,城市污水管網(wǎng)系統(tǒng)的構(gòu)成,（2）工廠廢水排水系統(tǒng) 由車間內(nèi)部溝道系統(tǒng)、廠內(nèi)溝道系統(tǒng)、廢水處理站、處理水排放口組成。 車間內(nèi)部溝道系統(tǒng)：車間內(nèi)部收集和輸送生產(chǎn)用水設(shè)備排放的廢水。 廠內(nèi)溝道系統(tǒng)：收集和輸送各車間排放的廢水。較干凈的廢水（如循環(huán)水）直接排入雨水管道；受污染的水送至廢水處理站處理后回用或排入城市排水系統(tǒng)。,工廠排水系統(tǒng)平面圖,（3）雨水排水系統(tǒng) 由建筑雨水管道系統(tǒng)、街坊或廠區(qū)雨水溝道系統(tǒng)、街道雨水溝道系統(tǒng)、雨

7、水泵站及壓力管道組成。 建筑雨水管道系統(tǒng)：收集建筑物屋面雨水，并將其排入室外的雨水溝道。 街坊或廠區(qū)雨水溝道系統(tǒng)：匯集各建筑物屋面雨水排出管的雨水，并引入至街道雨水溝道系統(tǒng)。 街道雨水溝道系統(tǒng)：收集建筑物屋面雨水和地面雨水，其系統(tǒng)中的附屬構(gòu)筑物有檢查井、跌水井、雨水口、出水口。 雨水泵站及壓力管道：將匯總的雨水（若溝道埋深較深）提升至水體排放。,第二節(jié) 排水管渠及管渠系統(tǒng)上的構(gòu)筑物 溝道分為排水溝和排水管道。排水溝分為明溝和暗溝；管道一般暗埋。 1. 排水溝 明溝：沿地面一般為修筑，常設(shè)在道路旁，可為敞開式或上加蓋板，蓋板上設(shè)有排水槽的鑄鐵雨水蓖蓋板。明溝斷面一般常用的為梯形或矩形。 暗溝：溝

8、頂加設(shè)蓋板，分為地面式暗溝和地下暗溝。 a. 地面式暗溝為一種無覆土蓋板渠，蓋板上一般設(shè)有泄水孔，主要排除雨水，也可用以排除冷卻水，但不宜用以排除污水。 b. 地面式暗溝的全部或大部處于冰凍層內(nèi)，因此應(yīng)考慮防凍問題，一般在側(cè)壁外加填焦渣等保溫。,排水溝通常在現(xiàn)場(chǎng)澆制或砌裝。使用的材料可為混凝土、鋼筋混凝土，磚、石、混凝士塊，鋼筋混凝土塊等。,（1）圓形；（2）半圓形；（3）馬蹄形；（4）拱頂矩形；（5）蛋形（6）矩形；（7）弧形流槽的矩形；（8）帶低流槽的矩形；（9）梯形,常用渠道斷面,路面狹窄地區(qū)的排水溝槽以及排洪溝道常采用矩形斷面形式。 凹底矩形斷面的管渠，適用于合流制排水系，以保持一定的

9、充滿度和流速，減輕淤積的程度。 梯形斷面適用于明渠，它的邊坡取決于土壤性質(zhì)和鋪砌材料。,2排水管 排水管一般為預(yù)制的圓形水泥制品管道，只有特殊情況下采用金屬管道。 圓形排水管的特性： a.圓形斷面水力條件好，便于制造； b.材料經(jīng)濟(jì)； c.能承受較大荷載，運(yùn)輸、養(yǎng)護(hù)方便。 材質(zhì)： 常用的有素混凝土管、鋼混管、陶土管。其它：石棉水泥管、瀝青混凝土管。,1）素混凝土管 （1）特點(diǎn)： a. 可預(yù)制或現(xiàn)場(chǎng)制作； b. 用于排除雨水、污水； c. 抗蝕性差，不耐酸堿，抗?jié)B性能差； d. 管節(jié)短、接頭多。管徑一般小于450mm，管長一般1m。 （2）接口形式： 承插、啟口、平口三種，見圖1-12。,2）鋼

10、筋混凝土管 （1） 特點(diǎn)： a. 需預(yù)制，抗壓強(qiáng)度大； b. 用于排除雨水、污水； c. 抗蝕性尚好，耐一般酸堿，抗?jié)B性能較好； d. 管節(jié)長、接頭少。管徑一般500mm2400mm，管長一般13m。 （2）接口形式： 承插、啟口、平口三種。,3）陶土管 （1）特點(diǎn)： a. 耐火粘土制造經(jīng)燒制而成，但抗壓強(qiáng)度差； b. 用于排除雨水、污水，特別適用于排除酸性廢水； c. 抗蝕性好，抗?jié)B性能較好； d. 管節(jié)短、接頭多。管徑一般600mm，管長一般1m。 （2）接口形式： 平口及鐘口均帶齒紋。,4）金屬管 （1）特點(diǎn)： a. 鑄鐵管或鋼管，但抗壓強(qiáng)度好； b. 用于排除雨水、污水，不適用于排除腐

11、蝕性廢水； c. 抗?jié)B性能較好，但不耐腐蝕； d. 管節(jié)長、接頭少。管徑不限，管長一般6m。 e. 價(jià)格較昂貴。 （2）接口形式：焊接,合理選擇管道，三方面考慮： 市場(chǎng)供應(yīng)情況 經(jīng)濟(jì)上的考慮 技術(shù)上的要求,二溝道上的附屬構(gòu)筑物 1.檢查井（窨井） a.作用： 連接管道、檢查和清通管道用。 b.設(shè)置條件： 管道方向轉(zhuǎn)折處；管道坡度改變處；管道端面（尺寸、形狀、材質(zhì)）變化處；管道交會(huì)處；直線管道上每隔一定距離處（參見室外排水規(guī)范表3.4.2）。,街坊污水管道系統(tǒng),表1-1 檢查井的最大間距,檢查井一般采用圓形，由井底（包括基礎(chǔ)）、井身和井蓋（包括蓋底）3部分組成,檢查井井底材料一般采用低標(biāo)號(hào)混凝土

12、，基礎(chǔ)采用碎石、卵石、碎磚夯實(shí)或低標(biāo)號(hào)混凝土。為使水流流過檢查井時(shí)阻力較小，井底宜設(shè)半圓形或弧形流槽。 城市的管渠養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)說明，每隔一定距離（200m左右），檢查井井底做成落底0.51.0m的沉泥槽，對(duì)管渠的清淤是有利的。,檢查井底流槽的形式,檢查井井身的材料可采用磚、石、混凝土或鋼筋混凝土。我國目前則多采用磚砌，以水泥砂漿抹面。井身的平面形狀一般為圓形，但在大直徑管道的連接處或交匯處，可做成方形、矩形或其他各種不同的形狀。,扇形檢查井,井身的構(gòu)造與是否需要工人下井有密切關(guān)系。不需要下人的淺井，構(gòu)造很簡單，一般為直壁圓筒形：需要下人的井在構(gòu)造上可分為工作室、漸縮部和井筒3部分。工作室直徑不應(yīng)小

13、于0.7m。 檢查井井蓋可采用鑄鐵或鋼筋混凝土材料，在車行道上一般采用鑄鐵。為防止雨水流入，蓋頂略高出地面。蓋座采用鑄鐵、鋼筋混凝土或混凝土材料制作。,輕型鑄鐵井蓋及蓋座,輕型鋼筋砼井蓋及蓋座,2.跌水井 a. 作用：在檢查井上下游管道落差大時(shí)作為消能用。 b. 設(shè)置條件： 1）管道跌水水頭12m時(shí)，宜設(shè)跌水井；跌水水頭2m時(shí)，必須設(shè)跌水井。 2）跌水井的進(jìn)水管管徑200mm時(shí)，跌水水頭高度不得大于6m；管徑300400mm時(shí)，一次跌水水頭高度不宜大于4m；管徑400mm時(shí)，跌水水頭高度及方式應(yīng)按水力計(jì)算確定。 3）跌水井宜設(shè)在直線段，管道轉(zhuǎn)彎處不宜設(shè)置（沖刷井體）。,c. 構(gòu)造要求 無固定形

14、式，多為豎管式或矩形階梯式： 1）豎管式: 用帶有四通的鑄鐵豎管將上游管道與流槽連接。 2）矩形階梯式：采用階梯臺(tái)階逐級(jí)消能。 d. 一般設(shè)置要求 管徑400mm時(shí)采用豎管式，管徑400mm時(shí)采用矩形階梯式。,3.水封井 a. 作用：阻火、防爆。 b. 設(shè)置條件： 在排水中含有易燃的揮發(fā)性物質(zhì)時(shí)。 c. 構(gòu)造要求 參見圖1-24。,水封井,d. 設(shè)置要求 1）水封高度應(yīng)保持0.25m，井上應(yīng)設(shè)通風(fēng)設(shè)施，井底應(yīng)設(shè)沉泥槽； 2）水封井以及同一管道系統(tǒng)中的其它檢查井均不應(yīng)設(shè)在車行道和行人眾多的地段，并應(yīng)適當(dāng)遠(yuǎn)離產(chǎn)生明火的場(chǎng)地； 水封井設(shè)在排放含有易燃、揮發(fā)性物質(zhì)處及干管上每隔適當(dāng)距離處。,4.溢流井

15、 a. 作用：在截留式合流制排水系統(tǒng)中，晴天時(shí)合流管道中水量小，均通過截留管道送至污水處理廠處理；雨天時(shí)，合流管道中水量大，除部分雨污水通過截留管道送至污水處理廠外，超過截留管道設(shè)計(jì)流量的雨污水則進(jìn)入溢流管而直排水體。溢流井就是完成截流和溢流的作用。 b. 設(shè)置條件： 設(shè)置于截流溝道與溢流溝道的交接處。 c. 構(gòu)造要求 多數(shù)采用截流槽式或溢流堰式，參見圖1-25。,對(duì)于截流槽式，槽頂應(yīng)與截流干管管頂相平或與上游截流干管管頂相平。,5.跳躍井 a.作用：在截留式合流制排水系統(tǒng)中，小雨或初雨時(shí)，雨水量不大， 全部雨水被截流送至污水處理廠；當(dāng)大雨時(shí)，雨水量大，雨水越過截流管而進(jìn)入下游雨水管排入水體。

16、 b.設(shè)置條件： 設(shè)置于截流溝道與雨水溝道的交接處。 c.構(gòu)造要求 其構(gòu)造參見圖1-27。,6.沖洗井 a. 作用：防止淤泥在管道中沉積而設(shè)置貯水沖洗的沖洗井。 b. 設(shè)置條件： 設(shè)置于管道內(nèi)流速不能保證管道自清時(shí)。排水管渠自清流速應(yīng)遵循下以規(guī)定： 1）污水管道在設(shè)計(jì)充滿度下為0.6m/s； 2） 雨水管道和合流管道在滿流時(shí)為0.75m/s； 3） 明渠為0.4m/s；,c. 構(gòu)造要求 工程中多采用人工沖洗井，其構(gòu)造參見教材圖1-28。 沖洗原理： 依靠上游污水或自來水使沖洗井中保持一定容積的水，沖洗井的出流管上設(shè)有閘門，井內(nèi)溢流管以防止井中水溢流出井口，沖洗時(shí)提拉閘門控制繩索即可。 d. 注

17、意點(diǎn) 1）采用自來水灌水時(shí)，自來水管口應(yīng)高于溢流管管口約20cm； 2）沖洗井一般適用于管徑小于400mm的較小管道，沖洗長度一般為250m。,7.潮門井 a. 作用：防止潮水或河水倒灌入排水溝道。 b. 設(shè)置條件： 設(shè)置于排水溝道排放口上游。 c. 構(gòu)造要求 在潮門井上游管道的出口處設(shè)置防潮閘門（俗稱拍門），當(dāng)排水溝道中無水時(shí)，靠鋼制或鑄鐵制防潮閘門的自重關(guān)閉；上游來水時(shí)水流頂開防潮閘門將水排入水體；漲潮時(shí)或水體水位升高時(shí)，水體的水壓使防潮閘門頂閉，潮水則不倒灌。其構(gòu)造參見圖1-29。 d. 注意點(diǎn) 安裝傾斜度一般為1:101:20。,8.雨水口 a. 作用：收集路面雨水并導(dǎo)流到雨水溝道。

18、b. 設(shè)置條件： 應(yīng)能保證迅速有效地收集地面雨水。一般設(shè)置如下： 1）宜設(shè)置于匯水點(diǎn)上。如道路上的匯水點(diǎn)、交叉路口、街坊中的低洼處、沿街建筑物雨落管附近。 2）宜設(shè)置于截水點(diǎn)上。如道路上每隔一定距離的地方、沿街單位出入路口或人行橫道線上游。 3)雨水口的布置應(yīng)根據(jù)地形及匯水面積確定，否則布置太密會(huì)造成浪費(fèi)。,c. 構(gòu)造要求 1) 由雨水蓖、井身、連接管組成。雨水蓖一般為鋼制或高分子材料制成，也有采用混凝土結(jié)構(gòu)。 2) 雨水口不宜過深，否則帶來養(yǎng)護(hù)困難、投資加大，一般不宜大于1m。雨水口深度指雨水口井蓋至連接管管底的距離，不含沉泥槽深度。 3) 雨水口連接管管徑一般為DN200，管坡為1%，同一

19、連接管上的雨水口數(shù)量不宜超過3個(gè)。,d類型和特點(diǎn) 一般由平蓖雨水口（邊溝式）、立蓖雨水口（側(cè)石式）和兩者聯(lián)合的三種形式。其構(gòu)造參見圖1-34、1-35、1-36。 特點(diǎn)： 平蓖雨水口：水流通暢，但暴雨時(shí)易被樹枝等雜物堵塞，影響收水能力。單個(gè)雨水排泄量為1530l/s，一般安裝時(shí)低于路面數(shù)公分。 立蓖雨水口：不易堵塞，但邊溝需保持一定水深，但城市逐年維修道路會(huì)使路面抬高而使蓖面斷面減小，影響收水功能。 平蓖、立蓖聯(lián)合雨水口：擴(kuò)大進(jìn)水面積，提高進(jìn)水能力。由雙蓖聯(lián)合式或三蓖聯(lián)合式。,9.倒虹管 a. 敷設(shè)位置及要求： 排水溝道穿過河道、旱溝、洼地或地下構(gòu)筑物等障礙物不能按原高程徑直通過時(shí)，應(yīng)設(shè)倒虹管，從障礙物下通過。 b. 構(gòu)造要求 由進(jìn)水井、倒虹溝道、出水井三部分組成。 c類型和特點(diǎn) 分折管式和直管式兩種形式。其構(gòu)造參見圖1-39、1-40。,特點(diǎn)： 折管式：由進(jìn)水井、下降管、中部管段、上升管、出水井組成。施工復(fù)雜、養(yǎng)護(hù)困難，適用于河床較寬、較深的情況。 直管式：由進(jìn)水井、倒虹管、溢流管、出水井組成。施工、養(yǎng)護(hù)較折管式簡單。,e. 設(shè)置條數(shù) 倒虹管宜敷設(shè)兩條以上，以便一條發(fā)生故障時(shí)，另一條可繼續(xù)使用，平時(shí)也能逐條清