第一章排水管渠系统

第一章排水管渠系统第一节城镇排水系统的体制和组成第二节排水管渠及管渠系统上的构筑物黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章第一节城镇排水系统的体制和组成黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章排水系统为了系统地排除和处置各种废水而建设的一整套工程设施。排水体制污水不同的排出方式所形成的排水系统。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章一、排水系统的体制排水体制合流制将生活污水、工业废水和雨水混合在同一套渠道内排除的系统直排式截留式分流制将污水和雨水分别在两套或两套以上各自独立的渠道内排除的系统完全分流制不完全分流制半分流制有污水排水系统，又有雨水排水系统只有污水排水系统，没有完整的雨水系统既有污水排水系统，又有雨水排水系统。在雨水干沟上设雨水跳越井可截流初期雨水和街道冲洗废水入污水渠道黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章直排式合流制排水系统将排除的混合污水不经处理和利用就近直接排入水体。以往的老城市差不多都是采用这种排水体制。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章特点：对水体污染严重；渠道建设相对较少，又不建污水厂，所以投资较低；不能满足环境保护的需要，一般不宜采用。改造这种系统时，常采用截流式合流制排水系统。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章在早期建设的直排式合流制排水系统基础上，沿水体岸边增建一条截流干沟，并在干沟末端设置污水厂。同时，在截流干沟与原干沟相交处设置溢流井。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章特点：投资比直排式高；比直排式有了较大的改进；但在雨天，仍可能有部分混合污水因直接排放而污染水体，在多雨地区，污染可能仍然严重；随着环境质量标准的提高，这种系统也将满足不了要求。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章完全分流制排水系统生活污水和工业废水通过污水排水系统排至污水厂，经处理后排入水体；雨水则通过雨水排水系统直接排入水体。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章特点：投资一般比截流式高；雨水污水分流，环保效益较好；将导致初污雨水直接进入水体形成污染；适用于工矿企业和新建的城市。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章不完全分流制排水系统只设有污水排水系统，没有完整的雨水排水系统，各种污水通过污水排水系统排至污水厂，经处理后排入水体；雨水则通过地面漫流进入不成系统的明沟和小河，然后进入水体。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章特点：无雨水排水系统，投资比较少；受地形的限制；适用于发展中的城镇、工业区和居住区（可分步投资，先建污水系统，再完善雨水系统）。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章在完全分流制排水系统的基础上改进的。在雨水干沟上设置雨水跳跃井可截留初污雨水进入污水渠道。雨水干沟流量不大时，雨水与污水一起进入污水处理厂处理；雨水干沟流量超过截流量时，跳跃截流口经雨水出流干沟排入水体。半分流制排水系统黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章特点：环境效益最好；在生活水平高、环境质量要求高的城镇可以采用。目前尚无实例。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章二、排水系统的组成部分排水系统是收集、输送、处理、利用及排放废水的全部工程设施。渠道系统——收集和输送废水的工程设施污水厂——改善水质和回收利用污水的工程设施出水口——废水排入水体的工程设施排水系统黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章城市污水系统房屋污水渠道系统联结室内用水设备和室外渠道，以排除用过的水城市污水渠道系统坊内渠道街道渠道支沟，干沟，总干沟收集住宅和公共建筑的污水并输送至污水厂工厂排水系统收集各车间及其他对象所排出的废水，送至回收利用、处理构筑物，或直接排入城市排水系统车间内部渠道系统和设备厂内渠道系统其他的组成部分与城市污水系统相同黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章污水泵站及压力渠道污水厂出水口和事故排放口为了便于清通，每段渠道都呈直线，段与段之间设窨井、倒虹管等，第三节会学到。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章雨水排水系统的作用是收集雨水径流，排入水体。由五部分组成。1、房屋雨水渠道系统——收集屋面雨水，并将其排入室外的雨水渠道系统。2、街坊或厂区雨水渠道系统——窨井、控制井等。3、街道雨水渠道系统——有检查井、跌水井、出水口和雨水口等。4、排洪沟5、雨水泵站及压力管——必要时抽升部分或全部雨水。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章第二节渠道及渠道系统上的构筑物黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章一、概述渠道暗沟明沟沟管沟渠黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章渠道的基本要求（对管材的要求）：1不渗水——否则将降低渠道的排水能力或是污染邻近的地下水。2抗腐蚀和耐冲刷磨损——某些污水和地下水有侵蚀性，杂质有冲刷磨损作用。3水力性能好——内壁面整齐光滑，减少水流阻力，保持水流畅通。4能承担外压力——土压力、车辆压力和内部水压，而且在运输和施工中不致破裂。价格便宜，易于施工，使用寿命长——应就地取材，考虑预制管件和快速施工的可能性，以降低造价以及运输和施工费用，从而降低整个渠道系统的造价。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章二、沟管通常是圆形的非金属管子。圆形：水力性能好。在一定坡度下，在指定断面面积下，水力半径最大，因此流速大，流量也大。此外，便于预制，使用材料经济，对外压抵抗力较强。能获得较高的稳定性，运输、施工和养护方便。非金属：抗腐蚀性、耐冲刷磨损性和经济性都优于金属管。只有在外力很大或对渗漏要求特别高的场合才采用金属管。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章(一)混凝土管混凝土管适用于排除雨水、污水。管口有承插式、企口式和平口式。制造方法有捣实法、压实法和振荡法。优点：原料较易获得，设备、制造工艺简单。缺点：抗蚀性较差，既不耐酸也不耐碱；抗渗性也较差；管节短、接头多。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章管间连接方式管节间用水泥砂浆或沥青油膏填封，前者为刚性，强度高，适用于一般废水渠道和水头低于5m的低压管，后者为柔性，适用于地基较差的渠道连接，能承受微量的不均匀沉陷（下同）。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章沟管的管口形式|（a）承插管（b）企口管（c）平口管黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章(二)钢筋混凝土管当渠道埋深较大或敷设在土质条件不良的地段，以及穿越铁路、河流、谷地时，都可采用钢筋混凝土管。管口：承插、企口和平口。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章陶土管差不多适用于各种水质，特别是酸性废水。缺点是质脆易碎，不宜敷设在松土和地质不稳定地区（如土崩或地震地区）。(三)陶土管黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章(四)金属管——铸铁管、钢管在外力很大或对渗漏要求特别高的场合下才采用金属管。在压力管线上和施工特别困难的场合也常采用。优点：质地坚固，抗压抗震抗渗透性好，水流阻力小（内壁光滑），管节长、接头少。缺点：价格昂贵，抗腐蚀性差。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章(五)PVC—U管(六)玻璃钢管(七)HDPE管（玻纤增强聚丙烯管）黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章铸铁管生产进口不锈钢管双壁大口径缠绕塑料排水管预应力混凝土排水管柔性接口机制排水管UPVC排水管黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章合理选择沟管市场供应情况经济上的考虑技术上的要求1、静力学方面，必须具有较大的稳定性，在承受荷载时应是稳定的和坚固的。2、水力学方面，应具有最大的排水能力，在一定的流速下不产生沉淀物。3、经济方面，市场供应充足，单长造价较低。4、养护方面，应便于冲洗和清淤，使用寿命长。5、适用性方面，不易被腐蚀和磨损。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章特别说明：①生活污水以及中性或弱碱性（pH=8~10）的工业废水，上诉管材都适用，当生活污水渠道，河流污水渠道采用混凝土或钢筋混凝土管材时，由于沉积污泥会析出硫化氢腐蚀渠道，可在渠道内加入专门的衬层（多由沥青，煤焦油或环氧树脂材料做成）；②如果是碱性（pH10）的工业废水，用陶土管或砖渠；③如果是较强酸性（pH5）的工业废水，用陶土管、耐酸水泥砌的砖渠或内壁涂有塑料或环氧树脂衬层的渠道；④其它情况下，可根据各管材的优缺点进行选择。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章三、沟渠半椭圆形马蹄形拱顶矩形蛋形矩形弧形流槽的矩形带低流槽的矩形梯形常用沟渠断面黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章渠道基础常用的渠道基础有：砂土基础、灰土基础、混凝土基础。各种基础的形式、做法和适用条件参见《给水排水标准图集》S222。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章四、窨井窨井，又称检查井，主要是为了检查、清通和连接渠道而设置的。常设在渠道交汇、转弯、渠道尺寸或坡度变化等处，相隔一定距离的直线渠道上也设窨井。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章井底流槽的形式黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章井盖及盖座轻型铸铁井盖及盖座轻型钢筋混凝土井盖及盖座黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章各种检查井黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章五、跌水井当上下游沟段出现较大的落差(大于1m)时，一般窨井不再适用，改用跌水井连接。跌水井是设有消能设施的窨井，它可以克服水流跌落时产生的巨大冲击力，宜设在直线沟段上。形式竖管式阶梯式黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章竖管式跌水井阶梯式跌水井黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章六、水封井当工业废水中含有易燃的挥发性物质时，它的渠道空间常出现爆炸性气体，为防止这种气体进入车间，在连接车间内、外沟段的窨井中应设置水封，这种窨井叫水封井。水封井黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章七、溢流井在合流渠道与截留渠道的交接处，设置溢流井以完成截留(晴天)和溢流(雨天)的作用。截流槽式溢流井黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章截流槽式溢流井黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章溢流井示意图黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章八、跳越井一般用于半分流制排水系统，设在截留渠道与雨水渠道的交接处。跳越井黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章九、冲洗井当污水在渠道内的流速不能保证自清时，为防止淤积可设置冲洗井。冲洗井一般适用于管径小于400mm的较小渠道，冲洗渠道长度一般为250m左右。类型人工冲洗自动冲洗黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章冲洗井黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章十、潮门井为防止潮水或河水倒灌进排水渠道，在排水渠道出水口上游的适当位置应设置潮门井，潮门井是装有防潮闸门的窨井。潮门井1:10～1:20黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章十一、雨水口雨水口是在雨水渠道或合流渠道上收集地面雨水的构筑物。设在交叉路口、路侧边沟的一定距离处以及设有道路边石的低洼地方。雨水口的形式和数量应按汇水面积上所产生的径流量和雨水口的泄水能力来确定。雨水口包括进水、井身和连接管三部分。形式：边沟雨水口、侧石雨水口和联合式雨水口。雨水口分为落底和不落底的。连接在同一连接管上的雨水口不宜超过三个。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章边沟雨水口侧石雨水口黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第一章十二、倒虹管倒虹管由进水井、沟管及出水井组成。沟管直管式折管式中部管段两侧斜管要求与障碍物正交通过。穿过河道的倒虹管，应选择在河床和河岸较稳定、不易被冲刷的地段及埋深较小的部位敷设。管顶与河床的垂直距离一般不小于0.5m。管线不少于两