进行污水管渠系统设计时常采用最大日最大时流量为设计流量。2）设计流速：设计流速就是和设计流量、设计充满度相应的水流平均速度。管道内的实际流速应介于最小设计流速和最大设计流速之间。管道坡度应尽可能地与地面坡度平行，以减少埋深和造价，同时要控制管道坡度不小于最小设计坡度或控制管道内水流流速大于最小设计流速以及避免流速大于最大设计流速。......
2023-08-30
合流制管渠设计流量计算与系统设计
【摘要】：合流制管渠系统是在同一管渠内排除生活污水、工业废水及雨水的管渠系统。合流管道的雨水设计重现期可适当高于同一情况下的雨水管道设计重现期。在旧合流制系统改造中常采用的是部分截流式合流制。
合流制管渠系统是在同一管渠内排除生活污水、工业废水及雨水的管渠系统。一般来讲，在下列情形下可考虑采用合流制：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以内；街坊和街道的建设比较完善，必须采用暗管渠排除雨水，而街道横断面又较窄，管渠的设置位置受到限制时；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。
1.合流制管渠设计流量计算
合流管渠的设计流量，应按式（2-2-9）计算
Q=Qd+Qm+Qs=Qdr+Qs （2-2-9）
式中，Q为设计流量（L/s）；Qd为设计综合生活污水设计流量（L/s）；Qm为设计工业废水量（L/s）；Qs为雨水设计流量（L/s）；Qdr为溢流井以前的旱流污水设计流量（L/s）。
溢流井以后管渠的设计流量，应按式（2-2-10）计算
Q＇=（n0+1）Qdr+Q＇s+Q＇dr （2-2-10）
式中，Q＇为溢流井以后管渠的设计流量（L/s）；n0为截流倍数；Q＇s为截流井以后汇水面积的雨水设计流量（L/s）；Q＇dr为溢流井以后的旱流污水量（L/s）。
截流倍数n0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，一般采用1～5。在同一排水系统中可采用同一截流倍数或不同截流倍数。合流管道的雨水设计重现期可适当高于同一情况下的雨水管道设计重现期。
2.合流制管渠的系统设计
合流制排水管渠通常按满流设计，水力计算的数据包括设计流速、最小坡度和最小管径等。合流制排水管渠的水力计算内容包括以下几个方面：
（1）溢流井上游合流管渠的计算溢流井上游合流管渠的计算方法与雨水管渠的计算基本相同，只是它的设计流量还包括雨水、生活污水和工业废水。合流管渠的雨水设计重现期一般应比同一情况下雨水管渠的设计重现期适当提高，因为合流制管渠溢流的混合污水对环境的污染更加严重。
图2-2-4 截流槽式溢流井
1—合流制管渠2—截流干管3—排出管渠
（2）截流干管和溢流井的计算截流干管和溢流井的计算要合理地确定所采用的截流倍数n0。根据n0值可以计算出截流干管的设计流量和通过溢流井泄入水体的流量，进而进行截流干管和溢流井的水力计算。从环境保护的角度出发，为使水体免受污染，应采用较大的截流倍数。但从经济上考虑，截流倍数过大，会大大增加截流干管、提升泵站以及污水处理厂的造价，同时造成进入污水处理厂的污水水质和水量在晴天和雨天的差别过大，给运行管理带来相当大的困难。
溢流井是截流干管上最重要的构筑物。最简单的溢流井是在井中设置截流槽，槽顶与截流干管的管顶相平，如图2-2-4所示。也可采用溢流堰式或跳越堰式的溢流井，其构造分别如图2-2-5和图2-2-6所示。
图2-2-5 溢流堰式溢流井
1—合流管道2—截流干管3—排出管道
图2-2-6 跳越堰式溢流井
1—合流管渠2—截流干管3—排出管渠
（3）晴天旱流流量校核对于合流制排水管渠的设计，应使旱流时的流速满足污水管渠最小流速的要求。当不能满足这一要求时，可修改设计管段的管径和坡度。应当指出，由于合流制管渠中旱流流量相对较小，特别是在上游管段，旱流校核时往往不易满足最小流速的要求，此时可在管渠底设低流槽以保证旱流时的流速，或者加强养护管理，利用雨天流量冲洗管渠，以防淤塞。
3.城市旧合流制系统的改造
合流制管渠系统一般有3种类型，即直排式、部分截流式以及全部截流式。直排式合流制是最古老的合流制，其布置特点与雨水管渠类似，由于其对水体污染严重，是必须改造的旧合流制排水系统，全部截流式合流制管渠系统中，需要建设大型雨水调节池，工程投资大，在我国目前的情况下，还不太适宜。在旧合流制系统改造中常采用的是部分截流式合流制。目前，对城市旧合流制排水管渠系统的改造，通常有以下几种途径：
1）改合流制为分流制：在下列情况下可考虑将合流制改为分流制：住房内部有完善的卫生设备，便于将生活污水与雨水分流；工厂内部可清浊分流，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，或可将其循环使用；城市街道的横断面有足够的位置，并且不致对城市的交通造成过大的影响。
2）对于直排式合流制，改造为部分截流式合流制。
3）对溢流的混合污水进行适当处理：处理措施包括细筛滤、沉淀或投氯消毒。也可增设蓄水池，将溢流的混合污水贮存起来，待暴雨过后再将它抽送至截流干管，进污水处理厂处理后排放。
4）对溢流的混合污水量进行控制：为减少溢流的混合污水的污染，在土壤有足够渗透性且地下水位较低的地区，可采用提高地表持水能力和地表渗透能力的措施来减少暴雨径流，从而降低溢流的混合污水量。
5）修建全部处理的污水处理厂：在降雨量较小或环境质量要求高的城市，对旧合流制系统改造时可以不改变已有的管渠系统，而是通过修建大型污水处理厂和蓄水水库，将全部雨污水均进行处理，这种方法能够从根本上解决城市水环境污染问题。
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