污水截流管的水力計算

研究與探討污水截流管的水力計算余雪松(合肥市市政設計院有限公司,安徽合肥230001)摘要:通常在設計污水截流管時(shí),是將污水 截流管當作滿(mǎn)流管進(jìn)行設計。文章認為在設計T況下污水截流管處于有壓流的狀態(tài),污水截流管應當作為有壓短管進(jìn)行設計。如果污水截流管按照滿(mǎn)流管進(jìn)行設計.實(shí)際的截流量過(guò)大,會(huì )造成整個(gè)截流式合流制排水系統的親亂,影響污水處理廠(chǎng)的運行。關(guān)鍵詞:污水截流管;水力計算;有壓短曾;滿(mǎn)流管;截流式合流制排水系統中圖分類(lèi)號:TU992.22文獻標識碼:A文章編號:1671-4857 (2005 )06-0502-03在截流式合流制排水系統中,污水截流管用以控的混合污水。在降雨初期,混合污水在污水截流井處制截流量,其設計是否合理,對于整個(gè)截流式合流制被截流，隨著(zhù)雨水徑流量的逐漸增加,混合污水量超過(guò)排水系統的運行將產(chǎn)生重要影響。通常在設計污水污水截流管的設計截流量,此時(shí)一-部分混合污水通過(guò)截流管時(shí),將該管當作滿(mǎn)流管,按照下列程序進(jìn)行水污水截流管排人污水主管,其余的混合污水從截流井力計算:處溢流至受納水體。在降雨末期，雨水徑流量逐漸減(1)設定截流倍數。小，截流井處溢流停止,混合污水均排人污水主管[2]。(2)按照下式計算污水截流量"",即合流管和污水主管均是按照滿(mǎn)流管進(jìn)行設計的，Q= (1+n) XQ,因此當合流管及污水主管均處于滿(mǎn)流狀態(tài)時(shí).合流管其中,Q為污水截流量;7o為截流倍數;Q為合流管及污水主管均達到設計流量,此時(shí)截流式合流制排水內旱流污水設計流量。系統處于最佳的運行狀態(tài),污水截流管應當按照此時(shí)(3)根據污水截流量Q,按照滿(mǎn)流管的水力計算的工況進(jìn)行設計。.公式確定污水截流管的管徑和坡度。2污水截流管的水力計算(4)根據旱流污水設計流量Q，按照非滿(mǎn)流管校核污水截流管的流速。如流速不滿(mǎn)足最小自清流在此工況下,如圖1所示(為了便于分析,以槽式速,則返回(3),重新計算污水截流管的管徑和坡度，截流井為例),污水截流井的水位為H,檢查井B的水位為Hz。由于污水主管需要從合流管下面穿過(guò)，直至符合要求。筆者認為,在設計工況下污水截流管處于有壓流必定有:H≥H2+D。其中,D為合流管管徑,為簡(jiǎn)的狀態(tài),因此污水截流管應當作為有壓短管進(jìn)行水力便起見(jiàn),不考慮管道壁厚。由此可見(jiàn)，污水截流管處于有壓流狀態(tài)。計算,本文就此問(wèn)題進(jìn)行探討。污水截流管的長(cháng)度為L(cháng)=Li+Lz,為了降低工程1污水截流管的設計工況費用,污水截流管的長(cháng)度要盡量縮短,一般情況下L旱季時(shí),截流式合流制排水系統內均為污水,通為10m左右。綜合，上述分析,在設計工況下,污水截流管為有過(guò)合流管收集的污水在污水截流井處被截流,經(jīng)過(guò)污壓流,且污水截流管較短,因此污水截流管應當作為水截流管進(jìn)入污水主管,最終進(jìn)入污水處理廠(chǎng), 處理有壓短管進(jìn)行水力計算,其計算公式叫為后排入受納水體。此時(shí)合流管、污水截流管以及污水q__ πXd x V2gH(2)主管均為非滿(mǎn)流。4x./a+Eλ號+Eζ降雨時(shí),截流式合流制排水系統內為雨水和污水中國煤化工“收稿日期2005 08 16作者簡(jiǎn)介:余雪松(1973-).男●安徽蚌埠人，合肥市市政設計院有限公司工程師，MYHCNMHG502 2005 年第19卷第6期《工程建設與檔案》，研究與探討污水截流管的水力計算) N11、TNT.O其中,Q為管道流量;d為污水截流管的管徑;H為作為水力半徑,R= d ,經(jīng)換算[2可得用水頭,H=H- H2;a為動(dòng)能校正系數,- -般取a=1.0;L為污水截流管長(cháng)度;ζ為局部水頭損失系數;入λ= 8gXn'(3)R1/3為摩阻系數。需要說(shuō)明的是,淹沒(méi)出流有壓短管與自由出流有為了便于計算，根據達西(Darcy)公式:h=壓短管的計算公式相同。\品.謝才(Chezy)公式:v=CVRI及曼寧(Man.從(2)式也可以看出，污水截流管的截流量與管d 2g道縱坡無(wú)關(guān),主要取決于作用水頭H。ning)公式:C=-R/*,其中I為水力坡度,I="+;R檢查井A檢查井B污水越流管雨污混溢流至受7杰然倉污水納水體H,合流管污水截流井污水戰流管查井A污水被流管 0.檢查井日 污水主營(yíng)}→1-1削面展開(kāi)圍平面圍圖1計算示意 圍(2)污水截流管按照有壓短管計算。為了便于3有壓流計算與滿(mǎn)流計算的比較作如下設定:①污水截流管的長(cháng)度按L=10 m進(jìn)行(1)污水截流管按照滿(mǎn)流管計算。通常在設計計算。 ②污水截流管的局部水頭損失包括管道進(jìn)污水截流管時(shí),將污水截流管當作滿(mǎn)流管進(jìn)行水力計口管道轉彎等,綜合考慮取2ζ=1.0。.算,其計算公式“1為按(2)式進(jìn)行計算,污水截流管的設計流量計算，o=1xR23x[/2見(jiàn)表1所列。n'(4)表2污水截流管的設計流 k(按照有壓短管計算} m2/sQ= vXA作用水頭/m其中,0為管內流速;n為管道粗糙系數,一般取n=d/mm0.5000. 8001.000 .1.2001. 5000.013;R為水力半徑,R=d/4;I為管道縱坡;Q為管3000.1270.1600. 1790.1960. 220.道流量;A為管道過(guò)水斷面面積,A= πd*/4。000. 2390.3020.3380. 3700. 414污水截流管的管徑一般為d300~d600,按照滿(mǎn)0.3870.4890. 5470. 5990.670流計算管道縱坡通常取值為0. 002~0.010。按(4)0. 5700. 7210.8060.8830. 987式進(jìn)行污水截流管的設計流量計算,見(jiàn)表1所列。(3)兩種計算方法的比較。根據以上計算可以表1污水截流管的設計流量{按照滿(mǎn)流管計算}m*/s看出,兩種方法的計算結果相差甚大。管道縱坡d/mm.0. 0020.003 0. 0040. 0050. 010假定某污水截流管的設計截流量為0.3 m'/s,其0, 0430, 0580. 060. 0680.097作用水中國煤化工行計算,污水截流管0. 0930.1140.132 0. 1470, 2080. 1690. 2070.2390.3000. 378的管徑|YHC N M H G流管進(jìn)行計算,則污0. 2750.3360.3880. 4340.614水截流管的管徑應為600 mm,管道縱坡為0. 002 4,按2005年第19卷第6期{工程建設與檔案》503研究與探討) ANJIIY ITANT1O污水截流管的水力計算此方法設計的污水截流管,在實(shí)際運行中的截流量可在實(shí)際工程中,截流式合流制排水系統往往是相以達到0.72m2/s,遠遠超出設計截流量。當復雜的，在設計污水截流管時(shí),應仔細分析污水截流管的設計工況。如果受納水體的水位較高,合流管4有關(guān)問(wèn)題的探討為淹沒(méi)出流,為了防止外水倒灌進(jìn)人污水主管,需要通過(guò).上例可以看出,如果將污水截流管作為滿(mǎn)流在污水截流井內設置溢流堰,或是設置閘門(mén)、防潮門(mén)管進(jìn)行設計，則實(shí)際截流量將大于設計截流量。由此及橡膠柔性止回閥等。在這種情況下,污水截流管的產(chǎn)生的后果是,在實(shí)際運行中,污水主管不得不承納作用水頭應按下述工況確定:H為污水截流井的水過(guò)多的截流量,對于整個(gè)截流式合流制排水系統來(lái)位,污水截流井的水位應等于達到設計溢流量時(shí),溢說(shuō)，系統并非處于最佳運行狀態(tài)。由于污水主管超負流堰堰.上水頭的水位,或是外水位加上閘門(mén)、防潮門(mén)荷運行,污水主管的水位升高,對于那些高程較低的及橡膠柔性止回閥等的水頭損失。污水截流管會(huì )產(chǎn)生頂托，系統處于紊亂狀態(tài):高程較污水截流管按照有壓短管進(jìn)行設計,對管道縱坡低處污水截流管的截流量減小，而高程較高處污水截沒(méi)有限制。管道縱坡的取值應從以下兩方面進(jìn)行考流管的截流量過(guò)大。慮:縱坡過(guò)小,旱季時(shí)污水中的雜質(zhì)容易在管道中沉當污水主管的上游為分流制排水系統，下游為截積,而且由于污水截流管較短,在管道施工時(shí)也難以流式合流制排水系統時(shí),應當更加嚴格地控制污水截控制管底標高;縱坡過(guò)大,則管道埋深有所增加,管內流管的截流量，如果截流量過(guò)大，則進(jìn)人污水處理廠(chǎng)流速可能過(guò)大。在實(shí)際工程中,污水截流管的縱坡一的雨水過(guò)多,造成污水處理廠(chǎng)的進(jìn)水水質(zhì)下降,影響般控制在0. 005~0.010為宜。污水處理廠(chǎng)的運行。從整個(gè)截流式合流制排水系統來(lái)看,原先相互獨5結束語(yǔ)立的各個(gè)合流制排水片區,通過(guò)污水截流管和污水主(1)污水截流管-般長(cháng)度較短,在設計工況下處.管形成一定程度上的貫通,如果污水截流管的管徑過(guò)于有壓流狀態(tài),因此污水截流管應當按照有壓短管進(jìn)大，各排水片區之間的排澇可能相互影響。某市對老行設計。城區的合流制排水系統進(jìn)行了截流改造,原先不易發(fā)(2)如果污水截流管按照滿(mǎn)流管進(jìn)行設計,實(shí)際生積水的地區在截流改造后反而容易發(fā)生積水,經(jīng)過(guò)的截流量過(guò)大,會(huì )造成整個(gè)截流式合流制排水系統的調查分析,其原因可能是污水截流管的管徑過(guò)大,相紊亂，影響污水處理廠(chǎng)的運行。鄰排水片區的雨水通過(guò)污水主管、污水截流管排人該[參考文獻]片區造成積水。因此，在地形起伏較大的地區,對于1]CECS91-97,合流制系統污水截流井設計規程[S].污水截流管的設計應當更為慎重,必要時(shí)可以在污水[2]高延耀.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,999截流管上設置閘門(mén)井,當相鄰排水片區對本片區的排3] 呂文舫.水力學(xué)[M].上海:同濟大學(xué)出版社,1996.澇有影響時(shí),通過(guò)閘門(mén)予以控制。[4] GBJ 14-87,室外排水設計規范(1997年版)[S].(上接第501頁(yè))次是要建立旅游開(kāi)發(fā)許可證制度,嚴格評審旅游開(kāi)暫且嚴格保護起來(lái),嚴禁當作原材料基地進(jìn)行掠奪式發(fā)者的資歷和信譽(yù),加強對旅游開(kāi)發(fā)企業(yè)的監管和.開(kāi)發(fā)5.3。審查工作，制定旅游區具體的環(huán)境質(zhì)量標準,依據3.5完善相關(guān)法律法規和制度環(huán)境容量確定旅游區內的飯店客房數,限制飯店的嚴密規范的法律法規是風(fēng)景名勝區事業(yè)穩定、建筑規模和水準等。健康,持續發(fā)展的有力保障。主要是對現行的《風(fēng)景名勝區管理暫行條例》進(jìn)行修改和完善,在此基礎上盡快出臺《風(fēng)景名勝區管理條例》,對風(fēng)景名勝1] 蘇勤.旅游學(xué)概論[M].北京:高等教育出版社,2001.[2]中國煤化工下境保護[M].?？?海南國區的保護、開(kāi)發(fā)、規劃、管理、經(jīng)營(yíng)等形成有效的監管和約束,加大有關(guān)案件的執法查處力度,使風(fēng)景3]YHC N M H GEN.中國旅游報20050-名勝區開(kāi)發(fā)保護真正做到有法可依、有法必依。其)6.5042005年第19卷第6期《工程建設與檔案》