第二章排水管渠系统课件

第二章 排水管渠系统第一节 城市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第三节 排水泵站第二章 排水管渠系统第一节 城市排水系统的体制和组成第二节 1第一节 城市排水系统的体制和组成排水体制污水不同的排出方式所形成的排水系统，称作排水系统的体制排水系统是收集、输送、处理、利用及排 放废水的全部工程设施第一节 城市排水系统的体制和组成排水体制排水系统是收集、2一、排水系统的体制一、排水系统的体制排水体制合流制直排式将生活污水、工业废水和将生活污水、工业废水和雨水混合在同一套管渠内雨水混合在同一套管渠内排除的系统排除的系统截留式分流制将污水和雨水分别在将污水和雨水分别在两套或两套以上各自两套或两套以上各自独立的管渠内排除的独立的管渠内排除的系统系统完全分流制不完全分流制半分流制有污水排水系统，又有雨有污水排水系统，又有雨水排水系统水排水系统只有污水排水系统，没有只有污水排水系统，没有完整的雨水系统完整的雨水系统即有污水排水系统，又有即有污水排水系统，又有雨水排水系统。在雨水干雨水排水系统。在雨水干管上设雨水跳跃井可截留管上设雨水跳跃井可截留初期雨水和街道冲洗废水初期雨水和街道冲洗废水进入污水管道。进入污水管道。一、排水系统的体制排水体制合流制直排式将生活污水、工业废水和3合流制和分流制的比较：环保方面：截流式合流制对环境的污染较大，雨天时部分 污水溢流入水体，造成污染；分流制在降雨初 期有污染。造价方面：合流制管道比完全分流制可节省投资20%40%，但合流制泵站和污水处理厂投资要高于分流制，总造价看，完全分流制高于合流制。而采用不 完全分流制，初期投资少、见效快，在新建地 区适于采用。维护管理：晴天时合流制管道内易于沉淀，在雨天时沉淀 物易被雨水冲走，减小了合流制管道的维护管 理费。但是合流制污水厂运行管理复杂。合流制和分流制的比较：环保方面：截流式合流制对环境的污染较大10二、排水系统的组成部分二、排水系统的组成部分管渠系统管渠系统收集和输送废水的工程设施收集和输送废水的工程设施污水厂污水厂改善水质和回收利用污水的工程设施改善水质和回收利用污水的工程设施出水口出水口废水排入水体的工程设施废水排入水体的工程设施二、排水系统的组成部分管渠系统收集和输送废水的工程设施污11城市污水系统房屋污水管道系统收集住宅收集住宅和公共建和公共建筑的污水筑的污水并输送至并输送至污水厂污水厂坊内管道联结室内用水设备和室外管道，以排除用过的水市政污水管渠系统街道管道支管干管总干管工厂排水系统车间内部管道系统厂内管道系统其他的组成部分与城市污水系统相同收集各车间及其收集各车间及其他对象所排出的他对象所排出的废水，送至回收废水，送至回收利用、处理构筑利用、处理构筑物，或直接排入物，或直接排入城市排水系统城市排水系统污水泵站城市污水系统房屋污水管道系统收集住宅和公共建筑的污水并输送至12雨水排水系统房屋雨水管道系统街坊或厂区雨水管渠系统街道雨水管渠系统雨水泵站及压力管雨水排水系统房屋雨水管道系统街坊或厂区雨水管渠系统街道雨水管13第二节 排水管渠及管渠系统上的构筑物一、概述一、概述管渠暗渠明渠 管道渠道要求不渗水抗腐蚀正确选择管材内壁面整齐光滑能承担外压力常见构筑物常见构筑物为了排除污水，除管渠本身外，为了排除污水，除管渠本身外，还需在管渠系统上设置某些构还需在管渠系统上设置某些构筑物，这些构筑物包括：筑物，这些构筑物包括：检查井、跌水井、水封井、溢检查井、跌水井、水封井、溢流井、跳跃井、冲洗井、潮门流井、跳跃井、冲洗井、潮门井、雨水口、连接暗井、倒虹井、雨水口、连接暗井、倒虹管、出水口等。管、出水口等。第二节 排水管渠及管渠系统上的构筑物一、概述管渠暗渠明渠 管20二、排水管渠的断面形式二、排水管渠的断面形式1、排水管渠的断面形式要求、排水管渠的断面形式要求（1 1）在静力学上，具有一定的抗荷载能力，坚固）在静力学上，具有一定的抗荷载能力，坚固稳定，抗压抗折，不破裂，不变形稳定，抗压抗折，不破裂，不变形（2 2）水力学上，尽可能大的排水能力，不淤积，）水力学上，尽可能大的排水能力，不淤积，不沉淀不沉淀（3 3）经济上，造价低）经济上，造价低（4 4）管理维护上，便于疏通、清洗）管理维护上，便于疏通、清洗二、排水管渠的断面形式1、排水管渠的断面形式要求（1）在静力21二、排水管渠的断面形式二、排水管渠的断面形式2、排水管渠材料的要求、排水管渠材料的要求（1 1）具有一定的强度，抗压抗折）具有一定的强度，抗压抗折（2 2）抗冲刷、耐磨损）抗冲刷、耐磨损（3 3）有抗腐蚀，侵蚀能力）有抗腐蚀，侵蚀能力（4 4）不透水）不透水（5 5）内壁光滑、阻力小）内壁光滑、阻力小（6 6）货源充足，价格便宜）货源充足，价格便宜二、排水管渠的断面形式2、排水管渠材料的要求（1）具有一定的22二、排水管渠的断面形式二、排水管渠的断面形式3、常见的断面形式及特点、常见的断面形式及特点圆形圆形水力特性好水力特性好排水能力大排水能力大抗压能力强抗压能力强便于预制便于预制节省材料节省材料半椭圆形半椭圆形抗压能力强抗压能力强节省材料节省材料在污水流量大在污水流量大且变化小，管且变化小，管径大于径大于2m时时选用选用马蹄形马蹄形高度小于宽度高度小于宽度可减少埋深可减少埋深造价低，易淤积造价低，易淤积适用流量大、变适用流量大、变化小，出水位置化小，出水位置受限制的情况受限制的情况二、排水管渠的断面形式3、常见的断面形式及特点圆形水力特性好23二、排水管渠的断面形式二、排水管渠的断面形式3、常见的断面形式及特点、常见的断面形式及特点矩形矩形水力条件差水力条件差可现场预制可现场预制适用于排洪沟适用于排洪沟等明渠或路面等明渠或路面狭窄地区狭窄地区蛋形蛋形下部窄下部窄流量小时流速流量小时流速变化较大变化较大不淤积不淤积清通养护困难，清通养护困难，较少使用较少使用梯形梯形只适用明渠只适用明渠二、排水管渠的断面形式3、常见的断面形式及特点矩形水力条件差24三、管道三、管道1、混凝土和钢筋混凝土管、混凝土和钢筋混凝土管适用于排除雨水、污水。适用于排除雨水、污水。管口有承插式、企口式和平口式管口有承插式、企口式和平口式优点：制造方便，成本低，抗压能力强，适用于大优点：制造方便，成本低，抗压能力强，适用于大管径（钢筋）管径（钢筋）缺点：抗酸、碱和侵蚀能力低；抗渗透性能低；管缺点：抗酸、碱和侵蚀能力低；抗渗透性能低；管节短，接头多，施工困难；重量大，搬运不便。节短，接头多，施工困难；重量大，搬运不便。三、管道1、混凝土和钢筋混凝土管适用于排除雨水、污水。管口有25三、管道三、管道2、陶土管、陶土管适用于居民区室外排水管、工业废水中适用于居民区室外排水管、工业废水中管口形式管口形式特点：内外壁光滑；不透水性能好，耐磨损、抗腐特点：内外壁光滑；不透水性能好，耐磨损、抗腐蚀；强度低，抗压抗折能力差，管径小，一般在蚀；强度低，抗压抗折能力差，管径小，一般在300mm300mm以下。以下。三、管道2、陶土管适用于居民区室外排水管、工业废水中管口形式27三、管道三、管道3、金属管、金属管铸铁管、钢管铸铁管、钢管适用于震区，对渗透能力要求高的地区适用于震区，对渗透能力要求高的地区特点：成本高，室外较少采用；抗高压、渗透能力特点：成本高，室外较少采用；抗高压、渗透能力强；内壁光滑，阻力小；长度大；抗酸、碱腐蚀和强；内壁光滑，阻力小；长度大；抗酸、碱腐蚀和抗地下水侵蚀能力低，需作防腐处理。抗地下水侵蚀能力低，需作防腐处理。4、塑料管材、塑料管材此类管材属化学建材，我国目前广泛使此类管材属化学建材，我国目前广泛使用的是用的是UPVCUPVC管，特别是在沿海地区的南管，特别是在沿海地区的南方，室内外已大量采用此管。方，室内外已大量采用此管。特点：重量轻，耐腐蚀，种类繁多，可根据不同情况选择特点：重量轻，耐腐蚀，种类繁多，可根据不同情况选择相应的管材。包括：硬聚氯乙烯（相应的管材。包括：硬聚氯乙烯（UPVCUPVC）、聚乙烯管）、聚乙烯管（PEPE）、聚丙烯管（）、聚丙烯管（PPPP）、聚丁烯管（）、聚丁烯管（PBPB）、苯乙烯管）、苯乙烯管（ABSABS工程塑料）等；以及热固性管，即：玻璃纤维增强树工程塑料）等；以及热固性管，即：玻璃纤维增强树脂塑料管。脂塑料管。三、管道3、金属管铸铁管、钢管适用于震区，对渗透能力要求28排水系统常用的管材排水系统常用的管材排水系统常用的管材29四、检查井四、检查井检查井，又称窨井，主要是为了检测、清通和连检查井，又称窨井，主要是为了检测、清通和连接管渠而设置的。接管渠而设置的。位置：通常设在管渠交汇、转弯、管渠尺寸或坡度位置：通常设在管渠交汇、转弯、管渠尺寸或坡度改变、跌水等处以及相隔一定距离直线管渠段上。改变、跌水等处以及相隔一定距离直线管渠段上。组成：组成：（1 1）井底井底：基础为卵石、碎石或混凝土浇筑，井：基础为卵石、碎石或混凝土浇筑，井底设半圆形或弧形流槽，水力条件好，减小阻力底设半圆形或弧形流槽，水力条件好，减小阻力（2 2）井身井身：砖砌结构，水泥砂浆抹面。通常为圆：砖砌结构，水泥砂浆抹面。通常为圆形，在大管径交汇处，可用矩形、扇形形，在大管径交汇处，可用矩形、扇形（3 3）井盖井盖：为铸铁或混凝土制。为防止雨水流入，：为铸铁或混凝土制。为防止雨水流入，通常高于地面通常高于地面四、检查井检查井，又称窨井，主要是为了检测、清通和连接管渠而30直线管渠上检查井之间的最大距离直线管渠上检查井之间的最大距离直线管渠上检查井之间的最大距离31第二章排水管渠系统课件32轻型铸铁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轻型钢筋混凝土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33各种检查井各种检查井各种检查井34五、跌水井五、跌水井跌水井是设有消能设施的检查井，它可以克服水跌水井是设有消能设施的检查井，它可以克服水流跌落时产生的巨大冲击力，宜设在直线管段上。流跌落时产生的巨大冲击力，宜设在直线管段上。当上下游管段出现较大的落差（当上下游管段出现较大的落差（1m1m）时，一般检）时，一般检查井不再适用，改用跌水井连接。常用的跌水井有查井不再适用，改用跌水井连接。常用的跌水井有竖管式竖管式、阶梯式阶梯式。注：当上、下游管底标高落差小于注：当上、下游管底标高落差小于1m1m时，一般只将时，一般只将检查井底部做成斜坡，不采取跌水措施。检查井底部做成斜坡，不采取跌水措施。五、跌水井跌水井是设有消能设施的检查井，它可以克服水流跌落时35竖管式跌水井竖管式跌水井阶梯式跌水井阶梯式跌水井竖管式跌水井阶梯式跌水井36六、水封井六、水封井特殊的检查井。当工业废水中含有易燃的挥发性特殊的检查井。当工业废水中含有易燃的挥发性物质时，它的管道空间常出现爆炸性气体，为防止物质时，它的管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、外管段的检查这种气体进入车间，在连接车间内、外管段的检查井中应设置水封。井中应设置水封。水封井水封井六、水封井特殊的检查井。当工业废水中含有易燃的挥发性物质时，37七、溢流井七、溢流井在合流管道与截留管道的交接处，设置溢流井以在合流管道与截留管道的交接处，设置溢流井以完成截留（晴天）和溢流（雨天）的作用。完成截留（晴天）和溢流（雨天）的作用。截流槽式溢流井截流槽式溢流井溢流堰式溢流井溢流堰式溢流井七、溢流井在合流管道与截留管道的交接处，设置溢流井以完成截留38截流沟道式溢流井截流沟道式溢流井跳跃式溢流井跳跃式溢流井截流沟道式溢流井跳跃式溢流井39八、跳跃井八、跳跃井一般用于半分流制排水系统，设在截留管道与雨一般用于半分流制排水系统，设在截留管道与雨水管道的交接处。水管道的交接处。跳跃井跳跃井八、跳跃井一般用于半分流制排水系统，设在截留管道与雨水管道的40九、冲洗井九、冲洗井当污水管内的流速不能保证自清时，为防止淤塞，当污水管内的流速不能保证自清时，为防止淤塞，可设置冲洗井。可设置冲洗井。可分为：可分为：人工冲洗人工冲洗、自动冲洗自动冲洗。冲洗井一般适用于管径冲洗井一般适用于管径400mm400mm的较小管道，冲洗的较小管道，冲洗管道长度一般为管道长度一般为250m250m左右。左右。冲洗井冲洗井九、冲洗井当污水管内的流速不能保证自清时，为防止淤塞，可设置41十、潮门井十、潮门井即防潮门。临海城市的排水管渠往往受到潮汐的即防潮门。临海城市的排水管渠往往受到潮汐的影响，为防止涨潮时海水的倒灌，在排水管渠出水影响，为防止涨潮时海水的倒灌，在排水管渠出水口上游的适当位置应设置有潮门井（或平板闸门），口上游的适当位置应设置有潮门井（或平板闸门），潮门井是装有防潮闸门的检查井。潮门井是装有防潮闸门的检查井。防潮门一般用铁制，其座子口略带倾斜，倾斜度一防潮门一般用铁制，其座子口略带倾斜，倾斜度一般为般为1:101:101:201:20。当排水管渠中无水时，防潮门靠重力密闭。当上游当排水管渠中无水时，防潮门靠重力密闭。当上游排水管渠来水时，水流顶开防潮门排入水体。涨潮排水管渠来水时，水流顶开防潮门排入水体。涨潮时，防潮门靠下游潮水压力密闭。时，防潮门靠下游潮水压力密闭。设置了防潮门的检查井井口应高出最高潮水位或最设置了防潮门的检查井井口应高出最高潮水位或最高河水位，或者井口用螺栓和盖板密封，以免潮水高河水位，或者井口用螺栓和盖板密封，以免潮水或河水从井口倒灌至市区。或河水从井口倒灌至市区。十、潮门井即防潮门。临海城市的排水管渠往往受到潮汐的影响，为42防潮门防潮门防潮门43十一、雨水口十一、雨水口雨水口是在雨水管渠或合流管渠上收集雨水的构雨水口是在雨水管渠或合流管渠上收集雨水的构筑物。筑物。雨水口的雨水口的构造构造包括：进水箅、井筒、连接管包括：进水箅、井筒、连接管设置位置设置位置：一般应在交叉路口、路侧边沟的一定距：一般应在交叉路口、路侧边沟的一定距离外以及没有道理边石的低洼地方设置，以防雨水离外以及没有道理边石的低洼地方设置，以防雨水漫过道路或造成道路及低洼地区积水而妨碍交通。漫过道路或造成道路及低洼地区积水而妨碍交通。间距间距：一般为：一般为252550m50m（视汇水面积大小而定），（视汇水面积大小而定），在低洼和易积水的地段，应根据需要适当增加雨水在低洼和易积水的地段，应根据需要适当增加雨水口的数量。口的数量。深度深度：一般不宜大于：一般不宜大于1m1m，在有冻胀影响的地区，雨，在有冻胀影响的地区，雨水口的深度可根据经验适当加大。水口的深度可根据经验适当加大。十一、雨水口雨水口是在雨水管渠或合流管渠上收集雨水的构筑物。44十一、雨水口十一、雨水口形式形式：边沟雨水口、侧石雨水口和联合式雨水口：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。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。连接在同一连接管上的雨水口不宜超过三个。边沟雨水口边沟雨水口侧石雨水口侧石雨水口十一、雨水口形式：边沟雨水口、侧石雨水口和联合式雨水口雨水口45联合式单箅雨水口联合式单箅雨水口落底式雨水口落底式雨水口联合式单箅雨水口落底式雨水口46十二、连接暗井十二、连接暗井当排水管直径大于当排水管直径大于800mm800mm时，也可在连接管与排时，也可在连接管与排水管连接处不另设检查井，而设连接暗井。水管连接处不另设检查井，而设连接暗井。连接暗井连接暗井十二、连接暗井当排水管直径大于800mm时，也可在连接管与排47十三、倒虹管十三、倒虹管排水管渠遇到河流、山涧、洼地或地下构筑物等排水管渠遇到河流、山涧、洼地或地下构筑物等障碍物时，不能按原有的坡度埋设，按下凹的折线障碍物时，不能按原有的坡度埋设，按下凹的折线方式从障碍物下通过，这种管道称为倒虹管。方式从障碍物下通过，这种管道称为倒虹管。倒虹管由进水井、管道及出水井组成。倒虹管由进水井、管道及出水井组成。倒虹管分为倒虹管分为直管式直管式和和折管式折管式。折管式包括中部管段（埋设在合流或其他障碍物下，折管式包括中部管段（埋设在合流或其他障碍物下，略有坡度）和两侧管段（下降管段和上升管段）。略有坡度）和两侧管段（下降管段和上升管段）。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。管线不少于两条。十三、倒虹管排水管渠遇到河流、山涧、洼地或地下构筑物等障碍物48穿越河道的折管式倒虹管穿越河道的折管式倒虹管避开地下管道的支管式倒虹管避开地下管道的支管式倒虹管穿越河道的折管式倒虹管避开地下管道的支管式倒虹管49十三、倒虹管十三、倒虹管防止倒虹管内污泥淤积的措施防止倒虹管内污泥淤积的措施（1 1）提高倒虹管内的流速，一般采用）提高倒虹管内的流速，一般采用1.21.21.5m/s1.5m/s（2 2）最小管径采用）最小管径采用200mm200mm（3 3）在进水井中设置可利用河水冲洗的设施）在进水井中设置可利用河水冲洗的设施（4 4）在进水井或靠经进水井的上游管渠的检查井中，）在进水井或靠经进水井的上游管渠的检查井中，在取得当地卫生部门同意的条件下，设置事故排出在取得当地卫生部门同意的条件下，设置事故排出口口（5 5）在上游管渠靠近进水井的检查井底部做沉泥槽在上游管渠靠近进水井的检查井底部做沉泥槽（6 6）倒虹管的上下行管与水平线夹角不大于）倒虹管的上下行管与水平线夹角不大于3030度度（7 7）为调节流量和便于检修，在进水井中应设置闸）为调节流量和便于检修，在进水井中应设置闸门或闸槽，进、出水井应设置井口和井盖门或闸槽，进、出水井应设置井口和井盖（8 8）在虹吸管内设置防沉装置）在虹吸管内设置防沉装置十三、倒虹管防止倒虹管内污泥淤积的措施（1）提高倒虹管内的流50十四、出水口十四、出水口排水管渠排入水体的出水口位置和形式，应根据污排水管渠排入水体的出水口位置和形式，应根据污水性质、下游用水情况、水体的水位变化幅度、水水性质、下游用水情况、水体的水位变化幅度、水流方向、波浪情况、地形变迁和主导风向等因素确流方向、波浪情况、地形变迁和主导风向等因素确定。定。污水与受纳水体需充分混合时，出水口一般会长距污水与受纳水体需充分混合时，出水口一般会长距离伸入水体。使污水与水体水混合良好，排水管渠离伸入水体。使污水与水体水混合良好，排水管渠出水口一般采用淹没式。出水口一般采用淹没式。雨水出口设在常水位以上。雨水出口设在常水位以上。出水标高比水体水面高出很多时，应考虑设置单级出水标高比水体水面高出很多时，应考虑设置单级或多级跌水设施。或多级跌水设施。出水口与河道连接处，一般设置护坡或土墙出水口与河道连接处，一般设置护坡或土墙十四、出水口排水管渠排入水体的出水口位置和形式，应根据污水性51采用护坡的出水口采用护坡的出水口采用护坡的出水口52采用挡土墙的出水口采用挡土墙的出水口采用挡土墙的出水口53一字式出水口一字式出水口八字式出水口八字式出水口一字式出水口八字式出水口54江心分散式出水口江心分散式出水口江心分散式出水口55第三节 排水泵站一、排水泵站的功能一、排水泵站的功能污水泵站雨水泵站合流泵站中途泵站终点泵站将上游来水提升至下游管道内将上游来水提升至下游管道内总干管的终端，把废水排入水总干管的终端，把废水排入水体，或把废水送入污水厂体，或把废水送入污水厂二、排水泵站的设备二、排水泵站的设备泵电机变配电发电机引水设备格栅起重设备第三节 排水泵站一、排水泵站的功能污水泵站雨水泵站合流泵站中56三、排水泵站的建筑形式三、排水泵站的建筑形式排水泵站的房屋建筑由两部分组成：泵组间和进排水泵站的房屋建筑由两部分组成：泵组间和进水间。水间。雨水干管一般不深，两者常重叠成两层建筑，下雨水干管一般不深，两者常重叠成两层建筑，下层为进水间，上层为泵组间。层为进水间，上层为泵组间。污水干管一般较深，两者常并列成两层建筑，进水污水干管一般较深，两者常并列成两层建筑，进水间在前，泵组间在后。间在前，泵组间在后。三、排水泵站的建筑形式排水泵站的房屋建筑由两部分组成：泵组间57泵站内部泵站内部泵站内部58