污水截流管的水力计算

研究与探讨污水截流管的水力计算余雪松(合肥市市政设计院有限公司,安徽合肥230001)摘要:通常在设计污水截流管时,是将污水 截流管当作满流管进行设计。文章认为在设计T况下污水截流管处于有压流的状态,污水截流管应当作为有压短管进行设计。如果污水截流管按照满流管进行设计.实际的截流量过大,会造成整个截流式合流制排水系统的亲乱,影响污水处理厂的运行。关键词:污水截流管;水力计算;有压短曾;满流管;截流式合流制排水系统中图分类号:TU992.22文献标识码:A文章编号:1671-4857 (2005 )06-0502-03在截流式合流制排水系统中,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处制截流量,其设计是否合理,对于整个截流式合流制被截流，随着雨水径流量的逐渐增加,混合污水量超过排水系统的运行将产生重要影响。通常在设计污水污水截流管的设计截流量,此时一-部分混合污水通过截流管时,将该管当作满流管,按照下列程序进行水污水截流管排人污水主管,其余的混合污水从截流井力计算:处溢流至受纳水体。在降雨末期，雨水径流量逐渐减(1)设定截流倍数。小，截流井处溢流停止,混合污水均排人污水主管[2]。(2)按照下式计算污水截流量"",即合流管和污水主管均是按照满流管进行设计的，Q= (1+n) XQ,因此当合流管及污水主管均处于满流状态时.合流管其中,Q为污水截流量;7o为截流倍数;Q为合流管及污水主管均达到设计流量,此时截流式合流制排水内旱流污水设计流量。系统处于最佳的运行状态,污水截流管应当按照此时(3)根据污水截流量Q,按照满流管的水力计算的工况进行设计。.公式确定污水截流管的管径和坡度。2污水截流管的水力计算(4)根据旱流污水设计流量Q，按照非满流管校核污水截流管的流速。如流速不满足最小自清流在此工况下,如图1所示(为了便于分析,以槽式速,则返回(3),重新计算污水截流管的管径和坡度，截流井为例),污水截流井的水位为H,检查井B的水位为Hz。由于污水主管需要从合流管下面穿过，直至符合要求。笔者认为,在设计工况下污水截流管处于有压流必定有:H≥H2+D。其中,D为合流管管径,为简的状态,因此污水截流管应当作为有压短管进行水力便起见,不考虑管道壁厚。由此可见，污水截流管处于有压流状态。计算,本文就此问题进行探讨。污水截流管的长度为L=Li+Lz,为了降低工程1污水截流管的设计工况费用,污水截流管的长度要尽量缩短,一般情况下L旱季时,截流式合流制排水系统内均为污水,通为10m左右。综合，上述分析,在设计工况下,污水截流管为有过合流管收集的污水在污水截流井处被截流,经过污压流,且污水截流管较短,因此污水截流管应当作为水截流管进入污水主管,最终进入污水处理厂, 处理有压短管进行水力计算,其计算公式叫为后排入受纳水体。此时合流管、污水截流管以及污水q__ πXd x V2gH(2)主管均为非满流。4x./a+Eλ号+Eζ降雨时,截流式合流制排水系统内为雨水和污水中国煤化工“收稿日期2005 08 16作者简介:余雪松(1973-).男●安徽蚌埠人，合肥市市政设计院有限公司工程师，MYHCNMHG502 2005 年第19卷第6期《工程建设与档案》，研究与探讨污水截流管的水力计算) N11、TNT.O其中,Q为管道流量;d为污水截流管的管径;H为作为水力半径,R= d ,经换算[2可得用水头,H=H- H2;a为动能校正系数,- -般取a=1.0;L为污水截流管长度;ζ为局部水头损失系数;入λ= 8gXn'(3)R1/3为摩阻系数。需要说明的是,淹没出流有压短管与自由出流有为了便于计算，根据达西(Darcy)公式:h=压短管的计算公式相同。\品.谢才(Chezy)公式:v=CVRI及曼宁(Man.从(2)式也可以看出，污水截流管的截流量与管d 2g道纵坡无关,主要取决于作用水头H。ning)公式:C=-R/*,其中I为水力坡度,I="+;R检查井A检查井B污水越流管雨污混溢流至受7杰然仓污水纳水体H,合流管污水截流井污水战流管查井A污水被流管 0.检查井日 污水主营}→1-1削面展开围平面围图1计算示意 围(2)污水截流管按照有压短管计算。为了便于3有压流计算与满流计算的比较作如下设定:①污水截流管的长度按L=10 m进行(1)污水截流管按照满流管计算。通常在设计计算。 ②污水截流管的局部水头损失包括管道进污水截流管时,将污水截流管当作满流管进行水力计口管道转弯等,综合考虑取2ζ=1.0。.算,其计算公式“1为按(2)式进行计算,污水截流管的设计流量计算，o=1xR23x[/2见表1所列。n'(4)表2污水截流管的设计流 k(按照有压短管计算} m2/sQ= vXA作用水头/m其中,0为管内流速;n为管道粗糙系数,一般取n=d/mm0.5000. 8001.000 .1.2001. 5000.013;R为水力半径,R=d/4;I为管道纵坡;Q为管3000.1270.1600. 1790.1960. 220.道流量;A为管道过水断面面积,A= πd*/4。000. 2390.3020.3380. 3700. 414污水截流管的管径一般为d300~d600,按照满0.3870.4890. 5470. 5990.670流计算管道纵坡通常取值为0. 002~0.010。按(4)0. 5700. 7210.8060.8830. 987式进行污水截流管的设计流量计算,见表1所列。(3)两种计算方法的比较。根据以上计算可以表1污水截流管的设计流量{按照满流管计算}m*/s看出,两种方法的计算结果相差甚大。管道纵坡d/mm.0. 0020.003 0. 0040. 0050. 010假定某污水截流管的设计截流量为0.3 m'/s,其0, 0430, 0580. 060. 0680.097作用水中国煤化工行计算,污水截流管0. 0930.1140.132 0. 1470, 2080. 1690. 2070.2390.3000. 378的管径|YHC N M H G流管进行计算,则污0. 2750.3360.3880. 4340.614水截流管的管径应为600 mm,管道纵坡为0. 002 4,按2005年第19卷第6期{工程建设与档案》503研究与探讨) ANJIIY ITANT1O污水截流管的水力计算此方法设计的污水截流管,在实际运行中的截流量可在实际工程中,截流式合流制排水系统往往是相以达到0.72m2/s,远远超出设计截流量。当复杂的，在设计污水截流管时,应仔细分析污水截流管的设计工况。如果受纳水体的水位较高,合流管4有关问题的探讨为淹没出流,为了防止外水倒灌进人污水主管,需要通过.上例可以看出,如果将污水截流管作为满流在污水截流井内设置溢流堰,或是设置闸门、防潮门管进行设计，则实际截流量将大于设计截流量。由此及橡胶柔性止回阀等。在这种情况下,污水截流管的产生的后果是,在实际运行中,污水主管不得不承纳作用水头应按下述工况确定:H为污水截流井的水过多的截流量,对于整个截流式合流制排水系统来位,污水截流井的水位应等于达到设计溢流量时,溢说，系统并非处于最佳运行状态。由于污水主管超负流堰堰.上水头的水位,或是外水位加上闸门、防潮门荷运行,污水主管的水位升高,对于那些高程较低的及橡胶柔性止回阀等的水头损失。污水截流管会产生顶托，系统处于紊乱状态:高程较污水截流管按照有压短管进行设计,对管道纵坡低处污水截流管的截流量减小，而高程较高处污水截没有限制。管道纵坡的取值应从以下两方面进行考流管的截流量过大。虑:纵坡过小,旱季时污水中的杂质容易在管道中沉当污水主管的上游为分流制排水系统，下游为截积,而且由于污水截流管较短,在管道施工时也难以流式合流制排水系统时,应当更加严格地控制污水截控制管底标高;纵坡过大,则管道埋深有所增加,管内流管的截流量，如果截流量过大，则进人污水处理厂流速可能过大。在实际工程中,污水截流管的纵坡一的雨水过多,造成污水处理厂的进水水质下降,影响般控制在0. 005~0.010为宜。污水处理厂的运行。从整个截流式合流制排水系统来看,原先相互独5结束语立的各个合流制排水片区,通过污水截流管和污水主(1)污水截流管-般长度较短,在设计工况下处.管形成一定程度上的贯通,如果污水截流管的管径过于有压流状态,因此污水截流管应当按照有压短管进大，各排水片区之间的排涝可能相互影响。某市对老行设计。城区的合流制排水系统进行了截流改造,原先不易发(2)如果污水截流管按照满流管进行设计,实际生积水的地区在截流改造后反而容易发生积水,经过的截流量过大,会造成整个截流式合流制排水系统的调查分析,其原因可能是污水截流管的管径过大,相紊乱，影响污水处理厂的运行。邻排水片区的雨水通过污水主管、污水截流管排人该[参考文献]片区造成积水。因此，在地形起伏较大的地区,对于1]CECS91-97,合流制系统污水截流井设计规程[S].污水截流管的设计应当更为慎重,必要时可以在污水[2]高延耀.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,999截流管上设置闸门井,当相邻排水片区对本片区的排3] 吕文舫.水力学[M].上海:同济大学出版社,1996.涝有影响时,通过闸门予以控制。[4] GBJ 14-87,室外排水设计规范(1997年版)[S].(上接第501页)次是要建立旅游开发许可证制度,严格评审旅游开暂且严格保护起来,严禁当作原材料基地进行掠夺式发者的资历和信誉,加强对旅游开发企业的监管和.开发5.3。审查工作，制定旅游区具体的环境质量标准,依据3.5完善相关法律法规和制度环境容量确定旅游区内的饭店客房数,限制饭店的严密规范的法律法规是风景名胜区事业稳定、建筑规模和水准等。健康,持续发展的有力保障。主要是对现行的《风景名胜区管理暂行条例》进行修改和完善,在此基础上尽快出台《风景名胜区管理条例》,对风景名胜1] 苏勤.旅游学概论[M].北京:高等教育出版社,2001.[2]中国煤化工下境保护[M].海口:海南国区的保护、开发、规划、管理、经营等形成有效的监管和约束,加大有关案件的执法查处力度,使风景3]YHC N M H GEN.中国旅游报20050-名胜区开发保护真正做到有法可依、有法必依。其)6.5042005年第19卷第6期《工程建设与档案》