5. 给水管材

A．管径小于50mm，一般用塑料

B．管径大于300mm，用铸铁管，钢管等

消防供水管网——消防水管、消防栓

第四章 城市排水工程系统规划

1.城市排水体制与排水工程系统

1.1城市排水工程系统的体制

1.1.1城市排水分类

1.按来源和性质分：a生活污水（收集、处理、排除）；b工业废水（处理、收集、再处理、排除或直接排除）c；降水（收集、排除或收集、部分处理、排除）；d冲洗街道水（排除）;e消防后用水(排除)。

1.1.2城市排水系统的体制分类

1.合流制排水系统

a直排式合流制(特点——投资省、污染大、无污水厂/适用——小污染、大水体、建设初期);

b截流式合流制(特点——投资较省、污染不大、有污水厂/适用——干旱地区、旧城改建);

2.分流制排水系统

a完全分流制（特点——投资大、污染小、有污水厂/适用——新建地区）;

b不完全分流制（特点——投资较省、污染小、有污水厂/适用——地形起伏且水系健全地区）。

3.掌握P109-110四种形式的图。

1.1.3城市排水体制的选择

1.不同选择角度:a环保方面；b工程投资方面；c近、远期关系方面；d施工管理方面

2.城市建设初期，根据情况，采用直排式合流制、截流式合流制、不完全分流制，逐步向完全分流制过渡;要因地制宜，一个城市有两种或两种以上的排水体制是很正常的。

1.2城市排水系统

1.排水系统的组成——管网、处理系统、最终受体，对应收集、处理、排放的排水过程。

2.按排水性质分类——污水排水系统、雨（降）水排水系统；按一个城市内水处理设施的多少分类——分散式排水系统、集中式排水系统；按排水管网的构成分类——正交式排水系统、平行式排水系统。

1.2.1生活污水系统

1.组成：a室内污水管道系统和设备；b室外污水管道系统c污水泵站；d污水处理厂；e出水口。

2. 掌握P111图4-5/P112 图4-6。

1.2.2工业废水排水系统

1.组成：a车见内部管道系统和设备；b厂区管道系统；c废水泵站和压力管道；d废水处理站；e出水口（渠）。

1.2.3雨水排水系统

组成：a房屋雨水管道系统和设备；b街坊或厂区雨水管渠系统；c街道雨水管渠系统；d雨水泵站及压力管；e出水口。

1.3城市排水工程系统设置

1.3.1城市排水工程系统的布置形式  P114图4-7

1.正交式——仅排雨水，适于地势向水体倾斜的地区。特点：干管长度短，口径小，污水排除迅速，造价经济，但水体污染严重。

2.截留式——适用于合流制、分流制排水系统和区域排水系统。雨天易使水体污染。

3.平行式——适于地势向合流方向有较大倾斜的地区。控制流速。

4.分区式——适于地势高低相差很大的地区。高区重力流排放，地区泵站抽排；优点：充分利用地形，节省电力。

5.分散式——适于中间高周边低（有河流）的地区和地形平坦的大城市。特点：干管长度短、口径小、管道埋深浅、便于污水灌溉，但污水厂和泵站增多。

6.环绕式——倾向规模大的污水厂而非数量多规模小的污水厂。

7.区域性布置形式——适于城镇密集区及区域水污染控制的地区。优点：污水处理设施集中化、大型化，有利于水资源的统一规划管理，节省投资，运行稳定，占地少，是环保发展方向。缺点：管理复杂，工程效益慢。

1.3.2城市排水工程系统的布置要素

1.污水排放的形式

1）分散布置：干管较短，污水回用便于接近用户，利于分期实施。适用于较大城市，用地布局分散，地形变化较大；

2）集中布置：干管较长穿越障碍物多，但污水厂集中出水口少易于管理。适用于中小城市，布局集中，地形起伏不大，无障碍阻隔。

2.污水处理厂及出水口的位置（河流下游、距离取水点至少100m、避开回水区；污水厂近出水口、河流下游、最小频风上风侧、防护距离）

3.污水的利用和处理方式（直排污染严重、处理后灌溉农田较好、重视重复利用）

4.工业废水和城市废水的关系(直排或无害化处理后排放)

5.污水干管的位置（太多  详见P116）

6.泵站的数量位置（技术经济比较后再定）

7.雨水管渠布置（分散与直接、结合地形、就近）

8.排水管与竖向设计关系（相一致）

9.排水方式选择：重力式排水——传统方式；压力式或真空式排水——适应于地形地质变化较大的地区，管网密集施工困难地区，保护区，人口密度低地区等。

2.城市污水工程系统规划

2.1城市污水量预测和计算

1.污水量=用水量×污水排除率。城市污水0.75~0.90；城市生活污水0.85~0.95；

2.城市污水排放系数——是在一定的计量时间（年）内的污水排放量与用水量（平均日）的比值。

城市污水0.70~0.80；城市综合生活污水0.80~0.90；工业废水0.70~0.90。

3.生活污水设计流量  P118--120（公式、设计人口、变化系数等）

4.日变化系数；时变化系数；总变化系数

5.城市污水设计总流量是居住区生活污水、工业企业生活污水和工业废水设计流量三部分之和。均用用水量（平均日）乘以相应排放系数而得。

2.2城市污水管布置

2.2.1污水管网的布置形式

1.污水干管的布置形式    P123图4-9

1）平行式——干管与等高线平行，主干管与等高线垂直，适于城市坡度很大时；优点——减少埋深。避免过多跌水井，改善干管的水力条件；

2)正交式——干管与等高线垂直，主干管与其平行，适于地形平坦略向一边倾斜的城市。

2.污水支管的布置形式    P123图4-10

1)低边式（管线较短，适于街坊狭长或地形倾斜时）；2)围坊式（四周布置，适于街坊地势平坦且面积较大时）；3)穿坊式（穿越街坊，管线较短，适于建筑规划已定或街坊内部管道自成体系时）。

2.2.2污水管网的布置原则

1.布置原则  P124

1）管线最短、埋深最小，最大区域排放；2）地形影响；3）污水干管走向；4)多重力少提升；5)减少交叉，考虑地质；6)沿城市道路布置；7)管道简捷顺直，节约；8)近远期结合。

2.污水管线的敷设考虑因素  P125

1）平竖方向位置；2）最小净距；3）最大埋深（干燥土7~8m，多水区≯5m）；4)最小覆土厚度（平行道下≮0.7m，支管起点埋深≮0.6~0.7m，通常最大覆土深度≯6m，理想值1~2m）；（5)控制点（减少其埋深）。

2.3城市污水管网的水力计算

1.管道水力计算的基本公式

流量公式 Q=w·v（w——设计管段的过水断面面积，v——过水断面的平均流速）

流速公式 v=C√RJ  (R——水力半径，J——水力坡度，C——流速系数)

2.检查井上下流管道衔接原则：1）提高下游高程减少埋深；2）避免上游形成回水；3）下游管段的管底高不得高于上游。

3.管道衔接方法：管顶平接（常用）、水面平接、管底平接。 P127

4.污水管道水力计算的设计数据

1）设计充满度——管道中水深h与管径D的比值。有上限值。明渠超高≮0.2m。

2)设计流速(设计充满度时)——排泄设计流量的平均流速。有最小值。

3)最小管径。街坊和厂区200mm，最小设计坡度0.004；在街道下最小管径300mm，最小设计坡度0.003。

4）最小设计坡度

5.污水管道计算的方法  P129-130

3.城市雨水工程系统

3.1雨水管渠系统布置

3.1.1雨水管取系统规划的内容

1.地面径流——降落在地面上的雨水，一部分被植物截流、渗入土壤和填充洼地，其余部分沿地面流入雨水管渠和水体，这部分雨水称为地表径流。

2.在进行城市排水规划时，除了建立完善的雨水管渠系统外，应对城市的整个水系进行统筹规划，还要保留一定的水塘、洼地、截洪沟，考虑防洪的“拦、蓄、分、泄”功能。、

3.城市中建立一定的雨水贮留系统，一方面可以避免水淹，另一方面可以利用雨水作为城市水源，缓解用水紧张。

4.城市雨水管渠是由雨水口、雨水管渠、检查井、出水口等构筑物组成的一整套工程设施。

3.1.2雨水管渠系统布置的要求

1.雨水管渠布置要求考虑要素

1）地形、就近；2）尽量不见建泵站；3）结合街区及道路规划布置；4)结合竖向设计；5）明渠暗管依条件而定；6）雨水出口位置；7）调蓄水体的位置；8）雨水口的位置；9）山区城市可建排洪沟。

2.规划雨水管线时，首先按地形划分自排区（重力流）和强排区（设雨水泵站），再进行管线布置。据分散和直捷原则，多采用正交式布置（使管渠最短、重力排放）；只有当水体位置较远且地形较平坦或地形不利时，才设置泵站。

3.一般情况下，当地形坡度较大时，雨水干管宜布置在地形低处或溪谷线上；当地形平坦时，干管宜设在排水流域中间。

4.到路边沟最好低于相邻街区地面标高，尽量利用道路两侧边沟排除地表径流；雨水管渠应平行道路敷设，宜布置在人行道或草地带下，不宜设在快车道下和交通量大的干道下；道路纵坡最好0.3%--0.6%。

5.在城市交通频繁建筑密度大的市区宜用暗管排水；城市郊区或建筑密度低交通量小的地区可用明渠排水；受限制地区可有盖板明渠排水。

6.雨水口的布置常在街道交叉口的汇水点、低洼处，不宜设在对行人不便之处。街道两旁雨水口间距一般25m—60m。P132图

3.2雨水管渠水力计算

3.2.1设计参数的选择

1.暴雨强度公式（03年考题）

降雨强度i=h/t  (mm/min),  

h——相应于降雨历时的降雨量（m降雨历时mm,）t——连续降雨的时段(min).

暴雨强度q=i·A (1+c·lgp)]/（t+b）ｎ，

单位：（L/s.10³×10m²）      p——重现期，t——降雨历时，A、c、b、n——地方参数。

2.重现期

暴雨强度的频率——指大于等于该暴雨强度发生的机会，以N（%）表示。

暴雨强度的重现期——指等于或大于该暴雨强度发生一次的平均时间间隔，用P表示，以年为单位。N=1/P。

重现期一般采用0.5—3年，后果可能严重地区一般用3—5年。

3.集水时间（单位：min）

降雨历时——连续降雨的时段。

集水时间t=t+mt2,

t——汇水面积最远点流到第一个雨水口a的地面集水时间, 常用5~15min;t2——从雨水口流到设计断面的管内雨水流行时间。m为折减系数，管道用2，明渠用1.2。

4.径流系数 见P134

5.雨水管渠设计流量公式  见P135

3.2.2雨水管渠水力计算