城市合流制排水管网系统截流倍数分析计算方法

0 引言 在城市排水管网的设计中,特别是对老城区的改造中,截流式排水系统经济实用,运用广泛,这就涉及到截流倍数如何取值问题。合流制排水系统截流倍数（n0）的确定,直接影响工程规模和工程环境效益。若n0偏小,在地表径流高峰期混合污水将直接排入水体而造成污染;若n0过大,则截流干管和污水厂的规模就要加大,基建投资和运行费用也将相应增加。合理的截流倍数,应充分考虑排水区域面积、降雨强度、降水历时和地形地貌等综合因素。     

基于SWMM截流式合流制管网溢流水质水量模拟

采用暴雨管理模型(Storm Water Management Model,SWMM)对柳州市竹鹅溪片区截流式合流制管网溢流进行了水质水量模拟,并将模拟结果与实测数据进行了比较分析。结果表明,虽然TSS模拟结果与实测值偏差较大,但模型的水量模拟具有较高的可靠性与准确性,TN、TP、COD三种污染物模拟结果也与实测数据偏差较小。SWMM模型可以成为城市面源污染研究的有效工具,并为合流制溢流污染控制提供科学参考。     

城市副中心合流制管网不同截流形式效果模拟研究

针对当前北京城市副中心合流制截流形式不清的问题,通过现场勘探调研,识别了重点合流制排口的截流情况,构建了排水管网数值模型,模拟不同形式截流井的截流效果.研究结果表明:(1)研究区合流制排水管线截流形态以堰式截流为主,截流管尺寸在300～500 mm之间,部分管道的实际截流能力低于设计值;(2)不同形式的截流井在无雨时截流量相同,堰式、槽堰结合式、槽式截流流速依次减小;(3)1年一遇重现期降雨下,3种形式截流均为满流,堰式峰值最高,截流总量最大,其次为槽堰结合式截流;(4)堰式截流井可减小管道埋设深度,增大截流量,槽式截流井可减小实际截流量与设计值的误差,降低上游管道水位及内涝风险.建议在上游排水能力满足要求的区域可采用槽式截流,在排水不畅的区域采用堰式截流.本研究对于合流制溢流治理工作具有一定的参考价值.     

个旧市排水管网改造设计

分析了个旧市排水现状后提出了整个排水管网的改造方案,其中包括新城区新污水管的建立,老城区旧管网的改造及环湖区的污水隧道的设置等。     

基于SWMM的北京市核心区合流制排水管网清淤方案研究

管道沉积物淤积会影响城市管网排水能力,每年汛前对排水管网开展清淤是北京市内涝防治的重要工作之一。但由于北京市核心区街道狭窄,清淤施工作业条件差,工作效率低,并且多数管道达不到设计标准要求,导致每年淤积管道数量较大,汛前完成所有管道清淤工作难度高,因此如何确定区域内重点清淤管道,快速恢复管网排水能力,对指导北京市核心区排水管网清淤工作十分重要。以北京市核心区某合流区域排水管网为研究对象,基于SWMM模型,从管网淤积风险判断、不同淤积程度的清淤必要性判断以及重点清淤管段选择标准3方面研究。结果表明：在管网整体40%的淤积情况下,暴雨重现期不超过5年时,对总长度25.2%的重点管道进行清淤后,溢流节点数量恢复至无淤积工况,节点最大溢流时间、排口总出流量、排口峰值流量变化值是全部管段清淤变化值的85.0%、76.0%、69.5%以上,表明对重点管道清淤方法可较大范围恢复区域排水能力。     

合流制排水区水体污染过程影响因素分析和估算方法

通过建立简化的合流制排水区水体污染物估算方法,从具体数据上分析不同因素对水体污染物浓度的影响。通过依次变化研究区域内合流制排水管网收集处理率、污水处理厂污染物去除率、截流倍数、海绵城市设施关键参数等因素,研究受纳水体污染物浓度的变化。经计算,在90%的管网收集处理率的情况下,雨季时水体污染物浓度(89.19 g/m~3)比旱季时污染物浓度(45.59 g/m~3)高出将近1倍;在增加海绵城市设施后,在给定参数条件下,当径流控制率提高到80%时,受纳水体污染物浓度可以降低到22.22 g/m~3。可以通过该估算方法对某一汇水区受纳水体污染情况进行评估,或是对相似水体污染治理工程具有一定指导作用。     

基于区域降雨特征的合流制管网截流倍数分析

截流式合流制排水系统的溢流污染是影响受纳水体环境质量的重要因素,截流倍数的选择与地区降雨特性、溢流率控制以及污水处理系统规模密切相关。研究以巩义市管网改造为例,通过对巩义市降雨特性的分析合理确定截流倍数。巩义市降雨年内分布不均匀,集中度较高,主要集中在6-9月份,占全年降雨量的60.21%～84.14%,主要为短历时降雨,集中在3 h和6 h内,占降雨次数的61.06%。由于降雨量相对集中且历时较短,较大的截流倍数不一定能够取得好的效果。截流倍数介于2.50～3.50间时,截流雨量占降雨总量的比例为36.20%～46.70%。截流倍数大于3.50时,溢流率几乎保持不变。2004-2012年巩义市共发生127次历时小于等于6 h的降雨,90%以上次数的降雨量小于20 mm,结合污水处理厂规模,截流倍数取n₀=3。     

重庆地区合流制排水区域污水主干管截流倍数的选择

合流制排水系统截流倍数的选择是关系到工程投资的关键参数。以重庆市主城区和涪陵区排水系统为例,采用污水量折算成基准降雨强度的简要方法,分析系统截流倍数的变化对污染物溢流的影响规律,从而确定合理的截流倍数。介绍了详细的计算方法以及截流倍数选择时应注意的问题。     

截流式合流制截污管设计污水量的实测统计方法

结合广州河涌截污工程的实际,阐述了截流式合流制河涌截污管的设计污水量实测统计方法.该方法采用实际测量与确定经验系数相结合的方式,并以此作为截污管管径大小及水力计算的依据.最后对该方法的适用性和存在问题进行了讨论与分析.     

市政排水管网的设计及优化

正一、优化市政排水管网设计的必要性和可行性作为我国城市建设过程中的关键构成部分,市政排水管网的投资在整个排水系统投资中占据着绝对重要地位。所以说,优化设计市政排水管网有着重大意义。伴随着我国经济的快速发展,城市道路的大量修建,使得排水管网获得大面积普及应用,然而,仍然存在诸多消极影响问题。作为现代化城市基础性设施,市政排水管网系统建设可谓是城市水污染防治工程中的关键性建设内容。为此,在充分满足各类型约束条件的基础上,实现对排水管网     

盛泽镇污水管网改造工程设计实例

介绍了盛泽镇排水管网的现状和在排水管网设计中遇到的问题,对管网定线、水量预测、穿越河流等问题提出了解决措施,并就东南沿海城市管网设计提出了建议。     

污水管网模拟模型节点平均流量的估算方法

建立排水管网模拟模型是城市排水实现科学化管理的一个重要手段。作为污水管网建模的基础部分,研究了污水管网节点平均流量估算的间接求解方法,即根据用水量推求污水量。该法包括污水排放系数的确定和节点服务区域属性值的计算两部分。污水排放系数根据生活用水量结构确定;在城市排水管网GIS平台上可以估算节点服务区域属性,如人口、面积(平面面积和建筑面积)等。     

银川市某高密度城区合流制溢流污染特性研究

针对合流制管网系统溢流污染严重且易造成受纳水体出现黑臭现象等问题,以银川市第一污水处理厂片区为例,基于雨洪管理模型(SWMM),在短历时设计降雨和典型年长历时降雨条件下,模拟分析了研究区域溢流排口溢流量及溢流污染物负荷对不同降雨条件的响应关系及其对受纳水体水质的影响。结果表明：雨天合流制管网系统的溢流量及溢流污染负荷量较大,且无论是短历时还是长历时降雨条件下,均具有随着降雨量的增加而增大的特点;厂前溢流污染浓度大,超过受纳水体自净能力,短期内水体水质处于黑臭状态。本研究对银川市黑臭水体治理及溢流污染防治方案的制订具有重要的参考价值。     

树状给水管网布置形式优化设计

以管网年费用折算值作为管段的权值建立目标函数,以基于破圈法及Mayeda-Seshu算法的列队竞争算法作为求解方法,用于进行树状给水管网系统的优化,并将该方法用于实例研究。结果表明:该算法既可以完全避免以往各种优化算法在进化过程中产生不可行解的弊端,又继承了普通列队竞争算法寻优速度快的优点,使得算法的计算效率显著提高,计算结果的准确性也得以保证。该优化算法的提出对树状给水管网布置形式优化设计具有重要意义。     

灌区自压微灌独立管网系统优化设计研究

微灌管网系统由田间管网系统和骨干管网系统两部分组成,田间管网入口所需压力只与灌水器设计工作水头及田间管网允许水头差有关,因此两部分的优化问题是相互独立的。目前田间管网优化设计主要是在限定面积且布置已定的情况下进行支毛管管径组合优化。本研究在不限定管网系统面积的情况下建立了单向毛管田间管网、双向毛管田间管网及自压微灌骨干管网的优化设计数学模型,可同时完成相应管网的优化布置和优化设计且能得到最佳控制面积。利用解的不可行度对随机产生的初始种群进行选择以改善种群质量,利用罚函数法处理约束条件,应用遗传算法进行优化计算。结果表明:双向毛管田间管网在控制面积及单位面积投资两方面均优于单向毛管田间管网,推荐以双向毛管田间管网优化结果为基础进行骨干管网的优化,算法收敛性能稳定,具有较高的计算精度,此优化设计研究成果对自压微灌系统设计及区域管网优化设计具有一定的实际意义。     

重力单水源环状管网优化设计的遗传-线性规划算法

本文首先提出了基管段流量概念,并作为优化变量,建立环状管网流量优化分配的非线性规划模型;又以管道尺寸为优化变量,建立某一流量分配方案下管网优化设计的线性规划模型。在优化设计计算过程中,采用遗传算法求解非线性规划模型及单纯形法求解线性规划模型,两种优化算法交替计算,可确定环状管网优化设计方案。本文提出的方法,是一种有效地解决重力单水源环状管网优化设计的新方法。     

基于遗传算法的给水管网多工况优化设计

目前大多数基于遗传算法的给水管网优化设计在供水安全性和经济性方面都存在不足。本文针对这些不足,对优化设计的目标函数进行了改进,加入了流速约束,提出了流量已初分配的给水管网多工况的优化设计,并采用罚函数法予以实现。最后对青岛市出口加工区管网进行了优化求解,通过优化结果的对比,验证了该设计方法的实用性及其在供水安全性和经济性方面的优点。     

基于供水安全性的管网管径优化计算改进遗传算法

分析了目前给水管网遗传优化研究仅考虑管网设计方案的经济性而忽略供水安全性的不足,采用罚函数的思想对遗传算法进行了改进,使其能够完成流量分配情况下的管网优化设计.实例计算对比了改进前后的设计方案,改进后设计方案的经济性和供水安全性得到了保证.     

排水管网非恒定流数值模拟新方法

提出了数值模拟城市排水管网非恒定流新的计算方法，即采用扩散波模型，将待求水位和流量分为运动波分量和扩散波分量两部分，并先后求解．在处理明满流过渡时，没有采用Preissmann明窄缝近似方法．用原型观测资料验证计算结果表明，计算值与实测值吻合较好．     

南水北调东线工程水资源网络系统设计与分析

南水北调东线工程形成了一个水的网.为充分发挥工程效益、合理调度水资源,从网络规划角度结合水系特点、湖库闸站配置及水流的方向,将湖泊作为连接省级调度中心和管理处的桥梁,设计了一般情况下东线工程水资源网络系统结构,指出了东线工程在不同水源情况下存在不同的网络结构的特点,为东线工程水资源调度提供参考.