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1、 .12.14 排水大會12月13-14日 北京CONTENTS01背景綜述02總結(jié)和展望03 發(fā)生溢流時(shí)截流井實(shí)際截流量問題04目 錄針對截留量和溢流量控制的新措施05模擬技術(shù)在截流井方面的應(yīng)用06影響截留量和溢流量的因素 排水大會12月13-14日 北京 排水大會12月13-14日 北京 國務(wù)院頒布的水污染防治行動計(jì)劃（國發(fā)201517號）指出，到2020年,地級及以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以內(nèi)，到2030年，城市建成區(qū)黑臭水體總體得到消除。城市黑臭水體整治已經(jīng)成為地方各級人民政府改善城市人居環(huán)境工作的重要內(nèi)容。“十三五”規(guī)劃中提到要加強(qiáng)水環(huán)境治理，在建設(shè)和諧宜居城市中要建設(shè)海綿2、城市。建設(shè)海綿城市，提高城市蓄水能力的同時(shí)，會影響進(jìn)入合流管網(wǎng)的水量。全國城市市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)“十三五”規(guī)劃（住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部建城116號）中再次強(qiáng)調(diào)“全面整治城市黑臭水體，加快推進(jìn)海綿城市建設(shè)”。背景綜述背景綜述 排水大會12月13-14日 北京 排水大會12月13-14日 北京研究切入研究切入海綿城市的規(guī)劃海綿城市的規(guī)劃 通過海綿城市建設(shè)，最大限度地減少城市開發(fā)建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響，將70%的降雨就地消納和利用。到2020年，城市建成區(qū)20%以上的面積達(dá)到目標(biāo)要求；到2030年，城市建成區(qū)80%以上的面積達(dá)到目標(biāo)要求（關(guān)于推進(jìn)海綿城市建設(shè)的指導(dǎo)意見）。2015年第一批海綿城市建設(shè)試點(diǎn)城市為3、16個(gè)，2016年又新增14個(gè)試點(diǎn)城市。為保障城市安全，在低影響開發(fā)設(shè)施的建設(shè)區(qū)域，城市雨水管渠和泵站的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期、徑流系數(shù)等設(shè)計(jì)參數(shù)仍然應(yīng)當(dāng)按照室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50014-2006（2016年版）中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行（海綿城市建設(shè)技術(shù)指南低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建（試行），2014）。由于海綿城市建設(shè)使用的材料或設(shè)施具有一定的使用周期，所以新建管網(wǎng)規(guī)模不應(yīng)該減小，即不考慮海綿城市建設(shè)的影響。2.1 海綿城市建設(shè)對截流量和溢流量的影響海綿城市建設(shè)對截流量和溢流量的影響 排水大會12月13-14日 北京進(jìn)入管網(wǎng)的雨水量減少，在污水量不變的情況下，合流水量減少。溢流水量減少，排污量減少，對防治黑臭水4、體具有積極作用。合流量溢流量截流量城市黑臭水體整治排水口、管道及檢查井治理技術(shù)指南（試行（2016年）指出，排水管道敷設(shè)在地下水水位以下的地區(qū)城市污水處理廠旱天進(jìn)水化學(xué)需氧量（CODCr）濃度不低于260mg/L；排水管道敷設(shè)在地下水水位以上的地區(qū)，污水處理廠年均進(jìn)水CODCr不應(yīng)低于350mg/L。為了達(dá)到污染物濃度的進(jìn)水要求，必須對管道混接問題和管網(wǎng)滲漏問題予以足夠的關(guān)注。排水大會12月13-14日 北京室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50014-2006(2016年版)室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50014-2006(2006年版)雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期提高 排水大會12月13-14日 北京地區(qū)混接問題地區(qū)5、混接問題天津津南（2015）咸水沽鎮(zhèn)現(xiàn)狀為不完全雨污分流制區(qū)域，除了紅旗路、體育場北路和新興南路部分區(qū)段分別設(shè)置雨水管、污水管外，其他路段皆為雨污混合管，因此排水系統(tǒng)存在一定程度的雨污混接現(xiàn)象。福建寧德（2014）居住小區(qū)雨污合流制居多、混接情況普遍。閩東大廣場、名仕苑、金甸名苑等小區(qū)雖然在小區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了雨污分流，但在接入市政排水管時(shí)雨污混接情況普遍。山東淄博（2014）老城區(qū)混接現(xiàn)狀嚴(yán)重，其中有相鄰兩個(gè)不同排水體制系統(tǒng)的混接、分流制市政管網(wǎng)的混接等諸多情況重慶（2016）重慶老城區(qū)內(nèi)排水管網(wǎng)混亂，從住宅立管排入檢查井、雨水口連接管接入檢查井以及底層服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)排水管接檢查井或雨水口沒有統(tǒng)一的路徑，6、采用就近接入。深圳（2007）深圳等城市的住房陽臺改成廚房或裝上洗衣機(jī)的情況,生活污水會直接進(jìn)入雨水管道系統(tǒng),導(dǎo)致投資浪費(fèi)和水體污染加劇。上海 存在住宅、小區(qū)排水體制混亂，復(fù)旦分流制排水系統(tǒng)與五角場合流制排水系統(tǒng)的混接。一些地區(qū)的管道混接現(xiàn)狀如下：2.2 管道混接對截流量和溢流量的影響管道混接對截流量和溢流量的影響 排水大會12月13-14日 北京 分流制區(qū)域雨水或污水管線錯(cuò)接入合流制管道的現(xiàn)象普遍存在于各大城市中。如雨水管接入合流管，混合污水被進(jìn)一步稀釋，濃度降低，以至達(dá)不到規(guī)范中的污水廠進(jìn)水濃度要求，并且導(dǎo)致溢流的污染物量增加，造成水體污染，影響環(huán)境；若污水管接入合流管，同樣導(dǎo)致進(jìn)入河道的7、污染物增大。排水大會12月13-14日 北京 陳瑋等(2016)認(rèn)為當(dāng)?shù)叵滤坏陀诔鞘泄芫W(wǎng)埋深時(shí)，管網(wǎng)工況以污水外滲為主；因此，這些地區(qū)在進(jìn)行合流制管網(wǎng)改造時(shí)，提高截流倍數(shù)，控制管網(wǎng)漏損較為重要。對于地下水位高于城市管網(wǎng)埋深時(shí)，管網(wǎng)工況以地下水內(nèi)滲、稀釋污水為主，降雨時(shí)溢流污染會加劇。管網(wǎng)改造的首要任務(wù)是補(bǔ)漏，盡可能降低旱季管網(wǎng)運(yùn)行水位，避免多水合一，只要污水處理廠濃度提上去，進(jìn)入環(huán)境的污水量自然就降下來了。但是，地下水入滲與滲出問題還與管材質(zhì)量、管道維護(hù)等有關(guān)。2.3 地下水水位對截流量和溢流量的影響地下水水位對截流量和溢流量的影響 排水大會12月13-14日 北京 排水大會12月13-148、日 北京通過某一工程實(shí)例，計(jì)算得到雨天溢流時(shí)截流井實(shí)際工況下相關(guān)參數(shù)：在雨天溢流管發(fā)生溢流時(shí)，槽堰式和堰式截流井由于堰高的影響而使上游合流管道出現(xiàn)壅水現(xiàn)象，槽式截流井因?yàn)榻亓鞴芄軓竭h(yuǎn)小于槽深使得截流管內(nèi)水流由重力流變?yōu)閴毫α鳎瑢?dǎo)致實(shí)際截流量大于設(shè)計(jì)截流量。這樣不僅對截污干輸送能力提出了挑戰(zhàn)，而且增大了污水處理廠的負(fù)荷，影響了污水處理廠的正常安全運(yùn)行。排水大會12月13-14日 北京溢流時(shí)截流管的實(shí)際截流量計(jì)算溢流時(shí)截流管的實(shí)際截流量計(jì)算雨天時(shí)截流管內(nèi)的水流為滿流壓力流工況，可根據(jù)伯努力方程按短管自由出流計(jì)算截流管的實(shí)際截流量：排水大會12月13-14日 北京 排水大會12月13-14日 北京傳9、統(tǒng)截流井傳統(tǒng)截流井4.1 傳統(tǒng)截流井傳統(tǒng)截流井 目前我國使用的絕大多數(shù)截流井還是合流制系統(tǒng)污水截流井設(shè)計(jì)規(guī)程(CECS 91:97)中提到的三種傳統(tǒng)類型截流井：槽式截流井、堰式截流井、槽堰結(jié)合式截流井。堰式截流井槽堰結(jié)合式截流井槽式截流井 排水大會12月13-14日 北京新型截流井新型截流井截流井類型原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)目前使用情況截流井類型原理優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)目前使用情況旋流閥截流井依靠旋流閥進(jìn)、出水口的壓差推動水流精確度高設(shè)備成本較高，不易普及國外雙層截流井水力自動截流適用于對老城區(qū)排水管網(wǎng)改造計(jì)算設(shè)計(jì)復(fù)雜，井室建設(shè)要求高國外可調(diào)堰式截流井改變堰的高度來調(diào)節(jié)流量堰高可調(diào)需要人工操作、活動部件容易腐燭生銹、10、易掛垃圾國外可調(diào)折板堰截流井水力自動控制流量可以靈活控制，造價(jià)低在堰板控制方面還有待優(yōu)化德國用得比較普遍閘板式截流井利用一道或兩道閘門的開啟來調(diào)節(jié)溢流量和截留量能起到防止河水倒灌的作用設(shè)置閘門對井室尺寸要求較大、對場地要求較高用于井室尺寸滿足的場地4.2 新型截流井介紹及其適用性分析新型截流井介紹及其適用性分析 排水大會12月13-14日 北京l 旋流限流閥可以根據(jù)每座截流井的截流量及井內(nèi)水位變化等數(shù)值確定每個(gè)旋流限流閥的最大通過流量。進(jìn)入截流管的水量達(dá)到最大截流量后，就不再受雨水量和截流井水位升高的影響，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確控制截留量。l 為了便于維護(hù)，一般需要單獨(dú)設(shè)置流量控制井。l 設(shè)備成本較高，11、不易普及。旋流閥截流井旋流閥截流井 排水大會12月13-14日 北京l 雙層管道和雙層檢查井上層用于輸送和收集雨水，下層輸送和收集污水，截流的初期雨水通過雙層截流井中設(shè)置的截流措施截流至下層污水管，然后輸送至污水廠進(jìn)行處理。l 優(yōu)點(diǎn)：可以截流初期雨水，達(dá)到保護(hù)水質(zhì)的目的。同時(shí)適用于老城區(qū)合流制改建成分流制的情況。l 但計(jì)算設(shè)計(jì)復(fù)雜，井室建設(shè)要求高。l 目前僅應(yīng)用于國外，國內(nèi)雙層截流井幾乎沒有，應(yīng)用極少。研究切入研究切入雙層截流井形式水力自動截流雙層截流井形式水力自動截流 排水大會12月13-14日 北京l 在固定堰中間設(shè)置一槽，上部可調(diào)堰部分用金屬、玻璃鋼或高強(qiáng)度塑料制成，可調(diào)堰部分可以在槽內(nèi)12、升降，這樣就可根據(jù)截留量或溢流量的要求來調(diào)節(jié)堰的高度。l 需要人工調(diào)節(jié)堰高、活動部位容易生銹、間隙容易漏水、管理不便等問題。l 目前國內(nèi)應(yīng)用較少，主要為國外各大城市應(yīng)用。可調(diào)堰式截流井可調(diào)堰式截流井 排水大會12月13-14日 北京研究切入研究切入分離式截流方式分離式截流方式l 在水量控制方面，此種截流方式可在截流井內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)閥門，通過閘門的啟閉程度來調(diào)節(jié)污水截留量的大小。l 在水質(zhì)控制方面，每座截流井可以根據(jù)各自的合流干管的水質(zhì)情況，選擇合適的截流倍數(shù)，把污染嚴(yán)重的水盡可能多的截入截污干管，使排入水體的污染盡可能少，達(dá)到保護(hù)水體的目的。l 目前此種截流方式在北京、哈爾濱等地已有使用。4.3 13、分離式截流方式分離式截流方式分離式截流方式 排水大會12月13-14日 北京 排水大會12月13-14日 北京模擬技術(shù)在截流井方面的應(yīng)用模擬技術(shù)在截流井方面的應(yīng)用 截流量和溢流量控制在實(shí)際工程中有重要意義，若是用模型進(jìn)行模擬，就可以較為精準(zhǔn)的獲得管道流量等信息，以期為合理調(diào)控截流量、溢流量提供依據(jù)，符合現(xiàn)代精細(xì)化管理的要求。常用的模擬軟件有SWMM、Infowroks、FLUENT等。SWMM典型應(yīng)用：水文模型、水力模型、水質(zhì)模型 張晨等人在年以廣東省普寧市排水管網(wǎng)系統(tǒng)為研究對象，基于SWMM 模型軟件，建立普寧市污水管網(wǎng)系統(tǒng)模型驗(yàn)證其模擬城市管網(wǎng)的可行性。何毅等人在2016年以大理“海東新區(qū)14、”中心片區(qū)構(gòu)建SWMM城市排水管網(wǎng)模型，模擬研究排水管網(wǎng)中的水量，并以此來反映管網(wǎng)的排水能力。張倩等人在2012年利用SWMM 模型模擬和研究截流式合流制城市（營口市）降雨徑流時(shí)溢流口的水量和污染負(fù)荷。Infowrok CS典型應(yīng)用：水質(zhì)模擬、簡單管道演算、全動態(tài)管道演算、降雨徑流模型 聶海泊等人采用Infowrok CS對研究區(qū)域老城區(qū)排水系統(tǒng)進(jìn)行建模，分析管道內(nèi)流量變化。余小玉等人應(yīng)用infoworks CS 對某市排水管網(wǎng)進(jìn)行模擬分析管道內(nèi)水流狀態(tài)、水量變化與排水能力下降等問題。排水大會12月13-14日 北京模擬技術(shù)在截流井方面的作用模擬技術(shù)在截流井方面的作用 通過FLUENT對截流井15、內(nèi)水流狀態(tài)進(jìn)行模擬，得到井內(nèi)的流場、流線、壓力等信息，根據(jù)模擬的結(jié)果的反饋根據(jù)需要調(diào)節(jié)堰高，以實(shí)現(xiàn)對截流量和溢流量的精細(xì)化控制。截流井模型流場速度云圖宏觀流線圖邊界條件設(shè)置構(gòu)建模型，網(wǎng)格劃分輸入合流管流量Q、堰高h(yuǎn)、截流管管徑d等參數(shù)根據(jù)需要調(diào)節(jié)堰高迭代計(jì)算，模擬結(jié)果反饋 排水大會12月13-14日 北京 排水大會12月13-14日 北京總結(jié)與展望總結(jié)與展望 海綿城市的建設(shè)和黑臭水體的治理要求，原有的合流制系統(tǒng)污水截流井設(shè)計(jì)規(guī)程(CECS 91:97)已經(jīng)不適用于現(xiàn)狀,必須予以補(bǔ)充和發(fā)展；在現(xiàn)有合流管網(wǎng)的改造要考慮地下水水位的影響，做到因地制宜；新型的截流井應(yīng)該被使用，以滿足合流管網(wǎng)改造和新建的需求；使用模擬技術(shù)來實(shí)現(xiàn)截流、溢流的水質(zhì)水量控制，符合現(xiàn)代精細(xì)化管理的要求；排水大會12月13-14日 北京謝謝！排水大會12月13-14日 北京