城市排水的对象是雨水和污水。对雨水和污水采用不同的排放方式所形成的排水系统,称为排水体制。排水体制分为合流制和分流制两大类。
(一)合流制排水系统
合流制排水系统是指雨水和污水统一由一套管道排放的排水系统,这种排水管称为合流管。根据污水最终的排放方式又分为直排式合流制和截流式合流制。
1.直排式合流制
在直排式合流制排水系统中,污水和雨水一样不经任何处理直接就近分散排放。这种排水系统没有污水处理设施,雨水和污水都就近排放,工程投资较少,但是如果排放的污染物超过水体的环境容量,将对城市水环境造成污染,一般在城市建设初期采用,目前在大中城市已很少见。
2.截流式合流制
截流式合流制是在直排式合流制基础上,沿排放口附近新建一条污水管渠,将污水截留到污水处理厂处理或输送到下游排放,雨水通过附属的溢流井仍排入原来的水体。新建的污水管在合流制排水系统中称为截流管。在没有降雨的情况下,截流管内只有污水,这部分污水也称旱流污水。在有降雨的情况下,截流管内既有污水也有雨水,这种雨污混合水也称混合污水。同样,通过溢流井排出的也是混合污水,只是污水比例随降雨量增大而减小。
由于初期雨水也含有大量污染物,有时污染物含量甚至高于污水,截流管的设计,其排水能力除满足污水外,还要考虑截流一定的初期雨水。截流初期雨水量的大小用截流倍数体现。截流倍数等于截流的初期雨水量与旱流污水量之比。
截流式合流制是直排式合流制的改进形式,在无雨天可以将全部污水截流到污水处理厂处理或输送到下游排放,大大减轻城市水环境压力,且工程量相对较小。而在有降雨的情况下,当降雨量较小时,旱流污水和污染物浓度较高的初期雨水全部通过截流管截走,有利于城市水环境保护;当降雨量和污水量超过截流管的截流能力,多余部分的混合污水将从溢流井排入水体,仍然对城市水环境有影响。
(二)分流制排水系统
分流制排水系统,是指雨水和污水单独收集、处理和排放的排水系统。根据雨水系统的完整程度,分流制排水系统又分为完全分流制和不完全分流制。
1.完全分流制
在完全分流制排水系统中,雨水和污水形成相互独立、系统完整的排水系统。雨水和比较清洁的工业废水由雨水管渠收集,就近排放;污水通过污水管道收集,输送到污水处理厂处理或下游排放。这种排水系统需要建设两套完整的排水管道,并且污水不能不加处理就近分散排放,对保护城市水环境比较有利,但排水管渠工程量大于截流式合流制,一般在城市水环境要求较高,有一定经济实力的城市采用。
2.不完全分流制
不完全分流制排水系统,是指只有完整的污水设施而没有完整的雨水设施的排水系统。采用不完全分流制有三种情况。
(1)早期的城市建设,为了节省工程投资,往往先建污水管道,雨水通过路面或零星的道路边沟排放。随着城市规模的扩大,建设标准的提高,雨水和污水系统逐步完善。
(2)降水量很小的城市,如我国的内蒙古、新疆、青海的部分城市,由于降水量很小,地面渗透能力很强,没有必要建设雨水系统。在这些地区,为了利用宝贵的雨水资源,绿化用地设计标高一般都低于道路标高,降雨时,路面雨水很快就汇入路边绿地。
(3)地形起伏变化较大的城市。这类城市由于地形起伏变化较大,往往有比较多的天然水系,汇水面积不大的短距离的雨水可通过路面排入附近水系,但汇水面积大的雨水仍需通过排水管渠排放。
(三)排水管渠
《城市排水工程规划规范》GB 50318—2017规定:
(1)排水管渠应以重力流为主,宜顺坡敷设。当受条件限制无法采用重力流或重力流不经济时,排水管道可采用压力流。
(2)城市污水收集、输送应采用管道或暗渠,严禁采用明渠。
(3)排水管渠应布置在便于雨水、污水汇集的慢车道或人行道下,不宜穿越河道、铁路、高速公路等。截流干管宜沿河流岸线走向布置。道路红线宽度大于40m时,排水管渠宜沿道路双侧布置。(www.xing528.com)
(4)规划有综合管廊的路段,排水管渠宜结合综合管廊统一布置。
(5)排水管渠断面尺寸应按设计流量确定。
(6)排水管渠出水口内顶高程宜高于受纳水体的多年平均水位。有条件时宜高于设计防洪(潮)水位。
历年真题
1.下列关于城市降雨特点的表述,正确的是( )。[2019-65]
A.城市降雨量与周边农村降雨量无差别
B.城市降雨量小于周边农村降雨量
C.城市上风向降雨量与城市下风向降雨量无差别
D.城市上风向降雨量小于城市下风向降雨量
【答案】D
【解析】因为城市烟尘、灰尘等空气凝结核多,高大建筑对气流的爬升作用以及城市与周边地区的温度差等原因,城市的降雨量比周边农村的降雨量多。A、B两选项错误。由于云的移动,在上风向云移动较快,不利于降雨的形成条件,上风向降雨量小于下风向降雨量,C选项错误,D选项正确。
2.下列关于城市下垫面不透水率与平均地表温度关系的表述,正确的是( )。[2019-68]
A.负向关系 B.正向关系
C.没有关系 D.随机关系
【答案】B
【解析】城市下垫面不透水率越高,则植被、草地等面积越少,地表平均温度越高。相反,也成立。城市下垫面不透水率与平均地表温度正向关系。
3.下列哪些项是截留式合流制排水系统特有的排水设施?( )[2017-95]
A.合流管 B.截留管
C.污水提升泵站 D.溢流井
E.检查井
【答案】BD
【解析】截留式合流制是在直排式合流制的基础上,沿排放口附近新建一条污水管渠,将污水截留到污水处理厂处理或输送到下游排放,雨水通过附属的溢流井仍排入原来的水体。截留管和溢流井是截留式合流制特有的。
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