合流制

同一个管渠系统收集和输送污废水的排水方式

合流制是用同一个管渠系统收集和输送污废水的排水方式。根据污水、废水、降水径流汇集后的处置方式不同，可分为直泄式合流制和截流式合流制，直流式合流制是最古老的合流制，其布置特点与雨水管渠类似，由于其对水体污染严重，是必须进行改造的旧合流制排水系统。截流式合流制是在街道管渠中合流的生活污水、工业废水和雨水，一起排向沿河的截流干管，晴天时全部输送到污水处理厂；雨天时当雨水、生活污水和工业废水的混合水量超过一定数量时，其超出部分通过溢流井泄入水体，这种体制应用较广。

系统的分类

直泄式合流制

管渠系统的布置就近坡向水体，分若干排出口，混合的污水未经处理直接泄入水体。我国许多城市旧城区的排水方式大多是采用这种系统，这是因为在以往工业尚不发达、城市人口不多、生活污水和工业废水量不大，直接泄入水体对环境卫生及水体污染问题还不很严重。但是，随着现代工业与城市的发展，污水量不断增加，水质日趋复杂，所造成的污染危害很大。因此，这种直泄式合流制排水系统一般不宜采用。

截流式合流制

截流式合流制排水系统，它在临河岸边建造截流干管，并设置溢流井和污水厂。天和降雨初期的所有污水都输送至污水厂，经处理后排入水体。随着降雨量的增加，雨水径流也增加，当混合污水的流量超过截流干管的输水能力后，就有部分混合污水经溢流井溢出直接排入水体，如图1所示。它虽然能对大部分污水进行处理，但雨天仍有部分混合污水未经处理直接排放，成为受纳水体的污染源使其遭受污染，这是截流式合流制的严重缺点。当有条件保证受纳水体不遭受污染时，可采用截流式合流制排水系统。

布置特点

直流式合流制是最古老的合流制，其布置特点与雨水管渠类似，由于其对水体污染严重，是必须进行改造的旧合流制排水系统。截流式合流制是在街道管渠中合流的生活污水、工业废水和雨水，一起排向沿河的截流干管，晴天时全部输送到污水处理厂；雨天时当雨水、生活污水和工业废水的混合水量超过一定数量时，其超出部分通过溢流井泄入水体，这种体制应用较广。截流式合流制管渠系统的布置特点为：

①管渠的布置应使所有服务面积上的生活污水、工业废水和雨水都能合理地排入管渠，并能以可能的最短距离坡向水体。

②沿水体岸边布置与水体平行的截流干管，在截流干管的适当位置上设置溢流井，使超过截流干管设计输水能力的那部分混合污水能顺利地通过溢流井并就近排入水体。

③合理地确定溢流井的数目和位置，以便尽可能减少对水体的污染、减少截流干管的尺寸和缩短排入渠道的长度。

④在合流制管渠系统的上游排水区域内，充分利用地面坡度排除雨水。如果雨水可沿地面的街道边沟排泄，则该区域可只设置污水管道。只有当雨水不能沿地面排泄时，才考虑布置合流管渠。

使用条件

通常在下列情况下采用合流制排水系统较为有利：

①雨水稀少的地区。

②排水区域内有一处或多处水量充沛的水体，其流量和流速都较大，一定量的混合污水溢入水体后对水体的污染危害程度在允许的范围内。

③街坊和街道的建设比较完善，必须采用暗管（渠）排除雨水，而街道横断面又较窄，地下管线多、施工复杂，管渠的设置位置受到限制时。

④地面有一定坡度倾向水体，当水体高水位时，岸边不受淹没。污水在中途不需要泵站提升。

⑤水体卫生要求特别高的地区，污、雨水均需要处理者。

水力计算

设计流量的确定

截流式合流制排水管渠的设计流量：在第一个溢流井上游的合流管段（如右图2中1—2管段），其设计流量Qz为：

式中 Qs——设计生活污水量，L/s；

Qg——设计工业废水量，L/s；

Qy——雨水设计流量，L/s；

Qh——溢流井以前的旱流污水量，L/s。

生活污水量是采用最大日的最大时生活污水流量；工业废水量是采用最大生产班内的最大时工业废水流量。这两部分流量均可根据城市和工厂的实际情况统计得到。在计算中，当生活污水量和工业废水量之和小于雨水设计流量的5%时，其流量可略不计，以简化计算。因为它们的加入与否往往不影响管渠管径及坡度的决定。当生活污水量和工业废水量之和较大，应计入。生活污水量与工业废水量之和，也即是合流管渠晴天时的设计流量，称为旱流污水量Qh。由于合流管渠中流量变化大，晴天时流量小，因此按上式中Qz计算所得的管径、坡度、流速要用晴天旱流污水量来校核，检验管渠在输送旱流污水时能否满足不产生淤积的最小流速要求。

溢流井以下管段的设计流量：截流式合流制排水系统在截流干管上设置了溢流井后，溢流井以下管（如图2中的2—3管段）的设计流量Q′z为：

式中Qh——上游来的转输旱流污水量，L/s；

Q′y——设计管段汇水面积内的雨水设计流量，L/s；

Q′h——设计管段汇水面积内的旱流污水量，L/s；

n0——截流倍数，即上游来的最大转输雨水量与旱流污水量之比。

上游来的混合污水量Qz超过(n0+1)Qh的部分从溢流井溢入水体。

计算要点及方法

合流制排水管渠一般按满流设计，当确定了管段的设计流量后，水力计算工作包括下列3个方面：

①溢流井上游合流管渠的计算。溢流井上游合流管的计算与雨水管渠计算方法基本相同，只是它的设计流量包括雨水、生活污水和工业废水量。设计计算中需注意的一个问题是：合流制管渠的雨水设计重现期一般应比同一情况下雨水管渠的设计重现期适当提高（一般提高25%～30%）。因为合流管道中混合污水从检查井溢出街道的可能性还是存在的，而合流制管渠一旦溢流时造成的危害，损失要大得多，对城市环境卫生影响严重得多。因此，合流管渠的设计重现期和容许的积水程度都应从严掌握。

②截流干管和溢流井的计算。计算中首先要决定所采用的截流倍数n0，根据n0值可算出截流干管的设计流量和通过溢流井泄入水体的流量，作为截流干管与溢流井计算的依据。

关于截流倍数n0的采用：为使溢流井以下的截流干管管径小一些，造价低些，宜用较小的截流倍数；但为了保护水体少受污染，又宜选用较大的截流倍数。因此，截流倍数n0应根据旱流污水的水质、水量情况，水体条件，卫生方面要求以及降雨情况等综合考虑来确定。我国一般采用截流倍数n0在1～5范围。选用n0值应征得当地卫生部门的同意。当决定了截流倍数后，即可算出截流干管的设计流量。

③晴天旱流污水量的校核。晴天旱流时，合流管渠中的流速应能满足管渠最小流速的要求，对于合流管渠，一般不宜小于0.2～0.5m/s。当不能满足时，应修改设计管渠所采用的断面尺寸或坡度，或者在管底设低流槽以保证旱流时的最小流速。

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