河道截污是把沿岸直排的污水、初期雨水收入污水系统的关键工程,设计要点集中在"沿岸布管、水位衔接、防倒灌"三件事。截污管高程定错,枯水期污水自流不顺、丰水期河水倒灌进污水管;截流位置选错,该截的没截住、不该截的清水进了污水厂。以下从布置、高程、防倒灌讲清楚。
一、河道截污的总体布置
1.1 截污干管。沿河岸低位布置,纵坡顺接地形,尽量重力流接入污水系统;地势低洼段用泵站提升。
1.2 截流点位。沿河设置截流井,把沿岸污水管、雨水管出口来水截入截污干管;点位选在排口下游侧,保证该排口全部来水被截。
1.3 受纳水位关系。截污管出口或溢流口要高于河道常水位、低于洪水位,洪水期不得倒灌。
1.4 规范依据。河道截污按GB50014-2021《室外排水设计标准》与《城市排水工程规划规范》相关条款。
二、高程与参数取值
2.1 水位资料。收集河道多年常水位、枯水位、5年与20年一遇洪水位;截污管出口管底高于常水位0.20~0.50m。
2.2 纵坡。重力截污管纵坡0.001~0.003,保证旱季流速0.6m/s以上;沿岸地形平坦时设提升泵站。
2.3 截流倍数。河道截污干管按n0=2~3设计,受纳水体敏感段取3~5。
三、完整算例
3.1 已知条件。某河段沿岸排口8个,旱季截污干管服务污水量Qw=0.40m³/s;河道常水位18.00m,20年洪水位20.50m;截流井设n0=2。
3.2 截污干管。Qj=(1+2)×0.40=1.20m³/s,按v=0.9m/s重力流,D=√(4×1.20/3.14/0.9)=1.30m,取D=1350mm;管内底起端高程17.80m(高于常水位18.00m? 应在常水位以下但出口在常水位以上——取管内底出口18.30m,纵坡0.002,至接入污水主管处19.10m,水自下游往上游坡降。
3.3 出口防倒灌。截污干管在河道侧的溢流出口管底取18.50m,高于常水位18.00m共0.50m;洪水位20.50m会淹没出口,出口装液压拍门,洪水期关闭防倒灌。
3.4 截流井。8个排口合并为3座截流井,每座井堰顶按其服务Qw计算:最大一座Qw=0.18m³/s,旱季水深0.40m,堰顶=水位+0.08m=18.60m。
3.5 溢流能力。该井Q总=0.90m³/s时Q溢=0.90-0.54=0.36m³/s,堰宽b=0.36/(0.35×4.43×0.2^1.5)=0.36/0.1385=2.6m,取3.0m。
四、校核步骤
4.1 倒灌校核。洪水位20.50m期间,出口拍门关闭,截污管内压力升高,校核拍门前后压差与管道承压;拍门后设旁通溢流至河道非常水位段。
4.2 旱季自流校核。枯水位17.50m时截污干管出口露出,管内流速按Qw=0.40m³/s复算v=0.40/(π×0.675²)=0.28m/s,低于0.6m/s,淤积风险;措施是缩小管径至D=1000mm或在终点设冲洗水泵。
4.3 截污彻底性校核。用染色法逐排口验证:每个排口来水是否都进入截污井,有无绕流进河。
五、截污设施配套与运维
5.1 截流井布置。沿岸排口合并为若干座截流井,间距按排口分布与下游能力定,每座井堰顶按服务Qw计算。
5.2 截污干管。重力流为主,纵坡0.001~0.003;地形平坦段设提升泵站。
5.3 防倒灌。出口装液压拍门,洪水期关闭;拍门后设旁通溢流至非常水位段,避免井内憋压。
5.4 沉泥冲洗。干管终点设沉泥井,定期高压冲洗;枯水位时管内流速低,靠冲洗泵防淤积。
5.5 水质监测。出水口设COD、SS在线监测,超标报警;定期人工取样送检。
六、截污设施配套与运维
6.1 截流井布置。沿岸8个排口合并为3座截流井,间距按排口分布与下游能力定;每座井堰顶按服务Qw计算。
6.2 截污干管。D=1350mm重力流,纵坡0.002;地形平坦段设提升泵站。
6.3 防倒灌。出口管底18.50m高于常水位18.00m,洪水位20.50m时装液压拍门关闭;拍门后设旁通渠。
6.4 沉泥冲洗。干管终点设沉泥井,定期高压冲洗;枯水位17.50m时管内流速低,靠冲洗泵防淤积。
6.5 水质监测。出水口设COD、SS在线监测,超标报警;定期人工取样送检。
6.6 截污彻底性。用染色法逐排口验证,确认每个排口来水都进入截流井,无绕流进河。
6.7 截流倍数。按受纳水体敏感程度取n0=2~3,敏感段取3~5;下游能力紧张时降n0并配调蓄池。
七、截污设施配套与运维
7.1 截流井布置。沿岸排口合并为若干座截流井,间距按排口分布与下游能力定。
7.2 截污干管。重力流为主纵坡0.001~0.003;地形平坦段设提升泵站。
7.3 防倒灌。出口装液压拍门洪水期关闭;拍门后设旁通溢流至非常水位排放口。
7.4 沉泥冲洗。干管终点设沉泥井定期高压冲洗;枯水位时管内流速低靠冲洗泵防淤积。
7.5 水质监测。出水口设COD、SS在线监测超标报警;定期人工取样送检。
7.6 截污彻底性。用染色法逐排口验证,确认每个排口来水都进入截流井。
八、截污干管设计要点
8.1 截流井布置。沿岸排口合并为3座截流井,间距按排口分布与下游能力定;每座井堰顶按服务Qw计算。
8.2 截污干管。D=1350mm重力流,纵坡0.002;地形平坦段设提升泵站。
8.3 防倒灌。出口管底18.50m高于常水位18.00m,洪水位20.50m时装液压拍门关闭。
8.4 沉泥冲洗。干管终点设沉泥井,定期高压冲洗;枯水位17.50m时管内流速低靠冲洗泵防淤积。
8.5 水质监测。出水口设COD、SS在线监测,超标报警;定期人工取样送检。
九、截污干管设计要点
9.1 截流井布置。沿岸排口合并为3座截流井,间距按排口分布与下游能力定;每座井堰顶按服务Qw计算。
9.2 截污干管。D=1350mm重力流,纵坡0.002;地形平坦段设提升泵站。
9.3 防倒灌。出口管底18.50m高于常水位18.00m,洪水位20.50m时装液压拍门关闭。
9.4 沉泥冲洗。干管终点设沉泥井,定期高压冲洗;枯水位17.50m时管内流速低靠冲洗泵防淤积。
9.5 水质监测。出水口设COD、SS在线监测,超标报警;定期人工取样送检。
十、设计落点提醒
河道截污最后要落在"水位包络不打架"上:本算例出口管底18.50m要高于常水位18.00m,又要在洪水位20.50m时靠拍门顶住倒灌,枯水位17.50m时还要保证管内不淤积。三种水位各提一个约束,三个约束都满足才能定管底与纵坡。龙康水工设备在河道截污项目时按河段水位资料反推截污干管高程、截流井堰顶与拍门配置,配套液压拍门与液位联锁,防止丰水期河水倒灌污水系统。
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