截流式分流制排水系统设计的理论及应用研究

摘要

排水体制的合理选择对排水区域的环境效益和经济效益产生直接的影响。截流式分流制排水系统是在传统分流制排水系统基础上为解决初期雨水、保护受纳水体而提出来的。截流式分流制排水系统通过截流井及雨水调蓄池入流管将雨水管渠中混接的污水和含地表污染物较高的初期雨水进行截流。截流至污水管渠中的水体输送至污水处理厂进行处理，达国家或地区排放标准后排入受纳水体；截流至雨水调蓄池的水体进行污水一级强化处理、排污和储存。截流式分流制排水系统充分展示了水资源的保护和利用。
　　本文以武汉市阳逻经济开发区沿江系统 A片区为工程背景，全面的考虑了研究区域的地形地貌、城市环卫工程、受纳水体纳污能力等影响因素。利用芝加哥降雨过程线模型生成武汉市阳逻经济开发区沿江系统A片区重现期1年、2年、3年和5年的降雨过程线；采用Green-Ampt和非线性水库法分别模拟地表产流和汇流过程；采用指数冲刷模型模拟地表污染物累积和冲刷过程；采用动力波模型模拟初期雨水在管渠中的传输过程；水质衰减采用一阶衰减模型，最终建立研究区域雨水管理模型。
　　通过经验值计算和模型模拟分析，对截流式分流制排水系统中截流井形式、初期雨水截流量、管段设计流量等进行研究，取得以下成果：
　　（1）截流式分流制排水系统中，各截流井截流量和污染因子的浓度变化趋势基本一致；
　　（2）截流式分流制排水系统中当雨水调蓄池入流管坡度一定时，随着雨水调蓄池入流管管径的增大，排放口的溢流量逐渐减小，但溢流减小量约为3％左右，通过增大管径减小溢流量的效果不太明显。综合考虑工程建设费，在保证满足截流量的情况下，雨水调蓄池入流管宜选取较小管径；
　　（3）截流式分流制排水系统中当雨水调蓄池入流管管径一定时，随着雨水调蓄池入流管坡度的增大，排放口的溢流量逐渐减小，但其减小量与坡度的增大量不成正比。将调蓄池入流管坡度按一定比例增大时，排放口溢流量减小速率变缓。综合考虑环境、经济效益，建议在满足环境要求的情况下，调蓄池入流管宜选取较小的坡度。
　　（4）通过对总溢流量、累积污染物溢流量等因素分析，发现截流式分流制排水系统优于传统分流制排水系统。

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第1章 绪论

1.1 研究的目的及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究内容及研究方法

第2章 截流式分流制排水系统主要构筑物设计研究

2.1 截流井设计

2.2 雨水调蓄池设计

2.3 小结

第3章 截流式分流制排水系统主要参数的确定方法

3.1 初期雨水截流量的确定

3.2 管段设计流量的确定

3.3 其它设计建议

3.4 小结

第4章 SWMM模型在排水系统中的应用

4.1 设计暴雨过程

4.2 地表产流过程

4.3 地表汇流过程

4.4 地表污染物累积、冲刷

4.5 输送系统模拟

4.6 小结

第5章 截流式分流制排水系统的实例分析

5.1 工程案例概况

5.2 武汉市阳逻开发区A区SWMM模型建立

5.3 SWMM模拟结果与分析

5.4 小结

第6章 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

攻读硕士期间已发表的论文

致谢