排水工程（上）
华侨大学土木工程学院市政工程系给水排水教研室本课程的主要内容
概论
污水管道系统设计
雨水管道系统设计
合流制管渠系统设计
排水管渠及附属构筑物
-----排水工程概念、内容、作用、排水体制、排水系统的布置形式等
-----污水管道的设计步骤及注意事项、设计举例
-----雨水管道的设计步骤及注意事项、设计举例
-----合流制管道的使用条件、
水力计算、改造途径等
-----排水管渠断面形式、接口、基础、附属构筑物等重点第一部分 概论
排水工程的发展历史
排水工程的概念及内容
城市排水管网系统的作用
排水系统的体制
排水系统的主要组成部分
排水系统的布置形式
工业企业排水系统与城市排水系统的关系
废水的综合治理和区域排水系统
排水系统的设计程序一、排水工程的发展历史
—— 河南省淮阳的古城下，发掘出公元前 2800年埋下的陶制排水管，比公元前 2500年埃及发现的排水沟早 300年
—— 河北省易县出土了战国后期的圆形陶制排水管
—— 陕西西安出土秦代五角形陶制排水渠，在皇宫内出现了明渠和暗渠相结合的排水系统
—— 唐代长安建造了较为完整的雨水排水系统
—— 江苏扬州发现了唐代建造的多功能的排水渠
—— 明、清时代的北京城，排水管渠系统比较发达一、排水工程的发展历史（续）
—— 在近代我国排水工程发展缓慢，建国前全国 103个城市建有排水设施，管线总长 6034.8km，全国只有上海、南京建有城市污水处理厂，日处理能力为 4万吨。 1921年上海北区污水厂，是我国最早的活性污泥法水厂。
—— 建国后，排水工程事业发展较快，城市下水道普及率达 60%以上。至 1995年，全国排水管道总长 11
万 km，城市污水处理厂 838座，日处理能力 1645.4
万吨。
二、排水工程的概念与内容排水工程的概念：
—— 指为保护环境而建设的一整套用于收集、输送、
处理和利用污水的工程设施排水工程的内容：
一是污水的收集、输送部分 —— 排水管网二是污水的处理、利用部分 —— 污水处理本课程内容三、排水工程的作用
—— 保护环境免受污染，使城市免受污水之害和洪水之灾
—— 促进工农业生产，保证城市可持续性发展
—— 保护人民的身体健康与正常生活日本的“水俣病”、日本富山县的“骨痛病”
四、排水系统的体制
1、污水的概念与分类：
—— 在使用过程中受到了不同程度的污染，改变了原来的化学成分和物理性质的水，叫污水。
按来源分生活污水工业废水降水（降雨和降雪）
城市污水按照污染程度的不同：生产废水和生产污水按所含主要污染物的化学性质：
主要含无机物的废水主要含有机物的废水同时含有机物和无机物的废水按主要污染物成分：酸性废水、碱性污水含铬废水、含汞废水等四、排水系统的体制（续 1）
2、污水的最终出路有三：
一是排放水体二是灌溉农田三是重复使用自然复用间接复用直接复用直接复用的几种方式生活饮用水系统中水处理设施杂用水系统排放城市给水 生活饮用水系统杂用水系统中水处理设施城市给水排放给水厂 生活用水再生水厂杂用水工业用水污水处理厂居住小区中水系统单幢建筑中水系统城市污水回用系统四、排水系统的体制（续 2）
3、排水系统体制的概念：
—— 生活污水、工业废水和雨水可以采用一个管渠来排除，也可以采用两个或两个以上独立的管渠来排除，污水的这种不同排除方式所形成的排水系统，称为排水体制。
4、排水系统体制的分类：
合流制：直排式、截流式分流制：完全分流制和非完全分流制合流制直排式合流制污水处理厂溢流井溢流井 溢流井截流式合流制合流支管合流干管截流干管合流支管合流干管分流制污水处理厂完全分流制污水处理厂 污水处理厂不完全分流制污水干管雨水干管污水主干管四、排水系统的体制（续 3）
5、合流制和分流制的比较：
环保方面：截流式合流制对环境的污染较大，雨天时部分污水溢流入水体，造成污染；分流制在降雨初期有污染。
造价方面：合流制管道比完全分流制可节省投资 20%~40%，
但合流制泵站和污水处理厂投资要高于分流制，
总造价看，完全分流制高于合流制。而采用不完全分流制，初期投资少、见效快，在新建地区适于采用。
维护管理：晴天时合流制管道内易于沉淀，在雨天时沉淀物易被雨水冲走，减小了合流制管道的维护管理费。但是合流制污水厂运行管理复杂。
五、排水系统的组成部分
1、城市生活污水排水系统的组成部分室内污水管道系统与设备室外污水管道系统 污水处理厂出水口事故排出口污水泵站或压力管道手盆、便器、水封管、支管、立管、出户管．．．
街坊管道、街道污水管道、附属构筑物等接户管、小区支管、小区干管城市支管、干管、
主干管检查井、跌水井室内污水管道系统接户管小区支管小区干管楼栋支管干管居住小区污水 处理 厂泵站街坊管道系统街道管道系统五、排水系统的组成部分（续 1）
2、工业废水排水系统的组成部分车间内部管道系统与设备污水泵站或压力管道厂区管道系统 废水处理站厂区支管、厂区干管、检 查井、
跌水井 城市排水管道五、排水系统的组成部分（续 2）
建筑物雨水收集系统与设备街坊或厂区雨水管道系统街道雨水管道系统出水口排洪沟雨水泵站雨水口、天沟、
雨水斗．．．
3、雨水排水系统的组成部分街坊雨水支管、干管、
雨水检查井等街道雨水支管、干管、
雨水检查井等六、排水系统的布置形式
1、排水系统的布置原则充分利用地形、地势，就近排入水体，以减小管道埋深、降低工程造价
2、排水系统布置的影响因素地形地势土壤情况河流情况气候情况城市总体规划
（ 1） 正交式
3、以地形为主的几种布置形式优点,干管长度短、
管径小，经济，污水排出迅速缺点,污水未经处理直接排放，使水体遭受严重污染适应于,雨水管道系统的布置地势向水体适当倾斜时
（ 2） 截流式
3、以地形为主的几种布置形式优点,减轻水体污染，保护环境缺点,主干管的管径稍大，有时埋深偏深，需要增加污水提升泵站 ;
适应于,分流制污水管道系统的布置、
区域排水系统布置地势向水体适当倾斜时
（ 3） 平行式
3、以地形为主的几种布置形式优点,减小管道的严重冲刷缺点,主干管上有可能增加跌水井适应于,分流制污水管道系统的布置地势向水体倾斜较大时
（ 4） 分区布置形式
3、以地形为主的几种布置形式优点,充分利用地形排水，比较经济适应于,个别阶梯地区或起伏很大地区的雨水、污水排水系统地势高低相差很大时
（ 5） 分散式布置形式
3、以地形为主的几种布置形式优点,干管长度短、
管径小、管道埋深浅，便于污水灌溉中央地势高，地势向周围倾斜且城市周围有河流时缺点,污水厂的数量较多适应于,分流制污水布置系统
（ 6） 环绕式布置形式
3、以地形为主的几种布置形式优点,干管长度短、
管径小、管道埋深浅，水厂规模大适应于,分流制雨水、污水布置系统中央地势高，地势向周围倾斜缺点,主干管的距离长，管径大，埋深较深。
七、工业企业排水系统与城市排水系统的关系
1、采取各种措施，尽量不排废水或少排废水
改革生产工艺，进行技术革新，力求把有害物质消除在生产过程之中，做到不排或少排废水 （源头治理）
尽量采用循环或重复利用系统，以减小废水排放量
回收废水中的有用物质，节省能源、创造财富
尽量以废治废 （末端治理）
2、工业废水排入城市排水系统应考虑的问题
尽量考虑直接将工业废水排入城市排水系统，在污水处理厂统一进行处理
,室外排水设计规范,规定,工业废水排入后，不应影响排水管渠和污水处理厂的正常运行；不应对养护人员造成危害；不应影响处理后出水和污泥的排放和利用，且水质应符合,污水排入城市下水道水质标准,
不能满足上述要求时，则应对某些废水应进行局部处理,以满足排入城市排水管道所要求的条件，然后再接入城市排水管道。
1）当工业企业位于城市内时符合排入城市排水管道的工业废水，是直接排入城市下水道还是单独设置排水系统和无害化处理设施处理，应根据技术经济比较确定。
一般来说，单独进行无害化处理后直接排放不经济。
总之，在规划企业排水系统时，当工业废水需要排入水体时，应符合,污水综合排放标准,,,工业企业卫生设计标准,
及其他有关标准
2）当工业企业位于城市远郊区或距离城市较远时不符合排入城市下水道的工业废水，是单独设置排水系统和无害化处理设施处理废水、达标排放；还是局部处理后排入城市下水道，由城市污水厂集中处理，也应进行技术经济比较确定。
八,废水的综合治理和区域排水系统
1、废水的综合治理
—— 指对废水进行统一规划，多重治理。其主要内容有：
加强废水排放的管理减少和控制废水及污染物的排放量城市规划与生产布局合理化充分利用水体,土壤的环境容量发展经济,节能,实用的水处理技术 。
废水中有用物质的回收及综合利用发展区域性废水及水污染整治系统
2、区域排水系统
A城
B城 C城污水处理厂
D城污水处理厂污水处理厂泵站泵站泵站
E城
F城泵站 区域污水处理厂泵站九,排水系统的规划和设计
1、基本建设程序：
可行性研究阶段计划任务书阶段 设计阶段组织施工阶段竣工验收交付使用论证项目技术经济可行性确定基建项目编制设计文件设计图纸与概预算项目实施
2、排水系统的规划与设计应遵循的原则
（ 1）应符合区域规划及城市和工业企业的总体规划，并与其他单项工程建设密切配合，互相协调。
（ 2）要与邻近区域内的污水和污泥的处理和处置相协调。
（ 3）应处理好污染源治理和集中处理的关系
（ 4）应考虑污水经处理再生后可回用的方案
（ 5）应按近期设计，考虑远期发展。并结合使用要求和技术经济的合理性因素，对近期工程做出分期建设的安排。
（ 6）必须认真贯彻和执行国家、地方的相关法规、标准和规定。
本章复习思考题
1、什么是排水工程？它包括哪些内容？
2、何谓排水系统和排水体制？排水体制分几类？各类的优缺点，选择排水体制的原则是什么？
3、排水管网布置的两种基本形式是什么？它们各适于何种地形条件？
4、工业企业的废水，在什么条件下可以排入城市下水道？
5、试述排水系统的建设程序。
华侨大学土木工程学院市政工程系给水排水教研室本课程的主要内容
概论
污水管道系统设计
雨水管道系统设计
合流制管渠系统设计
排水管渠及附属构筑物
-----排水工程概念、内容、作用、排水体制、排水系统的布置形式等
-----污水管道的设计步骤及注意事项、设计举例
-----雨水管道的设计步骤及注意事项、设计举例
-----合流制管道的使用条件、
水力计算、改造途径等
-----排水管渠断面形式、接口、基础、附属构筑物等重点第一部分 概论
排水工程的发展历史
排水工程的概念及内容
城市排水管网系统的作用
排水系统的体制
排水系统的主要组成部分
排水系统的布置形式
工业企业排水系统与城市排水系统的关系
废水的综合治理和区域排水系统
排水系统的设计程序一、排水工程的发展历史
—— 河南省淮阳的古城下，发掘出公元前 2800年埋下的陶制排水管，比公元前 2500年埃及发现的排水沟早 300年
—— 河北省易县出土了战国后期的圆形陶制排水管
—— 陕西西安出土秦代五角形陶制排水渠，在皇宫内出现了明渠和暗渠相结合的排水系统
—— 唐代长安建造了较为完整的雨水排水系统
—— 江苏扬州发现了唐代建造的多功能的排水渠
—— 明、清时代的北京城，排水管渠系统比较发达一、排水工程的发展历史（续）
—— 在近代我国排水工程发展缓慢，建国前全国 103个城市建有排水设施，管线总长 6034.8km，全国只有上海、南京建有城市污水处理厂，日处理能力为 4万吨。 1921年上海北区污水厂，是我国最早的活性污泥法水厂。
—— 建国后，排水工程事业发展较快，城市下水道普及率达 60%以上。至 1995年，全国排水管道总长 11
万 km，城市污水处理厂 838座，日处理能力 1645.4
万吨。
二、排水工程的概念与内容排水工程的概念：
—— 指为保护环境而建设的一整套用于收集、输送、
处理和利用污水的工程设施排水工程的内容：
一是污水的收集、输送部分 —— 排水管网二是污水的处理、利用部分 —— 污水处理本课程内容三、排水工程的作用
—— 保护环境免受污染，使城市免受污水之害和洪水之灾
—— 促进工农业生产，保证城市可持续性发展
—— 保护人民的身体健康与正常生活日本的“水俣病”、日本富山县的“骨痛病”
四、排水系统的体制
1、污水的概念与分类：
—— 在使用过程中受到了不同程度的污染，改变了原来的化学成分和物理性质的水，叫污水。
按来源分生活污水工业废水降水（降雨和降雪）
城市污水按照污染程度的不同：生产废水和生产污水按所含主要污染物的化学性质：
主要含无机物的废水主要含有机物的废水同时含有机物和无机物的废水按主要污染物成分：酸性废水、碱性污水含铬废水、含汞废水等四、排水系统的体制（续 1）
2、污水的最终出路有三：
一是排放水体二是灌溉农田三是重复使用自然复用间接复用直接复用直接复用的几种方式生活饮用水系统中水处理设施杂用水系统排放城市给水 生活饮用水系统杂用水系统中水处理设施城市给水排放给水厂 生活用水再生水厂杂用水工业用水污水处理厂居住小区中水系统单幢建筑中水系统城市污水回用系统四、排水系统的体制（续 2）
3、排水系统体制的概念：
—— 生活污水、工业废水和雨水可以采用一个管渠来排除，也可以采用两个或两个以上独立的管渠来排除，污水的这种不同排除方式所形成的排水系统，称为排水体制。
4、排水系统体制的分类：
合流制：直排式、截流式分流制：完全分流制和非完全分流制合流制直排式合流制污水处理厂溢流井溢流井 溢流井截流式合流制合流支管合流干管截流干管合流支管合流干管分流制污水处理厂完全分流制污水处理厂 污水处理厂不完全分流制污水干管雨水干管污水主干管四、排水系统的体制（续 3）
5、合流制和分流制的比较：
环保方面：截流式合流制对环境的污染较大，雨天时部分污水溢流入水体，造成污染；分流制在降雨初期有污染。
造价方面：合流制管道比完全分流制可节省投资 20%~40%，
但合流制泵站和污水处理厂投资要高于分流制，
总造价看，完全分流制高于合流制。而采用不完全分流制，初期投资少、见效快，在新建地区适于采用。
维护管理：晴天时合流制管道内易于沉淀，在雨天时沉淀物易被雨水冲走，减小了合流制管道的维护管理费。但是合流制污水厂运行管理复杂。
五、排水系统的组成部分
1、城市生活污水排水系统的组成部分室内污水管道系统与设备室外污水管道系统 污水处理厂出水口事故排出口污水泵站或压力管道手盆、便器、水封管、支管、立管、出户管．．．
街坊管道、街道污水管道、附属构筑物等接户管、小区支管、小区干管城市支管、干管、
主干管检查井、跌水井室内污水管道系统接户管小区支管小区干管楼栋支管干管居住小区污水 处理 厂泵站街坊管道系统街道管道系统五、排水系统的组成部分（续 1）
2、工业废水排水系统的组成部分车间内部管道系统与设备污水泵站或压力管道厂区管道系统 废水处理站厂区支管、厂区干管、检 查井、
跌水井 城市排水管道五、排水系统的组成部分（续 2）
建筑物雨水收集系统与设备街坊或厂区雨水管道系统街道雨水管道系统出水口排洪沟雨水泵站雨水口、天沟、
雨水斗．．．
3、雨水排水系统的组成部分街坊雨水支管、干管、
雨水检查井等街道雨水支管、干管、
雨水检查井等六、排水系统的布置形式
1、排水系统的布置原则充分利用地形、地势，就近排入水体，以减小管道埋深、降低工程造价
2、排水系统布置的影响因素地形地势土壤情况河流情况气候情况城市总体规划
（ 1） 正交式
3、以地形为主的几种布置形式优点,干管长度短、
管径小，经济，污水排出迅速缺点,污水未经处理直接排放，使水体遭受严重污染适应于,雨水管道系统的布置地势向水体适当倾斜时
（ 2） 截流式
3、以地形为主的几种布置形式优点,减轻水体污染，保护环境缺点,主干管的管径稍大，有时埋深偏深，需要增加污水提升泵站 ;
适应于,分流制污水管道系统的布置、
区域排水系统布置地势向水体适当倾斜时
（ 3） 平行式
3、以地形为主的几种布置形式优点,减小管道的严重冲刷缺点,主干管上有可能增加跌水井适应于,分流制污水管道系统的布置地势向水体倾斜较大时
（ 4） 分区布置形式
3、以地形为主的几种布置形式优点,充分利用地形排水，比较经济适应于,个别阶梯地区或起伏很大地区的雨水、污水排水系统地势高低相差很大时
（ 5） 分散式布置形式
3、以地形为主的几种布置形式优点,干管长度短、
管径小、管道埋深浅，便于污水灌溉中央地势高，地势向周围倾斜且城市周围有河流时缺点,污水厂的数量较多适应于,分流制污水布置系统
（ 6） 环绕式布置形式
3、以地形为主的几种布置形式优点,干管长度短、
管径小、管道埋深浅，水厂规模大适应于,分流制雨水、污水布置系统中央地势高，地势向周围倾斜缺点,主干管的距离长，管径大，埋深较深。
七、工业企业排水系统与城市排水系统的关系
1、采取各种措施，尽量不排废水或少排废水
改革生产工艺，进行技术革新，力求把有害物质消除在生产过程之中，做到不排或少排废水 （源头治理）
尽量采用循环或重复利用系统，以减小废水排放量
回收废水中的有用物质，节省能源、创造财富
尽量以废治废 （末端治理）
2、工业废水排入城市排水系统应考虑的问题
尽量考虑直接将工业废水排入城市排水系统，在污水处理厂统一进行处理
,室外排水设计规范,规定,工业废水排入后，不应影响排水管渠和污水处理厂的正常运行；不应对养护人员造成危害；不应影响处理后出水和污泥的排放和利用，且水质应符合,污水排入城市下水道水质标准,
不能满足上述要求时，则应对某些废水应进行局部处理,以满足排入城市排水管道所要求的条件，然后再接入城市排水管道。
1）当工业企业位于城市内时符合排入城市排水管道的工业废水，是直接排入城市下水道还是单独设置排水系统和无害化处理设施处理，应根据技术经济比较确定。
一般来说，单独进行无害化处理后直接排放不经济。
总之，在规划企业排水系统时，当工业废水需要排入水体时，应符合,污水综合排放标准,,,工业企业卫生设计标准,
及其他有关标准
2）当工业企业位于城市远郊区或距离城市较远时不符合排入城市下水道的工业废水，是单独设置排水系统和无害化处理设施处理废水、达标排放；还是局部处理后排入城市下水道，由城市污水厂集中处理，也应进行技术经济比较确定。
八,废水的综合治理和区域排水系统
1、废水的综合治理
—— 指对废水进行统一规划，多重治理。其主要内容有：
加强废水排放的管理减少和控制废水及污染物的排放量城市规划与生产布局合理化充分利用水体,土壤的环境容量发展经济,节能,实用的水处理技术 。
废水中有用物质的回收及综合利用发展区域性废水及水污染整治系统
2、区域排水系统
A城
B城 C城污水处理厂
D城污水处理厂污水处理厂泵站泵站泵站
E城
F城泵站 区域污水处理厂泵站九,排水系统的规划和设计
1、基本建设程序：
可行性研究阶段计划任务书阶段 设计阶段组织施工阶段竣工验收交付使用论证项目技术经济可行性确定基建项目编制设计文件设计图纸与概预算项目实施
2、排水系统的规划与设计应遵循的原则
（ 1）应符合区域规划及城市和工业企业的总体规划，并与其他单项工程建设密切配合，互相协调。
（ 2）要与邻近区域内的污水和污泥的处理和处置相协调。
（ 3）应处理好污染源治理和集中处理的关系
（ 4）应考虑污水经处理再生后可回用的方案
（ 5）应按近期设计，考虑远期发展。并结合使用要求和技术经济的合理性因素，对近期工程做出分期建设的安排。
（ 6）必须认真贯彻和执行国家、地方的相关法规、标准和规定。
本章复习思考题
1、什么是排水工程？它包括哪些内容？
2、何谓排水系统和排水体制？排水体制分几类？各类的优缺点，选择排水体制的原则是什么？
3、排水管网布置的两种基本形式是什么？它们各适于何种地形条件？
4、工业企业的废水，在什么条件下可以排入城市下水道？
5、试述排水系统的建设程序。
