城市排水管渠系统 第2版PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 什么是城市排水 1

1.2 城市化对排水的影响 1

1.2.1 城市气候对降水的影响 2

1.2.2 城市建设对降雨径流的影响 3

1.3 城市排水管渠系统目标 3

1.3.1 保护公共健康和安全 4

1.3.2 重视职业健康和安全 5

1.3.3 保护环境 5

1.3.4 可持续发展 5

1.4 城市排水发展 6

1.4.1 早期历史 6

1.4.2 现代城市排水工程 7

第2章 排水体制 9

2.1 排水系统体制类型 9

2.2 合流制排水系统 10

2.3 分流制排水系统 12

2.4 城市排水体制选择 13

第3章 水质 16

3.1 浓度基本知识 16

3.1.1 浓度 16

3.1.2 当量浓度 17

3.2 水质参数 17

3.2.1 采样和分析 17

3.2.2 固体 18

3.2.3 溶解氧 19

3.2.4 有机物 20

3.2.5 氮及其化合物 22

3.2.6 磷及其化合物 23

3.2.7 硫及其化合物 23

3.2.8 油和脂 24

3.2.9 重金属和合成化合物 24

3.2.10 微生物 24

3.3 城市排水对受纳水体的影响 25

3.3.1 城市排水的排放方式 25

3.3.2 排水与受纳水体相互作用的过程 25

3.3.3 排水对受纳水体的影响 26

3.4 我国水环境法规与标准 28

3.4.1 法律法规 28

3.4.2 水环境标准体系 28

第4章 城市污水 30

4.1 生活水量 31

4.1.1 用水 31

4.1.2 用水与污水的关系 32

4.1.3 水量变化情况 32

4.1.4 用水设施 33

4.2 工业用水 33

4.3 渗入和进流 34

4.4 污水水质 35

第5章 降水资料收集与整理 38

5.1 降水观测方式 38

5.1.1 雨量计 38

5.1.2 降水量遥测 41

5.1.3 数据需求情况 42

5.2 雨量分析 43

5.2.1 雨量分析中的几个要素 43

5.2.2 取样方法 44

5.2.3 暴雨强度、降雨历时和重现期之间的关系表和关系图 46

5.3 暴雨强度公式 49

5.3.1 暴雨强度公式的形式 49

5.3.2 应用非线性最小二乘法推求暴雨强度公式参数 50

5.3.3 应用遗传算法推求暴雨强度公式参数 53

5.3.4 暴雨公式的其他形式 56

5.3.5 面降雨强度的修正 56

5.4 合成雨量图 59

5.4.1 均匀降雨雨量图 59

5.4.2 芝加哥雨量图 60

5.4.3 Huff降雨分布曲线 60

5.4.4 SCS暴雨分布 62

5.4.5 历史时间序列 63

第6章 雨水径流分析 64

6.1 汇水面积 64

6.2 降雨损失 65

6.2.1 植物截留 65

6.2.2 洼地蓄水 65

6.2.3 下渗 68

6.2.4 SCS模型 74

6.3 城市高峰径流量估计 79

6.3.1 推理公式法 79

6.3.2 参数估计 81

6.3.3 洪峰流量计算步骤 83

6.4 单位流量过程线 83

6.4.1 Espey10min单位流量过程线 84

6.4.2 SCS单位流量过程线 88

6.4.3 单位流量过程线方法的应用 91

6.5 雨水水质 93

6.5.1 污染源 94

6.5.2 表达方式 96

6.5.3 初期冲刷效应 98

第7章 城市排水系统组成和布置 101

7.1 建筑内部排水系统 101

7.1.1 污废水排水系统的组成 101

7.1.2 建筑雨水排水系统 102

7.2 室外排水管道系统的构成 103

7.2.1 排水管渠 104

7.2.2 检查井 107

7.2.3 跌水井 109

7.2.4 水封井 112

7.2.5 换气井 112

7.2.6 冲洗井 113

7.2.7 防潮门和鸭嘴阀 113

7.2.8 出水口 115

7.3 排水系统的布置形式 117

7.4 排水系统的建设程序和规划设计 119

7.4.1 基本建设程序 119

7.4.2 设计内容 121

7.4.3 排水工程规划与设计的原则 121

第8章 水力学基础 123

8.1 基本原理 123

8.1.1 压强的计量和表示 123

8.1.2 流量的连续性 124

8.1.3 流体运动的分类 125

8.1.4 层流和紊流 126

8.1.5 能量和水头 126

8.2 有压管流 127

8.2.1 水头（能量）损失 127

8.2.2 沿程损失 128

8.2.3 沿程阻力系数 128

8.2.4 粗糙度 130

8.2.5 局部损失 130

8.3 非满管道流 132

8.3.1 一些几何和水力要素 132

8.3.2 超载 136

8.3.3 流速剖面图 137

8.3.4 切应力 137

8.4 明渠流 137

8.4.1 断面单位能量 137

8.4.2 临界流、缓流和急流 138

8.4.3 渐变流 139

8.4.4 急变流 140

第9章 污水管道系统设计 141

9.1 设计资料调查 142

9.2 污水设计总流量确定 143

9.2.1 设计年限的选择 143

9.2.2 生活污水设计流量 144

9.2.3 工业废水设计流量 147

9.2.4 地下水渗入量 148

9.2.5 城市污水设计总流量计算 148

9.2.6 欧洲旱流污水流量和高峰污水流量的计算方法 150

9.3 污水管道设计计算 151

9.3.1 水力计算基本公式 151

9.3.2 污水管道水力计算设计数据 152

9.3.3 最小管径和最小设计坡度 154

9.3.4 污水管道埋设深度 154

9.3.5 污水管道水力计算方法 157

9.4 倒虹管 161

9.5 真空式和压力式排水管道系统 163

第10章 城市路面排水 165

10.1 边沟流 165

10.1.1 设计重现期和允许排水漫幅 165

10.1.2 边沟水力特性 166

10.1.3 边沟内流行时间 172

10.1.4 雨水口的集流时间 173

10.2 雨水口 175

10.2.1 雨水口的类型和构造 175

10.2.2 泄水能力和效率 178

10.2.3 边沟平箅雨水口 178

10.2.4 侧石雨水口 180

10.2.5 联合式雨水口 182

10.2.6 槽式雨水口 183

10.2.7 低洼位置处的雨水口 183

10.2.8 雨水口的堵塞 186

10.3 雨水口位置的设计 187

10.3.1 雨水口的设置位置 188

10.3.2 连续坡面上雨水口的距离 188

10.4 桥面和隧道排水 190

10.5 立交道路排水 191

10.6 广场、停车场地面水排除 192

第11章 雨水管渠系统设计 193

11.1 雨水管渠设计流量计算公式 193

11.1.1 集水时间 193

11.1.2 雨水管渠设计重现期 194

11.1.3 风险计算 195

11.1.4 改进推理公式法 196

11.2 雨水管渠水力计算设计数据 198

11.3 雨水管渠水力计算方法 199

11.4 设计计算步骤 202

第12章 雨水管理 205

12.1 就地排除 206

12.1.1 渗透设施 206

12.1.2 植草洼地 207

12.1.3 透水路面 209

12.2 进水口控制 210

12.2.1 屋顶水池 210

12.2.2 落水管 210

12.2.3 铺砌区域蓄水 210

12.3 就地蓄水 210

12.3.1 调节水池 211

12.3.2 水塘 212

12.4 其他设施 213

12.4.1 隔油池 213

12.4.2 人工湿地 213

12.5 非结构性措施 214

12.5.1 城市环境管理 214

12.5.2 路面清扫 214

12.5.3 雨水沉泥井清理 215

12.5.4 其他措施 215

12.6 雨水调蓄池的流量演算 215

12.6.1 基本原理及计算步骤 216

12.6.2 计算示例 217

第13章 合流制管渠系统 220

13.1 引言 220

13.2 合流制排水管渠设计计算 222

13.2.1 设计流量 222

13.2.2 水力计算 223

13.3 合流制排水管网改造 224

13.3.1 溢流井改造 224

13.3.2 适当处理混合污水 226

13.3.3 改为分流制 228

13.3.4 控制溢流混合污水量 228

第14章 排水泵站 229

14.1 排水泵站的通用特性 229

14.1.1 排水泵站的工作特点 229

14.1.2 排水泵站的组成 229

14.1.3 排水泵站的分类 230

14.2 水泵的水力设计 230

14.2.1 水泵特性曲线 230

14.2.2 管道系统特性曲线 231

14.2.3 图解法求水泵的工况点 231

14.2.4 水泵的功率 231

14.2.5 水泵的并联 233

14.2.6 定速和变速水泵 234

14.2.7 吸水管路 234

14.3 压水管路 234

14.3.1 压水管路与重力流排水管道的区别 234

14.3.2 设计特性 235

14.3.3 水击 236

14.4 常用排水泵 236

14.4.1 离心泵 236

14.4.2 轴流泵和混流泵 237

14.4.3 潜水泵 238

14.4.4 变频调速泵 238

14.4.5 其他污水泵 238

14.5 排水泵站的设计 238

14.5.1 设计流量 239

14.5.2 水泵的数量 239

14.5.3 水泵控制 239

14.5.4 集水池的设计 240

14.5.5 维护 242

14.5.6 泵站的建筑要求 242

第15章 优化设计计算 243

15.1 排水管网优化设计数学模型 244

15.1.1 目标函数 244

15.1.2 约束条件 245

15.2 排水管渠系统优化设计计算方法 245

15.2.1 已定管线下的优化设计 245

15.2.2 管线的平面优化布置 246

15.3 遗传算法的应用 246

15.3.1 优化设计计算特点 246

15.3.2 优化设计计算步骤示例 247

15.3.3 可行管径集和编码映射技巧 249

15.4 进化算法在排水管渠系统平面布置优化中的应用 254

15.4.1 进化算法的计算步骤 254

15.4.2 使用过程中的处理技巧 255

15.4.3 算例分析 258

15.4.4 多出水口排水管网问题 261

第16章 排水管渠施工 265

16.1 排水管渠 265

16.1.1 管渠断面形式 265

16.1.2 管渠材料要求 266

16.1.3 常用排水管渠 267

16.1.4 管道接口 271

16.1.5 排水管道基础 272

16.2 荷载计算 274

16.2.1 装配系数 274

16.2.2 管道荷载 274

16.3 开槽施工 278

16.3.1 沟槽开挖 278

16.3.2 管道铺设 282

16.4 不开槽施工 284

16.4.1 盾构法施工 285

16.4.2 掘进顶管 287

16.4.3 微型顶管 287

16.4.4 螺旋钻掘进 288

16.4.5 挤密土层顶管 289

16.5 施工准备和施工验收 289

16.5.1 施工准备 289

16.5.2 竣工验收 290

第17章 沉积物 292

17.1 沉积物的来源 293

17.2 沉积物的效应 293

17.2.1 水力效应 294

17.2.2 污染效应 295

17.3 沉积物的运动 295

17.3.1 挟带 296

17.3.2 迁移 296

1 7.3.3 沉淀 297

17.4 沉积物的特征 297

17.4.1 淤积的沉积物 297

17.4.2 可移动沉积物 299

第18章 管渠内硫循环 301

18.1 硫化物形成 301

18.1.1 生物膜层 302

18.1.2 污水中硫化物的平衡 304

18.1.3 硫化物生成潜在趋势 305

18.2 硫化氢释放的影响因素 306

18.3 硫酸生成 307

18.4 排水设施腐蚀 307

18.4.1 混凝土腐蚀 307

18.4.2 金属腐蚀 308

18.4.3 管道腐蚀潜在性估算 308

18.5 硫化氢控制技术 309

第19章 养护和管理 311

19.1 排水管渠系统综合管理过程 311

19.1.1 调查 312

19.1.2 评价 314

19.1.3 建立计划 315

19.1.4 计划执行 316

19.2 健康和安全 316

19.3 检查 317

19.3.1 日常巡查 318

19.3.2 管网普查 318

19.3.3 技术调查 320

19.3.4 数据存储与管理 322

19.4 排水管道清通技术 322

19.5 排水管渠的修复 325

19.5.1 可进入的排水管道 326

19.5.2 难以进入的排水管道 326

第20章 模拟模型 330

20.1 模型目标和分类 330

20.1.1 模型目标 330

20.1.2 模型类型 330

20.2 流量模型中的物理过程 331

20.3 非恒定流的模拟 332

20.3.1 圣维南方程组 332

20.3.2 水力初始条件和边界条件 335

20.3.3 求解方程及设计模型 337

20.3.4 过载 339

20.4 水质模拟过程 339

20.5 污染物迁移的模拟 340

20.5.1 移流扩散 340

20.5.2 完全混合池 341

20.5.3 沉积物的迁移 341

20.6 污染物转化的模拟 342

20.6.1 持恒污染物 343

20.6.2 简单的衰减表达式 343

20.6.3 河流模拟方法 343

20.6.4 WTP模拟方法 344

20.7 雨水管理模型 345

20.7.1 软件特征 345

20.7.2 图形用户界面 346

20.7.3 计算器模块 347

20.7.4 程序员工具箱 348

第21章 地理信息系统 350

21.1 地理信息系统基础 350

21.1.1 数据管理 351

21.1.2 地理数据表示 352

21.2 建立企业GIS 353

20.2.1 考虑的关键点 353

20.2.2 需求评估 354

21.2.3 设计 354

21.2.4 试验研究 355

21.2.5 生产 355

21.2.6 展示 355

21.3 基于GIS的模型构建 355

第22章 测控技术 357

22.1 城市排水监测 357

22.1.1 监测目的 357

22.1.2 连续在线监测 357

22.2 在线监测系统的组成 358

22.2.1 现场数据接口设备 358

22.2.2 现场数据通信系统 360

22.2.3 中央主站 361

22.2.4 分区工作站通信系统 362

22.2.5 软件系统 363

22.2.6 现场数据的处理 364

22.3 误差分析 364

22.3.1 定义 364

22.3.2 不确定性的传递 365

22.3.3 取样理论 365

22.4 城市排水过程的测试 366

22.4.1 监测仪表 366

22.4.2 降雨测试 367

22.4.3 水位测试 367

22.4.4 流量测试 368

22.4.5 污染物测试 368

22.4.6 其他监测事项 369

22.5 实时控制 370

22.5.1 设备 370

22.5.2 控制 371

22.5.3 优缺点 372

第23章 基础设施不完善地区的排水方式 374

23.1 污水系统 374

23.1.1 老式马桶 374

23.1.2 茅房 374

23.1.3 通风改良坑式厕所 374

23.1.4 化粪池系统 376

23.1.5 粪便污水预处理站 376

23.2 雨水系统 377

参考文献 378