合流制管渠系統

合流制管渠系統是在同一管渠內排除生活污水、工業廢水及雨水的管渠系統。合流制管渠系統因在同一管渠內排除所有的污水，所以管線單一，管渠的總長度減少，但合流制截流管、提升泵站以及污水廠都較分流制大，截流管的埋深也因為同時排除生活污水和工業廢水而要求比單設的雨水管渠的埋深大。在暴雨天，有一部分帶有生活污水和工業廢水的混合污水溢入水體，使水體受到一定程度的污染。我國及其他某些國家，由於合流制排水管渠的過水斷面很大，晴天流量很大，流速很低，往往在管底造成淤積，降雨時雨水將沉積在管底的大量污物沖刷起來帶入水體，形成污染。因此，排水制度的選擇，應根據城鎮和工業企業的規劃、環境保護要求、污水利用情況、原有排水設施、水質、水量、地形、氣候和水體等條件，從全局出發，通過經濟技術比較，綜合考慮確定。常用的有截流式合流制管渠系統，它是在臨河的截流管上設置截流井。晴天時，截流管以非滿流將生活污水和工業廢水送往污水廠處理；雨天時，隨着雨水量的增加，截流管以滿流將生活污水、工業廢水和雨水的混合污水送往污水廠處理。 ^[1] 

一般來説，在下述情形下可考慮採用合流制 ^[1]  ：

（1）排水區域內有一處或多處水源充沛的水體，其流量和流速都足夠大，一定量的混合污水排入後，其污染負荷在環境容量範圍以內。

（2）街坊和街道的建設比較完善，必須採用暗管渠排除雨水，而街道橫斷面又較窄，管渠的設置位置受到限制時，可考慮選用合流制。

（3）地面有一定的坡度坡向水體，當水體高水位時，岸邊不受淹沒。污水在中途不需要泵汲。

顯然，上述條件的第一條是主要的，也就是説，在採用合流制管渠系統時，首先應滿足環境保護的要求，即保證水體所受的污染程度在允許的範圍內，只有在這種情況下才可根據當地城市建設及地形條件合理地選用合流制管渠系統。

當合流制管渠系統採用截流式時，其佈置特點是 ^[1]  ：

（1）管渠的佈置應使所有服務面積上的生活污水、工業廢水和雨水都能合理地排入管渠，並能以可能的最短距離流向水體。

（2）沿水體岸邊佈置與水體平行的截流乾管，在截流乾管的適當位置上設置截流井，使越過截流乾管設計輸水能力的那部分混合污水能順利地通過截流井就近排入水體。

（3）必須合理地確定截流井的數目和位置，以便儘可能減少對水體的污染，減少截流乾管的尺寸和縮短排放渠道的長度。

（4）在合流制管渠系統的上游排水區域內，如果雨水可沿地面的街道邊溝排泄，則該區域可只設置污水管道。只有當雨水不能沿地面排泄時，才考慮佈置合流管渠。

截流式合流制排水管渠的設計流量，在溢流井上游和下游是不同的。

（1）第一個截流井上游管渠的設計流量

如下圖1所示，第一個截流井上游管渠（1~2管段）的設計流量為生活污水設計流量、工業廢水設計流量與雨水設計流量之和。

在實際進行水力計算時，當生活污水與工業廢水量之和比雨水設計流量小得很多，例如有人認為，生活污水量與工業廢水量之和小於雨水設計流量的5%時，其流量一般可以忽略不計，因為它們的加入與否往往不影響管徑和管道坡度的確定。即使生活污水量和工業廢水量較大，也沒有必要把三部分設計流量之和作為合流管渠的設計流量，因為這三部分設計流量同時發生的可能性很小。所以，一般以雨水的設計流量（Q_s）、綜合生活污水流量（Q_d）、工業廢水量（Q_m）之和作為合流管渠的設計流量，即： ^[1] 

式中 Q—設計流量，L/s；

Q_d—綜合生活污水流量，L/s；

Q_m—工業廢水量，L/s；

Q_s—雨水設計流量，L/s；

Q_dr—截流井前的旱流污水設計流量，L/s；

這裏，綜合生活污水流量和工業廢水量均以平均日流量計。在式（1）中，Q_d+Q_m，為晴天的設計流量，亦稱旱流流量Q_dr，由於Q_dr相對較小，因此按該式的Q計算所得的管徑、坡度和流速，應用旱流流量Q_dr進行校核，檢查是否滿足不淤流速要求。 ^[1] 

（2）截流井下游管渠的設計流量

合流制排水渠在截流乾管上設置了截流井後，對截流乾管的水量情況影響很大。不從截流井泄出的雨水量，通常按旱流流量Q_dr的指定倍數計算，該指定倍數稱為截流倍數n₀，如果流到截流井的雨水流量超過n₀Q_dr，則超過截流能力的水，經排放渠道排入水體，該情況稱之為合流管道的溢流。 ^[1] 

這樣，截流井下游管渠（如圖1中的2~3管段）的設計流量為： ^[1] 

式中

—截流井後管渠的設計流量，L/s；

—截流倍數；

—截流井後匯水面積的雨水設計流量，L/s；

—截流井後匯水面積的旱流污水設計流量，L/s。