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干燥天气废水流量

章节

6

准确估计废水收集系统流量是液压下水道模型的基础。 这些流量有时被称为负载或需求。 在模型中，流量被分配给节点（有时称为加载点），这些节点表示流入系统的入口点或沿着管道长度分析。 节点可以对应单独的人孔或大型亚流域，如第7章所述。流量可以指定为恒定流量，时间与流量（如水文图），或者作为具有重复模式的基础负荷。

废水收集系统中的流量一般分为两类。 废水（也称为卫生或干燥天气）流量是故意排入收集系统的。 它们可能来自住宅，商业，制度或工业来源。 量化这些流量是本章的主题。 卫生收集系统也收集渗透和流入（I / I），主要来源于降水。 这些潮湿天气流量将在第7章中讨论。

流量数据可以从各种来源开发。 估算废水流量的常用程序是单位负荷法，其中对产生流量的来源进行计数并乘以适当的因子以估算流量。 另一个程序使用消耗的水量（需求）。 收集系统中的总流量通常在废水处理设施的进水中测量。

尽管在加载点确定流量的方法很多，但它们可以分为自上而下或自下而上的方法。 在自上而下的方法中，根据一些规则在废水处理厂的总流量在模型节点之间分配。 在自下而上的方法中，负荷在每个客户点和其他流入点确定，总和应等于工厂的总流量。

174 干燥天气废水流量 第6章

本书强调了液压下水道装载的自下而上的方法。 也就是说，每个流量源都被识别和量化。 当模型用于评估操作，维护，修复和源控制选择对收集系统的影响时，这一点很重要。 通过这种方法，可以通过将来自各种用户的贡献组合成节点上的单个流来简化模型。

图6.1总结了用干燥天气流量数据加载水力下水道模型的方法。 通常，模型加载有四个不同的起点，取决于系统是否正在设计或已经存在以及流量计量数据的可用性。 所有的方法都需要一定程度的校准。 数据来源如下：

1. 废水流量监测数据 - 这些数据来自实际监测地点，对于加载下游节点和确定时间模式非常有用。 通过将流量除以上游沙井数量，客户数量或陆地面积，它们也可用于开发上游节点的单位负荷。

1. 来自文献的单位负荷 - 单位负荷的文献值（例如，每等效住宅单位或固定单位每天的加仑数或者每公里管道的升数）可以乘以节点单位数（例如，当量住宅单元或固定装置或管道公里数）确定节点载荷。
2. 法规规定的装载量 - 装载值由管理机构给出，并根据总体等值或其他因素应用于装载节点。
3. 水资源使用计费数据 - 水资源消耗数据通常是精确的，并且一旦纠正了不属于废水流量的供水部分，就可以用于装载废水模型。

图6. 1 确定干燥天气流量的方法概述。

第6.1节 流量的定义 175

6.1 流量的定义

液压下水道模型可以模拟各种流量或流量组合到收集系统中。 建模人员可以开发多组代表下水道系统中不同时间或条件的流量。 正如第5章所讨论的，流程的选择取决于建模目标。 表6.1列出了水力排水管模型中常用的流量。

表6.1 描述水力下水道模型中污水流量的术语。

表6.1中的流量可以修改以表示以下条件：

bull;现在未来 - 流量在下水道的使用期限内发生变化。 建模人员可能希望在现有条件下，在设计寿命结束时或之间的任何时间模拟下水道液压。

bull;昼夜 - 卫生流量在一天中变化。 模式加载技术（在6.4节中讨论）用于建模24小时周期。

bull;每周 - 住宅，商业和工业来源的流量通常会在一周内变化。 可以使用周日和周末流量或每天的不同流量对负载进行建模。

bull;带度假屋和酒店的服务区的季节性下水道出现季节性流量变化。 由于季节性操作，工业来源也可能产生流量变化。

bull;平日与周末 - 由于这些因素，周末的峰值可能会更高

如增加餐厅的使用，旅游和洗车。

新系统

对于新系统的设计，重力段通常会传送峰值流量而不收取额外费用或产能过剩。 一般来说，下水道设计寿命结束时的高峰小时流量用于模拟最坏情况，并为新系统提供保守设计。 在某些情况下，设计可能基于较短时间内的峰值流量或甚至瞬时峰值流量。 最小流量通常用于确定速度是否足以防止下水道中固体的堆积。

在随着时间增加服务连接的系统中，它可能适合作为超过5年或10年的液压模型。

176 干燥天气废水流量 第6章

对于具有泵站和强制总管的污水收集系统，湿式井中的储存抑制峰值流量，而泵循环往往会产生不同的峰值流量模式。 扩展周期模拟用于设计湿井和强制干管并确定泵的运行条件。 也可以使用在季节性峰值期间发生的24小时模式负载。

现有系统

根据模型的用途，可以使用各种加载替代方法对现有系统建模。 在稳态模拟中，加载通常基于最大或最小流量。 设计最大流量是根据服务区域内最大人口和/或单位的估算值来确定的。

6.2 单位负载因素

在美国，近一个世纪以来，人均每天约100加仑的平均居住流量（gpcd）（每人每天378升[Lpcd]）已被广泛使用。 事实上，这是由GLUMRB（1997）指定的设计平均流量。 ASCE（1982）发布了美国许多城市的平均污水流量值。 这些值范围从威斯康星州麦迪逊的48 gpcd（182 Lpcd）到马萨诸塞州波士顿的264 gpcd（1000 Lpcd）的最高值。 但是，这些流量包括1/1的不同水平。

如表6.2所示，发展中国家的用水量和废水产生率明显较低。

表6.2 发展中国家人均用水量（Salvato，1992）。

必须谨慎使用人均用水量和废水产生率。 在许多情况下，这些费率包括一定数量的商业和工业废水，以及1/1的补贴。 这样的比率可能足以进行初步规划研究; 然而，通常需要对来源进行更详细的分析才能准确加载液压下水道模型。

住宅

在Mayer等人的报告中（1999年）。调查结果总结了美国水务协会研究基金会（AWWARF）对北美用水情况的调查。

第6.2节 单位负载因素 177

用于14个城市的1200户家庭的用水量。 住宅用水量被计量，以便它可以被分配到13个类别中的一个。 为了讨论的目的，室内用水通常被认为与废水流量相当。

Mayer等人 报告说，平均住宅用水量为69.3 gpcd（262 Lpcd）。 对于个 别城市来说，这个范围从华盛顿州西雅图市的57.1 gpcd（216 Lpcd）低到俄勒冈州尤金市的83.5 gpcd（316 Lpcd）。 作者分析了区域差异的用法差异，并指出当地数据对量化用水非常重要。 平均用水量与Brown和Caldwell（1984）报告的66.2 gpcd（251 Lpcd）相似。

Mayer等人调查得出室内用水量取决于家庭人数。 下面的一阶方程是 为了描述这种关系而开发的：

y = 37.2x 69.2（加仑/天）

= 14lx 262（升/天）

(6.1)

其中 y=户均室内用水量（加仑/天，升/天）

x=每户人数

居民用水可以细分为几类，如表6.3所列。 该表显示，节水型管道装置可有效减少居民用水量和废水流量。 数据还显示，如果遵守节水措施，用水量可减少30％。

表6.3 美国的住宅用水情况，有无使用节水措施。

1 Tc ho ba nog lo us，Burton和Stensel，2003

2 Mayer等，1999

商业来源

对于商业来源，可以通过确

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