Drop Structure Design for Wastewater and Stormwater...
Transcript of Drop Structure Design for Wastewater and Stormwater...
1998 William Barclay Parsons FellowshipParsons BrinckerhoffMonograph 14
Scott Williamson, P.E.Lead EngineerParsons Brinckerhoff Quade & Douglas, Inc.August 2001
Drop StructureDesign forWastewater andStormwaterCollection Systems
OpeningPage/Copyright.qxd 1/9/04 3:47 PM Page 1
����������������� ���������������������������������������
������������������������������������� ����!���"��������#�������#��������������!����"�����!����$������%�����������%����!���������%�����#���������������%���������%��������������!�������������������������������!�$ ����#�����!���������������#"�������
�#"�������"���������������������&�����������'��� �(���%��� �(��������)
*��������+���"����*,-�
OpeningPage/Copyright.qxd 1/9/04 3:47 PM Page 2
FOREWORD
1.0 INTRODUCTION ���� ��������� ���������� ���� �������� ������������ �
2.0 DROP STRUCTURE BASIC FUNCTIONS AND TYPES ���� �������������� ���� ����������������� !����"#�$������ %��� �� � !����������������� ����& #�$��������������������� !�� �&
3.0 PLANNING AND DESIGN CONSIDERATIONS ����� ���'(����)����!��"#���������!��$ !� �&��� *���!����������� �+��� ������������,������� �-��& .��*������$����"(��������� ����� �"����"#��������#������ &���+ ��)������#��"��������"#����������� ����� �����������"��������� +�
4.0 DESIGN METHODOLOGY +�&�� /����0!"��������"����������������������� +-&�� (���1������������� �2&�� ������������������ %&
5.0 DROP STRUCTURE APPURTENANCES %-��� .����� ���� -���� �!��$������������"#������� -���� �)���������� -%
APPENDIX A: REVIEW OF DROP STRUCTURE/TUNNEL SYSTEMS �2�
APPENDIX B: SUMMARY OF DROP STRUCTURES BY GEOGRAPHICALLOCATION AND INLET TYPE ���
REFERENCES ��-
CONTENTS
�
WilliamsonMonoTOC.qxd 1/9/04 4:13 PM Page i
��
WilliamsonMonoTOC.qxd 1/9/04 4:13 PM Page ii
���
CHAPTER 2��� !�����������������#�$������ �2��� (���13 !�4���� ����� �����3 !�4���� ����& !������������ ��5�������!�'�6 �&��� #�$���������.��*������$�����(������4��� !�� �%��+ #�$�����������$���������(������������������ !�� �-
CHAPTER 3��� *���!������������������4���������������� ����� .�������7�������������������,������� ����� �����������������������"��$������ ����& 0���������#�������������� ���� ����� (������.����$����#�������������� ���� �+��+ ������."��#�����������$# �����8� ./� �%��� 0!"���������"�����03&3 !�(���1����������������������' &���% *1�$������������9�"����"��#������ &���- .�3���"�"��#�������������! &%���2 ��%3�#��������'�� �(#,����� ������ #������������� �"���"��)������#��"������*�������"�� ./�
������������� �+���� ���:��;����<��� �-���� #������0�"��� ������������� ��� +2���& �������������:��;��� +�
CHAPTER 4&�� �� $�����������03&3 !������������� ��&�� ��$��������� ,���������"���� 03&3 !������������� ��&�� ��7���������������$������ �+&�& .�����'��(����"."������������� ������� ��������4���3 !�
(���1���� �%&�� ������������'�� 0�����4�����"/�$�� %2&�+ ��;.��#�����������'�� (��!��� ���'���,7��50�����������������6 %�&�� ��$�������/������� ��������������"������4��� !�� %�&�% ��$���������� # �����3 !�*3�������������� %+&�- ��$���������� # �����3 !��3&������������ %%
CHAPTER 5��� .����� ���� -���� ���'#���������������� $���� -���� �� $����������$��������������"#�������!��$ -�
APPENDIX A.�� ��$��������=/�� $��"=(. ��&.�� �� $������������������'�� (���14���=�����)��� =�. ���.�� �����3���'���������������� 9�)��#�$$����!=�������=#���"� ��+.�& . !��������������������� #��!���������=�������� ���.�� �� $������>�� ��=������/���'�=#�7���"=� �� ��%.�+ �� $������>�� ��=���������'�=#�7���"=� �� ��-.�� �� $������>�� ��=����������=�������� ��2.�% 4��$��������������������=/�� ���=?'@��; ���
LIST OF FIGURES
WilliamsonMonoTOC.qxd 1/9/04 4:13 PM Page iii
CHAPTER 2��� ������������*7�����������"��4��� !� ��
CHAPTER 3��� !�����#��������������#�$��������9�����">���'��� �&��� �"�����#�$����"���9�����">���'�����"�����)�,�$��� &���� #��������"��#������ &���& *1�$��A�����1*7�������������� ���"��#������ ���$�� &���� *�������'�#��"��������0!"���������"#�������� &-��+ !�����>���'���# ������������� �����$��0!"���������"
�������� �2��� �� �"���#������0!"���������"#�������� ����% ,������������� ����- ��������$)����9�"���#����������������� �����2 #�$���������,��������"�$)���� �&���� #��������3/������������������ �&
CHAPTER 4&�� ����������9�"�����$��4��������$��������������������� �&&�� 0�������$�����������������'����$�����%2#��5�6 %�
��
LIST OF TABLES
WilliamsonMonoTOC.qxd 1/9/04 4:13 PM Page iv
1.0 INTRODUCTION
�
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 1
�
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 2
�
1.0 INTRODUCTION
1.1 PURPOSE OF THIS MONOGRAPH
����������������� ������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������� ������� ������������ ����������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������ ��������������������������������������������� ������������������������� ��������������������� ������������������������������� ���������������������������������������������������������������� ��������������������������������� �������������������������� ����������������� ��������������� ������������������������������������������������������� ���������� ����������������������������������������� ��������������� ��������������������� ���������������������������������������������������������������������
������ ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ��������������������������� ����������������������������������� ��������������������� ��� �������������������� �������������������������� ����������������� ��������������������������������������������������������������������������������!����������������������������������"���������������������� ���������������������������#�������������������!��������������������������� ������������������������
$"���������������������������� ���� ��������������%�����& ����������$����������"������������������ ����������������������������������������������������������������������������������������������������"���� ��������������������������������� �����'��������������� ������������� ����������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������&���������������������������������������������������������������������������&��� ������������������������������������������������������������������������ �������������������������������������������������������������� � �������&������������� �� �����������(�����������)��������(��)������������������� ����������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������*�������������� �������� � �����������������"���� ��������������������������������������������������������� ������������������������������
1.2 MONOGRAPH ORGANIZATION
+��������������������������������������������� ��������,
- .�������/�������������������������������������������������������������������� ������������������� ������������������������������������&������������������������������������������ �������������������������������������
- .�������0������������������������������������������������� ������������������������������������ ������������������������ �����������������������������������������
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 3
����������������������������������������������������������������������������� ��������!��������������������
- .�������1����������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������� ����� ���������������������� ������ ������������������������ ����������������������������������"� ��������������������� �������� � ���������������
- .�������2����������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������� �����
- &������"�&���������� �������� ���������"���������������������������������� �
- &������"�'������������ ���������������� �������������������������������������������������������������
�
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 4
2.0 DROP STRUCTURE BASIC FUNCTIONSAND TYPES
�
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 5
�
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 6
�
2.0 DROP STRUCTURE BASIC FUNCTIONSAND TYPES
���������������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������ ���������������%� ����������������������������� ������������ ���������������������������������������� ��������� ������������������������������������������
2.1 BASIC FUNCTIONS
����������������������������������� 3 ���������������� ��� �������� �������� ����"�������������� �����������������������������,��������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������� ��������������������������4����"����������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������� ������������������ ���������������������������������������������������� ������������������� ������������������������� �/ &������������������ �"��������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������� ������!���������������������������������� ��� �(�����������������������������,�
- ������������������ ���������������
- ���� �(��������� �������������������������������� ��������������������������������������� ����������
������������������������ ��������������������������������������� ��� ��� ������������������������ ����� �������������������������������������������� ����������������������������������������������������� ������������� ������� ��������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������ �������������������������������������������������������������������������� � ����������� ��������������������*������������������������������������������������������������������������������ ����������������������4����"���������������������������������������� ��� �(������������� ����������������������������������������������� ���������������������������������� ��������� �����������(����������������������
&��������������������������������������������������� ������������������������������������������������ ���������������������� ��������������������� �����������+���� �������������������������������� ���������������������������������������5�������������������� ������������������������������!�������������������������������������������� �������������������������������������������� ���� ������� ��������������������������������������������� �
.������������� ����������������������������������������������� �����������6�������� ����������� �����7������������������������������������������� ���� �����������
1 The term "collection system" as used in this monograph generally refers to the wastewater or storm-water collection system providing flow to the drop structure. "Collection system" may also be used to describethe system as a whole.
2 The terms "tunnel" or "tunnel system" refer to the system downstream of the drop structure.
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 7
������������������������������8���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������� ������� ������������������ �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������ ������������
8��������������������������������������������������!����������������������� ������� ���������������� ���������������������������������� ������� ��������� ���������������������� ���"��������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������ �������������������������� ������������������������������������������������ ������������������������������ ����������������������� ������ �������������������������������������� �������������������������������������������������������������������8���������������� ����"���������������������������������������������������������������������������������������������������������
2.2 GENERAL DROP STRUCTURE TYPES AND COMPONENTS
&�������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������,�
- 4����"�����
- �����������
4����"�������������������������������������������������������������������������������������������8������������������������������������ ������������������������������������������������ ���������������������������������������������������������������������)�������������)������������������������� ������� ���������������������������������������+�����/�3���������������� ���������������������������+������/�/�����/�0����������������������������������������"����������������������������������������������+��������������������������������������� ����������������������������������,
- Diversion Chamber. ���������������� ����������������� ������������������������������������������������������� ���� �������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������� ����������������&��)����������������)����������������������������������������� ������������������������������������������������������������ ����������������������������������
- Inlet Structure. ��������������������������������� ����������������� ������������������������������������������������������������������������������������������ ������������������������������������������������8����� ���������������������������������)������)���������������������������������������������������������������"�������� � ����������������������������������� ��������������������
- Dropshaft. ��������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������� �����
�
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 8
- Deaeration Chamber. ����������������"������������������������������������(�������������������������������� ���������������������������������������������������������������� ��������������������������������� ��������������������������� ������������������������������ ��������������������������������������� ��������������������������"���� ���������������������������������������$����������������������� ������������������������������������������������������� ������� ��� �(��������������������������������� ��������������������������������������� ����������'�������������(������������������������������������������������� ���������������������������� ��������"���� ���������������������������������� ��� �(�������(�������� ������������������������ ������ ������������� ��������������������������������������������������������������������������������������� ������������������ �������������������������������� ������������������������������������������������������������� �����������
- Vent Pipe. &�������������������������������������������� ���������� ��������"���������������������������������������������������������������������"���������������������������������� �������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������(��������������������������������������������������������������
- Adit. �������������������������������)������������������)������������������� �������������������� ����������������������� �������������9���(�������������� ���������������������������������������������� �������������*��� ������������������������������� ��������������� ������������������������������������������������������������������������������������������ ���������������������������������������������������������� �����������6������������������������������������7� ���������������������������������������������������������� ��������������������������:��������������������������������������� ���������������������������������������������� ������������������������������������������������������������
- Appurtenant Structures���&����������������������������������������� ���������������������������� � ���������������������������8������� �������������� ������ ������ ��������������������������������8������������������� ���������������������������������������������������:������������������� ������������������������������������������������� ������������� ���������������������������� �*����������������� ��������������������������������������� ��������������� ���������������������� �������
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 9
������!������������������"�����������������������������������������������"������������������������������������������������������"�������������������� ������������������������������ ��������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������
�
Vertical Shaft
Vent
Adit
Main Tunnel
Deaeration Chamber
SurfaceSewers
Surface
JunctionChamber
ApproachChannel
InletStructure
Figure 2.1 Typical Drop Structure Components
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 10
8�������������������������������������������������������������������������������������������������4�������������������������������������������������������������������;�������������������<�*���&�������+����9���������#�������:����������� �����������������.������������������#�������������6�&#�7������������������������ ������������������������������������6�������������������� ��������7��������������������������������+������/�0�������������������������������������������������������
��
Figure 2.2 Types Of Vortex Inlets
�� ���� �� ���
��� �� ������� ����������
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 11
4����"����������������������������������������������������������� �!������������������ ��������������������&������"�&���������� ������������������������������������������������ ���� �!���������
Historical Perspective on the Development of Drop Structures
8��������������������� �����������������������������������������"���� ��������������� �������� ������������������������������������������������� ���������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������ ���&��������������������������"��������� ����� ��������� ������������������������������� �������������������� ��������������������������������������������������� �(����������������������������.���������������������������������������������������� �!�������������������������������������������������
��������������������������������� ���������������������������������� �������������������� ������������������!������!����� �����������.������<��&#���������3=>?��������������<�8������*�������*��� ����!�����������3=@?�����3==?�����������"������� ������������������ �������� �������������������� ������������������������������������������������%� ����� ������������������������������������������������������������������������������������������������
�����&#�����!�����������������������������)������������)������������������������������� ���������/2?������������������������������.������� �������������������&���������������������� ���������������������������;�������������������<�*���&�������+����9��������:�����������������������������������!���������������� ������������������������������������������������������������������������6������0??����7��������������������������������������������6����7��������������������������������������������������������������
��
�� ������� �������� ���� ����!�"�#
Figure 2.3 Types of Plunge Flow Inlets
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 12
� �����������������������������������������������������������"����������������� ��������"�������������������������� ������������������������� �������������������������� ����������������
��������������8������*������������������������������������������3==0����������!������������������������������/1���������������������������"��� ���������������������637�4����"�������������������������������������������������������������������3=2?��������������������������6@7���������������������������������������������������������������������������"���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����� ����������������"�������������������������������������������������������������� �3@?����0??�����������;�����������8���<8����������9���������#���������������������������� ���������������������������*������� ������������������������������������"��� �������������������������������������������*� ��������.������<���� �� ���������������������� ����������������������8�����������������������������������������������������"��� ���������������������������������������� ���������������������������������������� ����������� �������������.�����������������������A����������������������������������������������������������������������� ���� ����������� �������������������������������������
*����������� ������������������������������������������.�������������������������������������������"�����������������������������������3=@?�����3==?������������������������������� ��������� ����������"��&��(���������������������������������������������������������"��� ��������������������������������������������������������������� �����������+���������������������������� ���� ��������������������������������������������������������.������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������� ���� ���������������� �������� ����������������������������������������������
����������������������������� ��������������������������������������� ������������������������������������������������� �����������������������������������������������������8 ����� ������������������������������������� ���������������������������������� �������������������������������������������������������������������������� �������������� ����� ������������������� ������������ ��������%����������������� ��������������������������������������������������������� ������������������������������������������� ������ ������
2.3 OTHER TYPES OF DROP STRUCTURES
*������������� ���������������������������� �������������������� ������� ��������������������1@��������� ���� ���������������������������������������������������������� ����������������������������������������������� ������ ����������������������������������5����������������������������������� ����������������������������������������������������� ������� ������)�����)����������������������������� ���������*����������� ������� ������ ������������������������������������������� ������������!��������������������������������������������� ��������������������������������������������������������� �������� ���� ����������������� ������ �������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������
��
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 13
&�������������� �����������������+������/�1������������������������������������������������ ����� ��������������� ������������������������������ ����� ������������� ��� �(�������������������������*�������������������������������������������������� ������������������� ������������������������������������ �������������������������� ��������������������������������������������������"��������������
���������������������� ��������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������� ������������+������������������������������������������������� ���"� �������������������������������������������� ������������������������������������*���� �������������������������������� �����������������������������������������!�������������������������������������������������� ��������������������������������������������������� ����������� ������������������������������������������� ��������������������������������� ����������������������� ������������� ������������������������������������������������������ ���������������������������������������������������������������������� ����������� ������������������������������������������������������������������������ ����������������������������������������������������������
2.4 COMPARISONS OF DROP STRUCTURE TYPES
$������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������*���������������������������������������������������!����������������������� ����������������������������������� �����������������������
��
ConcreteEncasement
ExteriorDrop
FlowDam
Manhole
Figure 2.4 Typical Drop Manhole (Sanitary Sewer)
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 14
�� ���������������������������������������������������������&������������������������������������������������ � ����������������������������� ��� ��������������������������� ����������������������������������������������������������������������������/�3���������������������
��
TYPE/INLETCONFIGURATION ADVANTAGES DISADVANTAGES
������������������
������� �����������
- *� ����������
- :��������������������� ���A������������������������� �������������� �������
- B������������ ��������"�����������
- ������������ �����
- ������������������������ ������������������������������ �
- ���� �(�������������������������������
- $��� �����������
- $������������������������
- :������������������� ���� �����������������������������������������������
- 4����"����������������������������"�������������������
- 5����������������������������
- ����������������������������������������������������
- *� ���������������������������������
- $����������������� �������������� ��� �(�������������
- ������� ��������������������������������� �������������
- .� ��������������
- *�������������������������� ��� ���� �(�������������������
- 5���������������������������� �
- 5����������� ����������������� ������������������������������������������������� ���� �������� �������
- &������������� ��������� �������������������������
- :������� ������ ��������������������������
- :� ����������������������� �������� ������
- 9��������� ���"���������������� �������������������������������
- 9��������� �� ��������!������������C�������������������������������������������������������A� ��������������������������������������6������������������7������������
- :������������������������ �����������������������
- 9������������������������������������������������ �����������������
- ����������������������������������!������ ������������������������� ��
- .������������������������������ �����������
- %������������������� ��������������������������� ��������������
Table 2.1 Drop Structure Evaluation Based on Inlet Type
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 15
TYPE/INLETCONFIGURATION ADVANTAGES DISADVANTAGES
����������������������������������������
������������������ ������������� �����
- .������������������������������� ������������ �������������������.*5���� �
- *� ����������
- :��������������������� ���A����������������������� ���������������� �������
- ������������������������ ����������������������������� �
- ���� �(������������������������������
- $��� �����������
- $������������������������
- 9������������������������������������������
- ������(������� ����������������������������������������� ����
- :������������������� ���� �����������������������������������������������
- 8�������������������������������"�������������������
- 5����������������������������
- ����������������������������������������������������
- ;��������������������������������������
- :��������������������� ���A����������������������� ���������������� �������
- ������������������������ ����������������������������� �
- ���� �(�������������������������������
- $��� �����������
- $������������������������
- *�������������� ���"���������������������
- :������������������� ���� �����������������������������������������������
- 8�������������������������������"�������������������
- 5����������������������������
- ����������������������������������������������������
Table 2.1 Drop Structure Evaluation Based on Inlet Type (Cont.)
�������������������������������
- *� ����������
- $��������������������������������
- ������������������������ ����������������������������� �
- $����� ����������
- *�������"������� ������������� �������������
- $����������������������������������������������������
- ������������ ����������� C.*5��� �
- :����������������������������������� �����������������������
- ���������������� �������������������������������������������������������������������
- 8���������������������������������� �����������������"�������������������
- :�������������������� �������������������������� ����������������"��������������A� �������������������������������������
- �������������������C�������������� ����������������A������������������������������������
- #����������������������
��
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 16
�������� ������������������������������������������������������������������� ������������������������������+������/�2��� ���������� ������������������������������������������������&�������������������������������������������������� �����������������������������������������"���������������� ������������������������������������������������������8������������"��������������������������������� �� ��������� ������������������������������������������������������������ ������������������������������������ �������������������������������������������� ������� ���������������������6����������������7�������������"�������������������������������������������������������������������������"������������������������������������������������������������������������� ������������������������ ������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������"���� ��������������������������"��������������������������������������������������������������������������������������� ���� ������� ���������� �����
��
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 17
��������������������������������������������� �����������������������������������+������/�D��� ������� ������������������������������� �����������������������������/@?���������������������6�7������� ��������������(������������������ �����������������������������������������%��������������������������� ����� ������������������������������������������������������������������
��
h
hCM.
CM3/MIN.
Q
Q = 1.5 M3/SEC
140
120
100
80
60
40
20
0
1
1
2
2
4
4
3
3
5
5
Figure 2.5 Comparison of Air Entrainment for Various Inlet Types (11)
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 18
�
Figure 2.6 Comparison of Dimensions for Various Drop Structure Types*
7'-0" Shaft Diam.
7'-0"AditDiam.
14'
7'- 4"
Guide WallCenter Column
25'
Main Tunnel
DeaerationChamber
45'+1-
35°
7'-0" InletPipe
Diam.InletPipe
ElbowInlet
8'-2" Shaft Diam.
Main Tunnel
3'- 0"
Inlet Ramp
Outlet Ramp
Adit
*Design Flow = 280 cfs
E-15
Plunge
Inlet Type
Helicoidal
Ramp Type
VortexChamber
5'-7" Shaft Diam.
68'-0"
23'-6"
Main Tunnel
Main Tunnel5'-0"Adit
10'-0" Diam.Deaeration
Chamber
7'-0" Diam.InletPipe
Vent Pipe
6'6"Adit
Diam
2'9" Vent Diam
Tangential
Inlet Type
D-4 Plunge
Inlet Type
18'
16'
48' 9'5"
16'
7'0"
7'0" ShaftDiam
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 19
�
WilliamsonMonooChap1and2.qxd 1/9/04 3:50 PM Page 20
3.0 PLANNING AND DESIGN CONSIDERATIONS
��
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 21
��
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 22
3.0 PLANNING AND DESIGN CONSIDERATIONS
������������� ����������������������������� ���������������������������������������������������������� ����������� ����������� ������������������������������ ���� ���������������������������� ����������������� ����������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������� ��������������������������������� ����������!���"�#$%&'()������������������������������� ���������������������������������*�������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������&��������������������� ������������������������������������������������������������� ��������� ����������������������������������������+���������������������������������������������������������������������������������������
*�������������������������������������������������� �������� ������������������������������������� ������������� �����������+��� ������������������������ ����������������������� ���� ��������������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������� ,
- .�������������������������������������������#������������������������������������������)/
- .��������������������������������������������������� �������������������������/��������������������� ������/�
- .���������������������������������������������������������������������������������� �����/
- .��������������������������������#���!0����� ����)/
- 1����������������������������/��.������������������� �������������������������������������������������������������������/
- .�����������������������������������/��.����������������� �����������������#�� ���������������������0������ ���������)/
- .�������������������������������������� ��������"���������������������������������/��+������������������������������������������������������������� /�
- .�������������������������������������������� ���������������/
- .��������������� ����������������������/
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �����������2������������� ����������������������������������������� ��������������������%� ������������������������������� ���������������������������������������%�������������������������������������������������������������������������������������� ������������� ����������������������!������������������������������3������������������������������������������������������������������������������������������������������3������������������� ������������������ ����������� �������� ���� �����������������������������������������������������������4����������������������������������������� ����������
��
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 23
3.1 FLOW VARIABILITY AND COLLECTION SYSTEM TYPE
*����� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���*�����4����������������������������������������������������������� �������� ��������2�������������������������������������������������������������������������������������������������+������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������ ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ������������������������������� �������������������������������������������������������������� ���������������������������� ����������������������������5������������� �����������������6����������������������������������������������������� ������������������������������������������*�����7�8������������5������������������������������������������������������������ ��������� ����������������������������������������������5������������������������� ���!"�������������������������������������������������������������������������������� �����������������2������������������������������������������������������������������������������ �����������������������&���������������������������������������������������������������������������������������
Table 3.1 Typical Concentrations of Components in UntreatedWastewater (9)
��
PARAMETER WEAK MEDIUM STRONG
350 720 1200
250 500 850
100 220 350
105 20
110 220 400
80 160 290
250 500 1000
20 40
84
85
15
30 50 100
20 30 50
50 100 200
50 100 150
<100 100-400 >400
Total
Solids, total
Total Dissolved Solids
Suspended Solids
Settleable Solid
BOD (5)
Total Organic Carbon
COD
Nitrogen (total as N)
Phosphorous (total as P)
Chlorides
Sulfate
Alkalinity
Grease
Coliform
Volatile Organic Compounds (micrograms/L)
/100 ml /100 ml /100 ml106
107
109
(*) All values are provided in units of milligrams per liter unless otherwise noted.
CONCENTRATION*
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 24
��
*��������������������� ������������������������������ �������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������#1FG)�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������
+��� ��������������������������������� ������������������������ ��������������� ����������������������� �� ������������������������������*������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������� ���������������������������������������������������5����������������������������� ��������+��� ������������������������������������������������� � ��������"����������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������5���� ����������������������������������������������������������������������� 2������"��������������������������������������� ���������������������������������������������� ���������������������+���������������� ���������������������������������������������5������������������������������ ����� ������������������������������������� ����������������������������������������������� ����������+���������������� ���� ���������������������5���� ������������������������ ��������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������5���������������� ���������������� ������������������������ ������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������5���� ����������������������������� ������������������������������������������������������������� �����������*���H�3��I������������&�� �����&�����#�.&&)������������������������������������������������������������������������������ ���������������������� ������������������������������������������
+������������������� ��������������������������������������5��������������������������������������������������������� ��������������� ���������������#�� ���JK����8KK����)�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������"���������������������������������������� ��������+����� ������������������������������������ ����������������������������������������������������������������������������������������������������������+��������������������������������������������������������5�������������������������������������������������� ���������%��������������������������������������������������������������������������������5��������+��������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ���������������������������������������������������������������� ��������������������������������������� ����������6����������������������������������������������������5���������������������������������������������������������������������
%�����������������������������������6�������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������6������������� ��������������������������������������������������������������������%� ����������������������������� ������������������������������������������������������������������������!�������������������������������������������2�������������������������������������4�������������������������������������������������������������������������������!�����������������&����������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 25
���� ������#�� ����������������� ������������������ ������������)������������������������ ��������������������������������������������������
6����������������������������������� �������������������������������������������������������������������� �������������������������������������� ������������������������'���������������������������������������������������!���������������������� ���������������������G�������� ������� �������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
����� ����������������������������������������������������������������������������������.���������������������5����������������������5���� ���������������������������������������������������5������������������������� ���� �����"��������������������������������������������������������������� ���������������6�������� ���������������� ����������������������������������8K��������*���������������� ���������������������������������������������������������� ����� ����������������������������������������������������������������������������������������� ��������� ������������&������������������������������������������������ ������������� ���������������������������5���������������������������������������������������������%������ ������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������� �����������������������������������������LM�������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������� ����������������������������������������������������5����������������������������������������� ����������2���������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������� ������������� �������������4��������������'��������������5��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������� ������������� �������������������������� ��������� �2����������������� �������������������������������������������������5�������������������������������������������� �����������������5����������������N������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������*������������������������������������� ������������������� ���������������������� ���������������������
3.2 ENERGY DISSIPATION
����������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������� ����������� ����������3�� ������������������������������ ����������������������������������������������������������������������������#������������)���������������&����� ���������#O)������5����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���+��������������������������������������������������������������������������� ��������������� ����������������6� ����7�8����
��
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 26
��
Dropshaft
Dropshaft
Dropshaft
Adit Tunnel
Impact
Cup
Adit Tunnel
Adit
Plunge Pool
Pool-Forming
Weir
High Strength
Concrete A
C of Downshaft
L
Rock
Wear Resistant Lining
Wear-Resistant Lining at the Base of�
the ALCOSAN Drop Structure (Pittsburgh, PA)
Emulsion
Deaerated�
Water
"Casserole" Impact Cup
Baffle at the Base of a Plunge-Flow Drop Structure
DDropshaft
Baffle
Adit Tunnel
Deflector Baffle at the Base of a�
Plunge-Flow Drop Structure
Dropshaft
Air Tunnel
Baffle
5'-9"
Drain
Fig
ure
3.1
E
ne
rgy
Dis
sip
ato
rs i
n P
lun
ge
In
let
Dro
p S
tru
ctu
res
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 27
��
Vortex Inlets%�����������������������5����������� ��������������������� �����������������!�����
��� ��������������� ����������� �����������������&���������� ������������������������5��������������������������5�������������������������� ��������������������������������������������������������� �����������#8)���.���������������������������������������������������������������������������������� ��������������*������ ���������� ����������������������5������������������������������������ ���������� ���������������������������� �������������������� �����������������
&����� ��������������������������������������� ����������������������������������� ���������������������������������������������������5����������������������*������������������������� ������������������������������� ���������������������������������� ����"�������� ��������������������"�������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������� �����������������������������������������������������1�����������������������������������������������������1FG��������������������������������������������������� ����� ���������������������������������������
Plunge Pools %���������������������� ����������������������������������� ���%���������������
������������������������ ������������������������������������������������� ����������������������������������*������ ����������������������������� ��������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������� �����������������������������������������%�������������������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������*������������ ������������������ ������������������������������������������������������������ ��������������������������� ���������4��������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������ ������������������� ��������������������������������������������������������� ������ ���������������������������������������������������� ����� ������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������� �������������������
6�������������������������������������������������� ����������������������������*������������������ �������������������������������������������������+�����������#P)�#8K),
+�����Q�K�J��80O +�807
.����,��Q���� �����������#����)+� Q�����������������������#����)
+����������������������������������� �������#����)
Other Energy Dissipation Devices and Methods %������������������� ������������������������������������� ������������ ����������������
���������������������������������� �������������������� ��������'���������� ���������������� ���������4�����������������������������������������5�����������������������������
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 28
�
�����������������������������������%��������������������������������������������������������%�������������������������������������������������� �����������������������������������6�����1��������G������������������� ���������R������������������� ���������������� ����������"������������� �������� �������������������������������������������������������������������������������������������������&�������+������������������.��!��#7)��5��������������������������� ���������������������������������� ������������������������������������*����������������������������������������������� ������������ ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������4� �������������������� �������������� ����������������1����������������������������������������������������� �������������������������������������������5�������������������������������6���������������������������������������������� �������������������������5������ ���������������������� ��������������������� ��������� ����������������������������������������������������������1� ������ �����������#�� ��������������������������)������������������������������������������������������������������� ������������������������������������ ����������������������������������������������������������!����������������������������������������
*��������������������� ��������"������������������������������������������������������������������ �������������������� ����������������������� ���� ���������������������������������� ����������������� �����������������������������'�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
3.3 DROP STRUCTURE LOCATION
.������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������!������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������,�
- ���5�������������5���� ����������������
- ���5�������������������������
- G���������������������������������������
- 3������������#��������������������)
- +������������
- 6�������������������
- �������������������
- ��������������������������������������������������
%� �������������������������5���� ���������������������������������������� ������������� ������� ���������4����������������� ����������������������%���������������������������������������5������������ ��������"�#�� ����5���� ����!���������������������)����������������������������������4�������� ���������������������� ����������������������
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 29
�
��� ���������������������������������������������������������!������������������������������������������������������H���������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������� ������������� �����������
6� ����7�O����������������������������������������������������������������������������������������������*��������������������������������4���5���� ��������������������������������������������������������� ������������������4�������������������������������������������������������������������������� ������1�������������4��������������������������������������0����������������������4�������������������������������������5������������������������������������������������������ ��������������������� ����������������������������%�����������������'���������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������� ���������������������������������� �������3����������������������������������������������������������������������������!���������������������������������������#�� ��������������������������)���������������������� ������!�����������������2����������������������������������5���� �������������������������������F������������������ ������������������������������������������������������������������������������������2������������������������� �������������������������������������������������������������������������
%�������������������������������������4�����������������4����� ��������"�����������������������������������������6� ����7�7�����������������������������������������5������������������������������ ���������PKK��������
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 30
��
Figure 3.2 Alternative Sites for Drop Structure Location
Proposed Deep TunnelProposed Deep TunnelAlignment
Alternative Alternative “A” Tunnel TunnelConnector
Existing PumpExisting PumpStation andStation andPotential DropPotential DropStructure SiteStructure Site
TunnelConnector
Alternative "B"Alternative "B"Site for DropSite for DropStructure
Existing CollectionExisting CollectionSystem
New SurfaceNew SurfaceSewer ConnectionSewer Connection
Proposed Deep TunnelAlignment
Industrial ZoneIndustrial ZoneIndustrial Zone
Industrial ZoneIndustrial ZoneIndustrial Zone
Commercial /Commercial /ResidentialZone
Commercial /ResidentialZone
Alternative “A” TunnelConnector
Existing PumpStation andPotential DropStructure Site
TunnelConnector
B
A
Alternative "B"Site for DropStructure
Existing CollectionSystem
New SurfaceSewer Connection
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 31
��
Figure 3.3 Drop Structure Footprint and Dimensions
3.4 AIR ENTRAINMENT AND VENTILATION
���������������2�������O�����������������������������������������������������4������������������������������������������������R���������������� ���������������������������������4��������������������������������������������%�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������R���������������������������������������������������������������'���������������������������� �������������������������������������������������!������������������������� ��������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������ ������ �������������������������������������������������������������������� ���������������������� ������������������������������������������������������������������������������*��������������������� ����"�����������������������
100'±
75'±
Main Tunnel
Flow
OdorControlFacility
DiversionChamber
Vortex Chamber
DeaerationChamber
75°
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 32
��
����������������������������������� ������ ������������������������������������ �������������������� ������"������������������������������������%�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������R������������� ����������������������������������������� ��������������������� ������������������ �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������,
- ��������������� ����������������������������������������������������������� ����
- G������������������������������������������
- 2��������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������ ���������� ��
- 35���������������������0����������������������������������������
+��� ���������� �������������������������������������������������� ����������������� ��������������������������������R����������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������� ���������� ��������R����������������������������������!������������������������������������������������������������������������������������������!�����������������������������������������������������������������������������������������R�������������������������� ���������������������������4������������������������������������������������������ ������������������������������
����������� ������������������ ����������������������������������������������������������� ��
Air Entrainment�����������������������������������������������������������5�����������������������������
������%���� ������������������������������������������������������������������������ �������������������������S��������������������������������������!���������������������������%������5������������������������������������������S��������������������������� ������������������������������������������ ������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �����������������������������������������
.���������������� �������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������� �����"�������������������5�������������������������������������������������������������������������������������������!���������������������������������������������������������.���������������������� ������������������������������������ ��������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������1����������������������������������������������������������������������������������������������4����������!����������������������������������������������� �����������*������������!��������������� �����������4������������������������������������������������������������������������ ���!��������� �����������������������������������������#�� ����������!�����������)���� ��������������� ������������������������ ���������������������������������������*�������������������������������������������������������������������������������������������������������������5������������������������������� ���������������������� ��������������������������
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 33
��
*��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������� ������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������R�������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������G������������������������������������������������� � �����������������������������5����������������������������������������������������� �����������������������������������������������������������������������������5������������5������������������������ ��������������������������������G���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������6���������������������������������������� ��������������������������� ��������������� ��������������������������������������������������
*������������������������ �������������� ����"���� ���������"���������������������������������������������������4������������������������������������.��������� �������������!������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ �������������������������!�������������������������������������������������������������� ����������������������� ������������������������������������� ������������*����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������������� ��������� ������������������������������������������������������� ���� ������������������������ ������ ���� �������������������������������������������������������������� ���������� ��
2������������������ ������������������� ����������������������,
- R����5�������������������������������������������������������������������� �������������1���5���������������������������������������������������������������������������������������������������������������
- +����� ������������������������������������#������1FG��������)�������������������������������� ��������������4������������� ������������������������������������&����� ��������������������������������������������������������������������� ���������������!����������������������������������������.���������������� ��������������������������������������������������������������� ���������� �������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������
- ������������������������������������������������������������������������������������������ ����������������
- ��������������������������������������������������������������������������������������2�������������������������4������������������������������!����
- G��������������������������������������������������������������%������������������������������������������������������������#��������������)��������������������������������������������
- ����������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 34
��
Adit Connection with Main Tunnel*����������������������������������������� ������������������������������������
����������������������*�����������������������������������������������������������������*�������� �������������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������*���������������������������������������������������������4����������������� �������
������������ ������������������������������&�����!���&����������������� ��+��������#&&�+)�%��������� �
�������������������� ����������������� �TK��� �������LJ��� ��������4������������� ������*���TK��� ������������������������������������������ �������������������S�������������������� ��������������������������������������������������������������!����������������������������������������%������������������������������������������������� ����
35������������������������� �������������������������������������������!� �������������4���������������������������������������������������*����������� ������������������������������������ ��� �"������������������������������������������������������������� ����������������LJ��� ������������������������������ ���������������������������������*���&&�+��������������������������������������������������������������������������������4������ �������������PJ��� ���������������6� ����7�L��������������������������������%� ������������������������UK����PJ��� ������������������������ �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������$�������������&�����!������������������������������!���
Figure 3.4 Horizontal Connection to Main Tunnel
Main Tunnel
Flow
Adit
Drop Structure
60° to 75°Angle ofEntry
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 35
��
���������� ��������������������4���������������������� ���������������������������������� ����
�����������������������������������������������1�������������������������������������� ���������������� ������������������������������� �������������������������&�������������������������������� ������������������������������������������������������������������ ��������������������������������������������������������������*��������� �������������������������� ������ ������������������������������������������������������������������ ������������������������������������������� ������*������������������� ��������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������� ��������������� �������������������������������5���������������������� ��������������������������������������������6� ����7�J�������������������� ����������������������������������������#������������ ���������������������� ���������������������)�
Figure 3.5 Vertical Alignment of Connection to Main Tunnel
HGL
Adit
Main Tunnel
a) Matching Springline Connection
b) Matching Crowns
c) Matching Inverts
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 36
��
2������������������� ��������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������.��������������� �������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������� �����������������������3������������������������������������������������������������������������������������������������ �����������������������������������������������������������������������*���������������!���������������������������������������������������������5�������������������������������������������������������������������������������������� � �������������������� ����������������������������������� ������������#�����1FG��������������������������������������)�������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������6����������������������������������������������������������� ����������������������������������������%�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������!�����������������������������������������������������
������������������������������ ����� �����������������������������������������������������������N������������������������������������������������������������������������������������������������ ������������������!������������������������������������������������������&����������������������� ��������������!�������������������������������������������� ������������������������ ��������������������*������������������������������������������������ ,
- '������!�,���� �������������������������������������������������������������������
- '�������,���� ����������������������������������������������������������
- F����� ,������������� �����������������������5�������������������������� ����������������� �����������������������������
- *������������� � �����������������������������������������������������������������
- .������ ,�����������������������������������������������4������
6���������������������������������������� ����� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������� ����������������������������������������������������� �������������������� � ���������������������5����������������������������7K�������0��������.������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������� ����������������������������������������� ���H�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������� ��������������������6� ����7�U�������������������������������4��������2������2���� �I��*�������N�����������������#*�N�)�
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 37
��
Figure 3.6 Tunnel to Adit Connection from Chicago’s TARP
�����������������������������3�������������������������������������� ��������������������������3����������
������������������������������������������4����������������������������������������� ��������������������������������� ���������������������������������������������� �����������������������
2������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������� ���������������*���������������� ����������������������������� ������ ������������,������� ����������������4���������������������������������������� ���������%������������� ���������������������������������������
Flow
Main Tunnel
Adit
Steps
1
1.5
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 38
�
�������������������� ��������������������������������� �����������������������������������������������������������������������������������������4�����*���������������� ������������ ����������������������� ������������������4��������������������������������������������������������������4���4�������������������������������4����������������������������������4���������������������������������������� �����������������*������������������������������4�������������*����������������������������������������������������������������������������������������������������#�� ��������������������������������������������)��������������������������������H��������� ������������������������������������������ �������� �������������������������� ������� ������������������������������������������������������6������������������4���������������� ������������������5��������#����������������������������������������4���4���)���*��������������������������������������� ����� ��������������������������������� ��������������� ���������������������������������5�������������������������������������������������5������������������� �������������4������������G�� ����� �������������������������������������4���������������������������!���������������������������������#�����������������������!������ ����� ��������)���������������������������������!���*�������������������������������������4������������������������������������� ���������������!�����������!����������������*������������������������������������4����������������������������������������������������������������*������������������������������ ��������������������������������������������6�������������������������������������������������������� ������������������������������������6������������������� ���������������������5��������������������������5�������������� �������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������G�� ���������������� ������ �� ��������������������������������������������������������������������������������������������������*���������������������4�����������������������������������
'��������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������6������������������5������������� �� ����������������������������������������2������������������������������������������������������������� ���������������2����������������������� ������������������������4�������������������������������������������������������2�����������������������������������������������������������
1���������������������������������������������������������������������������������������������� �������� ������������������������������ ����������������������������������� ������������ � �������������������� ���������������������������������������������������������������������������,�
- ��������������������������������������������������!� ������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������
- &�!������������������������������������������ ������������������������������������������������4�����������������������������������������������
- �������������������������������������������������������������������������
- ���������������������������������������������������������� ����������������� ���������������%��������������������������������� �������������������������������� �������������������������������������������
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 39
�
- ����������� ������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������
- ��������������������������������������������������������������#������������� ������������������������������������������ ������)�
N�������� ������������������������������4��������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������ ����*��������������������������������������������������������������������������������*��������������������� ������������������������������������ ����������� �������������������
����� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������.����������������������������� �����������������������������������!����������������������������������������������������������������������������������������� ����1� ����� ���������������������������������������������������������!����������������*������������������ ��������!����������������������� ���������������������������� ����������������������������������������������������������� ���������������������������������������� ���������������� ��������������������3��������������������������������������������������!������������� ����� �����������������������������������!��������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������.���������������4������� ���������������������������������������� ���������� ����������������������������������������������������������������������������.������������������������������������������������������������ ��������������������������������������������������%���������������������������������������������������������������������������������������4��������������������������������������������������������������������!����������������������� ����� �
F������ ���#L)����������������5������������ �������������� ���������������������������������������������������������������#J)����'��������$�����#U)������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ������ ��������������������������������������� ���������������������!��
���������������������������������������������2������������ ��������������4�������������������� ������������������������������
�������������������������������3�� ���������������������������������������������������������4������������� ������������������� ����"���������������������������������������������*����������������������������� ������������������������������4������������ �����1FG�������������������������������&����� ��5������������������������������������������������ ����������������������������� �������������������������������R����5������������������������������������������������ ������������������������ ������������������������������6� ����7�P������������ ��������%��������������������������������������������������������������� �����������������������������������������������������������������1FG������������� ������������������������������������*�����������������������!�������������������������������� ����������������������������������������� ����������������������������� ���������������������������'��������������������� ��������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������*�������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������!�������������� ����������5��������������������1�����������������������������������������������
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 40
��
��������������������������������������%��������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������ ������������
%� ����������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ �������������������������������������� ����������������� ������������������������������!���������������������������������1FG���������������������
Figure 3.7 Hydraulic Gradeline in H4-Type Vortex Drop Structure atDesign Flow
1���������������� ������������������������� ����������� ������������������������������������������������ �����������������������������������������������������*�������������������������������������������5������������������������ ����������������������� ��������������������������������������������������������������*���1FG�������������������������� ���!�"������������2��!� ����������������������������������������!�������������������� ���������������0�������������3��� �������������������������������������������������� ����������������������5������������������������������������!� ��
Annular Flow withCentral Air Core
HGL
HGL
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 41
3.5 ODOR AND CORROSION CONTROL
*����������������������� ������������������������������������������������������� ������������������ ��������������������������������������������������������������������������������������������������������*������������������������������������������������������ �������������������������������������������������������%����������������������������������������� ������"��������������������������������������������������������������������������������������� ������ �������������������������������������������������������������������������������������������1��������������������������������������������������������������������5���� ����������������������5 ���������������������������������������������������������������������������������������*��������� ������������������������������������ ������������������������������������� ��������������� ���������������������������� �������������������������������������5 ����1�������������������������������������������� ����� �����������������������������.�������� ��������������������������� ����������������������������������5��������������������������������� ������������������������������� �4�������������������������������������������������������������������
%������������ ������������������������������������������������������������������.����� ��������������������� ����������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������G��!�������������������������������������������������������������������������������������������������
.����������������������������� ���������������������4������������������������������������������������������H��������������������������������������� �����������4�����������������������������������������������������+��� ��������������������������� �����������������������!�������� ������ �������������������������������������������� �����������������������������������������������������������������������������4����������������������������������������������������������� ���������������
*������� ����������������������������������������������� ���������������������������������������������������� �������+��������������������������������� �������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������*���������� ���������������������,
- $�������������������
- +������������������������������������
- 3�����������������������������������
Need for Odor Control������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������� ������������������������������� ���������������� ����������������������������� �������������������������*������������������ ��������� ���#1O�)�������������������������������������������������������������������1O���������������������������������������K�L��������������������������������� �4�������������5������������������������� ������������������ ����������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������
��
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 42
*��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������G������������������������������ ����������� ������������������������������������������������������������������5����������������� �� �������*������������������ ���������������������������������������������������������������� ������� �������������� ����������5�����������3�����������������������������������4������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������5������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������H�3�����������������������������������������������������������������������������������������R����������������������������������������������������������������������������������N�������������������������� ��������������������� �����"������������������������������������������ ������������������� ����������������*�����7�O����������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������� �����
Table 3.2 Odorous Compounds in Untreated Wastewater andDetectable Limits*
������������������������������������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������.�������������� �������������������� ���������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������2������������������� ����������������������������������8K�OK����������5����������������1� �������������������������������������������������������6�������������������������������������������������� ������������������������� �����������
*������������������������������������������������������������������������������������ ��������������������������������������������������� �������������������������������.������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������%�
��
ODOROUSCOMPOUND
THRESHOLD OFDETECTION (PPM BYVOLUME)
RECOGNITION(PPM BYVOLUME)
ODORDESCRIPTION
Ammonia 17 37 home cleaningproducts
Chlorine .08 .314 swimming pools
Dimethyl Sulfide .001 .001 decayed cabbage
Diphenyl Sulfide .0001 .0021 decayed cabbage
Methyl Mercaptan .0005 .001 decayed cabbage
Ethyl Mercaptan .0003 .001 decayed cabbage
Hydrogen Sulfide <.00021 .00047 rotten eggs
Methyl Amine 4.7 N/A rotten fish
Skatole .001 .019 fecal matter
* From the USEPA’s Design Manual: Odor and Corrosion Control in Sanitary Sewerage Systems and TreatmentPlants
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 43
��������������� �������� ���������������� ������������������� �0������������������ ��� �����������������������������������������!���������������� ������������������������������������� ���������������������%����������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������� ������������������������ �����������������������������������������.��������������������������������������������������!�����������������������������������������������������������������������������������
Methods and Alternatives for Odor Control������������������������������� ����������G��������������������������������������
�������������� ����������������������������������������� �����������������������.������������������������������������������������������������������������������������������������������ �����������������������������G������������������������������������������������������ �������������������������������������������������������������������!��������������� ������������������������������������6�������������������������������������������������������5�����������&������������������� ��������� ��������������� ����4��������������������������
3�����������������������������������������������������������������������������������6� ����7�M�������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������� ���'���� �����������������������������!�� ����������������������� ������������!���������������������������������4��������� �������������������������������������������������������������������������*���������� ����������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������������������������������� ����������������������� ������������
���������� ������������������������������ ���������������������������������������������������������������������������������������������������*�������������!��������������4���������������������������������������������������������������������������������� �����������������������������������*������������������������������������ ���������� �����������������������TJV����TTV�����������������TKV����TJV���������������������������UKV����MKV�����������������������G������������������������������������������������
��
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 44
Figure 3.8 Examples of Processes Used for Odor Control
����������������������������������������������������������� ������������ �������������������������������������������������������������������� ��������������������������� �������������������������� �����������������4������������������������������������������������������������������������������
&��!� ��������������������������!���!����������������������������������������� �������� �����������������������������������������5����������������������������������������������������������������� ���!� "���������������������6������������������������������
��
Soil/Compost Filter
Wet Scrubber System(Countercurrent Packed Tower)
OdorousAir
Fan
Soil or CompostClean Air
Gravel
Clean Air
Scrubber Liquid
Recycled Pump
SumpDrain
OdorousAir
Air Distribution Pipe
ActivatedCarbon(Dual Bed)
Activated Carbon Filter
Mist Eliminator
Spray System
Packing
Media Support Plate
Odorous Air
Clean Air
Fan
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 45
�������������������������������������� ��������������������������������������������������������������� ���������������������������������������
������������������������������������ � ������������������ �����������!�����������������������������������������*��������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��� ������������������ ������������������������� ������������������ ����������������������������
�����������������*����������������������� ����������������������������������,������4���������������� ������"��*������������������������������������������������������������������������������������������������*�������4�������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������� ���������!� ��������������������������� ������������ ��������������������������������2���������������������������������������� ���������������������� ���������� ����������������������������������
2���������5�������������������������������������������������������������������2�����������������������������������4�������� ������5������������������������ �����������������5������������������������������2������� �����!"���������������������������������������������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������
Selection 2���������������������������������������������������������������������������������������
���������������*���������� � ����������������������������������������� ���������������������������������������������������,
- 3�������,���������������������� �������������������������
- N���������,����������������������������������������������������������������������������� ���������������� �����������������
- ��������,������������������������������������������������������������������������������
- G��,��������������������������������
- 3������������ ,������������������������������������������������� ���������������
- 2�����������,�������������������������������������������������
- ��������������������������,������������ �������������������������������������������������������
*�����7�7���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������#�� ��������������������������������������������������� ��)�
��
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 46
Table 3.3 Costs for Odor Control*
'���������������������������������������������5��������������������������������������������������������������������������������������*�����7�L������������5���������������5������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������
Table 3.4 Example: Matrix Evaluation of Gas Phase Odor ControlTreatment
%�������5����������������������������������������������� ���������������������������������������������� �������������������������G���������������������������� ������������������������������������������������ �����������������������������������������5������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ����������������������������������������������������������������������%�������������������������������������������������������������������
��
METHOD DESIGN AIR FLOW
M3/MIN
CAPITAL COSTS ANNUAL COSTS
28 $43,750 $9,100Activated Carbon
280 $189,000 $70,500
28 $57,500 $3,000Wet Scrubber
280 $113,000 $28,500
*Costs based on values included in the USEPA Manual for Odor Control; dollar values indexed to 1999 from 1984values based on ENR index of 1.486.
TECHNOLOGY CRITERIA SCORE
Efficiency Reliability Stability Land Handling Capital
Cost
O&M
Cost
ActivatedCarbon
ChemicalScrubbers
Biofilters
10
8
4
10
8
6
8
6
4
8
6
3
8
6
8
8
8
10
6
6
6
58
48
41
Scoring: 10 = Most favorable; 2 = Least favorable
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 47
� �� ����������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������ ������������������������������5�����������
��������������������������������� �������������������������������������������������������6� ����7�T������������ ���������������������������6��� ������������ ��������������������������������������������������������������������������������������������������������.���������������������������������������������������� �������������������������������� ��������������������������������������6� ����7�T��
Figure 3.9 At-Grade Odor Control Facility
Corrosion Protection and Prevention*�����������������������������������������������������������������������!������������
���������������������������������������������������� ������������*�������� ���������������������4����������������������������������������������������������� �������������������� ����������������+������������������ �����������������������4����������������������������������������� �������'�������� ��������� ���������� �������������������� ���������������������������������������������� ����������������6�������������� ������������������������������������������������������������������!����������4������������������������������������������������������*��������������������������������������������
��
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 48
�
#�����������������)����������� ��������������������������������� �������� ���������������� ������������������������������������������������������ ���
*�����7�J������������������������������������������ ��������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������������������
Table 3.5 Effect of Sewer Conditions on Hydrogen Sulfide Corrosion
STEP INHYDROGEN
SULFIDE
CORROSION
PROCESS
CONDITIONVARIABLE
EFFECT OFINCREASING
VARIABLE ON
CORROSION
COMMENTS
Production of
DissolvedSulfide in
Wastewater
Concentration of organicmaterial and nutrients
Increases Rate-controlling factor unless sulfateconcentration is very low
Sulfate concentration Increases Not a limiting factor at 20-100 mg/l
Dissolved oxygen Decreases Sulfate reduction inhibited above 1.0 mg/l
pH Varies Sulfate-reducing bacteria viable at pH 5.5-9.0;optimal at pH 7.5-8.0
Temperature Increases Growth rate of sulfate-reducing bacteria istemperature-dependent
Stream velocity Decreases Velocity affects slime layer and deposition oforganic solids in pipe
Submerged surface area Increases Submerged slime layer produces sulfides
Detention time Increases Organic matter dissolved and oxygen decreasedwith time
Release ofHydrogen
Sulfide to
Sewer
Atmosphere
Dissolved oxygen Decreases Sulfides oxidized at concentrations greater than1.0 mg/l
pH Decreases Ionized and un-ionized hydrogen sulfide nearlyequal at pH 7.0; un-ionized fraction dominates aspH is further reduced
Metals concentrations Decreases Insoluble metallic sulfides formed by iron, zinc,copper, lead, and cadmium remove dissolvedsulfides from stream
Stream flow velocity Varies Turbulence increases release of hydrogen sulfideto atmosphere, but also increases sulfideoxidation by improved aeration
Depth of flow Varies Water surface area controls hydrogen sulfide gastransfer rate
Temperature Increases Minimal effect due to offsetting aeration andoxygen solubility changes
Moisture Increases Required for bacterial existence; multiple species
of bacteria active depending on pHOxidation ofHydrogen
Sulfide to
Sulfuric AcidVentilation Decreases Removes moisture and increases aeration
Source: USEPA Design Manual: Odor and Corrosion Control in Sanitary Sewerage Systems and Treatment Plants.
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 49
�
����������������������������������������������������#�� ����������)����������������������������� ���������� ����������&���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �����������������������������5����������������5����������������������������������
6�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������1���������� ������������������������������������������������ ���������������������������������������������������������������������������������������!����
*��������������������������� ���� "�����������������������*�����7�U�
Table 3.6 Typical Wastewater Characteristics that Promote HydrogenSulfide Generation
��� �������� ���������������������������������������������������������������������������������� �����
��������������4����������������������� ���������������������������������������������������������������������1������������ ���������������������������� ����������������������+����� ������������������ ����������������������������������������������������������������������2�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������������������������� �������
*�������������������������������� ����������������������������������� ���������������������������������� ������5 �������������������������������������5������������������������������������������������������������������������������ ����������������������������
PARAMETER CONCENTRATION(MG/L UNLESS NOTED)
Biochemical Oxygen Demand 280
Temperature, degrees C > 30
pH 6.8 - 7.0
Sulfate (drinking water supply) 20 - 40
Total alkalinity (drinking water supply), as CaCO3 190
Hydrogen sulfide (average) 0.10 - 0.85
Metals* 0.7 - 12.7
Suspended solids 300
*Sum of Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb, Zn concentrations for average loading condition
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 50
�������������������������5 ��������#'�+)������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������� ���������������������������������������G������� ������������������������������������������������������������������������������������������������
.����������� ��������������������������������������4����������������������������������4������������������������������������������������������������5����������������%��������������������������������������������������������������������������� �������������������������*�����7�P������������������������������������������������������������� ������������
Table 3.7 Methods to Control Hydrogen Sulfide Corrosion
���������!���������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������� ����� ������������������������������ ������������������������5�����������
��
APPROACH METHOD OBJECTIVE ADVANTAGES DISADVANTAGES
Good operation and
maintenance
Maintain flowvelocity to minimizesolids depositionand systemventilation.
No additional costs. Effectiveness limited by physicallimitations of system andoperating conditions.
Air injection Increase oxygen inwastewater usingcompressed air orventuri aspirators.
No chemicalinvolved or costs forchemicals.
Low efficiency.Control limited.Possible off-gassing of odors.
Oxygen injection Increase oxygen inwastewater usingon-site generation orliquid oxygen.
High efficiencycompared to airinjection.Less hazardoushandling comparedto other chemicals.
Must be injected via pressurizedpipe (e.g., force main or othermeans).
Improve
OxygenBalance in
Wastewater
Nitrate addition
(e.g., Bioxide)
Provide chemicalsource of oxygenpreferred oversulfate by bacteria.
Slow-reacting.Low chemicalhazard.Simple equipmentrequirements.
High chemical cost.Adds nitrogen.
Chlorine gas
solution addition
Oxidize dissolvedsulfides to sulfate.
Widely available.Economical in bulkquantity.
Hazardous chemical.Efficiency dependent on mixing.
Sodiumhypochlorite
solution injection
Oxidize dissolvedsulfides to sulfate.
Safe vs. chlorinegas.
Unstable in storage.More cumbersome and costly inbulk quantity.
Hydrogen peroxide
solution injection
Oxidize dissolvedsulfides to sulfate.
Rapid reaction rate.Simple equipment.
High chemical cost.Unstable in storage.
Chemical
Oxidation of
Sulfides in
Wastewater
Potassiumpermanganate
addition
Oxidize dissolvedsulfides to sulfate.
Simple equipment. High chemical cost.Dosage determined byexperience on specific system.
Precipitation
of Sulfides
from
Wastewater
Iron salts such asferrous sulfate or
ferric chloride
Formation of solidparticles of insolublemetallic sulfide.
Simple equipment.Usually available.
Increases metal loadingdownstream.
Alkaline pHShock of
Wastewater
Periodic (weekly)dosing with sodium
hydroxide solution
Upset slime layerand temporarilyreduce sulfidegeneration.
Minimal capitalinvestment.Moderate chemicalcost.
Hazardous chemical handling.Unpredictable effectiveness.
Sources: USEPA, 1985; Sulfide in Wastewater Collection and Treatment Systems; ASCE, 1989.
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 51
�����������������5����������� ��������������������������������������������������������������������������� ��������������������������
��������������������*����������������������������������������������� �������������������������� �����
����������������������������������������� ����������������+������������������������������������������������������������������������������������������������������������������$��������������������������� ��������������������������������������
*�����7�M��������������������������������� ��������� ������� �������������������������������������������������������������������������������������������������
Table 3.8 Lining Materials
+����� ������������������������������������������ ������������������OK������������������������5�������������� ������� �������������������������������������%�� ����������� ���������������� �����������������'��������������� ��������������������������������������������������
*�����7�T���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������&��������������������������������������!��������������������� ����������� �������������������������������������������������������!������������������������������ ����������������������������*��������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������5���������������������������������
.�������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������6� ����7�8K�������������������������������������R2��� ������� �������77K� �����������������������������
��
MATERIAL RELATIVE COST
Polymer Concrete High
Potassium Silicate Concrete High
Filled Epoxy Moderate
Fiberglass Reinforced Vinylester Moderate
Polyester, Vinylester and Epoxy Based Systems Moderate to High
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 52
Figure 3.10 1.8-m Concrete Pipe with PVC Lining
Table 3.9 Plastic Membranes Used for Corrosion Protection
*�����������������������������������������������������������������������������LK����������������������������������������� �����������������������������*�����7�8K�
��
MATERIAL RELATIVE COST
Polyvinylchloride Moderate
High Density Polyethylene Moderate
Polypropylene Moderate
Polyvinylidene Fluoride High
Ethylene and Chlorotrifluoroethylene Copolymer High
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 53
Table 3.10 Comparison of Linings and Membranes
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������5��������G�����������������������������������1���������������������������������������������� �����������������������������������������+������������������������������������������������������� ���������������%����������������� �������������������������������������������������5���������������������� ��������������������������*����7�88�����������������������������������������������������������������
Table 3.11 Corrosion-Resistant Pipe Materials
1� �����������������������������5�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������%���� �� ������������������5������5����������������������������������������5����������������� ���G�����������������������������������1���������������������������������������������������������� ������������������������������������������� ��������������
��
CHARACTERISTIC INORGANIC ORGANIC PVC HDPE PVDF PP
Low Maintenance X X X X
Resistant to
Hydrogen SulfideX X X X X X
Resistant to
MicrobacterialX X X X
Resistant to
HydrostaticPressure
X X X X
Cracks w/Substrate X X
Mechanically
BondedX X X X
X
GENERIC MATERIAL RELATIVE COST
Polyvinylchloride Moderate
High-Density Polyethylene High
Reinforced Concrete Low
Reinforced Plastic Mortar High
Ductile Iron, Cement Mortar Lined Moderate
Filament-wound Fiberglass-Reinforced Plastic High
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 54
3.6 SUBSURFACE CONDITIONS AND CONSTRUCTION
������������������������������������������������������������������ �������������������������������� ��������������������������������� ����������������������� ���������������������������������� ������������!����������������������������������������������������������������������������������� ���������������������*���������������������������������������������������!������������������������� ���������� ����������5���������������������������������������F������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ��������������������������������������� ���������������������� �������������� ���*����������������������������������������� �������������������������������!�������!�������������� ���%��������� ��������������� ���������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������*���������5����������������������������� ����������������������������������������� ����� ����������������������������������� �������� ��5��������� ���� �������������������� �������
'��������������������������� ����������� �������������������������5���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������&������������������������������������������������� ������� ���� ������������ ���������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������ ��������������� ����������������*����5����������� �������������������������������������������� ��������������������������������������������� ������������������������������������
2���������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������� ����������������� ���������������������������������������� �������������������������������������������������������� ����� ��������������������������������������������������������������������������������������2������������������������������ ������������������������������������������������������������������������������������������� ���*���������������4����������� ���������������������������� ����������������������������� �����������������!� ���������������4����������%�������������������������������������������5������������������4�����*����������������������������������4�������� �������������������������������� �������2���������������#8O)������������������������������ �������������������������
2������������������������������������������������������������!������������������� ������������������������������������������� ���*������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������4������������������������������*����������������������������4� ��������������������������������������������������������������������� ����� �������������������2���������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������4����������������������������������F������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ����������������6� ����7�88������������������� �����������������������5�������������������������������������������������������������������2���� ��*�N��
��
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 55
Figure 3.11 Construction Methods and Subsurface ConditionsEncountered at TARP Drop Structures
������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������!���������������������������������������������������������
*���������������������������������5���������� �������������!�������������������� ��������������������������� ������������������� �����������������������������������1����������������������������������������� ��������������� ������������������������������������������������*��������������� ��������������������������������5���������������������������������������������������������������������������������������*���������������������������������������������������������������������������������������#�� ����������������)��������������������������������������������������������4������������������� ��������������� ���� ����������������
��
Tunnel
Deaeration Chamber
Sewage Flow
Air Flow
Sewage
Flow
Exit�Conduit
Air Shaft 20'
80'
0' 80'
60'
190'
26'
Min. 170'
Max. 335'
Min.
Max.
81'
Top of Rock
Air Vent Chamber
ConnectingPipe
CollectingStructure
Min. Diam: 4'Max. Diam: 19'
Overburden:Conventional
Open-Cut Excavation
Overburden:ConventionalExcavation or
Slurry Wall
Rock:Drill and Blast,
Raise Bore,Down Drill
Rock:Drill and Blast
Range ofDepths
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 56
Constructibility Considerations in Soft Ground and Rock.�������������������������2�����������������������������������!�����������
2���� �����&�����!���������������������������������4������������������������������� ������������������������������������� �������������� �������������*������!���������������������������������������� ������������������������������� ������������������������*����� ������������������������������������2���� �I��*�N�������������&�����!��I��%�������� �������������������������������!�����������������!���������������������������� ����.�������������������������������������������������%���������������������������������������������� ���������������������������������� ������������������������������ �����������������������������������������������������!���� �������������������*�N���2���� ����6�������+����*���������� ������������ ��������������� ���������������������5����������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ �������������
������������������������������������������ ������������� ��������������������������� ������������������������������������������� ������ ����������������F��������������������������������������������� ����� ����������������� �����#������������������ ������������)���������� ����� ����� ���������� ����� �����������������������������#����������������������������������������)���F���������������������������������������5����������������������������������������������������������� ���������������������������������%������������������������������������������������������������������ ���� ����������������������� ������������*���������������������������������������������������������������������������������������6�������������������������������������������������������������������������������������F�������������������������������������������������������������������%����������� ������������������������������������������������������ �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������!���������������� ������ ���������������������������������������������������������� �
.����� ������������������������������������������������������ ������ �����������������#�������������������������������������������)���������������������������� ���������������� �������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������!��������������������
*������������������������������������������������������������������������������������������� ���I�������������� ���� �������������4� �����������������������������������������������������������������������+��������������������������������������� ������������������������������������������������������������ ��������������������������������������������������6����������������������������������������� ��������������������������������������������#������������� ����)���� ���������������������������������������������� ������� ��������������������������������������������������������������������������������������.����������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������� �5�����������������������������������������������
%������ ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������������� ����������������������������������������������������
��
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 57
� ��������������6�������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������
Construction Methods and Risks �����5�������������������������������������������������������������������5�����
����������������������������������������������������������������������������������������������35��������������������������������������������5��������������������������������������������������������������������������!� ��������������� ������������� ����������������������4���������J������������������������� �����4���������������������������������������������6����� ���������� �������������� ���������#*'&�)��������������6�����������������������!� ���������5���������������������*����������������������!� �����������������6� ����7�8O���������������� ����������������������������������������������5���������� �����������������������!������������5�������������������� ��������������*����������������������������������� �����������������!� �������������������������UKK����8�KKK�������������6� ����7�87���������������� �����������*'&��
*������!���������������������5������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������&���������������4�����������!�����������������������������������������������������������������������
*������������5��������������������������������������������������F�������������������������������� ���������������������������������������������������5������������������� �����������������������������F��������������������� �����!������������������� ������������� ������������������������*���������������������������������������������������������������������������������� ���������������������� ������������������������������������� ������������������������������'������������������������������������������������� ��������������������������������������������H�������������������������������� ��������������������������������������������������!������������������������������������!������������������������!��5�������������������������������������� ,
- 2���������� �������� �����������������������������������������������������������������5����������������� �������������������������!��5�������������������
- 2�������������������������������������������������������� �����������������������������I��������������������������������������!������������������
- �������������������������� ������������������������������ �����������������������������������������!�����������
'����� ����������������5��������������������������!� ��������2���������!����������������������� �������������������������������������� �������� ������������� ������������������������������������������'����� �������������������� ��������������������������������������������������������������������������������� ����������!������������������,
- &������������� ���5��������5�������������������� ���������������!�������!������*������!����������������������������� �������� ������������� �� ������������������������ ��������������������������
- �������������� �������� ������������������������ ���������������������������������� ����������������� ��� �����������������������*�������!�������� ����������������� ������������������ ��������������� ����� ��������������
��
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 58
�
Figure 3.12 Pipe Jacking Sequence
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 59
�
Tunnel Boring Machine with Rock-Cutting Head
Tunnel Boring Machine for SoilTunnel Boring Machine for Soil
Figure 3.13 Cutting Heads on Tunnel Boring Machines
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 60
- +��� ���������� ����!�������� ������������ ��������� ������������������������������������ ��������������������������*��������������4������������������
- H������������5����������� ���������*�������������������������������������������!���������������������������������!�
- *���������������� ������5���������������� �������������!������������������������'����� �������� ��������������������������������������������������������������������!���������������� ������������������ ��
- +��� �����������������������������������������*�������������������������������5����������������!������������ ����� ���������������5���������������������� ���������������������������������� �
- ��������������� ������������������R����������������������!�����������������*������4���������� ��������������� ���������������5���������������������� ��������������������������������������������������������������� �������������������������������������
Settlement3����������������������������������������������������������������������������������!�
� �����������������������������������������5��������������!� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������6� ����7�8L��������������������!� ���������
*��� ������������������������������ ��������������!� ��������������������������������������������������*�����������������������������������������!� � ���������������������� ���������������������������������������������35������������������������������������!� ������������������������������������ ���������������������������� ,
- +�������������5�������
- 1���4�������������
- +�����������������5������������
- �������������
- &����������5����������� ������������
%� ��������������������������������� �������������������������������5�������������J������������������������������������%������������������������������������������������� ���������������.��������������������������������������������������������������������������������� �����������������������������������������������������F������ �����������������������,
- 2������������������������������4���������������������������� ������5���� ����������������������������������
- �������� �����������������������!� ����������������������������������������4�������������������������������������������
- &�5���������������������������������������������������������������������� �������� �����
- �����������������������������������������������������������������������������������������3����������������������������������������������������
��
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 61
- �� ��������������������� �������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
- %�����������������������������������������������������������������'����� �������������������������������� �� ������������������������������� ����� �
- &������ ���� ������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������
��
Figure 3.14 Placing Pipe for Jacking
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 62
Contract Interface����� ����������������� ������������������������������������������������������������
�������������������������������������������2������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������.����������� ��������������������������������������������������*'&������������������������������������������������������������������������������������������������������2���������������������������������������� ����������������������������������4� �����������������������������������������������������������������������������������*����������������������������������� ������������������������������������� ����������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������%������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������2����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������,�
- ��������������������������������������
- 2���������������������������������������������
- ������������
- H�������������������������������������������
�� �������������������������������� ������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������2��������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������
3.7 OPERATIONS AND MAINTENANCE
*�����4�������������������������������������������������������!���������������������������������+����� ���������������������������������������������������#��������� ��������������������)������������������������������������������������������������������������������������W&���
AccessN� ������������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������#�� ���������� ����)���������������� ������������.��������������� ���������������������������������#�� �������������������������������)������ �������������������������������4������������������������������������������������%����������������������������������������������������������������������������� ������������
&�5���������� ��������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������5 ����%�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �����*������������������������ ��������������������������������������������!��������������������
��
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 63
��������������������� ����������5�����������������������!� �������������������H��������������������������������������������*R������������������4�����������������������������������������������������������������%����������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������ �������������������������������
�W&���������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ���� ����������������������������� ��������������!����������������������������������������������������#�� ��� ��������������������������������������)������������������������ ��������������������������������������2��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������4��������������������������������������
*������!������������������������������������������������������������������������������������������������������������ �������������6������������������������������������ ���������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������� �������������4������������������������������������������������������������������������������!������������������
Screening and Sedimentation������ ���������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������1�������������� ������������������������������������������������������������ ���������������������
&������ ������� ����������������������������������������������������������5����������������������������������������������������������������������������*��������������������� ���������������������������� �����������������������������������O���0���������������������������������������������������������������������N�������������������������������������������������������������������������� �������������������#������ ����������LM������)���*���2����������%������N�����������%��������������������#2%N%�)����F����'������������������������������������������������� ������������������������������������8TTU�������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������ ��������������������N���������������� ������������������ ������������������������2%N%�������������������������������������������������������������������� ����� ����������������� ���+����� ����������������������������#����� ������������� ���������������������)������������� ��������������������������������������������� ������������������������ ����� ��������� ��������������������������������������5��������������������6������ �����������������������5�������������������������������������4�������������� ������������������������������������������������� ��������������������� ���������������������������������������������%����������������2%N%��������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������� ������������������������������������������ ���������������������������������#���������������LM�������������)�������
R������������������������������������������������4�������������������������������������+��� ������������������������������ ������������������������������������������F������������������������������������������������%������ ��������������� ��������#�� �������� ����!���)�������������������������������������������������������������� �
��
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 64
����������%�������������� �������������������� ������������������������������������� ����������������������������������������������������������� �������������2�������������!������������������������������������������������������������������� ��������������������� ��� ����������������������������������� ������������������������'���!� ����������������������� �����5������������������� ��������������������� ���4��������������������������������������+���� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
Flow Monitoring and System Controls*����������������������������4������������������������������������������������
����������������������6����������� ������ ����� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
6����������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������+�����������������������������������������������������������������������������������������+����� ���������������������������� �������������������������������������������������0�������������������������������������� ������������*������������������������������������������������ ����������������G������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������H���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������4������� ��������������������.�������������������������������������������������������������4������������������ ��������������� ���������������������� �����������������2���������������� ������������������������������ ���������������������������������������������������������
%�������������������� ��������������������������������������������������� ������������������������*�������������������4�������������������������������������� ����������������"���������������������������������������������������������������������������������������������������������N���������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������� ��� ��������������������� ������������������� �������������!����� ������������������������������������������������*���������������������������� ����������������������������� ������������������������������ ����"���������������*�����������������!������������������������������������5���� ����������������������������������������������������������������������������!� �������� ������������.�������������5����������������������������������������4������������������������� ���� �������������4���������������������6����5����������� ��������������������������#�� ����������������)��������������������������������������������������� �� ��������������������S������ �����������������������4����������������������������������������������4��������������������������������������������������������������������������*�����������������������������������4�����6�������������������������� ����������������������������� �����������������������������������������������������������5�����������������������������������������������������������
��
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 65
��
WilliMonoChapt3.qxd 1/9/04 3:54 PM Page 66
4.0 DESIGN METHODOLOGY
��
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 67
��
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 68
4.0 DESIGN METHODOLOGY
���������������� ��������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������ ����������������������������������� ��������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���
����������������������������������������� ���������������������� ����������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������� ���
4.1 ROLE OF HYDRAULIC MODELING IN DROP STRUCTURE DESIGN
������������������������������������������������������������� ������������������������������ ���������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������ ��������������������������������������������������������!������������������� �������������������������� ����������������������������������������������������"������������������������������� ������������������������������������������������ ������������������������������������
#�������������������������������������$�������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������%� ��������������������������������� ���������������������������������������� �������������������&������������������������������������������������������'�� �����������������������(��������������������������������������������������������������� ��������������������� ���������
Model Theory and Extension of Model Studies To Design ofPrototype
)��������������������������������� �������������������������*��� �+���������������������������������������� �������������������������������������(����������������������������� ���������� �����������������������������,��������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������� ������������������������������������������������������������������������������������ ������������������������������������������������������������������� ����������������)��������������������������������������� ����������� � �������-
. �����������������������������������������������������������
. ��������������������������������������������������(�������������������������
. ���������� ��������������������������������������������������������������/0�����
��
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 69
1(����������� ������������������ �����-
%!0/ '&���� 2�%!0/ '&��������
%3���������/3�����&�2�%'���������/'�����&�/0 2�4�/0
5��-!�2������� �2���������������� ������' 2 �� ���������������4�2�6��������������������������������������������������
���������������������� ������� ���������� ������������������������� ���������������$������������������������������������������������������1� ����� �$�� ��������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������#����������������������������������������������������������������������������������������$������������������������ ������������������������������������ �������������������������������������������������������� ��(��������
"�����7�����6����������������������������������������������������������������� ����������������������������������������8��� ������#������������6�����������9����:��������'����������������7������������#���������������������������� �������� ����������������������������������������������������8��� ����4)����$����#������������"����"�����������:��������4�����%"":4&�������7������������"���������������������������������������������������������������#�������������������������,������������������������������������������������������������������������ �������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������� ���������������������(�������������������������������������������������������������������������������
4.2 VORTEX DROP STRUCTURES
#��������� �������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������� �����������������������������������������������������������������������������������������;������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������� ����������������,���������������� ���������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������� ����������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������
"�������������������������� ��������������������������� �������������������������������������� �������������������������������������������������������������� ���� ����������������������-
. ��� ����������
��
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 70
��
. 8������������%��������&
. 6���������
:���������������������������������������������� �������������������������� �������������������� ��������� �������������������������
Tangential Inlet Vortex Type (H4 Type)���������������������#������<��"�����6���� �6��������$�������������������
������ �����������������������������$������� ���������������������������������������������������� �������������������������������"":4���4���������������������������������������������*!�����9���������6���������������#�������#����������6��� ���������"�����6���� �6����+�%=&���7��� ������������������������������������ ���$��������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������� ��������������������������������
������ ��������������������������������������������������������������� ������ ���������������� ����������������������������������������������������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������,������������������������������������������������������������������������������ ������������������� ��
���"":4����������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������"������������������� ������������������"":4�������������������������������������������� ���������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������#�������� ����������������������� ������������������������������������������������������ �������������������������������������������������������������������������"":4����������������������*:>+��������������������������������������� ���������������������������#����������$�������:>���� �����������;�������������������� ���� ����������������������������������������������9� ���>�=���������������:>�������������������������� �����"":4���������������������#������<������������� ���������������� ��������������������������������������������������������������������������������7��� ����������������"":4�4�����?��0@>�������������� �������������������������� �����������������������������(����������������������������� ���������� �����������������������������#����������������"":4���������������������������������������$����������� ��������������������������������� ���������
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 71
Figure 4.1 Schematic Design of the H4 Type Drop Structure (1)
�����������*��������+����������������������� ���������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������1� ����� �$�� ���������������������� �������������������������������������������������������������� ���
����������������� ���������������A����������� ����������������������� ������������ �(�����������������������
9���������� ����-
9� 2�9�%!0/ '&� 2�%!0/ '&�%3�/3�&�2�%'�/'�&
�/0 2�'��/0
��
Odor Control Vortex Structure
Approach Channel
Diversion Chamber
Vent
Adit
Main TunnelDeaeration Chamber
Vortex Structure
ApproachChannel
Vortex Opening “e”
α
α
Diversion Chamber
b = 27.5°
= 16.8° (Typ)
LT
Lc
Incoming LinkSewers
Q
Q
B
Vertical Shaft
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 72
��
5��-�'� 2 A����������� ������3� 2 #������� ������3� 2 )����������� ������� 2 9�����������! 2 ������ 2 ��������������� ������' 2 �� ��3 2 ����6���������*�+�����*�+�����������������������������������
����������� �������������� � BB������������������%��&�%C�����������������%��&&���������"":4���������?�������� �=CD����%>�E����&���������������������������������7��� � �=CD������������������*����������������������+�������� ������������������������������"":4������������������������������������������������3��������� � BB������������������������������������������������������������������������ ��������9� ���>�0��������������������������������� ��������������������
Figure 4.2 Dimensions of the Large-Scale Model of the H4-Type DropStructure (1)
16.8°
20 1/8"
4' 8"
DeaerationChamber
Vent
Adit
Inlet Box
11 1/2"
8 5/8"
30"
20 1/4"
10 1/8"
12' 8"
5 1/8"
7'27.5°
24'
11 1/2"
2 7/8"
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 73
�
������ ���������������������������������������������������������������;��������������� �����-
1) Determine minimum value of geometric scale ratio: �� ��������� �� �����
���
A�������������������������������������������������������� �������0�F��������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������#��������������������������0�F����������������������������� ����������3� 2�>�E��������������������������������������������������������� �����������������������������������������(�����������$�������������
2) Select model scale ratio: ���� �� ��� �������
���
�����'� �������������3� 2�C�� �������������������������������������������'� �����������������������������������C�F������������������#���������������������C�� ������� � BB���������������������������������� �����������������������������������������������������������������������������������������0�F�������������������������
3) Determine model values for the required deaeration chamber length:��� �������
����������� �
?G�1-��0�D=E�2������������������� �
4) Determine the initial dimensions of prototype drop structureusing the model scale ratio Lr:
������������������������������������ ����������������������� �����������������������������������������������������������������������
Table 4.1 Multipliers Used to Determine Initial Dimensions of DropStructures
4������"":4�4�����?���0@>���������������������������������������������������� �������
D1=LR X 0.96 D1= Dropshaft Diameter
D2=Lr x 1.69 D2= Deaeration Chamber Diameter
D3=Lr x 0.84 D3= Deaeration Chamber Outlet Diameter
LC=Lr x LCm LC= Deaeration Chamber Length
LV=Lr x 4.67 LV= Air Vent Location
e=Lr x 0.24 Note: minimum e = 0.45m; e= vortex opening prior to vertical shaft
Lt=(B-e)/Tan
16.8o
Lt =Approach Channel Transition Length
Where B = approach channel diameter, and e = constricted opening in vortex generator
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 74
�
��������������"����������������������������������������������� ���������������������������������
����� ���������������������������������������������������9�������������������������������������������������������������������������������������������-
. 7���������-����������������������������������������������������� ������
. !�����������-�����������������
. '���������-��������������������������������������������
9� ���>�=��������������������������������������������������������������
����������5��������������������� �����$�����������������������������������������������
�������������������������������������������"�� �����������������������������;������������������� ��������������������������������������������������������������������������������;�����������������������������������9������������������������������������������������������������������������������� ����#��������������������������������������������������������������������������� ������������ ����������������������5������������������������������������������������������������������������������������ ����������������������������������������������6���� ��������������������� �(���������������������������������������������������������������� ��������������������� ������(���������
��� ������������������������������������������������������ ����������������������������������������������������������������;����������������������������� ����������� ����� ������������������������ ��� �����(��������������������������������� �������� ��� ������������� ���������� �� �����������������������������������������"���������������������������������� ����$������������������������ �� ��������������������� ��������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������9� ���>�C�������������������������� �������� ��������������������� ��� �����������������#����������������������������������������������;������������������� ���������������5��������� ��������������� ���������� �� ���������������������������������������������$�������������������������������������������������������������������������������������������������������� �� ���������� ���������������������������������
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 75
��
Figure 4.3 Diversion Structure Dimensions
9�������������������������������������������������������������������;����������������������������� �����������������������������������������#��������������������� �������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������ ���������������������������������������(������� ���������������������������������������������(�����������5����������������� �(���������������������������������������������(�������(�������������������������������������;����������������������������������������������������������� ������������������������������������������� �������(���������(�����������������������������������= ����������������������;�������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������#������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
�������������������������������� ����������� ������������������ ������������ �����������;�������� �������������������������=@�E�� �������������������
�R1 = D1 x 1.5
R2 = D2 x 1.5
X = R1 + 0.5 D3 + C
Z = R1 + 0.5 D1 + C
C = Minimum distance required to�accommodate pipe wall thickness�and structural reinforcement
C
D2
D3
C
D1
IncomingSewer
IncomingSewer
Tapered Radiusfor OutgoingPipe Diameter
To DropInlet
Flow
FlowR2
R1
C
Z
X
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 76
��
������������������������������������������������������0F����0D���� ������������������������������������������
�����������������������������*+�$������������������������������� �������������0�F���������������������������������������������*+����������������������������;����������������������������������������������6����������������� ������������������������������������������������������������������$���������� ����������� ����������������9��������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������
��������������������������������������������������������������������������������� �
����������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
9��������������������������������������������%�����������������&����� �� ����������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������ �������������������������������������������������������� �������������� ������������ ��������������������������������������(������������������"�����"":4����������������������������������������������������������� ����������������������0�F���������������������������������������������*�������+� �������������������������������������>�E���������������0�F���������������������������������� ��������������� ���������������������������C�������������������������������� ��������������������������������������������������������*������+��������������C�F���������� ����������������������� ���������������������"���������������������������������������������������������� ��������� �%�������������CEF����������������� ������&��������� ������������ ����������������������������������������������������������������������������������� �� �������������������������������������������������%�������������������&������������������������ ������������������������������������������������ ������������������������������
�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ���������������������������������������������������������������������������������������������
����������8������������������������������������#�����������������������������������
��������������%� ������� ���������������������&����������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������:� ������ ��������������������������������������������������������������������
����� ������������������������������������������������� �������������������#������������������� ������������������������������������������� ��������(������� ���������������������;������������������ �������������������������������������������������������
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 77
��
,����������������� �������:>�������������������9� ���>�>������������(�������������������������������������������������������������� ������� �������� ������� �����������������
De
sig
n D
isch
arg
e (
CF
S)
Air Flow
Air F
low
Rate
in V
ent (C
FS
)A
ir F
low
Rate
to T
unnel (C
FM
)
0200
400
600
800
1000
1200
1400
16
00
18
00
20
00
1600
1500
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100 0
Fig
ure
4.4
A
ir F
low
in
Ve
nt
an
d A
dit
at
De
sig
n D
isc
ha
rge
fo
r th
e T
an
ge
nti
al
Inle
tTyp
e V
ort
ex
Dro
p (
H-4
Typ
e)
(1)
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 78
��
9���������������������������������������������������������� �����D��� ��������������������������;��������������������������������������������6����������������� ����������������������� ���(��������������� ���������������������������B �� �������������������@ �� �����6��������������������������������������������D�� ��������������������*�� +������������������������������������������������������������������������� ������������������8���������� ��� ����������B �� ��������������������������������������������������������������������������������������������������
�����������������������������������������������:>������������������������� ����������������������"":4�4�����?���0@>���
���������������������#������<������������������������ ���������1� ����� �$�� �����������������������������������:>���� ��������������������������������������������������%� ������������������&���������#���������������)��$���������������������������������������� �������������������:>����������������� �������������������������������������� �� �������������������������������������������������������������������$�����������������
"������������������������������������������������������������ ������������������������������ ������������������������������������������������������������������������������������������������������ �������������������� ������������������������������������������������������������������"�� �������������������������������������������������������������������������������������������(��������������������������������������������#�����������������������������������������������������������������������#�������������������������������������������� ��������������������������������������������������������� �������������#��������������������������� ������������������������������ ��������������#���������(����������������������� �������������������������������� �����������������������������������������������������������������9������������������������ �����������������������(�����������������������������������������������������������
A�������������� ������������������������������ ���������������������������������������������������������������� ���������������������������� ����������������������������������� ���������������������������������������������������������������� ������������ ����������������������������������6��������� ������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������:>�������������<���������������������������������������������������*���� �����+�%�����������������������&������������������������������������#��������������������������������������������������� �������������������� ���������������������������������������= ������������� ����������C� ������5�������������� ������������������������������"":4�4�����?���0@>������������������������������� ����������������� ��������������������������������������������= ��������������CF��������� ���������'��������������������������������������������������0F�������������$������������������������������������������������� �������������������� ��������������� ������������������������������������������������ �������������������������������������������������G����������������������������������������������� ����������������������� ����������� ������������������������������������ ���������������������������������������� ������� ������������������������
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 79
��
Drop Structure with Helical Inlet and Ramps ��� ����������������������������������������������������������������������
��������������"����"�����������:��������4�����������7������������"����%=C&���6�����������������������������������������=BB=����)����������;���<��1����!�����������������������$��%��6�������������������&���:��������������������������������������������������� �����������������9� ���>���������������������������������������������������������������������#���������������������������������� ������������������� ���������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������� ����������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������"������������������������������������������������������������������������������� �����������������������(���������������������������������������������������� ���������� ������������������������������������������������������������������������������������� ����� ������������������������������������������������������������������������:������������������������������������������������;�� ��������������������������������������������������������������������������������������������������,������������������������������������������������� ������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������
Figure 4.5 Drop Structure with Helical Inlet and Ramps (13)
Adit
RampOutlet
Section B-B
Section C-C
Section A-A
HelicalRamp
ConveyanceTunnel
(TailwaterDepth)
Dropshaft
HelicalRamp
GuideWall
CenterColumn
InflowPipe Inflow
Pipe
GuideWall
CenterColumn
D1
DiA
Zi
Zl
Pi
B
C C
d
b
W
Po
D3
Bo
Bo
Po
D1
B
Bi
φ
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 80
��
:������������������������� �������������������������������������������������������������������� ����� ���������������� ���)��� �������� ����������������������������������������������������������������������������������� ������������ ���������������������������� ������������������5�������������������������������������������������������������*����+����������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������� ���������������������������������������;��������������
����� ��������������(������������������������������������������������������� �������������������������������� ������������������������������6��������������������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������ ��������������� ������������������;�� ����������������������������� ��� ��������������� ��������������������������������������������������������"����������������������������������������������������������� �������������������������������������
:��������������������������������������������������������������������������������������������������� �������� ��������������������������������������������������������������"��������������������������������������� ���������� ����������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������� ������������������������������������������������������ �� ����(��������������������� ������ ����������������������
Helical Drop Structure Dimensions��� �������������������� ������������������������������������������� ��
�����������������������������������������"":4���5����������������������� ���������������������������������� ����������� ������������������������������������������*�������+���������������� ���������������������������������������"���������������������� ����������������������������������������������������������������
A�������� ����������������������"":4�������%=C&���������������������������-
. �����������������������������������������������������= F����������������������������������������������������������������������������������������������������C �����/��������������������������� ���������������� �����������������������= F� �������������������������� ���������������������
. ����������������������������������(�������������(�������)�/�= 2� �>@H����������������������������������������� ������������������������������������������������
. ������������������������������������� ����������������������������������������� �����������������������������������������������������=F���������� ������� ������������������������������(������������
. �������������������������������������������������������������������������������������������� �� �
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 81
��
�����>�0������������������������������������������������ ������� �������������
Table 4.2 Helical Dimensions for Design Flows from 25 to 280 CFS (1)
������������������������������;������������������� ������������������������������������������
���������������������������������;���������������������������������������������������������������;����(��������������������� ������ ����������������������*��������+������������������������ �����������������,���������������� �������������������������������� �������������������;������������������������������������������=F���������� ������� ���������������������������� �����(������������
9� ���>�@������������������������������������������������������� ������ �����������������������������������������������������������
Figure 4.6 Peak Air Concentration with Varying Tailwater Levels(helical drop structure) (13)
Dropshaft
Peak Flow
CFS
Drop
Diameter
D1
Inflow
Pipe
Diameter
Di
Inlet
Ramp
Pitch
Pi
Inlet
Ramp
Width
Bi
Inlet
Ramp
Dist
Zi
Outlet
Ramp
Pitch
Po
Outlet
Ramp
Width
Bo
Outflow Pipe
Diameter
D325 3.500 3.167 2.135 1.225 3.115 1.610 1.197 1.833
60 4.667 4.167 2.847 1.633 4.154 2.147 1.596 2.167
115 5.833 5.250 3.558 2.042 5.191 2.683 1.994 2.500
280 8.167 7.333 4.982 2.858 7.269 3.757 2.792 3.000
Z1/D3 = 1.0
Z1/D3 = 1.5
Z1/D3 = 2.0
0.14
0.12
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
-0.02
0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60
D3/D1
Pe
ak A
ir C
once
ntr
atio
n C
p
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 82
��
��������,�������������������������������������������������������������������� ��
��� ������������������ �� ���������������������������������������������������������������������������������������������������#����� ����������������������������������������������������������=/�" 2�=�=0�����=�B0��
Scroll and Spiral Inlet Type������������������ �������������������������������������������������������
�� ������������������(���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������#��������� ������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������� ��������������*:>+���� ����9�����������������������������������������������������4������9� ���0�����������������������������������������������������������������������������������������9� ���>�D���������������������������������������������������������� ���������������
Figure 4.7 Dimensional Relationships for Scroll andSpiral Inlet Types (1)
Inlet
Dropshaft
∆r
h
D
Hyo
do
vr
v vz
r2
rm
c ∆r3
r1
d8
r3
r4
v0
b
a
ee
e e
vr
v
vz
e = (b+s)
r2 = r1 - 2e
r3 = r1 - 4e
r4 = r1 - 5e
a = r1 + e -
1
7
r1 = ds + 6e + ∆r + c1
2
b
2
b b
e e
ee
r2
r6
r5
r4D
A
A
D
b
b
r3
r1
JzJk
∆hk ∆hk
D
Section A-A
e = b2
7
r1 = D + 6e1
2
r2 = D + 4e1
2
r3 = D + 21
2
r4 = D + e1
2
r5 = D + e1
2
5
21
2r6 = D + e
1
2
Spiral (14)
Scroll (1) Spiral (Plan)
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 83
�
4.3 PLUNGE DROP STRUCTURES
"���������������������������������������������������'�� �(����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������"���������������������������������� ������������������������������������ ���������������������� ���������������������������������������������������������������(��������������������������������������������������������������������� �����������������
�������������� ���������������� ���������������������������� �����������������������1�����������������������*�����+������������;����������������������� ������������������������������������������� ���������������������������������������������������� �������������������������������������������������� ������������������������������������������������;������������������������������������������������������ �������������������������������������������� ���������������������������������� ���������������������(���������� ��������������������� ��(����������������������������������������������������������������� �� ��� ��������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������8������C���������������������������������������������������������������������
)��� ����������������������������������������������������������������� �����86G������������������$�����1����������������������������6�����������9����:��������'����������������������������������� ��������#�����������5����4�������������������A�����8��� �<����4)��������������������������������������������������������� ��� ������������ �����������������������������������������4)����$���������������� ���������� �������������������������0 F������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ������������������������������������ ���������#��������0 ���������������������������������8��� ��������������������������������������������������0��������"�������������������������������������������������������������������:������������������������������������������������������ ��������������������������� ���������9������������������� �����������������������������������������������86G������������������������������������������$����������9� ���0�C����������������������� ��������� �������������������� ��������������������
Plunge Inlet Type 9��������������������������������������������������� ���������������������
*���� �� +������������������������������������������������������ �������������������������������������������������� ���������� ����������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������;�(������������������������������ �����������������
�������!�����4)���������� ������� �������������������� �����������������������
�������������4)������������������������������=D������������� ���� ���������������������������������������B��������������������������� ����������������>����= ������
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 84
�
"����������������������������0� ����� ��������������������������������� ������������"�� ������������������������������������������������ ��������������� �����������������������������������������������������������������%������&�������������������������������%��������&��������������� ����������������������������(��������%>=��������� ������&���
#�������������������������6�����������9�����:��������'����������������������������� �������4)�������������������� ����������������������������������������� �� ������������ ���������������#�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������� ���������������������������4)�������
������������� ���������������� ������������1�=���������������������������������������������*�59+������A
����:������������������������������������ �������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������"����������������� ������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������� ���������������������������������������=������������������������������ �����
����59�A����1�=��������� ������������;������������������������������������������������ ����������������������������������������������������%��9� ���>�E&�������59�A����������������������������������������������� �����������������������������������������������������59�:�������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
"������59�A����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������ ��������������������� ������� �������������� ����������� ������������������������������������������������������������������������������������ ������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������!������������������������ ������������� �� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������� ����������������������������������������������59�A���� ���������������59�AD�%�����������&������������������������������������������������������� ������ ������������������������������������������������������ ��������������������������������� �������������������������������������������� �������������� ������
����59�A���� ���(���������������� ���������������������������� ������� ���������4)���������������������������������������������������������������������������������������B������������������������� �����������@ ������8����������������������� ����������������������������������������9�������������������������� ������� �����������������59�:�����%�����������&������������������������������ ��������� ���
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 85
��
N
B
W
B
C
KL
K
M
EL
C L Adit
Tunnel
Diam.
E
W
30
° to
75
°
A
C
C
S
Se
ctio
n A
-A
Se
ctio
n B
-B
Ele
va
tio
n
Se
ctio
n C
-C
CB
Q
PP
HF
3'
D Space Between
3'-0"
Slots
G
R
A
10' R.
1.5
G
3 G
1.5
G
Shaft
I.D
.
2 x
(A
)
Min
.
Min
.A
T
See
De
tail
"A"
D
eta
il "A
"
35
°
6"
Shaft I.D
. 9'-0"
7'-2"
5'-8"
A
4'-6"
3'-7"
2'-10"
B
2'-9"
2'-6"
2'-6"
C
1'-0"
1'-0"
0'-9"
D (
Max.)
10'-0"
7'-6"
5'-6"
E
9'-0"
6'-8"
5'-0"
F
20'-3 1
/2"
15'-0 1
/2"
11'-2 1
/2"
G
Variable
, E
qual to
Pip
e D
iam
ete
r
(But
Not
To E
xceed I
.D.
of
Shaft
)
H (
Max.)
12'-0"
9'-8"
8'-0"
H (
Min
.)
9'-0"
6'-8"
5'-0"
W (
Min
.)
6'-9"
4'-9"
4'-0"
H &
W (
Min
.) (
Sq. F
t.)
81
45
25
K
27'-0"
20'-3"
14'-10"
L
29'-0"
21'-6"
16'-0"
M
56'-0"
41'-9"
30'-10"
N (
Min
.)
4'-0"
3'-6"
3'-0"
P (
Max.)
1'-6"
1'-3"
1'-0"
N x
P (
Min
.) (
Sq. F
t.)
6
4.4
3
Q
32'-6"
24'-0"
18'-1"
S (
Min
.)
5'-0"
4'-6"
4'-0"
Desig
n D
ischarg
e (
cfs
) 600
280
140
Head L
oss
9'-0"
5'-5"
4'-7"
Fig
ure
4.8
D
ime
nsi
on
s fo
r th
e C
hic
ag
o T
ype
E-1
5 D
rop
Str
uc
ture
(2
)
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 86
��
�59�A������59�:������������������������������������������ �������������������������������������������������������������������������������������(��������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������� ���������#��������0 ����������� ������������������8��� ������������������������ ������������������������0��������������4)����$���������������������������������������������$������������������������������������ ���������������������G������������������������������������������������$��������������������������� ������� ������������������������� �������9� ���>�E��������� ������������������59����65������������������������������������������������������(��������� �����$��������������������������������������������������������������� ����"������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������ ���������������������������������������������������������������������������
������������������������9������ ��������������������������������������������������������;���������
�����������������>����*65+������������>��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �����%��9� ���>�B&�������������������������������������������������;��������������������� �������������������������������������������������������>������������������������������������B��������������������������>�� ����
6�����������9�����:���������'������������������������������������������������������� �������������������������������������4�������?��I����������������������������������������������������������������������� �������������������������������4)�����������������������������������������������������������������������������������4��������������������������������������������������>������������������������ ��������������������������������������������������� ������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������� ����������������������������������������������������������������������������
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 87
Fig
ure
4.9
Dim
en
sio
ns
for
the
Ch
ica
go
Typ
e D
-4 D
rop
Str
uc
ture
(2
)
��
AA
B
B BE
F
Se
ctio
n A
-AS
ectio
n B
-B
G
A J
EE
A
A
C
H
D
C
D
Inle
t C
on
du
it
Wate
rC
ond
uit
Ve
nt
Ad
it
De
ae
ratio
n C
ha
mb
er
F
Ve
nte
d C
ove
r
To
p V
iew
G
A
B
B
H
J
A
20'-0"
15'-0"
12'-0"
5'-8"
B
8'-0"
6'-0"
5'-0"
2'-0"
C
48'-0"
36'-0"
29'-0"
12'-0"
D
40'-0"
30'-0"
24'-0"
10'-0"
E
25'-0"
19'-0"
15'-0"
6'-3"
F
55'-0"
42'-0"
33'-0"
13'-9"
G
90'-0"
67'-0"
53'-0"
22'-6"
H
20'-0"
15'-0"
12'-0"
5'-8"
J 28'-0"
21'-0"
17'-0"
7'-0"
Desi
gn
Dis
charg
e(c
fs)
4500
2200
1250
140
Head
Loss
20'-0"
15'-0"
12'-0"
5'-8"
WilliMonoChapt4.qxd 1/9/04 4:05 PM Page 88
5.0 DROP STRUCTURE APPURTENANCES
��
WilliMonoChapt5.qxd 1/9/04 4:09 PM Page 89
��
WilliMonoChapt5.qxd 1/9/04 4:09 PM Page 90
5.0 DROP STRUCTURE APPURTENANCES
����������������� ��������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
5.1 ACCESS SHAFTS
������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ����������������������� �������������������� ����������������������� ��������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������� ��������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������!��������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������
"������#�$���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������%������������������������������� �������������������������������������������������������������������������� ��� ���������������������������������������������������&���������������������� ������������������������������ ����� ������������������������������������������������� ��'���������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������������������������(������������������������������������������������������������ � ������ ���������������������������)�������'�������������������������� ��
%��������������������������������������������������������������*������������������������������������������������������������������������������ �������������������+++������������ ��������������������������������������������,��������������������������������������������� ������������������������������������� �����������������������������������������������'�������������������������������-��������������������������"����������������������������������� ������������ ��'��������������������������������� �������������������������������������������������������������������"�� ���������������.���������������������������������������������� �������������������������������������������������������*������)�������������������/������$0���� ��$0��������������1����� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��
WilliMonoChapt5.qxd 1/9/04 4:09 PM Page 91
Figure 5.1 Access Shafts
��
Access Through Tunnel Crown
Offset Access from Main Tunnel
WilliMonoChapt5.qxd 1/9/04 4:09 PM Page 92
��
5.2 SYSTEM MONITORING AND CONTROLS
2������������������������������������������������������������������������������������������������������������3���������4��������������������������������������������������������-�������������������5�������������������������������������������-�������������������������������������������������������������������������������������&���������������� ���������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������-������������������������������������������������������������������������6����������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������� �����������������������������������������-����������������������������������������������������������������������7
8 �������-����������������������������������������������
8 "������������������������������������
8 "�������������������������������������������
8 9���������
8 6�������������
8 �������������������������������������������
Flow Control Gates"��������������/��������������������������1����� ����������������������������������
�������������������������������������������9������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������9��������� ��������������������������������������� ����������� �������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������:��������������������������������������������������������������������������������������������������������������/�1���������������������� ��������������������������/����������,,�!1���������������������������������������������������� �������������������������������������������������������%����������������������������������������������������������� �����������;��������������������� ����������������� ����������-�������������������������&���������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������-�����������������������������������������������������������������������������
������������������������������������������������������������������������������������������������ �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������*� ����������������������������������������������� ��������*������������������� �����������-���������������������������������(���������������������������������������������������������������������������<��������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������=��������������������������������������/<!>1������������������������ ������������������������������������������<����������������������� ������������������������������������������� ����������� ���������������������
WilliMonoChapt5.qxd 1/9/04 4:09 PM Page 93
������������������������������� �������������� �������������������������������������������������������� ���������������������-����������������������������������������� ����������������������������2*������������������������������������������������������ �����������������������������/��������������� ������1�������������������������������<!>�������������� ��������������������������������������3�������4������������-�����������������������������������������������
���������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������&�������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
"������#�0������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������&������������������������������������������������������������/�����������������������������������������1����� ��������������������������&�������������� ���������������������������/������0��������������������������������1���&���������������� �����������������������������������������������������������������������������������������������������������<!>����������������� �����������������������������/������������������ �������� ������1�����������������������
��������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������<!>���������������������������������������������������������������������������������������������������������!������� ���������������� �����������������������������������*� ������'����������������������������������� �����������5�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
��
WilliMonoChapt5.qxd 1/9/04 4:09 PM Page 94
��
Figure 5.2 Flow Control Structure Schematic
&����������� �������������������������� �������������� ��������������������������������������������������������&����������� ����������������������������������������������������������������������������� ��������������������&����������� ��������������������� ��������������������������������������������
Hydraulic Supply and Return Lines
Weatherproof Enclosure
Access Hatch
Power Supply
Hydraulic Power Unit
Control Panel
SS Hydraulic Cylinder
Guides forStop Logs
Sluice Gate
FiberglassGratedPlatform
Flow
WilliMonoChapt5.qxd 1/9/04 4:09 PM Page 95
�
������������������������������(��������������-������������������������������������������� ���������������������������������&��������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������
Flow and Rainfall Monitoring2���������������������������������������������������������������'��������������
����������������������������� ������������� ����������������������"����������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������&����������������������������������������������������������������������������������������������������5�����������������,,�!������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �����������������������������
"������������������������������������������������������������������ ������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������� ����������-������������������������������������������������������������� ������'����������������������������������������������������������-�����
(���������������������������������������������������������������������������������������������������� � ����� �����%������������������������������������������������������������������������������������������������ �������������������������������������������������������������� �������������"������#����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
"������#������ �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������/6�>1�������6�>����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������ � �������������������������������������������� ����������������������� � ����������������� ��'������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������%������������������������� ������� ���� ��������������������������������������������� ������������������ �����������������%��������� ����������������������������� ��'����� ���������������� �����������������������������������
,������������������������������������������������������������ ������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������
WilliMonoChapt5.qxd 1/9/04 4:09 PM Page 96
�
H
Network
Access
Diversion
Chamber
Dropshaft
Access
Shaft
LT
LT
LT
ALTH
25
FS
L
RT
UR
TU
RT
U
Opera
tor
Term
inal
Opera
tor
Term
inal
Multi-P
oin
tM
odem
Dia
l-In
Access
Port
able
Com
pute
r
Control
Room
Maintenance
Access
Serv
er
Lapto
p C
om
pute
r
Data
Radio
Lin
k
LT
Data
Radio
Sew
era
ge
Facili
ty(P
um
p S
tation/
WW
TP
)
Data
Radio
SC
AD
AT
erm
inal
SC
AD
AT
erm
inal
Data
Com
munic
ation L
inks
Odor
Contr
ol
Fig
ure
5.3
S
ch
em
ati
c D
iag
ram
of
a M
on
ito
rin
g a
nd
Co
ntr
ol
Sys
tem
WilliMonoChapt5.qxd 1/9/04 4:09 PM Page 97
��
������������������������ ����������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������<���������������������� �����������������������������������������������������������������������"���*��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������
?����������������������� ����������������������������������������������������������������������������/���������������������������������� � ������������������������������������������������������������6�>�1���������������������������������������������6�>�������� ���������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������� �������������-���������������������������������
5.3 DEBRIS SCREENING
����������������������'����������� ��������������������������������������������������� 5��������� ���������������������������������������������*��������������������-������������������ �����������������������������������������������������������������������������������������������������������*������������������������������������������������������������������������������������������� ������'����������� ����������������������� ������������������������������������������������������������ �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �����������&������������������������������������������� ��������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������� �����������������������������������������������������������-���� ���������������������������� ��'�������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������-�����������������������������������������������������������������������������������������'�����������������������������������������������
��������������������������;�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������(� ����������������������������������������������������������������������������'������������������������������������������������������������������������������������������ ������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������ ������������� ������� ���������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������������ �����������������
2�������������������������������-����������������������������������������������� ���*���������������������������������������� ������'���������������������������������������������������������������������������������������������
WilliMonoChapt5.qxd 1/9/04 4:09 PM Page 98
�������!������������������/���������������������������������������1����������-����������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������������*������������������������� ������������������ ��������������������
��
WilliMonoChapt5.qxd 1/9/04 4:09 PM Page 99
���
WilliMonoChapt5.qxd 1/9/04 4:09 PM Page 100
APPENDICES
���
WilliMonoAppendices.qxd 1/9/04 4:32 PM Page 101
���
WilliMonoAppendices.qxd 1/9/04 4:32 PM Page 102
APPENDIX AREVIEW OF DROP STRUCTURE/TUNNEL SYSTEMS
���
WilliMonoAppendices.qxd 1/9/04 4:32 PM Page 103
���
WilliMonoAppendices.qxd 1/9/04 4:32 PM Page 104
���
APPENDIX A: REVIEW OF DROP STRUCTURE/TUNNEL SYSTEMS
������������������� ������������������� ���������������������� �� ������������������������������������������������������������������������������� �������� ��������������������������������������������������� ������������� ������� ��������������������������������������������������������� ���������������������������������������������������������� �� ������������������ ������������������������������������� ���������� ������������������������������������� �������������������������������������� ��� ������������������������������������������������� ������������� ����������������� ���! ���������������������������������������� �� ������������������������� ���������������������� ����� �� ��������� ������������"�� ������� �� ����������������������������������������������������� ��������������
CHICAGO, ILLINOIS������������ ���������#������$����%��#$&�����������'����������������� �������
����(������������#$����������������������������������������������� ����������� �� ����� ���������������������������������������������)������������������������������������������������������������������*+,��! �������������������������������������������������(���'������������������������������������������������������������������������������������������%� �����&���������������������������������������%�������&������������������������������������ ����! ��������
-�������.,/������������� ��������������������������������������� ������)������������ ������������������������������� ������������������������������ �� ����������� ��������������������������������������� ����0�,//�������"������������ ������������� �� ������ ������������������������������������������������������������ ��������������0�����������������1������������������������������������������������� ������������������������������������������������2������������������������������������� ���������������������������������3��������������������������������� ������������������������������������������������������� ��������������������������������3���� �� ������������������������������������������ ������ �����������4�����������-�������'��1���������� �����5��� ����6������%����#����7��8,0��9-���1� �������3��������������� ���������#������$����:�;�� ���8<+,&�
-����� ������������ ���������������������������0���8/���������-���������� �������������������������������� �������%������&����1=������������������ ���������+.� ����� ����������������������������� �� �����>��� ���������������������������������������������� ������������������������������������������������������������������������ ���������������������3��������������������������������������������������� ������������� �������� ��������������������������������������� ����������������� ������� ����������������� ������� ������ �������������������������������������������������� �������������������������������������������
7�������������� ��������������������������� ������� ������������������������� ��������������������� �������������������������������������� �������������������� �����3����������������������������������������������������������������������������������������������8/�///���8*�///���������� ������������������������� �� ����
WilliMonoAppendices.qxd 1/9/04 4:32 PM Page 105
���
3 ��������������������������������������������������������������� ������������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������ ����������������������������������������������������������� ���������������� ��������=��������������� ������������������������� ���������������������������� �������������������������� ��������������������������������������������������������������������������8.�� ����=�������������������������������������������������������������� �������������������������������������������
MILWAUKEE, WISCONSIN����-���� ����-���������1�������3������'��)������1�����1����������������������
����������8<<*�������*8�������������� ���������������������������������������� ����<8�����������������������������������������,���<�������������� ����������������������������������������������������������������������������������������� ������������������/�8?���/�0.?���������������� ��������������8��@������������������� ����.0��������������� �� ����������������������������������������������������������������3������������������������� �� ������������� ��A���+/�� �����������������������������������������������������8�B���*�A������������������������������88+������������������������������������������������������������������������������ �������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������C���������������������������������������������������������������������������������3���������������������� ���������������� ������ ���������������������������������������������������C�����8//���.,/������������
��������������� �������� �������������������� ���������������������� �� ���������������������� ������ ����������������� ������������� ���������������������� ����������������������������� �� ������������������������������� ��������������������������������� �������������������������������� �������������� �������������������������������������������>������������������������ ���������������������� �������������������������������������� ���������������� ��� �������������� ���������������������������������������������������� ������������������������������������������������� ������������ ����������������������������� ��������������������@���������������������������������8����������������
����� ������ ��� ������������������������������������������������ ������������������������������������������������������ ���� ���������� ��������������������������������������������������������������������������������������������8<<*����������������������� ����������������� ���������������������������������������������
PITTSBURGH, PENNSYLVANIA��������������� ����1�������� �������������������������������$����� ����������
�����������������������������*//��! �������������AA��! ��������������������� ��������������������������������������������������8A,����������� �� ������������������</���������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������� ����������������������� ������������������� ���������� �����������8<,.��������������9 ������"�������1������:������������������������ ����1�������� ���������������������)����� ��������������������� ����������! �������������������������������������)�����������������������������
WilliMonoAppendices.qxd 1/9/04 4:32 PM Page 106
���
�������������� �� ��������� ������� ��������������������������������������������������������������������
����� ������������������������������������������������8<,<�������������������������*�.����������������������������*A������������������������������������������������������)������������������������������������������������ ����������������������������������� ���������������� ������������� �������������������������������� ��� �������������� ��� ���������������������������������A���������������������������� ����������������� ������������������������������������������������������ ������������������������������������*+����������������������� ������������������������������ ������������������������������ �� ������������������������������������������D��������������������������������������������� ����������������8,/� ����������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������! ��������������8<,<�
SINGAPORE����3����� �����1�������1������%3�11&����1����������� ������������������'�
����������������������� �� ���(����������� ��������������.///����������������������� ��������������8,���./������������������������������������������������������ � ��������������������������������������������������������������������������������������� ������������������������������������������! �������������1�������;����������1��������1������������������������ ����������������������������$�������������������3�11����� ���,.��������������� ������%����*/������7���� ���������..������1 ���� ����&��������������������./���0/������2�����������C��������������������������������������������������������2����0������������������� ���������������1�������1��������������������<0�������������������������������������������8*/����������� ��������������������3�11���������� ����������������������������������������������������������������������+//������������������������������������������� ������
���� ������������������������������������������������������������������������������������������������������������ �����������������������������8B������ �� ����������������������������������������������� �������������������������� ���������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������� �������������"�������������� �� ���������������������������������� ���������������������������������� �� ������ ���������������������������������������������3�������������������������� ��8���.�,����������������������������������� ����8<�,�� ���������������������3������������������,���*/��������6���������������������������������������������������������������������������� �������1 �� �������������������� �������������������������������������������������������������������������(���������������� ������������������ ������� ������������������������������������������������������������������������
MONTREAL, QUEBEC (CANADA)�����������-�������������� �������� ��������������������������������������
��������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������8<</����������� ���������������������������������������� ����������������������������������� ����B<�,������������� ��������������������������8�B���,�0���������������������AB��� �������������� �� �������������������������� �������������������� ��������)���������������������-������������
WilliMonoAppendices.qxd 1/9/04 4:32 PM Page 107
��
��������������������������7���������1 �������������������������7����)��������%08���������&�����1 ���������)��������%8B���������&��������� ������������������������7���������D��������������������������������������������������%DD�$&���������������������������������������������1�����������������1 ��������)��������%*/�,���������&������������������DD�$��������1 �������������������������������������������������DD�$����������������.�,��������� �����������������3 ����������������������������������������������+�A��������� ������������������
$�������-�����'����������������������������������������������������� ������������������������������������������������ ���� ��������������������������������������������������������������������� ���������������� ������������������������������ �������������������������������� �������� ���9��� �:��� �� ������������������������������������� �� ��������������������������� ��������D������������������������������������� ���� �� ���������������� ���������������� �� ��������������������������������� �������D��������������������������������������� ���� �� ��������������� ������������� �� ��E�������������� �� ������������������� ������������ �������������������������������������������������������������������������������� �������� ��������� ��������� �� ���������� �������������� ������������������ �������������������� ����*/����������������������������� �������3���������������������8�.���8�,�������������������3��������� �� ����������������������������������������������������"�������������������������������������������������������������������������������������� ����� �� ���� �������������������������� ����������������� �� ��1�������������������������������� ����� �������������������������������������$����������������������� �������������������������������������������� ������ ������������ ��������������������������������������������
TORONTO, ONTARIO (CANADA)����B�����������8/������������-�������)��������1����%-�)1&������������ ����
�������8//������������������������������������(����������-�)1����������� ������������������� ��������� �������������3��#�������������1� ������������������������������������������������������������������������� �����������-�)1����������������1=��������������������� ������������ �����������������C����������������� ������������������������ ��������������������������� �����������������������������������������������������7����������������������������� �� ������ ������������������������������������������������ ��������������������� �� ����� � ������������( �� ����������������������� �� ������������������������������� ���������������������������� �� ���������������� ��������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������� �� ����� �������������������������������������������*�///���������������� ������ ��� ���������� ��������������������� � �������������2���������� �������������������������� �������������������������������� ��������� ��������������������� ��������������������������������������������������������������������������������������� �����������������������! ���������������������������������������������
����-�)1������������������������������������������������ ����������� ����C���� ������������������ ������������������������������������ �����������������������8<88���������
WilliMonoAppendices.qxd 1/9/04 4:32 PM Page 108
��
�! ����������������� ��������������������������������������������� ���������������� ��������������������������� ������������-�)1E
F ���������� �E��A�///���������A������������� ����
F 1���@"�����E��,�,//���������,������������� ����
F 1�����1����E��*�<//���������A�,������������� ����
F 1����������� �E��0�///���������0�����+��������������������� ����
PHOENIX, ARIZONA ���������"������� �����%������$����#���� �����&�����������������������������������
�������������������������8//��! ��������������������"������������������������������������������������������������������������6����#��������$�����(�����������= �����5�������)����������������������������1 ��������� ������%1#�*A/&�������������������������������$���� ������������������������1����#���������������"������� ����������������������������.�.*/�� ������������������������� �����������������������������������������! ������ �� ������$������������������������������������������)�8/������ �������������8<B/����)���������������������"������� �����������������*.�///��������������������������� �������������� ����������C�������������80���.8����������������������� ��������� ��������������������� ���������������$���� ������������������������������������������� �� ����������������������������������� ������������������G.B�+���������8,�0+/��������� ������������� ����������8B�������������������������������������������������������%1H�&��������������������� �������������������>-������������������������������3���� �� ����������� ������������� ����������������������������������� ������������������������������� ������������������������������� �� ��� ����������������������������������������������������������������������������������������������� �� �������������������� ������������������������������� ��(�������������������������������������������������H�������������������������� ������������������������� �����������������������31������������������������������������� �������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� �� ���������������������������������������������������������������� �� �������������������������������C�����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������3���� �� ����������������� ����������������������������������������������������������)���)����� ����5��� ����#�������%))5#&���������������� ���������������������� �� ���������4�����������)����������������������������������������8<<8��������������������������������������������������3=�������������������������
ROCHESTER, NEW YORK-�����#������������������������������������������������ ����������������� �����
����������������������������������������������������������������������������������������6����=������������1=�������� ���������#������������ ����,���������������������������������������������������������,,�������������� �������������������������������8<B,���������������A/������ �� ������ �������������1=�������������������������������������������� ��������3���� �� ���������������������������� �������������"���������������������������� ���������������������� ��������������� ����������������
WilliMonoAppendices.qxd 1/9/04 4:32 PM Page 109
���
$� ������������������� ���������������������� ��������������� ���������������������������������������������������� �� ������������ ��������������������������������������������=������������������������������������(���������=����������������������������� ������������ �� �������������������������� ��������������� ������� ������������������������������������������8<+/���� �����������8<B/����� ����������������������������������������� �������������������� ������������������������ ���������������������0�B����������������������..����������������� ������� ������������������������������������������8<B/�����������8<</����� ���������������������1=��� ����������������� ����.�������������� ���������������������� �������������������������.�8���0�*������������������������.A�+����������������)��������������� ��������������������������������������� �����������������������������������./���A/���������� ������������������/�/8���/�/*?���� ���������������������������������������
1�������������������� �������������������������������������������� ����������������� � ������ ������������� ������ � ������������������������� �������������� �� ���������������� � ���������������������������� ������������� �����������������������������������������������-����������������� ���������������������� � ��������D���� ���������������������������������������������� � �������������������������� ��������� ��������"�� ������������������� �������� ����������������������E������������������������������������������������������������������������������������������������ ���������� ����������������������������������������� ������������������������=����������� ����������������������� � �������������� �������� ������������������������������������������� �������1! �������������������� ����� ����������������� ������������������� � ���������������������! ����������! ������������������� ����������H�������#������� �������� ����������������� ���������� ��������������������������� �� �����������������������������������������������)������������������������������� ����������� ����������2������� ������������������� �����������������
MINNEAPOLIS/ST. PAUL, MINNESOTA����-���������� �����������������1�������%-��1&��������� �������� �����
������������������������������������������������������������������������������ �������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ����������������������� ����������������������������������)�����������8<</�-��1� ������������������������������,.��������� �� ���������������������������������������������8�B//����������A�������*�,������������ ���������������� ��� ������������������������������B�B���������8�/����������������������������,0�����$"��� �������$� �������������� �� ���������������� �������������������������������������
GOVALLE, TEXAS =�������������������������������������������� ������������������������������
����������������������������������� ���������������������� ���������������3 ����� ��������������������� ����������������������������������� ����� ������������������������ �������������������������������������������������������������������������������������������������%�������� �����&��������� �������������� �� ����������������������������������������������������������������������������������������������I������������������%�����������������&���1 ������������������������������������
WilliMonoAppendices.qxd 1/9/04 4:32 PM Page 110
���
�������������������������������������������������4����� �������������������������������������������������������������������� ����������������������������������������)���������������� ��������������������� ���������� ������������������������������������������������ �� �����������������������)������������ ������������� �� ������������������������������������� ������������ ������������ ��������������������������� ��������������������������������������� ���������������������%������������������������&������������� �������������������������������������������������������������������������������������-����� ������������������������� �� ������������������������������ ������������� ������������������ �� ����������������53$��
SYDNEY, AUSTRALIA1���������� ���������7�������1������ ������(�������������������������,//�����
�������������1=���������������������������������������������������������������08*�! �����������������������������(�������������������������������������������������������.///�1 ����=�������H������������������������1��������1��������������������������� �� ��������������������������� �������3���� �� ��������������������0/��88/��������������������������������������8�0���8�+���������6������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ������������� ������������ �� ����
1�������������������������������������� ������� ���������������������������������������������������������������� �������������������������������� ����� ������������������������� ���������������������������������������������������������������� �����7������ ������������������������%�����������&����������� ��������� �����������������������������������������������������(������1����������������������� ����������������������� ������������������������ �����������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������1������������������� ������������� ����� ���..����������������������������������������������������� �������������� ��������������������0/���8//������������������������������������������������������������)����������������� ��������8+/������������ ������������������������80����������������� ��������A���A�,��������������������������������������������� ��*�B��������������������>��� ���������������������������������(����������������9��������:���������������������������������������������������������������������������������������#�������������C����������������������������������������7���������������������������������������� ����������������������������������������(����������� ���������� ���� ���������������� �������
CLEVELAND, OHIO����5�������5������)��������� �������� ��������������������������8<</������������
H�������������������������� ������������������������������������������ ������ ��������������6��������������� ������������������������������������������������������D������������������$�������=������.*��������������������������������./��������������������A/���������������������������C�� ����8*.����������������������8.���(����� �� �������! ���������������� ����8,/����������������.//�������� ������ ��������������������������������������� �� ���� ��������� �����������������������3���� �� ��������������������������� �������������"����������������������������������������������������������������������������������9����������>�����:�����������������������������������
WilliMonoAppendices.qxd 1/9/04 4:32 PM Page 111
���
���������������H������������������������D����6���)��������%D6)&��(����������������������������������������������������� �����������������A��������������� ������������������ �������������� ����������� �� ��������8,���������������������D6)������������������� ��������������DD�$��������������������������������1 ��D����)��������%1D)&�����������������������������1 ���������������$�����
RICHMOND, VIRGINIA#������������������������������������ ������1=�������� ��������� ����1=�����
�������������;�����#�������������������������������7��������� ��������������������������������������� �� ������������������������(����������������� ���������������������������������� ����������������������������������������������1=������������������������� ������! ����������������1=��������������������������������A�///����� ��������� �������������������������������1=��������������� ��������������������������������������� ������������������ ����������������������������������������������� �������� ��������� �������������������8*�����B��������������� ���������������������� ������������������������������������������ ������������������������+/����������������� ������������������������������� �� ����������,0����������������������������� �� ����������������������� ���������������������������������������������7�������������������� ���������������� �� ����� ��������� ���������������������������������������������� ���������������������������������������������������������������������������������������������6������������������! ���������������������������� ����������� ������ ����C��������������������������������������� ����������������������������������
SAN FRANCISCO, CALIFORNIA����1��� ��������1=��������������������������������� �����������������������
���������������������������� ������������������������������������������������������������������������<�+,���������������������������������������������������������������������������3��������������������� ����������������������
��������������������������������������� ���������������������������������������������������%� �������&���/�A8��@����)������������������������������������� ������������������������������������������ ����������������������������� ���������� ����������������������������������������������������������������������������� ��������������>������������������ �������������� �����������������������������������������
�������������������������������������������������������� ������������������������������������ ���������������������������������������������������� �������0/������������������������������������������������������������������������9������ �:��������������������� ������������ �������� ������������������������������������
����� ������������������������ ���������� ��������������������������D����������� ��������������������������,���� ���������������������������������� ����������������������������0//���������������
DEARBORN, MICHIGAN3������������ ���������1=������������������������ �����%#��&�����������������
������������������� ��������� �������������������������������������0�0B/������������������������������������,�<����������������������������������������� �� �������������
WilliMonoAppendices.qxd 1/9/04 4:32 PM Page 112
���
������������ ������������������������������ �� ������� ���������������������������������������� �������������� ����������������������������������������� �� ��������� �����������
����� �����������������������2���������������������� ��� �����������������3������ ���������������������������������������������������������������������������������������������������������� �������������������������������������������������������������������������������������������� �������9��������:��� ��������������� ��������� ����������������� ��������� �������������� � ������������������������=��������������������������� �������������������� ���� ������������
TOLEDO, OHIO�1=�� ���������������������������������������0���������������������������������
��������8B����������������������� ���������������������8�A��.�0������*�.���������������� ����������� ��������������������������/�//8��@��%/�8?&���� ������������������������������2����������������������� � ������������������������������� �����������������1��������������������������������%���&� ����/�*�������������������� � ������������������������������ ������ ����������������������������������������$� �������������� ��� ������ ����������������������� ������������������� ���������
������ ������������������������������������������������������1=���������$ �����������������! ��������������������������+,����������������������������������������������� ��������������������������������������� ����8//�����������������������
������������������������������������������������������������������������ � ����������5�������������������������� ����������������������������������������� ������������������D��������������������������� ������������������ ���������������������������������/�*������������� ������������������ ���������������������������������������������������������������������������������������������������������� ��������������������������������)��������������������������� ����������������� �������������.0�� ����������1=�������������������������������������������������������������������������������� �������� � ������������� ������� ������������������ ����������� ������������������������������������������������������������������������������� ������������� �� ����� � ������������������������������������������������������������������������������������������������������������������������ ��������
����� ����������! ���������������������������������������������������������������������������������������������������������� ���������������������������������������A���������)�������������������������������� ����������������������������������������������������������������������������������������������! ��������������������������������������������������������������������������������������������������������������� ������
WilliMonoAppendices.qxd 1/9/04 4:32 PM Page 113
���
Figure A.1 Pump Station, Richmond, VA
Pumps
Tunnel
Tunnel
Access MH
Sluice Gate
Grade
PumpDischarge
Existing48' Water
SubmersiblePumps
TransitionStructure
Plan
Screen Room
Screen Room
Screen
BridgeCrane
VortexDrop
EL-108.30
EL-81.00
EL-7.00
VortexDrop
BobcatOpening
A
A
WilliMonoAppendices.qxd 1/9/04 4:32 PM Page 114
���
Figure A.2 Schematic – Drop Structure with Vortex Inlet, Pittsburgh, PA
A
A
A
Dropshaft
Flow
Inlet
Dropshaft
Shaft Inlet TankGround Surface
Air Relief
Tunnel
FlowEnergy
Dissipation Chamber
Enlarged Section
To G
round S
urf
ace
Figure A-2 Schematic – Drop Structure with Vortex Tank-Type Inlet
Pittsburgh, Pennsylvania (8)
WilliMonoAppendices.qxd 1/9/04 4:32 PM Page 115
���
Fig
ure
A.3
P
lun
ge
-Flo
w D
rop
Str
uc
ture
fo
r th
e U
rba
n C
om
mu
nit
y o
f M
on
tre
al,
Ca
na
da
(No
te t
he
Ba
ffle
s D
ow
n t
he
Dro
psh
aft
)
REFERENCES
���
WilliamsonReferences.qxd 1/9/04 4:11 PM Page 129
���
WilliamsonReferences.qxd 1/9/04 4:11 PM Page 130
��� ������������������� ���������������������� ��������������������������������� ������������������������������������������������������������������������������������������ !"�����������������#����������������������������������������$��%����������������������&'(���
��� ���)������������������������*�+����������������������������� ����������������������������� ����!�����,��������������������-������������.�����/�������,�+����0��1��2����������#�����)������������������������*�+���������$��%����������2������������������&34�
(�� )�������������������������������������������� �����������5���������,�����6���(4�������7"���,����������������.�����/�������,�+����0��1���������������,������2����������#���)������������������������*�+���������$��%����������2����������.���/+����& ��
!�� 8�����+��-����0���"#�������������������������#�����#���������$��������� ����������������������2�����#����9����+���-�:����-���&43�
4�� )�+��������2�*�����������)���������;5����������������7��)�����������<��%��������������%�����%�������&��!�����������������������������������%�������������"�� ������'�(�����)�*+'�*),-��������,��5�������(�4=(!>����������������9#���������������$��%���������&3��
�� 7�������*���������.����6��������;��-������)���?������/�������,���������<��%��������������%�����%�������&��!�����������������������������������%�������������"�� ������'�(������)�*+'�*),-��������,��5��������43=�&!����������������9#���������������$��%���������&3��
3�� $���)�/����������?�-�������������������������������������?�-������2������?2����>=�=�&>����0�����-�����.#��$���)�/����������?�-��������2���(>���&&3�
'�� *������������2�%�����;)���?���������7��0�����������-�.����:��������������<������-���������������5�������-�����������������)�����������������������������������4�����-������&4(�
&�� .���������/����������&�����������'���� ���'�������������(��������2�����������?�����&&��
�>�� 0���������.�%���?���;0�������%�������5�������<����������4����������/����������0���#��������������6���@��1#�����/���A��������&& �
���� ��%��B�%�����:������*��*�%�����;?������/�������)������������-�0���������5���������,��+��/�����������������<��,��������-�����2�����������������������������������%���������������������)������������������������������������&4��
���� 7��1���������9���5���� �����������?�������� ��-��������������/�����������0���#������������6���@��1#�����/���A��������&& �
�(�� ���������������������������������������0����������������������������� ������������,������������2�������������0��������������)����������+���������6����>!�3!����������������#����������������������������������������$��%������������������+�������&&'�
REFERENCES
���
WilliamsonReferences.qxd 1/9/04 4:11 PM Page 131
���
WilliamsonReferences.qxd 1/9/04 4:11 PM Page 132