雨水管渠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)P56

1、第3章 雨水管渠系統(tǒng)的設(shè)計(jì),雨水管渠系統(tǒng)是由雨水口、雨水管渠、檢查井、出水口等構(gòu)筑物組成的一整套工程設(shè)施。 雨水管渠系統(tǒng)的就是及時(shí)匯集并排除暴雨所形成的地面徑流，以保障人民的生命安全和正常生產(chǎn)。,雨水管渠設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：,1確定當(dāng)?shù)氐谋┯陱?qiáng)度公式或暴雨強(qiáng)度曲線； 2劃分排水流域，進(jìn)行雨水管渠的定線； 3劃分設(shè)計(jì)管段，計(jì)算各設(shè)計(jì)管段雨水設(shè)計(jì)流量； 4進(jìn)行管渠的水力計(jì)算，確定各設(shè)計(jì)管段的管徑、坡度、標(biāo)高及埋深。 5繪制管渠平面圖及縱剖面圖。,雨水設(shè)計(jì)流量是雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。由于雨水徑流的特點(diǎn)是流量大而歷時(shí)短，因此應(yīng)對雨量進(jìn)行分析，以便經(jīng)濟(jì)合理地推算暴雨量和徑流量，作為雨水管渠的設(shè)計(jì)流量。

2、,降雨現(xiàn)象的分析，是用降雨量、暴雨強(qiáng)度、降雨歷時(shí)、降雨面積和重現(xiàn)期等因素來表示降雨的特征。,3.1 雨量分析與暴雨強(qiáng)度公式 3.1.1 雨量參數(shù),1降雨量 降雨量是指降雨的絕對量，是用降雨深度 H（mm）表示，也可用單位面積上的降雨體積（L/ha）表示。在研究降雨時(shí)，很少以一場雨為對象，而常用單位時(shí)間表示： （1）年平均降雨量：指多年觀測所得的各年降雨量的平均值。 （2）月平均降雨量：指多年觀測所得的各月降雨量的平均值。 （3）年最大日降雨量：指多年觀測所得的一年中降雨量最大一日的絕對量。,3.1 雨量分析與暴雨強(qiáng)度公式 3.1.1 雨量參數(shù),2降雨歷時(shí) 是指連續(xù)降雨的時(shí)段，可以指一場雨全部的

3、時(shí)間，也可以指其中個(gè)別的連續(xù)時(shí)段。用 t表示，單位以 min或 h計(jì)，從自計(jì)雨量記錄紙上直接讀得。,3降雨強(qiáng)度（暴雨強(qiáng)度） 降雨強(qiáng)度是指某一連續(xù)降雨時(shí)段內(nèi)的平均降雨量，即單位時(shí)間的平均降雨深度，用 i表示。,在工程上統(tǒng)計(jì)的降雨多屬暴雨性質(zhì)，故稱暴雨強(qiáng)度，常用單位時(shí)間內(nèi)單位面積上的降雨體積 q（L/sha）表示。q與 i之間的換算關(guān)系為： q167i （式中 167-換算系數(shù)）,3.1 雨量分析與暴雨強(qiáng)度公式 3.1.1 雨量參數(shù),暴雨強(qiáng)度是描述暴雨特征的重要指標(biāo)確定雨水設(shè)計(jì)流量的重要依據(jù)。 在任一場暴雨中， 暴雨強(qiáng)度隨降雨歷時(shí)變化。 在推求暴雨強(qiáng)度公式時(shí)，降雨歷時(shí)常采用 降雨歷時(shí)常采用5、10

4、、15、20、30、45、60、90、120 min 9個(gè)時(shí)段。 在分析暴雨資料時(shí)，必須選用對應(yīng)各降雨歷時(shí)的最大降雨量。各歷時(shí)的暴雨強(qiáng)度為最大平均暴雨強(qiáng)度 。,3.1 雨量分析與暴雨強(qiáng)度公式 3.1.1 雨量參數(shù),4降雨面積和匯水面積 （1）降雨面積是指降雨所籠罩的面積，即降雨 的范圍。 （2）匯水面積是指雨水管渠匯集雨水的面積， 用 F表示，以公頃或平方公里為 單位（ha或km2）。,任一場暴雨在降雨面積上各點(diǎn)的暴雨強(qiáng)度是不相等的，但在城鎮(zhèn)雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)管渠的匯水面積較小，一般小于100 km2，其匯水面積上最遠(yuǎn)點(diǎn)的集水時(shí)間不超過60 min到120 min，這種較小的匯水面積，在

5、工程上稱為小匯水面積。在小匯水面積上可忽略降雨的非均勻分布，認(rèn)為各點(diǎn)的暴雨強(qiáng)度都相等。,3.1 雨量分析與暴雨強(qiáng)度公式 3.1.1 雨量參數(shù),5降雨的頻率和重現(xiàn)期,（1）暴雨強(qiáng)度的頻率 某一大小的暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)的可能性是不能預(yù)知的，只能通過對以往大量觀測資料的統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算其發(fā)生的頻率，才能推求其今后發(fā)生的可能性。 某特定值暴雨強(qiáng)度的頻率是指等于或大于該值的暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)的次數(shù) m與觀測資料總項(xiàng)數(shù) n之比的百分?jǐn)?shù)，即：,n觀測資料總項(xiàng)數(shù) m暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)的次數(shù),3.1 雨量分析與暴雨強(qiáng)度公式 3.1.1 雨量參數(shù),若每年只選一個(gè)雨樣，稱為年頻率式,n = N，,若平均每年選入 M個(gè)雨樣數(shù)，稱為次頻率

6、式。,n = NM，,M每年選入的平均雨樣數(shù),N降雨觀測資料的年數(shù),3.1 雨量分析與暴雨強(qiáng)度公式 3.1.1 雨量參數(shù),這一定義是假定降雨觀測資料年限非常長，可代表降雨的整個(gè)歷史過程。但實(shí)際上是不可能的，只能取得一定年限內(nèi)的暴雨強(qiáng)度值，因而n是有限的。按上式求得的暴雨強(qiáng)度的頻率，只能反映一定時(shí)期內(nèi)的經(jīng)驗(yàn)，不能反映整個(gè)降雨的規(guī)律，故稱為經(jīng)驗(yàn)頻率。因此，水文計(jì)算常采用公式 計(jì)算年頻率，用公式 計(jì)算次頻率。觀測資料的年限愈長，經(jīng)驗(yàn)頻率出現(xiàn)的誤差也就愈小。,3.1 雨量分析與暴雨強(qiáng)度公式 3.1.1 雨量參數(shù),我國現(xiàn)行室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，在編制暴雨強(qiáng)度公式時(shí)必須具有10 a以上自計(jì)雨量記錄。在自計(jì)

7、雨量記錄紙上，按降雨歷時(shí)為 5、10、15、20、30、45、60、90、120 min，每年每個(gè)歷時(shí)選擇 68場最大暴雨記錄，計(jì)算其暴雨強(qiáng)度值，然后不論年次，將每個(gè)歷時(shí)的暴雨強(qiáng)度按大小次序排列，再從中選擇資料年數(shù)的 34倍的最大值，作為統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)資料。,3.1 雨量分析與暴雨強(qiáng)度公式 3.1.1 雨量參數(shù),（2）暴雨強(qiáng)度的重現(xiàn)期 某特定值暴雨強(qiáng)度的重現(xiàn)期是指等于或大于該值的暴雨強(qiáng)度可能出現(xiàn)一次的平均間隔時(shí)間，一般用 P表示，以年為單位，按如下公式進(jìn)行計(jì)算：,式中 P - 暴雨強(qiáng)度的重現(xiàn)期（a）； N - 資料記錄的年限（a）； m - 等于或大于某特定值的暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)的次數(shù)。,重現(xiàn)期 P與年

8、頻率 Pn互為倒數(shù)，即,3.1 雨量分析與暴雨強(qiáng)度公式 3.1.1 雨量參數(shù),3.1 雨量分析與暴雨強(qiáng)度公式 3.1.2 暴雨強(qiáng)度公式,暴雨強(qiáng)度公式是在各地自計(jì)雨量記錄分析整理的基礎(chǔ)上，按照我國現(xiàn)行室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的方法推求出來的。暴雨強(qiáng)度公式是暴雨強(qiáng)度 i（或q）、降雨歷時(shí) t、重現(xiàn)期 P三者間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式，是雨水管渠的設(shè)計(jì)依據(jù)。我國常用的暴雨強(qiáng)度公式為：,式中 q 設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度（L/sha）； P 設(shè)計(jì)重現(xiàn)期（a）； t 降雨歷時(shí)（min）； A1、c、b、n 地方參數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算確定。,我國給水排水設(shè)計(jì)手冊第5冊收錄了我國若干城市的暴雨強(qiáng)度公式，統(tǒng)計(jì)時(shí)可直接選用。目前尚無暴

9、雨強(qiáng)度公式的城鎮(zhèn)，可借用附近氣象條件相似地區(qū)城市的暴雨強(qiáng)度公式。,3.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定 3.2.1 雨水管渠設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式,雨水管道設(shè)計(jì)流量一般采用推理公式計(jì)算：,式中：Q雨水管道的設(shè)計(jì)流量，L/s； F 排水面積，hm2； i 降雨強(qiáng)度，mm/min； q 降雨強(qiáng)度，L/（shm2）； K 單位換算系數(shù)，等于167； 徑流系數(shù)，其值小于1，地面徑流量與降雨量之比。,3.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定 3.2.1 雨水管渠設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式,1. 地面徑流：在地面沿地面坡度流動(dòng)的雨水，稱為地面徑流。 2. 徑流形成過程：,降雨量 地面滲水量，余水（兩者之差）在地面開始積水，產(chǎn)生地面徑流,

10、降雨強(qiáng)度q大，地面徑流量也大 降雨強(qiáng)度q=入滲率，余水率=0， 由于地面積水，仍有地面徑流。,例題,雨水從各匯水面積上最遠(yuǎn)點(diǎn)分別流入雨水口 a、b、c、d的地面集水時(shí)間均為1，并假設(shè)： 1）匯水面積隨集水時(shí)間的增加而均勻增加； 2）降雨歷時(shí) t 等于或大于匯水面積上最遠(yuǎn)點(diǎn)的雨水流達(dá)設(shè)計(jì)斷面的集水時(shí)間1； 3）徑流系數(shù)為定值。,3.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定 3.2.1 雨水管渠設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式,（1）設(shè)計(jì)管段12的雨水設(shè)計(jì)流量 直到 t1時(shí)，F(xiàn)1全部面積上的雨水均已全部流到設(shè)計(jì)斷面，這時(shí)管段12內(nèi)流量達(dá)到最大值。,式中 q1 管段12的設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，即相應(yīng)降雨 歷時(shí) t1時(shí)的暴雨強(qiáng)度（L/sh

11、a）。,3.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定 3.2.1 雨水管渠設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式,（2）設(shè)計(jì)管段23的雨水設(shè)計(jì)流量 該設(shè)計(jì)管段收集匯水面積 F1和 F2上的雨水，2斷面為管段23的設(shè)計(jì)斷面。 當(dāng) t1 + t 12時(shí)，F(xiàn)1和 F2全部面積上的雨水均流到2斷面，管段23的流量達(dá)到最大值。即：,式中 q2 管段23的設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，即相應(yīng)于降雨 歷時(shí) t1 + t 12的暴雨強(qiáng)度（L/sha）； t 12 管段12的管內(nèi)雨水流行時(shí)間（min）。,3.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定 3.2.1 雨水管渠設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式,（3）設(shè)計(jì)管段34的雨水設(shè)計(jì)流量,式中 q3 管段34的設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，即相應(yīng) 于降雨歷時(shí)

12、t1 + t 12 + t 23的暴 雨強(qiáng)度（L/sha）。 t 23 管段23的管內(nèi)雨水流行時(shí)間（min）。,3.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定 3.2.1 雨水管渠設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式,（4）設(shè)計(jì)管段45的雨水設(shè)計(jì)流量,式中 q4 管段45的設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，即相應(yīng) 于降雨歷時(shí) t1 + t 12 + t 23 + t 34 的暴雨強(qiáng)度（L/sha）。 t 34 管段34的管內(nèi)雨水流行時(shí)間（min）。,3.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定 3.2.1 雨水管渠設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式,小結(jié)： 各設(shè)計(jì)管段的雨水設(shè)計(jì)流量應(yīng)等于該管段所承擔(dān)的全部匯水面積與該管段設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度的乘積。 各管段的設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度就是以管段設(shè)計(jì)斷面

13、集水時(shí)間作為降雨歷時(shí)所對應(yīng)的暴雨強(qiáng)度。 由于各管段的集水時(shí)間不同，所以各管段的設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度也不同。,3.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定 3.2.1 雨水管渠設(shè)計(jì)流量計(jì)算公式,影響徑流系數(shù)的因素主要有匯水面積的地面覆蓋情況、地面坡度、地貌、建筑密度的大小、路面鋪砌等。此外，還與降雨歷時(shí)、暴雨強(qiáng)度及暴雨雨型有關(guān)。要精確確定 值，難度較大。目前在雨水管渠設(shè)計(jì)中，通常采用按地面覆蓋種類確定的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。,3.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定 3.2.2 徑流系數(shù),徑流系數(shù),我國現(xiàn)行室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范中規(guī)定的徑流系數(shù) 值見下表：,徑流系數(shù)值,3.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定 3.2.2 徑流系數(shù),在雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，

14、匯水面積通常是由各種性質(zhì)的地面覆蓋組成的，隨著它們占有的面積比例變化， 值也各異。因此整個(gè)匯水面積的徑流系數(shù)應(yīng)采用平均徑流系數(shù)，其值是按各類地面面積用加權(quán)平均法計(jì)算求得，即：,式中 i 匯水面積上各類地面的面積（ha）； i相應(yīng)于各類地面的徑流系數(shù)； 全部匯水面積（ha）。,也可采用區(qū)域的綜合徑流系數(shù)。一般市區(qū)的綜合徑流系數(shù)0.50.8，郊區(qū)的綜合徑流系數(shù)0.40.6。,3.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定 3.2.2 徑流系數(shù),3.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定 3.2.3 斷面集水時(shí)間與折減系數(shù),（1）地面集水時(shí)間 t1 的確定 地面集水時(shí)間是指雨水從匯水面積上最遠(yuǎn)點(diǎn)流到雨水口的地面流行時(shí)間。 地面

15、集水時(shí)間受地形坡度、地面鋪砌、地面植被情況、距離長短等因素的影響，主要取決于水流距離的長短和地面坡度。在工程實(shí)踐中，地面集水時(shí)間通常不予計(jì)算，一般采用515 min。,一般在建筑密度較大、地形較陡、雨水口布置較密的地區(qū)，宜采用較小值，取 t158 min。 在建筑密度較小、地形較平坦、雨水口布置較疏的地區(qū)，宜采用較大值，取 t11015 min。 同時(shí)，起點(diǎn)檢查井上游地面雨水流行距離以不超過120150 m為宜。,應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w條件，合理地選定 t1值。 t1選用過大，將會(huì)造成排水不暢，致使管道上游地面經(jīng)常積水； t1選用過小，又將加大雨水管渠尺寸，從而增加工程造價(jià)。,3.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量

16、的確定 3.2.3 斷面集水時(shí)間與折減系數(shù),（2）管渠內(nèi)雨水流行時(shí)間 t2的確定 t2 是指雨水在管渠內(nèi)的流行時(shí)間，即： 式中 t2 管渠內(nèi)雨水流行時(shí)間（min）； L 各設(shè)計(jì)管段的長度（m）； v 各設(shè)計(jì)管段滿流時(shí)的流速（m/s）； 60 單位換算系數(shù)。,3.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定 3.2.3 斷面集水時(shí)間與折減系數(shù),（3）折減系數(shù) m的確定 折減系數(shù) m的提出原因如下： 1）雨水管渠按滿流設(shè)計(jì)，但降雨時(shí)，管渠中的水流并非一開始就達(dá)到設(shè)計(jì)流速，而是隨著降雨歷時(shí)的增長逐漸達(dá)到設(shè)計(jì)流速的。這樣，按公式算出的管渠內(nèi)流行時(shí)間 t2將比實(shí)際時(shí)間偏小。 2）雨水管渠內(nèi)各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量是按照相應(yīng)于

17、該管段的集水時(shí)間的設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度來計(jì)算的，所以，各管段的最大流量不大可能在同一時(shí)間發(fā)生。當(dāng)任一管段出現(xiàn)設(shè)計(jì)流量時(shí)，其他管段（特別是上游管段）不一定都是滿流.,3.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定 3.2.3 斷面集水時(shí)間與折減系數(shù),管渠內(nèi)的有一部分空隙容量，可設(shè)想利用該空隙容量暫時(shí)貯存一部分雨水，起到調(diào)蓄管段內(nèi)最大流量的作用，從而削減其高峰流量，減小管渠斷面尺寸，降低工程造價(jià)。為了利用管道的這種調(diào)蓄能力，應(yīng)使管內(nèi)水流實(shí)際流速低于設(shè)計(jì)流速，故要延緩管內(nèi)流行時(shí)間 t2。,考慮到以上兩個(gè)原因，在設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)計(jì)算時(shí)引入了折減系數(shù)m，延緩了管內(nèi)流行時(shí)間，使之更接近于實(shí)際情況，并達(dá)到折減管段設(shè)計(jì)流量，減小管渠斷面

18、尺寸的目的。規(guī)范規(guī)定：暗管 m =2，明渠 m =1.2，在陡坡地區(qū)的暗管 m1.22。,3.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定 3.2.3 斷面集水時(shí)間與折減系數(shù),3.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定 3.2.4 設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的確定,設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的確定 根據(jù)匯水面積的地區(qū)建設(shè)性質(zhì)（廣場、干道、廠區(qū)、居住區(qū)）、地形特點(diǎn)、匯水面積和氣象特點(diǎn)等因素確定，一般選用.年。,雨水徑流調(diào)節(jié) 目的：將雨峰流量暫時(shí)蓄存在具有一定調(diào)節(jié)容量的溝道或水池等調(diào)節(jié)設(shè)施中，雨峰流量過后，再從調(diào)節(jié)設(shè)施中排除所蓄水量，可以削減洪峰流量，減小下游管渠系統(tǒng)高峰排水流量，減小下游管渠斷面尺寸，降低工程造價(jià)。 方法：利用管渠本身調(diào)節(jié)能力蓄洪，稱為管渠

19、容量調(diào)洪法。約可節(jié)約管渠造價(jià)約可節(jié)約管渠造價(jià)10左右；建造人工調(diào)節(jié)池或利用天然洼地、池塘、河流等蓄洪，蓄洪能力可以很大，可有效地節(jié)約調(diào)節(jié)池下游管渠造價(jià)，經(jīng)濟(jì)效益顯著。,3.2 雨水管渠設(shè)計(jì)流量的確定 3.2.5 雨水徑流量的調(diào)節(jié),3.3 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.3.1 雨水管網(wǎng)平面布置特點(diǎn),1充分利用地形，就近排入水體,雨水管渠應(yīng)盡量利用自然地形坡度布置，要以最短的距離靠重力流將雨水排入附近的池塘、河流、湖泊等水體中。,一般情況下，當(dāng)?shù)匦纹露容^大時(shí)，雨水干管布置在地形低處或溪谷線上；當(dāng)?shù)匦纹教箷r(shí)，雨水干管布置在排水流域的中間，以便于支管接入，盡量擴(kuò)大重力流排除雨水的范圍。 分散出水口：當(dāng)管道將

20、雨水排入池塘或小河時(shí)，水位變化小， 出水口構(gòu)造簡單，宜采用分散出水口。就近排放 管線短、管徑小，造價(jià)低。 集中出水口式：當(dāng)河流等水體的水位變化很大，管道的出水口 離常水位較遠(yuǎn)時(shí)，出水口的構(gòu)造就復(fù)雜，因而造 價(jià)較高，此時(shí)宜采用集中出水口式布置形式。,3.3 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.3.1 雨水管網(wǎng)平面布置特點(diǎn),當(dāng)?shù)匦纹教?，且地面平均?biāo)高低于河流的洪水位標(biāo)高時(shí)，需將管道適當(dāng)集中，在出水口前設(shè)雨水泵站，經(jīng)抽升后排入水體。盡可能使通過雨水泵站的流量減到最小，以節(jié)省泵站的工程造價(jià)和經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用。,3.3 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.3.1 雨水管網(wǎng)平面布置特點(diǎn),2根據(jù)城市規(guī)劃布置雨水管道,通常根據(jù)建筑物的分

21、布，道路布置及街區(qū)內(nèi)部的地形布置管道。,3合理布置雨水口，保證路面雨水排除通暢,雨水口不止應(yīng)根據(jù)地形及匯水面積確定，一般在道路交叉口的匯水點(diǎn)，低洼地段設(shè)置。,5設(shè)置排洪溝排除設(shè)計(jì)地區(qū)以外的雨洪徑流,對于靠近山麓建設(shè)的工廠和居住區(qū)，除在廠區(qū)和居住區(qū)設(shè)雨水管道外，還應(yīng)考慮在設(shè)計(jì)地區(qū)周圍或超過設(shè)計(jì)區(qū)設(shè)置排洪溝，引入附近水體，保證安全。,3.3 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.3.1 雨水管網(wǎng)平面布置特點(diǎn),4雨水管道采用明渠或暗管應(yīng)結(jié)合具體條件確定,在城市市區(qū)或工廠內(nèi)，采用暗管；在地形平坦地區(qū)，埋設(shè)深度或出水口深度受限制地區(qū)，采用蓋板渠排除雨水；在城市郊區(qū)，采用明渠。 在每條雨水干管的起端，應(yīng)盡可能采用道路邊

22、溝排除路面雨水，這樣可以減少暗管約100150m長度。,3.3 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.3.2 雨水管渠水力計(jì)算的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),（一）水力計(jì)算的基本公式,式中 Q 流量（m3/s）; 過水?dāng)嗝婷娣e（m2）； v 流速（m/s）； R 水力半徑（m）； I 水力坡度； n 粗糙系數(shù)。,（二）水力計(jì)算的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),1設(shè)計(jì)充滿度 雨水中主要含有泥砂等無機(jī)物質(zhì)，不同于城市污水的性質(zhì)，加之暴雨徑流量大，而相應(yīng)較高設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的暴雨強(qiáng)度的降雨歷時(shí)較短。故管道設(shè)計(jì)充滿度按滿流考慮，即 h/D=1。明渠則應(yīng)有不小于0.20 m的超高。,3.3 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.3.2 雨水管渠水力計(jì)算的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),2設(shè)計(jì)流速 為

23、避免雨水所挾帶的泥砂等無機(jī)物在管渠內(nèi)沉積下來而堵塞管道，我國設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定滿流時(shí)管道最小設(shè)計(jì)流速為0.75 m/s；明渠最小設(shè)計(jì)流速為0.4 m/s。 為防止管壁受到?jīng)_刷而損壞，雨水管渠的最大設(shè)計(jì)流速為：金屬管道為10 m/s；非金屬管道為5 m/s；明渠按表采用。,（二）水力計(jì)算的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),3.3 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.3.2 雨水管渠水力計(jì)算的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),明渠最大設(shè)計(jì)流速,3.3 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.3.2 雨水管渠水力計(jì)算的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),3最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度 雨水管道的最小管徑為300 mm，相應(yīng)的最小坡度為0.003；雨水口連接管的最小管徑為200 mm，相應(yīng)的最小坡度為0.01。,

24、4最小埋深與最大埋深 在冰凍地區(qū)，雨水管道正常使用是在雨季，冬季一般不降雨，若該地區(qū)使雨水管內(nèi)不貯留水，且地下水位較深時(shí)，其最小埋深則可不考慮冰凍影響，但應(yīng)滿足管道最小覆土厚度的要求。其它具體規(guī)定同污水管道。,（二）水力計(jì)算的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),3.3 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.3.2 雨水管渠水力計(jì)算的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),3.3 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.3.3 雨水管渠水力計(jì)算方法,n、Q已知，計(jì)算D、v、I 參考地面坡度i，假定管底坡度，從水力計(jì)算圖中求D、v，并使所求得的D、v、I各值滿足水力計(jì)算基本數(shù)據(jù)的技術(shù)規(guī)定,（一）劃分排水流域，進(jìn)行管道定線 根據(jù)城市總體規(guī)劃圖，按地形劃分排水流域。 在每一排水流域內(nèi)，

25、結(jié)合建筑物及雨水口分布，充分利用各排水流域內(nèi)的自然地形，布置管道，使雨水以最短距離靠重力流就近排入水體。在總平面圖上繪出各流域的主干管、干管和支管的具體位置。,3.3 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.3.4 雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和水力計(jì)算,（二）劃分設(shè)計(jì)管段 根據(jù)管道的具體位置，在管道轉(zhuǎn)彎、管徑或坡度改變、有支管接入、管道交匯等處以及超過一定距離的直線管段上都應(yīng)設(shè)置檢查井。把兩個(gè)檢查井之間流量不變且預(yù)計(jì)管徑和坡度也不變的管段定為設(shè)計(jì)管段。并從管段上游往下游依次進(jìn)行檢查井的編號。,3.3 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.3.4 雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和水力計(jì)算,（三）確定各設(shè)計(jì)管段的匯水面積 各設(shè)計(jì)管段匯水面積的

26、劃分應(yīng)結(jié)合地形坡度、匯水面積的大小以及雨水管道布置等情況而劃定。 地形較平坦時(shí)，可按就近排入附近雨水管道的原則劃分； 地形坡度較大時(shí)，應(yīng)按地面雨水徑流的水流方向劃分。并將每塊面積進(jìn)行編號，計(jì)算其面積并將數(shù)值標(biāo)注在圖上。匯水面積除包括街坊外，還應(yīng)包括街道、綠地等。,3.3 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.3.4 雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和水力計(jì)算,（四）確定各排水流域的平均徑流系數(shù) 通常根據(jù)排水流域內(nèi)各類地面的面積數(shù)或所占比例，計(jì)算出該排水流域的平均徑流系數(shù)。也可根據(jù)規(guī)劃的地區(qū)類別，采用區(qū)域綜合徑流系數(shù)。,（五）確定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期 P 和地面集水時(shí)間 t1 結(jié)合地形特點(diǎn)、匯水面積的地區(qū)建設(shè)性質(zhì)和氣象特點(diǎn)確定設(shè)計(jì)

27、重現(xiàn)期。各排水流域的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期可相同，也可不同。 根據(jù)設(shè)計(jì)地區(qū)的建筑密度、地形坡度和地面覆蓋種類、街坊內(nèi)是否設(shè)置雨水暗管等，確定雨水管道的地面集水時(shí)間。,3.3 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.3.4 雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和水力計(jì)算,（六）求單位面積徑流量 q0 暴雨強(qiáng)度 q與徑流系數(shù)的乘積，稱為單位面積徑流量 q0。即：,對于某一設(shè)計(jì)來說，式中P、t1、m、A1、b、c、n均為已知數(shù)，只要求得各管段的管內(nèi)雨水流行時(shí)間 t2，就可求出相應(yīng)于該管段的 q 0值。,3.3 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.3.4 雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和水力計(jì)算,（七）管渠材料的選擇 雨水管道管徑小于或等于400 mm采用圓形斷面的

28、混凝土管，管徑大于400 mm采用鋼筋混凝土管。,（八）雨水管道的水力計(jì)算 列表進(jìn)行雨水干管的水力計(jì)算，求得各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量。并確定各設(shè)計(jì)管段的管徑、坡度、流速、管內(nèi)底標(biāo)高及管道埋深等值。,（九）繪制雨水管道的平面圖和縱剖面圖 雨水管道平面圖和縱剖面圖的繪制方法和要求與污水管道相同,3.3 雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.3.4 雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟和水力計(jì)算,4.5 合流制管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.5.1 合流制管網(wǎng)使用條件和布置特點(diǎn),1合流制排水管渠的使用條件 （1）全部污水不經(jīng)處理直接排入水體； （2）具有截留管道，在截留管道上設(shè)溢流井，當(dāng)水量超過截流能力時(shí)，超過的水量通過溢流井泄入水體，被截流的

29、雨污混合水進(jìn)污水廠處理。,4.5 合流制管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.5.1 合流制管網(wǎng)使用條件和布置特點(diǎn),2布置特點(diǎn) （1）使雨水及早溢入水體，以降低下游干管的設(shè)計(jì)流量。 （2）在截流干管的適當(dāng)位置設(shè)置溢流井,一般設(shè)在干管與截流管道的交匯處。當(dāng)溢流井距離排放水體較近且溢流井不受高水位倒灌影響時(shí)，為降低截流管道的截流量，節(jié)省管道投資，原則上宜多設(shè)溢流井。當(dāng)溢流井受高水位倒灌影響時(shí)，宜減少溢流井的數(shù)量，并在溢流管道上設(shè)潮門或橡膠鴨嘴閥，必要時(shí)設(shè)泵站排水。,4.5 合流制管網(wǎng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.5.2 合流污水水質(zhì)與截流倍數(shù),污水水質(zhì) （1）晴天污水的濃度，大多數(shù)的最大值在平均值的23倍內(nèi)，雨水時(shí)混合水濃度變化很大，最大值可超過平均值的10倍以上。 （2）一般雨水時(shí)的加權(quán)平均BOD5值約為晴天時(shí)的70%，很少超過晴天時(shí)的濃度；雨天時(shí)OC的加權(quán)平均為晴天的80%；雨天時(shí)SS的加權(quán)平均濃度約為晴天的2倍，低于晴天的濃度很少見。 （3）當(dāng)截流雨水量增大，溢流污染負(fù)荷將急劇減小，當(dāng)截流雨水量達(dá)到23mm/h時(shí)，溢流污染負(fù)荷量將顯著減少，當(dāng)截流雨水量超過23mm/h時(shí)，溢流污染負(fù)荷量的減