第11章城市道路排水設(shè)計(jì)ppt課件

1、排水工程的內(nèi)容：排水工程的內(nèi)容：一是雨污水的收集、輸送部分一是雨污水的收集、輸送部分排水管網(wǎng)排水管網(wǎng)二是污水的處理、利用部分二是污水的處理、利用部分污水處理污水處理本課內(nèi)容第十一章第十一章 城市道路排水設(shè)計(jì)城市道路排水設(shè)計(jì)一、城市排水系統(tǒng)的制度一、城市排水系統(tǒng)的制度（一合流制（一合流制將污水和雨水用同一管道排除稱為合流制排水系統(tǒng)。將污水和雨水用同一管道排除稱為合流制排水系統(tǒng)。（二分流制（二分流制將雨水和污水分別設(shè)置管道系統(tǒng)排除，稱為分流制排將雨水和污水分別設(shè)置管道系統(tǒng)排除，稱為分流制排水系統(tǒng)。水系統(tǒng)。132直 排 式 合 流 制 排 水 系 統(tǒng)1合 流 支 管 （ 溝 ） 合 流 干 管 （

2、溝 ）2河 流3合 流 干 管 （ 溝 ）截 流 式 合 流 制 排 水 系 統(tǒng)1截 流 主 干 管 （ 溝 ）溢 流 井23722211133366456污 水 廠4溢 流 干 管 （ 溝 ）出 水 口 65河 流7n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)n街道下只設(shè)一條排水管道，管網(wǎng)建設(shè)比較經(jīng)濟(jì)街道下只設(shè)一條排水管道，管網(wǎng)建設(shè)比較經(jīng)濟(jì) 。n缺點(diǎn)缺點(diǎn)n污水匯集后流入處理廠，處理廠規(guī)模大，投資多，建污水匯集后流入處理廠，處理廠規(guī)模大，投資多，建設(shè)困難；不降雨，排水管水量??；如直接排入水體不設(shè)困難；不降雨，排水管水量小；如直接排入水體不衛(wèi)生。實(shí)際很少采用合流制排水系統(tǒng)。衛(wèi)生。實(shí)際很少采用合流制排水系統(tǒng)。 完 全 分 流 制

3、排 水 系 統(tǒng)1 污 水 干 管 （ 溝 ）出 水 口532 雨 水 干 管 （ 溝 ）6污 水 主 干 管 （ 溝 ）河 流4污 水 廠363135422121分別設(shè)置污水和分別設(shè)置污水和雨水管道系統(tǒng)雨水管道系統(tǒng)n優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)n完全分流制衛(wèi)生情況好，并可分期建設(shè)，減少一次投完全分流制衛(wèi)生情況好，并可分期建設(shè)，減少一次投資。實(shí)際采用較多。資。實(shí)際采用較多。n缺點(diǎn)缺點(diǎn)n管道數(shù)多，投資比合流制大。雨水直接排入河道，初管道數(shù)多，投資比合流制大。雨水直接排入河道，初降的雨水較臟，有可能污染河道。降的雨水較臟，有可能污染河道。 67污 水 主 干 管 （ 溝 ）5河 流出 水 口6污 水 廠7污 水 干 管

4、 （ 溝 ）半 分 流 制 排 水 系 統(tǒng)13雨 水 干 管 （ 溝 ）2溢 流 井43444331221125只設(shè)污水管道系統(tǒng)只設(shè)污水管道系統(tǒng)，不設(shè)雨水暗管，不設(shè)雨水暗管，雨水沿地面邊溝和雨水沿地面邊溝和明渠泄入天然水體明渠泄入天然水體n特點(diǎn)特點(diǎn)n比較經(jīng)濟(jì)，需具有有利地形才能采用。在新建城比較經(jīng)濟(jì)，需具有有利地形才能采用。在新建城 區(qū)區(qū)初期采用不完全分流制系統(tǒng)，先解決污水排除問題。初期采用不完全分流制系統(tǒng)，先解決污水排除問題。隨著城市發(fā)展，道路逐漸完善，雨水管也建設(shè)起來，隨著城市發(fā)展，道路逐漸完善，雨水管也建設(shè)起來，改為完全分流制，這樣分期建設(shè)排水系統(tǒng)，有利城市改為完全分流制，這樣分期建設(shè)排

5、水系統(tǒng)，有利城市發(fā)展。發(fā)展。環(huán)保方面：合流制對(duì)環(huán)境污染大，雨天時(shí)部分污水溢流入水體，造成污染。 造價(jià)方面：合流制比分流制可省投資20%40%，但合流制泵站和污水處理廠投資要高于分流制，總造價(jià)看，完全分流制高于合流制。而采用不完全分流制，初期投資少、見效快，在新建地區(qū)適于采用。 維護(hù)管理：晴天時(shí)合流制管道內(nèi)易于沉淀，在雨天時(shí)沉淀物易被雨水沖走，減小了合流制管道的維護(hù)管理費(fèi)。但是合流制污水廠運(yùn)行管理復(fù)雜。 明式系統(tǒng)明式系統(tǒng)公路和一般鄉(xiāng)公路和一般鄉(xiāng)鎮(zhèn)道路采用明鎮(zhèn)道路采用明溝排水，在街溝排水，在街坊出入口、人坊出入口、人行橫道處增設(shè)行橫道處增設(shè)一些蓋板、涵一些蓋板、涵管等構(gòu)造物。管等構(gòu)造物。暗式系統(tǒng)暗

6、式系統(tǒng)包括街溝、包括街溝、雨水口、連雨水口、連管、干管、管、干管、檢查井、出檢查井、出水口等部分水口等部分 進(jìn)水孔進(jìn)水孔街溝街溝雨水口雨水口 連管連管檢查井檢查井雨水干管雨水干管（三混合式系統(tǒng)明溝和暗管相結(jié)合的一種形式。 城市中排除雨水可用暗管，也可用明溝。 1. 1. 平面布置：平面布置： 城市道路雨水管線應(yīng)平行于道路中心線或規(guī)劃紅線。干管設(shè)置在街道中間或一側(cè)，并設(shè)在快車道外，當(dāng)?shù)缆芳t線寬大于60m時(shí)，可沿街道兩側(cè)作雙線布置。 發(fā)生平交時(shí)其它管線一般可用倒虹管的辦法，分離相交管線。 管道縱坡盡可能與街道縱坡一致。管道縱坡盡可能與街道縱坡一致。水管的最小縱坡不得太小，一般不小于水管的最小縱坡不

7、得太小，一般不小于0.3%。為防。為防止或減少沉淀，雨水管設(shè)計(jì)流速常采用自清流速，一止或減少沉淀，雨水管設(shè)計(jì)流速常采用自清流速，一般為般為0.75米秒。米秒。為了滿足管中雨水流速不超過管壁受力安全的要求，為了滿足管中雨水流速不超過管壁受力安全的要求，對(duì)雨水管的最大縱坡也要加以控制，通常道路縱坡大對(duì)雨水管的最大縱坡也要加以控制，通常道路縱坡大于于4%時(shí)，需分段設(shè)置跌水井。時(shí)，需分段設(shè)置跌水井。最大允許埋深：一般在干燥土壤中，管道最大埋深不超過78m，地下水位較高，可能產(chǎn)生流沙的地區(qū)不超過45m。最小埋深：等于管直徑與管道上面的最小覆土深度之和。在車行道下，管頂最小覆土深度一般不小于0.7m。在管

8、道保證不受外部荷載損壞時(shí)，最小覆土深度可適當(dāng)減小。冰凍地區(qū)，要依靠防凍要求來確定覆土深度。n（一雨水口（一雨水口n雨水口是在雨水管道或合流管道上收集雨水的構(gòu)筑物雨水口是在雨水管道或合流管道上收集雨水的構(gòu)筑物。 n雨水口一般設(shè)在街區(qū)內(nèi)、廣場(chǎng)上、街道交叉口和街道雨水口一般設(shè)在街區(qū)內(nèi)、廣場(chǎng)上、街道交叉口和街道邊溝的一定距離處邊溝的一定距離處 。n 1雨水口的布設(shè)形式雨水口的布設(shè)形式n 1單幅式：?jiǎn)畏剑簄布置兩排雨水口布置兩排雨水口 。雨水口的構(gòu)造包括進(jìn)水蓖、井身和連接管三部分。雨水口的構(gòu)造包括進(jìn)水蓖、井身和連接管三部分。 1平式雨水口平式雨水口緣石平蓖式雨水口：適用于有路緣石的道路，主要排緣石平蓖

9、式雨水口：適用于有路緣石的道路，主要排除路面水；除路面水；地面平蓖式：適用于無路緣石的路面、廣場(chǎng)及地面低地面平蓖式：適用于無路緣石的路面、廣場(chǎng)及地面低洼聚水處等。洼聚水處等。2立式雨水口：立式雨水口：有立孔式和立蓖式兩種。適用于有路緣石的道路，其有立孔式和立蓖式兩種。適用于有路緣石的道路，其中立孔式適用于蓖隙容易被雜物堵塞的地方。中立孔式適用于蓖隙容易被雜物堵塞的地方。3聯(lián)合式雨水口：聯(lián)合式雨水口：在水平和垂直方向上均有雨水蓖子。宜用于徑流集中在水平和垂直方向上均有雨水蓖子。宜用于徑流集中且有雜物堵塞處。且有雜物堵塞處。雨水口平面布置、結(jié)構(gòu)形式、間距、豎向高程：雨水口平面布置、結(jié)構(gòu)形式、間距、

10、豎向高程：低洼積水點(diǎn)和交叉口豎向規(guī)劃必須的雨水口。低洼積水點(diǎn)和交叉口豎向規(guī)劃必須的雨水口。根據(jù)道路縱橫坡、街道寬度、周圍建筑物，選擇雨水根據(jù)道路縱橫坡、街道寬度、周圍建筑物，選擇雨水口形式及布設(shè)方式?？谛问郊安荚O(shè)方式。根據(jù)當(dāng)?shù)乇┯陱?qiáng)度、雨水口泄洪能力，確定雨水口數(shù)根據(jù)當(dāng)?shù)乇┯陱?qiáng)度、雨水口泄洪能力，確定雨水口數(shù)量、位置與間距。量、位置與間距。交叉口單獨(dú)設(shè)計(jì)。交叉口單獨(dú)設(shè)計(jì)。立式雨水口進(jìn)水孔底面比附近地面略低；平箅式雨水立式雨水口進(jìn)水孔底面比附近地面略低；平箅式雨水口比附近路面低口比附近路面低35厘米。厘米。雨水口的泄水能力按下式計(jì)算：雨水口的泄水能力按下式計(jì)算： 式中：式中：Q雨水口排泄的流量，

11、雨水口排泄的流量，m3/s； 雨水口進(jìn)水面積，雨水口進(jìn)水面積，m2； C孔口系數(shù)，圓角孔用孔口系數(shù)，圓角孔用0.8，方角孔用，方角孔用0.6； g重力加速度；重力加速度； h雨水口上允許貯存的水頭，一般認(rèn)為街溝雨水口上允許貯存的水頭，一般認(rèn)為街溝的水深不宜大于側(cè)石高度的的水深不宜大于側(cè)石高度的2/3，一般采用，一般采用h=0.020.06m； k孔口阻塞系數(shù)，一般孔口阻塞系數(shù)，一般k=2/3。 kghcQ2檢查井可連接溝管，相鄰兩個(gè)檢查井之間的管道應(yīng)在檢查井可連接溝管，相鄰兩個(gè)檢查井之間的管道應(yīng)在同一直線上，便于檢查和疏通操作。同一直線上，便于檢查和疏通操作。檢查井設(shè)置在管道容易沉積及經(jīng)常需要

12、檢查的地方。檢查井設(shè)置在管道容易沉積及經(jīng)常需要檢查的地方。 改變方向處改變方向處改變坡度處改變坡度處改變高程處改變高程處改變斷面處改變斷面處跌水處跌水處直線段間隔距離直線段間隔距離 雨水管渠的設(shè)計(jì)流量一般按下式計(jì)算：雨水管渠的設(shè)計(jì)流量一般按下式計(jì)算：FqQ式中：Q雨水設(shè)計(jì)流量，Ls； q設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，Ls/10000m2）； 徑流系數(shù)； F流域匯水面積，10000m2。定義：某時(shí)段內(nèi)的徑流量流入雨水管渠的雨水與定義：某時(shí)段內(nèi)的徑流量流入雨水管渠的雨水與同一時(shí)段全部降雨量的比值，稱為徑流系數(shù)。同一時(shí)段全部降雨量的比值，稱為徑流系數(shù)。影響徑流系數(shù)因素：排水地區(qū)地面性質(zhì)和地面覆蓋。影響徑流系數(shù)因素：

13、排水地區(qū)地面性質(zhì)和地面覆蓋。定義：雨水管渠匯集降雨的面積，稱為匯水面積。定義：雨水管渠匯集降雨的面積，稱為匯水面積。匯水面積的區(qū)界根據(jù)地匯水面積的區(qū)界根據(jù)地形地物決定。形地物決定。地勢(shì)平坦，街坊、四周地勢(shì)平坦，街坊、四周的道路都有溝管時(shí)，用的道路都有溝管時(shí)，用各街角的分角線劃分匯各街角的分角線劃分匯水面積。水面積。ABCD地勢(shì)向一邊傾斜時(shí)，地勢(shì)向一邊傾斜時(shí)，街坊的雨水流入低側(cè)街坊的雨水流入低側(cè)街道下的管道內(nèi)，不街道下的管道內(nèi)，不需要把街坊劃分為幾需要把街坊劃分為幾塊面積，若街坊兩側(cè)塊面積，若街坊兩側(cè)都有雨水管道時(shí)，可都有雨水管道時(shí)，可使雨水流入街坊兩側(cè)使雨水流入街坊兩側(cè)的管道。的管道。定義：設(shè)

14、計(jì)暴雨強(qiáng)度定義：設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度q指指104m2地面每秒鐘的降雨量，地面每秒鐘的降雨量，（ L/s /104m2 ）。）。542. 0)lg55. 01 (934tTq在一個(gè)較長(zhǎng)的統(tǒng)計(jì)期限內(nèi)，設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度的降雨重新出在一個(gè)較長(zhǎng)的統(tǒng)計(jì)期限內(nèi)，設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度的降雨重新出現(xiàn)一次的平均時(shí)間間隔，單位為年。現(xiàn)一次的平均時(shí)間間隔，單位為年。21mttt設(shè)計(jì)暴雨所取的某一連續(xù)時(shí)段稱為設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)，單位以分min計(jì)。 t1地面匯流時(shí)間，與面積大小、距離長(zhǎng)短、地面種類、坡度和覆蓋情況有關(guān)，一般515min。t2管內(nèi)流行時(shí)間， t2 L/60v。m折減系數(shù)，明渠1.2，暗管2，陡坡1.22。根據(jù)城市總體規(guī)劃、道路網(wǎng)規(guī)劃

15、和居民區(qū)詳細(xì)規(guī)劃，結(jié)根據(jù)城市總體規(guī)劃、道路網(wǎng)規(guī)劃和居民區(qū)詳細(xì)規(guī)劃，結(jié)合地形、地物等條件確定，力求做到工程經(jīng)濟(jì)合理，管合地形、地物等條件確定，力求做到工程經(jīng)濟(jì)合理，管網(wǎng)疏密恰當(dāng)，避免埋深過大或過小，坡度過陡或過緩。網(wǎng)疏密恰當(dāng)，避免埋深過大或過小，坡度過陡或過緩。n 充分利用地形，分區(qū)就近排入水體充分利用地形，分區(qū)就近排入水體n 盡量利用自然地形坡度，以最短的距離排入附盡量利用自然地形坡度，以最短的距離排入附近的池塘、河流、湖泊或郊區(qū)灌溉系統(tǒng)。近的池塘、河流、湖泊或郊區(qū)灌溉系統(tǒng)。n 當(dāng)水體位置較遠(yuǎn)，且地形平坦或地形不利的情當(dāng)水體位置較遠(yuǎn)，且地形平坦或地形不利的情況下，考慮設(shè)置水泵站；況下，考慮設(shè)置

16、水泵站；n 當(dāng)天然水體的水位高于管道出口時(shí)，可以設(shè)置當(dāng)天然水體的水位高于管道出口時(shí)，可以設(shè)置出口泵站。出口泵站。n 雨水干管應(yīng)沿排水地區(qū)低處布置雨水干管應(yīng)沿排水地區(qū)低處布置n 地形起伏較大地區(qū)，雨水干管應(yīng)結(jié)合主要道路走向地形起伏較大地區(qū)，雨水干管應(yīng)結(jié)合主要道路走向沿山谷低處布置，兩側(cè)斜坡地可借支管連接。沿山谷低處布置，兩側(cè)斜坡地可借支管連接。n 具體布置時(shí)，應(yīng)先根據(jù)地形劃分地面水徑流的分水具體布置時(shí)，應(yīng)先根據(jù)地形劃分地面水徑流的分水嶺線，然后在相鄰分水線之間沿谷線低處布置。嶺線，然后在相鄰分水線之間沿谷線低處布置。n 合理選擇和布置出水口合理選擇和布置出水口n 出水口結(jié)合地形、水體具體情況可以

17、分散或適當(dāng)出水口結(jié)合地形、水體具體情況可以分散或適當(dāng)集中布置。集中布置。n 當(dāng)管道出水口的構(gòu)造比較簡(jiǎn)單、造價(jià)不高時(shí)，宜當(dāng)管道出水口的構(gòu)造比較簡(jiǎn)單、造價(jià)不高時(shí)，宜考慮分散布置；考慮分散布置；n 若河流水位變化很大，管道出水口離常水位很遠(yuǎn)若河流水位變化很大，管道出水口離常水位很遠(yuǎn)時(shí)，出水口建筑費(fèi)用大，此時(shí)不宜采用過多的出時(shí)，出水口建筑費(fèi)用大，此時(shí)不宜采用過多的出水口，宜集中布置并選擇合適的位置。水口，宜集中布置并選擇合適的位置。1、在1:20001:5000地形圖上，劃分排水流域，規(guī)劃雨水管道路線，確定水流方向。2、劃分各段管道匯水面積，計(jì)算管道長(zhǎng)度，寫在圖中。3、依地形圖等高線，確定各設(shè)計(jì)管段起

18、迄點(diǎn)地面標(biāo)高；確定沿干管的控制點(diǎn)高程，準(zhǔn)備進(jìn)行水力計(jì)算。4、按整個(gè)區(qū)域的地面性質(zhì)求出徑流系數(shù)。5、依道路、廣場(chǎng)、建筑街坊的面積大小、地面種類、坡度、覆蓋情況，以及街坊內(nèi)部的排水系統(tǒng)等因素，計(jì)算起迄點(diǎn)地面集水時(shí)間。6、根據(jù)區(qū)域性質(zhì)、泄水面積、根據(jù)區(qū)域性質(zhì)、泄水面積、q20值、地形等因素，值、地形等因素，確定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期。確定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期。7、確定暴雨強(qiáng)度公式。、確定暴雨強(qiáng)度公式。8、確定設(shè)計(jì)流量，進(jìn)行水力計(jì)算，確定管道斷面尺、確定設(shè)計(jì)流量，進(jìn)行水力計(jì)算，確定管道斷面尺寸、縱斷面坡度，并繪制縱斷面圖。寸、縱斷面坡度，并繪制縱斷面圖。9、編寫必要的設(shè)計(jì)和施工說明。、編寫必要的設(shè)計(jì)和施工說明。1. 流量：

19、流量： 2. 流速流速 ：3. 管道直徑滿流）：管道直徑滿流）：4. 水流有效面積：管道滿流時(shí)：水流有效面積：管道滿流時(shí)： 梯形斷面：梯形斷面： 式中：式中：b渠道底寬渠道底寬 (m)； m邊坡系數(shù)；邊坡系數(shù)； h0正常水深正常水深 (m)。 VQD421321iRnQ21321iRnV 42D00hmhb AqQ5. 水力半徑水力半徑 管道滿流時(shí)：管道滿流時(shí)： 梯形斷面：梯形斷面： 200012mhbhmhbR4DR 備注：備注：排水管道材料一般為混凝土、鋼筋混凝土和鑄鐵，排水管道材料一般為混凝土、鋼筋混凝土和鑄鐵，n=0.0130.014計(jì)算時(shí)通常采用計(jì)算時(shí)通常采用n=0.013雨水管道設(shè)

20、計(jì)應(yīng)按滿流計(jì)算雨水管道設(shè)計(jì)應(yīng)按滿流計(jì)算例：已知某設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量例：已知某設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量Q367.81L/s，管底縱，管底縱坡坡i0.003，n0.013滿管），求管道直徑滿管），求管道直徑D和設(shè)和設(shè)計(jì)流速。計(jì)流速。42D管道滿流時(shí)：管道滿流時(shí)：水力半徑：水力半徑：4DR21321iRnQ由由得得213223003. 044142. 3013. 01108 .367DDmmmD650620. 0解得：解得：smiRnV/255. 1003. 0465. 0013. 01121322132城市建筑布局及城市建筑布局及排水管道主干管排水管道主干管道設(shè)計(jì)平面圖道設(shè)計(jì)平面圖管渠粗糙率：暗管渠粗糙

21、率：暗管管n=0.013，滿管，滿管 明渠明渠n=0.025邊坡系數(shù)：邊坡系數(shù)：m=1.5 起點(diǎn)埋深：起點(diǎn)埋深：1.5m 河道正常水位標(biāo)河道正常水位標(biāo)高：高：45.5m 。1、確定干管流向、匯水面積、管道布置。、確定干管流向、匯水面積、管道布置。2、管道開始匯流時(shí)間，由于街坊內(nèi)部有排水系統(tǒng)，、管道開始匯流時(shí)間，由于街坊內(nèi)部有排水系統(tǒng)，估算取估算取15min 。3、重現(xiàn)期采用、重現(xiàn)期采用T=1年。年。4、暴雨強(qiáng)度公式，、暴雨強(qiáng)度公式， 北京地區(qū)北京地區(qū)T=1時(shí)為時(shí)為 ：5、該區(qū)平均徑流系數(shù)、該區(qū)平均徑流系數(shù) 7 . 0) 8(2111tq66. 098.22143.1594. 064. 316.

22、 26 . 34156. 24423. 0069. 2849. 094. 255. 2578. 146、水利和流量計(jì)算、水利和流量計(jì)算（11號(hào)井以上的匯水面積號(hào)井以上的匯水面積A1為街坊面積加上為街坊面積加上1號(hào)號(hào)井以上的街道匯水面積，井以上的街道匯水面積，A1=2.37公頃。公頃。匯流時(shí)間：匯流時(shí)間：t=15 min 設(shè)計(jì)重現(xiàn)期：設(shè)計(jì)重現(xiàn)期：T=1年年計(jì)算暴雨強(qiáng)度：計(jì)算暴雨強(qiáng)度：平均徑流系數(shù)：平均徑流系數(shù)： =0.66設(shè)計(jì)流量：設(shè)計(jì)流量：)10/( 1 .235) 815(2111247 . 0msLq)/( 8 .36737. 266. 01 .235sLAqQ由由1號(hào)井至號(hào)井至2號(hào)井管底設(shè)計(jì)縱坡號(hào)井管底設(shè)計(jì)縱坡i=0.002，經(jīng)計(jì)算得管徑，經(jīng)計(jì)算得管徑D=700mm設(shè)計(jì)流速設(shè)計(jì)流速v=1.076m/s。管內(nèi)底進(jìn)口設(shè)計(jì)標(biāo)高。管內(nèi)底進(jìn)口設(shè)計(jì)標(biāo)高:46.56m，出，出口設(shè)計(jì)標(biāo)高口設(shè)計(jì)標(biāo)高:46.44m。管內(nèi)流行時(shí)間管內(nèi)流行時(shí)間 ：（22號(hào)井以上的匯水面積號(hào)井以上的匯水面積A2= A1+2.0+0.42=4.79公頃公頃增加體育館面積的一半再加上街道匯水面積）。增加體育館面積的一半再加上街道匯水面積）。匯流時(shí)間：匯流時(shí)間