雨水管網(wǎng)設(shè)計和計算_-全面

1、第第10章章 雨水管渠設(shè)計和計算雨水管渠設(shè)計和計算 10.1 雨水雨水分析與雨量分析與雨量公式公式 10.2 雨水管渠雨水管渠設(shè)計流量設(shè)計流量計算計算 10.3 雨水管渠雨水管渠設(shè)計與計算設(shè)計與計算 10.4 雨水雨水徑流調(diào)節(jié)徑流調(diào)節(jié) 10.5 截流式合流制截流式合流制排水管網(wǎng)設(shè)計與計算排水管網(wǎng)設(shè)計與計算 10.6 排洪溝排洪溝設(shè)計與計算設(shè)計與計算第第10章章 雨水管渠設(shè)計和優(yōu)化計算雨水管渠設(shè)計和優(yōu)化計算雨水管渠系統(tǒng)：雨水管渠系統(tǒng)：由由雨水口雨水口、雨雨水管渠水管渠、檢查井檢查井、出水口出水口等構(gòu)筑物等構(gòu)筑物組成的一整套工程設(shè)施。組成的一整套工程設(shè)施。雨水管渠系統(tǒng)功能：雨水管渠系統(tǒng)功能：及時匯

2、集及時匯集并排除暴雨所形成的并排除暴雨所形成的地面徑流地面徑流，保，保障居民生命安全和正常生產(chǎn)。障居民生命安全和正常生產(chǎn)。雨水管渠系統(tǒng)特點：雨水管渠系統(tǒng)特點：徑流量大徑流量大、流量變化大流量變化大、滿流、滿流城市排水管道系統(tǒng)設(shè)計與施工城市排水管道系統(tǒng)設(shè)計與施工城市管線共同溝示意圖城市管線共同溝示意圖 雨水總管施工雨水總管施工小區(qū)排水管道小區(qū)排水管道雨水管渠設(shè)計主要內(nèi)容雨水管渠設(shè)計主要內(nèi)容1 1確定當(dāng)?shù)卮_定當(dāng)?shù)乇┯陱?qiáng)度公式暴雨強(qiáng)度公式或或暴雨強(qiáng)度暴雨強(qiáng)度曲線；曲線；2 2劃分劃分排水流域排水流域，進(jìn)行雨水管渠定線；，進(jìn)行雨水管渠定線；3 3劃分設(shè)計管段，計算管段劃分設(shè)計管段，計算管段雨水設(shè)計流量

3、雨水設(shè)計流量；4 4管渠水力計算管渠水力計算，確定設(shè)計管段的，確定設(shè)計管段的管徑、坡度、標(biāo)管徑、坡度、標(biāo)高及埋深高及埋深；5 5繪制管渠繪制管渠平面圖及縱剖面圖平面圖及縱剖面圖。一、雨量分析與雨量公式一、雨量分析與雨量公式1.1 1.1 雨量分析雨量分析 降雨量降雨量 暴雨強(qiáng)度暴雨強(qiáng)度 降雨歷時降雨歷時 降雨面積降雨面積 降雨重現(xiàn)期降雨重現(xiàn)期降雨量降雨量降雨量降雨量：單位時間內(nèi)的降雨水量，用單位時間內(nèi)的降雨水量，用降雨深度降雨深度 H H（mmmm）或或單位面積上的降雨體積（單位面積上的降雨體積（L/haL/ha）表示。表示。（1 1）年最大日降雨量年最大日降雨量：指多年觀測所得的一年中降雨量

4、指多年觀測所得的一年中降雨量最大一日的絕對量。最大一日的絕對量。（2 2）年平均降雨量年平均降雨量：指多年觀測所得的各年降雨量的平指多年觀測所得的各年降雨量的平均值。均值。（3 3）月平均降雨量月平均降雨量：指多年觀測所得的各月降雨量的平指多年觀測所得的各月降雨量的平均值。均值。中國年平均降雨量分布中國年平均降雨量分布降雨量記錄降雨量記錄0510152025303540135791113151719212325t(x5min)mm累計曲線瞬時曲線 降雨歷時：降雨歷時：是指連續(xù)降雨的時段，可以指一場雨全部降雨的時間，也可以指其中個別的連續(xù)時段。用t表示，單位為min或h。 暴雨強(qiáng)度（降雨強(qiáng)度）：

5、暴雨強(qiáng)度（降雨強(qiáng)度）：是指某一連續(xù)降雨時段內(nèi)的平均降雨量，即單位時間的平均降雨深度，用i（mm/min）表示 ；在工程上，常用單位時間內(nèi)單位面積上的降雨體積q（L/s.hm2）表示： q=167 i 降雨的頻率（降雨的頻率（Pm)Pm)：是指等于或大于某值的暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)的次數(shù)m與觀測資料總項數(shù)n之比的百分?jǐn)?shù)。 降雨的重現(xiàn)期降雨的重現(xiàn)期(P)(P)：是指等于或大于某值的暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)一次的時間間隔。P=1/Pm 重現(xiàn)期最小值不宜低于0.33a一般選用0.5-3a重要干道、重要地區(qū)或短期積水技、即能引起較嚴(yán)重后果的地區(qū)，一般選用2-5a%1001NMmPn%1001NmPn年頻率次頻率1.2 1.2

6、 暴雨強(qiáng)度公式暴雨強(qiáng)度公式暴雨強(qiáng)度公式：暴雨強(qiáng)度公式：暴雨強(qiáng)度暴雨強(qiáng)度 i i（或（或q q） 降雨歷時降雨歷時 t t 重重現(xiàn)期現(xiàn)期 P P 三者的關(guān)系數(shù)學(xué)表達(dá)式。三者的關(guān)系數(shù)學(xué)表達(dá)式。暴雨強(qiáng)度公式編制暴雨強(qiáng)度公式編制 室外排水設(shè)計規(guī)范室外排水設(shè)計規(guī)范：編制暴雨強(qiáng)度公式，必須具有編制暴雨強(qiáng)度公式，必須具有10 10 年以上自計雨量記錄年以上自計雨量記錄。按降雨歷時按降雨歷時 5 5、1010、1515、2020、3030、4545、6060、9090、120 min120 min，每年每個歷時選每年每個歷時選 6 68 8場最大暴雨記錄，計算其暴雨強(qiáng)度值，場最大暴雨記錄，計算其暴雨強(qiáng)度值，然

7、后不論年次，將每個歷時的暴雨強(qiáng)度按大小次序排列，然后不論年次，將每個歷時的暴雨強(qiáng)度按大小次序排列，從中選擇資料年數(shù)的從中選擇資料年數(shù)的 3 34 4倍的最大值，作為統(tǒng)計的基礎(chǔ)資倍的最大值，作為統(tǒng)計的基礎(chǔ)資料。料。我國常用暴雨強(qiáng)度公式我國常用暴雨強(qiáng)度公式式中式中 q q 設(shè)計暴雨強(qiáng)度（設(shè)計暴雨強(qiáng)度（L/shaL/sha）；）； P P 設(shè)計重現(xiàn)期（設(shè)計重現(xiàn)期（a a）；）； t t 降雨歷時（降雨歷時（minmin）；）； A A1 1、c c、b b、n n 地方參數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計方法計算地方參數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計方法計算確定。確定。給水排水設(shè)計手冊給水排水設(shè)計手冊第第5 5冊收錄了我國若干城市的暴雨冊收

8、錄了我國若干城市的暴雨強(qiáng)度公式，統(tǒng)計時可直接選用。目前尚無暴雨強(qiáng)度公式強(qiáng)度公式，統(tǒng)計時可直接選用。目前尚無暴雨強(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。公式。qAcPtbn16711lg部分城市暴雨強(qiáng)度公式參數(shù)部分城市暴雨強(qiáng)度公式參數(shù)1.3 1.3 匯水面積匯水面積（1 1）降雨面積降雨面積是指降雨所籠罩的面積，即是指降雨所籠罩的面積，即降雨的范圍降雨的范圍。（2 2）匯水面積匯水面積是指是指雨水管渠雨水管渠匯集雨水匯集雨水的面積，用的面積，用 F F表表示，以公頃或平方公里為單位（示，以公頃或平方公里為單位（haha或或km

9、km2 2）。）。 在城鎮(zhèn)雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計管渠的匯水面積較小，在城鎮(zhèn)雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計管渠的匯水面積較小，一般一般小于小于100 km100 km2 2，其匯水面積上，其匯水面積上最遠(yuǎn)點的集水時間最遠(yuǎn)點的集水時間不不超過超過60 min60 min到到120 min120 min，這種較小的匯水面積，在工程，這種較小的匯水面積，在工程上稱為上稱為小匯水面積小匯水面積。在小匯水面積上可忽略降雨的非均。在小匯水面積上可忽略降雨的非均勻分布，認(rèn)為勻分布，認(rèn)為各點的暴雨強(qiáng)度都相等。各點的暴雨強(qiáng)度都相等。二、二、 雨水管渠設(shè)計流量計算雨水管渠設(shè)計流量計算2.1 2.1 地面徑流與徑流系數(shù)地

10、面徑流與徑流系數(shù)1 1）地面徑流：地面徑流：在地面沿地面坡度流動的雨水，稱為地面徑在地面沿地面坡度流動的雨水，稱為地面徑流。流。2 2）徑流系數(shù)：徑流系數(shù)： 降雨量降雨量 地面滲水量，地面滲水量， 余水（兩者之差）在地面開始積水，余水（兩者之差）在地面開始積水， 產(chǎn)生地面徑流。產(chǎn)生地面徑流。1徑流量降雨量降雨強(qiáng)度降雨強(qiáng)度q q大，地面徑流量也大；大，地面徑流量也大；降雨強(qiáng)度降雨強(qiáng)度q=q=入滲率，余水率入滲率，余水率=0=0， 由于地面積水，仍有地面徑流。由于地面積水，仍有地面徑流。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、

11、地貌、建筑密度的大小、路面鋪砌等。此外，還與降雨歷度、地貌、建筑密度的大小、路面鋪砌等。此外，還與降雨歷時、暴雨強(qiáng)度及暴雨雨型有關(guān)。時、暴雨強(qiáng)度及暴雨雨型有關(guān)。目前在雨水管渠設(shè)計中，通常采用按地面覆蓋種類確定的經(jīng)驗?zāi)壳霸谟晁芮O(shè)計中，通常采用按地面覆蓋種類確定的經(jīng)驗數(shù)值。數(shù)值。1地 面 滲 水 量入 滲 率時 間余 水 量余 水 率時 間徑流系數(shù)徑流系數(shù) 值（室外排水設(shè)計規(guī)范）值（室外排水設(shè)計規(guī)范）地面種類值值各種屋面、混凝土和瀝青路面0.90大塊石鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面0.60級配碎石路面0.45干砌磚石和碎石路面0.40非鋪砌土路面0.30公園或綠地0.15匯水面積的徑流系數(shù)應(yīng)

12、采用匯水面積的徑流系數(shù)應(yīng)采用平均徑流系數(shù)平均徑流系數(shù)，其值是按各類，其值是按各類地面面積用加權(quán)平均法計算求得，即：地面面積用加權(quán)平均法計算求得，即：式中式中 i 匯水面積上各類地面的面積（匯水面積上各類地面的面積（haha）；）； i相應(yīng)于各類地面的徑流系數(shù)；相應(yīng)于各類地面的徑流系數(shù)； 全部匯水面積（全部匯水面積（haha）。）。也可采用也可采用區(qū)域綜合徑流系數(shù)區(qū)域綜合徑流系數(shù)。一般市區(qū)的綜合徑流系數(shù)。一般市區(qū)的綜合徑流系數(shù)0.50.50.80.8，郊區(qū)，郊區(qū)0.40.40.60.6。aviiFF城市區(qū)域綜合徑流系數(shù)表城市區(qū)域綜合徑流系數(shù)表 2.2 2.2 斷面集水時間與折減系數(shù)斷面集水時間與

13、折減系數(shù) 集水時間集水時間指雨水從指雨水從匯水面積匯水面積上上最遠(yuǎn)點最遠(yuǎn)點流到流到設(shè)設(shè)計的管道斷面計的管道斷面所需時間（所需時間（minmin）。）。式中式中 t t1 1 地面集水時間（地面集水時間（minmin）；）； t t2 2 管渠內(nèi)雨水流行時間（管渠內(nèi)雨水流行時間（minmin）；）； m m 折減系數(shù)容積利用系數(shù)。折減系數(shù)容積利用系數(shù)。地面集水時間地面集水時間 t t1 1 的確定的確定 地面集水時間地面集水時間是指雨水從匯水面積上最遠(yuǎn)點流到雨水是指雨水從匯水面積上最遠(yuǎn)點流到雨水口的地面流行時間?？诘牡孛媪餍袝r間。 地面集水時間受地形坡度、地面鋪砌、地面植被情況、地面集水時間受地

14、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。和地面坡度。 地面集水時間通常不予計算，一般采用地面集水時間通常不予計算，一般采用5 515 min15 min。u一般在建筑密度較大、地形較陡、雨水口布置較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，取密的地區(qū)，宜采用較小值，取 t t1 15 58 min8 min。u在建筑密度較小、地形較平坦、雨水口布置較疏在建筑密度較小、地形較平坦、雨水口布置較疏的地區(qū)，宜采用較大值，取的地區(qū)，宜采用較大值，取 t t1 1101015 min1

15、5 min。u同時，起點檢查井上游地面雨水流行距離以不超同時，起點檢查井上游地面雨水流行距離以不超過過120120150 m150 m為宜。為宜。 l應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w條件，合理地選定應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w條件，合理地選定t t1 1值。值。t t1 1選用過大，將會造成排水不暢，致使管道上游地面選用過大，將會造成排水不暢，致使管道上游地面經(jīng)常積水；選用過小，又將加大雨水管渠尺寸，從經(jīng)常積水；選用過小，又將加大雨水管渠尺寸，從而增加工程造價。而增加工程造價。管渠內(nèi)雨水流行時間管渠內(nèi)雨水流行時間 t t2 2的確定的確定t2 是指雨水在管渠內(nèi)的流行時間，即：是指雨水在管渠內(nèi)的流行時間，即： 式中式中 t2

16、管渠內(nèi)雨水流行時間（管渠內(nèi)雨水流行時間（min）；）； L 各設(shè)計管段的長度（各設(shè)計管段的長度（m）；）； v 各設(shè)計管段滿流時的流速（各設(shè)計管段滿流時的流速（m/s）；）； 60 單位換算系數(shù)。單位換算系數(shù)。60t 2vL折減系數(shù)折減系數(shù) m m的確定的確定折減系數(shù)折減系數(shù) m的提出原因如下：的提出原因如下： 1）雨水管渠按滿流設(shè)計，但降雨時，管渠中的）雨水管渠按滿流設(shè)計，但降雨時，管渠中的水流水流并非一開始并非一開始就達(dá)到就達(dá)到設(shè)計流速設(shè)計流速，而是隨著降雨歷，而是隨著降雨歷時的增長逐漸達(dá)到設(shè)計流速的。這樣，按公式算出時的增長逐漸達(dá)到設(shè)計流速的。這樣，按公式算出的管渠內(nèi)流行時間的管渠內(nèi)流行

17、時間 t2將比實際時間偏小將比實際時間偏小。2）雨水管渠內(nèi)各設(shè)計管段的設(shè)計流量是按照相應(yīng)于該）雨水管渠內(nèi)各設(shè)計管段的設(shè)計流量是按照相應(yīng)于該管段的集水時間的設(shè)計暴雨強(qiáng)度來計算的，所以，管段的集水時間的設(shè)計暴雨強(qiáng)度來計算的，所以，各管段的最大流量不大可能在同一時間發(fā)生。當(dāng)任各管段的最大流量不大可能在同一時間發(fā)生。當(dāng)任一管段出現(xiàn)設(shè)計流量時，其他管段（特別是上游管一管段出現(xiàn)設(shè)計流量時，其他管段（特別是上游管段）不一定都是滿流。段）不一定都是滿流。 管渠內(nèi)的有一部分空隙容量，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貯存一部分雨水，起到可設(shè)想利用該空隙容量暫時貯存一部分雨水，起到調(diào)蓄管段內(nèi)最大流

18、量的作用，從而削減其高峰流量，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。為了利用管道減小管渠斷面尺寸，降低工程造價。為了利用管道的這種調(diào)蓄能力，應(yīng)使的這種調(diào)蓄能力，應(yīng)使管內(nèi)水流實際流速管內(nèi)水流實際流速低于低于設(shè)計設(shè)計流速流速，故要延緩管內(nèi)流行時間，故要延緩管內(nèi)流行時間 t2。 考慮到以上兩個原因，在設(shè)計降雨歷時計算考慮到以上兩個原因，在設(shè)計降雨歷時計算時引入了時引入了折減系數(shù)折減系數(shù)m m，延緩了管內(nèi)流行時間，使之延緩了管內(nèi)流行時間，使之更接近于實際情況，并達(dá)到折減管段設(shè)計流量，更接近于實際情況，并達(dá)到折減管段設(shè)計流量，減小管渠斷面尺寸的目的。減小管渠斷面尺

19、寸的目的。規(guī)范規(guī)定：規(guī)范規(guī)定：暗管暗管 m =2m =2，明渠明渠 m =1.2m =1.2，在陡坡地區(qū)的暗管在陡坡地區(qū)的暗管 m m1.21.22 2。2.3 2.3 雨水管渠設(shè)計流量計算雨水管渠設(shè)計流量計算管段雨水設(shè)計流量管段雨水設(shè)計流量等于等于該管段該管段所承擔(dān)的所承擔(dān)的全部匯水面積全部匯水面積與與該管該管段設(shè)計暴雨強(qiáng)度段設(shè)計暴雨強(qiáng)度的乘積。的乘積。管段設(shè)計暴雨強(qiáng)度以管段設(shè)計斷面集水時間作為降雨歷時。管段設(shè)計暴雨強(qiáng)度以管段設(shè)計斷面集水時間作為降雨歷時。 t = tt = t1 1 + m ( t + m ( t2 2 + t + t3 3 + + + + t tN N ) )各管段集水時

20、間不同，設(shè)計暴雨強(qiáng)度也不同。各管段集水時間不同，設(shè)計暴雨強(qiáng)度也不同。)(iiiFqQ例題：例題：（1 1）設(shè)計管段）設(shè)計管段1 12 2的雨水設(shè)計流量的雨水設(shè)計流量1121FqQqAcPtbn16711lg（2 2）設(shè)計管段）設(shè)計管段2 23 3的雨水設(shè)計流量的雨水設(shè)計流量21232FFqQnbmttPCAq)()lg1 (167211 321343FFFqQ （L/s）（3 3）設(shè)計管段）設(shè)計管段3 34 4的雨水設(shè)計流量的雨水設(shè)計流量nbmtmttPCAq)()lg1 (16732113 4321454FFFFqQ （L/s）（4 4）設(shè)計管段）設(shè)計管段4 45 5的雨水設(shè)計流量的雨水設(shè)計

21、流量nbmtmtmttPCAq)()lg1 (167432114特殊雨水管段設(shè)計流量計算舉例1212t1-2t1-2t1t1t2t2QmaxQmaxF1F1F2F2三、雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算三、雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算3.1 3.1 雨水管網(wǎng)平面布置特點雨水管網(wǎng)平面布置特點3.2 3.2 雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計步驟雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計步驟（一）劃分排水流域，進(jìn)行管道定線（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。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)，結(jié)合建筑物及雨水口分布，在每一排水流域內(nèi)，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，使充分

22、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。圖上繪出各流域的主干管、干管和支管的具體位置。（二）劃分設(shè)計管段（二）劃分設(shè)計管段l雨水管渠的設(shè)計管段以雨水管渠的設(shè)計管段以100-200m100-200m為一段。為一段。l在在管道轉(zhuǎn)彎管道轉(zhuǎn)彎、管徑管徑或或坡度改變坡度改變、有支管接入有支管接入、管管道交匯等處道交匯等處以及以及超過一定距離的直線超過一定距離的直線管段上都應(yīng)設(shè)管段上都應(yīng)設(shè)置置檢查井檢查井。l把兩個檢查井之間把兩個檢查井之間流量不變流量不變且且預(yù)計管徑和坡度

23、預(yù)計管徑和坡度也也不變不變的管段定為的管段定為設(shè)計管段設(shè)計管段。l從管段上游往下游依次進(jìn)行從管段上游往下游依次進(jìn)行檢查井的編號檢查井的編號。（三）確定各設(shè)計管段的匯水面積（三）確定各設(shè)計管段的匯水面積 各設(shè)計管段匯水面積的劃分應(yīng)結(jié)合地形坡度、匯水各設(shè)計管段匯水面積的劃分應(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。面積的大小以及雨水管道布置等情況而劃定。 地形較平坦地形較平坦時，可按就近排入附近雨水管道的原則時，可按就近排入附近雨水管道的原則劃分；劃分； 地形坡度較大地形坡度較大時，應(yīng)按地面雨水徑流的水流方向劃時，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，計算其面積并

24、將數(shù)值標(biāo)注分。并將每塊面積進(jìn)行編號，計算其面積并將數(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、綠地在圖上。匯水面積除包括街坊外，還應(yīng)包括街道、綠地等。等。河河流流泵站泵站1532129101116171819（四）確定各排水流域的平均徑流系數(shù)（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，計算出該排水流域的平均徑流系數(shù)。也可根比例，計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)。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)計重現(xiàn)期（五）確定設(shè)計重現(xiàn)期 P P 和地面集水時間和

25、地面集水時間 t t1 1 結(jié)合地形特點、匯水面積的地區(qū)建設(shè)性質(zhì)和氣象結(jié)合地形特點、匯水面積的地區(qū)建設(shè)性質(zhì)和氣象特點確定設(shè)計重現(xiàn)期。各排水流域的設(shè)計重現(xiàn)期可相特點確定設(shè)計重現(xiàn)期。各排水流域的設(shè)計重現(xiàn)期可相同，也可不同。根據(jù)設(shè)計地區(qū)的建筑密度、地形坡度同，也可不同。根據(jù)設(shè)計地區(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間。雨水管道的地面集水時間。 （六）求單位面積徑流量（六）求單位面積徑流量 q q0 0 暴雨強(qiáng)度暴雨強(qiáng)度 q與徑流系數(shù)與徑流系數(shù)的乘積，稱為單位面積徑的乘積，稱為單位面積徑流量流量 q0。即

26、：。即：nbmttpcAqq2110lg1167對于某一設(shè)計來說，式中對于某一設(shè)計來說，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)雨水流行時間均為已知數(shù)，只要求得各管段的管內(nèi)雨水流行時間 t2，就可求出相應(yīng)于該管段的，就可求出相應(yīng)于該管段的 q 0值。值。（L/shaL/sha）（七）管渠材料的選擇（七）管渠材料的選擇 雨水管道管徑小于或等于雨水管道管徑小于或等于400 mm400 mm采用圓形斷面的采用圓形斷面的混凝土管，管徑大于混凝土管，管徑大于400 mm400 mm采用鋼筋混凝土管。采用鋼筋混凝土管。（八）雨水管道的水力計算（八）雨水管道的水力計算 列表進(jìn)行雨水

27、干管的水力計算，求得各設(shè)計管段列表進(jìn)行雨水干管的水力計算，求得各設(shè)計管段的設(shè)計流量。并確定各設(shè)計管段的管徑、坡度、流速、的設(shè)計流量。并確定各設(shè)計管段的管徑、坡度、流速、管內(nèi)底標(biāo)高及管道埋深等值。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（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與污水管道相同QvvnRI123123.3 3.3 雨水管渠設(shè)計參數(shù)雨水管渠設(shè)計參數(shù)lDqnhMf333. 52229.10335122)29.10(./MiqnD 1 1） 設(shè)計充滿度：設(shè)計充滿度：按滿流設(shè)計，

28、即按滿流設(shè)計，即 h/D =1h/D =1。 明渠則應(yīng)有不小于明渠則應(yīng)有不小于0.20 m 0.20 m 的超高。的超高。2 2） 設(shè)計流速設(shè)計流速 設(shè)計規(guī)范規(guī)定：設(shè)計規(guī)范規(guī)定：最小設(shè)計流速最小設(shè)計流速0.75 m/s0.75 m/s； 明渠最小設(shè)計流速為明渠最小設(shè)計流速為0.4 m/s0.4 m/s。 最大設(shè)計流速：金屬管道為最大設(shè)計流速：金屬管道為10 m/s10 m/s； 非金屬管道為非金屬管道為5 m/s5 m/s； 明渠按表采用。明渠按表采用。明渠最大設(shè)計流速表明渠最大設(shè)計流速表明渠類別明渠類別最大設(shè)計流最大設(shè)計流速（速（m/s）明渠類別明渠類別最大設(shè)計最大設(shè)計流速流速（m/s）粗砂

29、或低塑性粘土粗砂或低塑性粘土粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土粘土粘土石灰?guī)r或中砂巖石灰?guī)r或中砂巖0.81.01.24.0草皮護(hù)面草皮護(hù)面干砌塊石干砌塊石漿砌塊石或漿砌磚漿砌塊石或漿砌磚混凝土混凝土1.62.03.04.03 3）最小管徑和最小坡度）最小管徑和最小坡度雨水管道的雨水管道的最小管徑最小管徑為為300300 mm mm，最小坡度為，最小坡度為0.0030.003；雨水口雨水口連接管連接管的最小管徑為的最小管徑為200200 mm mm，最小坡度為，最小坡度為0.010.01。4 4）最小埋深與最大埋深）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，冬季一般不在冰凍地區(qū)，雨水管道正常使用是

30、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，其最小埋深則可不考慮冰凍影響，但應(yīng)滿足管深時，其最小埋深則可不考慮冰凍影響，但應(yīng)滿足管道道最小覆土厚度最小覆土厚度0.7m0.7m的要求。其它具體規(guī)定同污水管的要求。其它具體規(guī)定同污水管道。道。3.4 3.4 雨水管渠斷面設(shè)計雨水管渠斷面設(shè)計l 暗管暗管：在城市市區(qū)或廠區(qū)內(nèi)，由于建筑密度高，交通量大，：在城市市區(qū)或廠區(qū)內(nèi)，由于建筑密度高，交通量大，一般采用暗管排除雨水。一般采用暗管排除雨水。 特點：特點：衛(wèi)生條件好、不影響交通，造價高。衛(wèi)生條件好、不影響交通，造價高。l 明渠明渠

31、：在城市郊區(qū)，建筑密度較低，交通量較小的地方，一：在城市郊區(qū)，建筑密度較低，交通量較小的地方，一般考慮采用明渠。般考慮采用明渠。 特點特點：造價低；但明渠容易淤積，孳生蚊蠅，影響環(huán)境衛(wèi)生：造價低；但明渠容易淤積，孳生蚊蠅，影響環(huán)境衛(wèi)生，且明渠占地大，使道路的豎向規(guī)劃和橫斷面設(shè)計受限，橋，且明渠占地大，使道路的豎向規(guī)劃和橫斷面設(shè)計受限，橋涵費(fèi)用也增加。涵費(fèi)用也增加。 在地形平坦、埋設(shè)深度或出水口深度受限制的地區(qū)，可采用在地形平坦、埋設(shè)深度或出水口深度受限制的地區(qū)，可采用暗渠（蓋板渠）排除雨水。暗渠（蓋板渠）排除雨水。設(shè)計的準(zhǔn)則設(shè)計充滿度：按滿流設(shè)計，h/D=1設(shè)計流速：最小流速0.75m/s,最

32、大流速10m/s（金屬管），5m/s（非金屬管）最小管徑和最小設(shè)計坡度：雨水管最小管徑為300mm，相應(yīng)的最小坡度為0.003；雨水口連接管最小管徑為200mm，最小坡度為0.01 管段銜接：一般用管頂平接，當(dāng)條件不利時也可用管底平接。最小覆土厚度：一般不小于0.7m。設(shè)計的方法由于h/D=1，故只需確定Q、D、v、I值。Q值可經(jīng)過計算求得，然后選定D值，即可查表求得v、I值 例：已知例：已知n=0.013n=0.013，設(shè)計流量，設(shè)計流量Q=200L/sQ=200L/s，地面坡度，地面坡度i=0.004,i=0.004,試計算該管段的管徑試計算該管段的管徑D,D,管底坡度管底坡度I I及流速

33、及流速v v。解：采用解：采用n=0.013的水力計算圖。的水力計算圖。橫坐標(biāo)找到橫坐標(biāo)找到Q=200L/s，縱坐標(biāo)找到，縱坐標(biāo)找到i=0.004，兩線交于，兩線交于A點，點，得到得到v=1.17m/s,符合規(guī)定符合規(guī)定;而而D界于界于400500mm之間。之間。采用采用D=400mm時時, i=0.0092, v=1.60m/s。I與地面坡度相與地面坡度相差太大。差太大。采用采用D=500mm時時, i=0.0028, v=1.02m/s。結(jié)果合適。結(jié)果合適。設(shè)計步驟設(shè)計步驟（1）收集、分析資料，劃分排水流域、進(jìn)行管道定線。（2）劃分設(shè)計管段。（3）劃分并計算匯水面積。 匯水面積包括綠地、街

34、道等。（4）計算平均徑流系數(shù)。 一般經(jīng)驗值為：城市0.5-0.8；郊區(qū)0.4-0.6。（5）確定重現(xiàn)期P、地面集水時間t1。（6）計算單位面積徑流量q0。qFqFFQq0（7）計算各管段的設(shè)計流量，并求出Q、D、v、I及埋深等。（8）繪制圖紙。包括平面圖和剖面圖 【雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計計算舉例】 已知某居住區(qū)平面圖。地形西高東低，東面有一自南向北流的河流，河流常年洪水位14m，常水位12m。該市的暴雨強(qiáng)度公式要求布置雨水管道并進(jìn)行干管的水力計算.65. 0)lg38. 11 (500tPq河河流流泵站泵站1532129101116171819地形平坦,排水流域按主要街道的匯水面積劃分。洪水位高于地

35、面平均標(biāo)高,設(shè)置雨水泵站。每一設(shè)計管段所承擔(dān)的匯水面積按就近排入附近的雨水管道的原則劃分。采用統(tǒng)一的平均徑流系數(shù)=0.5。建筑密度較稀，地面集水時間采用t1=10min。設(shè)計重現(xiàn)期選用P=1a。管道起點埋深采用1.30m.河河流流泵站泵站1532129101116171819河河流流泵站泵站15321291011161718191.各管段的設(shè)計流量按該管段起點，及上游管段終點的設(shè)計降雨歷時進(jìn)行計算的，計算暴雨強(qiáng)度時，t2按上游各管段內(nèi)雨水流行時間之和 求得。)(2vLt 2.求單位面積徑流量65. 0265. 020)210(250)210()lg38. 11 (5005 . 0ttPqq3.

36、 單位面積徑流量乘以該管段的總匯水面積得設(shè)計流量。水力計算說明4. 根據(jù)設(shè)計流量求管徑、管道坡度和流速。水力計算說明（續(xù)）5. 根據(jù)設(shè)計流速求本管段得管內(nèi)雨水流行時間t2。6.起點埋深（1點）定為1.3m。1點地面標(biāo)高1點埋深1點管底標(biāo)高。1點管底標(biāo)高降落量2點管底標(biāo)高2點地面標(biāo)高2點管底標(biāo)高2點埋深各設(shè)計管段在高程上采用管頂平接。7.下游設(shè)計流量小于上游設(shè)計流量，則取上游設(shè)計流量作為下游管段得設(shè)計流量。四、四、 雨水徑流調(diào)節(jié)雨水徑流調(diào)節(jié) o 目的：目的： 將雨峰流量暫時蓄存在具有一定調(diào)節(jié)容量的溝道或水池等調(diào)節(jié)設(shè)施中，待雨峰流量過后，再從這些調(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

37、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。 o 方法：方法： (1)利用管渠本身的調(diào)節(jié)能力蓄洪，稱為管渠容量調(diào)洪法。約可節(jié)約管渠造價10左右； (2)建造人工調(diào)節(jié)池或利用天然洼地、池塘、河流等蓄洪，該法蓄洪能力可以很大，可有效地節(jié)約調(diào)節(jié)池下游管渠造價，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 雨水調(diào)節(jié)池設(shè)置形式雨水調(diào)節(jié)池設(shè)置形式o 調(diào)節(jié)池設(shè)計容積：切割洪峰部分流量。調(diào)節(jié)池設(shè)計容積：切割洪峰部分流量。o 根據(jù)前蘇聯(lián)學(xué)者的研究，建議采用下式計算：根據(jù)前蘇聯(lián)學(xué)者的研究，建議采用下式計算： 式中，式中，V調(diào)節(jié)池容積（調(diào)節(jié)池容積（m3）；）；Qmax 調(diào)節(jié)池上游干調(diào)節(jié)池上游干管設(shè)計流量（管設(shè)計流量（m3/s）；）；

38、tc 對應(yīng)于對應(yīng)于Qmax的設(shè)計降的設(shè)計降雨歷時（雨歷時（s）；）； 下游干管設(shè)計流量的降低系數(shù)，下游干管設(shè)計流量的降低系數(shù)，Q下游下游 / Qmax ；Q下游下游調(diào)節(jié)池下游出口干管設(shè)計流量（調(diào)節(jié)池下游出口干管設(shè)計流量（m3/s）。）。ctQVmax5 . 1)1 (Q1Q2Q4Q5Q3五、合流制管網(wǎng)設(shè)計與計算五、合流制管網(wǎng)設(shè)計與計算5.1 5.1 合流制管網(wǎng)適用條件和布置特點合流制管網(wǎng)適用條件和布置特點1. 完全合流制直排式合流制完全合流制直排式合流制 設(shè)計流量：設(shè)計流量： Qz = Qs + Qg + Qy = Qh + Qy 式中式中 Qz 完全合流制設(shè)計流量；完全合流制設(shè)計流量； Qs

39、 設(shè)計生活污水量；設(shè)計生活污水量； Qg 設(shè)計工業(yè)廢水量；設(shè)計工業(yè)廢水量； Qy 設(shè)計雨水量；設(shè)計雨水量； Qh 為生活污水量為生活污水量Qs和工業(yè)廢水量和工業(yè)廢水量 Qg之和。也稱為之和。也稱為旱流污水量。旱流污水量。 應(yīng)用條件：應(yīng)用條件：歷史早期小城鎮(zhèn)排水技術(shù)，污染嚴(yán)重，新建設(shè)項目中停止使用。已建系統(tǒng)改造截流或分流。2. 2. 污水截流式合流制排水系統(tǒng)污水截流式合流制排水系統(tǒng) 污水截流式工作過程：污水截流式工作過程：1 1）不降雨期間，收集和輸送污水至污水處理廠，經(jīng)處理后排放；）不降雨期間，收集和輸送污水至污水處理廠，經(jīng)處理后排放；2 2）降雨時，污水和雨水合流，雨水流量增加到）降雨時，污

40、水和雨水合流，雨水流量增加到時，經(jīng)溢時，經(jīng)溢流井排出，其余部分輸送至處理廠。流井排出，其余部分輸送至處理廠。 截流式合流制排水系統(tǒng)特點：截流式合流制排水系統(tǒng)特點：1 1）管線簡單，管渠總長度?。唬┕芫€簡單，管渠總長度?。? 2）截流管、提升泵站以及污水廠的設(shè)計）截流管、提升泵站以及污水廠的設(shè)計規(guī)模、埋深比分流制大。規(guī)模、埋深比分流制大。3 3）暴雨期間，污水溢入水體，造成污染；）暴雨期間，污水溢入水體，造成污染；4 4）晴天流速低，易在管底造成淤積；）晴天流速低，易在管底造成淤積；？污水截流式系統(tǒng)適用條件污水截流式系統(tǒng)適用條件（1 1）排水區(qū)域內(nèi)有充沛水體，混合污水排入后造成的污染程）排水區(qū)域

41、內(nèi)有充沛水體，混合污水排入后造成的污染程度在允許范圍內(nèi)；度在允許范圍內(nèi)；（2 2）老城區(qū)排水系統(tǒng)改造中，街道窄，管渠布置受到限制；）老城區(qū)排水系統(tǒng)改造中，街道窄，管渠布置受到限制；（3 3）地面坡度傾向水體，當(dāng)水體水位高時，岸邊不受淹沒。）地面坡度傾向水體，當(dāng)水體水位高時，岸邊不受淹沒。污水截流式系統(tǒng)布置污水截流式系統(tǒng)布置（1 1）管渠布置應(yīng)使所有服務(wù)面積上的生活污水、工業(yè)廢水和）管渠布置應(yīng)使所有服務(wù)面積上的生活污水、工業(yè)廢水和雨水以最短距離坡向水體；雨水以最短距離坡向水體；（2 2）沿水體岸邊布置溢流井）沿水體岸邊布置溢流井, ,使溢流混合污水順利通過溢流使溢流混合污水順利通過溢流井排入水體

42、。井排入水體。（3 3）必須合理地確定溢流井的數(shù)目和位置。）必須合理地確定溢流井的數(shù)目和位置。5.2 5.2 合流制排水管渠設(shè)計流量合流制排水管渠設(shè)計流量1 1溢流井上游管渠設(shè)計流量溢流井上游管渠設(shè)計流量143265式中式中 Qh 從溢流井截流的上游日平均旱流污水量（從溢流井截流的上游日平均旱流污水量（L/s）；）； Qh 溢流井下游納入的旱流污水量（溢流井下游納入的旱流污水量（L/s）；）； Qy 溢流井下游納入的設(shè)計雨水量（溢流井下游納入的設(shè)計雨水量（L/s）水體超過部分經(jīng)排放管排入雨水量旱流流量被截流雨水量截流倍數(shù),00hyhQnQQn2 2溢流井下游管渠設(shè)計流量溢流井下游管渠設(shè)計流量1

43、43265當(dāng)溢流井上游管段設(shè)計流當(dāng)溢流井上游管段設(shè)計流量超過溢流井下游管段截量超過溢流井下游管段截流能力后，混合污水從溢流能力后，混合污水從溢流井流入下游溢流管道。流井流入下游溢流管道。混合污水設(shè)計流量為：混合污水設(shè)計流量為：3 3溢流管道設(shè)計流量溢流管道設(shè)計流量 從溢流井溢出混合污水設(shè)計流量從溢流井溢出混合污水設(shè)計流量 1432652345.3 5.3 合流制排水管網(wǎng)水力計算要點合流制排水管網(wǎng)水力計算要點 1.1.合流制排水管道水力計算：合流制排水管道水力計算：1 1）溢流井上游合流管道計算；）溢流井上游合流管道計算；2 2）截流干管和溢流管道計算；）截流干管和溢流管道計算；3 3）截流井水力計算；）截流井水力計算； 4 4）晴天旱流校核。）晴天旱流校核。2.2.合流管道水力設(shè)計原則：合流管道水力設(shè)計原則：1 1）采用雨水管道設(shè)計參數(shù)；）采用雨水管道設(shè)計參數(shù)；2 2）雨水設(shè)計重現(xiàn)期應(yīng)比分流制提高）雨水設(shè)計重現(xiàn)期應(yīng)比分流制提高10一一25；3 3）設(shè)計方案需進(jìn)行旱流校核：流速滿足污水管渠最?。┰O(shè)計方案需進(jìn)行旱流校核：流速滿足污水管渠最小流速。當(dāng)不滿足時，修改管徑和坡度。流速。當(dāng)不滿足時，修改管徑和坡度。 3.3.溢流井設(shè)計溢流井設(shè)計溢流井形式：溢流井形式：1) 1) 截流槽式溢流井截流槽式溢