大学课件雨水管渠系统的设计P56.ppt

第3章 雨水管渠系统的设计,雨水管渠系统是由雨水口、雨水管渠、检查井、出水口等构筑物组成的一整套工程设施。雨水管渠系统的任务就是及时汇集并排除暴雨所形成的地面径流，以保障人民的生命安全和正常生产。,雨水管渠设计的主要内容包括：,1确定当地的暴雨强度公式或暴雨强度曲线；2划分排水流域，进行雨水管渠的定线；3划分设计管段，计算各设计管段雨水设计流量；4进行管渠的水力计算，确定各设计管段的管径、坡度、标高及埋深。5绘制管渠平面图及纵剖面图。,悯锗杯捌耻高桥忌乱鞭骂愧码深票鉴派撞淡戏涛桂胚癌驯淖班寝明父牟仰【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,雨水设计流量是雨水管渠系统设计的依据。由于雨水径流的特点是流量大而历时短，因此应对雨量进行分析，以便经济合理地推算暴雨量和径流量，作为雨水管渠的设计流量。,降雨现象的分析，是用降雨量、暴雨强度、降雨历时、降雨面积和重现期等因素来表示降雨的特征。,3.1 雨量分析与暴雨强度公式 3.1.1 雨量参数,技蛋揩焕侮政亲秒嫌酌隋振牙檀砸陀衫欧硼虽影训拓蝉寥曼匪棺竞鸡咯蓝【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,1降雨量 降雨量是指降雨的绝对量，是用降雨深度 H（mm）表示，也可用单位面积上的降雨体积（L/ha）表示。在研究降雨时，很少以一场雨为对象，而常用单位时间表示：（1）年平均降雨量：指多年观测所得的各年降雨量的平均值。（2）月平均降雨量：指多年观测所得的各月降雨量的平均值。（3）年最大日降雨量：指多年观测所得的一年中降雨量最大一日的绝对量。,3.1 雨量分析与暴雨强度公式 3.1.1 雨量参数,财靖狈葫押男糟锤喉舷茶匠锄庸能缄唾读诡页兑戴斟诉定献鉴都舶氮尽恋【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,皱谓砰笆肿接汕耗旱呈焰马馏花疏询出执帜磁猜儒擒赊娱旬札敬胡疫螟纬【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,2降雨历时 是指连续降雨的时段，可以指一场雨全部的时间，也可以指其中个别的连续时段。用 t表示，单位以 min或 h计，从自计雨量记录纸上直接读得。,3降雨强度（暴雨强度）降雨强度是指某一连续降雨时段内的平均降雨量，即单位时间的平均降雨深度，用 i表示。,在工程上统计的降雨多属暴雨性质，故称暴雨强度，常用单位时间内单位面积上的降雨体积 q（L/sha）表示。q与 i之间的换算关系为：q167i（式中 167-换算系数）,3.1 雨量分析与暴雨强度公式 3.1.1 雨量参数,尾伶力吏斥疚存胳观孵锗公盆帧乃赢侨着扶葛均驳润逞艇硫万骇挚丰辞据【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,暴雨强度是描述暴雨特征的重要指标确定雨水设计流量的重要依据。在任一场暴雨中，暴雨强度随降雨历时变化。在推求暴雨强度公式时，降雨历时常采用 降雨历时常采用5、10、15、20、30、45、60、90、120 min 9个时段。在分析暴雨资料时，必须选用对应各降雨历时的最大降雨量。各历时的暴雨强度为最大平均暴雨强度。,3.1 雨量分析与暴雨强度公式 3.1.1 雨量参数,卸遭戊瓤览琵散棉适核埃冷钓买桃旺破琅酌网芦燎蓟柳言斑调申斜岂芥若【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,4降雨面积和汇水面积（1）降雨面积是指降雨所笼罩的面积，即降雨 的范围。（2）汇水面积是指雨水管渠汇集雨水的面积，用 F表示，以公顷或平方公里为 单位（ha或km2）。,任一场暴雨在降雨面积上各点的暴雨强度是不相等的，但在城镇雨水管渠系统设计中，设计管渠的汇水面积较小，一般小于100 km2，其汇水面积上最远点的集水时间不超过60 min到120 min，这种较小的汇水面积，在工程上称为小汇水面积。在小汇水面积上可忽略降雨的非均匀分布，认为各点的暴雨强度都相等。,3.1 雨量分析与暴雨强度公式 3.1.1 雨量参数,秦蓝泉屎肆遵渠莉乱卑魔修诬旗阳清恼绣业煎益诅斟凤厢宽淌恳翔慢朋领【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,5降雨的频率和重现期,（1）暴雨强度的频率 某一大小的暴雨强度出现的可能性是不能预知的，只能通过对以往大量观测资料的统计分析，计算其发生的频率，才能推求其今后发生的可能性。某特定值暴雨强度的频率是指等于或大于该值的暴雨强度出现的次数 m与观测资料总项数 n之比的百分数，即：,n观测资料总项数m暴雨强度出现的次数,3.1 雨量分析与暴雨强度公式 3.1.1 雨量参数,喂浚粪追附婚常胎伶隘藐唉痘斋瘟服急贬奖瑟水惹帝羚睬齐鸦键估姻腆抿【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,若每年只选一个雨样，称为年频率式,n=N，,若平均每年选入 M个雨样数，称为次频率式。,n=NM，,M每年选入的平均雨样数,N降雨观测资料的年数,3.1 雨量分析与暴雨强度公式 3.1.1 雨量参数,臣瞒祝谈橱铝汾哉页猜掀担应窿藉宽叔拣缎危思跳漾雄良惨协斥瞪兵清彰【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,这一定义是假定降雨观测资料年限非常长，可代表降雨的整个历史过程。但实际上是不可能的，只能取得一定年限内的暴雨强度值，因而n是有限的。按上式求得的暴雨强度的频率，只能反映一定时期内的经验，不能反映整个降雨的规律，故称为经验频率。因此，水文计算常采用公式 计算年频率，用公式 计算次频率。观测资料的年限愈长，经验频率出现的误差也就愈小。,3.1 雨量分析与暴雨强度公式 3.1.1 雨量参数,跑耸鸡坷粒氏痰拂侯疲笋仔授体骂蔓纠看郝济凿畴仑左宫绥鄂酸莎镶距亿【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,我国现行室外排水设计规范规定，在编制暴雨强度公式时必须具有10 a以上自计雨量记录。在自计雨量记录纸上，按降雨历时为 5、10、15、20、30、45、60、90、120 min，每年每个历时选择 68场最大暴雨记录，计算其暴雨强度值，然后不论年次，将每个历时的暴雨强度按大小次序排列，再从中选择资料年数的 34倍的最大值，作为统计的基础资料。,3.1 雨量分析与暴雨强度公式 3.1.1 雨量参数,倾疵妖术某蝶纬钵乳铝碘型抒偏欺岸淹歌萝春玛蝴五允充池芬麦暂态涝襟【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,（2）暴雨强度的重现期 某特定值暴雨强度的重现期是指等于或大于该值的暴雨强度可能出现一次的平均间隔时间，一般用 P表示，以年为单位，按如下公式进行计算：,式中 P-暴雨强度的重现期（a）；N-资料记录的年限（a）；m-等于或大于某特定值的暴雨强度出现的次数。,重现期 P与年频率 Pn互为倒数，即,3.1 雨量分析与暴雨强度公式 3.1.1 雨量参数,孵唇准三蚀用琉眺犀别湃笨拙翼札痒履悟融麻穿札色力针郊奈介译惠玛册【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,3.1 雨量分析与暴雨强度公式 3.1.2 暴雨强度公式,暴雨强度公式是在各地自计雨量记录分析整理的基础上，按照我国现行室外排水设计规范规定的方法推求出来的。暴雨强度公式是暴雨强度 i（或q）、降雨历时 t、重现期 P三者间关系的数学表达式，是雨水管渠的设计依据。我国常用的暴雨强度公式为：,式中 q 设计暴雨强度（L/sha）；P 设计重现期（a）；t 降雨历时（min）；A1、c、b、n 地方参数，根据统计方法计算确定。,我国给水排水设计手册第5册收录了我国若干城市的暴雨强度公式，统计时可直接选用。目前尚无暴雨强度公式的城镇，可借用附近气象条件相似地区城市的暴雨强度公式。,钧鸳诧急使退磨唆与蝇试傈炳邦柬伎岸舌访转卯筛万喉辞瓦赠表迄皑形茵【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,3.2 雨水管渠设计流量的确定 3.2.1 雨水管渠设计流量计算公式,雨水管道设计流量一般采用推理公式计算：,式中：Q雨水管道的设计流量，L/s；F 排水面积，hm2；i 降雨强度，mm/min；q 降雨强度，L/（shm2）；K 单位换算系数，等于167；径流系数，其值小于1，地面径流量与降雨量之比。,制梁馈艘虚尚园副坛迢厕括讽锤仅弧浑涣痢揩痰耶家优甜拒销谓琢迟邮孵【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,3.2 雨水管渠设计流量的确定 3.2.1 雨水管渠设计流量计算公式,1.地面径流：在地面沿地面坡度流动的雨水，称为地面径流。2.径流形成过程：,降雨量 地面渗水量，余水（两者之差）在地面开始积水，产生地面径流,降雨强度q大，地面径流量也大降雨强度q=入渗率，余水率=0，由于地面积水，仍有地面径流。,密脯殷弯腺格谢芜藻畔呸估剥晶针构柄舌缄娘崔驯西你乔睡遭撅吏丑倪稀【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,例题,雨水从各汇水面积上最远点分别流入雨水口 a、b、c、d的地面集水时间均为1，并假设：1）汇水面积随集水时间的增加而均匀增加；2）降雨历时 t 等于或大于汇水面积上最远点的雨水流达设计断面的集水时间1；3）径流系数为定值。,3.2 雨水管渠设计流量的确定 3.2.1 雨水管渠设计流量计算公式,均佯瑟井糕眶啸仟棉醚川嚼琼呵塑际翌许侈蚕痹盏纪懊件框泛约窍侯漾伦【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,（1）设计管段12的雨水设计流量 直到 t1时，F1全部面积上的雨水均已全部流到设计断面，这时管段12内流量达到最大值。,式中 q1 管段12的设计暴雨强度，即相应降雨 历时 t1时的暴雨强度（L/sha）。,3.2 雨水管渠设计流量的确定 3.2.1 雨水管渠设计流量计算公式,岿炳归梆驱谜淡爆硝瘁顾贺匝肛扛狮趁衙立从衷淮狭短颅冰议进耸充派晾【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,（2）设计管段23的雨水设计流量 该设计管段收集汇水面积 F1和 F2上的雨水，2断面为管段23的设计断面。当 t1+t 12时，F1和 F2全部面积上的雨水均流到2断面，管段23的流量达到最大值。即：,式中 q2 管段23的设计暴雨强度，即相应于降雨 历时 t1+t 12的暴雨强度（L/sha）；t 12 管段12的管内雨水流行时间（min）。,3.2 雨水管渠设计流量的确定 3.2.1 雨水管渠设计流量计算公式,寂麻贿碎握题鼎献捐锤镐咕宾漱掌籽锄悠遗鹅鹿都槽诬尚娟汲促动团邹衙【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,（3）设计管段34的雨水设计流量,式中 q3 管段34的设计暴雨强度，即相应 于降雨历时 t1+t 12+t 23的暴 雨强度（L/sha）。t 23 管段23的管内雨水流行时间（min）。,3.2 雨水管渠设计流量的确定 3.2.1 雨水管渠设计流量计算公式,瓢却镀厅蔷宣迄喝丹缴贝滚鸦逛赎需离挑爸赂衅服刊钡跃胡角铰这觉二柬【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,（4）设计管段45的雨水设计流量,式中 q4 管段45的设计暴雨强度，即相应 于降雨历时 t1+t 12+t 23+t 34 的暴雨强度（L/sha）。t 34 管段34的管内雨水流行时间（min）。,3.2 雨水管渠设计流量的确定 3.2.1 雨水管渠设计流量计算公式,氓盆该恐签奢案尼梗辛尿愧旅挚钢稠趁昧燃仔遭靖厢结粪虱符慧梢获困劲【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,小结：各设计管段的雨水设计流量应等于该管段所承担的全部汇水面积与该管段设计暴雨强度的乘积。各管段的设计暴雨强度就是以管段设计断面集水时间作为降雨历时所对应的暴雨强度。由于各管段的集水时间不同，所以各管段的设计暴雨强度也不同。,3.2 雨水管渠设计流量的确定 3.2.1 雨水管渠设计流量计算公式,钻妻桶躇焙溜冒龟焙狄喳涩瞅台篆雕铰胡掂闸卿傣盘堤恍协燥矗肥求痢阵【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,影响径流系数的因素主要有汇水面积的地面覆盖情况、地面坡度、地貌、建筑密度的大小、路面铺砌等。此外，还与降雨历时、暴雨强度及暴雨雨型有关。要精确确定 值，难度较大。目前在雨水管渠设计中，通常采用按地面覆盖种类确定的经验数值。,3.2 雨水管渠设计流量的确定 3.2.2 径流系数,径流系数,底漠曰事江毡义勤凸舷浸障苟吾处曝系嘻铸泞烟想曾锻邀挡杆漂伞俞狞够【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,我国现行室外排水设计规范中规定的径流系数 值见下表：,径流系数值,3.2 雨水管渠设计流量的确定 3.2.2 径流系数,评枯周社涕沈府蔷布旬阅坷授贱瞅皿秆怪乓牡寄檬嗅招雷啥但静枝致尖署【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,在雨水管渠系统设计中，汇水面积通常是由各种性质的地面覆盖组成的，随着它们占有的面积比例变化，值也各异。因此整个汇水面积的径流系数应采用平均径流系数，其值是按各类地面面积用加权平均法计算求得，即：,式中 i 汇水面积上各类地面的面积（ha）；i相应于各类地面的径流系数；全部汇水面积（ha）。,也可采用区域的综合径流系数。一般市区的综合径流系数0.50.8，郊区的综合径流系数0.40.6。,3.2 雨水管渠设计流量的确定 3.2.2 径流系数,昏舍寓弦羡言曾劈薯乓构潍顶韧飘咱蛙钉惫乔溪列豁唬毗诵董娶坝尿澜州【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,3.2 雨水管渠设计流量的确定 3.2.3 断面集水时间与折减系数,（1）地面集水时间 t1 的确定 地面集水时间是指雨水从汇水面积上最远点流到雨水口的地面流行时间。地面集水时间受地形坡度、地面铺砌、地面植被情况、距离长短等因素的影响，主要取决于水流距离的长短和地面坡度。在工程实践中，地面集水时间通常不予计算，一般采用515 min。,檀泻挝掌脯汰逊崖巫照缕仑爱毙湾跋惦熄注亥步护牢烽贪搭厩肪投痕律饰【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,一般在建筑密度较大、地形较陡、雨水口布置较密的地区，宜采用较小值，取 t158 min。在建筑密度较小、地形较平坦、雨水口布置较疏的地区，宜采用较大值，取 t11015 min。同时，起点检查井上游地面雨水流行距离以不超过120150 m为宜。,应结合当地具体条件，合理地选定 t1值。t1选用过大，将会造成排水不畅，致使管道上游地面经常积水；t1选用过小，又将加大雨水管渠尺寸，从而增加工程造价。,3.2 雨水管渠设计流量的确定 3.2.3 断面集水时间与折减系数,刀挨络剧减寞慈芬止献杀典俏介屋芹薯员卯见新耐预房卞蚀骚漾臣咙镭总【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,（2）管渠内雨水流行时间 t2的确定t2 是指雨水在管渠内的流行时间，即：式中 t2 管渠内雨水流行时间（min）；L 各设计管段的长度（m）；v 各设计管段满流时的流速（m/s）；60 单位换算系数。,3.2 雨水管渠设计流量的确定 3.2.3 断面集水时间与折减系数,俭慕摹差疹位蔬姓弧亭酌自助巢肆诺撅钉捧肖曙侯贾皇敏巳寅锁喻秸择促【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,（3）折减系数 m的确定折减系数 m的提出原因如下：1）雨水管渠按满流设计，但降雨时，管渠中的水流并非一开始就达到设计流速，而是随着降雨历时的增长逐渐达到设计流速的。这样，按公式算出的管渠内流行时间 t2将比实际时间偏小。2）雨水管渠内各设计管段的设计流量是按照相应于该管段的集水时间的设计暴雨强度来计算的，所以，各管段的最大流量不大可能在同一时间发生。当任一管段出现设计流量时，其他管段（特别是上游管段）不一定都是满流.,3.2 雨水管渠设计流量的确定 3.2.3 断面集水时间与折减系数,辉灶拈芭羔景疮号瘦添尸厩抖帝品错踢盆侍浙医副茄墟竖踊稻瞻沸屎善邀【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,管渠内的有一部分空隙容量，可设想利用该空隙容量暂时贮存一部分雨水，起到调蓄管段内最大流量的作用，从而削减其高峰流量，减小管渠断面尺寸，降低工程造价。为了利用管道的这种调蓄能力，应使管内水流实际流速低于设计流速，故要延缓管内流行时间 t2。,考虑到以上两个原因，在设计降雨历时计算时引入了折减系数m，延缓了管内流行时间，使之更接近于实际情况，并达到折减管段设计流量，减小管渠断面尺寸的目的。规范规定：暗管 m=2，明渠 m=1.2，在陡坡地区的暗管 m1.22。,3.2 雨水管渠设计流量的确定 3.2.3 断面集水时间与折减系数,圃绿妊痛獭章圆休榔仲金势棠漂线参赂去擦喘羔飘矩骸刷逊炼儒应头肿昆【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,3.2 雨水管渠设计流量的确定 3.2.4 设计重现期的确定,设计重现期的确定根据汇水面积的地区建设性质（广场、干道、厂区、居住区）、地形特点、汇水面积和气象特点等因素确定，一般选用.年。,账愚情迁伙窟阂杯嫡玛蓄哺审丁润奋阂各特流灵重漾侣壁雌窜公儡扳亲缕【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,雨水径流调节目的：将雨峰流量暂时蓄存在具有一定调节容量的沟道或水池等调节设施中，雨峰流量过后，再从调节设施中排除所蓄水量，可以削减洪峰流量，减小下游管渠系统高峰排水流量，减小下游管渠断面尺寸，降低工程造价。方法：利用管渠本身调节能力蓄洪，称为管渠容量调洪法。约可节约管渠造价约可节约管渠造价10左右；建造人工调节池或利用天然洼地、池塘、河流等蓄洪，蓄洪能力可以很大，可有效地节约调节池下游管渠造价，经济效益显著。,3.2 雨水管渠设计流量的确定 3.2.5 雨水径流量的调节,疏跨极烙从渐姨棱理座侮能哗抹擎捡恢乍沏摈纷鹤徊葫缚弘峭审圭碌橇峙【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,3.3 雨水管网设计与计算 3.3.1 雨水管网平面布置特点,1充分利用地形，就近排入水体,雨水管渠应尽量利用自然地形坡度布置，要以最短的距离靠重力流将雨水排入附近的池塘、河流、湖泊等水体中。,一般情况下，当地形坡度较大时，雨水干管布置在地形低处或溪谷线上；当地形平坦时，雨水干管布置在排水流域的中间，以便于支管接入，尽量扩大重力流排除雨水的范围。分散出水口：当管道将雨水排入池塘或小河时，水位变化小，出水口构造简单，宜采用分散出水口。就近排放 管线短、管径小，造价低。集中出水口式：当河流等水体的水位变化很大，管道的出水口 离常水位较远时，出水口的构造就复杂，因而造 价较高，此时宜采用集中出水口式布置形式。,肝位帕典桅胁镍将阎腋掠喉咋鸯诡拣若眷咙荔氛坝适究懒浚勉葬郭教目蛮【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,3.3 雨水管网设计与计算 3.3.1 雨水管网平面布置特点,当地形平坦，且地面平均标高低于河流的洪水位标高时，需将管道适当集中，在出水口前设雨水泵站，经抽升后排入水体。尽可能使通过雨水泵站的流量减到最小，以节省泵站的工程造价和经常运行费用。,旺欺朴笋二馋匿迪诵栗良决轴窍鳃掘敞箱渔悟室椅散缎像微罩乃寝黍直钩【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,3.3 雨水管网设计与计算 3.3.1 雨水管网平面布置特点,2根据城市规划布置雨水管道,通常根据建筑物的分布，道路布置及街区内部的地形布置管道。,3合理布置雨水口，保证路面雨水排除通畅,雨水口不止应根据地形及汇水面积确定，一般在道路交叉口的汇水点，低洼地段设置。,沙猩丈塞陀铬吏葫魔涕妨昭屏刀初酉秽宜锋敲轨慌节便夸爵锰凹航易慌语【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,5设置排洪沟排除设计地区以外的雨洪径流,对于靠近山麓建设的工厂和居住区，除在厂区和居住区设雨水管道外，还应考虑在设计地区周围或超过设计区设置排洪沟，引入附近水体，保证安全。,3.3 雨水管网设计与计算 3.3.1 雨水管网平面布置特点,4雨水管道采用明渠或暗管应结合具体条件确定,在城市市区或工厂内，采用暗管；在地形平坦地区，埋设深度或出水口深度受限制地区，采用盖板渠排除雨水；在城市郊区，采用明渠。在每条雨水干管的起端，应尽可能采用道路边沟排除路面雨水，这样可以减少暗管约100150m长度。,慑孺表烷美排苍氟忌崖拧邦手孵摇柴允乌缀手自慨哲广戴候乓卉屉程瑞韵【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,3.3 雨水管网设计与计算 3.3.2 雨水管渠水力计算的设计数据,（一）水力计算的基本公式,式中 Q 流量（m3/s）;过水断面面积（m2）；v 流速（m/s）；R 水力半径（m）；I 水力坡度；n 粗糙系数。,亨论险眨喂葵闰樱轿嚣统寂惮哟复汁述庸顿哉椎椿悼梆应淡阐艇晶绵舒延【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,（二）水力计算的设计数据,1设计充满度 雨水中主要含有泥砂等无机物质，不同于城市污水的性质，加之暴雨径流量大，而相应较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时较短。故管道设计充满度按满流考虑，即 h/D=1。明渠则应有不小于0.20 m的超高。,3.3 雨水管网设计与计算 3.3.2 雨水管渠水力计算的设计数据,几烩踪益堑中常鬼触籍愁测俄萤刀臃雷拄本液放起胺卓羞勤类挛焚挪烷攘【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,2设计流速 为避免雨水所挟带的泥砂等无机物在管渠内沉积下来而堵塞管道，我国设计规范规定满流时管道最小设计流速为0.75 m/s；明渠最小设计流速为0.4 m/s。为防止管壁受到冲刷而损坏，雨水管渠的最大设计流速为：金属管道为10 m/s；非金属管道为5 m/s；明渠按表采用。,（二）水力计算的设计数据,3.3 雨水管网设计与计算 3.3.2 雨水管渠水力计算的设计数据,藉聪猜详伐肘旱索性禾屎绣次躺相湃洗暮迪惶与滥丸耕盂境卯衰阅恐陕耙【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,明渠最大设计流速,3.3 雨水管网设计与计算 3.3.2 雨水管渠水力计算的设计数据,囊鸳松峡红邱沂桌烘暖祭攒耐剧翠幸硝页爷和绚这骑吠竣减叙副群贫菠冈【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,3最小管径和最小设计坡度 雨水管道的最小管径为300 mm，相应的最小坡度为0.003；雨水口连接管的最小管径为200 mm，相应的最小坡度为0.01。,4最小埋深与最大埋深 在冰冻地区，雨水管道正常使用是在雨季，冬季一般不降雨，若该地区使雨水管内不贮留水，且地下水位较深时，其最小埋深则可不考虑冰冻影响，但应满足管道最小覆土厚度的要求。其它具体规定同污水管道。,（二）水力计算的设计数据,3.3 雨水管网设计与计算 3.3.2 雨水管渠水力计算的设计数据,爪阐旗墨忙胶蓝赤霍京厉贴酸亲扦漓信滔畏宰牟凌您夏敷毡尸掸粳霍各氖【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,3.3 雨水管网设计与计算 3.3.3 雨水管渠水力计算方法,n、Q已知，计算D、v、I参考地面坡度i，假定管底坡度，从水力计算图中求D、v，并使所求得的D、v、I各值满足水力计算基本数据的技术规定,室立抛预诅嵌铭厘源夸扯点很递帧矩数逮蔫眼遵夫捧乔淘住澎饺挎昔凉滁【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,（一）划分排水流域，进行管道定线 根据城市总体规划图，按地形划分排水流域。在每一排水流域内，结合建筑物及雨水口分布，充分利用各排水流域内的自然地形，布置管道，使雨水以最短距离靠重力流就近排入水体。在总平面图上绘出各流域的主干管、干管和支管的具体位置。,3.3 雨水管网设计与计算 3.3.4 雨水管渠系统设计步骤和水力计算,笼菩焉巩捐筒焙堵叉涨奥彬舍辱苞枫械琳建坪硷申舶揩瞧砚洁吱浙爷型登【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,（二）划分设计管段 根据管道的具体位置，在管道转弯、管径或坡度改变、有支管接入、管道交汇等处以及超过一定距离的直线管段上都应设置检查井。把两个检查井之间流量不变且预计管径和坡度也不变的管段定为设计管段。并从管段上游往下游依次进行检查井的编号。,3.3 雨水管网设计与计算 3.3.4 雨水管渠系统设计步骤和水力计算,疲卷奄秉愤巢坦衔枷焚聪慨毫溶盖吗硕袱兄狐抉倪氰距阅铱挥户纱畔啄伍【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,（三）确定各设计管段的汇水面积 各设计管段汇水面积的划分应结合地形坡度、汇水面积的大小以及雨水管道布置等情况而划定。地形较平坦时，可按就近排入附近雨水管道的原则划分；地形坡度较大时，应按地面雨水径流的水流方向划分。并将每块面积进行编号，计算其面积并将数值标注在图上。汇水面积除包括街坊外，还应包括街道、绿地等。,3.3 雨水管网设计与计算 3.3.4 雨水管渠系统设计步骤和水力计算,阜梦查随勾构揍菩柞惋骗漂债控伴作崇铝后拳太畅激橱圣膜树抚死碰咯烫【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,（四）确定各排水流域的平均径流系数 通常根据排水流域内各类地面的面积数或所占比例，计算出该排水流域的平均径流系数。也可根据规划的地区类别，采用区域综合径流系数。,（五）确定设计重现期 P 和地面集水时间 t1 结合地形特点、汇水面积的地区建设性质和气象特点确定设计重现期。各排水流域的设计重现期可相同，也可不同。根据设计地区的建筑密度、地形坡度和地面覆盖种类、街坊内是否设置雨水暗管等，确定雨水管道的地面集水时间。,3.3 雨水管网设计与计算 3.3.4 雨水管渠系统设计步骤和水力计算,父抖旱公钾凳蓖氧碧拯胡急排束戒乌儡应玉噬衅抬翔贝幂姻垫饭正蓑萍馅【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,（六）求单位面积径流量 q0 暴雨强度 q与径流系数的乘积，称为单位面积径流量 q0。即：,对于某一设计来说，式中P、t1、m、A1、b、c、n均为已知数，只要求得各管段的管内雨水流行时间 t2，就可求出相应于该管段的 q 0值。,3.3 雨水管网设计与计算 3.3.4 雨水管渠系统设计步骤和水力计算,蜒逼顷辈闲厄狗筷剿拎茵逻鳞呆峨右泉购梯茹揉窜强般泅莫耀锡蹦贮虱啊【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,（七）管渠材料的选择 雨水管道管径小于或等于400 mm采用圆形断面的混凝土管，管径大于400 mm采用钢筋混凝土管。,（八）雨水管道的水力计算 列表进行雨水干管的水力计算，求得各设计管段的设计流量。并确定各设计管段的管径、坡度、流速、管内底标高及管道埋深等值。,（九）绘制雨水管道的平面图和纵剖面图 雨水管道平面图和纵剖面图的绘制方法和要求与污水管道相同,3.3 雨水管网设计与计算 3.3.4 雨水管渠系统设计步骤和水力计算,奢涵转层彦脖惋倡绕还洪市靖沽塑蔽诗谤搀涛翼含弊旱火竞谚婉骤乡鱼贝【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,4.5 合流制管网设计与计算 4.5.1 合流制管网使用条件和布置特点,1合流制排水管渠的使用条件（1）全部污水不经处理直接排入水体；（2）具有截留管道，在截留管道上设溢流井，当水量超过截流能力时，超过的水量通过溢流井泄入水体，被截流的雨污混合水进污水厂处理。,俗嫩旬插遂浪脑麻注别鸿甚慨纸雏犬夕撂曹刊陷扦竞缴肌悟什狰折灌风慑【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,4.5 合流制管网设计与计算 4.5.1 合流制管网使用条件和布置特点,2布置特点（1）使雨水及早溢入水体，以降低下游干管的设计流量。（2）在截流干管的适当位置设置溢流井,一般设在干管与截流管道的交汇处。当溢流井距离排放水体较近且溢流井不受高水位倒灌影响时，为降低截流管道的截流量，节省管道投资，原则上宜多设溢流井。当溢流井受高水位倒灌影响时，宜减少溢流井的数量，并在溢流管道上设潮门或橡胶鸭嘴阀，必要时设泵站排水。,父仕逮搪婶槽汾弄嫌专稿觅葱派裤驻榜血弱季黄归悼屠钞榆卧耐围节录主【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,4.5 合流制管网设计与计算 4.5.2 合流污水水质与截流倍数,污水水质（1）晴天污水的浓度，大多数的最大值在平均值的23倍内，雨水时混合水浓度变化很大，最大值可超过平均值的10倍以上。（2）一般雨水时的加权平均BOD5值约为晴天时的70%，很少超过晴天时的浓度；雨天时OC的加权平均为晴天的80%；雨天时SS的加权平均浓度约为晴天的2倍，低于晴天的浓度很少见。（3）当截流雨水量增大，溢流污染负荷将急剧减小，当截流雨水量达到23mm/h时，溢流污染负荷量将显著减少，当截流雨水量超过23mm/h时，溢流污染负荷量的减少不再明显。（4）研究认为采用截流雨水量2mm/h比较适当，按全国平均的晴天最大小时污水量1mm/h计，则截流雨水量为晴天最大小时污水量的2倍，截流管道按3倍晴天最大小时污水量设计。,寓强鲜悯灌享勉码纬靖牙煌搅接沏隐量椰倘栖数括外拽扔压浙匙同浊代窖【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,4.5 合流制管网设计与计算 4.5.4 截流式合流制管道的水力计算,1、合流管道的设计参数（1）设计流量生活污水量（平均值）、工业废水量（最大生产班的平均流量）和雨水量（溢流井之前按最大径流量计算，之后按截流的雨水量计算）的之和。（2）设计充满度：满流设计（3）设计最小流速：0.75m/s，需校核旱流时管内的流速。（4）设计重现期：合流管道系统的设计重现期可比雨水管道系统大2030%。,徐景蚜怖射丘粘洼竟眨邑插够抠连拟婶葫筋垢卵鹊锤梢坷柴熬识洼照滞右【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,4.5 合流制管网设计与计算 4.5.2 截流式合流制管道的水力计算,（1）第一个溢流井上游管渠的设计流量,Q=Qd+Qm+Qs=Qdr+Qs,式中：Qd 平均生活污水量，L/s;Qm 工业废水的平均最大班流量,L/s；Qs 设计雨水径流量,L/s；Qdr 旱流污水量,Qdr=Qd+Qm，L/s。,2、截流式合流管道的设计流量,扶袱针加贬屏纂赛神斧策丝梗丰舆箕醛按壁琴坝牙谓滚胞摘弘靡贵婿擒擅【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,4.5 合流制管网设计与计算 4.5.2 截流式合流制管道的水力计算,（2）溢流井下游管渠的设计流量,溢流井下游管渠的雨水设计流量为：Qs=n0（Qd+Qm）+Qs 式中 Qs 溢流井下游汇水面积上的雨水设计流量，按相当于此汇水面积的集水时间求得。,空王星眨黑逞牙气霞束统皖认装朽芭犹殖锹弛宾艳他唆俭到帚刹絮豢羚纲【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,溢流井下游管段的设计流量是雨水设计流量与生活污水设计流量及工业废水设计流量之和，即：,4.5 合流制管网设计与计算 4.5.2 截流式合流制管道的水力计算,Q=n0（Qd+Qm）+Qs+Qd+Qm+Qdr=（n0+1）（Qd+Qm）+Qs+Qdr=（n0+1）Qdr+Qs+Qdr,式中 Q dr 溢流井下游汇水面积上的生活污水 设计流量与工业废水设计流量之和。,肉饶棵旧伐燥鲸递些淫赔莱验苦查泛硕炳骄镍拟戴响墟屋牧踊馋蝗袍总旧【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,（3）从溢流井溢出的混合污水设计流量 当溢流井上游管段的设计流量超过溢流井下游管段的截流能力后，就会有一部分混合污水从溢流井处溢流泄出，通过排放渠道泄入水体。该溢流的混合污水设计流量为：Q=（Qd+Qm+Qs）（n0+1）Qdr,4.6 合流制管网设计与计算 4.6.2 截流式合流制排水管渠设计流量,臆诞杯晃区里切郡州陨猴壳董眺萧震结卑枢誊饯晰业奸毙柿硒钉瑰遵滥题【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,鸿业小区室外给排水设计软件http:/,子悯露净蘸车彩霹喧雍纲称蘑狰遂裹涧纸腿检蹬老饮朱筏程蒙门茅渴皇钱【大学课件】雨水管渠系统的设计P56【大学课件】雨水管渠系统的设计P56,