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1、第四章 城镇雨水沟道的设计 第一节雨水径流量的估算第一节雨水径流量的估算第二节雨水径流量的调节第二节雨水径流量的调节第三节城镇雨水沟道的设计第三节城镇雨水沟道的设计 第四节雨水泵站的设计第四节雨水泵站的设计 第五节合流沟道系统的设计第五节合流沟道系统的设计 第一节第一节雨水径流量的估算雨水径流量的估算 一、雨量参数：1、降雨历时 指连续降雨的时段。（t min）2、降雨量 一段时间内降落在某一面积上的总水量。3、降雨强度（雨率）:某一降雨历时内的平均降雨量。深度h（mm）表示方式1hm2面积上的降雨量（m3h-1m-2）i=h/t（mm min-1）q=K i=166.7 i（Ls-1hm-2
2、）表示方式我国常用的暴雨强度公式形式：我国常用的暴雨强度公式形式：q:q:设计暴雨强度，设计暴雨强度，L/(L/(shasha)；P P：设计重现期，：设计重现期，a a；t:t:降雨历时，降雨历时，minmin；A A1 1、c c、b b、n n：地方参数。：地方参数。例：南京例：南京 雨量参数：洪水的大小50年一遇100年一遇洪水重现期50年100年频率2%（0.02）1%（0.01）频率：单位时间内某一降雨强度的降雨出现的次数。重现期：某一降雨强度的降雨出现一次的时间。4、降雨强度的频率和重现期 推理公式：雨水沟道设计流量一般采用推理公式计算：式中：qv雨水沟道的设计流量，L/s；A
3、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。二、雨水沟道设计流量的估算：降雨分析、降雨记录的整理雨水沟道设计流量的估算设计降雨强度的确定雨水沟道设计流量的估算设计降雨历时的确定 设计降雨历时：以排水面积中最远的一点到集水点的雨水流行时间作为设计降雨历时。雨水沟道设计流量的估算设计重现期的确定 雨水沟道设计流量的估算径流系数的确定 影响径流系数的因素：地面的透水性、地面坡度、降雨情况（久雨和暴雨）。径流系数常采用面积内各类地面的径流系数的加权平均值。估算步骤：应用推理公式确定雨水沟道的设
4、计流量时：排水面积的值精度较高；径流系数的值很难精确，且随城市的建设而变动；降雨强度设计值的确定，随意性很大；重现期的选用富有随意性；地面集水时间富有随意性。雨水沟道口径的决定同经济考虑有密切关系，不太可能避免溢流，如果溢流问题考虑周到，雨水沟道可以小些。讨论 第二节雨水径流量的调节第二节雨水径流量的调节有可能降低整个沟系的造价 由于雨水流量大，沟槽长，下游沟道的雨水流量尤其大，设置调节池，可使下游沟道的设计流量减小，降低下游沟系的造价，而且做调节池的造价要比沟管省，故有可能降低整个沟系的造价。能使雨水沟道的设计有较大的灵活性 如今后在所在的汇水区域上大量造房，会使不透水面积增加，从而使径流量
5、剧增，一般很少有可能再重新排管，此时若能设置一个调节池，将上游的流量引入调节池，洪峰过后再排入下游管道，则可使下游沟道仍能使用，从而解决该技术矛盾。能改善合流制管系暴雨时的溢流水水质 由于合流制沟管在遇到暴雨时，会有大量溢流水产生，而溢流的水中含有相当的生活污水和工业废水，水质较差，若能在截流式合流制的溢流井后面设置调节池，并对进入调节池的溢流污水进行处理后再将其排入水体，就能使最终排入水体的溢流水的水质得到改善。雨水径流调节池的作用调节池的最佳设计位置选择 尽可能利用当地的地形条件，如水库、池塘、河流等。应专门建设。一般位置：汇流点。在有池塘、河床可以利用，或有洼池可以建池的情况下，往往可以
6、调节径流量，以减小其下游的沟道口径。调节池构造 流槽式泵汲式 溢流堰式调节池常用的布置形式 溢流堰式 流槽式泵汲式第三节城镇雨水沟道的设计第三节城镇雨水沟道的设计 1、充分利用地形，就近排入水体2、尽量避免设置雨水泵站3、结合街区及道路规划4、结合城市竖向规划5、合理开辟水体6、雨水口的设置一、雨水沟道设计及布置的原则 二、雨水沟道系统的平面布置 雨水口的设置位置，要配合道路边沟，在道路交叉口处，雨水不应漫过路面。陡坡地区:为避免因沟道坡度太陡，设跌水窨井等特殊构筑物，使干沟与等高线斜交，以适当减少干沟坡度。受地形影响 平坦地区:为避免干沟埋深过大，增加造价，干沟应设在流域的中部，以减少两侧支
7、沟长度。根据城市规划和建设情况，考虑利用河湖水体与洼地调蓄雨水，把地形条件、地下水位以及原有的和规划的地下设施、施工条件等因素综合考虑，合理布置，分期建设，逐步完善。布置原则 沟系定线 雨水沟系常沿道路铺设，设在道路中线的一侧，与道路相平行，尽量在快车道以外。受道路交通影响 管道按满流设计，明沟应留超高，不小于管道按满流设计，明沟应留超高，不小于0.2m0.2m。最小设计流速为最小设计流速为0.75m/s0.75m/s，明沟为明沟为0.4 m/s0.4 m/s。管道可不考虑最大流速，明沟的最大流速按下页管道可不考虑最大流速，明沟的最大流速按下页表采用。表采用。最小管径最小管径300mm300m
8、m，最小坡度最小坡度0.0030.003；雨水口连接；雨水口连接管管径管管径200mm200mm，最小坡度最小坡度0.010.01。雨水沟道流速公式。雨水沟道流速公式。管段衔接一般用管顶平接，当条件不利时也可用管段衔接一般用管顶平接，当条件不利时也可用管底平接。管底平接。最小覆土厚度，在车行道下时，一般不小于最小覆土厚度，在车行道下时，一般不小于0.7m0.7m，基础应设在冰冻线以下。基础应设在冰冻线以下。在直线管段上窨井的最大间距。在直线管段上窨井的最大间距。三、雨水沟道水力学设计的准则三、雨水沟道水力学设计的准则四、雨水沟道水力学设计步骤步骤1：划分流域与沟道定线，确定雨水流向步骤2：划分
9、设计沟段与沿线汇水面积 步骤5：进行水力学计算步骤4：确定沟道的最小埋深步骤3：确定雨量参数的设计值 第四节雨水泵站的设计第四节雨水泵站的设计 雨水泵的选择入流沟道流量的入流沟道流量的120%设计流量设计流量 轴流泵和混流泵轴流泵和混流泵 雨水泵选择雨水泵选择出水量大扬程小出水量大扬程小雨水泵特点雨水泵特点另需装设小流量离心式污水泵另需装设小流量离心式污水泵或小型的轴流泵，以节约电能或小型的轴流泵，以节约电能 合流泵站合流泵站满足最大设计流量的要求，满足最大设计流量的要求，同时考虑雨水径流量的变化同时考虑雨水径流量的变化选型要求选型要求 一般不宜少于一般不宜少于23台，最好选台，最好选用同一型
10、号，可不设备用泵用同一型号，可不设备用泵 台数及型号台数及型号 进水池的设计进水池的设计有效容积设有效容积设计要求：不计要求：不小于最大一小于最大一台泵的台泵的30s出水量出水量 调节池：雨水沟调节池：雨水沟道的断面一般很道的断面一般很大，敷设坡度较大，敷设坡度较小，故将沟道本小，故将沟道本身作为备用调节身作为备用调节池来利用池来利用进水池的设计应进水池的设计应使进水均等地流使进水均等地流向每台水泵，必向每台水泵，必要时可以设置导要时可以设置导流壁或椎，以防流壁或椎，以防涡流的形成涡流的形成 按水泵轮轴按水泵轮轴安装的位置安装的位置 竖式竖式卧式卧式 斜式斜式雨水泵站的布置雨水泵站的布置干室干
11、室 湿室湿室 按泵组间按泵组间是否浸水是否浸水 中层：中层：水泵间水泵间特点：检修方便，卫生条特点：检修方便，卫生条件好，因电动机间干燥，件好，因电动机间干燥，运行条件好，造价较高运行条件好，造价较高特点：结构简单，造价较低，吸水特点：结构简单，造价较低，吸水口处易发生漩涡，设备的拆装、检口处易发生漩涡，设备的拆装、检修和维护较为不便，室内的电器修和维护较为不便，室内的电器设备容易受潮，卫生条件较差设备容易受潮，卫生条件较差下层：吸下层：吸水室，连水室，连进水池进水池上层：电上层：电动机间动机间下层：连进水池下层：连进水池（水泵浸于水中）（水泵浸于水中）上层：上层：电机间电机间雨水泵站的布置雨
12、水泵站的布置第五节合流沟道系统的设计第五节合流沟道系统的设计 一、合流沟道系统的适用条件与布置特点一、合流沟道系统的适用条件与布置特点合流沟合流沟道系统道系统 具有截流沟道，在截流沟道上具有截流沟道，在截流沟道上设溢流井，当水量超过截流能力时，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，超过的水量通过溢流井泄入水体，被截流的水予以适当处理。被截流的水予以适当处理。全部污水不经处理直接排入水全部污水不经处理直接排入水体，对水体污染大，在环境保护上体，对水体污染大，在环境保护上已不容许采用。已不容许采用。截流式合流沟道在沟系造价上投资较省，截流式合流沟道在沟系造价上投资较省，沟系
13、养护较简单。沟系养护较简单。地下管线可减少，不存在雨水管与污水管地下管线可减少，不存在雨水管与污水管的误接问题。的误接问题。合流制污水处理厂的造价比分流制污水厂合流制污水处理厂的造价比分流制污水厂高，处理养护也较复杂。高，处理养护也较复杂。截流式合流制在卫生上比分流制差，环境截流式合流制在卫生上比分流制差，环境污染较大。污染较大。截流式合流沟道与分流制系统相比的优缺点截流式合流沟道与分流制系统相比的优缺点1、使用条件、使用条件（1 1）排水区域内有一处或多处水源充沛的水）排水区域内有一处或多处水源充沛的水体，其流量和流速都足够大。体，其流量和流速都足够大。（2 2）街道横断面较窄，沟道的设置位
14、置受到）街道横断面较窄，沟道的设置位置受到限制时。限制时。（3 3）地面有一定的坡度倾向水体）地面有一定的坡度倾向水体2、截流式合流制沟道系统的布置特点、截流式合流制沟道系统的布置特点（1 1）沟道的布置应能收集所有废水，并能以）沟道的布置应能收集所有废水，并能以可能的最短距离排向水体。可能的最短距离排向水体。（2 2）布置截流干沟（平行岸边）及溢流井。）布置截流干沟（平行岸边）及溢流井。（3 3）合理确定溢流井的数目和位置。）合理确定溢流井的数目和位置。（4 4）只有当雨水不能沿地面排泄时，才考虑）只有当雨水不能沿地面排泄时，才考虑布置合流沟道。布置合流沟道。截流式合流沟道的水力学计算截流式
15、合流沟道的水力学计算合合流流沟沟道道的的设设计计标标准准按设计流量计算按最大生产班内的设计流量计算溢流井上游的沟段：按最大径流量计算溢流井下游的沟段：按被截流的雨水量计算按设计流量满流计算0.75m/s，另需校核旱流时沟内流速应比同一情况下的雨水沟道设计适当提高生活污水量工业废水量 雨水量 设计流量设计流量 设计充满度设计充满度设计最小流速设计最小流速设计重现期设计重现期1、合流制排水沟道的水力计算内容包括：、合流制排水沟道的水力计算内容包括：（1 1）溢流井上游合流沟道的计算；）溢流井上游合流沟道的计算；（2 2）截流干沟和溢流井的计算；）截流干沟和溢流井的计算；截流倍数截流雨水量截流倍数截
16、流雨水量/晴天平均污水量晴天平均污水量 （3 3）晴天旱流情况校核。）晴天旱流情况校核。2、截流式合流沟道的设计流量（、截流式合流沟道的设计流量（）（1 1）第一个溢流井上游沟道的设计流量）第一个溢流井上游沟道的设计流量 q qV V=q qVsVs+q qVgVg+q qVyVy=q qVhVh+q qVyVy q qVhVh：旱流污水量：旱流污水量q qVhVh=q qVsVs+q qVgVg，L/sL/s。二、截流式合流制沟道的水力学计算二、截流式合流制沟道的水力学计算（2 2）溢流井下游沟道的设计流量）溢流井下游沟道的设计流量 q qV V=(n=(n0 0+1)+1)q qVhVh+q qVhVh+q qVyVy n n0 0：截流倍数；：截流倍数；q qVhVh：溢流井以后的污水设计流量：溢流井以后的污水设计流量 q qVyVy：溢流井以后汇水面积的设计雨水：溢流井以后汇水面积的设计雨水径流量。径流量。3、溢流井水力学设计、溢流井水力学设计 堰口高程、堰口长度堰口高程、堰口长度