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1、7.1 雨水管网布置1充分利用地形，就近排入水体（1）基本原则：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。（2）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。第1页/共66页2尽量避免设置雨水泵站 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。第2页/共66页3根据城市规划布置雨水管道 通常应根据建筑物的分布，
2、道路布置及街坊或小区内部的地形，出水口的位置等布置雨水管道，使街坊或小区内大部分雨水以最短距离排入街道低侧的雨水管道。雨水干管的平面和竖向布置应考虑与其它地下管线 和构筑物在相交处相互协调，以满足其最小净距的要求。市区内如有可利用的池塘、洼地等，可考虑雨水的调蓄。在有连接条件的地方，可考虑两个管 渠系统之间的连接。第3页/共66页v 雨水管道应平行道路敷设，宜布置在人行道或绿化带下，不宜布置在快车道下，以免积水时影响交通或维修管道时破坏路面。当道路大于40 m时，应考虑在道路两侧分别设置雨水管道。第4页/共66页4采用明渠或暗管的选择 （1）暗管：在城市市区或厂区内，由于建筑密度高，交 通量大
3、，一般采用暗管排除雨水。特点-卫生条件好、不影响交通，造价高。（2）明渠：在城市郊区，建筑密度较低，交通量较小的地方，一般考虑采用明渠。特点-造价低；但明渠容易淤积，孳生蚊蝇，影响环境卫生，且明渠占地大，使道路的竖向规划和横断面设计受限，桥涵费用也增加。在地形平坦、埋设深度或出水口深度受限制的地区，可采用暗渠（盖板渠）排除雨水第5页/共66页5合理布置雨水口，保证路面雨水顺畅排除 雨水口的布置应根据地形和汇水面积确定，以使雨水不致漫过路口。一般在道路交叉口的汇水点、低洼地段均应设置雨水口。此外，在道路上每隔2550 m也应设置雨水口。第6页/共66页 此外，在道路路面上应尽可能利用道路边沟排除
4、雨水，为此，在每条雨水干管的起端，通常利用道路边沟排除雨水，从而减少暗管长度约100150 m，降低了整个管渠工程的造价。第7页/共66页6雨水出水口的布置（1）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。分散出水口。就近排放管线短、管径小，造价低。（2）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集中出水口式布置形式。第8页/共66页7排洪沟的设置 对于傍山建设的城市和厂矿企业，为了消除洪水的影响，除在设计地区内部设置雨水管道外，尚应考虑在设计地区周围或超过设计地区设
5、置排洪沟，以拦截从分水岭以内排泄下来的洪水，并将其引入附近水体，以保证城市和厂矿企业的安全。第9页/共66页7.2 雨水管网设计与计算 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。第10页/共66页1 1确定当地的暴雨强度公式或暴雨强度曲线；确定当地的暴雨强度公式或暴雨强度曲线；2 2划分排水流域，进行雨水管渠的定线；划分排水流域，进行雨水管渠的定线；3 3划分设计管段，计算各设计管段雨水设计流量；划分设计管段，计算各设计管段雨水设计流量；4 4进行管渠的水力计算，确定各
6、设计管段的管径、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。坡度、标高及埋深。5 5绘制管渠平面图及纵剖面图。绘制管渠平面图及纵剖面图。一、雨水管渠设计的主要内容包括一、雨水管渠设计的主要内容包括第11页/共66页二、雨量分析与暴雨强度公式二、雨量分析与暴雨强度公式 雨水设计流量是雨水管渠系统设计的依据。由于雨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。水管渠的设计流量。（一）雨
7、量分析：降雨现象的分析，是用降雨量、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。表示降雨的特征。第12页/共66页 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。第13页/共66页 2 2降雨历时降雨历时 是指连续降
8、雨的时段，可以指一场雨全部的时间，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。用也可以指其中个别的连续时段。用 t t表示，单位以表示，单位以 minmin或或 h h计，从自计雨量记录纸上直接读得。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。第14页/共66页（mm/min）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。第15页/共66页 暴雨强度是描述暴雨特
9、征的重要指标，也是确定雨水设计流量的重要依据。在任一场暴雨中，暴雨强度是随降雨历时变化的。所取的降雨历时长，则与该历时相对应的暴雨强度将小于短历时对应的暴雨强度。在推求暴雨强度公式时，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。由于在各降雨历时内每个时刻的暴雨强度也是不同的，所以计算出的各历时的暴雨强度称为最大平均暴雨强度。第16页/共66页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
10、）。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。第17页/共66页 5降雨的频率和重现期（1 1）暴雨强度的频率）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，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。
11、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某特定值暴雨强度的频率是指等于或大于该值的暴是指等于或大于该值的暴雨强度出现的次数雨强度出现的次数 mm与观测资料总项数与观测资料总项数 n n之比的百分之比的百分数，即：数，即：%n n观测资料总项数观测资料总项数mm暴雨强度出现的次数暴雨强度出现的次数 第18页/共66页若每年只选一个雨样，称为年频率式若每年只选一个雨样，称为年频率式 n n=NN，NN降雨观测资料的年数降雨观测资料的年数 若平均每年选入若平均每年选入 MM个雨样数，称为次频率式。个雨样数，称为次频率式。n n=NNMM，M每年选入的平均雨样数 第19页/共66页 这
12、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。第20页/共66页 我国现行我国现行室外排水设计规范室外排水设计规范规定，在编制暴雨规定，在编制暴雨强度公式时必须具有强度公式时必须具有10 a10 a以上自计雨量记录。在自计以上自计雨量记录。在自计雨量记录纸上，按降雨历时为雨量记录纸上，按降雨历时为 5 5、1010
13、、1515、2020、3030、4545、6060、9090、120 min120 min，每年每个历时选择，每年每个历时选择 6 68 8场最大暴雨记录，计算其暴雨强度值，然后不论年次，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资料年数的 3 34 4倍的最大值，作为统计的基础资料。倍的最大值，作为统计的基础资料。第21页/共66页（2 2）暴雨强度的重现期）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
14、平均间隔时间，一般用暴雨强度可能出现一次的平均间隔时间，一般用 P P表表示，以年为单位，按如下公式进行计算：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，即第22页/共66页（二）暴雨强度公式（二）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，按照我国现行的基础上，按照我国现行室外排水设计规范室外排水设计规范规规定的方法推求出来的。定的方法推求出来的。暴雨强度公式是暴雨强度暴雨强度公式是暴雨强度 i i（或（
15、或q q）、降雨历时）、降雨历时 t t、重现期、重现期 P P三者间关系的数学表达式，是雨水管渠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：的设计依据。我国常用的暴雨强度公式为：第23页/共66页式中 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。第24页/共66页三、雨水管网设计流量计算三、雨水管网设计流量计算（一）地面径流与径流系
16、数（一）地面径流与径流系数（一）地面径流与径流系数（一）地面径流与径流系数1地面径流：在地面沿地面坡度流动的雨水，称为地面径流。雨水管渠就是收集雨水地面径流量。2径流系数 降雨量降雨量 地面渗水量，余水（两者之差）在地面地面渗水量，余水（两者之差）在地面 开始积水，产生地面径流开始积水，产生地面径流第25页/共66页降雨强度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。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
17、面覆盖种类确定的经验数值。第26页/共66页 我国现行我国现行室外排水设计规范室外排水设计规范中规定的径流系数中规定的径流系数 值见下表：值见下表：径流系数值地面种类值各种屋面、混凝土和沥青路面0.90大块石铺砌路面和沥青表面处理的碎石路面0.60级配碎石路面0.45干砌砖石和碎石路面0.40非铺砌土路面0.30公园或绿地0.15第27页/共66页 在雨水管渠系统设计中，汇水面积通常是由各种性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，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值也各异。因此整个汇
18、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：算求得，即：式中式中 i i 汇水面积上各类地面的面积（汇水面积上各类地面的面积（haha）；）；i i相应于各类地面的径流系数；相应于各类地面的径流系数；全部汇水面积（全部汇水面积（haha）。）。第28页/共66页 也可采用区域的综合径流系数。一般市区的综合也可采用区域的综合径流系数。一般市区的综合径流系数径流系数0.50.50.80.8，郊区的综合径流系数，郊区的综合径流系数0.40.40.60.6。（二）（二）断面集水时间与折减系数断面集水时间与折减系数1 1
19、集水时间集水时间指雨水从汇水面积上最远点流到设指雨水从汇水面积上最远点流到设 计的管道断面所需时间。（计的管道断面所需时间。（minmin）2 2 式中式中 设计降雨历时（设计降雨历时（minmin）；）；t t1 1 地面集水时间（地面集水时间（minmin）；）；t t2 2 管渠内雨水流行时间（管渠内雨水流行时间（minmin）；）；m m 折减系数。折减系数。第29页/共66页（1 1）地面集水时间）地面集水时间 t t1 1 的确定的确定 地面集水时间地面集水时间是指雨水从汇水面积上最远点流到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。雨水口的地面流行时间。地面集水时间受地形
20、坡度、地面铺砌、地面植被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，一般采用间通常不予计算，一般采用5 515 min15 min。第30页/共66页 一般在建筑密度较大、地形较陡、雨水口布置较密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，取的地区，宜采用较小值，取 t t1 15 58 min8 min。在建筑密度较小、地形较平坦、雨水口布置较疏的在建筑密度较小、地形较平坦、雨水口布
21、置较疏的地区，宜采用较大值，取地区，宜采用较大值，取 t t1 1101015 min15 min。同时，起点检查井上游地面雨水流行距离以不超过同时，起点检查井上游地面雨水流行距离以不超过120120150 m150 m为宜。为宜。应结合当地具体条件，合理地选定应结合当地具体条件，合理地选定 t t1 1值。值。t t1 1选用过大，将会造成排水不畅，致使管道上游地面经选用过大，将会造成排水不畅，致使管道上游地面经常积水；选用过小，又将加大雨水管渠尺寸，从而增加常积水；选用过小，又将加大雨水管渠尺寸，从而增加工程造价。工程造价。第31页/共66页（2 2）管渠内雨水流行时间）管渠内雨水流行时间
22、 t t2 2的确定的确定t t2 2 是指雨水在管渠内的流行时间，即：是指雨水在管渠内的流行时间，即：t t2 2 L/60v L/60v 式中式中 t t2 2 管渠内雨水流行时间（管渠内雨水流行时间（minmin）；）；L L 各设计管段的长度（各设计管段的长度（mm）；）；v v 各设计管段满流时的流速（各设计管段满流时的流速（m/sm/s）；）；60 60 单位换算系数。单位换算系数。第32页/共66页（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
23、管渠内流行时间 t2将比实际时间偏小。第33页/共66页2 2）雨水管渠内各设计管段的设计流量是按照相应）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，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（特别是上游管段）不一定都是满流.管渠内的有一部分空隙容量，可设想利用该空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，起到调蓄管段内隙容量暂时贮存一部分雨水
24、，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设计流速，故要延缓管内流行时间 t t2 2。第34页/共66页 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。第35页/共66页四例题四例
25、题第36页/共66页 雨水从各汇水面积上最远点分别流入雨水口雨水从各汇水面积上最远点分别流入雨水口雨水从各汇水面积上最远点分别流入雨水口雨水从各汇水面积上最远点分别流入雨水口 a a a a、b b b b、c c c c、d d d d的地面集水时间均为的地面集水时间均为的地面集水时间均为的地面集水时间均为1 1 1 1，并假设：，并假设：，并假设：，并假设：1 1 1 1）汇水面积随集水时间的增加而均匀增加；）汇水面积随集水时间的增加而均匀增加；）汇水面积随集水时间的增加而均匀增加；）汇水面积随集水时间的增加而均匀增加；2 2 2 2）降雨历时）降雨历时）降雨历时）降雨历时 t t t t
26、 等于或大于汇水面积上最远点等于或大于汇水面积上最远点等于或大于汇水面积上最远点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的雨水流达设计断面的集水时间的雨水流达设计断面的集水时间的雨水流达设计断面的集水时间1 1 1 1；3 3 3 3）径流系数）径流系数）径流系数）径流系数为定值。为定值。为定值。为定值。第37页/共66页（1 1 1 1）设计管段）设计管段）设计管段）设计管段1 1 1 12 2 2 2的雨水设计流量的雨水设计流量的雨水设计流量的雨水设计流量 直到直到直到直到 t t t t1 1 1 1时，时，时，时，F F F F1 1 1 1全部面积上的雨水均已全部全部面
27、积上的雨水均已全部全部面积上的雨水均已全部全部面积上的雨水均已全部流到设计断面，这时管段流到设计断面，这时管段流到设计断面，这时管段流到设计断面，这时管段1 1 1 12 2 2 2内流量达到最大值。内流量达到最大值。内流量达到最大值。内流量达到最大值。（L/s）式中式中式中式中 q q q q1 1 1 1 管段管段管段管段1 1 1 12 2 2 2的设计暴雨强度，即相应的设计暴雨强度，即相应的设计暴雨强度，即相应的设计暴雨强度，即相应降雨历时降雨历时降雨历时降雨历时 t t t t1 1 1 1时的暴雨强度时的暴雨强度时的暴雨强度时的暴雨强度（L/shaL/shaL/shaL/sha）。
28、）。）。）。第38页/共66页（2 2 2 2）设计管段设计管段设计管段设计管段2 2 2 23 3 3 3的雨水设计流量的雨水设计流量的雨水设计流量的雨水设计流量 该设计管段收集汇水面积该设计管段收集汇水面积该设计管段收集汇水面积该设计管段收集汇水面积 F F F F1 1 1 1和和和和 F F F F2 2 2 2上的雨水，上的雨水，上的雨水，上的雨水，2 2 2 2断面为管段断面为管段断面为管段断面为管段2 2 2 23 3 3 3的设计断面。的设计断面。的设计断面。的设计断面。当当当当 t t t t1 1 1 1+t t t t 1 1 1 12 2 2 2时，时，时，时，F F
29、F F1 1 1 1和和和和 F F F F2 2 2 2全部面积上的雨水全部面积上的雨水全部面积上的雨水全部面积上的雨水均流到均流到均流到均流到2 2 2 2断面，管段断面，管段断面，管段断面，管段2 2 2 23 3 3 3的流量达到最大值。即：的流量达到最大值。即：的流量达到最大值。即：的流量达到最大值。即：（L/s）式中式中式中式中 q q q q2 2 2 2管段管段管段管段2 2 2 23 3 3 3的设计暴雨强度，即相应于降雨历时的设计暴雨强度，即相应于降雨历时的设计暴雨强度，即相应于降雨历时的设计暴雨强度，即相应于降雨历时 t t t t1 1 1 1+t t t t 1 1
30、1 12 2 2 2的暴雨强度（的暴雨强度（的暴雨强度（的暴雨强度（L/shaL/shaL/shaL/sha）；）；）；）；t t t t 1 1 1 12 2 2 2管段管段管段管段1 1 1 12 2 2 2的管内雨水流行时间（的管内雨水流行时间（的管内雨水流行时间（的管内雨水流行时间（minminminmin）。）。）。）。第39页/共66页（3 3 3 3）设计管段设计管段设计管段设计管段3 3 3 34 4 4 4的雨水设计流量的雨水设计流量的雨水设计流量的雨水设计流量 （L/s）式中式中式中式中 q q q q3 3 3 3 管段管段管段管段3 3 3 34 4 4 4的设计暴雨强
31、度，即相应于的设计暴雨强度，即相应于的设计暴雨强度，即相应于的设计暴雨强度，即相应于降雨历时降雨历时降雨历时降雨历时 t t t t1 1 1 1+t t t t 1 1 1 12 2 2 2+t t t t 2 2 2 23 3 3 3的的的的暴雨强度（暴雨强度（暴雨强度（暴雨强度（L/shaL/shaL/shaL/sha）。）。）。）。t t t t 2 2 2 23 3 3 3 管段管段管段管段2 2 2 23 3 3 3的管内雨水流行时间的管内雨水流行时间的管内雨水流行时间的管内雨水流行时间（minminminmin）。）。）。）。第40页/共66页（4 4 4 4）设计管段）设计管段
32、）设计管段）设计管段4 4 4 45 5 5 5的雨水设计流量的雨水设计流量的雨水设计流量的雨水设计流量 （L/s）式中式中式中式中 q q q q4 4 4 4 管段管段管段管段4 4 4 45 5 5 5的设计暴雨强度，即相应于的设计暴雨强度，即相应于的设计暴雨强度，即相应于的设计暴雨强度，即相应于降雨历时降雨历时降雨历时降雨历时 t t t t1 1 1 1+t t t t 1 1 1 12 2 2 2+t t t t 2 2 2 23 3 3 3+t t t t 3 3 3 34 4 4 4的暴雨强度（的暴雨强度（的暴雨强度（的暴雨强度（L/shaL/shaL/shaL/sha）。）。
33、）。）。t t t t 3 3 3 34 4 4 4 管段管段管段管段3 3 3 34 4 4 4的管内雨水流行时间的管内雨水流行时间的管内雨水流行时间的管内雨水流行时间（minminminmin）。）。）。）。第41页/共66页 各设计管段的各设计管段的雨水设计流量应等于该管段所承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。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。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，所以各管段的设计由于各
34、管段的集水时间不同，所以各管段的设计暴雨强度也不同。暴雨强度也不同。第42页/共66页五、雨水管渠设计参数五、雨水管渠设计参数（一）水力计算的基本公式（一）水力计算的基本公式（一）水力计算的基本公式（一）水力计算的基本公式式中式中式中式中 Q Q Q Q 流量（流量（流量（流量（m m m m3 3 3 3/s/s/s/s）;过水断面面积（过水断面面积（过水断面面积（过水断面面积（m m m m2 2 2 2）；）；）；）；v v v v 流速（流速（流速（流速（m/sm/sm/sm/s）；）；）；）；R R R R 水力半径（水力半径（水力半径（水力半径（m m m m）；）；）；）；I I
35、 I I 水力坡度；水力坡度；水力坡度；水力坡度；n n n n 粗糙系数。粗糙系数。粗糙系数。粗糙系数。第43页/共66页（二）水力计算的设计数据（二）水力计算的设计数据（二）水力计算的设计数据（二）水力计算的设计数据 1 1设计充满度设计充满度 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，即流考虑，即 h h/D D=1=1。明渠则应有不小于。明渠则应有不小
36、于0.20 m0.20 m的超的超高。高。第44页/共66页 2 2设计流速设计流速 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下来而堵塞管道，我国设计规范规定满流时管道最最小设计流速小设计流速为为0.75 m/s0.75 m/s；明渠最小设计流速为；明渠最小设计流速为0.4 0.4 m/sm/s。为防止管壁受到冲刷而损坏，雨水管渠的为防止管壁受到冲刷而损坏，雨水管渠的最大设最大设计流速计流速为：金属管道为为：金属管道为10 m/s10 m/s；非金属管道为；非金属管道为5 m/s5 m/s；明渠按表采用。；明
37、渠按表采用。第45页/共66页明渠最大设计流速明渠最大设计流速明渠最大设计流速明渠最大设计流速明渠类别明渠类别最大设计最大设计流速流速（m/sm/s）明渠类别明渠类别最大设最大设计流速计流速（m/sm/s）粗砂或低塑性粘土粗砂或低塑性粘土粉质粘土粉质粘土粘土粘土石灰岩或中砂岩石灰岩或中砂岩0.80.81.01.01.21.24.04.0草皮护面草皮护面干砌块石干砌块石浆砌块石或浆砌砖浆砌块石或浆砌砖混凝土混凝土1.61.62.02.03.03.04.04.0第46页/共66页3 3最小管径和最小设计坡度最小管径和最小设计坡度 雨水管道的最小管径为雨水管道的最小管径为300 mm300 mm，相
38、应的最小坡，相应的最小坡度为度为0.0030.003；雨水口连接管的最小管径为；雨水口连接管的最小管径为200 mm200 mm，相应的最小坡度为，相应的最小坡度为0.010.01。4 4最小埋深与最大埋深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，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。同污水管道。第
39、47页/共66页第八章 排水管渠及附属构筑物 排水管渠的断面形式要求 静力学上，具有一定的抗荷载能力，坚固稳定，抗压抗折，不破裂、不变形 水力学上，尽可能大的排水能力，不淤积，不沉淀 经济上，造价低 管理维护上，便于疏通、清洗 第48页/共66页排水管渠的断面形式 圆形半椭圆形马蹄形水力特性好排水能力大抗压能力强便于预制节省材料 抗压能力强节省材料用于污水流量大且变化小管径大于2m 高度小于宽度可减小埋深造价低、易淤积适用大流量、变化小、出水位置受限制 第49页/共66页排水管渠的断面形式 矩形水力条件差可现场预制适用于排洪沟等明渠或路面狭窄地区 梯形只适用于明渠 蛋形下部窄流量小时流速也较大
40、不淤积清通养护方便 第50页/共66页排水管渠材料的要求 具有一定的强度，抗压抗折 抗冲刷、耐磨损 有抗腐蚀，浸蚀能力 不透水 内壁光滑、阻力小 货源充足、价格便宜 第51页/共66页常用的排水管渠 混凝土和钢筋混凝土管陶土管金属管砖石浆砌或钢混大型管渠石棉水泥管其他管渠,包括木管,竹管,塑料管,玻璃钢管等第52页/共66页(1)混凝土和钢筋混凝土管 优点：制造方便，成本低，抗压能力强，适用于大管径 缺点：抗酸、碱和浸蚀能力低；抗渗透性能低；管节 短，接头多，施工困难；重量大，搬运不便 乘插式企口式平口式第53页/共66页(2)陶土管特点：内外壁光滑；不透水性能好，耐磨损、抗腐蚀；强度低，抗压
41、抗折能力差，管径较小，一般在300mm以下适用条件：居民区室外排水管、工业废水中 第54页/共66页(3)金属管(钢管 和铸铁管)特点：成本高，较少采用；抗高压、抗渗透能力强；内壁光滑，阻力小；长度大，接头少；抗酸、碱腐蚀和抗地下水浸蚀能力低，需作防腐处理适用条件：震区，对渗透要求高的地区 第55页/共66页特点：现场浇筑，抗压、抗震、抗腐蚀能力强，无法预制适用条件：大管径，管径大于2.0m(4)砖石浆砌或钢混大型管渠(5)石棉水泥管特点：表面光滑、不透水；抗腐蚀性强；重量轻；质脆，易折断，不耐磨损(6)其他管渠:木,竹,塑料,玻璃钢等第56页/共66页管渠材料的选择管渠材料应尽可能就地取材，
42、便于供应和运输考虑管材的造价根据输送水质情况，进行比较选择考虑管材的适用条件第57页/共66页排水管渠接口的要求 足够的强度 不透水 抗腐蚀、浸蚀 具有一定的弹性 排水管渠接口的分类柔性接口：允许有3-5mm的纵向交错或较小的角度。适用于地基 软硬不一、受力不均匀，震区等地。但施工复杂，造 价高。如沥青卷材、橡胶圈刚性接口：不允许有相对的位移。适用于地基条件好的地区，施 工简单，应用广泛，如水泥砂浆接口半柔半刚性接口：介于柔性和刚性之间，如石棉水泥接口 第58页/共66页排水管渠基础的组成管道管座基础垫层地基第59页/共66页排水管渠基础的种类砂土基础 适用于土壤条件非常好、无地下水的地区，管
43、道直径小于600mm，管顶覆土厚度在0.7-2.0m之间的管道，不在车行道下的次要管道及临时性管道。混凝土枕基 建在管道接口处。适用于土壤条件较好、无地下水的地区，是一局部基础。混凝土带形基础 沿管道全长敷设。适用土壤条件差、震区、重要管道处。按管座的形式，分为90度、135度、180度三种管座基础 第60页/共66页排水管渠附属构筑物-雨水口雨水口的作用:收集雨水的构筑物雨水口的组成进水箅:通常为铸铁制，也有混凝土制。一般一个平箅雨水口可排泄1520L/s的地面径流量。进水箅设在道路交叉口、低洼地、路侧边沟等处，间距2550m 井筒:通常采用砖砌结构，或钢筋混凝土浇制，深度小于1.0m。其形
44、式有带沉泥井的和不带沉泥井的两种 连接管:连接管的管径大于200mm，坡度大于0.01，长度小于25m。在同一连接管上雨水口的个数不多于3个 第61页/共66页排水管渠附属构筑物-检查井 为了便于对管道进行检查和清通，必须设置检查井。检查井一般设在管渠交汇、转弯、管渠尺寸或坡度改变、跌水等处以及相隔一定距离的直线管渠上 检查井的组成井底:基础为卵石、碎石或混凝土浇筑，井底为半圆形或弧形，水力条件好，减小阻力 井身:砖砌结构，水泥砂浆抹面。通常为圆形，在大管径交汇处，可用矩形、扇形 井盖:为铸铁或混凝土制。为防止雨水流入，通常高于地面 第62页/共66页排水管渠附属构筑物-倒虹管 穿越河流、洼地
45、、铁路、地下构筑物时，需按下凹的折线方式敷设管道，称为倒虹管。倒虹管由进水井、下行管、平行管、上行管和出水井组成 倒虹管设计时注意事项 进水井应设事故排出口，堵塞时污水有出路 倒虹管与河流等障碍物尽量垂直布置，减小距离 倒虹管布置时，一般并列设置两条 倒虹管与河床底的垂直距离不小于0.5m第63页/共66页防止倒虹管淤积措施 设计流速规定为1.21.5m/s，最小不能小于0.9m/s 在进水井设置冲洗措施，冲洗流速大于1.2m/s 进入进水井前，应设置沉积槽 上行与下行管与水平夹角不应大于30度 最小管径为200mm 在进水井中设置闸门，以调节流量 在虹吸管内设置防沉装置第64页/共66页作作 业业1.城市给水系统由哪些部分组成？2.排水系统的体制有哪几种？各有何特点？3给水管网布置的基本形式有几种？论述各自特点？4简要说明排水管网的布置形式及各自特点？5污水管道在检查井中的衔接方法有哪几种？衔接原则 是什么？6污水管道为何按非满流设计？7.雨量分析包括哪几个要素？各自的含义是什么？8.城市给水排水工程总体规划包括哪些内容？第65页/共66页感谢您的观看。第66页/共66页