雨水管网设计和计算.pptx

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1、城市排水管道系统设计与施工城市管线共同沟示意图雨水总管施工小区排水管道第1页/共59页雨水管渠设计主要内容1 1 1 1确定当地暴雨强度公式或暴雨强度曲线；确定当地暴雨强度公式或暴雨强度曲线；2 2 2 2划分排水流域，进行雨水管渠定线；划分排水流域，进行雨水管渠定线；3 3 3 3划分设计管段，计算管段雨水设计流量；划分设计管段，计算管段雨水设计流量；4 4 4 4管渠水力计算，确定设计管段的管径、坡度、管渠水力计算，确定设计管段的管径、坡度、标高及埋深；标高及埋深；5 5 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。第2页/共59页10101 1 雨量分析与暴雨强度公式雨量分

2、析与暴雨强度公式10.1.1 10.1.1 10.1.1 10.1.1 雨量分析降雨过程分析雨量分析降雨过程分析：降雨的特征：降雨的特征 降雨量降雨量 暴雨强度暴雨强度 降雨历时降雨历时 降雨面积降雨面积 降雨重现期降雨重现期第3页/共59页1 1降雨量降雨量降雨量：单位时间内的降雨水量，用降雨深度单位时间内的降雨水量，用降雨深度 H H H H（mmmmmmmm）或单位面积上的降雨体积（）或单位面积上的降雨体积（L/haL/haL/haL/ha）表示。）表示。（1 1 1 1）年最大日降雨量年最大日降雨量：指多年观测所得的一年中降指多年观测所得的一年中降雨量最大一日的绝对量。雨量最大一日的绝

3、对量。（2 2 2 2）年平均降雨量年平均降雨量：指多年观测所得的各年降雨量指多年观测所得的各年降雨量的平均值。的平均值。（3 3 3 3）月平均降雨量月平均降雨量：指多年观测所得的各月降雨量指多年观测所得的各月降雨量的平均值。的平均值。第4页/共59页中国年平均降雨量分布第5页/共59页降雨量记录第6页/共59页2 2 2 2降雨历时降雨历时连续降雨的时段，可以指一场雨的全部时间，也可以指其连续降雨的时段，可以指一场雨的全部时间，也可以指其中某一连续时段。用中某一连续时段。用t t t t表示，单位以表示，单位以 min min min min 或或 h h h h 计。计。3 3 3 3降

4、雨强度（暴雨强度）降雨强度（暴雨强度）（1 1 1 1）单位时间的平均降雨深度，用）单位时间的平均降雨深度，用 i i i i 表示：表示：（mm/minmm/min）（2 2）单位时间内单位面积上的降雨体积：q q 0.001 m x 10000 m 0.001 m x 10000 m 2 2 x 1000 x 1000 /60/60 167 i167 i（L/shaL/sha）第7页/共59页暴雨强度描述暴雨特征的重要指标确定雨水设计流量的重描述暴雨特征的重要指标确定雨水设计流量的重要依据。要依据。在任一场暴雨中，在任一场暴雨中，暴雨强度随降雨历时变化暴雨强度随降雨历时变化。在推求暴雨强度

5、公式时，降雨历时常采用在推求暴雨强度公式时，降雨历时常采用5 5 5 5、10101010、15151515、20202020、30303030、45454545、60606060、90909090、120 min 9120 min 9120 min 9120 min 9个时段。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。降雨量。各历时的暴雨强度为最大平均暴雨强度。第8页/共59页5 5降雨频率（1 1 1 1）暴雨强度的频率观测资料的统计分析）暴雨强度的频率观测资料的统计分析 某一特定暴雨强度

6、的某一特定暴雨强度的频率是指等于或大于该值的暴雨是指等于或大于该值的暴雨强度出现的次数强度出现的次数 m m m m与观测资料总项数与观测资料总项数 n n n n之比的百分数，之比的百分数，即：即：%第9页/共59页若每年只选一个雨样，称为若每年只选一个雨样，称为年频率年频率 n n n n=N N N N，NNNN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 M M M M个雨样数，称为个雨样数，称为次频率次频率n n n n=N N N NM M M M，MM每年选入的平均雨样数；第10页/共59页暴雨强度的重现期（2 2 2 2）暴雨强度的重现期）暴雨强度的重现

7、期 重现期重现期 P P P P与年频率与年频率 PnPnPnPn互为倒数，即互为倒数，即第11页/共59页某市不同历时的暴雨强度第12页/共59页10101 12 2 暴雨强度公式暴雨强度公式：暴雨强度公式：暴雨强度暴雨强度 i i i i（或（或q q q q）降雨历时降雨历时 t t t t 重现期重现期 P P P P 三者的关系数学表达式。三者的关系数学表达式。暴雨强度公式编制暴雨强度公式编制 室外排水设计规范室外排水设计规范：编制暴雨强度公式，必须具有编制暴雨强度公式，必须具有10 10 10 10 年以上自计雨量记录。年以上自计雨量记录。按降雨历时按降雨历时 5 5 5 5、10

8、101010、15151515、20202020、30303030、45454545、60606060、90909090、120 120 120 120 minminminmin，每年每个历时选，每年每个历时选 6 6 6 68 8 8 8场最大暴雨记录，计算其暴场最大暴雨记录，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，从中选择资料年数的次序排列，从中选择资料年数的 3 3 3 34 4 4 4倍的最大值，作为倍的最大值，作为统计的基础资料。统计的基础资料。第13页/共59页我国常用暴雨强度公式式中式中 q q q q

9、 设计暴雨强度（设计暴雨强度（L/shaL/shaL/shaL/sha）；）；P P P P 设计重现期（设计重现期（a a a a）；）；t t t t 降雨历时（降雨历时（minminminmin）；）；A A A A1 1 1 1、c c c c、b b b b、n n n n 地方参数，根据统计方法计地方参数，根据统计方法计算确定。算确定。给水排水设计手册给水排水设计手册第第5 5 5 5册收录了我国若干城市的暴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公式的城镇，可

10、借用附近气象条件相似地区城市的暴雨强度公式。雨强度公式。第14页/共59页部分城市暴雨强度公式参数第15页/共59页10.1.3 10.1.3 降雨面积、汇水面积和小汇水面积（1 1 1 1）降雨面积）降雨面积是指降雨所笼罩的面积，即降雨的是指降雨所笼罩的面积，即降雨的范围。范围。（2 2 2 2）汇水面积）汇水面积是指雨水管渠汇集雨水的面积，用是指雨水管渠汇集雨水的面积，用 F F F F表示，以公顷或平方公里为单位（表示，以公顷或平方公里为单位（hahahaha或或kmkmkmkm2 2 2 2）。）。在城镇雨水管渠系统设计中，设计管渠的汇水面积较在城镇雨水管渠系统设计中，设计管渠的汇水面

11、积较小，一般小于小，一般小于100 km100 km100 km100 km2 2 2 2，其汇水面积上最远点的集水，其汇水面积上最远点的集水时间不超过时间不超过60 min60 min60 min60 min到到120 min120 min120 min120 min，这种较小的汇水面积，这种较小的汇水面积，在工程上称为在工程上称为小汇水面积小汇水面积。在小汇水面积上可忽略降。在小汇水面积上可忽略降雨的非均匀分布，认为雨的非均匀分布，认为各点的暴雨强度都相等。各点的暴雨强度都相等。第16页/共59页10102 2 雨水管网设计流量计算10102 21 1 地面径流与径流系数1 1 1 1）地

12、面径流：）地面径流：在地面沿地面坡度流动在地面沿地面坡度流动的雨水，称为地面径流。的雨水，称为地面径流。2 2 2 2）径流系数：）径流系数：降雨量降雨量 地面渗水量，地面渗水量，余水（两者之差）在地面开始积水，余水（两者之差）在地面开始积水，产生地面径流。产生地面径流。第17页/共59页降雨强度降雨强度q q q q大，地面径流量也大；大，地面径流量也大；降雨强度降雨强度q=q=q=q=入渗率，余水率入渗率，余水率=0=0=0=0，由于地面积水，仍有由于地面积水，仍有地面径流。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、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、

13、地貌、建筑密度的大小、路面铺砌等。此外，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。还与降雨历时、暴雨强度及暴雨雨型有关。目前在雨水管渠设计中，通常采用按地面覆盖种类确定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。的经验数值。第18页/共59页径流系数 值（室外排水设计规范）地面种类值值各种屋面、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19页/共59页汇水面积的径流系数应采用平均径流系数，其值是按各汇水面积的径流系数应采

14、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：类地面面积用加权平均法计算求得，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（hahahaha）；）；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（hahahaha）。）。也可采用也可采用区域综合径流系数区域综合径流系数。一般市区的综合径流系数。一般市区的综合径流系数0.50.50.50.50.80.80.80.8，郊区，郊区0.40.40.40.40.60.60.60.6。第20页/共59页城市区域综合径流系数表 第21页/共59页10102 22 2 断面集水时

15、间与折减系数 集水时间集水时间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（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（minminminmin）。）。式中式中 t t t t1 1 1 1 地面集水时间（地面集水时间（minminminmin）；）；t t t t2 2 2 2 管渠内雨水流行时间（管渠内雨水流行时间（minminminmin）；）；m m m m 折减系数容积利用系数。折减系数容积利用系数。第22页/共59页地面集水时间t1视距离长短、地形坡度和地面覆盖情况而定，一般采用515min；折减系数m的取值如下：暗管的折减系数m=2；明渠折减系数ml.2；而在陡坡地

16、区，采用暗管时的折减系数 m1.22。地面集水时间t t1 1第23页/共59页（1 1）地面集水时间 t t1 1 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雨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。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。长短和地面坡度。地面集水时间通常不予计算，一般采用地面集水时间通常不予计算，一般采用5 5 5 515 min15 min15 min15 min。第

17、24页/共59页暴雨强度公式上海市上海市上海市上海市:A=17.812,C=14.668,b=10.472,n=0.792.(41:A=17.812,C=14.668,b=10.472,n=0.792.(41:A=17.812,C=14.668,b=10.472,n=0.792.(41:A=17.812,C=14.668,b=10.472,n=0.792.(41年数据）年数据）年数据）年数据）t=5 10 15 20 25 30 60 t=5 10 15 20 25 30 60 t=5 10 15 20 25 30 60 t=5 10 15 20 25 30 60 120120120120P=

18、1 q=336 296 226 196 174 156 100 P=1 q=336 296 226 196 174 156 100 P=1 q=336 296 226 196 174 156 100 P=1 q=336 296 226 196 174 156 100 62626262P=2 q=1820 1456 1224 1060 947 847 537 P=2 q=1820 1456 1224 1060 947 847 537 P=2 q=1820 1456 1224 1060 947 847 537 P=2 q=1820 1456 1224 1060 947 847 537 355355

19、355355P=3 q=2688 2151 1808 1568 1389 1250 804 P=3 q=2688 2151 1808 1568 1389 1250 804 P=3 q=2688 2151 1808 1568 1389 1250 804 P=3 q=2688 2151 1808 1568 1389 1250 804 492492492492P=5 q=3782 3027 2543 2205 1954 1759 1132 P=5 q=3782 3027 2543 2205 1954 1759 1132 P=5 q=3782 3027 2543 2205 1954 1759 1132

20、 P=5 q=3782 3027 2543 2205 1954 1759 1132 693693693693P=10 q=5200 4162 3497 3032 2700 2422 1556 P=10 q=5200 4162 3497 3032 2700 2422 1556 P=10 q=5200 4162 3497 3032 2700 2422 1556 P=10 q=5200 4162 3497 3032 2700 2422 1556 958958958958q q q q 暴雨强度（暴雨强度（L/shaL/shaL/shaL/sha）；）；P P P P 设计重现期（设计重现期（a a

21、a a）；）；t t t t 降雨历时（降雨历时（minminminmin）；）；A A A A1 1 1 1、c c c c、b b b b、n n n n 地方参数地方参数第25页/共59页 管段雨水设计流量管段雨水设计流量等于该管段所承担的全部汇水面积管段雨水设计流量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。与该管段设计暴雨强度的乘积。管段设计暴雨强度以管段设计断面集水时间作为降雨管段设计暴雨强度以管段设计断面集水时间作为降雨历时。历时。t=tt=tt=tt=t1 1 1 1+m(t+m(t+m(t+m(t2 2 2 2+t+t+t+t3 3 3 3+t+t+t+tN N

22、 N N)各管段集水时间不同，设计暴雨强度也不同。各管段集水时间不同，设计暴雨强度也不同。第26页/共59页例题：第27页/共59页各汇水面积上最远点分别流入雨水口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1 1 1 1.第28页/共59页（1 1）设计管段1 12 2的雨水设计流量 t t t t1 1 1 1时，时，A A A A 全部面积上的雨水均已全部流到设计断面全部面积上的雨水均已全部流到设计断面1 1 1 1，这时管段这时管段1 1 1 12 2 2 2内流量达到最大值。内流量达到最大值。式中

23、式中 q q q q1 1 1 1 管段管段1 1 1 12 2 2 2的设计暴雨强度，的设计暴雨强度，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（L/shaL/shaL/shaL/sha）。）。第29页/共59页（2 2）设计管段2 23 3的雨水设计流量 t t t t1 1 1 1+m+m+m+mt t t t 1 1 1 12 2 2 2时，时，A A A A 和和 B B B B 的雨水均流到断面的雨水均流到断面2 2 2 2，管段，管段2 2 2 23 3 3 3流量达到最大值。即：流量达到最大值。即：式中式中 q q q q2 2 2 2 管段管段2

24、 2 2 23 3 3 3的设计暴雨强度；的设计暴雨强度；t t t t1 1 1 1+m+m+m+mt t t t 1 1 1 12 2 2 2；t t t t 1 1 1 12 2 2 2 管段管段1 1 1 12 2 2 2内流行时间（内流行时间（minminminmin）。）。第30页/共59页 （L/s）（3 3）设计管段3 34 4的雨水设计流量式中式中 q q q q3 3 3 3 管段管段3 3 3 34 4 4 4的设计暴雨强度，的设计暴雨强度，t t t t1 1 1 1+m+m+m+mt t t t 1 1 1 12 2 2 2+m+m+m+mt t t t 2 2 2

25、23 3 3 3。t t t t 2 2 2 23 3 3 3 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（minminminmin）。）。第31页/共59页 （L/s）（4 4）设计管段4 45 5的雨水设计流量式中式中 q q q q4 4 4 4 管段管段4 4 4 45 5 5 5设计设计暴雨强度；暴雨强度；t t t t1 1 1 1+m+m+m+mt t t t 1 1 1 12 2 2 2+m+m+m+mt t t t 2 2 2 23 3 3 3 +m+m+m+mt t t t 3 3 3 34 4 4 4；t t t t 3 3 3 34 4

26、4 4 管段管段3 3 3 34 4 4 4内流行时间（内流行时间（minminminmin）。）。第32页/共59页 10103 3 雨水管网设计与计算10.3.1 10.3.1 雨水管网平面布置特点1 1 1 1充分利用地形，就近排入水体充分利用地形，就近排入水体利用地形坡度和最短距离，排入附近池塘、河流、湖利用地形坡度和最短距离，排入附近池塘、河流、湖泊等水体中。泊等水体中。分散出水口分散出水口：当管道将雨水排入池塘或小河时，水位：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。排放变化小，出水口构造简单，宜采用分散出水口。排放管线短、管径小，造价低。管线短、

27、管径小，造价低。集中出水口式集中出水口式：当河流等水体水位变化很大，管道出：当河流等水体水位变化很大，管道出水口离常水位较远时，出水口构造复杂，造价较高，水口离常水位较远时，出水口构造复杂，造价较高，采用集中出水口式布置形式。采用集中出水口式布置形式。第33页/共59页雨水管网平面布置特点2 2 2 2尽量避免设置雨水泵站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，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经抽升后排入水体。尽可能使通

28、过雨水泵站的流量减到最小，以节省泵站工程造价和经常运行费用。到最小，以节省泵站工程造价和经常运行费用。第34页/共59页式中式中式中式中 Q Q Q Q 流量（流量（流量（流量（m m m m3 3 3 3/s/s/s/s）;过水断面积（过水断面积（过水断面积（过水断面积（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 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。10

29、.3.2 10.3.2 雨水管渠设计参数（一）水力计算的基本公式第35页/共59页 （二）水力计算的设计数据1 1 1 1）设计充满度：按满流设计，即设计充满度：按满流设计，即 h h h h/D D D D=1=1=1=1。明渠则应有不小于明渠则应有不小于0.20 m 0.20 m 0.20 m 0.20 m 的超高。的超高。2 2）设计流速 设计规范规定：设计规范规定：最小设计流速最小设计流速0.75 m/s0.75 m/s0.75 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 m/s0.4 m/s0.4 m/s0.4 m/s。最大设计流速最大设计流速：金属管道为：金

30、属管道为10 m/s10 m/s10 m/s10 m/s；非金属管道为非金属管道为5 m/s5 m/s5 m/s5 m/s；明渠按表采用。明渠按表采用。第36页/共59页明渠最大设计流速表明渠类别明渠类别最大设计最大设计流速流速（m/s）明渠类别明渠类别最大设最大设计流速计流速（m/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0.81.01.24.0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1.62.03.04.0第37页/共59页 3 3 3 3）最小管径和最小坡度）最小管径和最小坡度 雨水管道的最小管径为雨水管道

31、的最小管径为300 mm300 mm300 mm300 mm，相应的最小坡度，相应的最小坡度为为0.0030.0030.0030.003；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 mm200 mm200 mm，相，相应的最小坡度为应的最小坡度为0.010.010.010.01。4 4 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

32、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38页/共59页10.3.3 10.3.3 雨水管渠断面设计暗管暗管：在城市市区或厂区内，由于建筑密度高，交通量大，一般：在城市市区或厂区内，由于建筑密度高，交通量大，一般采用暗管排除雨水。采用暗管排除雨水。特点：特点：卫生条件好、不影响交通，造价高。卫生条件好、不影响交通，造价高。明渠明渠：在城市郊区，建筑密度较低，交通量较小的地方，一般考：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。虑采用明渠。特点特点：造价低；但明渠容易淤积，孳生蚊蝇，

33、影响环境卫生，：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。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。渠（盖板渠）排除雨水。第39页/共59页10.4 10.4 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，待雨峰流量过后，再从这些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

34、：(1)利用管渠本身的调节能力蓄洪，称为管渠容量调洪法。约可节约管渠造价10左右；(2)建造人工调节池或利用天然洼地、池塘、河流等蓄洪，该法蓄洪能力可以很大，可有效地节约调节池下游管渠造价，经济效益显著。第40页/共59页雨水调节池设置形式调节池设计容积：切割洪峰部分流量。根据前苏联学者的研究，建议采用下式计算：式中，V调节池容积（m3）；Qmax 调节池上游干管设计流量（m3/s）；tc 对应于Qmax的设计降雨历时（s）；下游干管设计流量的降低系数，Q下游/Qmax；Q下游调节池下游出口干管设计流量（m3/s）。第41页/共59页10.5 10.5 排洪沟设计与计算 拦截并排除建成区以外、

35、分水线以内沿山坡倾泻而下的山洪流量。保护城市、工厂的工业生产和生命财产安全。城市或工厂的总体规划和流域防洪规划，选用防洪标准，建设防洪设施，提高抗洪能力。山区地形坡度大，集水时间短，水流急，流势猛，水中夹带着砂石等杂质，冲刷力大，容易使山坡下的工厂和城镇受到破坏而造成严重损失。第42页/共59页10.5.1 10.5.1 防洪设计标准确定洪峰设计流量，拟定工程规模。降雨频率计算洪峰流量的依据，称为防洪设计标准。实际工作中，常用暴雨重现期衡量设计标准，重现期越大，设计标准就越高，工程规模也就越大。第43页/共59页城市防洪标准 第44页/共59页洪水设计流量计算 实测暴雨资料记录间接推求设计洪水

36、量和洪水频率；（1）洪水调查法 形态调查法、直接类比法。计算公式：（2）推理公式法(中国水利科学研究院):【适用4050km2】Q Q设计洪流量(m(m3 3s)s)；洪峰径流系数；S S 重现期暴雨强度 (mm/h)(mm/h)；流域集流时间(h)(h)；n n暴雨强度衰减指数；F流域面积(km2)。第45页/共59页（3）经验公式法以流域面积F F为参数的地区性经验公式：Q Q设计洪峰流量(m(m3 3s)s)；F F流域面积(km(km2 2)；K,nK,n随地区及洪水频率变化的系数和指数。第46页/共59页10.5.3 10.5.3 排洪沟设计要点 （1 1）排洪沟布置应与区域总体规划

37、统一考虑；（2 2）排洪沟应尽可能利用原有天然山洪沟道；（3 3）排洪沟应尽量利用自然地形坡度；（4 4）排洪渠平面布置的基本要求；（5 5）排洪沟纵向坡度的确定；（6 6）排洪沟的断面形式、材料及其选择。排洪沟最大设计流速第47页/共59页排洪沟断面设计第48页/共59页10106 6 合流制管网设计与计算合流制排水系统：合流制排水系统：在同一系统内收集排除污水和雨水。在同一系统内收集排除污水和雨水。*直排式（禁用）直排式（禁用）*污水截流式污水截流式 *雨水截流式雨水截流式 第49页/共59页10.6.1 合流制管网应用条件和布置特点1.完全合流制直排式合流制 设计流量：Qz=Qs+Qg+

38、Qy=Qh+Qy （L/s）式中,Qz 完全合流制设计流量；Qs 设计生活污水量；Qg 设计工业废水量；Qy 设计雨水量；Qh 为生活污水量Qs和工业废水量 Qg之和。也称为旱流污水量。应用条件：历史早期小城镇排水技术，污染严重，新建设项目中停止使用。已建系统改造截流或分流。第50页/共59页2.2.2.2.污水截流式合流制排水系统污水截流式合流制排水系统 污水截流式工作过程：污水截流式工作过程：1 1 1 1）不降雨期间，收集和输送污水至污水处理厂，经处理后排放；）不降雨期间，收集和输送污水至污水处理厂，经处理后排放；2 2 2 2）降雨时，污水和雨水合流，雨水流量增加到设计流量时，经）降雨

39、时，污水和雨水合流，雨水流量增加到设计流量时，经溢流井排出，其余部分输送至处理厂。溢流井排出，其余部分输送至处理厂。污水截流式系统特点：污水截流式系统特点：1 1 1 1）管线简单，管渠总长度小；）管线简单，管渠总长度小；2 2 2 2）暴雨期间，污水溢入水体，造成污染；）暴雨期间，污水溢入水体，造成污染；3 3 3 3）晴天流速低，易在管底造成淤积；）晴天流速低，易在管底造成淤积；4 4 4 4）截流管、提升泵站以及污水厂的设计）截流管、提升泵站以及污水厂的设计规模、埋深比分流制大。规模、埋深比分流制大。第51页/共59页污水截流式系统使用条件污水截流式系统使用条件（1 1 1 1）排水区域

40、内有充沛水体，混合污水排入后造成的污染程）排水区域内有充沛水体，混合污水排入后造成的污染程度在允许范围内；度在允许范围内；（2 2 2 2）老城区排水系统改造中，街道窄，管（渠）布置受到限）老城区排水系统改造中，街道窄，管（渠）布置受到限制；制；（3 3 3 3）地面坡度倾向水体，当水体水位高时，岸边不受淹没。）地面坡度倾向水体，当水体水位高时，岸边不受淹没。污水截流式系统布置污水截流式系统布置（1 1 1 1）管渠布置应使所有服务面积上的生活污水、工业废水和）管渠布置应使所有服务面积上的生活污水、工业废水和雨水以最短距离坡向水体；雨水以最短距离坡向水体；（2 2 2 2）沿水体岸边布置溢流井

41、）沿水体岸边布置溢流井,使溢流混合污水顺利通过溢流井使溢流混合污水顺利通过溢流井排入水体。排入水体。第52页/共59页10.6.2 10.6.2 污水截流式合流制排水管渠设计流量1 1溢流井上游管渠设计流量溢流井上游管渠为完全合流溢流井上游管渠为完全合流制，设计流量按合流制计算：制，设计流量按合流制计算：由由由由Q Q Q Q 计算的管径、坡度和流速，应用旱流流量计算的管径、坡度和流速，应用旱流流量计算的管径、坡度和流速，应用旱流流量计算的管径、坡度和流速，应用旱流流量Q Q h h校校校校核，检查是否满足最小流速要求。核，检查是否满足最小流速要求。核，检查是否满足最小流速要求。核，检查是否满

42、足最小流速要求。Q Q=Q Q s s+Q Q g g+Q Q y y =Q Q h h +Q Q y yQ Q y y 由暴雨公式计算。由暴雨公式计算。第53页/共59页n n0 0=3=35 5，设计规范：，设计规范：，设计规范：，设计规范：1 15 5，建议，建议，建议，建议n n0 0=3=3。溢流井下游截流管道管段设计流量：溢流井下游截流管道管段设计流量：溢流井下游截流管道管段设计流量：溢流井下游截流管道管段设计流量：Q Q j j =（n n0 01 1）Q Q h h +Q Q h h +Q Q y y 式中式中式中式中 QQh h 从溢流井截流的上游日平均旱流污水量（从溢流井截

43、流的上游日平均旱流污水量（从溢流井截流的上游日平均旱流污水量（从溢流井截流的上游日平均旱流污水量（L/sL/s）；）；）；）；QQh h 溢流井下游纳入的旱流污水量（溢流井下游纳入的旱流污水量（溢流井下游纳入的旱流污水量（溢流井下游纳入的旱流污水量（L/sL/s）；）；）；）；QQy y 溢流井下游纳入的设计雨水量（溢流井下游纳入的设计雨水量（溢流井下游纳入的设计雨水量（溢流井下游纳入的设计雨水量（L/sL/s）（一般为）（一般为）（一般为）（一般为0 0 0 0）。）。）。）。2 2溢流井下游管渠设计流量第54页/共59页当溢流井上游管段设计流量超过溢流井下游管段截流当溢流井上游管段设计流量

44、超过溢流井下游管段截流当溢流井上游管段设计流量超过溢流井下游管段截流当溢流井上游管段设计流量超过溢流井下游管段截流能力后，混合污水从溢流井流入下游溢流管道。混合能力后，混合污水从溢流井流入下游溢流管道。混合能力后，混合污水从溢流井流入下游溢流管道。混合能力后，混合污水从溢流井流入下游溢流管道。混合污水设计流量为：污水设计流量为：污水设计流量为：污水设计流量为：3 3溢流管道设计流量 从溢流井溢出混合污水设计流量Q Q=（Q Q h h +Q Q y y ）（）（n n0 0+1+1）Q Q h h =Q Q y y n n0 0 Q Q h h 第55页/共59页3.溢流井设计溢流井形式：1)

45、1)截流槽式溢流井（图1 1）：槽顶与截流干管管顶相平。2)2)溢流堰式溢流井（图2 2）；3 3）跳越堰式溢流井（图3 3）。溢流井设计计算：溢流堰水力计算公式溢流堰长度、堰上水位深度、流量。图1 1图2 2图3 3第56页/共59页4.4.雨水截流式合流制排水系统技术发展阶段：雨水排水系统的发展水环境保护。（完全合流污水截流分流雨水截流）目的：初期雨水截流处理。技术方法：将初期一定降雨量接入污水管道系统，输送至处理厂。初期雨水后自动关闭接入口，雨水系统单独工作，排入接纳水体。技术关键：初期雨水收集井的构造和设计。（当前研究课题）第57页/共59页第10章结束第58页/共59页感谢您的观看！第59页/共59页