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1、雨水系统:雨水口、雨水管渠、检查井、出水口。任务：及时地汇集并排除暴雨形成的地面径流。雨水管渠系统设计的主要内容。1、确定当地暴雨强度公式；2、划分排水流域，进行雨水管渠的定线，确定可能设置的调节池、泵站的位置；3、根据当地气象与地理条件，过程要求等确定设计参数；4、计算设计流量和进行水力计算；5、确定每一个设计管段的断面尺寸、坡度、管底标高及埋深；6、绘制管渠平面图和纵剖面图。第1页/共72页雨水管渠系统组成：雨水口、雨水管渠、检查井、出水口雨水管渠系统设计步骤：资料收集，确定暴雨强度公式划分排水流域，进行管道定线水力计算绘制管渠平面图及剖面图雨水管渠系统的特点：流量变化大、满流第2页/共7
2、2页3-1 雨量分析与暴雨强度公式雨量分析与暴雨强度公式一、雨量分析的要素一、雨量分析的要素1 1、降雨量：、降雨量：指单位地面面积上，在一定时间内降雨的雨水体积。又称在一指单位地面面积上，在一定时间内降雨的雨水体积。又称在一定时间内的降雨深度。定时间内的降雨深度。用用H（mm）表示，也可用单位面积的降雨体积表示，也可用单位面积的降雨体积（L/ha）表示。表示。常用的降雨量统计数据计量单位有以下几种：常用的降雨量统计数据计量单位有以下几种：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的平均值指多年观测所得的各年降雨量的平均值（mm/a）月平均降雨量：月平均降雨量：指多年观测所得的各月
3、降雨量的平均值指多年观测所得的各月降雨量的平均值（mm/月）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雨量最大一日的指多年观测所得的一年中降雨量最大一日的 降雨量降雨量（mm/d）第3页/共72页2 2、降雨历时：降雨历时：是指连续降雨的时段，可以指一场雨全部降雨的时间，也可以是指连续降雨的时段，可以指一场雨全部降雨的时间，也可以指其中个别的连续时段。用指其中个别的连续时段。用t t表示，单位为表示，单位为minmin或或h h 3 3、暴雨强度：、暴雨强度：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，用雨深
4、度，用i i（mm/minmm/min）表示）表示 ；i=H/t 在工程上，常用单位时间内单位面积上的降雨体积在工程上，常用单位时间内单位面积上的降雨体积q q（L/s.L/s.公顷）公顷）表示表示 q=167i i i与与q q两种表示方法的换算关系如下：两种表示方法的换算关系如下：1mm/min=10-3(m3/m2)/min=10-3(103L/m2)/min =1(L/m2)/min=1(L/min)/m2=10000(L/min)/hm2=10000/60（L/s.hm2）=167（L/s.hm2）决定雨水设计流量的主要因素第4页/共72页暴雨强度和降雨历时的关系暴雨强度和降雨历时的
5、关系 自动雨量计所记录的数据一般是每场雨的累积降雨量和降雨自动雨量计所记录的数据一般是每场雨的累积降雨量和降雨时间之间的对应关系。时间之间的对应关系。以降雨时间为横坐标、以累积降雨量为纵坐标，绘制的曲线以降雨时间为横坐标、以累积降雨量为纵坐标，绘制的曲线称为称为降雨量累计曲线。降雨量累计曲线。在城市暴雨的推球过程中，经常采用的降雨历时为：在城市暴雨的推球过程中，经常采用的降雨历时为：5min、10min、15min、20min、30min、45min、60min、90min、120min，特大城市可以用到，特大城市可以用到180min第5页/共72页最大平均暴雨强度最大平均暴雨强度（教材（教材
6、P 65的表的表3-1）降雨历时t(min)降雨量H(mm)暴雨强度I(mm/min)所选时段起止561.219：0719：121010.21.0219：0419：141512.30.8219：0419：192015.50.7819：0419：243020.20.6719：0419：344524.80.5519：0419：496029.50.4919：0420：049034.80.3919：0420：3412037.90.3219：0421：04第6页/共72页4 4、降雨面积：、降雨面积：指降雨所笼罩的面积指降雨所笼罩的面积 5 5、汇水面积：、汇水面积：指雨水管渠汇集雨水的面积。指雨水管渠
7、汇集雨水的面积。单位单位 常用常用hm2或或km2。任意场暴雨在降雨面积上各点的暴雨强度是不相等的，但是雨任意场暴雨在降雨面积上各点的暴雨强度是不相等的，但是雨水管渠的汇水面积较小，因此可假设降雨在整个小汇水面积内的分水管渠的汇水面积较小，因此可假设降雨在整个小汇水面积内的分布是均匀的。布是均匀的。这样，雨量计所测得的点雨量资料可以代表整个小汇这样，雨量计所测得的点雨量资料可以代表整个小汇水面积的面雨量资料。水面积的面雨量资料。第7页/共72页6 6、暴雨强度的频率：、暴雨强度的频率：是指在多次的观测中，等于或大于某值的暴雨强度出现的次数是指在多次的观测中，等于或大于某值的暴雨强度出现的次数m
8、 m与观测资料总项数与观测资料总项数n n之比的百分数。之比的百分数。即：即：Pn=m /n 100%式中：式中：P Pn=某值暴雨强度出现的频率某值暴雨强度出现的频率 m m：将所有数据从大到小排序之后，某值暴雨强度所对应的序号：将所有数据从大到小排序之后，某值暴雨强度所对应的序号 n n：降雨量统计数据的总个数：降雨量统计数据的总个数 n=N,Pn=m/n100%=m/N100%为年频率；为年频率；n=NM,Pn=m/n100%=m/NM100%为次数频率。为次数频率。因此，水文计算常采用的公式为：因此，水文计算常采用的公式为：Pn=m/（n+1）100%第8页/共72页6 6、暴雨强度的
9、频率：、暴雨强度的频率：n n 越大，参与统计的数据越多，根据上面公式计算来的经验频率就越越大，参与统计的数据越多，根据上面公式计算来的经验频率就越能反映其真实的发生概率。能反映其真实的发生概率。故我国故我国室外排水设计规范室外排水设计规范规定，在编制暴雨强度公式时，必须规定，在编制暴雨强度公式时，必须具有具有10年年以上的自计雨量记录，且每年选择以上的自计雨量记录，且每年选择68场最大暴雨记录，计算场最大暴雨记录，计算各历时的暴雨强度值。各历时的暴雨强度值。将各历时的暴雨强度按照大小排列成数列，然后不论年次，按照由将各历时的暴雨强度按照大小排列成数列，然后不论年次，按照由大到小的方向选择年数
10、的大到小的方向选择年数的34倍的个数作为统计的基础资料。倍的个数作为统计的基础资料。Pn=m/（n+1）100%某个暴雨强度的频率越小时，该暴雨强度的值就越大。某个暴雨强度的频率越小时，该暴雨强度的值就越大。第9页/共72页7 7、暴雨强度的重现期：暴雨强度的重现期：是指是指在多次的观测中，在多次的观测中，等于或大于某值的暴雨强度重复出现的平均时等于或大于某值的暴雨强度重复出现的平均时间间隔间间隔P。单位用年（。单位用年（a a）表示。）表示。重现期与频率互为倒数，即重现期与频率互为倒数，即 P=1/Pn某一暴雨强度的重现期等于某一暴雨强度的重现期等于P，是指在相当长的一个时间序列中，是指在相
11、当长的一个时间序列中，大于等于该暴雨强度的暴雨平均出现的可能性是大于等于该暴雨强度的暴雨平均出现的可能性是1/1/P。重现期越大，降雨强度越大。重现期越大，降雨强度越大。在排水管网的设计中，如果使用较高的设计重现期，则计算的设在排水管网的设计中，如果使用较高的设计重现期，则计算的设计排水量就越大，排水管网系统的设计规模相应增大，排水通畅，但计排水量就越大，排水管网系统的设计规模相应增大，排水通畅，但排水系统的建设投资就比较高；反之，则投资较小，但安全性差。排水系统的建设投资就比较高；反之，则投资较小，但安全性差。确定设计重现期的因素有：确定设计重现期的因素有：排水区域的重要性、功能、淹没后果严
12、重性、地形特点和汇水面积排水区域的重要性、功能、淹没后果严重性、地形特点和汇水面积的大小等。的大小等。一般情况下，低洼地段采用的设计重现期大于高地；干管采用的大于一般情况下，低洼地段采用的设计重现期大于高地；干管采用的大于支管；工业区采用的大于居住区；市区采用的大于郊区。支管；工业区采用的大于居住区；市区采用的大于郊区。重现期的最小值不宜低于重现期的最小值不宜低于0.330.33年，一般选用年，一般选用0.53年。重要的干道、年。重要的干道、区域，一般选用区域，一般选用25年。年。第10页/共72页二、暴雨强度公式二、暴雨强度公式式中：式中：q设计暴雨强度，设计暴雨强度，L/s.公顷；公顷；P
13、设计重现期，年；设计重现期，年；t降雨历时，降雨历时，min；A1,c,b,n地方参数，根据统计方法进行确定。地方参数，根据统计方法进行确定。暴雨强度公式是反映暴雨强度暴雨强度公式是反映暴雨强度q(i)q(i)、降雨历时、降雨历时t t、重现期、重现期P P三者三者之间的关系，是设计雨水管渠的依据。之间的关系，是设计雨水管渠的依据。我国我国室外排水设计规范室外排水设计规范中规定，我国采用的暴雨强度公式中规定，我国采用的暴雨强度公式的形式为：的形式为：教材附录教材附录3-2收录了我国若干城市的暴雨强度公式（或参见收录了我国若干城市的暴雨强度公式（或参见给水排水给水排水设计手册设计手册第五册），可
14、供计算雨水管渠设计流量时采用。第五册），可供计算雨水管渠设计流量时采用。目前，我国尚有一些城镇无暴雨强度公式，当这些城镇需要设计雨水目前，我国尚有一些城镇无暴雨强度公式，当这些城镇需要设计雨水管渠时，可选用附近地区城市的暴雨强度公式。管渠时，可选用附近地区城市的暴雨强度公式。第11页/共72页3-2 雨水管渠设计流量的确定雨水管渠设计流量的确定一、地面径流与径流系数 1、产流过程：参见图示。降雨强度降雨强度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=入渗率，余水率入渗率，余水率=0=0，由于地面积水，由于地面积水，仍有地面径流。仍有地面径流。第12页/共72页一、地面径
15、流与径流系数2、径流系数：地面径流量与总降雨量的比值称为径流系数，其值小于1。降雨量降雨量降雨量降雨量 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，产生地面径流开始积水，产生地面径流开始积水，产生地面径流第13页/共72页3、径流系数的确定 地面径流系数的值与以下几个因素有关：汇水面积上的地面材料性质、地形地貌、植被分布、降雨历时、暴雨强度以及暴雨雨型有关。目前，在雨水管渠的设计中，通常按照地面材料性质确定径流系数的经验数值。我国排水设计规范中有关径流系数取值的规定见下
16、表：第14页/共72页不同地面的径流系数值地面种类径流系数各种屋面、混凝土和沥青路面0.9大块石铺砌路面和沥青表面处理的碎石路面0.6级配碎石路面0.45干砌砖石和碎石路面0.40非铺砌土地面0.30公园或绿地0.15 如果汇水面积由不同的地面组合而成，整个汇水面积上的平均径流系数可按以下公式来求：av=Fi i /F第15页/共72页在工程设计中，经常采用区域综合径流系数近似代替平均径流系数区域情况区域情况区域综合径流系数值区域综合径流系数值城市市区城市市区0.50.8城市郊区城市郊区0.40.6区域综合径流系数国内各地区采用的综合径流系数见教材74页的表3-5第16页/共72页二、雨水管渠
17、设计流量计算公式式中：Q雨水设计流量，L/s；径流系数，其数值小于1；F汇水面积，公顷；q设计暴雨强度，L/s.公顷。径流系数径流系数的确定的确定:按照按照地面材料性质地面材料性质确定径流系数的经验数值。确定径流系数的经验数值。汇水面积汇水面积F:与降雨历时与降雨历时t有关。随着降雨历时的延长，参与径流的面积在有关。随着降雨历时的延长，参与径流的面积在增加，当全部流域参与径流时，进入雨水管渠中的流量就最大。增加，当全部流域参与径流时，进入雨水管渠中的流量就最大。暴雨强度暴雨强度 q：与降雨历时与降雨历时t有关。随着降雨历时的延长，暴雨强度降低。有关。随着降雨历时的延长，暴雨强度降低。关键在于采
18、用降雨强度和汇水面积都是尽量大的降雨关键在于采用降雨强度和汇水面积都是尽量大的降雨第17页/共72页三、流域上的汇流过程 当流域最边缘线上的雨水当流域最边缘线上的雨水达到集流点达到集流点A时，在时，在A点汇集的流点汇集的流量其汇水面积扩大到整个流域，量其汇水面积扩大到整个流域，即全部流域面积参与径流，此时即全部流域面积参与径流，此时在在A点产生最大流量。点产生最大流量。从流域上最远一点的雨水从流域上最远一点的雨水流至出口断面的时间称为流域的流至出口断面的时间称为流域的集流时间或集水时间集流时间或集水时间0 At1t2t3BCDEFGbc0 当全流域参与径流时当全流域参与径流时,A点产生的最大流
19、量来自点产生的最大流量来自0 0时时段内的降雨量段内的降雨量第18页/共72页 在雨水管道的设计中,采用的降雨历时t=汇水面积最远点的雨水流达集流点的集流时间0,此时暴雨强度、汇水面积都是相应的极限值，根据公式确定的流量应是最大值。这便是雨水管道设计的极限强度理论。极限强度理论：第19页/共72页极限强度理论承认：暴雨强度随降雨历时的延长而减小的规律性；汇水面积随降雨历时的延长而增长的规律性；汇水面积随降雨历时的延长而增长的速度比暴雨强度随降雨历 时的延长而减小的速度更快。第20页/共72页 t 0时，只有一部分面积参与径流。与t=0时相比较，此时暴雨强度大于t=0时的暴雨强度，但汇水面积小。
20、根据公式计算得来的雨水径流量小于t=0时的径流量。t 0时，全部流域面积参与径流。与t=0时相比较，此时汇水面积没有增加，而暴雨强度小于t=0时的暴雨强度。根据公式计算得来的雨水径流量小于t=0时的径流量。第21页/共72页极限强度理论包括两部分内容：1、当汇水面积上最远点的雨水流达集流点时，全面积产生汇流，雨水管道的设计流量最大。2、当降雨历时等于汇水面积上最远点的雨水流达集流点的集流时间时，雨水管道需排除的雨水量最大。第22页/共72页 在使用该式时,随着计算管段位置的不同,管渠的值不同；汇水面积不同;从汇水面积最远端到计算断面处的集流时间0是不同的,从而,相应于0时的暴雨强度也是不同的。
21、第23页/共72页四、雨水管段的设计流量计算举例图中：A、B、C为3块互相毗邻的区域，设面积FA=FB=FC，雨水从各块面积上的最远点分别流入设计断面1、2、3所需的集水时间均为 1(min)，并设：（1）汇水面积随降雨历时的增加而均匀的增加；（2）降雨历时t等于或大于汇水面积最远点的雨水流达设计断面的集水时间；（3）径流系数为确定值，为讨论方便，假定其值等于1。求：图中各管段的设计流量第24页/共72页解：（1）管段12的雨水设计流量 Q12=1q1FA=q1FA其中，q1为降雨历时t=1时对应的暴雨强度。（2）管段23的雨水设计流量 Q23=2q2(FA+FB)=q2(FA+FB)其中，q
22、2为降雨历时t=1+t12时对应的暴雨强度。（3）管段34的雨水设计流量 Q34=3q3(FA+FB+FC)=q3(FA+FB+FC)其中，q3为降雨历时t=1+t12+t23时对应的暴雨强度。第25页/共72页习题 某雨水干管如图所示布置，各街区面积均为2.5ha，假定设计流量均从设计管段起点进入。已知当重现期为p=1a时，该地区的暴雨强度公式为，若径流系数=0.65，地面集水时间t1=10min，折减系数m=2.0，各设计管段长度和管内水流平均速度均标注在图中，试求管段1-2、2-3、3-4雨水设计流量各为多少l/s？（计算结果保留至小数点后一位有效数字）。第26页/共72页第27页/共7
23、2页t=t1+mt2式中：t1地面集水时间；指雨水从汇水面积上最远点流到第 一个雨水口a的时间.m 折减系数；t2雨水在管道内流行时间。五、集水时间t(0)的确定 集水时间由地面集水时间t1和管道内雨水流动的时间t2两部分之和组成第28页/共72页1、地面集水时间t1的确定 一般在建筑密度较大、地形较陡、雨水口分布较密的地区，一般在建筑密度较大、地形较陡、雨水口分布较密的地区，t t1 1可采用可采用5-8min5-8min;在建筑密度小、地形平坦、雨水口稀疏的地区，在建筑密度小、地形平坦、雨水口稀疏的地区，t t1 1可取可取10-15min10-15min。起点井上游地面流行距离以不超过起
24、点井上游地面流行距离以不超过120150m120150m为宜为宜 根据室外排水设计规范规定：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5-15min。在设计过程中，应结合具体条件进行选定：如果选用过大，将会造成排水不畅，使管道上游地面经常积水。选用过小，将会造成雨水管渠尺寸加大，使工程造价增加。第29页/共72页2、雨水在管道内流行时间t2式中：L上游各管段的管长，m；v各管段满流时的水流速度，m/s。第30页/共72页3、折减系数m的确定雨水在管道内的实际流行时间与计算得出的流行时间不雨水在管道内的实际流行时间与计算得出的流行时间不符，需要采用一个系数进行修正，此系数叫
25、折减系数符，需要采用一个系数进行修正，此系数叫折减系数引入折减系数的原因有二：引入折减系数的原因有二：一是雨水管道内不总是满流，按满流计算的流行时间小于一是雨水管道内不总是满流，按满流计算的流行时间小于雨水实际的流行时间雨水实际的流行时间(苏林系数苏林系数)；二是雨水管道的最大流量不大可能在同一时间发生，上游二是雨水管道的最大流量不大可能在同一时间发生，上游管道存在调蓄容积管道存在调蓄容积(管道调蓄利用系数管道调蓄利用系数)管段管段12的最大流量发生在的最大流量发生在1时刻时刻,根据最大流量确定出根据最大流量确定出D12;管管段段23的最大流量发生在的最大流量发生在1+t12时刻时刻.我国我国
26、室外排水设计规范室外排水设计规范规定：折减系数的采用为规定：折减系数的采用为管管道采用道采用2,明渠采用明渠采用1.2;陡坡地区管道采用陡坡地区管道采用1.22。第31页/共72页在确定了集水时间在确定了集水时间t t和重现期和重现期P P后，雨水管渠的设计后，雨水管渠的设计暴雨强度公式流量公式可改写成暴雨强度公式流量公式可改写成:雨水管渠的设计流量公式可改写成雨水管渠的设计流量公式可改写成:第32页/共72页六、雨水径流量的调节1、雨水调节池的作用（1）有可能降低整个管系的造价；（2）能使雨水沟道的设计有较大的灵活性；（3）能改善合流制管系暴雨时的溢流水水质。第33页/共72页 2、雨水调节
27、池的位置 若有天然洼地、池塘、公园水池可用，则位置视自然条件而定；若采用筑坝、挖掘等方式建造调节池时，则要合理选择位置：雨水干管中游或有大流量管道的交汇处；正在进行大规模住宅建设和新城开发的区域；在拟建雨水泵站前。第34页/共72页3 3、调节池的布置形式 六、雨水径流量的调节溢流堰式第35页/共72页底部流槽式第36页/共72页4、调节池下游干管设计流量的计算 若调节池下游干管无本段汇水面积的雨水进入时:其设计流量为Q=QmaxQmax-调节池上游干管的设计流量-下游干管设计流量的降低系数六、雨水径流量的调节若调节池下游干管有本段汇水面积的雨水进入时:其设计流量为Q=Qmax+QQ-下游干管
28、汇水面积上的雨水设计流量第37页/共72页一、雨水管渠系统平面布置的特点二、雨水管渠水力计算的设计参数三、雨水管渠水力计算的方法四、雨水管渠系统的设计步骤五、雨水管渠系统设计计算举例 3-3 雨水管渠系统的设计和计算第38页/共72页1、充分利用地形，就近排入水体一、雨水管渠系统平面布置的特点地形坡度较大时，雨水干管宜布置在地面标高较低处；地形平坦时，雨水干管宜布置在排水流域的中间。第39页/共72页当雨水管渠接入池塘或河道时，采用分散出水口式的管道布置一、雨水管渠系统平面布置的特点1、充分利用地形，就近排入水体 当河流水位变化很大，或管道出口离水体较远时，采用集中出水口式的管道布置第40页/
29、共72页2、根据城市规划布置雨水管道一、雨水管渠系统平面布置的特点 通常应根据建筑物的分布、道路布置、街区内部的地形等布置雨水管道。雨水管道的平面布置与竖向布置应考虑与其它地下构筑物的协调配合(见附录2-3)。3、合理设置雨水口，保证路面雨水排除畅通雨水口应根据地形以及汇水面积确定。一般来说，在道路交叉口的汇水点、低洼地段、道路直线段一定距离处（2550m）均应设置雨水口第41页/共72页道路交叉口处雨水口的设置凡是箭头相对的一定要设置雨水口；凡是箭头相背的不设雨水口；凡是箭头或可设可不设雨水口第42页/共72页4、雨水管渠应采用明渠或暗管，应结合具体条件确定 在城市市区或工厂内，雨水管道采用
30、暗管；在城郊，可考虑采用明渠；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一、雨水管渠系统平面布置的特点第43页/共72页5、设置排洪沟排除设计区外的雨水或洪水一、雨水管渠系统平面布置的特点第44页/共72页、最小管径和最小设计坡度：雨水管最小管径为300mm，相应的最小坡度为0.003；雨水口连接管最小管径为200mm，最小坡度为0.01 二、雨水管渠水力计算的设计参数1、设计充满度：管道按满流设计，h/D=1(明渠应有 0.2m的超高，街道边沟应有0.03m的超高)、设计流速：最小流速0.75m/s,(明渠流最小流速为0.40m/s)最大流速10m/s（金属管），5m/s（非金属
31、管）.(明渠流最大流速按照表3-9选用)、最大埋深与最小埋深：同污水管道的规定第45页/共72页 在进行雨水管道水力计算时，各管段的设计流量为已知。雨水管网水力计算包括两方面内容：1、确定各管段的直径和坡度（流速）确定出的雨水管段直径和坡度，必须符合设计规范要求，即：计算得来的一定管径在一定坡度的敷设下，通过设计流量时，流速要满足最小流速、最大流速的要求。（与污水管道的水力计算有不同）2、确定各管段始点和终点的埋设深度（水面标高、管底标高）处理好各管段之间的衔接设计同污水管道三、雨水管渠水力计算的方法第46页/共72页三、雨水管渠水力计算的方法 确定管段的直径和坡度，应从上游管段开始，依次向下
32、游管段计算。在具体计算时，设计流量Q和管道粗糙系数n已知，还有管径D、管道坡度I和流速v是未知的，因此需要先假定个求其它两个，这样的数学计算非常复杂，而且经常要试算。为了简化计算，常采用水力计算图见（附图13）或水力计算表进行。（Q、v、D、n、I）第47页/共72页 对水力计算图而言，粗糙系数n是已知的，图上的曲线表示的是Q、v、I、D之间的关系，这四个因素中，只要确定两个因素，就可以通过图查出其它两个因素。计算时，Q为已知，只要再知道一个因素就可以查图计算了，通常情况下先假定坡度I。管道坡度I近似等于地面坡度。由Q和I，就可查图得出v、D 复核v的规定若符合，则该管段的D、I(v)即确定。
33、若不符合，重新设定I 或D进行计算。三、雨水管渠水力计算的方法第48页/共72页雨水管水力计算举例 已知n0.013，设计流量Q=200L/s，该管段地面坡度i=0.004，试计算该管段的管径D、管道坡度I、流速v。A点：v1.17m/sD400500mm设采用D400mm的管道，与流量为200L/s的竖线相交于B点：I0.0092v1.60m/s不宜采用设采用D500mm的管道，与流量为200L/s的竖线相交于C点：I0.0028v1.02m/s第49页/共72页四、雨水管渠系统的设计步骤（1）划分排水流域、进行管道定线。第50页/共72页四、雨水管渠系统的设计步骤（2）划分设计管段。设置检
34、查井,确认设计节点并编号第51页/共72页（3）划分并计算各设计管段的汇水面积。四、雨水管渠系统的设计步骤当地形平坦时,根据就近排除的原则,划分汇水面积.等分角线划分当地形有一定坡度时,根据雨水汇入低侧的原则,划分汇水面积.即按照地面雨水径流的方向划分.第52页/共72页（5）确定重现期P、地面集水时间t1（7）计算各管段的设计流量Q，并求出D、v、I及埋深等。（8）绘制图纸。包括平面图和剖面图 四、雨水管渠系统的设计步骤（4）计算平均径流系数。av=Fi i /F 也可采用区域综合径流系数,一般经验值为：城市0.50.8；郊区0.40.6。（6）计算单位面积径流量q0。对一个具体的管段来说,
35、只要求出该管段上游管段中雨水流行的时间,就可相应求出该管段的q0值第53页/共72页五、雨水管渠系统设计计算举例 已知某居住区平面图.地形西高东低,东面有一自南向北流的河流,河流常年洪水位14m,常水位12m.该市的暴雨强度公式给定.要求布置雨水管道并进行干管的水力计算.第54页/共72页（2）划分设计管段。设置检查井,确认设计节点并编号,计算各检查井的地面标高第55页/共72页计算各管段的长度,并将其填入表中第56页/共72页（3）划分并计算各设计管段的汇水面积。按照就近排入附近管道的原则,并兼顾汇水面积的大小来划分量测各汇水面积的大小,并填入下表第57页/共72页（4）计算平均径流系数。参
36、见教材P73的表3-3和公式3-7计算通过计算得 =0.5（5）确定重现期P、地面集水时间t1,以确定设计暴雨强度。确定重现期P,应根据地区建设性质确定,一般选用0.53年,对于重要的干道、立交道路的重要部分、重要地区或短期积水即能引起严重损失的地区,一般采用25年。本设计采用重现期=1年 地面集水时间t1,采用10分钟第58页/共72页（6）进行管段的水力计算设计管设计管段编号段编号管长管长L汇水汇水面积面积F管内雨水流行时间管内雨水流行时间单位面积单位面积径流量径流量q0设计设计流量流量管径管径 D坡度坡度 It2t2流速流速v管道输管道输水能力水能力Q坡降坡降 IL设计地面标高设计地面标
37、高设计管内底标高设计管内底标高埋深埋深起点起点终点终点起点起点终点终点起点起点终点终点121501.6914.030 14.060055.97?94.58?4002.10.7696.00?1.312.73012.4151.650.3153.29231004.073.2940.29163.985001.90.841650.19014.060 14.06012.315 12.215 1.751.94q0=q=0.5500(1+1.38lgP)/(10+2t2)0.65=250/(10+2t2)0.65第59页/共72页水力计算中应注意的问题、在计算中，碰到下游管段的设计流量小于上游管段的设计流量时
38、，下游管段的设计流量应取上游管段的设计流量。2、支管与干管的计算是同时进行计算的，在支管与干管相交的检查井处，必然会有两个t2和两个管低标高值。相交后的下游管段水力计算时，应采用大的t2和小的管低标高值。3、在水力计算中，管道坡度变化不大时，随着流量的增大，流速应该是逐渐变大或不变。第60页/共72页（7）绘制雨水干管平面图和纵剖面图第61页/共72页第62页/共72页本章复习思考题和习题P117：思考题:2、3、4、5、6、7习题：1、2、3、4第63页/共72页一、防洪设计标准:为了准确合理地拟定工程规模而选定的计算洪峰流量的标准,称为防洪设计标准.洪水调查法3-4 排洪沟的设计与计算第6
39、4页/共72页二、设计洪峰流量的计算（自学）洪水调查法 推理公式法 经验公式法第65页/共72页三、排洪沟的设计要点1、排洪沟布置应与厂区总体规划密切配合,统一考虑排洪沟应布置在厂区、居住区外围靠山坡一侧，避免穿越建筑群。排洪沟与建筑物之间应留有3米以上的距离，以防水流冲刷建筑物的基础。避免把厂房建筑或居住建筑设在山洪口上，让开山洪。第66页/共72页三、排洪沟的设计要点2、排洪沟尽可能利用原有山洪沟,必要时可作适当修整3、排洪沟应尽量利用自然地形坡度4、排洪沟采用明渠和暗渠相结合 一般采用明渠。5、排洪沟平面布置基本要求(1)进口：要求衔接良好，水流畅通，具有较好的水流条件(2)出口：要求不
40、冲刷排放地点，应选择在地质条件良好的地 段，并采取护砌措施；且出口段宜设置为渐扩段。(3)联接段：要求转弯处有良好的水流条件，不应使弯道处受冲刷 （转弯半径和护砌）；宽度发生变化时，应设渐变段；穿越道路时应设桥涵。第67页/共72页三、排洪沟的设计要点6、排洪沟纵坡的确定 排洪沟纵坡应根据地形、地质、护砌、原有排洪沟坡度以及冲淤情况等条件决定。一般不小于1%，且应使沟内流速均匀增加，防止沟内产生淤积。当纵坡很大时，应考虑设置跌水槽，但不得设在转弯处。7、排洪沟断面形式、材料的选择 排洪沟断面形式常采用矩形或梯形断面，最小断面的尺寸BH=0.4m0.4m。排洪沟一般常用片石、块石铺砌，土明沟不宜
41、采用8、排洪沟最大流速规定 见教材105页表3-19第68页/共72页四、排洪沟的水力计算排洪沟的水力计算包括以下几种情况：A=Bhx=B+2h矩形断面第69页/共72页四、排洪沟的水力计算水力计算公式为水力计算公式为:A=Bh+mh2x=B+2h(1+m2)1/2梯形断面A=Bhx=B+2h矩形断面Q=Av1、已知设计流量，渠底坡度，确定渠道断面2、已知设计流量或流速，渠道断面及粗糙系数，求渠底坡度3、已知渠道断面、粗糙系数、渠底坡度，求渠道的输水能力第70页/共72页排洪沟的设计计算举例 某工厂已有天然梯形断面砂砾石河槽的排洪沟总长620米，沟纵向坡度I=4.5;沟粗糙系数n=0.025；沟边坡为1:m=1:1.5；沟底宽度b=2m；沟顶宽度B=6.5m；沟深H=1.5m；采用重现期P=50a时，Q=15m3/s。试复核已有的排洪沟的通水能力。bA=bh+mh2x=b+2h(1+m2)1/2第71页/共72页谢谢您的观看！第72页/共72页