雨水管渠系统的设计

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1、第 三 部 分 雨 水 管 渠 系 统 设 计雨 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 3-1 雨 量 分 析 与 暴 雨 强 度 公 式一 、 雨 量 分 析 的 要 素1、 降 雨 量 ： 指 单 位 地 面 面 积 上 ， 在 一 定 时 间 内 降 雨 的 雨

2、水 体 积 。 又 称 在 一定 时 间 内 的 降 雨 深 度 。 用 H（ mm） 表 示 ， 也 可 用 单 位 面 积 的 降 雨 体 积 （ L/ha） 表 示 。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 ： 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 ： 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 ： 指 多 年 观 测 所 得 的 一 年 中 降 雨 量 最 大 一 日 的 降 雨 量 （

3、mm/d） 2、 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 以指 其 中 个 别 的 连 续 时 段 。 用 t表 示 ， 单 位 为 min或 h 3、 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 降雨 深 度 ， 用 i（ mm/min） 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 q（ L/s.公 顷 ）表 示 q=167i i与 q两 种 表 示 方 法 的

4、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 暴 雨 强 度 和 降 雨 历 时 的 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 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 称

5、 为 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 ： 5min 、 10min、 15min、 20min、 30min、 45min、 60min、90min、 120min， 特 大 城 市 可 以 用 到 180min 各 历 时 的 最 大 平 均 暴 雨 强 度 相 应 于 各 降 水 历 时 ， 降 雨 量 最 大 的 那 个 时 段 内 的 降 水 量 （ ？ ） 最 大 平 均 暴 雨 强 度 （ 教 材 P 65的 表 3-1）降 雨 历 时 t(min) 降 雨 量 H(mm) 暴 雨 强 度 I(m

6、m/min) 所 选 时 段起 止5 6 1.2 19： 07 19： 1210 10.2 1.02 19： 04 19： 1415 12.3 0.82 19： 04 19： 1920 15.5 0.78 19： 04 19： 2430 20.2 0.67 19： 04 19： 3445 24.8 0.55 19： 04 19： 4960 29.5 0.49 19： 04 20： 0490 34.8 0.39 19： 04 20： 34 120 37.9 0.32 19： 04 21： 04 4、 降 雨 面 积 ： 指 降 雨 所 笼 罩 的 面 积 5、 汇 水 面 积 ： 指 雨 水 管

7、 渠 汇 集 雨 水 的 面 积 。 单 位 常 用 hm2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 。 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 。 6、 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m与 观

8、 测 资 料 总 项 数 n之 比 的 百 分 数 。 即 ： Pn=m / n 100% 式 中 ： Pn=某 值 暴 雨 强 度 出 现 的 频 率 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 n ： 降 雨 量 统 计 数 据 的 总 个 数 n=N, P n=m/n 100%=m/N 100 %为 年 频 率 ； n=NM, Pn=m/n 100% =m/NM 100% 为 次 数 频 率 。 因 此 ， 水 文 计 算 常 采 用 的 公 式 为 ： Pn=m /（ n+1） 100% 6、 暴 雨 强 度 的 频 率

9、 ： 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 能 反 映 其 真 实 的 发 生 概 率 。 故 我 国 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年 以 上 的 自 计 雨 量 记 录 ， 且 每 年 选 择 68场 最 大 暴 雨 记 录 ， 计算 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 由大 到 小 的 方 向 选 择 年 数 的 34倍

10、 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 。 7、 暴 雨 强 度 的 重 现 期 ： 是 指 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 时间 间 隔 P。 单 位 用 年 （ a） 表 示 。 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 P， 是 指 在 相 当 长 的 一 个 时 间 序 列 中 ，大 于 等 于 该 暴 雨

11、 强 度 的 暴 雨 平 均 出 现 的 可 能 性 是 1/ P。 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 。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 重 性 、 地 形

12、特 点 和 汇 水 面 积 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 0.33年 ， 一 般 选 用 0.53年 。 重 要 的 干 道 、区 域 ， 一 般 选 用 25年 。 二 、 暴 雨 强 度 公 式 nbt PcAq )( )lg1(167 1 式 中 ： q设 计 暴 雨 强 度 ， L/s.公 顷 ； P设 计 重 现 期 ， 年 ； t降

13、雨 历 时 ， min； A 1,c,b,n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 q(i)、 降 雨 历 时 t、 重 现 期 P三 者之 间 的 关 系 ， 是 设 计 雨 水 管 渠 的 依 据 。 我 国 室 外 排 水 设 计 规 范 中 规 定 ， 我 国 采 用 的 暴 雨 强 度 公 式的 形 式 为 ： 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 给 水 排水 设 计 手 册 第 五 册 ） ， 可 供 计 算 雨 水 管 渠 设 计 流 量

14、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 管 渠 时 ， 可 选 用 附 近 地 区 城 市 的 暴 雨 强 度 公 式 。 一 、 地 面 径 流 与 径 流 系 数二 、 流 域 上 的 汇 流 过 程三 、 雨 水 管 渠 设 计 流 量 计 算 公 式四 、 雨 水 管 段 的 设 计 流 量 计 算 举 例五 、 集 水 时 间 的 确 定六 、 雨 水 径 流 量 的 调 节 3-2 雨 水 管 渠 设 计 流 量 的 确 定 一 、 地 面 径 流 与 径 流 系 数1、 地 面 径 流

15、 与 径 流 系 数产 流 过 程 ： 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。2、 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

16、有 关 径 流 系 数 取 值 的 规 定 见 下 表 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 在 工 程 设

17、 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 综 合 径 流 系 数 值城 市 市 区 0.50.8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 二 、 流 域 上 的 汇 流 过 程 当 流 域 最 边 缘 线 上 的 雨 水 达 到集 流 点 A时 ， 在 A点 汇 集 的 流 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 在 A点 产生 最 大 流

18、 量 。 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 集 流 时 间 或 集 水 时 间 0 A t1t2t3B CD EF Gb c0 当 全 流 域 参 与 径 流 时 , A点 产 生 的 最 大 流 量 来 自 0时段 内 的 降 雨 量 三 、 雨 水 管 渠 设 计 流 量 计 算 公 式qFQ 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 的 确 定 :按 照 地 面 材 料 性

19、质 确 定 径 流 系 数 的 经 验 数 值 。汇 水 面 积 F: 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 q： 与 降 雨 历 时 t有 关 。 随 着 降 雨 历 时 的 延 长 ， 暴 雨 强 度 降 低 。 关 键 在 于 采 用 降 雨 强 度 和 汇 水 面 积 都 是 尽 量 大 的 降 雨nbt PcAq )( )lg1(167 1 在 雨 水 管 道 的 设 计 中 ,采 用 的 降

20、 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 。 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 。 根 据 公 式计 算 得 来 的 雨 水 径 流 量 小 于 t=0时 的 径 流 量 。 极 限 强 度 理

21、论 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 。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

22、 长 而 减 小 的 速 度 更 快 。 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 。qFQ 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

23、 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 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 。 nbt PcAq

24、 )( )lg1(167 1 （ 2） 管 段 23的 雨 水 设 计 流 量 Q23= 2q2(FA+FB)= q2(FA+FB)其 中 ， q2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 Q 34= 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 。 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

25、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 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 ，t1可 采 用 5-8min; 在 建 筑 密 度 小 、 地 形 平 坦 、 雨 水 口 稀 疏 的 地 区 ， t1可 取10-15min。 起 点 井 上 游 地 面 流 行 距 离 以 不 超 过 120150m为 宜 根

26、 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 。 2、 雨 水 在 管 道 内 流 行 时 间 t2(min)602 vLt 式 中 ： L上 游 各 管 段 的 管

27、长 ， m； v各 管 段 满 流 时 的 水 流 速 度 ， m/s。 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 ： 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 (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

28、管 道 存 在 调 蓄 容 积 (管 道 调 蓄 利 用 系 数 ) 管 段 12的 最 大 流 量 发 生 在 1时 刻 ,根 据 最 大 流 量 确 定 出 D12;管段 23的 最 大 流 量 发 生 在 1+t12时 刻 . 我 国 室 外 排 水 设 计 规 范 规 定 ： 折 减 系 数 的 采 用 为 管道 采 用 2,明 渠 采 用 1.2;陡 坡 地 区 管 道 采 用 1.22。 在 确 定 了 集 水 时 间 t和 重 现 期 P后 ， 雨 水 管 渠 的 设 计 暴 雨强 度 公 式 流 量 公 式 可 改 写 成 : nbt PcAq )( )lg1(167 1 qF

29、Q 雨 水 管 渠 的 设 计 流 量 公 式 可 改 写 成 : 六 、 雨 水 径 流 量 的 调 节1、 雨 水 调 节 池 的 作 用 2、 雨 水 调 节 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 。 3、 调 节

30、池 的 布 置 形 式 六 、 雨 水 径 流 量 的 调 节溢 流 堰 式 底 部 流 槽 式 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=Q max+QQ-下 游 干 管 汇 水 面 积 上 的

31、雨 水 设 计流 量 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 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

32、 布 置 在 排 水流 域 的 中 间 。 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 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

33、 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 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

34、 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 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 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 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

35、 平 面 布 置 的 特 点 、 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

36、流 速 10m/s（ 金 属 管 ） ， 5m/s（ 非 金 属 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 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

37、 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 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 游 管 段计 算 。 vQ IRCv

38、 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） 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 ，

39、 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 。 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 雨 水 管 水 力 计

40、 算 举 例 已 知 n 0.013， 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 ： v 1.17m/s D 400500mm设 采 用 D 400mm的 管 道 ，与 流 量 为 200L/s的 竖 线 相 交于 B点 ： I 0.0092 v 1.60m/s不 宜 采 用 设 采 用 D 500mm的 管 道 ，与 流 量 为 200L/s的 竖 线 相 交于 C点 ： I 0.0028 v 1.02m/s 四 、 雨 水 管 渠 系 统 的 设 计 步 骤（ 1） 划

41、 分 排 水 流 域 、 进 行 管 道 定 线 。 四 、 雨 水 管 渠 系 统 的 设 计 步 骤（ 2） 划 分 设 计 管 段 。设 置 检 查 井 ,确 认 设 计 节 点 并 编 号 （ 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 .

42、 （ 5） 确 定 重 现 期 P、 地 面 集 水 时 间 t1 qFqFFQq 0（ 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 ,只 要 求

43、 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 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 . （ 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

44、 计 算 各 管 段 的 长 度 ,并 将 其 填 入 表 中 （ 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 （ 4） 计 算 平 均 径 流 系 数 。参 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

45、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 t 1,采 用 10分 钟 （ 6） 进 行 管 段 的 水 力 计 算设 计 管段 编 号 管 长L 汇 水面 积 F 管 内 雨 水 流 行 时 间 单 位 面 积径 流 量 q0 设 计流 量 管 径 D 坡 度 It2 t2 流 速v 管 道 输水 能 力Q 坡 降 IL 设 计 地 面 标 高 设 计 管

46、 内 底 标 高 埋 深起 点 终 点 起 点 终 点 起 点 终 点12 150 1.69 14.030 14.0600 55.97? 94.58? 400 2.10.76 96.00? 1.312.730 12.415 1.650.315 3.2923 100 4.07 3.29 40.29 163.98 500 1.90.84 165 0.190 14.060 14.060 12.315 12.215 1.75 1.94 q0= q=0.5 500(1+1.38lgP)/(10+2t2)0.65=250/ (10+2t2)0.65 水 力 计 算 中 应 注 意 的 问 题 、 在 计

47、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 ， 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

48、 速应 该 是 逐 渐 变 大 或 不 变 。 （ 7） 绘 制 雨 水 干 管 平 面 图 和 纵 剖 面 图 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 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 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

49、 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 。 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、

50、 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 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

51、 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 。 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

52、 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B H=0.4m 0.4m。 排 洪 沟 一 般 常 用 片 石 、 块 石 铺 砌 ， 土 明 沟 不 宜 采 用 8、 排 洪 沟 最 大 流 速 规 定 见 教 材 105页 表 3-19 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 四 、 排 洪 沟 的 水 力 计 算水 力 计 算 公 式 为 :A=Bh+mh2x=B+2h(1+m2)1/2梯 形 断 面 A=Bhx=B+2h矩

53、 形 断 面 IRCv 611 RnC 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 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

54、=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 。b A=bh+mh2 x=b+2h(1+m2)1/2 肚 松 衯 宸 /ERP鏂 噡 1/2001骞 寸15鏈 ?-灏 忕 櫧 榧 犲 拰ERP.files/cio.gif 冩 ?=/ERP鏂噡 1/2001骞 寸15鏈 ?-灏 忕櫧 榧 犲 拰 ERP.files/email.gif 冩 ?A/ERP鏂 噡 1/2001骞 寸15鏈 ?-灏 忕 櫧 榧 犲 拰ERP.files/imgr_logo.gif 冭 聖杁

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