雨水管渠系统设计计算.pptx

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1、 1 1 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 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 3 3划分设计管段，计算各设计管段雨水设计流划分设计管段，计算各设计管段雨水设计流量；量；4 4 4 4进行管渠的水力计算，确定各设计管段的管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。径、坡度、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。雨水管渠设计的主要内容包括：雨水管渠设计的主要内容包括：第1页/共146页9 91 1 雨量分析与暴雨强度公式 雨水设计流量是雨

2、水管渠系统设计的依据。由于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，因此应对雨量进雨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，作为行分析，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。雨水管渠的设计流量。9.1.1 9.1.1 9.1.1 9.1.1 雨量分析雨量分析 降雨现象的分析降雨现象的分析，是用降雨量、暴雨强度、降，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表示降雨的特雨历时、降雨面积和重现期等因素来表示降雨的特征。征。第2页/共146页 （1 1 1 1）降雨量）降雨量 降雨量降雨量

3、是指降雨的绝对量，是用降雨深度是指降雨的绝对量，是用降雨深度 H H H H（mmmmmmmm）表示，也可用单位面积上的降雨体积）表示，也可用单位面积上的降雨体积（L/haL/haL/haL/ha）表示。在研究降雨时，很少以一场雨为对象，）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：而常用单位时间表示：1 1 1 1）年平均降雨量年平均降雨量：指多年观测所得的各年降雨：指多年观测所得的各年降雨量的平均值。量的平均值。2 2 2 2）月平均降雨量月平均降雨量：指多年观测所得的各月降雨：指多年观测所得的各月降雨量的平均值。量的平均值。3 3 3 3）年最大日降雨量年最大日降雨量：指

4、多年观测所得的一年中：指多年观测所得的一年中降雨量最大一日的绝对量。降雨量最大一日的绝对量。第3页/共146页 （3 3 3 3）降雨历时和降雨强度（暴雨强度）降雨历时和降雨强度（暴雨强度）是指连续降雨的时段，可以指一场雨全部的时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。用间，也可以指其中个别的连续时段。用 t t t t表示，单表示，单位以位以 minminminmin或或 h h 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。降雨强度是指某一连续降雨时段内的平均降雨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

5、量，即单位时间的平均降雨深度，用 i i i i表示。表示。第4页/共146页（mm/minmm/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 q（L/shaL/sha）表示。q q与 i i之间的换算关系为：q167i式中 167-167-换算系数。第5页/共146页 暴雨强度是描述暴雨特征的重要指标，也是确暴雨强度是描述暴雨特征的重要指标，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，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

6、度将小于短历时对应的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，降雨历时常采暴雨强度。在推求暴雨强度公式时，降雨历时常采用用5 5 5 5、10101010、15151515、20202020、30303030、45454545、60606060、90909090、120 min 9120 min 9120 min 9120 min 9个个时段。在分析暴雨资料时，必须选用对应各降雨历时段。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暴雨强

7、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。强度称为最大平均暴雨强度。第6页/共146页（4 4 4 4）暴雨强度频率）暴雨强度频率）暴雨强度频率）暴雨强度频率对应于特定降雨历时的暴雨强度的出现次数服从一定的统计规对应于特定降雨历时的暴雨强度的出现次数服从一定的统计规对应于特定降雨历时的暴雨强度的出现次数服从一定的统计规对应于特定降雨历时的暴雨强度的出现次数服从一定的统计规律，可以通过长期的观测数据计算某个特定的降雨历时的暴雨律，可以通过长期的观测数据计算某个特定的降雨历时的暴雨律，可以通过长期的观测数据计算某个特定的降雨历时的暴雨律，可以通过长期的观测数据计算某个特定的降

8、雨历时的暴雨强度出现的经验频率，简称暴雨强度频率。强度出现的经验频率，简称暴雨强度频率。强度出现的经验频率，简称暴雨强度频率。强度出现的经验频率，简称暴雨强度频率。第7页/共146页（5 5 5 5）暴雨强度重现期）暴雨强度重现期）暴雨强度重现期）暴雨强度重现期暴雨强度重现期暴雨强度重现期是指在多次的观测中，事件数据值大于等于某是指在多次的观测中，事件数据值大于等于某个设定值重复出现的平均间隔年数，单位为年个设定值重复出现的平均间隔年数，单位为年 (a)(a)。一般情况下，低洼地段采用的设计重现期大于高地；干管采用的设计重现期大于支管，工业区采用的设计重现期大于居住区；市区采用的设计重现期大于

9、郊区。重现期的最小值不宜低于0.330.33年；重要干道、重要立交路口或短期积水即能引起较严重损失的地区，选用的重现期可达10102020年。在同一排水系统中可采用同一重现期或不同重现期。重现期一般采用0.50.53 3年，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般采用3 35 5年，并应与道路设计协调。特别重要的地区或次要地区可根据实际情况酌情增减。第8页/共146页4 4 4 4降雨面积和汇水面积降雨面积和汇水面积（1 1 1 1）降雨面积）降雨面积是指降雨所笼罩的面积，即降雨是指降雨所笼罩的面积，即降雨的范围。的范围。（2 2 2 2）汇水面积）汇水面积是指雨水管渠汇集雨

10、水的面积，是指雨水管渠汇集雨水的面积，用用 F F F F表示，以公顷或平方公里为表示，以公顷或平方公里为单位（单位（hahahaha或或kmkmkmkm2 2 2 2）。）。任一场暴雨在降雨面积上各点的暴雨强度是不相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，一般小于水面积较小，一般小于100 km100 km100 km100 km2 2 2 2，其汇水面积上最远，其汇水面积上最远点的集水时间不超过点的集水时间不超过60 min60 min60 min60 min到到120 min120

11、min120 min120 min，这种较小的，这种较小的汇水面积，在工程上称为汇水面积，在工程上称为小汇水面积小汇水面积。在小汇水面积。在小汇水面积上可忽略降雨的非均匀分布，认为上可忽略降雨的非均匀分布，认为各点的暴雨强度都各点的暴雨强度都相等。相等。第9页/共146页 5 5 5 5降雨的频率和重现期降雨的频率和重现期（1 1 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。生的频率

12、，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是指等于或大于该值的暴雨强度出现的次数暴雨强度出现的次数 m m m m与观测资料总项数与观测资料总项数 n n n n之比的百之比的百分数，即：分数，即：%nnnn观测资料总项数观测资料总项数mmmm暴雨强度出现的次数暴雨强度出现的次数 第10页/共146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 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，称为次频率式。个雨样数，称为次频率式。n n n

13、n=N N N NM M M M，MM每年选入的平均雨样数 第11页/共146页 这一定义是假定降雨观测资料年限非常长，可代这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，因而取得一定年限内的暴雨强度值，因而n n n n是有限的。按是有限的。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，不能反映整个降雨的规律，故称为经验频率经验频率。因此，水文计算常采用公式因此，水文计算常采用公式 计算计算

14、年频率，用公式年频率，用公式 计算次频率。观计算次频率。观测资料的年限愈长，经验频率出现的误差也就愈小。测资料的年限愈长，经验频率出现的误差也就愈小。第12页/共146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，在编制暴规定，在编制暴雨强度公式时必须具有雨强度公式时必须具有10 a10 a10 a10 a以上自计雨量记录。在自以上自计雨量记录。在自计雨量记录纸上，按降雨历时为计雨量记录纸上，按降雨历时为 5 5 5 5、10101010、15151515、20202020、30303030、45454545、60606060、90909090、120 min120 min120

15、min120 min，每年每个历时选择，每年每个历时选择 6 6 6 68 8 8 8场场最大暴雨记录，计算其暴雨强度值，然后不论年次，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 3 3 34 4 4 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13页/共146页（2 2 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平均间隔时间，一般用的暴雨强度

16、可能出现一次的平均间隔时间，一般用 P P P P表示，以年为单位，按如下公式进行计算：表示，以年为单位，按如下公式进行计算：式中式中 P P P P-暴雨强度的重现期（暴雨强度的重现期（a a a a）；）；N N N N-资料记录的年限（资料记录的年限（a a a a）；）；m m m m-等于或大于某特定值的暴雨强度出现等于或大于某特定值的暴雨强度出现 的次数。的次数。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14页/共146页9 9 9 91 1 1 12 2 2 2 暴雨强度公式暴雨强度公式 暴雨强度公式是在各地自计雨量记录分析整理暴雨强

17、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。暴雨强度公式是暴雨强度定的方法推求出来的。暴雨强度公式是暴雨强度 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三者间关系的数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：雨强度公式为：第15页/共146页式中式中 q q q q 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

18、（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，根据统计方法计算地方参数，根据统计方法计算确定。确定。我国我国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。似地区城市的暴雨强度公式。第16页/共146页9 92 2 雨水管

19、网设计流量计算9 9 9 92 2 2 21 1 1 1 地面径流与径流系数地面径流与径流系数1 1 1 1地面径流：在地面沿地面坡度流动的雨水，称地面径流：在地面沿地面坡度流动的雨水，称 为地面径流。为地面径流。雨水管渠就是收集雨水地面径流量。雨水管渠就是收集雨水地面径流量。2 2 2 2径流系数径流系数 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17页/共146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

20、，由于地面积水，由于地面积水，仍有地面径流。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。要精确确定型有关。要精确确定 值，难度较大。目前在雨水值，难度较大。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管渠设计中，通常采用按地面覆盖种类确定的经验数值。数值。第18页/共146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中规定的径流系数

21、数 值见下表：值见下表：径流系数值地面种类地面种类值值各种屋面、混凝土和沥青路面各种屋面、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大块石铺砌路面和沥青表面处理的碎石路面路面0.60级配碎石路面级配碎石路面0.45干砌砖石和碎石路面干砌砖石和碎石路面0.40非铺砌土路面非铺砌土路面0.30公园或绿地公园或绿地0.15第19页/共146页 在雨水管渠系统设计中，汇水面积通常是由各种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性质的地面覆盖组成的，随着它们占有的面积比例变化，化，值也各异。因此整个汇水面积的径流系数应值也各异。因此整个汇水

22、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算求得，即：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）。）。第20页/共146页 也可采用区域的综合径流系数。一般市区的综也可采用区域的综合径流系数。一般市区的综合径流系数合径流系数0.50.50.50.50.80.80.80.8，郊区的综合径流系数，郊区的综合径流系数0.40.40.40.40.60.60.6

23、0.6。9 9 9 92 2 2 22 2 2 2 断面集水时间与折减系数断面集水时间与折减系数1 1 1 1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。（minminminmin）2 2 2 2 式中式中 设计降雨历时（设计降雨历时（minminminmin）；）；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。（折减系数。（新规范已取消新规范已

24、取消）第21页/共146页（1 1 1 1）地面集水时间）地面集水时间 t t t t1 1 1 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。到雨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，主要取决于水流被情况、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，地面集水距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，一般采用时间通常不予计算，一般采用5 5 5 515 min15 min15 mi

25、n15 min。第22页/共146页 一般在建筑密度较大、地形较陡、雨水口布置较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，取密的地区，宜采用较小值，取 t t t t1 1 1 15 5 5 58 min8 min8 min8 min。在建筑密度较小、地形较平坦、雨水口布置较疏在建筑密度较小、地形较平坦、雨水口布置较疏的地区，宜采用较大值，取的地区，宜采用较大值，取 t t t t1 1 1 11010101015 min15 min15 min15 min。同时，起点检查井上游地面雨水流行距离以不超同时，起点检查井上游地面雨水流行距离以不超过过120120120120

26、150 m150 m150 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 t t t1 1 1 1值。值。t t t t1 1 1 1选用过大，将会造成排水不畅，致使管道上游选用过大，将会造成排水不畅，致使管道上游地面经常积水；地面经常积水；选用过小，又将加大雨水管渠尺寸，从而增加工选用过小，又将加大雨水管渠尺寸，从而增加工程造价。程造价。第23页/共146页（2 2）管渠内雨水流行时间）管渠内雨水流行时间 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：式中式中 t t2 2 管渠内雨水流行时间

27、（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24页/共146页（3 3）折减系数）折减系数 mm的确定的确定折减系数折减系数 mm的提出原因如下：的提出原因如下：1 1）雨雨水水管管渠渠按按满满流流设设计计，但但降降雨雨时时，管管渠渠中中的的水水流流并并非非一一开开始始就就达达到到设设计计流流速速，而而是是随随着着降降雨雨历历时时的的增增长长逐逐渐渐达达到到设设计计流流速速的的。这这样样，按按公公式式算算出出的管渠内流行时间

28、的管渠内流行时间 t t2 2将比实际时间偏小。将比实际时间偏小。第25页/共146页2 2 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.第26页/共146页 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

29、量暂时贮存一部分雨水，起到调蓄管段内最大隙容量暂时贮存一部分雨水，起到调蓄管段内最大流量的作用，从而削减其高峰流量，减小管渠断面流量的作用，从而削减其高峰流量，减小管渠断面尺寸，降低工程造价。为了利用管道的这种调蓄能尺寸，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设计流速，故要延力，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缓管内流行时间 t t t t2 2 2 2。第27页/共146页 考虑到以上两个原因，在设计降雨历时计算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时引入了折减系数m m m m，延缓了管内流行时间，使之，延缓了管内流行时间，

30、使之更接近于实际情况，并达到折减管段设计流量，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：暗管减小管渠断面尺寸的目的。规范规定：暗管 m m m m=2=2=2=2，明渠，明渠 m m m m=1.2=1.2=1.2=1.2，在陡坡地区的暗管，在陡坡地区的暗管 m m m m1.21.21.21.22 2 2 2。第28页/共146页2 2 2 2例题例题第29页/共146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 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

31、1，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；2 2 2 2）降雨历时）降雨历时 t t t t 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1 1 1 1；3 3 3 3）径流系数）径流系数为定值。为定值。第30页/共146页（1 1 1 1）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 直到直到 t t t t1 1 1 1时，时，F F F F1 1 1 1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

32、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。（L/s）式中式中 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，即相应的设计暴雨强度，即相应降雨历时降雨历时 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31页/共146页（2 2 2 2）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 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 F F F F2 2 2 2上的雨水，上的雨水，2 2 2 2断面为管段断面

33、为管段2 2 2 23 3 3 3的设计断面。的设计断面。当当 t t t t1 1 1 1+t t t t 1 1 1 12 2 2 2时，时，F F F F1 1 1 1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均流到均流到2 2 2 2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：（L/s）式中式中 q q q q2 2 2 2 管段管段2 2 2 23 3 3 3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 t t t t1 1 1 1+t t t t 1 1 1 12 2 2 2的暴雨强度的暴雨

34、强度（L/sL/sL/sL/s ha ha ha ha）；）；t t t t 1 1 1 12 2 2 2 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（minminminmin）。）。第32页/共146页（3 3 3 3）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 （L/s）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，即相应于的设计暴雨强度，即相应于降雨历时降雨历时 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

35、的暴雨强暴雨强 度（度（L/shaL/shaL/shaL/sha）。）。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33页/共146页（4 4 4 4）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 （L/s）式中式中 q q q q4 4 4 4 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

36、3 3 3+t t t t 3 3 3 34 4 4 4的暴的暴 雨强度（雨强度（L/shaL/shaL/shaL/sha）。）。t t t t 3 3 3 34 4 4 4 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（minminminmin）。）。第34页/共146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。水时间作为降

37、雨历时所对应的暴雨强度。由于各管段的集水时间不同，所以各管段的设由于各管段的集水时间不同，所以各管段的设计暴雨强度也不同。计暴雨强度也不同。第35页/共146页9 93 3 雨水管渠设计与计算9.3.1 9.3.1 9.3.1 9.3.1 雨水管渠平面布置特点雨水管渠平面布置特点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 雨水管渠应尽量利用自然地形坡度布置，要以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、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。湖泊等水体中。第36页/共146页 一般情况下，当地形坡度较大时，

38、雨水干管布置一般情况下，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。力流排除雨水的范围。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：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，宜采用分散出水位变化小，出水口构造简单，宜采用分散出水 口。就近排放管线短、管径小，造价低。口。就近排放管线短、管径小，造价低。集中出水口式集中出水口式：当河流等水体的水位变化很大，管道：当河流等水体的水位

39、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杂，因而造价较高，此时宜采用集中出水口式 布置形式。布置形式。第37页/共146页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的流量减到最小，以节省泵

40、站的工程造价和经常运行费用。行费用。第38页/共146页9.3.2 9.3.2 9.3.2 9.3.2 雨水管渠设计参数雨水管渠设计参数（一）水力计算的基本公式（一）水力计算的基本公式式中式中 Q Q Q Q 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（m m m m2 2 2 2）；）；v v v v 流速（流速（m/sm/sm/sm/s）；）；R R R R 水力半径（水力半径（m m m m）；）；I I I I 水力坡度；水力坡度；n n n n 粗糙系数。粗糙系数。第39页/共146页（二）水力计算的设计数据（二）水力计算的设计数据 1 1

41、 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水的性质，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期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，即满流考虑，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 m0.20 m0.20 m0.20 m的超的超高。高。第40页/共146页 2 2 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为避免雨水所挟带的泥砂等无机物在管渠

42、内沉积下来而堵塞管道，我国设计规范规定满流时管道积下来而堵塞管道，我国设计规范规定满流时管道最小设计流速最小设计流速为为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。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，雨水管渠的最大最大设计流速设计流速为：金属管道为为：金属管道为10 m/s10 m/s10 m/s10 m/s；非金属管道为；非金属管道为5 5 5 5 m/sm/sm/sm/s；明渠按表采用。；明渠按表采用。第41页/共146页明渠最大设计流速明渠最大设

43、计流速明渠类别明渠类别最大设最大设计流速计流速（m/s）明渠类别明渠类别最大设最大设计流速计流速（m/s）粗砂或低塑性粘粗砂或低塑性粘土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浆砌块石或浆砌砖砖混凝土混凝土1.62.03.04.0第42页/共146页9.3.3 9.3.3 9.3.3 9.3.3 雨水管渠断面设计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：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。量大，一般采用暗管排除雨水。特点特点：卫生条件好、不影响交通，造

44、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：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。方，一般考虑采用明渠。特点特点：造价低；但明渠容易淤积，孳生蚊蝇，：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。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）排除雨水区，可采用暗渠（盖板渠）排除雨水第43页/共146页3 3 3 3最小

45、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 mm300 mm300 mm，相应的最小坡，相应的最小坡度为度为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，相应的最小坡度为相应的最小坡度为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，且季一般不降雨，若该地区使雨水管内不贮留水，且地下水

46、位较深时，其最小埋深则可不考虑冰冻影响，地下水位较深时，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44页/共146页9.3.4 9.3.4 9.3.4 9.3.4 雨水管网设计步骤雨水管网设计步骤 （一）划分排水流域，进行管道定线（一）划分排水流域，进行管道定线 根据城市总体规划图，按地形划分排水流域。根据城市总体规划图，按地形划分排水流域。在每一排水流域内，结合建筑物及雨水口分布，在每一排水流域内，结合建筑物及雨水口分布，充分利用各排水流域内的自然地形，布置管道，使充分利用各排水流域内的自然

47、地形，布置管道，使雨水以最短距离靠重力流就近排入水体。在总平面雨水以最短距离靠重力流就近排入水体。在总平面图上绘出各流域的主干管、干管和支管的具体位置。图上绘出各流域的主干管、干管和支管的具体位置。第45页/共146页（二）划分设计管段（二）划分设计管段 根据管道的具体位置，根据管道的具体位置，在管道转弯、管径或坡在管道转弯、管径或坡度改变、有支管接入、管道交汇等处以及超过一定度改变、有支管接入、管道交汇等处以及超过一定距离的直线管段上都应设置检查井距离的直线管段上都应设置检查井。把两个检查井。把两个检查井之间流量不变且预计管径和坡度也不变的管段定为之间流量不变且预计管径和坡度也不变的管段定为

48、设计管段。并从管段上游往下游依次进行检查井的设计管段。并从管段上游往下游依次进行检查井的编号。编号。第46页/共146页（三）确定各设计管段的汇水面积（三）确定各设计管段的汇水面积 各设计管段汇水面积的划分应结合地形坡度、各设计管段汇水面积的划分应结合地形坡度、汇水面积的大小以及雨水管道布置等情况而划定。汇水面积的大小以及雨水管道布置等情况而划定。地形较平坦地形较平坦时，可按就近排入附近雨水管道的时，可按就近排入附近雨水管道的原则划分；原则划分；地形坡度较大地形坡度较大时，应按地面雨水径流的水流方时，应按地面雨水径流的水流方向划分。并将每块面积进行编号，计算其面积并将向划分。并将每块面积进行编

49、号，计算其面积并将数值标注在图上。汇水面积除包括街坊外，还应包数值标注在图上。汇水面积除包括街坊外，还应包括街道、绿地等。括街道、绿地等。第47页/共146页（四）确定各排水流域的平均径流系数（四）确定各排水流域的平均径流系数 通常根据排水流域内各类地面的面积数或所占通常根据排水流域内各类地面的面积数或所占比例，计算出该排水流域的平均径流系数。也可根比例，计算出该排水流域的平均径流系数。也可根据规划的地区类别，采用区域综合径流系数。据规划的地区类别，采用区域综合径流系数。（五）确定设计重现期（五）确定设计重现期 P P P P 和地面集水时间和地面集水时间 t t t t1 1 1 1 结合地

50、形特点、汇水面积的地区建设性质和气象结合地形特点、汇水面积的地区建设性质和气象特点确定设计重现期。各排水流域的设计重现期可相特点确定设计重现期。各排水流域的设计重现期可相同，也可不同。同，也可不同。根据设计地区的建筑密度、地形坡度和地面覆盖根据设计地区的建筑密度、地形坡度和地面覆盖种类、街坊内是否设置雨水暗管等，确定雨水管道的种类、街坊内是否设置雨水暗管等，确定雨水管道的地面集水时间。地面集水时间。第48页/共146页（六）求单位面积径流量 q0 暴雨强度 q与径流系数的乘积，称为单位面积径流量 q0。即：对于某一设计来说，式中P、t1、m、A1、b、c、n均为已知数，只要求得各管段的管内雨水