雨水管渠设计.pptx
《雨水管渠设计.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《雨水管渠设计.pptx(158页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、雨水管渠系统的任务 及时地汇集并排出暴雨形成的地面径流。以保障城市人民的生命财产的安全及工及时地汇集并排出暴雨形成的地面径流。以保障城市人民的生命财产的安全及工农业生产的正常进行,达到既合理又经济的要求。农业生产的正常进行,达到既合理又经济的要求。第1页/共158页雨水管渠的主要设计内容收集基础资料收集基础资料确定当地的暴雨强度公式确定当地的暴雨强度公式确定设计参数确定设计参数划分排水流域划分排水流域雨水管渠的定线雨水管渠的定线计算设计流量和进行管渠的水力计算计算设计流量和进行管渠的水力计算绘制管渠的平面图及纵剖面图绘制管渠的平面图及纵剖面图第2页/共158页雨量分析目的目的 确定降雨历时、暴
2、雨强度与降雨重现期之间的关系,以此作为雨水设计管确定降雨历时、暴雨强度与降雨重现期之间的关系,以此作为雨水设计管渠设计的依据,渠设计的依据,估算排水管渠断面的尺寸估算排水管渠断面的尺寸 。第3页/共158页分析要素分析要素 降雨量降雨历时暴雨强度降雨面积及汇水面积降雨频率和重现期第4页/共158页降雨量:降雨的绝对量,指某场降雨落在不透水平面上的水层深度。降雨量:降雨的绝对量,指某场降雨落在不透水平面上的水层深度。v年平均降雨量年平均降雨量v月平均降雨量月平均降雨量v年最大日降雨量年最大日降雨量 第5页/共158页降雨历时:连续降雨的时段降雨历时:连续降雨的时段降雨面积:降雨所笼罩的面积降雨面
3、积:降雨所笼罩的面积汇水面积:雨水管渠汇集雨水的面积汇水面积:雨水管渠汇集雨水的面积第6页/共158页暴雨强度 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。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。第7页/共158页工程上常用单位时间内单位面积上的降雨体积表示工程上常用单位时间内单位面积上的降雨体积表示q(L/haq(L/ha s)s)。第8页/共158页降雨频率:等于或大于某特定值的暴雨强度出现的次数降雨频率:等于或大于某特定值的暴雨强度出现的次数m与观测资料总项数与观测资料总项数n之比。之比。降雨重现期:等于或大于某特定值的暴雨强度可能出现一次的平均间隔时
4、间。降雨重现期:等于或大于某特定值的暴雨强度可能出现一次的平均间隔时间。第9页/共158页暴雨强度公式暴雨强度公式q:q:设计暴雨强度(设计暴雨强度(L/sha)P:L/sha)P:设计重现期(设计重现期(a a)t t:降雨历时(:降雨历时(minmin)A A1 1、c c、b b、n n:地方参数:地方参数第10页/共158页确定暴雨强度公式的步骤收集当地气象台的自记雨量记录(一般不少于收集当地气象台的自记雨量记录(一般不少于1010年)年)对雨量资料进行统计对雨量资料进行统计根据根据p pi it t关系求解关系求解b b、n n、A A1 1、c c各个参数,得到当地暴雨强度公式各个
5、参数,得到当地暴雨强度公式 计算抽样误差和暴雨公式均方差计算抽样误差和暴雨公式均方差 第11页/共158页雨水管渠设计流量的确定雨水管渠设计流量的确定雨雨水水管管渠渠设设计计流流量量计计算算公公式式(极极限限强度法)强度法):Q=Q=q q F F式中:式中:Q Q雨水设计流量雨水设计流量(L/s)(L/s)径流系数,其数值小于径流系数,其数值小于1 1;F F汇水面积汇水面积(ha)(ha)q q设计暴雨强度设计暴雨强度(L/(s(L/(sha)ha)第12页/共158页雨水径流成因雨水径流成因地面点上的产流过程 植物截留降雨 余水 地面径流 土壤渗流第13页/共158页第14页/共158页
6、流域上的汇流过程流域上的汇流过程流域:流域:沟、溪沟、溪地面径流地面径流 低洼处低洼处 江河江河 城市:城市:雨水管渠雨水管渠地面径流地面径流 雨水口雨水口 江河江河第15页/共158页第16页/共158页极限强度法原理极限强度法原理 承认降雨强度随降雨历时的增长而减小的规律性承认降雨强度随降雨历时的增长而减小的规律性汇水面积的增长与降雨历时成正比汇水面积的增长与降雨历时成正比汇水面积随降雨历时的增长较降雨强度随降雨历时增长而减小的速度更快汇水面积随降雨历时的增长较降雨强度随降雨历时增长而减小的速度更快 第17页/共158页 当当t0时,时,t增大,增大,F不变,不变,q减小,减小,Q减小减小
7、 第18页/共158页极限强度理论的内容当汇水面积上最远点的雨水达集流点时,当汇水面积上最远点的雨水达集流点时,全面积汇流,雨水管渠的流量最大。全面积汇流,雨水管渠的流量最大。当降雨历时等于当降雨历时等于汇水面积上最远点的雨水达集流点的集流时间时,雨水管道的汇水面积上最远点的雨水达集流点的集流时间时,雨水管道的雨量最大。雨量最大。第19页/共158页第20页/共158页假设条件假设条件降雨在整个汇水面积上的分布是均匀的降雨在整个汇水面积上的分布是均匀的降雨强度在选定的降雨时段内均匀不变降雨强度在选定的降雨时段内均匀不变汇水面积随集流时间增长的速度为常数汇水面积随集流时间增长的速度为常数 第21
8、页/共158页雨水管段的设计流量计算各管段的雨水设计流量等于该管段承担的所有汇水面积和设计暴雨强度的乘积。各管段的雨水设计流量等于该管段承担的所有汇水面积和设计暴雨强度的乘积。第22页/共158页集水时间的确定t=t1+mt2 t1:地面集水时间 t2:管内雨水流行时间 m:m:折减系数 第23页/共158页地面集水时间地面集水时间t t1 1的确定的确定 影响因素:地形坡度、地面铺砌、地面种植情况、水流路程、道路纵坡和宽度、暴雨强度等。室外排水设计规范规定:一般采用t1=515min。第24页/共158页管渠内雨水流行时间t2的确定 L L:各管段的长度:各管段的长度(m)(m);v v:各
9、管段满流时的水流速度:各管段满流时的水流速度(m/s)(m/s);6060:单位换算系数,:单位换算系数,1min=60s 1min=60s 第25页/共158页折减系数m值的确定 按极限强度法计算的重力流雨水管道存在空隙容量。按极限强度法计算的重力流雨水管道存在空隙容量。折减系数折减系数m实际是苏林系数与管道调蓄利用系数两者的乘积。实际是苏林系数与管道调蓄利用系数两者的乘积。室外排水设计规范室外排水设计规范建议:暗管建议:暗管m=2.0,明渠,明渠m=1.2。在陡坡地区,暗管。在陡坡地区,暗管m=1.22.0。第26页/共158页径流系数的确定影响因素:影响因素:地面覆盖情况地面覆盖情况、地
10、面坡度、地貌、建筑密度的分布、路面铺砌、降雨、地面坡度、地貌、建筑密度的分布、路面铺砌、降雨历时、暴雨强度、暴雨雨型等历时、暴雨强度、暴雨雨型等 第27页/共158页v平均径流系数平均径流系数vv区域综合区域综合径流系数径流系数 一般市区的综合径流系数取一般市区的综合径流系数取=0.5=0.50.80.8,郊区取,郊区取=0.4=0.40.60.6 第28页/共158页设计重现期的确定影响因素:影响因素:汇水面积的地面建设性质、地形特点、汇水面积和气象特点等。汇水面积的地面建设性质、地形特点、汇水面积和气象特点等。重现期一般选用重现期一般选用0.50.53a3a,对于重要地区,一般选用,对于重
11、要地区,一般选用2 25a5a。在同一个排水系统中可采用同一个设计重现期或不同的设计重现期。在同一个排水系统中可采用同一个设计重现期或不同的设计重现期。第29页/共158页特殊情况雨水设计流量的计算 当汇水面积的轮廓形状很不规则,即汇水面积当汇水面积的轮廓形状很不规则,即汇水面积呈畸形增长时(包括几个相距较远的独立区域呈畸形增长时(包括几个相距较远的独立区域雨水的交汇);汇水面积地形坡度变化较大或雨水的交汇);汇水面积地形坡度变化较大或汇水面积各部分径流系数有显著差异时,就可汇水面积各部分径流系数有显著差异时,就可能发生管道的最大流量不是发生在全部面积参能发生管道的最大流量不是发生在全部面积参
12、与径流时,而发生在部分面积参与汇流时。与径流时,而发生在部分面积参与汇流时。第30页/共158页 处理方法:计算各种可能情况下的雨水设计计算各种可能情况下的雨水设计流量,取最大值流量,取最大值第31页/共158页第32页/共158页径流调节 设置调节池设置调节池 可供利用的调节池有:天然洼地、谷塘或池塘,以及人工修建的调节池。可供利用的调节池有:天然洼地、谷塘或池塘,以及人工修建的调节池。第33页/共158页调节水池常用的布置形式 溢流堰式调节水池溢流堰式调节水池 设置在干管一侧,有进水管和出水管。进水管较高,出水管较低设置在干管一侧,有进水管和出水管。进水管较高,出水管较低 第34页/共15
13、8页 底部流槽式调节水池底部流槽式调节水池 当进水量小于出水量时,雨水经设在池最底部的渐缩断面流槽全部流入下游干管而排走。当进水量小于出水量时,雨水经设在池最底部的渐缩断面流槽全部流入下游干管而排走。当进水量大于出水量时,池内水位逐渐上升,直到进水量减少至小于下游干管的通过能当进水量大于出水量时,池内水位逐渐上升,直到进水量减少至小于下游干管的通过能力时,池内水位才逐渐下降,至排空为止力时,池内水位才逐渐下降,至排空为止 第35页/共158页调节池容积的计算 调节池内最高水位与最低水位之间的容积为有效调节容积调节池内最高水位与最低水位之间的容积为有效调节容积:调节池上游干管设计流量(m3/s)
14、:相应于Qmax时的设计降雨历时(s):下游干管设计流量的降低系数第36页/共158页调节池下游干管设计流量计算 Q Q:调节池下游干管汇水面积上的雨水:调节池下游干管汇水面积上的雨水 设计流量设计流量 第37页/共158页校核调节池的放空时间出水管管径的估算:出水管管径的估算:V=5001000m3 D=150250mm V=10002000m3 D=200300mm 放空时间按照水力学中变水头下的非稳定流进行计算,不得超过放空时间按照水力学中变水头下的非稳定流进行计算,不得超过24h 24h,然后按照调节池,然后按照调节池放空时间要求校核选用的出水管管径是否满足放空时间要求校核选用的出水管
15、管径是否满足 第38页/共158页雨水管渠系统的设计和计雨水管渠系统的设计和计算算第39页/共158页雨水管渠系统平面布置原则雨水管渠系统平面布置原则利用地形排水利用地形排水地形坡度较大地区:雨水管布置在地形洼处或溪谷线上地形坡度较大地区:雨水管布置在地形洼处或溪谷线上地形平坦地区:雨水管布置在排水流域中间地形平坦地区:雨水管布置在排水流域中间出水口形式出水口形式分散出水口:雨水排入池塘或小河分散出水口:雨水排入池塘或小河集中出水口集中出水口河流水位变化大的地区河流水位变化大的地区地形平坦地区地形平坦地区第40页/共158页雨水管道布置与城市规划相协调雨水管道布置与城市规划相协调 雨水管道平行
16、道路布置 处理协调好雨水管道与地下构筑物及其它管线的相交第41页/共158页合理布置雨水口合理布置雨水口 雨水口应设置在街道交叉路口的汇水点、低洼处雨水口应设置在街道交叉路口的汇水点、低洼处 道路上平均间隔道路上平均间隔303080m80m应设置一雨水口应设置一雨水口第42页/共158页有条件时应尽量采用明渠排水有条件时应尽量采用明渠排水 城郊或新建工业区、建筑密度低的地区及交通城郊或新建工业区、建筑密度低的地区及交通量小的地区量小的地区 尽量采用道路边沟排水以减少管道用量尽量采用道路边沟排水以减少管道用量设置排洪沟排出雨洪径流设置排洪沟排出雨洪径流第43页/共158页设计充满度设计充满度 管
17、道设计充满度按满流考虑管道设计充满度按满流考虑 明渠超高明渠超高0.20m0.20m 街道边沟超高街道边沟超高0.03m0.03m雨水管渠水力计算的设计参数雨水管渠水力计算的设计参数 第44页/共158页设计流速设计流速最小流速:最小流速:管道管道0.75m/s0.75m/s 明渠明渠0.40m/s0.40m/s最大流速:最大流速:管道:金属管道管道:金属管道10m/s10m/s 非金属管道非金属管道5m/s 5m/s 第45页/共158页最小管径及最小设计坡度最小管径及最小设计坡度 雨水管道:雨水管道:DNDNminmin=300=300 i iminmin=0.003=0.003雨水口连接
18、管:雨水口连接管:DNDNminmin=200=200 i iminmin=0.010=0.010最大埋深最大埋深 干燥土壤:干燥土壤:7 78m8m多水、流沙、石灰岩地层:多水、流沙、石灰岩地层:5m5m第46页/共158页管道衔接方式管道衔接方式管顶平接管顶平接第47页/共158页雨水管渠水力计算方法雨水管渠水力计算方法已知条件:已知条件:n n、Q Q未知条件:未知条件:i i参照地面坡度或相应管径的最小参照地面坡度或相应管径的最小坡坡 度,假定管底坡度度,假定管底坡度 D D、v v 从水力计算图或表中求得从水力计算图或表中求得公式公式第48页/共158页雨水管渠系统的设计步骤雨水管渠
19、系统的设计步骤收集和整理设计地区的各种原始资料收集和整理设计地区的各种原始资料划分排水流域和管道定线划分排水流域和管道定线 划分设计管段划分设计管段 划分并计算各设计管段的汇水面积划分并计算各设计管段的汇水面积 确定各排水流域的平均径流系数值确定各排水流域的平均径流系数值 确定设计重现期确定设计重现期P P、地面集水时间、地面集水时间t t1 1 求单位面积径流量求单位面积径流量q q0 0 列表进行雨水干管及支管的水力计算列表进行雨水干管及支管的水力计算 绘制雨水管道平面图及纵剖面图绘制雨水管道平面图及纵剖面图 第49页/共158页洋河镇雨水设计基础资料洪水位:洪水位:16.5m16.5m常
20、水位:常水位:14.3m14.3m暴雨强度公式暴雨强度公式第50页/共158页123456第51页/共158页第52页/共158页立体交叉道路排水尽量缩小汇水面积取用较高的排水设计标准雨水口的布设位置要便于拦截径流管道布置应于其它市政管道综合考虑适当加大管道断面设置排水及降低地下水位的措施第53页/共158页排洪沟的设计与计算排洪沟的设计与计算第54页/共158页设计防洪标准设计防洪标准一般以洪峰流量计算的设计频率表示一般以洪峰流量计算的设计频率表示根据城市、工厂的性质,规模大小、受淹后损失和修复难易等因素综合考虑根据城市、工厂的性质,规模大小、受淹后损失和修复难易等因素综合考虑确定确定一般设
21、计重现期为一般设计重现期为1010100a100a第55页/共158页设计洪峰流量设计洪峰流量洪水调查法:深入现场,勘察洪水位的痕迹,推出它发生的频率,选择和测量洪水调查法:深入现场,勘察洪水位的痕迹,推出它发生的频率,选择和测量河槽断面。河槽断面。Q=A v第56页/共158页推理公式法适用于流域面积为4050km2的地区,以及山区城镇。:洪峰径流系数:洪峰径流系数 S S:暴雨雨力:暴雨雨力(mm/h)F(mm/h)F:流域面积:流域面积:流域的集流时间:流域的集流时间(h)n(h)n:暴雨强度衰减系数:暴雨强度衰减系数第57页/共158页地区性经验公式地区性经验公式F:F:流域面积流域面
22、积K K、n n:随地区及洪水频率而变化的系数和:随地区及洪水频率而变化的系数和 指数指数第58页/共158页设计原则在设计流量确定后,渠线走向应多方案比较在设计流量确定后,渠线走向应多方案比较合理利用地形坡度排水合理利用地形坡度排水排洪沟的布置应与城镇或厂区的总体规划密切配合排洪沟的布置应与城镇或厂区的总体规划密切配合充分利用原有的天然沟道充分利用原有的天然沟道渠线走向应选在地形较平缓,地质稳定地带,并要渠线走向应选在地形较平缓,地质稳定地带,并要求渠线短求渠线短最好将水导至城市下游,以减少河水顶托最好将水导至城市下游,以减少河水顶托尽量避免穿越铁路和公路尽量避免穿越铁路和公路尽量减少弯道尽
23、量减少弯道排洪沟采用明渠还是暗管要视具体情况而定排洪沟采用明渠还是暗管要视具体情况而定第59页/共158页设计要求平面布置要求进口形式进口形式直插式直插式侧流堰式侧流堰式进口布置要创造良好的导流条件,一般布置成喇叭口形进口布置要创造良好的导流条件,一般布置成喇叭口形进口段长度不得小于进口段长度不得小于3m3m,可取渠中水深的,可取渠中水深的5 51010倍。倍。第60页/共158页出口段出口段要使水流均匀平缓扩散,防止冲刷。要使水流均匀平缓扩散,防止冲刷。应设置于地形地质良好的地段,并采取应设置于地形地质良好的地段,并采取护砌措施。护砌措施。当排洪沟直接排入河道时,出口宜逐渐当排洪沟直接排入河
24、道时,出口宜逐渐加宽成喇叭口形状。加宽成喇叭口形状。当排洪沟穿越防洪堤时,应在出口设置当排洪沟穿越防洪堤时,应在出口设置涵洞。涵洞。第61页/共158页联结段联结段尽量布置成直线,若有弯道,要保证尽量布置成直线,若有弯道,要保证转弯处良好的水流条件。转弯处良好的水流条件。排洪沟的宽度发生变化时应设渐变段,排洪沟的宽度发生变化时应设渐变段,以防引起冲刷和涡流现象,渐变段长以防引起冲刷和涡流现象,渐变段长度可取底宽差的度可取底宽差的5 52020倍。倍。排洪沟穿越道路应设桥涵。排洪沟穿越道路应设桥涵。第62页/共158页纵坡的确定纵坡的确定 根据地形、地质、护砌、原有排洪沟坡度以及冲淤情况等条件确
25、定,通常不小于根据地形、地质、护砌、原有排洪沟坡度以及冲淤情况等条件确定,通常不小于1 1。纵坡过大,需设置跌水或陡槽。纵坡过大,需设置跌水或陡槽。第63页/共158页最大流速最大流速 防止山洪对沟底及沟壁的冲刷。防止山洪对沟底及沟壁的冲刷。排洪沟不同的铺砌其最大设计流速也不同。排洪沟不同的铺砌其最大设计流速也不同。最小流速最小流速 防止排洪沟产生淤积。防止排洪沟产生淤积。第64页/共158页排洪沟的断面形式、材料及其选择排洪沟的断面形式、材料及其选择 断面形式:矩形或梯形断面形式:矩形或梯形 最小断面尺寸:最小断面尺寸:BHBH0.4m 0.4m0.4m 0.4m 铺砌材料:片石或块石铺砌材
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 雨水管 设计
限制150内