第四章雨水管道设计.ppt

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第四章城镇雨水沟道的设计第一节雨水径流量的计算第一节雨水径流量的计算第一节雨水径流量的计算第一节雨水径流量的计算第二节雨水径流量调节及利用第二节雨水径流量调节及利用第二节雨水径流量调节及利用第二节雨水径流量调节及利用第三节雨水管渠的设计第三节雨水管渠的设计第三节雨水管渠的设计第三节雨水管渠的设计第四节合流制管道系统第四节合流制管道系统第四节合流制管道系统第四节合流制管道系统第五节城镇防洪第五节城镇防洪第五节城镇防洪第五节城镇防洪第一节雨水径流量的估算第一节雨水径流量的估算阵雨历时：

指一场降雨经历的整个时段。

降雨历时：

指降雨过程中任一连续的时段。

雨水管道和合流管道的设计以降雨量为基础，其设计流量为雨水径流量。

雨量参数：

降雨强度：

指在某一降雨历时内的平均降雨量。

深度h（mm）表示方式1hm2面积上的降雨量（m3hm-2）降雨量：

一段时间内降落在某一面积上的总水量。

雨量参数：

i=h/t（mmmin-1）q=Ki=166.7i（Ls-1hm-2）表示方式深度体积单位时间单位面积上的降雨体积某个汇水面积上单某个汇水面积上单位时间平均降雨深位时间平均降雨深度度降雨强度频率：

通常称单位时间内某种事件出现的次数（或比例）为频率，水文统计上，用频率反映水文事件出现的频繁情况。

降雨强度的重现期。

雨量参数：

频率太抽象，为了通俗起见，往往用重现期一词等效地代替频率一词。

洪水的大小50年一遇100年一遇洪水重现期50年100年频率2%（0.02）1%（0.01）年平均降雨量：

多年观测所得的各年降雨量的平均值；月平均降雨量：

多年观测所得的各月降雨量的平均值；年最大日降雨量：

多年观测所得的一年中降雨量最大一日的绝对量。

历史上出现的最大日或最大24小时降雨量对城镇雨水沟道设计有参考价值。

降雨量一般用自记降雨计记录。

降雨面积和汇水面积降雨面积和汇水面积

（1）降雨面积：

降雨所笼罩的面积；

（2）汇水面积：

雨水管渠汇集雨水的面积。

任一场暴雨在降雨面积上各点的暴雨强度是不相等的，就是说，降雨是非均匀分布的。

但城镇或工厂的雨水管渠或排洪沟汇水面积较小，一般小于100平方公里，最远点的汇水时间不至超过60min到120min。

在这种小汇水面积上降雨不均匀分布的影响较小。

因此，可假定降雨在整个小汇水面积内是分布均匀，即在面积内各i相等。

从而可以认为：

雨量计所测得的点雨量资料可以代表整个汇水面积的面雨量资料，即不考虑降雨在面积上的不均匀性。

推理公式：

雨水沟道设计流量一般采用推理公式计算：

式中：

Qs雨水管道的设计流量，L/s；A排水面积，hm2；i降雨强度，mm/min；q降雨强度，L/（shm2）；K单位换算系数，等于167；径流系数，其值小于1，地面径流量与降雨量之比。

径流系数降雨分析一个自记雨量计降雨记录的整理雨量曲线和雨量公式分析每一年的记录整理每一年的降雨分析汇总表全国十大城市雨量公式摘要表编制降雨分析整理成果表和绘制雨量曲线雨水沟道设计流量的估算设计降雨强度的确定设计降雨强度公式q设计降雨强度（L/s.hm2）；t降雨历时（min）；P设计重现期（a）；A1、C、n、b参数，根据统计方法进行计算确定。

在具有十年以上自动雨量记录的地区，设计暴雨强度公式可按室外排水规范附录A的有关规定编制。

t设计降雨历时（排水面积的集水时间），min；t1地面集水时间，min；t2在管道中流行的时间，min；l集中点上游各管段的长度，m；v相应各管段的设计流速，m/s。

设计降雨历时：

以排水面积中最远的一点到集水点的雨水流行时间作为设计降雨历时。

式中：

雨水沟道设计流量的估算设计降雨历时的确定设计雨水管道，确定设计降雨强度时，常选用重现期较短的当地降雨强度。

选用重现期，主要看：

管道溢流；地区积水将造成的危害；施工费用。

雨水沟道设计流量的估算设计重现期的确定雨水管渠设计重现期，应根据汇水地区性质、地形特点和气候特征等因素确定。

同一排水系统可采用同一重现期或不同重现期。

重现期一般采用0.53a，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35a，并应与道路设计协调。

特别重要地区和次要地区可酌情增减。

国内一些城市采用的设计重现期国内一些城市采用的设计重现期影响径流系数的因素：

地面的透水性、地面坡度、降雨情况（久雨和暴雨）。

汇水面积的平均径流系数常采用面积内各类地面的径流系数的加权平均值。

0.10-0.20公园或绿地0.25-0.35非铺砌地面0.35-0.45干砌砖石和碎石路面0.40-0.50级配碎石路面0.55-0.65大块石铺砌路面和沥青表面处理的碎石路面0.85-0.95各种屋面、混凝土和沥青路面地面种类雨水沟道设计流量的估算径流系数的确定综合径流系数综合径流系数区域情况城市建筑密集区0.600.85城市建筑较密集区0.450.6城市建筑稀疏区0.200.45综合径流系数，可按规范的规定取值。

雨水管渠的降雨历时，应按下列公式计算：

t=t1+mt2式中：

t降雨历时（min）；t1地面集水时间（min），视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定，一般采用515min；m折减系数，暗管折减系数m=2，明渠折减系数m=1.2，在陡坡地区，暗管折减系数m=1.22；t2管渠内雨水流行时间（min）。

雨水沟道设计流量的估算降低设计流量的尝试应用推理公式确定雨水管道的设计流量时：

排水面积的值精度较高；径流系数的值很难精确，且随城市的建设而变动；降雨强度设计值的确定，随意性很大；重现期的选用富有随意性；地面集水时间富有随意性。

雨水管道口径的决定同经济考虑有密切关系，不太可能避免溢流，如果溢流问题考虑周到，雨水管道可以小些。

讨论第二节雨水径流量调节及利用第二节雨水径流量调节及利用有可能降低整个管系的造价由于雨水流量大，沟槽长，下游管道的雨水流量尤其大，设置调节池，可使下游管道的设计流量减小，降低下游管系的造价，而且做调节池的造价要比管道省，故有可能降低整个管系的造价。

能使雨水管道的设计有较大的灵活性如今后在所在的汇水区域上大量造房，会使不透水面积增加，从而使径流量剧增，一般很少有可能再重新排管，此时若能设置一个调节池，将上游的流量引入调节池，洪峰过后再排入下游管道，则可使下游管道仍能使用，从而解决该技术矛盾。

能改善合流制管系暴雨时的溢流水水质由于合流制管道在遇到暴雨时，会有大量溢流水产生，而溢流的水中含有相当的生活污水和工业废水，水质较差，若能在截流式合流制的溢流井后面设置调节池，并对进入调节池的溢流污水进行处理后再将其排入水体，就能使最终排入水体的溢流水的水质得到改善。

雨水径流调节池的作用调节池的位置选择很重要，调节池若设置在排水系统的开始或末端，可想而知是意义不大的，故最佳位置的选择需要慎重考虑。

调节池的最佳设计位置选择尽可能利用当地的地形条件，如水库、池塘、河流等。

应专门建设。

一般位置：

汇流点。

在有池塘、河床可以利用，或有洼池可以建池的情况下，往往可以调节径流量，以减小其下游的管道口径。

调节池构造流槽式泵汲式溢流堰式溢流堰a.溢流堰式Q1Q2Q3Q4Q5进水管较高，其管顶一般与池内最高水位相平；出水管较低，其管底一般与池内最低水位相平。

Q1为调节池上游雨水干管中流量，Q2为不进入调节池的泄水量，Q3为调节池下游雨水干管的流量。

Q4为调节池进水流量，Q5为调节池出水流量。

当Q1Q2时，这时将有Q4（Q1Q2）的流量通过溢流堰进入调节池，该池开始工作。

随着Q1增加，Q4也不断增加；直到Q1达到最大流量Qmax时，Q4也达到最大。

然后随着Q1的减少，Q4也不断减少，直到Q1Q2时，该池不再进水，Q40。

贮存在池内的水量通过池出水管不断地排走，直到池内水放空为止，这时调节池停止工作。

流槽b.流槽式Q1Q3当Q1Q3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。

池内流槽深度等于池下游干管的直径。

当Q1Q3时，池内逐渐被高峰时的多余水量（Q1Q3）所充满,池内水位逐渐上升，直到Q1不断减少至小于池下游干管的通过能力Q3时，池内水位才逐渐下降，至排空为止。

沟道旁有一洼地，高程低于沟道很多，有较大容量。

下游沟道可作为起点沟道设计。

雨停后，用泵（小容量，可利用低电谷时排水）按需要情况恢复池的有效调节容积。

侧堰泵c.泵汲式雨水资源利用概述1.雨水水质特点2.雨水利用系统3.雨水截流和储存技术4.雨水径流渗透技术5.雨水水质净化技术第三节雨水管渠的设计第三节雨水管渠的设计因雨水泵站投资、用电量都很大，尽量避免设置雨水泵站。

因明渠造价低，考虑采用明渠。

在建筑物密度较高、交通繁忙的地区，可采用加盖明渠。

利用地形，就近排放地面水体，降低造价。

尽量利用池塘、河浜受纳地面径流，最大限度地减少雨水管道的设置。

雨水管道设计的原则雨水管道系统的平面布置雨水口的设置位置，要配合道路边沟，在道路交叉口处，雨水不应漫过路面。

陡坡地区:

为避免因沟道坡度太陡，设跌水井等特殊构筑物，使干沟与等高线斜交，以适当减少干沟坡度。

受地形影响平坦地区:

为避免干管埋深过大，增加造价，干管应设在流域的中部，以减少两侧支管长度。

根据城市规划和建设情况，考虑利用河湖水体与洼地调蓄雨水，把地形条件、地下水位以及原有的和规划的地下设施、施工条件等因素综合考虑，合理布置，分期建设，逐步完善。

布置原则管系定线雨水沟系常沿道路铺设，设在道路中线的一侧，与道路相平行，尽量在快车道以外。

受道路交通影响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3-33-3雨量管渠系统的设计和计算一、雨水管渠系统平面布置的特点一、雨水管渠系统平面布置的特点

（1）地形地形坡度变化大坡度变化大干管布置在地形较低处或汇水线上干管布置在地形较低处或汇水线上平坦地区平坦地区干管布置在排水流域中间，尽可能干管布置在排水流域中间，尽可能扩大重力流排除雨水范围扩大重力流排除雨水范围

（2）出水口出水口分散出水口分散出水口就近排入小河、池塘，构造简单，造价不高就近排入小河、池塘，构造简单，造价不高集中出水口集中出水口出口离常水位较远出口离常水位较远地形平坦，地面平均标高低于河流洪水位地形平坦，地面平均标高低于河流洪水位2.根据城市规划布置雨水管道根据城市规划布置雨水管道3-33-3雨量管渠系统的设计和计算一、雨水管渠系统平面布置的特点一、雨水管渠系统平面布置的特点（11）平行道路，最好在人行道、草地下，而不宜平行道路，最好在人行道、草地下，而不宜在快车道下在快车道下

（2）道路宽道路宽40m40m，可考虑两侧布置，可考虑两侧布置结合建筑物分布、道路及街坊内部地形、出水口位结合建筑物分布、道路及街坊内部地形、出水口位置等布置置等布置（3）与其它管线平面、竖向位置相协调与其它管线平面、竖向位置相协调3.雨水口布置雨水口布置3-33-3雨量管渠系统的设计和计算一、雨水管渠系统平面布置的特点一、雨水管渠系统平面布置的特点设置：

设置：

根据地形、汇水面积确定；根据地形、汇水面积确定；一般在道路交叉口汇水点、低洼地段一般在道路交叉口汇水点、低洼地段原则：

合理布置，保证路面雨水排除通畅原则：

合理布置，保证路面雨水排除通畅0个个2个个（单坡路）（单坡路）2个个（双坡路（双坡路）4个个（双坡路）（双坡路）4个个（双、单坡路交叉）（双、单坡路交叉）8个个（双坡路）（双坡路）4.明渠与暗渠相结合（视具体条件确定）明渠与暗渠相结合（视具体条件确定）3-33-3雨量管渠系统的设计和计算一、雨水管渠系统平面布置的特点一、雨水管渠系统平面布置的特点

（1）暗管：

城市市区或工厂内）暗管：

城市市区或工厂内

（2）明渠：

城郊）明渠：

城郊（3）边沟：

雨水干管起端）边沟：

雨水干管起端（4）连接方式：

暗管接入明渠）连接方式：

暗管接入明渠3-33-3雨量管渠系统的设计和计算（4）连接方式：

）连接方式：

暗管接入明渠暗管接入明渠45310m0.32m35m0.32m310m明渠接入暗管明渠接入暗管管道按满流设计，明渠应留超高，不小于管道按满流设计，明渠应留超高，不小于0.2m0.2m。

最小设计流速为