雨水管网布置课程设计.docx
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雨水管网布置课程设计
兰州理工大学
《城市给排水管道工程》课程设计
设计计算说明书
姓名
设计题目雨水排水规划与管道布置
所属系部环境工程系
班级环境工程2
学号********
指导教师
雨水排水规划与管道布置
摘要：
本设计的题目是G镇雨水管网工程规划，为了保护环境，防止污水将自然水体的进一步恶化，推进该地区经济的持续发展，所以采用的是雨污分流体制。
因此要求建设排水管渠，对该地区的原有管道进行改造，对雨水进行收集、处理，以适应市政建设发展，居民日常生活的需要。
关键词：
雨水管网雨污分流保护环境市政发展
1概述
1.1设计任务
G镇雨水管网工程规划
1.2设计依据
1.2.1雨水管道设计一般规定
（1）充满度：
一般按满流计算
（2）流速：
《室外排水设计规范》规定污水灌渠在设计充满度下的最小设计流速为0.6m/s。
最大设计流速是保证管道不被冲刷损坏的流速，该值与管材有关，非金属管道最大设计流速为5m/s。
（3）最小管径、坡度：
①雨水支干管最小管径300mm，最小设计坡度0.003；
②雨水口连络最小管径200mm，设计坡度不小于0.002。
（4）覆土或挖深：
1小覆土在车行道下一般不小于0.7m
2局部条件不允许时，须对管道进行包封加固
3最大埋深不超过7~8米
（5）管渠连接与构筑物的连接：
①管道在检查井内连接，一般采用管顶平接。
②相同管径的管段可以采用水面平接；不同断面管道必要时也可采用局部管段管底平接。
③在任何情况下，进水管底不得低于出水管底。
1.3城市概况及自然条件
1.3.1地理位置
城镇位于江苏省西北部，地处苏、鲁、皖三省交界，介于北纬340°24′37″～340°56′9″、东经116°21′16″～116°51′52″之间
1.3.2地形地貌
城区属黄泛冲击平原，地势低洼平坦。
地面高程一般在365—385m之间，西南略低于东北，地面坡降为5/1000—15/1000。
1.3.3地质
城区大地构造位于山东台背斜与河淮台向斜交界部位。
构造属黄河下游苏、鲁、豫、皖一带新生界凹陷区边缘。
按国家地震裂度区划分，城区基本烈度为7度。
最大冻土层深度24cm
1.3.4水文地质
主城区一般桃汛在3月中旬至4月底出现，雨量一般在40mm左右，入汛一般在6月底至7月中旬。
出汛一般在8月底至9月中旬。
汛期雨量大小不等，汛期天数长短不等，少则20多天，多则150多天。
根据水文站多年测报资料：
河流常年平均水位218m，二十年一遇水位232m，低于规划主城区。
河流最大流量350立方米/秒，最大流速2.34米/秒，洪水频率百年一遇542毫米、五十年一遇458毫米、二十年一遇349毫米、十年一遇266毫米、五年一遇185毫米，最大含沙量49.7公斤/立方米（1965年统计），最小含沙量14.2公斤/立方米（1968年统计）。
由于河床高，水位低，流程短，只在丰水期作季节性通航。
暴雨强度公式：
1.3.5地下水
主城区海拔较低，平均在36.3～38.5m左右，地下水位较浅，但水质差。
地下水源主要分布于松散沉积层，该沉积层较厚，深度达300m以上，共分五个承压含水组，储水量为15～20m3/Km2，可供开采的是第二、三层承压含水岩组，深埋分别为80～120m和200m左右，地下水流向为东北至北西南。
1.3.6气候
属暖温带半湿润季风气候区，四季分明，日照充足，年平均气温在15℃左右，最冷月（一月）平均气温零下1.5℃左右；最热月（七月）平均气温27.9℃左右。
年平均降水量630.44mm左右，无霜期200天左右。
1.4现有给排水工程概况
城区中有部分合流制管渠，但多为石砌暗沟，设在人行道下面，盖板裸露地面。
由于断面较小，加以年久失修，有的已堵塞或断裂。
新发展区域中建有一些分流制排水管道，但为真正分流。
由于排水管道长度短，覆盖率低，城市中未形成排水管网，致使城区污水未经处理就排入水体，对冷暖江造成严重污染。
为了保护环境，防止污水将水质的进一步恶化，推进该地区经济的持续发展，因此要求建设排水管渠，对该地区污水进行收集、处理，以适应市政建设发展的需要。
2方案比选
2.1工程规模
该城镇228万平方米，若采用合流制，管道必须采用很粗的管径，投入量非常大，所以采用分流制比较好。
2.2系统/体制选择
从该城区的平面图和资料知该城区地形平坦，无明显分水线，故排水流域按城市主要街道的汇水面积划分。
河流的位置确定了雨水出口的位置在每段街区的下方。
雨水出口位于河岸边。
由于河流的洪水位低于该地区地面的平均标高，所以雨水可以靠重力排入河流，不用设置雨水泵站。
河流的位置确定了雨水出水口的位置，雨水出水口位于河岸边，由于该地区地势以一定坡度坡向河流，地形对排除雨水有利，拟采用分散出口的雨水管道布置形式，雨水干管基本垂直于等高线，即正交式布置，这样雨水能以最短距离靠重力流分散就近排入水体。
正交式布置的干管长度短、管径小，因而经济，雨水排出较迅速。
雨水管道布置平面图详见城市雨水系统总平面图。
雨水管道的设计计算见：
雨水管水力计算表
注：
1、雨水管道各设计管段在高程上采用管顶平接
2、出现下游管段的设计流量小于上游管段设计流量的情况，取上一管段的设计流量作为下游管段的设计流量
3、在支管与干管相接的检查井处，会有两个∑t2值和两个管底标高值，再继续计算相交后的下一个管段时，取大的那个∑t2值和小的那个管底标高值。
当雨水管道与污水管道交叉布置时，应小管让大管，必要时设置倒虹管。
2.3管道定线
定线原则：
应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。
排水管网的布置原则既要使管道工程量为最小，又要使水流畅通节省能量。
支管、干管、主干管的布置要顺直，水流不要绕弯。
充分利用地形地势，最大可能采用重力流形式，避免提升。
在起伏较大的地区，应将高区系统与低区系统分离，高区不宜随便跌水，应直接重力流入污水厂，并尽量减少管道埋深。
至于个别低洼地区应局部提升，做到高水高排。
尽量减少中途加压站的个数。
如果遇山岗尽量采用隧洞方式。
若须经过土壤不良地段，应根据具体情况采用不同的处理措施，以保证地基与基础有足够的承载能力。
当污水管道无法避开铁路、河流或其它地下建（构）筑物时，管道最好垂直穿过障碍物，并根2，据具体情况采用倒虹管、管桥或其它工程设施。
若各种管线布置发生矛盾，处理的原则是，新建让已建的，临时让永久的，小管让大管，压力管让重力管，可弯让不可弯的，检修次数小让检修次数多的。
具体方案如下图所示，因方案一只有一个出水口，故最下面的管径选择较大的才能满足设计要求，所以选择方案二，有三个出水口的设计方案，将城区划分为三块，分别排水，既满足设计要求，又符合节省开支的宗旨。
方案一：
方案二：
3构筑物
排水管渠上的附属构筑物包括检查井、跌水井、倒虹管、雨水口、溢流井、排出口等。
3.1检查井
排水系统中设置检查井，主要用于连接管渠和定期检查清通。
检查井通常设在管渠交汇、转弯、尺寸或坡度改变、跌水以及相隔一定距离的直线管渠上
检查井一般采用圆形，由井底、井深和井盖三部分组成，建筑材料主要有混凝土、砖、石或钢筋混凝土。
3.2跌水井
跌水井是设有消能设施的检查井。
跌水井的设置条件：
当遇到下列情况且跌差大于1m时应设跌水井：
管道中的流速过大，需要加以调节处理；
管道垂直于陡峭地形的等高线布置，按照原定坡度将要露出地面处；
接入较底的管道处；
管道遇到地下障碍物，必须跌落通过处；
当淹没排放时，在出口前设一个井。
3.3雨水口
雨水口主要在雨水管渠系统中收集雨水，地面雨水先经雨水口流入连接管再流入排水管渠。
雨水口一般设在交叉路口、广场、路侧边沟以及道路低洼地段，以防止雨水漫过道路。
雨水口间距一般为25~50m。
3.4倒虹管
当排水管渠遇到河流或地下构筑物等障碍物时，不能按原有的坡度埋设时，必须设置倒虹管。
倒虹管应尽可能与障碍物轴线垂直，并设在地质条件较好处。
3.5出水口
在江河边设置出水口时，应保持与取水构筑物，游泳区及家畜饮水区有一定距离，同时也应不影响下游居民点的卫生和饮用。
出水口的位置和形式应取得当地卫生监督、水体管理和交通管理等部门同意。
污水管渠的出水口一般采用淹没式，以使污水与水体较好地混合，必要时污水出水口可以长距离分散伸入水体，以使混合更充分，同时要征得航运部门的同意。
雨水出水口可以采用非淹没式，其底标高最好在水体最高水位以上，一般在常水位以上，以避免水体倒灌。
4雨水管网设计计算
4.1划分设计管段
根据管道的具体位置，划分设计管段，将各管段的检查井依次遍上号码。
4.2主要设计参数
暴雨强度（stormsmear）公式：
式中：
P为设计重现期（recurrenceperiod）取值一年；
t=t1+mt2其中t1为地面汇流时间，汇水时间t1取15min；m为折减系数。
本设计取m=2的系数乘以用满流时的流速算出的管内雨水时间t2=∑
.
综合径流系数：
ψ=0.65
4.3雨水干管水力计算
雨水干管设计计算长度及汇水面积汇总
管段编号
管段长度/m
本段汇水面积编号
本段汇水面积/ha
转输汇水面积/ha
总汇水面积/ha
2-3
250
3、5
12.91
0.00
12.91
9-10
166
10
4.08
0.00
4.08
10-3
160
9
4.37
4.08
8.45
8-3
2128
1、2
8.18
0.00
8.18
3-4
164
6、4
10.44
29.54
39.98
11-12
162
31
3.05
0.00
3.05
12-4
164
30
2.80
3.05
5.85
4-5
196
29
2.76
45.83
48.59
5-6
191
28、32
14.13
48.59
62.72
13-6
174
36、38、39
9.11
0.00
9.11
6-7
209
33、37
13.61
71.83
85.44
7-47
362
一一一
0.00
85.44
85.44
15-16
120
7
6.30
0.00
6.30
27-17
114
11、15
6.95
0.00
6.95
16-17
202
8
3.29
6.30
9.59
17-18
120
12、16
4.40
16.54
20.94
18-19
137
13、17
4.63
20.94
25.57
19-20
239
14、18
5.31
25.57
30.88
20-21
80
40
4.26
30.88
35.14
24-21
175
34
2.61
0.00
2.61
21-23
353
35
6.37
37.75
44.12
26-23
190
52、53
10.81
0.00
10.81
23-25
412
48
3.64
54.93
58.57
28-29
158
19
3.77
0.00
3.77
29-30
158
22
3.10
3.77
6.87
30-33
121
25
3.32
6.87
10.19
31-32
150
20
2.31
0.00
2.31
32-33
158
23
1.88
2.31
4.19
33-36
263
26
2.00
14.38
16.38
34-35
150
21
5.18
0.00
5.18
35-36
150
24
4.24
5.18
9.42
37-38
146
41
4.63
0.00
4.63
38-39
165
42
3.69
4.63
8.32
36-39
227
27
4.43
25.80
30.23
39-43
166
43
3.77
38.55
42.32
40-41
198
44
3.54
0.00
3.54
41-42
160
45
3.18
3.54
6.72
42-43
160
46
2.62
6.72
9.34
43-46
196
47
2.71
51.66
54.37
44-45
160
49
5.70
0.00
5.70
45-46
162
50
3.29
5.70
8.94
46-22
123
51
3.24
63.31
66.55
雨水干管水力计算表
设计管段编号
管长L/m
汇水面积F/ha
管内雨水流行时间/min
单位面积径流量q_0/L
设计流量Q/L∙
管径D/mm
坡度D/‰
流速v/m
=
=
﹝1﹞
﹝2﹞
﹝3﹞
﹝4﹞
﹝5﹞
﹝6﹞
﹝7﹞
﹝8﹞
﹝9﹞
﹝10﹞
2-3
250
12.91
0
1.554726
128.457
1658.38
880
10
2.68
9-10
166
4.08
0
1.311216
128.457
524.105
600
10
2.11
10-3
160
8.45
0
1.097394
128.457
1085.46
800
10
2.43
8-3
217
8.81
0
1.506944
128.457
1131.71
800
8.5
2.4
3-4
164
39.98
2.6043381
1.012346
113.28
4528.93
1600
4.5
2.7
11-12
162
3.05
0
1.384615
128.46
391.803
500
10
1.95
12-4
164
5.85
1.38
1.188406
119.81
700.889
700
10
2.3
4-5
196
48.59
9.0556478
1.344307
89.63
4355.12
1640
3.5
2.43
5-6
191
62.72
10.399955
1.310014
86.15
5403.33
1800
3
2.43
13-6
174
9.11
0
1.801242
128.457
1170.24
1000
3
1.61
6-7
209
85.44
13.511211
1.33461
79.27
6772.83
2000
3
2.61
7-47
362
85.44
14.845821
2.320513
76.73
6555.81
2000
3
2.6
15-16
120
6.30
0
1.438849
128.457
809.279
880
3
1.39
27-17
114
6.95
0
1.049724
128.457
892.776
800
4.8
1.81
16-17
202
9.59
1.4388489
2.028112
119.476
1145.77
1000
3.4
1.66
17-18
120
20.94
1.0497238
0.896861
121.744
2549.32
1250
4.2
2.23
18-19
137
25.57
5.4135461
0.722574
101.22
2588.2
1050
10
3.16
19-20
239
30.88
6.13612
1.256572
98.62
3045.39
1250
8.4
3.17
20-21
80
35.14
7.392692
0.392157
94.48
3320.03
1250
10
3.4
24-21
175
2.61
0
1.944444
128.457
335.273
600
5.7
1.5
21-23
353
44.12
9.7292933
1.634259
87.85
3875.94
1250
9.9
3.6
26-23
190
10.81
0
1.919192
128.4566
1388.62
1000
3
1.65
23-25
412
58.57
13.282744
2.825789
79.73
4669.79
1600
3.6
2.43
28-29
158
3.77
0
1.531008
128.4566
484.281
600
6.3
1.72
29-30
158
6.87
1.5310078
1.106443
118.95
817.187
700
10
2.38
30-33
121
10.19
2.6374503
0.803453
113.12
1152.69
800
10
2.51
31-32
150
2.31
0
1.54321
128.4566
296.735
500
6.7
1.62
32-33
158
4.19
1.5432099
1.248025
118.886
498.132
600
10
2.11
33-36
263
16.38
6.2321383
1.593939
98.3
1610.15
880
10
2.75
34-35
150
5.18
0
1.77305
128.46
665.423
800
3
1.41
35-36
150
9.42
1.7730496
1.54321
117.61
1107.89
1000
3
1.62
37-38
146
4.63
0
1.789216
128.467
594.802
800
3
1.36
38-39
165
8.32
1.7892157
1.774194
117.52
977.766
900
3
1.55
36-39
227
30.23
14.705746
1.22438
77
2327.71
1000
10
3.09
39-43
166
42.32
15.930126
0.889603
75
3174
1100
10
3.11
40-41
198
3.54
0
1.594203
128.467
454.773
600
10
2.07
41-42
160
6.72
1.5942029
1.918465
119
799.68
880
3
1.39
42-43
160
9.34
3.5126681
1.282051
109
1018.06
880
6.25
2.08
43-46
196
54.37
21.614449
0.960784
66.44
3612.34
1250
10
3.4
44-45
160
5.70
0
1.814059
128.467
732.262
800
3.1
1.47
45-46
162
8.94
1.814059
1.698113
117.39
1049.47
900
3.1
1.59
46-22
123
66.55
26.087406
0.602941
61.3
4079.52
1250
10
3.4
设计管段编号
设计地面标高/m
设计管内底标高/m
埋深/m
起点
终点
起点
终点
起点
终点
﹝1﹞
﹝13﹞
﹝14﹞
﹝15﹞
﹝16﹞
﹝17﹞
﹝18﹞
2-3
371.5
368.5
367.05
366.8
4.45
1.7
9-10
372
370
366.366
366.2
5.63
3.8
10-3
370
368.5
366.16
366
3.84
2.5
8-3
368.5
368.5
366.18445
366
2.32
2.5
3-4
368.5
368
365.0738
365
3.43
3
11-12
372.5
370
368.662
368.5
3.84
1.5
12-4
370
368
364.664
364.5
5.34
3.5
4-5
368
367.5
364.3686
364.3
3.63
3.2
5-6
367.5
367
364.2573
364.2
3.24
2.8
13-6
367.5
367
365.0522
365
2.45
2
6-7
367
368
364.0627
364
2.94
4
7-47
368
360
359.1086
359
8.89
1
15-16
378
377.7
375.36
375
2.64
2.7
27-17
382.5
377
375.5472
375
6.95
2
16-17
377.7
377
374.6868
374
3.01
3
17-18
377
376.5
373.504
373
3.50
3.5
18-19
376.5
374.5
370.57
369.2
5.93
5.3
19-20
374.5
372.5
369.0076
367
5.49
5.5
20-21
372.5
370.5
366.4
365.6
6.10
4.9
24-21
371.5
370.5
369.5975
368.6
1.90
1.9
21-23
370.5
367
365.4947
362
5.01
5
26-23
367.5
367
362.57
362
4.93
5
23-25
367
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