雨水管网设计与计算VIP

第9章雨水管网设计和计算，第2，9章雨水管网设计和计算，9.1雨水分析和暴雨强度公式9.2雨水管网设计流计算9.3雨水管网设计和计算9.4汇流管网设计和计算，3，1。区域暴雨强度公式或暴雨强度曲线的确定；分割排水集水区，并执行雨水管渠的定线。分割设计段并计算每个设计段的雨水管设计流。4.执行渠道的水力学计算，以确定每个设计段的管道直径、坡度、标高和深度。5.绘制管道运河平面图和纵断面图。雨水管排水设计的主要内容包括：4、9.1降雨分析和雨水强度公式，雨水设计流量是雨水排水系统设计的基础。降雨径流的特点是流量大、长度短，因此，为了经济合理地估算降雨径流和径流，必须用降雨水道的设计流程分析降雨量。分析了9.1.1降雨分析降雨现象，以降雨、暴雨强度、降雨持续时间、降雨面积和再现时间等因素为例，显示了降雨特征。5、1。降雨量表示绝对降雨量，以降雨深度H(mm)表示，也以每个单位面积的降雨体积(L/ha)表示。研究降雨量时很少以一次降雨为对象，一般单位时间(1)年平均降雨量：表示多年观察到的年平均降雨量的平均值。(2)月平均降雨量：表示多年观察到的每月降雨量的平均值。(3)年最大日降雨量：表示多年观测的全年最大降雨量1天的绝对值。6，2。降雨持续时间是表示连续降雨的持续时间，可以表示一个非整个持续时间，也可以表示其中的个别连续持续时间。单位为分钟或h单位的t直接从自己的降雨量记录簿中读取。3 .降雨强度(暴雨强度)降雨强度表示连续降雨期间的平均降雨量，即单位时间平均降雨深度，以I表示。7，(mm/min)，工程中聚合的降雨量大部分是暴雨的性质，因此称为暴雨的强度，通常以单位时间单位面积的降雨体积q(L/sha)表示。q和I之间的转换关系为：q=167i的167 -转换系数。8，暴雨的强度是描述暴雨特性的重要指标，也是确定雨水设计流量的重要标准。在任何暴雨中，暴雨的强度都随着降雨量而变化。如果雨需要很长时间，对应于该期间的暴雨强度小于对应于短时间的暴雨强度。推断暴雨的强度公式时，使用以下9个期间：5、10、15、20、30、45、60、90、120min9。分析暴雨数据时，必须选择与每个降雨期间相对应的最大降雨量。在每个降雨期间，每一瞬间的暴雨强度也不同，因此计算的每个期间的暴雨强度称为最大平均暴雨强度。9，4。降雨面积和吸收面积(1)降雨面积表示降雨范围，即被降雨遮挡的区域。(2)回水面积是雨水池收集雨水的面积，用f表示，用公顷或平方公里(ha或km2)表示。(。在暴雨过程中的任何点，降雨面积对暴雨的强度都不相同，但是在城市雨水渠系统设计中，通常设计小于100km2的渠道流域，集水面积最远点的集水时间不超过60min至120min，这些小集水面积在项目中称为小集水面积。小集水面积可以忽略降雨量的不均匀分布，认为每一点暴雨的强度都相同。10，5。根据降雨量的频率和再现时间，(1)暴雨强度的频率，具体大小的暴雨强度出现的可能性无法预测，只有通过对过去很多观测的统计分析计算出其发生频率，才能推断未来发生的可能性。特定值的暴雨强度频率是一个百分比，表示暴雨的发生次数大于或等于该值，m与观测数据中项目总数N的比率：%，N 3354观测数据中项目总数m暴雨强度的发生次数，11，如果每年仅选择一个非采样，则每年频率表达式，n=N，%，N 3354降雨观测数据中的年数平均值，n=NM，M选择年度平均降雨样例，12，此定义假定降雨观测数据的年限很长，可以表示降雨量的整个历史过程。但实际上是不可能的，只能得到一段时间的暴雨强度值，所以n是有限的。从上面得到的暴雨强度的频率只反映了一定时间内的经验，不反映总降雨量的规律，因此被称为经验频率。因此，水文学计算经常使用公式%计算年度频率，使用公式%计算次要频率。观测资料的年限越长，经验频率的误差也越小。13，我国目前的室外排水设计规范规定，在制定暴雨强度公式时，必须有10a以上的自降雨记录。选择5、10、15、20、30、45、60、90、120分钟，每年6-8次最大暴雨强度记录以计算该暴雨强度值，然后按大小顺序排列每个期间的暴雨强度(不考虑一年)，并选择其中3-4倍期间的最大暴雨强度作为统计基准，14，(2)暴雨强度的再现期间特定值的暴雨强度的再现期间表示大于或等于该值的暴雨强度可能发生一次的平均间隔，通常用p表示，按年计算：表达式的中间p暴雨强度的再现时间(a)；N数据记录期间(a)；m-暴雨强度大于或等于特定值的次数。再生期间p和年频率Pn是互逆的，即15，9.1.2暴雨强度公式，暴雨强度公式是根据各地自己的降雨量记录分析和整理，根据当前我国室外排水设计规范规定的方法推导出来的。暴雨强度公式是暴雨强度I(或q)、降雨持续t和再生期间p三者之间关系的数学表示法，是雨水水道的设计标准。我国常用暴雨的强度公式为、16、样式的q设计暴雨强度(l/sha)。P设计重现期(a)；T降雨持续时间(分钟)；A1、c、b、n区域参数根据统计方法确定。我国给水排水设计手册第5卷包含我国多个城市的暴雨强度公式，可以统计地直接选择。目前没有暴雨强度公式的村庄可以借用附近天气条件相似的地区城市的暴雨强度公式。17，9.2雨水管管网设计流计算9.2.1地面径流和径流系数，1。地面径流：从地面沿地面坡度流动的雨水，称为地面径流。滴水槽就是收集雨水的地面径流。2.径流系数，降雨量地表漏水量，油水(两者的差异)开始堆积在地面上，地面发生径流，18，降雨强度q，地面径流也因降雨强度q=渗透率，径流率=0，地面渠道仍然存在地面径流。影响迳流系数的因素主要包括同步、地面坡度、地形、建筑密度的大小、铺面道路等。另外，还与降雨通市、暴雨强度、暴雨类型有关。更难准确地确定值。目前，雨水管渠设计通常使用由地面复盖类型确定的经验值。19，我国目前室外排水设计规范规定的流出系数值如下表所示。径流系数值，20，在雨水排水系统设计中，回水面积通常由不同性质的地面复盖组成，随着占用面积比率的变化，值也不同。因此，总水槽面积的迳流系数必须使用平均迳流系数，此值是使用所有种类土地面积的加权平均方法计算的。这意味着样式的fi 水槽面积的所有类型的地面面积(ha)；i对应于所有种类的地表径流系数。F 总水面积(ha)。21，还可以使用区域的综合径流系数。一般城市地区的综合径流系数=0.5至0.8，郊区的综合径流系数=0.4至0.6。9.2.2横断面集水时间和减法系数1。集水时间表示雨水从集水区域最远的点流向设计的管横断面所需的时间。(min) 2。格式设计降雨持续时间(min)；T1地面集水时间(分钟)；T 23354管道运河雨水流行时间(分钟)；M减少系数。，22，(1)地面集水时间t1的确定地面集水时间表示雨水从集水面积最远的点流向雨水管的地面流行时间。地面集水时间主要受地形坡度、地面漏斗、地面植被情况、街道长度等因素的影响，具体取决于水流距离的长度和地面坡度。在工程实践中，通常不计算地面集水时间，通常使用5-15分钟。23，通常，在建筑密度高、地形陡、排水密集的区域，应使用较小的t1=5到8min值。在建筑密度小、地形平坦、排水孔少的区域中，应使用更多的t1=10到15 min值。另外，出发点检查井上游的雨水收集距离最好不要超过120 150米。t1值必须与区域特定条件组合合理选择。选择太多的T1，排水不好，管道上游的水经常堆积。选取太小会增加雨水管大小，从而增加专案成本。24，(2)管道排水时雨水流行时间T2的确定T2表示雨水在管道排水内传播的时间，即样式t 23354管道排水内雨水发生的分钟数。L每个设计段的长度(m)；V设计段总流动速度(m/s)；60单位转换系数。25，(3)确定减少系数m的减少系数m的原因如下：1)雨水水道设计为全流，但在降雨时，管道水道的流量不是从开始到达设计流速，而是随着降雨时间的延长逐渐到达设计流速。这样，通过公式计算的管道运河的流行时间T2小于实际时间。26，2)雨水管排水中每个设计管段的设计流量根据与该管段集水时间相对应的设计暴雨的强度进行计算，因此每个管段的最大流量在同一时间发生的可能性很小。当设计流发生在任何段上时，其他段(尤其是上游段)不一定是整个流。27、使用管道运河中的部分空心容量临时存储雨水的一部分，可以设想通过调节段内的最大流来减少峰值流量、减小渠道剖面大小和降低项目成本的方法。要利用管道的此存储容量，管道内的实际流速必须低于设计流速，因此需要延迟管道内的流行时间T2。28、考虑以上两个原因，在设计降雨持续时间计算时引入减小系数m，实现了减少管段设计流量和减小渠道横断面尺寸的目的，以更接近实际情况。规范规则：涵洞m=2，明渠m=1.2，陡坡上的涵洞m=1.2至2。29，2。例如，假设雨水从距每个集水区域最远的点分别流入出水口a、b、c和d的地面集水时间为1，1)集水面积随集水时间的增加均匀增加。2)降雨持续t等于或大于集水区最远的点，使用设计横断面的集水区的集水区时间 1。3)迳流系数是值。如果段1至2的流量最大，则F1的所有面积中的雨水管设计流量将流向设计横断面，直到(1)设计段1至2的雨水管设计流量为t= 1。(L/s)，型式中的q1管段1至2是该降雨持续时间t= 1点暴雨强度(L/sha)的设计风暴强度。32，(2)设计段2至3的雨水设计流此设计段收集汇流区F1和F2中的雨水，2部分是段2至3的设计横断面。如果t=1-2，则F1和F2的所有面积中的雨水都流向2横断面，并且段2至3的流速达到最大值。例如：(L/s)，型式中的q2管段2至3设计暴雨强度(l/sha)，该强度对应降雨持续时间t= 1 t1-2。T1-23354管段1 2的管内雨水收集时间(分钟)。33，(3)设计段3至4中的雨水设计流，(L/s)，样式q3段3至4中的设计暴雨强度，即降雨持续时间t= 1 t1-2 T2-3中的暴雨强度(L/sst 2-管段2至3的管内降雨流行时间(分钟)。34，(4)设计段4至5中的雨水设计流，(L/s)，型式q4段4至5中的暴雨强度，即降雨持续时间t= 1 t1-2 T2-3 T3-4中的暴雨强度(L/sT3-4管段3至4的管内雨水收集时间(分钟)。35，每个设计段的雨水设计流速应等于该段承担的总流入面积乘以该段的设计暴雨强度。每个段的设计暴雨强度是段设计横断面采集时间与降雨持续时间相对应的暴雨强度。每个段的集水时间不同，因此每个段的设计暴雨强度也不同。36，9.3雨水管管网设计和计算，9.3.1雨水管管网平面特性，1。要充分利用地形，向最近的水域排水，雨水水道要尽量利用自然地形坡度布置，在最短的距离内，通过重力流向附近的池塘、河流、湖泊等水域排放雨水。37，通常在区域坡度较大时，雨水管放置在地形漥地或山谷线上；脂肪型平整时，雨水放置在排水沟中间，便于进入盆地，尽量扩大重力流，排除雨水。排水孔分散：将雨水从管道排放到池塘或小河时，水位变化少，排水孔结构简单，因此建议使用排水孔。附近的排放管道短，管道直径小，成本低。集中排水口样式：如果河流等水域的水位发生了很大变化，管道插座离水厂很远，则出水口结构复杂，费用可能很高，因此此时应使用集中排污口布置形式。38，2。如果可能的话，优秀泵站的当地形状平坦，地面平均高度低于河水水位，则应适当集中管道，在排水口前设置雨水泵站，泵后将其排入水体。尽可能减少通过优秀泵站的流量，从而降低泵站的施工成本和经常运行成本。39，9.3.2雨水管渠设计参数，(a)水力学计算的基本公式，样式Q流量(m3/s)；横截面面积(m2)；V流量(m/s)；R液压半径(m)；I液压坡度；N粗糙度系数。40，(2)水压计算设计数据，1 .设计填满也主要包含雨水中的泥浆沙等无机物质，与城市污水的性质不同，暴雨和径流较多，因此设计再现期间暴雨强度的降雨量更短。因此，管道设计填充被视为整个流，即h/D=1。明渠必须有0.20m以下的超高。41，2。设计流速为防止雨水携带的泥沙等无机物沉积在管道运河上，切断管道，我国设计规格规定，整个流动时管道的最小设计流速为0.75m/s；明渠的最小设计流速为0.4m/s。滴水槽的最大设计流速为钢管的10m/s。非金属管道为5m/s；开放频道按表采用。42，明渠最大设计流速，43，9.3.3雨水管横断面设计，暗管：由于城市城市或工厂内建筑物密度高，交通繁忙，通常使用暗管排除雨水。特点：卫生条件好，不影响交通，费用高。溪流：在城市近郊，建筑密度低、交通量低的地方，一般会考虑采用明渠。特点：成本低；但是，水道容易沉积，蚊子和苍蝇繁殖，影响卫生，水道宽，限制了道路的垂直规划和横断面设计，同时也增加了桥梁和排水管的成本。在地形平坦、埋深或出水口深度有限的区域，可以使用进水口(盖子沟渠)排除雨水。44，3。最小直径和最小设计坡度雨水管的最小直径为300mm，其最小坡度为0.003。出水口连接管的最小直径为200mm，其最小坡度为0.01。4 .最小深度和最大深度在冻结地区，雨水管是正常的雨季，冬天一般不下雨，该地区不在雨水管内储存水，地下水面较深时，最小深度可以不考虑冻结影响，但必须