雨水管道设计

1、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（mm min-1） q = K i =166.7 i （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

2、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

3、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： s QK iAqA

4、 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

5、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。 1 167(1lg) ()n ACP q tb 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。 2 (min) 60 L t v 21 ttt 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

6、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.

7、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5 15 min； m折减系数，暗管折减系

8、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

9、 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

10、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 Q1 Q2 Q3 Q4Q5 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

11、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Q1 Q2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 Q1 Q3 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。

12、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

13、。 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

14、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 3-3 3-3 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

15、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 3-3 3-3 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 1） 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

16、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 3-3 3-3 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

17、 （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） 3-3 3-3 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 3-3 3-3 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 45 310m 0.32m 35m 0.32m 310m 明渠接入暗

18、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。 最小设计流速为最小设计流速为0.75m/s0.75m/s，明渠为，明渠为0.4 m/s0.4 m/s。 管道可不考虑最大流速，明沟的最大流速按下页管道可不考虑最大流速，明沟的最大流速按下页 表采用。表采用。 最小管径最小管径300mm300mm，最小坡度，最小坡度0.0030.003；雨水口连接；雨水口连接 管管径管管径200mm200mm，最小坡度，最小坡度0.010.01。 雨水管道流速公式。雨水管道流速公式。 管段衔接一般用管顶平接，当条件不利时也可用管段衔接一般用管顶平接，当条件

19、不利时也可用 管底平接。管底平接。 最小覆土厚度，在车行道下时，一般不小于最小覆土厚度，在车行道下时，一般不小于0.7m0.7m， 基础应设在冰冻线以下。基础应设在冰冻线以下。 在直线管段上检查井的最大间距见下表。在直线管段上检查井的最大间距见下表。 雨水管道水力学设计的准则雨水管道水力学设计的准则 沟壁材料 最大设计流速/ （ms-1） 沟壁材料 最大设计流速/ （ms-1） 粗沙或贫砂质 黏土 0.8草皮护面1.6 砂质黏土1干砌块面2 黏土1.2 浆砌块石或浆 砌砖 3 石灰岩、砂岩4混凝土4 管径或暗渠净高/mm 最大间距/m 污水管道雨水（合流）管道 2004002040 50070

20、05060 80010007080 1100150090100 1500100120 不同之处不同之处 h/D=1，RD/4 3-3 3-3 雨量管渠系统的设计和计算 三、雨水管渠水力计算的方法三、雨水管渠水力计算的方法 同污水管道同污水管道 vAQ 2 1 3 2 1 IR n v 雨水管道水力设计步骤 步骤1：划分流域与管道定线，确定雨水流向 步骤2：划分设计管段与沿线汇水面积 步骤5：进行水力计算 步骤4：确定管道的最小埋深 步骤3：确定雨量参数的设计值 （1 1）划分排水流域，管道定线划分排水流域，管道定线； （2 2）划分设计管段划分设计管段； 管道转弯处，管径、坡度变化处管道转弯处

21、，管径、坡度变化处 支管接入处支管接入处 管道交汇处管道交汇处 超过一定距离的直线管段上超过一定距离的直线管段上 3-3 3-3 雨量管渠系统的设计和计算 四、雨水管渠系统的设计步骤和水力计算四、雨水管渠系统的设计步骤和水力计算 检查井位置检查井位置 从上游至从上游至 下游编号下游编号 设计管段：两检查井之间，设计管段：两检查井之间，Q Q不变，估计采用相同的不变，估计采用相同的D D、I I 收集资料：地形图，城市规划，水文、地质资料，暴雨等收集资料：地形图，城市规划，水文、地质资料，暴雨等 雨量重现期采用一年，相应降雨强度公式： 地面集水时间t用10min。 径流系数及加权平均的计算： 7

22、67.0 )17.7( 6.14 t i i ii A A 水力计算示例 基本公式和数据： 步骤1：从管道系统图中量得各管段的长度L L列入第2项 步骤2：根据排水面积的划分，将各管段的沿线面积列入第3项 步骤3：各管段的排水面积列入第4项 步骤4：从图中读出数据列入第14、15项 步骤5：根据各管段的假定流速，算出集流时间t，比流量q0， 设计流量Qs，而后从水力学算图上选定管径D与坡度I，并确定相 应的流速v，当所确定的流速v与假定流速有出入时，再调假定 流速并进行重新计算，最终使假定流速与确定的流速两者一致 步骤6：计算各管底高程，并填入表格 列表计算及步骤 为什么下游管段为什么下游管段

23、3-23-2的设计流量的设计流量 ( (q qv v=607.2L/s)=607.2L/s)反而比上游管段反而比上游管段4-34-3的设计流的设计流 量量( (q qv v=627.2L/s)=627.2L/s)小小? ? 检查井检查井5 5处计算集水点处计算集水点t t2 2的集水时间时有的集水时间时有 3 3个值个值, ,为什么选择最大的为什么选择最大的? ? 计算管段计算管段5-45-4的上端的管底高程时可得的上端的管底高程时可得3 3 个数值个数值, , 为什么要采用最小的为什么要采用最小的? ? 雨水管道平面图的绘制 管道系统平面布置图 上，加注计算所得数据。 初步设计阶段 完整的管

24、道平面图 反映初步设计的要求 标明检查井的具体位置 可能有施工有关的地面建筑物 其他地下管线及地下建筑物的位置 管线图例及施工说明 施工图设计阶段 比例尺1:500-1:2000 第四节合流管道系统第四节合流管道系统 合流管道系统的适用条件与布置特点合流管道系统的适用条件与布置特点 合流管合流管 道系统道系统 具有截流管道，在截流管道上具有截流管道，在截流管道上 设溢流井，当水量超过截流能力时，设溢流井，当水量超过截流能力时， 超过的水量通过溢流井泄入水体，超过的水量通过溢流井泄入水体， 被截流的水予以适当处理。被截流的水予以适当处理。 全部污水不经处理直接排入水全部污水不经处理直接排入水 体

25、，对水体污染大，在环境保护上体，对水体污染大，在环境保护上 已不容许采用。已不容许采用。 截流式合流沟道在沟系造价上投资较省，截流式合流沟道在沟系造价上投资较省， 沟系养护较简单。沟系养护较简单。 地下管线可减少，不存在雨水管与污水管地下管线可减少，不存在雨水管与污水管 的误接问题。的误接问题。 合流制污水处理厂的造价比分流制污水厂合流制污水处理厂的造价比分流制污水厂 高，处理养护也较复杂。高，处理养护也较复杂。 截流式合流制在卫生上比分流制差，环境截流式合流制在卫生上比分流制差，环境 污染较大。污染较大。 截流式合流合道与分流制系统相比的优缺点截流式合流合道与分流制系统相比的优缺点 当溢流井

26、离排放水当溢流井离排放水 体较近且溢流井不受高体较近且溢流井不受高 水位倒灌影响时，原则水位倒灌影响时，原则 上宜多设溢流井。上宜多设溢流井。 当溢流井受高水位当溢流井受高水位 倒灌影响时，宜减少溢倒灌影响时，宜减少溢 流井数量，并在溢流管流井数量，并在溢流管 上设潮门，必要时设泵上设潮门，必要时设泵 站排水。站排水。 应使雨水及早溢入水体，以降低下游干管的设计流量应使雨水及早溢入水体，以降低下游干管的设计流量 截流式合流管系的布置原则截流式合流管系的布置原则 截流倍数截流倍数 截流雨水量与晴天 平均污水量之比n0 合流污水水质与截流倍数合流污水水质与截流倍数 合流制污合流制污 水的水质水的水

27、质 特点特点 雨污混合水的雨污混合水的BODBOD5 5与与OCOC的平均浓度与晴的平均浓度与晴 天污水并无很大的差异（见左下表天污水并无很大的差异（见左下表 ） 雨污混合水的雨污混合水的SSSS平均为晴天时的平均为晴天时的2 2倍倍 雨污混合水水质的统计见右下表雨污混合水水质的统计见右下表 项目晴天雨天 范围平均范围平均 BOD550 195.9 112.86.45 267.23 119.67 OC29.9 135.8 58.912.43 181.34 74.26 SS41.1 175.2 84.688.13 394.97 209.91 项目项目 水样几水样几 率率/% 范围范围/（mg L

28、-1） 平均平均/ mg L-1） BOD5 503324390 7058295121 90112402189 OC 502717454 704221371 9063244110 SS 5066289137 70144480215 90184859376 低低 截截 流流 比比 截截 流流 井井 工工 作作 示示 意意 高高 截截 流流 比比 截截 流流 井井 工工 作作 示示 意意 晴天污水的浓度，最大值大多在平均值的晴天污水的浓度，最大值大多在平均值的2 23 3倍内，雨污倍内，雨污 混合水浓度变化很大，最大值可超过平均值的混合水浓度变化很大，最大值可超过平均值的1010倍以上，倍以上，

29、这是因管道晴天时的淤积在雨天时被冲刷所致。这是因管道晴天时的淤积在雨天时被冲刷所致。 一般雨天时的加权平均一般雨天时的加权平均BODBOD5 5值约为晴天时的值约为晴天时的7070，很少，很少 会超过晴天时的浓度；雨天时的加权平均会超过晴天时的浓度；雨天时的加权平均OCOC值约为晴天值约为晴天 时的时的8080，但因地区不同，也有可能会超过晴天浓度的；，但因地区不同，也有可能会超过晴天浓度的； 对于对于SSSS，雨天时的加权平均浓度约为晴天时的，雨天时的加权平均浓度约为晴天时的2 2倍，低于倍，低于 晴天浓度的现象极为少见。晴天浓度的现象极为少见。 当截流雨水量增大，溢流污染物将急剧减少，当截

30、流雨水当截流雨水量增大，溢流污染物将急剧减少，当截流雨水 量到达量到达2 23mm/h3mm/h时，溢流污染物将显著减少；当截流雨时，溢流污染物将显著减少；当截流雨 水量超过水量超过2 23mm/h3mm/h时，溢流污染物的减少就不明显。时，溢流污染物的减少就不明显。 研究认为采用截流雨水量研究认为采用截流雨水量2mm/h2mm/h比较适当，按全国最大比较适当，按全国最大 小时污水平均量小时污水平均量1mm/h1mm/h计，则截流雨水量为最大小时污水计，则截流雨水量为最大小时污水 量的量的2 2倍，截流管按倍，截流管按3 3倍最大小时污水量设计。倍最大小时污水量设计。 流出负荷量与溢流负荷量流

31、出负荷量与溢流负荷量 我国近年来有部分管道系统改造成截流式合流管道系统，但我国近年来有部分管道系统改造成截流式合流管道系统，但 改造后的截流式合流管道并不理想，污染仍极严重，只是污染程改造后的截流式合流管道并不理想，污染仍极严重，只是污染程 度有所减轻而已，原因如下：度有所减轻而已，原因如下： 我国合流管道系统的工作情况与改造问题我国合流管道系统的工作情况与改造问题 规范规定截流雨水量倍数规范规定截流雨水量倍数n n0 0一般用一般用1 15 5，实际上为节省，实际上为节省 投资，一般用投资，一般用0.50.51.01.0，截流倍数过小，致使大量污染物，截流倍数过小，致使大量污染物 泄入水体，

32、远远超过水体的自净能力。泄入水体，远远超过水体的自净能力。 城市污水厂处理能力不足。目前城市污水厂按晴天污水城市污水厂处理能力不足。目前城市污水厂按晴天污水 量设计，甚至在晴天污水量下也已经超负荷运行，因雨量设计，甚至在晴天污水量下也已经超负荷运行，因雨 天处理能力依旧，迫使大量雨污混合水不经处理直接流天处理能力依旧，迫使大量雨污混合水不经处理直接流 出。出。 目前大量工业废水并没有达到进入城市排水沟道的水质目前大量工业废水并没有达到进入城市排水沟道的水质 要求，特别是一些水量大、浓度高或有毒的废水未经处要求，特别是一些水量大、浓度高或有毒的废水未经处 理直接排入城市沟道。理直接排入城市沟道。

33、 我国北方河流的流量较小，流量的季节性变化很大。我国北方河流的流量较小，流量的季节性变化很大。 将合流管系改造成分流制一般需具备三个技术条件将合流管系改造成分流制一般需具备三个技术条件 （3）城市街道要 有足够的地下空 间，使有可能实现 铺设雨水和污水两 个管系 （2）工厂内部的 雨水和冷却水等排 水系统与工业、 生活污水系统分开 （1）所有街坊与 庭院都需具有雨 水与污水两个沟 道系统，严格分流 （1 1）、（）、（2 2）两条件难以具备，并且要改建几乎所有的接户管）两条件难以具备，并且要改建几乎所有的接户管, , 要破坏大量路面，改造工作量极大，需要很长时间才可能完要破坏大量路面，改造工作

34、量极大，需要很长时间才可能完 成，因此合流制改造成分流制在实践中较难实现。从技术和经成，因此合流制改造成分流制在实践中较难实现。从技术和经 济两个角度看，污水不经处理直接排入水体的合流管道，主济两个角度看，污水不经处理直接排入水体的合流管道，主 要的改造方向是向截流式合流管道过渡。要的改造方向是向截流式合流管道过渡。 直接排放型的合流管道改造为截流式合流管道，直接排放型的合流管道改造为截流式合流管道， 需规划设计的几个方面：需规划设计的几个方面： 截流倍数的选用要适当提高，我国截流倍数的选用要适当提高，我国规范规范建议的建议的 截流倍数截流倍数1 15 5较低，所用较低，所用n n0 0值宜根

35、据不同地区的水值宜根据不同地区的水 体稀释能力和自净能力作不同程度的提高。体稀释能力和自净能力作不同程度的提高。 合流管系污水处理厂的设计，应对截流污水作适当合流管系污水处理厂的设计，应对截流污水作适当 处理，处理能力应与截流量相适应。处理，处理能力应与截流量相适应。 溢流井的位置、构造要得当，发挥其应有的作用。溢流井的位置、构造要得当，发挥其应有的作用。 溢流口附近可设置雨污混合水调节池，以截取初雨溢流口附近可设置雨污混合水调节池，以截取初雨 径流，改善溢流污水水质，在晴天时把调节池中混径流，改善溢流污水水质，在晴天时把调节池中混 合污水送至处理厂处理。合污水送至处理厂处理。 截流干管的布置

36、应与市内河道的整治和城市防洪排截流干管的布置应与市内河道的整治和城市防洪排 涝规划相结合。涝规划相结合。 截流式合流管道的水力计算截流式合流管道的水力计算 合合 流流 管管 道道 的的 设设 计计 标标 准准 按设计流量计算 按最大生产班内 的设计流量计算 溢流井上游的管段： 按最大径流量计算 溢流井下游的沟段：按 被截流的雨水量计算 按设计流量满流计算 0.75m/s，另需校核旱流时管内流速 应比同一情况下的雨水 管道设计适当提高 生活污水量 工业废水量 雨水量 设计流量设计流量 设计充满度设计充满度 设计最小流速设计最小流速 设计重现期设计重现期 qv = ( n0 + 1) qvh +

37、qvh + qvy qv qvs qvg qvy qvhqvy 第一个溢流井上游沟道的设计流量qv： 溢流井下游管道的设计流量qv： 截流式合流管道的设计流量截流式合流管道的设计流量 式中:qvs平均生活污水量，L / s; qvg工业废水的平均最大班流量，L / s; qvy设计雨水径流量，L / s; qvhqvhqvs +qvg，旱流污水量，L / s。 式中:qvh溢流井以后的污水设计流量，L / s； qvy溢流井以后汇水面积的设计雨水径流量,L/s; n0截流倍数。 溢流井水力设计溢流井水力设计 截留干管按满流设计，满流时堰口开始溢流。 水力设计上，溢流开始时，二条入流管和一条截流

38、出水管 的水位应在同一高程，即堰口高程（截流管段采用管顶平接）。 溢流井构造 二条入流管：上游合流干管，上游截流干管 二条出流管：下游截流干管，溢流管 上游合流污水流量上升时，溢流井中水 位随着上升，溢流量逐渐加大。这时， 截流干管从重力流转入压力流，流量随 着变动。截流干管终端应设检查井控制流 量，以免污水厂出现来水过多而泛滥 溢流过程 确定堰口高程： 以堰口高程的确定和堰口长度的 核算为目的的溢流井水力设计 溢流井下游管道的设计流量qv： 堰口与上游合流干管（D一般大于1m）垂直时，堰口长度L = D。 估计与设计流量相应的堰口水头H，若H过大，适当增加堰口长度，改变 溢流井平面布置。 堰

39、口流量的公式： 式中：v2/2g为堰口附近流速水头,可采用上游合流干沟的设计流速水头； C值和H值最好用实测确定；C可采用1.86。 2/3 2 ) 2 ( g v HCLq v 上游合流干管设计流量qv1等于径流设计流量qv与污水设计流量qvw之和： qv1 = qv + qvw 下游截流干管设计流量qv2 = n0 qvw或(n0 + 1)qvw，n0称稀释倍数，决定于 环境质量要求和经济条件。 计算在截流干管满流时，上游合流干管中的充满度 h / D。 溢流井堰口高程=上游合流干管管底高程 + h。 例：某镇合流沟系人口密度为400人/hm2， 污水量标准150L/(d人)，=0.6，t

40、1=8min， P=1a, n0=4。 雨量公式： 5.0 2.596 t q v 解：污水比流量： （Ls-1hm-2） 雨水比流量： 69. 0 86400 150400 0 v q 5 . 0 2 5 . 0 2 0 )2 . 18 ( 7 .357 )2 . 18 ( 6 . 02 .596 tt q v 截流式合流管道水力学计算实例 求：截流干管3-2-1-0的设计流量及D、I、v。 第六节城第六节城 镇镇 防防 洪洪 城镇防洪 沿江河城市，当市区地面标高低于 洪水或大潮的高水位，则该城市就有河 洪的危险。受河洪威胁的城镇，大都筑 江堤以御洪潮，同时还须解决市区本身 的雨涝。 河洪

41、位于山坡或山脚下的城镇和工业企 业，为防止坡面上的径流冲刷城镇，应 在城镇山坡下修建防洪设施，拦截山 洪，绕过城镇，把洪水泄入江河。山区 溪河雨洪暴涨暴落，水势汹涌，破坏力 极大。 山洪 防治的原则是因地制宜，宜顺不 宜挡。 拦洪沟的设计应凭实地考察和历年 洪灾的调查。 第七节我国旧城传统排水措施第七节我国旧城传统排水措施 泰安、曲阜、潍坊、杭州泰安、曲阜、潍坊、杭州 四城市旧区都没有排水沟道，借天然地四城市旧区都没有排水沟道，借天然地 形、地面水体和下渗排除雨水。形、地面水体和下渗排除雨水。 泰安：泰山南麓雨水多由冲沟宣泄。旧城泰安：泰山南麓雨水多由冲沟宣泄。旧城 区地层为冲积层，由砂砾和粉

42、砂质黏土组区地层为冲积层，由砂砾和粉砂质黏土组 成，渗水性良好。城区雨水沿地面和街道成，渗水性良好。城区雨水沿地面和街道 流淌，并无沟道，总不积水。岱庙地表无流淌，并无沟道，总不积水。岱庙地表无 铺盖，设互连甬道以便行走，甬道拱起，铺盖，设互连甬道以便行走，甬道拱起， 高于路边泥地，虽雨天也可行走。高于路边泥地，虽雨天也可行走。 曲阜：曲阜以孔庙、孔府和孔林成名。孔曲阜：曲阜以孔庙、孔府和孔林成名。孔 林南侧有洙水河流过，城区有明渠，从城内林南侧有洙水河流过，城区有明渠，从城内 北部向东绕城东部沿城南部向西接洙水河。北部向东绕城东部沿城南部向西接洙水河。 孔府、孔庙原无排水沟道，因出现积水，于

43、孔府、孔庙原无排水沟道，因出现积水，于 19781978年孔庙、孔府修建了排水暗沟，在孔府年孔庙、孔府修建了排水暗沟，在孔府 中，暗沟常穿屋而过，天井中也加设雨水口。中，暗沟常穿屋而过，天井中也加设雨水口。 泰安、曲阜、潍坊、杭州泰安、曲阜、潍坊、杭州 潍坊：潍坊旧城区无暗沟，也无砖砌的明潍坊：潍坊旧城区无暗沟，也无砖砌的明 沟。雨水沿地面流淌。庭院雨水从大门门侧沟。雨水沿地面流淌。庭院雨水从大门门侧 墙洞流至街面。群屋间杂有砖瓦的坑塘，雨墙洞流至街面。群屋间杂有砖瓦的坑塘，雨 天进水。城的北区内有池塘。天进水。城的北区内有池塘。 泰安、曲阜、潍坊、杭州泰安、曲阜、潍坊、杭州 杭州：杭州旧城排

44、水方式极为少见，采用杭州：杭州旧城排水方式极为少见，采用 渗水土坑，称天井沟。土坑筑在天井中靠渗水土坑，称天井沟。土坑筑在天井中靠 房屋一边，坑壁用砖干砌，坑顶用条石覆房屋一边，坑壁用砖干砌，坑顶用条石覆 盖，留进水口。雨天从不积水，日常生活盖，留进水口。雨天从不积水，日常生活 污水也排入渗坑。污水也排入渗坑。 泰安、曲阜、潍坊、杭州泰安、曲阜、潍坊、杭州 苏苏 州州 苏州古城城内水道纵横，河浜都有舟楫苏州古城城内水道纵横，河浜都有舟楫 之利，直通四乡，交通方便。之利，直通四乡，交通方便。 紫禁城（故宫）、北京 紫禁城是明清两代的皇宫，已有约紫禁城是明清两代的皇宫，已有约600600 年历史，

45、其排水方式足为我国旧城传统方式年历史，其排水方式足为我国旧城传统方式 的典范。的典范。 北京内城：内城基本上每街有沟，另有北京内城：内城基本上每街有沟，另有 两条纵向明渠，自北向南注入前三门护城河。两条纵向明渠，自北向南注入前三门护城河。 内城沟道尾闾除护城河外，尚有中南海、北内城沟道尾闾除护城河外，尚有中南海、北 海、什刹海等湖塘。排水效果良好。海、什刹海等湖塘。排水效果良好。 城市排水是城市建设的一部分，融合于城市的总体城市排水是城市建设的一部分，融合于城市的总体 规划和高程规划之中，与房屋建筑设计与道路设计规划和高程规划之中，与房屋建筑设计与道路设计 相结合。相结合。 城市用地规划中，布

46、置一定数量的水体，既有提高城市用地规划中，布置一定数量的水体，既有提高 环境质量的作用，又便于雨水的排泄，有条件时还环境质量的作用，又便于雨水的排泄，有条件时还 可起交通上的作用。可起交通上的作用。 充分利用当地自然条件，简化排水设施。地势有利充分利用当地自然条件，简化排水设施。地势有利 时，借地面排水；地质有利时，用渗坑排水。时，借地面排水；地质有利时，用渗坑排水。 阴沟与道路组合；阴沟溢流时雨水顺道路排泄，道阴沟与道路组合；阴沟溢流时雨水顺道路排泄，道 路高程精心设计。路高程精心设计。 在无害的前提下，容许低洼处雨天短期积水。具体在无害的前提下，容许低洼处雨天短期积水。具体 方法是室内地面高于室外，建筑设培弄或院场设甬方法是室内地面高于室外，建筑设培弄或院场设甬 道。道。 归纳我国传统排水方式，条述如下：归纳我国传统排水方式，条述如下： 作业：P132 第19题 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