第三章 雨水管渠系统的设计 ppt课件

1、第三部分 雨水管渠系统设计雨水管渠系统组成： 雨水口、雨水管渠、检查井、出水口雨水管渠系统设计步骤：资料搜集，确定暴雨强度公式资料搜集，确定暴雨强度公式划分排水流域，进展管道定线划分排水流域，进展管道定线水力计算水力计算绘制管渠平面图及剖面图绘制管渠平面图及剖面图雨水管渠系统的特点： 流量变化大、满流3-1 雨量分析与暴雨强度公式一、雨量分析的要素一、雨量分析的要素1 1、降雨量：、降雨量： 指单位地面面积上，在一定时间内降雨的雨水体积。又称指单位地面面积上，在一定时间内降雨的雨水体积。又称在一定时间内的降雨深度。在一定时间内的降雨深度。 用用H Hmmmm表示，也可用单位面积的降雨体积表示，

2、也可用单位面积的降雨体积L/haL/ha表示。表示。常用的降雨量统计数据计量单位有以下几种：常用的降雨量统计数据计量单位有以下几种：年平均降雨量：指多年观测所得的各年降雨量的平均值年平均降雨量：指多年观测所得的各年降雨量的平均值mm/a月平均降雨量：指多年观测所得的各月降雨量的平均值月平均降雨量：指多年观测所得的各月降雨量的平均值mm/月月年最大日降雨量：指多年观测所得的一年中降雨量最大一日的年最大日降雨量：指多年观测所得的一年中降雨量最大一日的 降雨量降雨量mm/dmm/d2 2、 降雨历时：降雨历时： 是指延续降雨的时段，可以指一场雨全部降雨的时间，也可以是指延续降雨的时段，可以指一场雨全

3、部降雨的时间，也可以指其中个别的延续时段。用指其中个别的延续时段。用t t表示，单位为表示，单位为minmin或或h h 3 3、暴雨强度：、暴雨强度： 是指某一延续降雨时段内的平均降雨量，即单位时间的平均降是指某一延续降雨时段内的平均降雨量，即单位时间的平均降雨深度，用雨深度，用i imm/minmm/min表示表示 ；i=H/ti=H/t 在工程上，常用单位时间内单位面积上的降雨体积在工程上，常用单位时间内单位面积上的降雨体积q qL/s.L/s.公顷公顷表示表示 q=167i i i与与q q两种表示方法的换算关系如下：两种表示方法的换算关系如下：1mm/min=10-3(m3 /m2)

4、/min= 10-3(103L /m2)/min =1(L/ m2)/min=1(L/min)/m2=10000(L/min)/hm2=10000/60 L/s.hm2 =167 L/s.hm2 决议雨水设计流量的主要要素暴雨强度和降雨历时的关系暴雨强度和降雨历时的关系 自动雨量计所记录的数据普通是每场雨的累积降雨量和降雨时间之间自动雨量计所记录的数据普通是每场雨的累积降雨量和降雨时间之间的对应关系。的对应关系。 以降雨时间为横坐标、以累积降雨量为纵坐标，绘制的曲线称为降雨以降雨时间为横坐标、以累积降雨量为纵坐标，绘制的曲线称为降雨量累计曲线。量累计曲线。在城市暴雨的推球过程中，经常采用的降雨

5、历时为：在城市暴雨的推球过程中，经常采用的降雨历时为： 5min 5min 、10min10min、15min15min、20min20min、30min30min、45min45min、60min60min、90min90min、120min120min，特大城市可以用到，特大城市可以用到180min180min各历时的最大平均暴雨强度各历时的最大平均暴雨强度 相应于各降水历时，降雨量最大的那个时段内的降水量？相应于各降水历时，降雨量最大的那个时段内的降水量？最大平均暴雨强度教材最大平均暴雨强度教材P 65的表的表3-1降雨历时t(min)降雨量H(mm)暴雨强度I(mm/min)所选时段起

6、止561.219：0719：121010.21.0219：0419：141512.30.8219：0419：192015.50.7819：0419：243020.20.6719：0419：344524.80.5519：0419：496029.50.4919：0420：049034.80.3919：0420：3412037.90.3219：0421：044 4、降雨面积：、降雨面积： 指降雨所覆盖的面积指降雨所覆盖的面积 5 5、汇水面积：、汇水面积： 指雨水管渠聚集雨水的面积。单位指雨水管渠聚集雨水的面积。单位 常用常用hm2hm2或或km2km2。 恣意场暴雨在降雨面积上各点的暴雨强度是不相

7、等的，但是雨恣意场暴雨在降雨面积上各点的暴雨强度是不相等的，但是雨水管渠的汇水面积较小，因此可假设降雨在整个小汇水面积内的分水管渠的汇水面积较小，因此可假设降雨在整个小汇水面积内的分布是均匀的。这样，雨量计所测得的点雨量资料可以代表整个小汇布是均匀的。这样，雨量计所测得的点雨量资料可以代表整个小汇水面积的面雨量资料。水面积的面雨量资料。6 6、暴雨强度的频率：、暴雨强度的频率： 是指在多次的观测中，等于或大于某值的暴雨强度是指在多次的观测中，等于或大于某值的暴雨强度出现的次数出现的次数m m与观测资料总项数与观测资料总项数n n之比的百分数。即：之比的百分数。即：Pn=m / n Pn=m /

8、 n 100% 100% 式中：式中： Pn= Pn=某值暴雨强度出现的频率某值暴雨强度出现的频率 m m：将一切数据从大到小排序之后，某值暴雨强度所：将一切数据从大到小排序之后，某值暴雨强度所对应的序号对应的序号 n n ：降雨量统计数据的总个数：降雨量统计数据的总个数 n=N, Pn=m/n n=N, Pn=m/n100%=m/N100%=m/N100 %100 %为年频率；为年频率； n=NM, Pn=m/n n=NM, Pn=m/n100% =m/NM100% =m/NM100% 100% 为次数频率。为次数频率。 因此，水文计算常采用的公式为：因此，水文计算常采用的公式为： Pn=m

9、 / Pn=m /n+1n+1 100% 100% 6 6、暴雨强度的频率：、暴雨强度的频率：n n 越大，参与统计的数据越多，根据上面公式计算来的阅历频率就越大，参与统计的数据越多，根据上面公式计算来的阅历频率就越能反映其真实的发生概率。越能反映其真实的发生概率。 故我国故我国 规定，在编制暴雨强度公式时，必需规定，在编制暴雨强度公式时，必需具有具有1010年以上的自计雨量记录，且每年选择年以上的自计雨量记录，且每年选择6868场最大暴雨记录，计算场最大暴雨记录，计算各历时的暴雨强度值。各历时的暴雨强度值。 将各历时的暴雨强度按照大小陈列成数列，然后不论年次，按将各历时的暴雨强度按照大小陈列

10、成数列，然后不论年次，按照由大到小的方向选择年数的照由大到小的方向选择年数的3434倍的个数作为统计的根底资料。倍的个数作为统计的根底资料。Pn=m /n+1 100% 某个暴雨强度的频率越小时，该暴雨强度的值就越大。某个暴雨强度的频率越小时，该暴雨强度的值就越大。7 7、暴雨强度的重现期：、暴雨强度的重现期： 是指在多次的观测中，等于或大于某值的暴雨强度反复出现的是指在多次的观测中，等于或大于某值的暴雨强度反复出现的平均时间间隔平均时间间隔P P。单位用年。单位用年a a表示。表示。 重现期与频率互为倒数，即重现期与频率互为倒数，即 P=1/Pn P=1/Pn某一暴雨强度的重现期等于某一暴雨

11、强度的重现期等于P P，是指在相当长的一个时间序列中，是指在相当长的一个时间序列中，大于等于该暴雨强度的暴雨平均出现的能够性是大于等于该暴雨强度的暴雨平均出现的能够性是1/ P1/ P。重现期越大，降雨强度越大。重现期越大，降雨强度越大。 在排水管网的设计中，假设运用较高的设计重现期，那么计算的在排水管网的设计中，假设运用较高的设计重现期，那么计算的设计排水量就越大，排水管网系统的设计规模相应增大，排水通畅，设计排水量就越大，排水管网系统的设计规模相应增大，排水通畅，但排水系统的建立投资就比较高；反之，那么投资较小，但平安性差。但排水系统的建立投资就比较高；反之，那么投资较小，但平安性差。确定

12、设计重现期的要素有：确定设计重现期的要素有： 排水区域的重要性、功能、淹没后果严重性、地形特点和汇水面积排水区域的重要性、功能、淹没后果严重性、地形特点和汇水面积的大小等。的大小等。 普通情况下，低洼地段采用的设计重现期大于高地；干管采用的大于普通情况下，低洼地段采用的设计重现期大于高地；干管采用的大于支管；工业区采用的大于居住区；市区采用的大于郊区。支管；工业区采用的大于居住区；市区采用的大于郊区。 重现期的最小值不宜低于重现期的最小值不宜低于0.330.33年，普通选用年，普通选用0.530.53年。重要的干道、年。重要的干道、区域，普通选用区域，普通选用2525年。年。二、暴雨强度公式二

13、、暴雨强度公式nbtPcAq)()lg1 (1671式中：式中： q设计暴雨强度，设计暴雨强度，L/s.公顷；公顷； P设计重现期，年；设计重现期，年； t降雨历时，降雨历时，min； A1,c,b,n地方参数，根据统计方法进展确定。地方参数，根据统计方法进展确定。 暴雨强度公式是反映暴雨强度暴雨强度公式是反映暴雨强度q(i)q(i)、降雨历时、降雨历时t t、重现期、重现期P P三者之间的关系，是设计雨水管渠的根据。三者之间的关系，是设计雨水管渠的根据。 我国我国 中规定，我国采用的暴雨强度中规定，我国采用的暴雨强度公式的方式为：公式的方式为： 教材附录教材附录3-23-2收录了我国假设干城

14、市的暴雨强度公式或参见收录了我国假设干城市的暴雨强度公式或参见 第五册，可供计算雨水管渠设计流量时采用。第五册，可供计算雨水管渠设计流量时采用。 目前，我国尚有一些城镇无暴雨强度公式，当这些城镇需求设计雨水目前，我国尚有一些城镇无暴雨强度公式，当这些城镇需求设计雨水管渠时，可选用附近地域城市的暴雨强度公式。管渠时，可选用附近地域城市的暴雨强度公式。一、地面径流与径流系数一、地面径流与径流系数二、流域上的汇流过程二、流域上的汇流过程三、雨水管渠设计流量计算公式三、雨水管渠设计流量计算公式四、雨水管段的设计流量计算举例四、雨水管段的设计流量计算举例五、集水时间确实定五、集水时间确实定六、雨水径流量

15、的调理六、雨水径流量的调理3-2 雨水管渠设计流量确实定一、地面径流与径流系数一、地面径流与径流系数1、地面径流与径流系数、地面径流与径流系数产流过程：产流过程： 径流系数：径流系数： 地面径流量与总降雨量的比值称为径流系数地面径流量与总降雨量的比值称为径流系数，其值小于，其值小于1。2、径流系数、径流系数确实定确实定地面径流系数的值与以下几个要素有关：地面径流系数的值与以下几个要素有关： 汇水面积上的地面资料性质、地形地貌、植被分布、降雨汇水面积上的地面资料性质、地形地貌、植被分布、降雨历时、暴雨强度以及暴雨雨型有关。历时、暴雨强度以及暴雨雨型有关。 目前，在雨水管渠的设计中，通常按照地面资

16、料性质确定径目前，在雨水管渠的设计中，通常按照地面资料性质确定径流系数的阅历数值。流系数的阅历数值。 我国排水设计规范中有关径流系数取值的规定见下表我国排水设计规范中有关径流系数取值的规定见下表不同地面的径流系数不同地面的径流系数值值地面种类径流系数各种屋面、混凝土和沥青路面0.9大块石铺砌路面和沥青表面处理的碎石路面0.6级配碎石路面0.45干砌砖石和碎石路面0.40非铺砌土地面0.30公园或绿地0.15 假设汇水面积由不同的地面组合而成，整个汇水面积上的平假设汇水面积由不同的地面组合而成，整个汇水面积上的平均径流系数可按以下公式来求：均径流系数可按以下公式来求： av=Fi i / F在工

17、程设计中，经常采用区域综合径流系数近似替代平均径流系数在工程设计中，经常采用区域综合径流系数近似替代平均径流系数区域情况区域情况区域综合径流系数值区域综合径流系数值城市市区城市市区0.50.8城市郊区城市郊区0.40.6区域综合径流系数区域综合径流系数国内各地域采用的综合径流系数见教材国内各地域采用的综合径流系数见教材74页的表页的表3-5二、流域上的汇流过程二、流域上的汇流过程 当流域最边缘线上的雨水到达当流域最边缘线上的雨水到达集流点集流点A时，在时，在A点聚集的流量其点聚集的流量其汇水面积扩展到整个流域，即全部汇水面积扩展到整个流域，即全部流域面积参与径流，此时在流域面积参与径流，此时在

18、A点产点产生最大流量。生最大流量。 从流域上最远一点的雨水流至出口断面的时间称为流域的集流时间或集水时间0 At1t2t3BCDEFGbc0 当全流域参与径流时当全流域参与径流时, A, A点产生的最大流量来自点产生的最大流量来自00时时段内的降雨量段内的降雨量三、雨水管渠设计流量计算公式三、雨水管渠设计流量计算公式qFQ式中：Q雨水设计流量，L/s； 径流系数，其数值小于1； F汇水面积，公顷； q设计暴雨强度，L/s.公顷。径流系数径流系数确实定确实定: :按照地面资料性质确定径流系数的阅历数值。按照地面资料性质确定径流系数的阅历数值。汇水面积汇水面积F:F: 与降雨历时与降雨历时t t有

19、关。随着降雨历时的延伸，参与径流的有关。随着降雨历时的延伸，参与径流的面积在添加，当全部流域参与径流时，进入雨水管渠中的流量就面积在添加，当全部流域参与径流时，进入雨水管渠中的流量就最大。最大。 暴雨强度暴雨强度 q q： 与降雨历时与降雨历时t t有关。随着降雨历时的延伸，暴雨强度有关。随着降雨历时的延伸，暴雨强度降低。降低。 关键在于采用降雨强度和汇水面积都是尽量大的降雨关键在于采用降雨强度和汇水面积都是尽量大的降雨nbtPcAq)()lg1 (1671 在雨水管道的设计中,采用的降雨历时t=汇水面积最远点的雨水流达集流点的集流时间0,此时暴雨强度、汇水面积都是相应的极限值，根据公式确定的

20、流量应是最大值。这便是雨水管道设计的极限强度实际。 t 0时，只需一部分面积参与径流。与t=0时相比较，此时暴雨强度大于t=0时的暴雨强度，但汇水面积小。根据公式计算得来的雨水径流量小于t=0时的径流量。极限强度实际极限强度实际 t 0时，全部流域面积参与径流。与t=0时相比较，此时汇水面积没有添加，而暴雨强度小于t=0时的暴雨强度。根据公式计算得来的雨水径流量小于t=0时的径流量。极限强度实际：极限强度实际： 成认成认 暴雨强度随降雨历时的延伸而减小的规律性；暴雨强度随降雨历时的延伸而减小的规律性； 汇水面积随降雨历时的延伸而增长的规律性；汇水面积随降雨历时的延伸而增长的规律性； 汇水面积随

21、降雨历时的延伸而增长的速度比暴雨强度随降雨历汇水面积随降雨历时的延伸而增长的速度比暴雨强度随降雨历 时的延伸而减小的速度更快。时的延伸而减小的速度更快。 在运用该式时在运用该式时,随着计算管段位置的不同随着计算管段位置的不同,管渠的管渠的值不同；汇水值不同；汇水面积不同面积不同;从汇水面积最远端到计算断面处的集流时间从汇水面积最远端到计算断面处的集流时间0是不同的是不同的,从而从而,相应于相应于0时的暴雨强度也是不同的。时的暴雨强度也是不同的。qFQ四、雨水管段的设计流量计算举例四、雨水管段的设计流量计算举例图中：图中：A、B、C为为3块相互毗邻的区域，设面积块相互毗邻的区域，设面积FA=FB

22、=FC，雨水从各，雨水从各块面积上的最远点分别流入设计断面块面积上的最远点分别流入设计断面1、2、3所需的集水时间均为所需的集水时间均为 1( min)，并设：，并设：1汇水面积随降雨历时的添加而均匀的添加；汇水面积随降雨历时的添加而均匀的添加；2降雨历时降雨历时t等于或大于汇水面积最远点的雨水流达设计断面的集水等于或大于汇水面积最远点的雨水流达设计断面的集水时间时间；3径流系数径流系数为确定值，为讨论方便，假定其值等于为确定值，为讨论方便，假定其值等于1。求：图中各管段的设计流量求：图中各管段的设计流量解：解：1管段管段12的雨水设计流量的雨水设计流量 Q12= 1q1FA=q1FA其中，其

23、中，q1为降雨历时为降雨历时t= 1时对应的暴雨强度。时对应的暴雨强度。nbtPcAq)()lg1 (16712管段管段23的雨水设计流量的雨水设计流量 Q23= 2q2(FA+FB)= q2(FA+FB)其中，其中，q2为降雨历时为降雨历时t= 1+t12时对应的暴雨强度。时对应的暴雨强度。3管段管段34的雨水设计流量的雨水设计流量 Q34= 3q3(FA+FB+FC)= q3(FA+FB+FC)其中，其中，q3为降雨历时为降雨历时t= 1+t12+t23时对应的暴雨强度。时对应的暴雨强度。t=t1+mt2式中：t1地面集水时间；指雨水从汇水面积上最远点流到第 一个雨水口a的时间. m 折减

24、系数； t2雨水在管道内流行时间。五、集水时间五、集水时间t(0)确实定确实定 集水时间由地面集水时间集水时间由地面集水时间t1和管道内雨水流动的时间和管道内雨水流动的时间t2两部两部分之和组成分之和组成1、地面集水时间t1确实定 普通在建筑密度较大、地形较陡、雨水口分布较密的地域，普通在建筑密度较大、地形较陡、雨水口分布较密的地域，t1t1可采用可采用5-8min;5-8min; 在建筑密度小、地形平坦、雨水口稀疏的地域，在建筑密度小、地形平坦、雨水口稀疏的地域，t1t1可取可取10-15min10-15min。 起点井上游地面流行间隔以不超越起点井上游地面流行间隔以不超越120150m12

25、0150m为宜为宜 根据规定：地面集水时间t1视间隔长短、地形坡度和地面覆盖情况而定，普通采用5-15min。 在设计过程中，应结合详细条件进展选定： 假设选用过大，将会呵斥排水不畅，使管道上游地面经常积水。 选用过小，将会呵斥雨水管渠尺寸加大，使工程造价添加。2、雨水在管道内流行时间t2(min)602vLt式中：L上游各管段的管长，m； v各管段满流时的水流速度，m/s。3、折减系数m确实定雨水在管道内的实践流行时间与计算得出的流行时间不符，需求采用一个系数进展修正，此系数叫折减系数引入折减系数的缘由有二： 一是雨水管道内不总是满流，按满流计算的流行时间小于雨水实践的流行时间(苏林系数)；

26、 二是雨水管道的最大流量不大能够在同一时间发生，上游管道存在调蓄容积(管道调蓄利用系数) 管段12的最大流量发生在1时辰,根据最大流量确定出D12;管段23的最大流量发生在1+t12时辰.我国室外排水设计规范规定：折减系数的采用为管道采用2,明渠采用1.2;陡坡地域管道采用1.22。在确定了集水时间t和重现期P后，雨水管渠的设计暴雨强度公式流量公式可改写成:nbtPcAq)()lg1(1671qFQ雨水管渠的设计流量公式可改写成雨水管渠的设计流量公式可改写成: :六、雨水径流量的调理六、雨水径流量的调理1、雨水调理池的作用、雨水调理池的作用 2、雨水调理池的位置、雨水调理池的位置假设有天然洼地

27、、池塘、公园水池可用，那么位置视假设有天然洼地、池塘、公园水池可用，那么位置视自然条件而定；自然条件而定；假设采用筑坝、发掘等方式建造调理池时，那么要合假设采用筑坝、发掘等方式建造调理池时，那么要合理选择位置：理选择位置： 雨水干管中游或有大流量管道的交汇处；雨水干管中游或有大流量管道的交汇处； 正在进展大规模住宅建立和新城开发的区域；正在进展大规模住宅建立和新城开发的区域； 在拟建雨水泵站前。在拟建雨水泵站前。3 3、调理池的布置方式、调理池的布置方式 六、雨水径流量的调理六、雨水径流量的调理溢流堰式溢流堰式底部流槽式底部流槽式4、调理池下游干管设计流量的计算、调理池下游干管设计流量的计算

28、假设调理池下游干管无本段汇水面积的雨水进入时假设调理池下游干管无本段汇水面积的雨水进入时:其设计流量为其设计流量为Q=QmaxQmax-调理池上游干管的设计流量调理池上游干管的设计流量-下游干管设计流量的降低系数下游干管设计流量的降低系数六、雨水径流量的调理六、雨水径流量的调理假设调理池下游干管有本段汇水面积的雨水进入时假设调理池下游干管有本段汇水面积的雨水进入时:其设计流量为其设计流量为Q=Qmax+QQ-下游干管汇水面积上的雨水设计下游干管汇水面积上的雨水设计流量流量一、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二、雨水管渠水力计算的设计参数二、雨水管渠水力计算的设计参数三、

29、雨水管渠水力计算的方法三、雨水管渠水力计算的方法四、雨水管渠系统的设计步骤四、雨水管渠系统的设计步骤五、雨水管渠系统设计计算举例五、雨水管渠系统设计计算举例 3-3 雨水管渠系统的设计和计算雨水管渠系统的设计和计算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地形坡度较大时，雨水干管宜布置在地形坡度较大时，雨水干管宜布置在地面标高较低处；地面标高较低处；地形平坦时，雨水干管宜布置在排水地形平坦时，雨水干管宜布置在排水流域的中间。流域的中间。当雨水管渠接入池塘或河道时，采用分散出水口式的管道布置当雨水管渠接入池塘或河道时，采

30、用分散出水口式的管道布置一、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、充分利用地形，就近排入水体、充分利用地形，就近排入水体 当河流水位变化很大，或管道出口离水体较远时，采用集中出水当河流水位变化很大，或管道出口离水体较远时，采用集中出水口式的管道布置口式的管道布置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 通常应根据建筑物的分布、道路布置、街区内部的地通常应根据建筑物的分布、道路布置、街区内部的地形等布置雨水管道。形等布置雨水管道。 雨水管道的平面布置与竖向布置应思索与其它地下构雨水管道的平面布置与竖向

31、布置应思索与其它地下构筑物的协调配合筑物的协调配合(见附录见附录2-3)。3、合理设置雨水口，保证路面雨水排除畅通、合理设置雨水口，保证路面雨水排除畅通雨水口应根据地形以及汇水面积确定。雨水口应根据地形以及汇水面积确定。 普通来说，在道路交叉口的汇水点、低洼地段、道路直普通来说，在道路交叉口的汇水点、低洼地段、道路直线段一定间隔处线段一定间隔处2550m均应设置雨水口均应设置雨水口道路交叉口处雨水口的设置道路交叉口处雨水口的设置凡是箭头相对的一定要设置雨水口；凡是箭头相对的一定要设置雨水口；凡是箭头相背的不设雨水口；凡是箭头相背的不设雨水口；凡是箭头凡是箭头或或可设可不设雨水口可设可不设雨水口

32、4、雨水管渠应采用明渠或暗管，应结合详细条件确定、雨水管渠应采用明渠或暗管，应结合详细条件确定 在城市市区或工厂内，雨水管道采用暗管；在城市市区或工厂内，雨水管道采用暗管； 在城郊，可思索采用明渠；在城郊，可思索采用明渠； 在每条雨水干管的起端，应尽能够采用道路边沟排除路面雨在每条雨水干管的起端，应尽能够采用道路边沟排除路面雨水水一、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5、设置排洪沟排除设计区外的雨水或洪水、设置排洪沟排除设计区外的雨水或洪水一、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、最小管径和最小设计坡度：、最小管径和最小设计坡度：雨水管最小管径为雨水管

33、最小管径为300mm，相应的最小坡度为，相应的最小坡度为0.003；雨水口衔接纳最小管径为雨水口衔接纳最小管径为200mm，最小坡度为，最小坡度为0.01 二、雨水管渠水力计算的设计参数二、雨水管渠水力计算的设计参数1、设计充溢度：、设计充溢度： 管道按满流设计，管道按满流设计，h/D=1(明渠应有明渠应有 0.2m的超高，街道的超高，街道边沟应有边沟应有0.03m的超高的超高)、设计流速：、设计流速：最小流速最小流速0.75m/s,(明渠流最小流速为明渠流最小流速为0.40m/s)最大流速最大流速10m/s金属管，金属管，5m/s非金属管非金属管. (明渠流最大流速按照表明渠流最大流速按照表

34、3-9选用选用)、最大埋深与最小埋深：、最大埋深与最小埋深：同污水管道的规定同污水管道的规定 在进展雨水管道水力计算时，各管段的设计流量为知。雨水管网水力计算包括两方面内容：1、确定各管段的直径和坡度 流速确定出的雨水管段直径和坡度，必需符合设计规范要求，即：计算得来的一定管径在一定坡度的敷设下，经过设计流量时，流速要满足最小流速、最大流速的要求。与污水管道的水力计算有不同2、 确定各管段始点和终点的埋设深度水面标高、管底标高 处置好各管段之间的衔接设计同污水管道三、雨水管渠水力计算的方法三、雨水管渠水力计算的方法三、雨水管渠水力计算的方法三、雨水管渠水力计算的方法 确定管段的直径和坡度，应从

35、上游管段开场，依次向下游管段计算。确定管段的直径和坡度，应从上游管段开场，依次向下游管段计算。vQIRCv 在详细计算时，设计流量在详细计算时，设计流量Q和管道粗糙系数和管道粗糙系数n知，知， 还有管径还有管径D 、管道坡度管道坡度I和流速和流速v是未知的，因此需求先假定个求其它两个，这样是未知的，因此需求先假定个求其它两个，这样的数学计算非常复杂，而且经常要试算。为了简化计算，常采用水力的数学计算非常复杂，而且经常要试算。为了简化计算，常采用水力计算图见附图计算图见附图13或水力计算表进展。或水力计算表进展。Q、v、D、 n 、I 对水力计算图而言，粗糙系数对水力计算图而言，粗糙系数n是知的

36、，图上的曲线表示的是是知的，图上的曲线表示的是Q、v、I、D之间的关系，这四个要素中，只需确定两个要素，就可以经过图查之间的关系，这四个要素中，只需确定两个要素，就可以经过图查出其它两个要素。计算时，出其它两个要素。计算时， Q为知，只需再知道一个要素就可以查图计为知，只需再知道一个要素就可以查图计算了，通常情况下先假定坡度算了，通常情况下先假定坡度I。管道坡度。管道坡度I近似等于地面坡度。近似等于地面坡度。 由由Q和和I，就可查图得出，就可查图得出v、D 复核复核v的规定的规定假设符合，那么该管假设符合，那么该管段的段的D、I(v)即确定。假设不符合，重新设定即确定。假设不符合，重新设定I

37、或或D进展计算。进展计算。三、雨水管渠水力计算的方法三、雨水管渠水力计算的方法雨水管水力计算举例雨水管水力计算举例 知知n0.013，设计流量，设计流量Q=200L/s，该管段地面坡度，该管段地面坡度i=0.004，试计算该管段的管，试计算该管段的管径径D、管道坡度、管道坡度I、流速、流速v。A点：点：v1.17m/sD400500mm设采用设采用D400mm的管道，的管道，与流量为与流量为200L/s的竖线相交的竖线相交于于B点：点：I0.0092v1.60m/s不宜采用不宜采用设采用设采用D500mm的管道，的管道，与流量为与流量为200L/s的竖线相交的竖线相交于于C点：点：I0.002

38、8v1.02m/s四、雨水管渠系统的设计步骤1划分排水流域、进展管道定线。划分排水流域、进展管道定线。四、雨水管渠系统的设计步骤2划分设计管段。划分设计管段。设置检查井设置检查井,确认设计节点并编号确认设计节点并编号3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。四、雨水管渠系统的设计步骤当地形平坦时当地形平坦时,根据就近排除的原那么根据就近排除的原那么,划分汇水面积划分汇水面积.等分角线划等分角线划分分当地形有一定坡度时当地形有一定坡度时,根据雨水汇入低侧的原那么根据雨水汇入低侧的原那么,划分汇水面划分汇水面积积.即按照地面雨水径流的方向划分即按照地面雨水径流的方向划分.5

39、确定重现期确定重现期P、地面集水时间、地面集水时间t1qFqFFQq07计算各管段的设计流量计算各管段的设计流量Q，并求出，并求出D、v、I及埋深等。及埋深等。8绘制图纸。包括平面图和剖面图绘制图纸。包括平面图和剖面图 四、雨水管渠系统的设计步骤4计算平均径流系数。计算平均径流系数。 av=Fi i / F 也可采用区域综合径流系数也可采用区域综合径流系数,普通阅历值为：城市普通阅历值为：城市0.50.8；郊；郊区区0.40.6。6计算单位面积径流量计算单位面积径流量q0。 对一个详细的管段来说对一个详细的管段来说,只需求出该管段上游管段中雨只需求出该管段上游管段中雨水流行的时间水流行的时间,

40、就可相应求出该管段的就可相应求出该管段的q0值值五、雨水管渠系统设计计算举例 知某居住区平面图知某居住区平面图.地形西高东低地形西高东低,东面有一自南向北流的河流东面有一自南向北流的河流,河河流年年洪水位流年年洪水位14m,常水位常水位12m.该市的暴雨强度公式给定该市的暴雨强度公式给定.要求布置雨水管道并进展干管的水力计算要求布置雨水管道并进展干管的水力计算.2划分设计管段。划分设计管段。设置检查井设置检查井,确认设计节点并编号确认设计节点并编号,计算各检查井的地面标高计算各检查井的地面标高计算各管段的长度计算各管段的长度,并将其填入表中并将其填入表中3划分并计算各设计管段的汇水面积。划分并

41、计算各设计管段的汇水面积。按照就近排入附近管道的原那么按照就近排入附近管道的原那么,并兼顾汇水面积的大小来划分并兼顾汇水面积的大小来划分量测各汇水面积的大小量测各汇水面积的大小,并填入下表并填入下表4计算平均径流系数。计算平均径流系数。参见教材参见教材P73的表的表3-3和公式和公式3-7计算计算经过计算得经过计算得 =0.55确定重现期确定重现期P、地面集水时间、地面集水时间t1,以确定设计暴雨强度。以确定设计暴雨强度。 确定重现期确定重现期P,应根据地域建立性质确定应根据地域建立性质确定,普通选用普通选用0.53年年,对于重要的干道、立交道路的重要部分、重要地域或短期积水对于重要的干道、立

42、交道路的重要部分、重要地域或短期积水即能引起严重损失的地域即能引起严重损失的地域,普通采用普通采用25年。年。 本设计采用重现期本设计采用重现期=1年年 地面集水时间地面集水时间t1,采用采用10分钟分钟6进展管段的水力计算进展管段的水力计算设计管设计管段编号段编号管长管长L汇水汇水面积面积F管内雨水流行时间管内雨水流行时间单位面积单位面积径流量径流量q0设计设计流量流量管径管径 D坡度坡度 It2t2流速流速v管道输管道输水能力水能力Q坡降坡降 IL设计地面标高设计地面标高设计管内底标高设计管内底标高埋深埋深起点起点终点终点起点起点终点终点起点起点终点终点121501.6914.030 14

43、.060055.97?94.58?4002.10.7696.00?1.312.73012.4151.650.3153.29231004.073.2940.29163.985001.90.841650.19014.06014.06012.315 12.2151.751.94q0= q=0.5500(1+1.38lgP)/(10+2t2)0.65=250/ (10+2t2)0.65水力计算中应留意的问题水力计算中应留意的问题、在计算中，碰到下游管段的设计流量小于上游管段的设计流量、在计算中，碰到下游管段的设计流量小于上游管段的设计流量时，下游管段的设计流量应取上游管段的设计流量。时，下游管段的设计

44、流量应取上游管段的设计流量。2、支管与干管的计算是同时进展计算的，在支管与干管相交的检、支管与干管的计算是同时进展计算的，在支管与干管相交的检查井处，必然会有两个查井处，必然会有两个t2和两个管低标高值。相交后的下游管和两个管低标高值。相交后的下游管段水力计算时，应采用大的段水力计算时，应采用大的t2和小的管低标高值。和小的管低标高值。3、在水力计算中，管道坡度变化不大时，随着流量的增大，流速、在水力计算中，管道坡度变化不大时，随着流量的增大，流速应该是逐渐变大或不变。应该是逐渐变大或不变。7绘制雨水干管平面图和纵剖面图绘制雨水干管平面图和纵剖面图本章复习思索题和习题本章复习思索题和习题P11

45、7：思索题思索题:2、3、4、5、6、7习题：习题：1、2、3、4一、防洪设计规范: 为了准确合理地拟定工程规模而选定的计算洪峰流量的规范,称为防洪设计规范. 洪水调查法洪水调查法3-4 排洪沟的设计与计算排洪沟的设计与计算二、设计洪峰流量的计算自学 洪水调查法洪水调查法 推理公式法 阅历公式法三、排洪沟的设计要点1、 排洪沟布置应与厂区总体规划亲密配合,一致思索排洪沟应布置在厂区、居住区外围靠山坡一侧，防止穿排洪沟应布置在厂区、居住区外围靠山坡一侧，防止穿越建筑群。越建筑群。排洪沟与建筑物之间应留有排洪沟与建筑物之间应留有3米以上的间隔，以防水流冲米以上的间隔，以防水流冲刷建筑物的根底。刷建

46、筑物的根底。防止把厂房建筑或居住建筑设在山洪口上，让开山洪。防止把厂房建筑或居住建筑设在山洪口上，让开山洪。三、排洪沟的设计要点2、排洪沟尽能够利用原有山洪沟、排洪沟尽能够利用原有山洪沟,必要时可作适当修整必要时可作适当修整3、排洪沟应尽量利用自然地形坡度、排洪沟应尽量利用自然地形坡度4、排洪沟采用明渠和暗渠相结合、排洪沟采用明渠和暗渠相结合 普通采用明渠。普通采用明渠。5、排洪沟平面布置根本要求、排洪沟平面布置根本要求(1)进口：要求衔接良好，水流畅通，具有较好的水流条件进口：要求衔接良好，水流畅通，具有较好的水流条件(2)出口：要求不冲刷排放地点，应选择在地质条件良好的地出口：要求不冲刷排

47、放地点，应选择在地质条件良好的地 段，并采取护砌措施；且出口段宜设置为渐扩段。段，并采取护砌措施；且出口段宜设置为渐扩段。(3)联接段：要求转弯处有良好的水流条件，不应使弯道处受冲刷联接段：要求转弯处有良好的水流条件，不应使弯道处受冲刷 转弯半径和护砌；宽度发生变化时，应设渐变段；转弯半径和护砌；宽度发生变化时，应设渐变段； 穿越道路时应设桥涵。穿越道路时应设桥涵。三、排洪沟的设计要点6、排洪沟纵坡确实定、排洪沟纵坡确实定 排洪沟纵坡应根据地形、地质、护砌、原有排洪沟坡度以排洪沟纵坡应根据地形、地质、护砌、原有排洪沟坡度以及冲淤情况等条件决议。及冲淤情况等条件决议。 普通不小于普通不小于1%，

48、且应使沟内流速均匀添加，防止沟内产，且应使沟内流速均匀添加，防止沟内产生淤积。生淤积。 当纵坡很大时，应思索设置跌水槽，但不得设在转弯处。当纵坡很大时，应思索设置跌水槽，但不得设在转弯处。7、排洪沟断面方式、资料的选择、排洪沟断面方式、资料的选择 排洪沟断面方式常采用矩形或梯形断面，最小断面的尺寸排洪沟断面方式常采用矩形或梯形断面，最小断面的尺寸BH=0.4m0.4m。 排洪沟普通常用片石、块石铺砌，土明沟不宜采用排洪沟普通常用片石、块石铺砌，土明沟不宜采用8、排洪沟最大流速规定、排洪沟最大流速规定 见教材见教材105页表页表3-19四、排洪沟的水力计算排洪沟的水力计算包括以下几种情况：排洪沟

49、的水力计算包括以下几种情况：A=Bhx=B+2h矩形断面四、排洪沟的水力计算水力计算公式为水力计算公式为: :A=Bh+mh2x=B+2h(1+m2)1/2梯形断面梯形断面A=Bhx=B+2h矩形断面矩形断面IRCv611RnCQ=Av1、知设计流量，渠底坡度，确定渠道断面、知设计流量，渠底坡度，确定渠道断面2、知设计流量或流速，渠道断面及粗糙系数，求渠底坡度、知设计流量或流速，渠道断面及粗糙系数，求渠底坡度3、知渠道断面、粗糙系数、渠底坡度，求渠道的输水才干、知渠道断面、粗糙系数、渠底坡度，求渠道的输水才干排洪沟的设计计算举例 某工厂已有天然梯形断面砂砾石河槽的排洪沟总长某工厂已有天然梯形断

50、面砂砾石河槽的排洪沟总长620米，沟米，沟纵向坡度纵向坡度I=4.5;沟粗糙系数沟粗糙系数n=0.025；沟边坡为；沟边坡为1:m=1:1.5；沟底；沟底宽度宽度b=2m；沟顶宽度；沟顶宽度B=6.5m；沟深；沟深H=1.5m；采用重现期；采用重现期P=50a时，时，Q=15m3/s。试复核已有的排洪沟的通水才干。试复核已有的排洪沟的通水才干。bA=bh+mh2x=b+2h(1+m2)1/2肚松衯宸&愮鐝D)? $?d悡!餯怉 扈鋹A 嘬貑 d?噡1/2019骞寸15鏈?-CRM鍦氱敤.files/imgr_logo.gif 冣杁9/ERP鏂噡1/2019骞寸15鏈?-CRM鍦氱敤.files/logo.gif 冟?A/ERP鏂噡1/2019骞寸15鏈?-CRM鍦敤.files/logo_compute.gif 冡?疘1/ERP鏂噡1/2019骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.files/ 9/ERP鏂噡1/2019骞寸15鏈?-瀵瑰啿鍔涢噺.file