雨水管道的设计

3 雨水管道的设计

3、1划分并计算各设计管段的汇水面积

该地区的雨水采用管道收集后直接排入就近水体的方式处理,因为各区汇水

分界明显,坡度走势清晰,部分区域有逆坡现象,故雨水管道布置采用沿街顺坡布置,使雨水能够被很好的收集与排放。雨水干管数量:4 条。具体雨水管道布置请参瞧某市排水管道设计布置总平面图。

3、2求单位面积径流量

q =€ q

0 av

式中q —单位面积径流量

€ —平均径流系数

av

q —暴雨强度公式

由于影响因素多，要精确求定V值较为困难。因此目前径流系数通常采用按地面覆盖种类确定的经验数值。径流系数V值见表3、1。

表3、1径流系数V值

表中所列为单一覆盖时的V值。但汇水面积就是由各种性质的地面覆盖所组成，在整个汇水面积上它们各自占有一定的比例，随它们占有的面积比例的变化，

V值也不同。所以，整个汇水面积上的平均径流系数V av值就是按各类地面面积

用av 加权平均法计算得出。

F i x €

式中Fi ——汇水面积上各类地面的面积(ha);

M ——相应于各类地面的径流系数； F ——全部汇水面积(ha)。

市区地面种类如:屋面占 36%,混凝土路面占 16%,碎石路面占 10%,非铺砌路 面占20%,绿地占18%

根据市区地面覆盖情况

屮 =0、9X 0、36+0、9X 0、16+0、4X 0、1+0、3X 0、2+0、15X 0、18 = 0、

av

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3、3雨水干管的设计流量与水力计算

3、3、1 雨水水力计算的设计参数

(1) 采用的流量公式

城市、厂矿中雨水管渠由于汇水面积小,属小汇水面积上的排水构筑物,其雨 水设计流量可采用下式:

Q ，屮 … q … F

式中 Q ---------- 雨水设计流量(L/s);

V ——径流系数，其值小于1; F ——汇水面积(ha);

q ----- 设计暴雨强度(L/s 、ha)。

(2) 暴雨强度公式

q

A” + ClgP) q ，―—

(t + b)n

式中q ——设计暴雨强度

P ――设计重现期(a);

t ----- 降雨历时(min);

A 1,C,b,n ――地方参数，根据统计方法进行计算确定。 本设计采用如下公

式计算:

€

av

1272(1 + 0.65lg P)

(t + 6.64)0.56

(3)设计重现期的选取理由与数值暴雨强度随重现期的不同而不同。在设计中若重现期选用较大,则暴雨强度大,相应的雨水设计流量大,管渠的断面相应大。这样偏安全,有利于防止地面积水,但工程造价高。

若重现期选用较低,则暴雨强度小,雨水设计流量小,管渠断面小。这样工程造价低,但可能会发生排水不畅、地面积水,或对城市生活及生产造成危害。

应根据汇水地区性质、地形特点与气候特征等因素确定。在同一排水系统中可采用同一重现期或不同重现期。重现期一般选用0、5〜3a，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，一般选用3〜5a，并应与道路设计协调。特别重要地区与次要地区可酌情增减。

本设计中选择P=1a。

(4)集水时间选取数值

对管道的某一设计断面来说，集水时间t由地面集水时间t1与管内流行时间t2 两部分组成:

t =t1+ mt2

式中t -------- 降雨历时(min);

t1——地面集水时间(min),视距离长短、地形坡度与地面铺盖情况而定, 一般采用5〜15 min;

m ---- 折减系数，暗管m=2，明渠m=l、2,在陡坡地区，暗管m=l、2〜2;

t2—管渠内雨水流行时间(min)。

t =€£

260v

式中L -------- 各管段的长度(m);

v ――各管段满流时的水流速度(m/s);

60 ----- 单位换算系数，1m in=60s。

本设计中选择t l=l0min。

(5)折减系数的选取说明

m 的含义即为:因缩小了管道排水的断面尺寸使上游蓄水，就必然会增长泄水时

间。因而采用了增长管道中流行时间的办法，达到适当折减设计流量，进而缩

小

管道断面尺寸的要求。因此,折减系数实际就是苏林系数与管道调蓄利用系数的乘积。

我国《室外排水设计规范》建议:暗管:m=2,明渠:m=l、2。在陡坡地区，暗管的m=1、2~2。

在本设计中，选取m=2。

3、3、2 雨水管道的水力计算

(1)设计充满度

雨水较污水清洁得多，对环境的污染较小，加上暴雨径流最大，而相应的较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会很长，且从减少工程投资的角度来讲，雨水灌渠允许溢流。故雨水灌渠的充满度按满管流设计，即h/D=1，明渠则应有等于或大于0、2m的超高，街道边沟应有等于或大于0、03m 的超高。

(2)设计流速为了避免雨水所夹带的泥沙等无机物，在灌渠内沉淀下来而堵塞灌渠:

①满流时最小流速不得小于0、75m/s。

②起始管段地形平坦，不小于0、6m/s。

③明渠内最小设计流速为0、40m/s。为了防止管壁与渠壁的冲刷损坏，且最大流速

只发生在暴雨时期，历时较短，

因此对雨水管渠的最大设计流速规定为:金属管最大流速为10m/s;非金属管最大流速为5m/s;明渠中水流深度为0、4—1、0m时，最大设计流速宜按规范采用。

管渠设计流速应在最小流速与最大流速范围内。

(4)最小管径与最小设计坡度

街道下的雨水管道，最小管径为300mm，相应的最小坡度为0、003;街坊内部的雨水管道，最小管径一般采用200mm,相应的最小坡度为0、01、

(5)检查井最大间距

检查井通常设在管渠交汇、转弯、管渠尺寸或坡度改变、跌水等处以及相隔一定距离的直线管渠段上。直线段上的最大间距见表3、2。

(6)采用的管材

采用钢筋混凝土圆管排水，粗糙系数n = 0、014。

(7)起点埋深的确定