第10章-雨水管网设计和计算3
雨水管道的设计计算

地面种类
ψ
各种屋面、混凝土和沥青路面
0.90
大块石铺砌路面和沥青表面处理的碎石路面
0.60
级配碎石路面
0.45
干砌砖石和碎石路面
0.40
非铺砌地面
0.30
公园或绿地
0.15
1.2 雨水管道的设计
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。
利用地形, 就近排放 地面水体, 降低造价。
平坦地区:为避免干沟埋深过 大,增加造价,干沟应设在流域 的中部,以减少两侧支沟长度。
陡坡地区:为避免因沟道坡度太陡, 设跌水窨井等特殊构筑物,使干沟与 等高线斜交,以适当减少干沟坡度。
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。
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。
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。
t t1 t2
t2
l 60 v
(min)
式中: t——设计降雨历时(排水面积的集水时间),min;
t1——地面积水时间,min; t2——在管道中流行的时间,min; l——集中点上游各沟段的长度,m;
v——相应各管段的设计流速,m/s。
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qv,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
雨水管道平面图的绘制
规划阶段
雨水管道水力学设计的准则
管道按满流设计,明沟应留超高,不小于0.2m。 最小设计流速为0.75m/s,明沟为0.4 m/s。 管道可不考虑最大流速,明沟的最大流速按下页表采用。 最小管径300mm,最小坡度0.003;雨水口连接管管径 200mm,最小坡度0.01。 雨水沟道流速公式。 管段衔接一般用管顶平接,当条件不利时也可用管底平接。 最小覆土厚度,在车行道下时,一般不小于0.7m,基础应 设在冰冻线以下。 在直线管段上窨井的最大间距见下表。
雨水管道的设计与计算

Hit——暴雨强度(mm/min)——某一段时间内的降雨总量(——降雨时间(min)。
在工程上常用单位时间内单位面积上的降雨体积100%mnqF ——雨水设计流量(L/s );——径流系数,其数值小于1);))s ha 。
: 1167(1lg )()nA c P qt b/s ha ); ——地方参数,根据统计方法计算确定,本设计中暴雨强度0.7583027.3(10.655lg )(19)p qt (2-5)雨水流量主要参数及其确定依据a) 径流系数Ψ降落在地面上的雨水,一部分被植物和地面的洼地截流,一部分渗入土壤,余下的一部分沿地面流入雨水灌渠,这部分进入雨水灌渠的雨水量称作径流量。
径流量与降雨量的比值称径流系数Ψ,其值常小于1。
径流系数的值与汇水面积的地面覆盖情况、地面坡度、地貌、建筑密度的分布、路面铺砌等情况相关。
由于影响因素很多,精确求它的值是相当困难的,因此我们采用经验数值确定。
该区域大部分地区为沥青路面,有部分地区为公园及绿地,综合径流系数为0.6。
b) 重现期P暴雨强度随着重现期的不同而不同。
在雨水管渠设计中,若选用较高的设计重现期,计算所得设计暴雨强度大,相应的雨水设计流量大,管渠的断面相应大。
这对防止地面积水是有利的,安全性高,但经济上则因管渠设计断面的增大而增加了工程造价;若选用较低的设计重现期,管渠断面的相应减小,这样虽然可以降低工程造价,但可能会经常发生排水不畅、地面积水而影响交通,甚至给城市人民的生活及工业生产造成危害。
雨水管渠设计重现期的选用,应根据回水面积的地区建设性质(广场、干道、厂区、居住区)、地形特点、汇水面积和气象特点等因素确定,一般选用0.5~3a ,对于重要干道,立交道路的重要部分,重要地区或短期积水即能引起较严重的地区,宜采用较高的设计重现期,一般选用2~5a ,并应和道路设计协调[9]。
对于特别重要的地区可酌情增加,而且在同一排水系统中也可采用同一设计重现期或不同的设计重现期。
第章雨水管网设计和计算

在实际应用中,各地根据当地的具体情况,比较普遍地采用下列修订暴雨强度公式:
i
A1 C lg TE ) (t b)n
式中,i —— 设计暴雨强度(mm/min);t —— 降雨历时(min); TE —— 设计重现期(a);A1, C, n, b —— 待定参数。
(10.5a)
部分城市应用暴雨强度公式(10.5a)的参数如表10.2所示。其它城市的暴雨强度公
高及埋深; 5.绘制管渠平面图及纵剖面图。
10.1 雨量分析与雨量公式
10.1.1 雨量分析--降雨过程分析
(1) 降雨量 指一定时间内在单位面积上的降水体积,计量单位为
体积/面积.时间,或高度/时间,这时降雨量又称为一定 时间内的降雨深度。 降雨量单位: 年平均降雨量:多年年降雨量平均值,mm/a; 月平均降雨量:多年月降雨量平均值,mm/月; 最大日降雨量:多年年中最大日降雨量,mm/d; 最大小时降雨量:指最大一小时降雨量,mm/h。 (2) 雨量计的数据整理 雨量计记录降雨量数据,构造如图9.1所示。 雨量数据为每场雨的瞬时降雨强度(mm/min)、累积降雨量(mm)和降雨时间 (min)之间的变化关系,如图9.2所示。 以降雨时间为横座标和以累计降雨量为纵坐标绘制的曲线称为降雨量累积曲线,曲 线上某一点的斜率即为该时刻的瞬时降雨强度。 将降雨量的增量除以该时间段长度,得到该段降雨历时的平均降雨强度。
10.3.2 雨水管渠系统设计步骤 (1)划分排水流域和管道定线 □结合城市总体规划图或工厂总平面布置,划分排 水流域和管渠定线,确定排水流向。 (2)划分设计管段与沿线汇水面积 □设计管段的划分应使设计管段范围内地形变化不 大,管段上下端流量变化不多,无大流量交汇,一般 以100~200m左右为一段。 □地形平坦时,就近排除原则,有适宜坡度时,按 雨水汇入低侧的原则按地面雨水径流方向划分汇水面 积,编号,计算面积。
给水排水管道系统 雨水管网设计与计算

二、雨量管渠设计流量的确定(续1)
极限强度法
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
F
t3
极限强度法,即承认降雨强度 D
随降雨历时的增长而减小的规律性,
t2
同时认为汇水面积的增长与降雨历 时呈正比,而且汇水面积的增长速
B t1
度更快,因此只有当降雨历时等于 集流时间时,全部面积参与径流, 产生最大径流量
式中: q——设计暴雨强度,L/s.公顷; P——设计重现期,年; t——降雨历时,min;
A1,c,b,n——地方参数,根据统计方法进行确定。
二、雨量管渠设计流量的确定
雨水管渠设计流量计算公式
Q qF
式中:Q——雨水设计流量,L/s; Ψ——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。
雨量分析的要素
• 降雨面积:指降雨所笼罩的面积 • 汇水面积:指雨水管渠汇集雨水的面积
• 降雨的频率:是指等于或大于某值的暴雨强度出现的 次数m与观测资料总项数n之比的百分数
• 降雨的重现期:是指等于或大于某值的暴雨强度出现 一次的时间间隔
一、雨量分析与暴雨强度公式(续1)
暴雨强度公式
q 167 A1 (1 c lg P) (t b) n
三、雨量管渠系统的设计和计算(续4)
雨水管渠系统设计计算举例
已知某居住区平面图.地形西高东低,东面有一自南向 北流的河流,河流常年洪水位14m,常水位12m.该市的 暴雨强度公式给定. 要求布置雨水管道并进行干管的水力计算.
三、雨量管渠系统的设计和计算(续5)
立体交叉道路排水
设计时 注意问题
尽量缩小汇水面积,以减少设计流量 注意地下水的排除 排水设计标准高于一般道路 雨水口布设的位置要便于拦截径流
雨水管网设计与计算

9.2 雨水管网设计流量计算
9.2.1 地面径流与径流系数
1.地面径流:在地面沿地面坡度流动的雨水,称 为地面径流。
雨水管渠就是收集雨水地面径流量。 2.径流系数
降 径雨 流量 量1
降雨量 < 地面渗水量,雨水被地面吸收 降雨量 > 地面渗水量,余水(两者之差)在地面
开始积水,产生地面径流
计的管道断面所需时间。(min)
2.t1m2t
式中 —— 设计降雨历时(min); t1 —— 地面集水时间(min); t2 —— 管渠内雨水流行时间(min); m —— 折减系数。 21
(1)地面集水时间 t1 的确定
地面集水时间是指雨水从汇水面积上最远点流 到雨水口的地面流行时间。
上式求得的暴雨强度的频率,只能反映一定时期内的
经验,不能反映整个降雨的规律,故称为经验频率。
因此,水文计算常采用公式
Pn
m 100 N1
%计算
年频率,用公式
Pn
m 100 NM1
%计算次频率。观
测资料的年限愈长,经验频率出现的误差也就愈小。
12
我国现行《室外排水设计规范》规定,在编制 暴雨强度公式时必须具有10 a以上自计雨量记录。 在自计雨量记录纸上,按降雨历时为 5、10、15、 20、30、45、60、90、120 min,每年每个历时选择 6~8场最大暴雨记录,计算其暴雨强度值,然后不 论年次,将每个历时的暴雨强度按大小次序排列, 再从中选择资料年数的 3~4倍的最大值,作为统计 的基础资料。
式中
q4—— 管段4~5的设计暴雨强度,即相应于 降雨历时 t=τ 1 + t 1-2 + t 2-3 + t 3-4的暴
雨水管网设计和计算-全面

环境友好型设计
遵循可持续发展的原则,采用 环境友好型的雨水管网设计, 如采用自然排水、低影响开发 等技术。
优化管网布局,减少对土地资 源的占用和破坏,降低对城市 景观的影响。
考虑采用可再生能源和环保材 料,如太阳能、生物材料等, 以降低能耗和资源消耗。
02
雨水管网设计基础
设计参数
设计降雨量
根据地区的气象资料和暴雨强度 公式,计算出设计降雨量,作为 雨水管网设计的重要参数。
水力坡降
水力坡降是管道中水流速度和方 向的变化,影响管道的排水能力 和水力计算。
汇流面积
汇流面积是指雨水径流的集水区 域,其大小直接影响雨水流量和 管网规模。
设计标准与规范
防洪设施规划
在管网设计中充分考虑防洪设施的布局,如排涝泵站、防洪闸门等, 以提高管网的防洪能力。
紧急应对措施
制定针对极端降雨事件的应急预案,包括预警机制、抢险救援措施 等,以降低灾害损失。
06
计算实例与验证
案例选择与数据准备
案例选择
选择具有代表性的城市区域,如老城区、新城区或工业区,进行雨水管网设计和计算。
国家标准
遵循国家相关的设计规范和标准,如《室外排水设计 规范》等。
地方标准
根据不同地区的实际情况和特点,制定符合地方条件 的设计标准和规范。
环保标准
考虑雨水排放对环境的影响,符合环保标准和要求。
管道材料与连接方式
管道材料
01
常见的管道材料包括铸铁、混凝土、PVC等,根据实际情况选
择合适的材料。
连接方式
水头损失的计算是雨水管网设计中的重要环节,它关系到管 道的坡度、管径、流速等参数的选择,进而影响整个管网的 排水效果。
雨水管网计算书

雨水管网设计计算书设计步骤:1、雨水量计算(1)暴雨强度公式:11号-永安暴雨强度公式()()741.0279.8lg 537.01271.2251++=t P q式中 q —— 设计暴雨强度(L/s ·ha );P —— 设计重现期(a );t —— 降雨历时(min );重现期:为1年,即P=1a降雨历时:21mt t t +=式中 t —— 设计降雨历时(min );t1 —— 地面集水时间(min ),取10min ;t2 —— 管渠内雨水流行时间(min );m —— 折减系数,取2。
(2)径流系数计算:根据规划的地区类别,采用区域综合径流系数,城区取0.6,大面积绿地取0.5。
2、雨水管网定线:(1)充分利用地形,就近排入水体。
雨水管渠应尽量利用自然地形坡度布置,要以最短的距离靠重力流将雨水排入附近的池塘、河流、湖泊等水体中。
在每一排水流域内,结合建筑物及雨水口分布,充分利用各排水流域内的自然地形,布置管道,使雨水以最短距离靠重力流就近排入水体。
在总平面图上绘出各流域的主干管、干管和支管的具体位置。
在图上对管道及划分的面积进行编号,见附后图。
(2)出水口布置:由于河流穿过城市,根据地型的变化,在河道两旁设分散式出水口,按就近原则把管道划分到各个出水口出。
3、划分设计管段:把两个检查井之间流量不变且预计管径和坡度也不变的管段定为设计管段。
对于长度大于350米以上的路段,划分2~3个设计管段,流量变化大、拐弯处设置检查井对管道划分。
设计管段检查井从上游往下游依次编号。
4、汇水面积划分:各设计管段汇水面积的划分应结合地形坡度、汇水面积的大小以及雨水管道布置等情况进行划定。
地形较平坦时,按就近排入附近雨水管道的原则划分;地形坡度较大时,按地面雨水径流的水流方向划分。
并将每块面积进行编号,计算其面积并将数值标注在图上。
见附后图。
5、管段设计流量及管道水力计算:列表进行雨水干管的水力计算,求得各设计管段的设计流量。
第十章 雨水管网设计与优化计算10-2 10-3

Q—雨水设计流量(L/s)
Ψ—径流系数,其数值小于1
k
167A1 (1 c lg P) Qi (t1 m t2i b) n
ki
.Fk
F—汇水面积(hm2) q—设计暴雨强度(L/s· hm2 ) P—设计重现期(a)
t1—地面集水时间(min)
Qi—管段i雨水设计流量(L/s) t2—管渠内雨水流行时间 Fk—管段i上游各汇水面积(hm2) m—折减系数 t2i—上游各管段i的计算流行时间 A 、c、b、n—地方参数
mh
h α
m=ctgα—边坡系数 边坡=tgα=h:mh
五、雨水管渠系统的设计步骤和水力计算及举例
设计步骤总体分三大步骤:前期准备、设计计算、绘图。
第四版 P92 【例】
已知某居住区平面图.地形西高东低,东面有
一自南向北流的河流,河流常年洪水位14m,常
水位12m.该市的暴雨强度公式给定.
要求布置雨水管道并进行干管的水力计算.
管段9~10起点标高为61.000+坡降0.68=61.680,需提升高度为 61.680-1~9终点标高为59.685=1.995m≈2m。 应同时计算干管11~6、14~7、17~8、20~9,并比较其终 端标高是否满足管顶平接接入条件。
2、泵站不运行时系统的排水能力核算
泵站不运行时,管道系统只能在压力流条件下越过9~10起端流出。
5. 根据设计流速求本管段得管内雨水流行时间t2。 6.起点埋深(1点)定为1.3m。 1点地面标高-1点埋深=1点管内底标高(1~2起端) 1点管内底标高-降落量=2点管内底标高(1~2终端) 2点地面标高-2点管内底标高=2点埋深(1~2终端) 2点管内底标高+管径D1~2= 2点管顶标高(1~2终端, 2~3起端) 各设计管段在高程上采用管顶平接。
雨水管网系统课程设计计算说明书

给排水管网系统课程设计雨水管网系统设计计算说明书姓名:学号:指导老师:排水管网课程设计任务书一、设计目的通过运用课堂所学知识,完成某城镇排水管网的初步设计,以达到巩固基本理论,提高设计与绘图能力,熟悉查阅和使用技术资料,了解设计的方法与步骤,进一步使理论与实践相结合等教学要求。
二、设计要求按完全分流制设计,达到初步设计程度,设计成果应为:1.污水和雨水排水系统的总平面布置图各一张2.污水总干管纵剖面图一张、某一雨水干管纵剖面图一张3.设计计算与说明书三、基本设计资料(一)城镇规划资料:1.某城镇规划图2.人口分布、房屋建筑、卫生状况:(见下表)3.各种性质地面所占百分比: (见下表)4. 工、企业规划表:(见下表)5. 工业企业的污水经局部处理后允许排入城镇下水道。
(二)气象资料:1.土壤冰冻深度0.1m 左右;2.年平均降雨量1400mm ;3.暴雨公式:nb t p C A q )()lg 1(167++=,其中A=20 , C=0.7 , b=19 , n=0.86 (三)水文及水文地质资料:1. 河流水位:Max:101m , Min:95m , Average:97m .2. 地下水位:离地面7-8m.3. 地质:砂质粘土.(四)电力供应:有三相电源可供选择,电力供应正常。
(五)污水不用作农田灌溉。
(六)、设计参考资料1. 《给水排水管网系统》教材2. 《给水排水设计手册》第1、5册3.《室外排水设计规范》GB50014-2006雨水管网设计计算径流系数的确定降落到地面上的雨水,在沿地面流行的过程中,形成地面径流,地面径流的流量称为雨水地面径流量。
因此将雨水管道系统汇水面积上的地面雨水径流与总降水量的比值称为径流系数,用符号ψ表示,即:目前再设计计算中径流系数根据地面覆盖情况按经验来定,《室外排水设计规范》中有关径流系数的规定见下表。
由于在同一个汇水面积上,兼有多种地面覆盖的情况,根据本设计中各中地面的覆盖情况,用加权平均的方法可以求出整个城镇的平均地表径流系数,该城镇的各种地面的覆盖率等具体数据见下表雨强度随着重现度p值的不同而不同,p值越大,暴雨强度越大,p值越小,暴雨强度越小。
雨水管网设计和计算课件

管道埋深还应考虑施工条件和环境因素,如地下水位、地形地
貌等。
雨水泵站设计
泵站流量与扬程确定
根据雨水管网的排水要求和地形条件,确定泵站的流量和扬程。
泵站规模与选型
根据流量和扬程,选择合适的泵型和数量,以满足排水要求。
泵站附属设施设计
泵站的附属设施包括泵房、进水池、出水池等,其设计应满足泵 站运行和维护的要求。
汇流面积与流量的关系
汇流面积是影响径流量的重要因素, 根据汇流面积和降雨强度,可以推算 出相应的流量。
雨水管径选择
管径与流速的关系
管径的大小直接影响流速,根据设计流量和允许流速,可以确定 管径的大小。
管径与管道材料的关系
管径的大小还与管道材料有关,不同材料的管道有不同的经济流速 范围。
管径选择的原则
雨水管网设计的基本原则
整体规划原则
生态优先原则
雨水管网设计应与城市总体规划相协调, 充分考虑城市地形、水文、气象等条件, 制定合理的排水方案。
雨水管网设计应优先保护和利用自然水体, 减少对自然环境的破坏,促进生态平衡。
防涝减灾原则
经济合理原则
雨水管网设计应注重防涝减灾,提高排水 系统的排涝能力,降低城市内涝风险。
水力计算法
总结词
水力计算法是用来确定雨水管网中各部分的水力参数,如流速、水头损失等。
详细描述
水力计算法基于流体动力学原理,通过计算管道中的水流状态,确定管道的水 头损失、流速、排水能力等参数。这些参数对于确定管道的直径、坡度、连接 方式等具有重要意义。
计算机辅助设计法
总结词
计算机辅助设计法利用计算机软件进行雨水管网的设计和分析。
在满足设计流量和流速要求的前提下,应尽量选择经济合理的管径, 以降低工程投资和维护成本。
雨水管网设计和计算3资料

5 3 2
1
9 10 11 12
16 17
河 流
18
19
泵站
5 3 2
1
9 10 11 12
16 17
河 流
18
19
泵站
水力计算说明
1.各管段的设计流量按该管段起点,及上游管段终点
的设计降雨历时进行计算的,计算暴雨强度时,t2按上
游各管段内雨水流行时间之和
t2
(
L v
)
求得。
2.求单位面积径流量
q i
167A 1 clg P 1 t mt2 bn
单位面积径流量 q0
暴雨强度 q与径流系数ψ的乘积,称为单位面积径流 量 q0。即:
q0
q
167A11 c lg p t1 mt2 bn
(L/s·ha)
雨水管渠设计参数
D (10.29nM2 q2 )1/ 5.33 i
1 21 v R3 I2
确定。
地面集水时间 t1 的确定
地面集水时间是指雨水从汇水面积上最远点流到雨水 口的地面流行时间。
地面集水时间通常不予计算,一般采用5~15 min。
一般在建筑密度较大、地形较陡、雨水口布置较 密的地区,宜采用较小值,取 t1=5~8 min。 在建筑密度较小、地形较平坦、雨水口布置较疏 的地区,宜采用较大值,取 t1=10~15 min。
雨水管渠设计主要内容
1.确定当地暴雨强度公式 2.划分排水流域,进行雨水管渠定线; 3.划分设计管段,计算管段雨水设计流量; 4.管渠水力计算,确定设计管段的管径、坡度、标
高及埋深; 5.绘制管渠平面图及纵剖面图。
我国常用暴雨强度公式
Hale Waihona Puke 167A 1 c lg P
雨水管网设计与计算

第10章 雨水管网设计与计算
雨水管渠系统特点:径流量大、流量变化大、满流 雨水管渠系统组成:雨水口、雨水管渠、检查井、
出水口
资料收集,确定暴雨强度公式 划分排水流域,进行管道定线
雨水管渠系统设计步骤:
确定设计参数、进行水力计算 绘制管渠平面图及剖面图
10.1 雨水分析与暴雨强度公式
• 暴雨强度(降雨强度):是指某一连续降雨时段内的 平均降雨量,即单位时间的平均降雨深度,用i (mm/min)表示 ;在工程上,常用单位时间内单位面 积上的降雨体积q(L/s.公顷)表示:
q=167 i
降雨量和降雨历时 可以表示任何一场暴雨的降雨过程。
瞬时暴雨强度 最大平均暴雨强度
一、雨量参数
水力计算说明
1.各管段的设计流量按该管段起点,及上游管段终点
的设计降雨历时进行计算的,计算暴雨强度时,t2按上
游各管段内雨水流行时间之和
L t2( v )
求得。
2.求单位面积径流量
q0
q
0.5
500 (11.38 lg P) (10 2 t2 )0.65
(10
250 2 t2 )0.65
二、暴雨强度公式(雨量公式)
《室外排水设计规范》规定,在编制暴雨强度公式时必 须具有10年以上自记雨量记录。在自记雨量记录纸上, 按降雨历时为5、10、15、20、30、45、60、90、 120min,每年选择6-8场最大暴雨记录,计算暴雨强度i 值。将历年个历时的暴雨强度按大小次序排列,且不论 年次选择年数的3~4倍的最大值最为统计的基础资料。
• 降雨面积:指降雨所笼罩的面积。 • 汇水面积(F) : 指雨水管渠汇集雨水的面积。
给排水雨水管道设计计算

3雨水管道设计计算3.1雨水排水区域划分及管网布置3.1.1排水区域划分该区域最北端有京杭大运河,中部有明显分水线。
因此以明远路为分界线,明远路以北雨水排入大运河,以南地区雨水排入中部水体。
这样划分有利于减小雨水管线长度和管道,并且可以缩小管径,提高经济效益。
3.1.2管线布置根据该地区水体及地势特点,雨水管道为正交式布置,沿水体不设主干管,雨水通过干管直接排入水体。
一些距水体较近的街区的雨水直接以地表径流的方式直接流入水体。
明远路以北区域雨水干管的走向为自南向北;以南地区部分干管走向为自南向北,部分为自北向南,个别自南北汇入中间,具体流向根据水体所在位置确定。
具体如图3所示。
3.2雨水流量计算图3 雨水管道平面布置(初步设计)3.2.1 雨量分析要素a) 降雨量指一定时段降落在某一点或某一面积上的水层深度,其计量单位以mm 计。
也可用单位面积上的具体及(L/ha)表示[9]。
b) 降雨历时指一次连续降雨所经历的时间,可以指全部降雨时间,也可以指其中某个个别的连续时段,其计量以min或h计,可从自记雨量记录纸上读取。
c) 暴雨强度指某一连续降雨时段内的平均降雨量,用i表示H=it(3-1)式中,i——暴雨强度(mm/min);H——某一段时间内的降雨总量(mm);t——降雨时间(min)。
在工程上常用单位时间内单位面积上的降雨体积q表示。
d) 降雨面积指降雨所笼罩的面积。
单位为公顷(ha)雨水管渠的收集并不是整个降雨面积上的雨水,雨水管渠汇集雨水的地面面积称为汇水面积。
每根管段的汇水面积如下表所示:表7 汇水面积计算表:管道编号管道长度(m)本段汇水面积编号本段汇水面积(ha)传输汇水面积(ha)总汇水面积(ha)5~4230.7656 6.670 6.67 4~3153.84578 6.6714.67 3~2230.7658、5918.6814.6733.35 2~1153.8466、691233.3545.35 6~7192.36511.86011.86 9~8230.76538.1508.15 8~7153.84549.788.1517.93 16~10230.7660(3)、61(3)8.1508.15 10~11115.3861(4) 5.938.1514.08 11~12153.8460(4)、6222.9714.0837.05 12~13192.350(2)、52(2)10.6237.0547.67 13~14230.7650(1)、50(2)10.6247.6758.29 14~15230.7646(2)21.3458.2979.63 17~18115.3861(1)、(2)11.86011.86 18~19269.2260(1)、(2) 4.4411.8616.3 19~20230.7647 5.1916.321.49 20~21230.7648、4914.2321.4935.72 21~22230.7645(2)10.2335.7245.9524~25153.8429、3011.129.4920.61 25~26153.8426、2719.3420.6139.95 26~27153.846(2.2)、7(2.2)9.6739.9549.62 27~28173.076(2.1)、7(2.1)9.6749.6259.29 28~29173.076(1.2)、7(1.2)9.6759.2968.96 30~31192.324(2)、31(1)13.34013.34 31~32230.7624(1)、2814.8213.3428.16 32~33153.8422、2517.0428.1645.2 33~34153.844(4.2)、5(4)12.0645.257.26 34~35153.844(4.1)、5(3)12.0657.2669.32 35~36153.844(2.2)、5(2)12.0669.3281.38 37~38230.7620、2331.42031.42 38~39153.8418(2)、2128.2331.4259.65 39~40153.843(2)、4(3.2)13.6459.6573.29 40~41153.843(1)、4(3.1)13.6473.2986.93 41~42153.842(2)、4(1.2)12.5386.9399.46 43~44153.8418(1)12.45012.45 44~45153.841(3)8.8612.4521.31 45~4230.761(2)8.8621.3130.17 47~48269.2237 1.480 1.48 48~49192.335、3611.12 1.4812.650~51 153.84 9(1.2)、9(2.2) 5.93 20.02 25.95 51~52 192.3 9(1.1) 2.97 25.95 28.92 52~53 134.61 9(2.1) 2.97 28.92 31.89 53~54 134.61 8(2) 4.67 31.89 36.56 55~56 153.8438、3948.91 0 48.91 56~57 153.84 11(2)、13(2) 11.78 48.91 60.69 57~58 134.61 11(1)、13(1) 11.78 60.69 72.47 58~59 134.61 10(2)、12(2) 12.67 72.47 85.14 60~61 230.76 40 22.23 0 22.23 61~62 203.838 41、42 31.13 22.23 53.36 62~63 203.838 15(3) 6.72 53.36 60.08 63~64 203.838 15(2) 6.72 60.08 66.8 65~66 203.83843、4449.06 0 49.06 66~67 203.838 16(3)、17(3) 16.85 49.06 65.91 67~68 203.838 16(2)、17(2)16.8565.9182.76e) 暴雨强度频率和重现期 指定暴雨强度出现的可能性一般不是预知的。
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设计 流速 (m/s) 16
设计管 道输水 能力 (L/s) 17
地面标高(m) 起点 终点
管内底标高(m) 起点 终点
埋深(m) 起点 终点 旱流流 量(L/s) 24
旱流校核 充满 度 25 流速 (m/s) 26
备注
18
19
20
21
22
23
27
0.75 0.80 1.05 1.08 1.22
5a 2a 1a 0.5a
293.33 187.23 187.21 141.50
设计降雨量 Q=ΨqF(L/s) 3465.4 2211.94 2211.70
1671.68
【雨水管渠系统设计计算举例】 已知某居住区平面图。地形西高东低,东面有一 自南向北流的河流,河流常年洪水位14m,常水位 12m。该市的暴雨强度公式
设计流量例题计算
北京市某小区面积共220000㎡(22ha),其中屋 面面积占该地区总面积的30%,沥青道路 面积占16%。级配碎石路面的面积占12 %,非铺砌土路面占4%,绿地面积占38 %。试计算该区的平均径流系数。当采用设 计重现期为P=5a、2a、1a及0.5a时,试计算: 设计降雨历时t=20min时的雨水设计流量各是 多少?
v
2.求单位面积径流量
500 (1 1.38 lg P) 250 q0 q 0.5 0.65 (10 2 t 2 ) (10 2 t 2 ) 0.65
3. 单位面积径流量乘以该管段的总汇水面积得设计流量。 4. 根据设计流量求管径、管道坡度和流速。
水力计算说明(续)
1.70 1.84 1.69 1.75 1.95
1.64 1.69 1.65 1.94 2.28
167 A1 1 c lg P qi n t m t2 b
单位面积径流量 q0
暴雨强度 q与径流系数ψ的乘积,称为单位面积径流 量 q0。即:
q0 q 167 A1 1 c lg p
t1 mt2 b
n
(L/s·ha)
雨水管渠设计参数
500 (1 1.38 lg P) q 0.65 t
要求布置雨水管道并进行干管的水力计算.
5 3 2
9
10
河 流 11 12 16 17 18 19 泵站
1
地形平坦,排水流域按主要街道的汇水面积划分。 洪水位高于地面平均标高,设置雨水泵站。 每一设计管段所承担的汇水面积按就近排入附近的雨 水管道的原则划分。 采用统一的平均径流系数ψ=0.5。 建筑密度较稀,地面集水时间采用t1=10min。 设计重现期选用P=1a。 管道起点埋深采用1.30m.
2 85 128 59 138 165.5
3 1.20 1.79 0.83 1.93 2.12
4 0 1.20 2.99 3.82 0
5 1.20 2.99 3.82 5.75 2.12
6 0 1.89 4.56 5.50 0
7 1.89 2.67 0.94 1.95 2.15
8 117.6 270.8 312.5 454.8 207.8
3.溢流管道设计流量 --从溢流井溢出混合污水设计流量
1 5
当溢流井上游管段设计流 量超过溢流井下游管段截 流能力后,混合污水从溢 流井流入下游溢流管道。 混合污水设计流量为:
6
2 2
3
3
4
4
Q =( Q s + Q g + Q y )-( n0 + 1) Q h
合流制排水管网水力计算要点
1.合流制排水管道水力计算:
5
6
被截流雨水量 截流倍数n0 旱流流量Qh 雨水量Q y n0Qh , 超过部分经排放管排入 水体 2 3
n0 = 3~5,设计规范:1~5,建议n0 = 3
4
溢流井下游截流管道----管段设计流量: Q j = (n0+1)Q h + Q h ′ + Q y′
式中 Qh — 从溢流井截流的上游日平均旱流污水量(L/s); Qh’— 溢流井下游纳入的旱流污水量(L/s); Qy’— 溢流井下游纳入的设计雨水量(L/s)
[题意]某城市一个区的截流式合流管道平面布置如图1, 设计原始数据如下:
该市的暴雨强度公式为q=10020(1+0.56㏒P)/(t+36); 1.设计重现期采用1a,地面集水时间t1=10min,该设计区域平均径流系 数ψ =0.45。 2.设计人口密度为300人/ha,生活污水定额采用100L/(人·d)。 3.截流干管的截流倍数n0=3。 4.管道起点埋深为1.70m。 5.河流的平均洪水位为18.000m。 6.各设计管段的管长、汇水面积和工业废水最大班的平均流量如表1所示。 7.各检查井处的地面标高如表2所示。 试进行管段1-6的水力计算。
图1 截流式合流管道平面布置图
表1 设计管段的管长、汇水面积和工业废水量
管段编号
管长(m)
汇水面积(ha) 面积编号 本段面积
本段工业废 水量(L/s)
1~2 2~3 3~4 4~5 5~6
85 128 59 138 165.5
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ
1.20 1.79 0.83 1.93 2.12
20 10 60 0 35
150 310 410 550 630
20.200 20.000 19.700 19.550 19.500
20.000 19.700 19.550 19.500 19.450
18.500 18.164 18.010 17.190 17.550
18.364 18.010 17.898 17.550 17.169
9 1.0 2.4 3.0 4.6 1.7
10 20 30 90 90 35
12 138.6 303.1 405.5 550.3 622.9
13 500 700 700 800 800
14 1.6 1.2 1.9 1.7 2.3
15 0.136 0.154 0.112 0.235 0.381
378.4
av
Fi i
F
降雨历时t=20min 取不同的设计重现期时, 暴雨强度计算如下表: 设计重现期 5a 2a 1a 暴雨强度q 293.33 187.23 187.21
0.5a
141.50
设计降雨量计算如下表: t=20min;F=220000㎡;Ψ=0.537
设计重现期
暴雨强度q=
对于m取值规范规定: 暗管 m =2, 明渠 m =1.2, 在陡坡地区的暗管 m=1.2~2。
区域综合径流系数。一般市区的综合径流系数ψ=0.5~ 0.8,郊区ψ=0.4~0.6。
径流系数ψ 值(室外排水设计规范)
地面种类 ψ值
各种屋面、混凝土和沥青路面
大块石铺砌路面和沥青表面处理的碎石 路面
表2 检查井处的地面标高
检查井编号 1 2 3 4 5 6 地面标高(m) 20.200 20.000 19.700 19.550 19.500 19.450
[解]合流管道的水力计算与雨水管道的计算基本相同, 只是它的设计流量要包括雨水、生活污水和工业废 水。 计算时,先划分设计管段及其汇水面积,计算每块面积 的大小;再计算设计流量,包括雨水量、生活污水 量和工业废水量; 然后根据设计流量查满流的水力计算图,得出设计管径 和坡度;计算管内底标高和埋深; 最后进行旱流流量校核。本例中采用的管道粗糙系数 n=0.013,其水力计算结果如表3所示。
表3 截流式合流干管计算表
管段 编号
管长 (m)
汇水面积(104m2) 本段 转输 总计
管内流行时间 (min) 累计 Σ t2 本段 t2 雨水
设计流量(L/s) 生活 污水 工业 废水 溢流 井转 输水 量 11 总计
设计 管径 (mm)
设计 坡度 (‰)
管道 坡降 (m)
1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6
1)溢流井上游合流管道计算; 2)截流干管和溢流管道计算; 3)截流井水力计算; 4)晴天旱流校核。
2.合流管道水力设计原则:
1)采用雨水管道设计参数; 2)雨水设计重现期应比分流制提高10%一25%; 3 )设计方案需进行旱流校核:流速满足污水管渠最小 流速。当不满足时,修改管径和坡度。
截流式合流制排水管渠系统的设计计算实例
一般在建筑密度较大、地形较陡、雨水口布置较 密的地区,宜采用较小值,取 t1=5~8 min。 在建筑密度较小、地形较平坦、雨水口布置较疏 的地区,宜采用较大值,取 t1=10~15 min。
管渠内雨水流行时间 t2的确定
t2 是指雨水在管渠内的流行时间,即:
LHale Waihona Puke t2 v 60式中 t2 —— 管渠内雨水流行时间(min); L —— 各设计管段的长度(m); v —— 各设计管段满流时的流速(m/s); 60 —— 单位换算系数。
雨水管渠设计主要内容
1.确定当地暴雨强度公式 2.划分排水流域,进行雨水管渠定线; 3.划分设计管段,计算管段雨水设计流量; 4.管渠水力计算,确定设计管段的管径、坡度、标 高及埋深; 5.绘制管渠平面图及纵剖面图。
我国常用暴雨强度公式
167 A1 1 c lg P q n t b
5 3 2
9
10
河 流 11 12 16 17 18 19 泵站
1
5 3 2
9
10
河 流 11 12 16 17 18 19 泵站
1
水力计算说明
1.各管段的设计流量按该管段起点,及上游管段终点 的设计降雨历时进行计算的,计算暴雨强度时,t2按上 游各管段内雨水流行时间之和 t2 ( L ) 求得。
0.90
0.60
级配碎石路面