给排水雨水管道设计计算

给排水雨水管道设计计

算

Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】

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

i

t

(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)

4～3578

3～258、59

2～166、6912

6～7650 9～8530 8～754

16～1060（3）、61

（3）

10～1161（4）

11～1260（4）、62

12～1350(2)、52(2)

13～1450(1)、50（2）

14～1546(2)

17～1861（1）、（2）0 18～1960（1）、（2）

19～2047

20～2148、49

21～2245(2)

23～2431(2)、320 24～2529、30

25～2626、27

26～276、7（

27～286、7

28～296（、7

30～3124(2)、31（1）0 31～3224（1）、28

32～3322、25

33～344（、5（4）

34～354（、5(3)

35～364（）、5（2）

37～3820、230 38～3918（2）、21

39～403（2）、4（

40～413(1)、4（

41～422(2)、4（

43～4418(1)0 44～451(3)

45～41(2)

47～48370 48～4935、36

49～5033、34

50～519（、9（

53～54 8(2） 55～56 38、39 0 56～57 11（2）、13

（2)

57～58 11(1)、13（1） 58～59 10（2）、12（2） 60～61 40 0 61～62 41、42 62～63 15（3） 63～64 15（2） 65～66 43、44 0 66～67 16(3)、17（3） 67～68

16（2）、17

e) 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。但它出现的次数服从一定的统计规律，可以通过对以往大量观测资料的统计分析，计算某个特定的降雨历时的暴雨强度发生频率。

暴雨强度频率是指等于或超过某指定暴雨强度值出现的次数m 与观测资料总项数n 之比，即：

100%n

m

P n

(3-2) 3.2.2 雨量基本公式

雨水设计流量按下式计算： Q

qF (3-3)

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（ha ）；

q ——设计暴雨强度(/())L s ha 。 暴雨强度公式： 1167(1lg )

()

n

A c P q

t b (3-4) 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 ）；

A 1,c,b,n ——地方参数，根据统计方法计算确定，本设计中暴雨强度公式为：

0.758

3027.3(10.655lg )

(19)

p q

t (3-5) 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。 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～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。

雨水管渠设计重现期规定的选用范围，是根据我国各地目前实际采用的数据，经归纳综合后确定的。在选用雨水管渠的设计重现期是，必须根据当地的气候、地形等条件确定。我国南部地区主要城市的重现期间下表：

选择该地区选择暴雨重现期为0.7a 。 c) 集水时间t

对管道的某一设计断面来说，集水时间t 有地面集水时间t 1和管内雨水流行时间t 2部分组成

[3]

。

地面集水时间t 1的确定