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
EG
A
C
二、雨量管渠设计流量的确定(续2）
雨水管段设计流量计算举例
A
B
C
1
2
3
4
二、雨量管渠设计流量的确定(续3）
径流系数
——指径流量与降雨量的比值。径流量指进 入雨水管渠部分的雨水。(P74)
设计重现期P
——在一般地区采用0.5-1年，重要地区采用 2-5年。(P75)
二、雨量管渠设计流量的确定(续4）
三、雨量管渠系统的设计和计算(续1)
雨水管渠水力计算的设计数据
设计充满度：按满ห้องสมุดไป่ตู้设计，h/D=1． 设计流速：最小流速0.75m/s,最大流速10m/s
（金属管），5m/s（非金属管）． 最小管径和最小设计坡度：雨水管最小管径为300mm，
相应的最小坡度为0.003；雨水口连接管最小管径为 200mm，最小坡度为0.01
三、雨量管渠系统的设计和计算(续2)
雨水管渠水力计算的方法
由于h/D=1，故只需确定Q、D、v、I值。Q值可经过 计算求得，然后选定D值，即可查表求得v、I值
三、雨量管渠系统的设计和计算(续3)
雨水管渠系统的设计步骤和水力计算
（1）收集、分析资料，划分排水流域、进行管道定线。 （2）划分设计管段。
排洪沟的水力计算
水力计算公式为:
梯形断面
A=Bh+mh2 x=B+2h(1+m2)1/2
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
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。
• 降雨历时：是指连续降雨的时段，可以指一场雨全部 降雨的时间，也可以指其中个别的连续时 段。用t表示，单位为min或h
• 暴雨强度：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=167i
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
管道布置及断面选择
对于立交地道,最低点低于地下水位 时,应采取排水或降低地下水的措施
四、排洪沟的设计与计算
防洪设计标准:为了准确合理地拟定工程规模而选 定的计算洪峰流量的标准,称为防洪设计标准. (见p100.)
设计洪峰流量的计算
• 洪水调查法 • 推理公式法 • 经验公式法
排洪沟的设计要点
• 排洪沟布置应与厂区总体规划密切配合,统一考虑 • 排洪沟尽可能利用原有山洪沟,必要时可作适当休整 • 排洪沟应尽量利用自然地形坡度 • 排洪沟采用明渠和暗渠相结合 • 排洪沟平面布置基本要求(1)进口(2)出口(3)联接段 • 排洪沟纵坡的确定 •排洪沟断面形式材料 •排洪沟最大流速规定
二、雨量管渠设计流量的确定(续５）
雨水径流量的调节（P82）
设置调节池
溢流堰式 底部流槽式
三、雨量管渠系统的设计和计算
雨水管渠系统平面布置的原则和要求
• 充分利用地形，就近排入水体． • 根据城市规划布置雨水管道． • 合理设置雨水口，保证路面雨水排除畅通． • 明渠与暗渠相结合． • 设置排洪沟排除设计区外的雨水或洪水．
t2
L 60v
(min)
式中：L——各管段的管长，m； v——各管段满流时的水流速度，m/s。
折减系数m
雨水在管道内的实际流行时间与计算得出的流 行时间不符，需要采用一个系数进行修正，此系数 叫折减系数．
引入折减系数的原因有二：一是雨水管道
内不总是满流，按满流计算的流行时间小于雨水实 际的流行时间；二是雨水管道的最大流量不大可能 在同一时间发生，上游管道存在调蓄容积．
一、雨量分析与暴雨强度公式
雨量分析的要素
• 降雨量：指降雨的绝对量，用降雨深度（mm）表示， 也可用单位面积的降雨体积（L/ha）表示。
年平均降雨量：指多年观测所得的各年降雨量的平均值 月平均降雨量：指多年观测所得的各月降雨量的平均值 年最大日降雨量：指多年观测所得的一年中降雨量最大
一日的绝对量
雨量分析的要素
集水时间t的确定
t=t1+mt2 式中：t1——地面集水时间；
m—— 折减系数；
t2——雨水在管道内流行时间。
地面集水时间t1
一般在建筑密度较大、地形较陡、雨水口分布较密的 地区，t1可采用5-8min; 在建筑密度小、地形平坦、雨水口稀疏的地区，t1可 取10-15min。
雨水在管道内流行时间t2
注意：不宜划分过多；管径增长要连续；划分要从密到疏。
（3）划分并计算汇水面积。 汇水面积包括绿地、街道等。
（4）计算平均径流系数。 一般经验值为：城市0.5~0.8；郊区0.4~0.6。
（5）确定重现期P、地面集水时间t1。 （6）计算单位面积径流量q0。
q0
Q F
qF F
q
（7）计算各管段的设计流量，并求出Q、D、v、I及埋深等。 （8）绘制图纸。包括平面图和剖面图