第八章 城市道路排水设计

雨水管道设计步骤
6、根据区域性质、泄水面积、q20值、地形等因素， 确定设计重现期。
7、确定暴雨强度公式。 8、确定设计流量，进行水力计算，确定管道断面尺
寸、纵断面坡度，并绘制纵断面图。 9、编写必要的设计和施工说明。
水力计算常用基本公式
1.
流量：Q
1 n
21
R 3 i 2
Q q A
2.
流速
雨水口布设 ：
雨水口平面布置、结构形式、间距、竖向高程： ① 低洼积水点和交叉口竖向规划必须的雨水口。 ② 根据道路纵横坡、街道宽度、周围建筑物，选择雨
水口形式及布设方式。 ③ 根据当地暴雨强度、雨水口泄洪能力，确定雨水口
数量、位置与间距。 ④ 交叉口单独设计。 ⑤ 立式雨水口进水孔底面比附近地面略低；平箅式雨
北京地区T=1时为
：q
2111 (t 8)0.7
5、该区平均径流系数
4 1.578 2.55 2.94 0.849 2.069 0.423 15.143 0.66
4 2.156 4 3.6 2.16 3.64 0.94
22.98
设计过程
6、水利和流量计算 （1）1号井以上的汇水面积A1为街坊面积加上1号井
k——孔口阻塞系数，一般k=2/3。
（二）检查井
检查井可连接沟管，相邻两个检查井之间的管道应在 同一直线上，便于检查和疏通操作。 检查井设置在管道容易沉积及经常需要检查的地方。
➢改变方向处 ➢改变坡度处 ➢改变高程处 ➢改变断面处 ➢跌水处 ➢直线段间隔距离
第三节 雨水管渠设计流量计算
雨水管渠的设计流量一般按下式计算：
二、雨水口和检查井的位置
（一）雨水口 雨水口是在雨水管道或合流管道上收集雨水的构筑物。 雨水口一般设在街区内、广场上、街道交叉口和街道边 沟的一定距离处 。 1．雨水口的布设形式 1）单幅式： 布置两排雨水口 。
2）双幅式： 布置两排或四排雨水口
3）三幅式： 布置四排至六排雨水口
2.雨水口的构造形式及适用地点
合流制和分流制的比较：
环保方面：合流制对环境污染大，雨天时部分污水 溢流入水体，造成污染。
造价方面：合流制比分流制可省投资20%~40%，但 合流制泵站和污水处理厂投资要高于分流制，总造 价看，完全分流制高于合流制。而采用不完全分流 制，初期投资少、见效快，在新建地区适于采用。
维护管理：晴天时合流制管道内易于沉淀，在雨天 时沉淀物易被雨水冲走，减小了合流制管道的维护 管理费。但是合流制污水厂运行管理复杂。
集中布置。 ➢ 当管道出水口的构造比较简单、造价不高时，宜
考虑分散布置； ➢ 若河流水位变化很大，管道出水口离常水位很远
时，出水口建筑费用大，此时不宜采用过多的出 水口，宜集中布置并选择合适的位置。
雨水管道设计步骤
1、在1:2000～1:5000地形图上，划分排水流域，规划雨 水管道路线，确定水流方向。
b 2h0 1 m2
备注： 排水管道材料一般为混凝土、钢筋混凝土和铸铁，
n=0.013－0.014 计算时通常采用n=0.013 雨水管道设计应按满流计算
例：已知某设计管段的设计流量Q＝367.81L/s，管底纵
坡i＝0.003，n＝0.013（满管），求管道直径D和设
计流速。
管道满流时：
D 2
水口比附近路面低3－5厘米。
3.雨水口的泄水能力
雨水口的泄水能力按下式计算：
Q c 2gh k
式中：Q——雨水口排泄的流量，m3/s； ω——雨水口进水面积，m2； C——孔口系数，圆角孔用0.8，方角孔用0.6； g——重力加速度； h——雨水口上允许贮存的水头，一般认为街沟
的 水 深 不 宜 大 于 侧 石 高 度 的 2/3 ， 一 般 采 用 h=0.02 ～ 0.06m；
t t1mt 2
t1－地面汇流时间，与面积大小、距离长短、地面种 类、坡度和覆盖情况有关，一般5－15min。 t2－管内流行时间， t2 ＝L/60v。 m－折减系数，明渠1.2，暗管2，陡坡1.2－2。
第四节 雨水管道设计
1.雨水管道布置原则
根据城市总体规划、道路网规划和居民区详细规划，结 合地形、地物等条件确定，力求做到工程经济合理，管 网疏密恰当，避免埋深过大或过小，坡度过陡或过缓。
：
V
1
21
R3i2
n
3. 管道直径（满流）：D 4Q
V
4. 水流有效面积：管道满流时：
D2
4
梯形断面： b mh0 h0
式中：b——渠道底宽 (m)；
m——边坡系数； h0——正常水深 (m)。
水力计算常用基本公式
5. 水力半径
管道满流时： R D 4
梯形断面： R b mh0 h0
（三）设计暴雨强度q
定义：设计暴雨强度q指104m2地面每秒钟的降雨量，
（ L/s /104m2 ）。
1.设计重现期T
q
934(1 0.55lg t 0.542
T
)
在一个较长的统计期限内，设计暴雨强度的降雨重新出
现一次的平均时间间隔，单位为年。
2.设计降雨历时t
设计暴雨所取的某一连续时段称为设计降雨历时， 单位以分min计。
缺点
污水汇集后流入处理厂，处理厂规模大，投资多 ，建设困难；不降雨，排水管水量小；如直接排 入水体不卫生。实际很少采用合流制排水系统。
（二）分流制
21
21
2 1 分别设置污水和 雨水管道系统
3
3
3
4
6
5
完全分流制排水系统
1 污水干管（沟） 2 雨水干管（沟） 3 污水主干管（沟） 4 污水厂 5 出水口 6 河流
（二）完全分流制特点
优点
完全分流制卫生情况好，并可分期建设，减少一 次投资。实际采用较多。
缺点
•管道数多，投资比合流制大。雨水直接排入河 道，初降的雨水较脏，有可能污染河道。
（二）分流制
12
12
1 2 只设污水管道系统
，不设雨水暗管，
雨水沿地面边沟和
明渠泄入天然水体
3
3
3
4
4
4
5
7
6
半分流制排水系统
雨水口的构造包括进水蓖、井身和连接管三部分。
雨水口的构造形式 ：
1）平式雨水口 缘石平蓖式雨水口：适用于有路缘石的道路，主要排 除路面水； 地面平蓖式：适用于无路缘石的路面、广场及地面低 洼聚水处等。
雨水口的构造形式 ：
2）立式雨水口： 有立孔式和立蓖式两种。适用于有路缘石的道路，其 中立孔式适用于蓖隙容易被杂物堵塞的地方。 3）联合式雨水口： 在水平和垂直方向上均有雨水蓖子。宜用于径流集中 且有杂物堵塞处。
二、城市道路雨水排除系统的类型
明式系统
公路和一般乡 镇道路采用明 沟排水，在街 坊出入口、人 行横道处增设 一些盖板、涵 管等构造物。
二、城市道路雨水排除系统的类型
进水孔
检查井
街沟
暗式系统
包括街沟、 雨水口、连 管、干管、 检查井、出 水口等部分
连管
雨水干管
雨水口
二、城市道路雨水排除系统的类型
4. 管道的埋设深度
最大允许埋深：一般在干燥土壤中，管道最大埋深 不超过7～8m，地下水位较高，可能产生流沙的地 区不超过4～5m。 最小埋深：等于管直径与管道上面的最小覆土深度 之和。 在车行道下，管顶最小覆土深度一般不小于0.7m。 在管道保证不受外部荷载损坏时，最小覆土深度可 适当减小。 冰冻地区，要依靠防冻要求来确定覆土深度。
以上的街道汇水面积，A1=2.37公顷。 汇流时间：t=15 min 设计重现期：T=1年 计算暴雨强度： q 2111 235 .1(L / s /10 4 m2 )
(15 8)0.7
平均径流系数： =0.66
设计流量：Q q A 235.1 0.66 2.37 367.8(L / s)
发生平交时其它管线一般可用倒虹管的办法，分离相 交管线。
城市地下管道
3. 管道纵坡：
管道纵坡尽可能与街道纵坡一致。 水管的最小纵坡不得太小，一般不小于0.3%。为防 止或减少沉淀，雨水管设计流速常采用自清流速，一 般为0.75米／秒。 为了满足管中雨水流速不超过管壁受力安全的要求， 对雨水管的最大纵坡也要加以控制，通常道路纵坡大 于4%时，需分段设置跌水井。
A1=2.37公顷
设计过程
由1号井至2号井管底设计纵坡i=0.002，经计算得管径
4
水力半径：
R D 4
2
由
Q
1
21
R 3 i 2
得
367 .810 3
1
3.142
D2
D
3
0.003
1 2
n
0.013 4
4
解得： D 0.620m 650mm
2
V
1
21
R3i2
1
0.65
3
0.003
1 2
1.255m / s
n
0.013 4
雨水管道设计与计算实例
1. 城市建筑布局及 排水管道主干管 道设计平面图
第八章 城市道路雨水排水系统设计
排水工程的内容：
本课内容
一是雨污水的收集、输送部分——排水管网
二是污水的处理、利用部分——污水处理
第一节 概 述
一、城市排水系统的制度 （一）合流制 将污水和雨水用同一管道排除称为合流制排水系统。 （二）分流制 将雨水和污水分别设置管道系统排除，称为分流制排 水系统。
（三）混合式系统 明沟和暗管相结合的一种形式。 城市中排除雨水可用暗管，也可用明沟。
第二节 雨水管道及其构造物沿道路布置
一、雨水管的布置