第10章-雨水管网设计和计算3

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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=
0.90
0.60
级配碎石路面
干砌砖石和碎石路面
0.45
0.40
非铺砌土路面
公园或绿地
0.30
0.15
雨水管渠设计流量计算
管段雨水设计流量等于该管段所承担的全部汇水面积与该管 段设计暴雨强度的乘积。
Q ( i qi Fi )
管段设计暴雨强度以管段设计断面集水时间作为降雨历时。 t = t1 + m ( t2 + t3 + …… + tN )= t1 + Σ t2 各管段集水时间不同，设计暴雨强度也不同。
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
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
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？
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
Q v
设计的准则
设计充满度：按满流设计，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
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：一般不小于0.7m。
设计步骤
（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。 （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ψ 。 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。
（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
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河 流 11 12 16 17 18 19 泵站
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河 流 11 12 16 17 18 19 泵站
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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。
式中
确定。
q —— 设计暴雨强度（L/s·ha）； P —— 设计重现期（a）； t —— 降雨历时（min）； A1、c、b、n —— 地方参数，根据统计方法计算
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。
10.29n q 1/ 5.33 D( ) i
2 M
2
1 v R I n
2 M 5.333
2 3
1 2
式中
Q ——
10.29n q hf l D 流量（m3/s）;
2
ω —— 过水断面积（m2）； v —— 流速（m/s）； R —— 水力半径（m）； I —— 水力坡度； n —— 粗糙系数。
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：
L 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。
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.
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河 流 11 12 16 17 18 19 泵站
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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.
v
2.求单位面积径流量 500(1 1.38lg P) 250 q0 q 0.5 0.65 (10 2 t2 ) (10 2 t2 ) 0.65
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