第九章 雨水管渠的设计计算

1、 2 3 4 5 6 7 i H t （mm/minmm/min） 在工程上统计的降雨多属暴雨性质，故称暴雨在工程上统计的降雨多属暴雨性质，故称暴雨 强度，常用单位时间内单位面积上的降雨体积强度，常用单位时间内单位面积上的降雨体积 q q （L/L/shasha）表示。）表示。q q与与 i i之间的换算关系为：之间的换算关系为： q167i 式中式中 167-167-换算系数。换算系数。 8 9 10 频率频率 P m n n 100 11 P m N n 100 P m NM n 100 MM每年选入的平均雨样数每年选入的平均雨样数 12 P m N n 1 100 P m NM n 1

2、100 13 14 P N m P P n 1 15 16 q AcP tb n 1671 1 lg 17 1 降雨量 径流量 18 时间 余水量 余水率 时间 地面渗水量 入渗率 1 19 径流系数径流系数值值 地面种类地面种类值值 各种屋面、混凝土和沥青路面各种屋面、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大块石铺砌路面和沥青表面处理的碎石 路面路面 0.60 级配碎石路面级配碎石路面0.45 干砌砖石和碎石路面干砌砖石和碎石路面0.40 非铺砌土路面非铺砌土路面0.30 公园或绿地公园或绿地0.15 20 av ii F F 21 21 mtt 22 23 24 25

3、 26 27 28 29 30 31 1121 FqQ （L/s） 32 21232 FFqQ （L/s） 33 321343 FFFqQ （L/s） 34 4321454 FFFFqQ （L/s） 35 36 37 38 39 Qv v n RI 1 2 3 1 2 40 41 42 明渠类别明渠类别 最大设最大设 计流速计流速 （m/s） 明渠类别明渠类别 最大设最大设 计流速计流速 （m/s） 粗砂或低塑性粘粗砂或低塑性粘 土土 粉质粘土粉质粘土 粘土粘土 石灰岩或中砂岩石灰岩或中砂岩 0.8 1.0 1.2 4.0 草皮护面草皮护面 干砌块石干砌块石 浆砌块石或浆砌浆砌块石或浆砌 砖砖

4、 混凝土混凝土 1.6 2.0 3.0 4.0 43 44 45 46 47 48 49 （六）求单位面积径流量（六）求单位面积径流量 q0 暴雨强度暴雨强度 q与径流系数与径流系数的乘积，称为单位面积的乘积，称为单位面积 径流量径流量 q0。即：。即： nbmtt pcA qq 21 1 0 lg1167 对于某一设计来说，式中对于某一设计来说，式中P、t1、m、A1、b、c、 n均为已知数，只要求得各管段的管内雨水流行时间均为已知数，只要求得各管段的管内雨水流行时间 t2，就可求出相应于该管段的，就可求出相应于该管段的 q 0值。值。 （L/L/shasha） 50 51 52 53 54

5、 55 56 57 58 水体超过部分经排放管排入雨水量 旱流流量 被截流雨水量 截流倍数 , 0 0 hy h QnQ Q n 59 60 61 截流式合流制排水管渠系统的设计计算实例 题意题意 某城市一个区的截流式合流管道平面布置如某城市一个区的截流式合流管道平面布置如图图9 9-1-1，设计原，设计原 始数据如下：始数据如下： 该市的暴雨强度公式为该市的暴雨强度公式为q=10020(1+0.56q=10020(1+0.56P)/(t+36); P)/(t+36); 1.1.设计重现期采用设计重现期采用1a1a，地面集水时间地面集水时间t t1 1=10min=10min，该设计区域平该设

6、计区域平 均径流系数均径流系数=0.45=0.45。 2.2.设计人口密度为设计人口密度为300300人人/ha/ha，生活污水定额采用生活污水定额采用100L/(100L/(人人d)d)。 3.3.截流干管的截流倍数截流干管的截流倍数n n0 0=3=3。 4.4.管道起点埋深为管道起点埋深为1.70m1.70m。 5.5.河流的平均洪水位为河流的平均洪水位为18.000m18.000m。 6.6.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 如如表表9 9-2-2所示。所示。 7.7.各检查井处的地面标高如各检查井处的地面标高如表

7、表9 9-3-3所示。所示。 试进行管段试进行管段1-61-6的水力计算。的水力计算。 62 截流式合流管道平面布置图截流式合流管道平面布置图 63 解解 合流管道的水力计算与雨水管道的计算基本相同，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、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生活污水量和工业废水量；然后根据设计流量

8、查满 流的水力计算图见附录流的水力计算图见附录12-112-1附图附图1313，得出设计管径，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量校核。本例中采用的管道粗糙系数n=0.013n=0.013，其水，其水 力计算结果如力计算结果如表表9 9-4-4所示。所示。 64 表9-2 设计管段的管长、汇水面积和工业废水量 管段编号管段编号管长（管长（mm） 汇水面积汇水面积(ha)(ha)本段工业本段工业 废水量废水量(L/s)(L/s) 面积编号面积编号本段面积本段面积 1212 2323 3434 4

9、545 5656 8585 128128 5959 138138 165.5165.5 1.201.20 1.791.79 0.830.83 1.931.93 2.122.12 2020 1010 6060 0 0 3535 65 表表9-3 检查井处的地面标高检查井处的地面标高 检查井编号检查井编号地面标高（地面标高（mm） 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 20.20020.200 20.00020.000 19.70019.700 19.55019.550 19.50019.500 19.45019.450 66 表9-4 截流式合流干管计算表 管段管段 编号编号 管长管长

10、 (m)(m) 汇水面积汇水面积(10(104 4m m2 2) )管内流行时间管内流行时间 (min)(min) 设计流量设计流量(L/s)(L/s)设计管设计管 径径(mm)(mm) 设计坡设计坡 度度()() 管道坡管道坡 降降(m)(m) 本段本段转输转输总计总计累计累计 t2t2 本段本段t t2 2雨水雨水生活污生活污 水水 工业废工业废 水水 溢流井溢流井 转输水转输水 量量 总计总计 1 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212131314141515 1-21-2 2-32-3 3-43-4 4-54-5 5-65-6 8585 128128

11、 5959 138138 165.5165.5 1.201.20 1.791.79 0.830.83 1.931.93 2.122.12 0 0 1.201.20 2.992.99 3.823.82 0 0 1.201.20 2.992.99 3.823.82 5.755.75 2.122.12 0 0 1.891.89 4.564.56 5.505.50 0 0 1.891.89 2.672.67 0.940.94 1.951.95 2.152.15 117.6117.6 270.8270.8 312.5312.5 454.8454.8 207.8207.8 1.01.0 2.42.4 3.

12、03.0 4.64.6 1.71.7 2020 3030 9090 9090 3535378.4378.4 138.6138.6 303.1303.1 405.5405.5 550.3550.3 622.9622.9 500500 700700 700700 800800 800800 1.61.6 1.21.2 1.91.9 1.71.7 2.32.3 0.1360.136 0.1540.154 0.1120.112 0.2350.235 0.3810.381 设计设计 流速流速 (m/s)(m/s) 设计管道设计管道 输水能力输水能力 (L/s)(L/s) 地面标高地面标高(m)(m)管内

13、底标高管内底标高(m)(m)埋深埋深(m)(m)旱流校核旱流校核备注备注 起点起点终点终点起点起点终点终点起点起点终点终点旱流流旱流流 量量(L/s)(L/s) 充满度充满度流速流速 (m/s)(m/s) 161617171818191920202121222223232424252526262727 0.750.75 0.800.80 1.051.05 1.081.08 1.221.22 150150 310310 410410 550550 630630 20.220.2 0000 20.020.0 0000 19.719.7 0000 19.519.5 5050 19.519.5 0000 20.00020.000 19.70019.700 19.55019.550 19.50019.500 19.45019.450 18.50018.500 18.16418.164 18.01018.010 17.19017.190 17.55017.550 18.36418.364 18.01018.010 17.89817.898 17.55017.550 17.16917.169 1.701.70 1.841.84 1.691.69 1.751.75 1.951.95 1.641.64