第十章城市道路排水设计-ppt课件

1、20082008年年4 4月月 u城市排水系统的制度、排水设计要求、排水城市排水系统的制度、排水设计要求、排水系统分类系统分类u雨水管道及其构造物的布置雨水管道及其构造物的布置 u雨水管渠设计流量计算雨水管渠设计流量计算教学内容：教学内容：重点解决的问题：重点解决的问题： 道路雨水排水系统有几种形式？道路雨水排水系统有几种形式？ 城市道路为什么需要设计锯齿形偏沟？规范城市道路为什么需要设计锯齿形偏沟？规范有何规定？有何规定？ 雨水管布置有哪些具体要求？雨水管布置有哪些具体要求？ 雨水管设计应有完成哪些计算项目？雨水管设计应有完成哪些计算项目？第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计本

2、章主要内容本章主要内容10.1.1 10.1.1 城市排水系统的制度城市排水系统的制度（1 1合流制合流制 将污水和雨水用同一管道排除的称为合流制排水系统。将污水和雨水用同一管道排除的称为合流制排水系统。（2 2分流制分流制 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。系统。（1 1分别设置污水和雨水管道系统；分别设置污水和雨水管道系统；（2 2只设污水管道系统，不设雨水暗管，雨水沿着地面、只设污水管道系统，不设雨水暗管，雨水沿着地面、街道边沟和明渠泄入天然水体。街道边沟和明渠泄入天然水体。10.1 概述概述第第1010章章 城市道路排

3、水设计城市道路排水设计分流制分流制第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计n（1城区道路排水设计应按城市排水规划进行，并应符合现行的城区道路排水设计应按城市排水规划进行，并应符合现行的规定。无排水规划时，应先作出排水规划，再进行设规定。无排水规划时，应先作出排水规划，再进行设计。计。n（2城区道路排水一般采用管道形式。城区道路排水设计包括偏沟、城区道路排水一般采用管道形式。城区道路排水设计包括偏沟、雨水口和连接管的布设，不包括排水干管设计。雨水口和连接管的布设，不包括排水干管设计。n（3郊区道路排水设计包括边沟、排水沟与涵洞等。郊区道路排水设计包括边沟、排水沟与涵洞等。n（4郊区道路

4、排水设计应处理好与农田排灌的关系。郊区道路排水设计应处理好与农田排灌的关系。n（5快速路的路面水应排泄迅速，以防止路面形成水膜影响行车安全。快速路的路面水应排泄迅速，以防止路面形成水膜影响行车安全。 10.1.2 10.1.2 城市排水设计的一般要求城市排水设计的一般要求1 1设计规范及原则设计规范及原则第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计l（1城区道路排水设计重现期见表城区道路排水设计重现期见表10.1.1，重现期高于地区排水标准时，重现期高于地区排水标准时，应增设必要的排水设施。应增设必要的排水设施。l（2当郊区道路所在地区有城市排水管网设施或排水规划时，应按表当郊区道路所在

5、地区有城市排水管网设施或排水规划时，应按表10.1.1规定选用适当的重现期。规定选用适当的重现期。10.1.2 10.1.2 城市排水设计的一般要求城市排水设计的一般要求l （3郊区道路为公路性质时，其排水标准可参照郊区道路为公路性质时，其排水标准可参照和和的规定进行设计。的规定进行设计。2 2道路排水设计标准道路排水设计标准第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计10.1.2 10.1.2 城市排水设计的一般要求城市排水设计的一般要求l （3郊区道路为公路性质时，其排水标准可参照郊区道路为公路性质时，其排水标准可参照和和的规定进行设计。的规定进行设计。l （4道路路面雨水径流量应按

6、现行的道路路面雨水径流量应按现行的执行。执行。l （5计算道路雨水口流量时，偏沟水深不宜大于缘石高度的计算道路雨水口流量时，偏沟水深不宜大于缘石高度的2/3。 l（1城区道路排水设计重现期见表城区道路排水设计重现期见表10.1.1，重现期高于地区排水标准时，重现期高于地区排水标准时，应增设必要的排水设施。应增设必要的排水设施。l（2当郊区道路所在地区有城市排水管网设施或排水规划时，应按表当郊区道路所在地区有城市排水管网设施或排水规划时，应按表10.1.1规定选用适当的重现期。规定选用适当的重现期。2 2道路排水设计标准道路排水设计标准第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计l道路汇水

7、点、人行横道上游、沿街单位出入口上游、靠地面径流的街坊或道路汇水点、人行横道上游、沿街单位出入口上游、靠地面径流的街坊或庭院的出水口等处均应设置雨水口。道路低洼和易积水地段应根据需要适庭院的出水口等处均应设置雨水口。道路低洼和易积水地段应根据需要适当增加雨水口。当增加雨水口。l4立体交叉范围地面水排除的原则立体交叉范围地面水排除的原则l（1对立体交叉桥下的地面水，宜采用自流排除。当不能自流排除，有对立体交叉桥下的地面水，宜采用自流排除。当不能自流排除，有条件修建蓄水池时，可采用调蓄排水，无调蓄条件时，应设泵站排水。条件修建蓄水池时，可采用调蓄排水，无调蓄条件时，应设泵站排水。l（2在下穿式立体

8、交叉引道两端纵坡的起点处应设倒坡，并在道路两侧在下穿式立体交叉引道两端纵坡的起点处应设倒坡，并在道路两侧采取截水措施，以减少坡底聚水量。纵坡大于采取截水措施，以减少坡底聚水量。纵坡大于2%的坡段内，不宜设雨水的坡段内，不宜设雨水口，应在最低点集中收水，两边应各设并联雨水口。口，应在最低点集中收水，两边应各设并联雨水口。 10.1.2 10.1.2 城市排水设计的一般要求城市排水设计的一般要求3 3雨水口的设置雨水口的设置第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计n（1排水方式：应根据铺装种类、场地面积和地形等因素确定。排水方式：应根据铺装种类、场地面积和地形等因素确定。n 集中排水：集

9、中排水：n 分散排水：广场、停车场单向尺寸大于或等于分散排水：广场、停车场单向尺寸大于或等于150m，或地面纵坡度，或地面纵坡度大于或等于大于或等于2%且单向尺寸大于或等于且单向尺寸大于或等于100m时，宜采用划区分散排水方时，宜采用划区分散排水方式。广场、停车场周围的地形较高时，应设截流设施。式。广场、停车场周围的地形较高时，应设截流设施。n（2广场、停车场宜采用雨水管道排水，并避免将汇水线布置在车辆停广场、停车场宜采用雨水管道排水，并避免将汇水线布置在车辆停靠或人流集散的地点。雨水口应设在场内分隔带、交通岛与通道出入口汇靠或人流集散的地点。雨水口应设在场内分隔带、交通岛与通道出入口汇水处。

10、水处。n（3停车场的修车、洗车污水应处理达到排放标准后排入城市污水管道，停车场的修车、洗车污水应处理达到排放标准后排入城市污水管道，不得流入树池与绿地。不得流入树池与绿地。10.1.2 10.1.2 城市排水设计的一般要求城市排水设计的一般要求5 5广场、停车场地面水排除的规定广场、停车场地面水排除的规定第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计l（1道路中心线纵坡度小于道路中心线纵坡度小于0.3%时，可在道路两侧车时，可在道路两侧车行道边缘行道边缘13m宽度范围内设锯齿形偏沟，以保证路面宽度范围内设锯齿形偏沟，以保证路面排水。排水。l锯齿形偏沟的缘石外露高度，在雨水口处锯齿形偏沟的缘

11、石外露高度，在雨水口处hg = 1820cm；在分水点处；在分水点处hw = 1012cm。雨水口处与分。雨水口处与分水点处的缘石高差水点处的缘石高差hghw宜控制在宜控制在610cm范围内。范围内。l（2缘石顶面纵坡宜与道路中心线纵坡平行。锯齿形偏缘石顶面纵坡宜与道路中心线纵坡平行。锯齿形偏沟范围的道路横坡度，随分水点和雨水口的位置而变。条沟范围的道路横坡度，随分水点和雨水口的位置而变。条件困难时，可调整缘石顶面纵坡度。件困难时，可调整缘石顶面纵坡度。 10.1.2 10.1.2 城市排水设计的一般要求城市排水设计的一般要求6 6设计锯齿形偏沟的规定设计锯齿形偏沟的规定第第1010章章 城市

12、道路排水设计城市道路排水设计10.1.3 10.1.3 城市道路雨水排除系统的类型城市道路雨水排除系统的类型n 按构造特点分类：明式、暗式和混合式。按构造特点分类：明式、暗式和混合式。n1. 明式系统明式系统n 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。一些盖板、涵管等构造物。2. 暗式系统暗式系统 包括街沟、雨水口、连管、干管、检查井、出水口等部分。包括街沟、雨水口、连管、干管、检查井、出水口等部分。第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计3. 混合式系统混合式系统 明沟和暗管相结

13、合的一种形式。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。城市中排除雨水可用暗管，也可用明沟。 10.1.3 10.1.3 城市道路雨水排除系统的类型城市道路雨水排除系统的类型n 按构造特点分类：明式、暗式和混合式。按构造特点分类：明式、暗式和混合式。n1. 明式系统明式系统n 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。增设一些盖板、涵管等构造物。2. 暗式系统暗式系统 包括街沟、雨水口、连管、干管、检查井、出水口等部分。包括街沟、雨水口、连管、干管、检查井、出水口等部分。第

14、第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计10.2 10.2 雨水管道及其构造物沿道路的布置雨水管道及其构造物沿道路的布置 n (1) 平面布置：平面布置： n 城市道路的雨水管线应平行于道路的中心线或规划红线。城市道路的雨水管线应平行于道路的中心线或规划红线。n 雨水干管一般设置在街道中间或一侧，并宜设在快车道以外，当道路红雨水干管一般设置在街道中间或一侧，并宜设在快车道以外，当道路红线宽度大于线宽度大于60m时，可考虑沿街道两侧作双线布置。时，可考虑沿街道两侧作双线布置。 10.2.1 10.2.1 雨水管的布置雨水管的布置第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计(2) (

15、2) 雨水管与其它管线交叉雨水管与其它管线交叉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。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。 第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计(2) 雨水管与其它管线交叉雨水管与其它管线交叉第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计 (3) 管道纵坡管道纵坡o管道纵坡尽可能与街道纵坡取得一致。管道纵坡尽可能与街道纵坡取得一致。o水管的最小纵坡不得太小，一般不小于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。为防止或减少沉淀，雨水管设计流速常采用自清流速，一般为速常采用自清流速，一般为0.75米

16、秒。米秒。o为了满足管中雨水流速不超过管壁受力安全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，的要求，对雨水管的最大纵坡也要加以控制，通常道路纵坡大于通常道路纵坡大于4%时，需分段设置跌水时，需分段设置跌水井。井。第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计 最大允许埋深：一般在干燥土壤中，最大允许埋深：一般在干燥土壤中，管道最大埋深不超过管道最大埋深不超过78m， 地下水位较高，可能产生流沙地下水位较高，可能产生流沙的地区不超过的地区不超过45m。 最小埋深：等于管直径与管道上面最小埋深：等于管直径与管道上面的最小覆土深度之和。的最小覆土深度之和。u在

17、车行道下，管顶最小覆土深度一般不小于在车行道下，管顶最小覆土深度一般不小于0.7m。u冰冻地区，则要依靠防冻要求来确定覆土深度。冰冻地区，则要依靠防冻要求来确定覆土深度。(2) 管道的埋置深度管道的埋置深度第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计n雨水口是在雨水管道或合流管道上收集雨水的构筑物。雨水口是在雨水管道或合流管道上收集雨水的构筑物。 n一般设在街区内、广场上、街道交叉口和街道边沟的一定一般设在街区内、广场上、街道交叉口和街道边沟的一定距离处距离处 。n （1雨水口的布设形式雨水口的布设形式n 1单幅式：布置两排雨水口单幅式：布置两排雨水口 。10.2.2 10.2.2 雨水

18、口和检查井的布置雨水口和检查井的布置1. 1. 雨水口雨水口第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计n 2双幅式：布置两排或四排雨水口双幅式：布置两排或四排雨水口 10.2.2 10.2.2 雨水口和检查井的布置雨水口和检查井的布置1. 1. 雨水口雨水口 （1 1雨水口的布设形式雨水口的布设形式第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计n 3三幅式：布置两排至六排雨水口三幅式：布置两排至六排雨水口 10.2.2 10.2.2 雨水口和检查井的布置雨水口和检查井的布置1. 1. 雨水口雨水口n（1 1雨水口的布设形式雨水口的布设形式第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排

19、水设计雨水口的泄水能力计算公式：雨水口的泄水能力计算公式： （2 2雨水口的泄水能力雨水口的泄水能力n式中：式中：Q雨水口排泄的流量，雨水口排泄的流量，m3/s；n 雨水口进水面积，雨水口进水面积，m2；n C孔口系数，圆角孔用孔口系数，圆角孔用0.8，方角孔用，方角孔用0.6；n g重力加速度；重力加速度；n 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侧石高度的23，一般采用，一般采用h=0.020.06m；n k孔口阻塞系数，一般孔口阻塞系数，一般k=2/3。 ghkcQ2第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设

20、计o雨水口的构造包括进水蓖、井身和连接管三部分。雨水口的构造包括进水蓖、井身和连接管三部分。（3 3雨水口的构造形式及适用地点雨水口的构造形式及适用地点第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计雨水口的构造形式雨水口的构造形式 ：1平式雨水口平式雨水口 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；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。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。3联合式雨水口：联合式雨水口： 在水平和垂直方向上均有雨水蓖子。在水平和垂直方向上均有雨水蓖子。 宜用于径流集

21、中且有杂物堵塞处。宜用于径流集中且有杂物堵塞处。 2立式雨水口：立孔式和立蓖式立式雨水口：立孔式和立蓖式 适用：有路缘石的道路适用：有路缘石的道路 立孔式适用于蓖隙容易被杂物堵塞的地方。立孔式适用于蓖隙容易被杂物堵塞的地方。第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计（4雨水口布设雨水口布设 1位置：街沟纵断面上低洼积水点和交叉口凹竖曲线处应设雨水口。位置：街沟纵断面上低洼积水点和交叉口凹竖曲线处应设雨水口。2方式：根据道路纵横坡度、街道宽度、路面种类、周围建筑地形及排水情况，方式：根据道路纵横坡度、街道宽度、路面种类、周围建筑地形及排水情况，选择雨水口形式及布设方式选择雨水口形式及布设

22、方式 。3间距：一般为间距：一般为3080米暴雨强度、雨水口的排水能力）米暴雨强度、雨水口的排水能力） 4雨水口的连接：连接干管或串联。一般不超过两个。雨水口连管最小管径为雨水口的连接：连接干管或串联。一般不超过两个。雨水口连管最小管径为200mm，坡度不小于，坡度不小于1%，长度不超过，长度不超过25m，覆土高度不小于，覆土高度不小于0.7m。 第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计5雨水口的标高布置：雨水口的标高布置： 立式雨水口：应使雨水口圈框低于两侧路立式雨水口：应使雨水口圈框低于两侧路面面3cm，箅面比雨水口圈框再低，箅面比雨水口圈框再低1cm联联合式雨水口相同）；合式雨

23、水口相同）； 平式雨水口：应使雨水圈框低于附近路面平式雨水口：应使雨水圈框低于附近路面35cm，并使周围地面坡向雨水口。，并使周围地面坡向雨水口。 雨水口井深度：不宜大于雨水口井深度：不宜大于1m。冰冻地区，。冰冻地区，应对雨水口及其基础采取防冻胀措施应对雨水口及其基础采取防冻胀措施 。（4雨水口布设雨水口布设第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计n为了对管道进行检查和疏通，管道系统上必须设置检查为了对管道进行检查和疏通，管道系统上必须设置检查井；井；n检查井还起连接沟管的作用，相邻两个检查井之间的管检查井还起连接沟管的作用，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

24、作。道应在同一直线上，便于检查和疏通操作。n检查井一般设置在管道容易沉积污物以及经常需要检查检查井一般设置在管道容易沉积污物以及经常需要检查的地方。的地方。 2. 2. 检查井检查井第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计2. 检查井检查井第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计10.3 10.3 雨水管渠设计流量计算雨水管渠设计流量计算10.3.1 10.3.1 雨水管渠的设计流量计算雨水管渠的设计流量计算FqQn式中：式中：Q雨水设计流量，雨水设计流量，Ls；n q设计暴雨强度，设计暴雨强度，Ls/10000m2）；）； n 径流系数；径流系数；n F流域汇水面积，流域

25、汇水面积，10000m2。第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计n定义：某时段内的径流量流入雨水管渠的雨水与同一定义：某时段内的径流量流入雨水管渠的雨水与同一时段全部降雨量的比值，称为径流系数。时段全部降雨量的比值，称为径流系数。n主要影响因素主要影响因素:包括排水地区的地面性质和地面覆盖。包括排水地区的地面性质和地面覆盖。n 在城市排水地区，经常遇到不同种类的地面，所以排水地在城市排水地区，经常遇到不同种类的地面，所以排水地区的平均径流系数应按加权平均法计算。区的平均径流系数应按加权平均法计算。（1 1径流系数径流系数10.3.1 10.3.1 雨水管渠的设计流量计算雨水管渠的设

26、计流量计算第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计（2 2汇水面积汇水面积F F10.3.1 10.3.1 雨水管渠的设计流量计算雨水管渠的设计流量计算第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计u设计暴雨强度设计暴雨强度q：指：指104m2地面每秒钟的降雨量，（地面每秒钟的降雨量，（ Ls 104m2 ）。）。（3 3设计暴雨强度设计暴雨强度q qnbtTCAq)()lg1 (1671u式中：式中：q设计暴雨强度，设计暴雨强度，L/s/104m2；u t降雨历时，降雨历时，min；u T设计重现期，年；设计重现期，年；uA1、C、n、b参数，根据统计方法计算确定，决定于参数，

27、根据统计方法计算确定，决定于当地的气象。当地的气象。第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计（3设计暴雨强度设计暴雨强度q第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计设计重现期是指在一个较长的统计期限内，设计暴雨强度设计重现期是指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。的降雨重新出现一次的平均时间间隔，单位为年。设计重现期设计重现期T设计重现期设计重现期T第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计u设计降雨所取的某一连续时段称为设计降雨历时，单位以设计降雨所取的某一连续时段称为设计降雨历时，单位以分分min计。计。u雨水管渠的设计

28、降雨历时，应采用管渠中形成最大径流量雨水管渠的设计降雨历时，应采用管渠中形成最大径流量所需的时间。所需的时间。 u设计降雨历时包括：地面汇流时间和管渠内流行时间设计降雨历时包括：地面汇流时间和管渠内流行时间设计降雨历时设计降雨历时tu 式中：式中：t1地面汇流时间地面汇流时间min），与流域面积大小、地面种类、坡度、），与流域面积大小、地面种类、坡度、覆盖情况等有关，一般覆盖情况等有关，一般t1 = 515min；u t2雨水在管渠内流行时间雨水在管渠内流行时间min），）， t2=L/v。L为计算管段长为计算管段长度度m），），V为设计管渠内雨水的流速为设计管渠内雨水的流速m/s）；）；u

29、m延缓系数，明渠：延缓系数，明渠：m = 1.2；暗管：；暗管：m = 2。 t = t1 + mt2 第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计vQu式中：式中：Q流量，流量，m2/s； u 水流有效面积，水流有效面积，m2；u v流速，流速，m/s。10.3.2 10.3.2 雨水管渠的水力计算雨水管渠的水力计算RiCv R水力半径，水力半径，m；C流速系数，流速系数， 611RnC xR第第1010章章 城市道路排水设计城市道路排水设计1雨水管道布置的基本原则雨水管道布置的基本原则（1充分利用地形，分区就近排入水体充分利用地形，分区就近排入水体（2雨水干管应沿排水地区低处布置雨水干管应沿排水地区低处布置（3合理选择和布置出水口合理选择和布置出水口2. 雨水管道设计与计算示例雨水管道设计与计算示例 10.3.3