雨水解析课件

1、2022/10/16第3章 雨水管道系统设计1 一、雨水管渠设计流量计算公式二、径流系数 的确定三、设计重现期 P 的确定四、集水时间 (设计降雨历时)t 的确定 五、特殊情况雨水设计流量的确定六、雨水径流量的调节 3.2 雨水管渠设计流量的确定2022/10/11第3章 雨水管道系统设计1 一、雨水管渠2022/10/16第3章 雨水管道系统设计2利用管道本身的空隙容量调节雨水最大流量有限六、雨水径流量的调节目前城市化扩大,不透水面积加大,雨水径流量越来越大在雨水管渠系统上设一定容量调节池调节削减大暴雨时的洪峰径流量,可缩小调节池以下雨水管渠断面积2022/10/11第3章 雨水管道系统设计

2、2利用管道本身的2022/10/16第3章 雨水管道系统设计3调节池后设有提升泵站,可减少泵站抽水量六、雨水径流量的调节设调节池可降低雨水管渠投资,有现实经济意义调节池设置宜利用天然池塘、洼地等有利地形建人工调节池时,应选择合理位置,并作方案比较其合理性箱涵调节池2022/10/11第3章 雨水管道系统设计3调节池后设有提2022/10/16第3章 雨水管道系统设计4调节池宜设置在下列场合雨水干管中游或有大流量交汇处；雨水泵站前；正在发展或分建的地区.可解决旧雨水管排泄量不足的问题六、雨水径流量的调节2022/10/11第3章 雨水管道系统设计4调节池宜设置在2022/10/16第3章 雨水管

3、道系统设计5(一) 调节水池常用的布置形式1.溢流堰式调节池2.底部流槽式调节池六、雨水径流量的调节2022/10/11第3章 雨水管道系统设计5(一) 调节水(一) 调节水池常用的布置形式 1.溢流堰式调节池 调节池设在雨水干管的一侧，设有进水管及出水管 1调节池上游干管； 2调节池下游干管； 3调节池进水管； 4调节池出水管； 5溢流堰； 6逆止阀调节池上游雨水干管调节水池进水管管顶与调节池内最高水位相平出水管管底与调节池内最低水位相平调节池下游雨水干管调节池进水管调节池出水管六、雨水径流量的调节(一) 调节水池常用的布置形式调节池上游调节进水管管顶与调节注意事项调节池出水管要有较大的坡度

4、或设止回装置（逆止阀）,以免雨水通过出水管进入池中。六、雨水径流量的调节调节池出水管应尽量小（54）,使调节池的下游干管缩小达到降低管道投资的目的。调节池出水管管径根据调节池的允许放空时间确定。(通常雨停止后最长放空时间不超过24h,出水管管径最小不小于150mm。)注意事项六、雨水径流量的调节调节池出水管应尽量小（540m时,宜在道路两侧分别设置雨水管道,减少管道横穿道路。雨水干管的平面和竖向布置应考虑与其它地下构筑物(给水、污水、煤气、电信等及地下建筑物)在相交处的协调。利用城市天然河湖、池塘调蓄雨水。有条件的地方，应考虑两个管道系统之间的连接。2022/10/11第3章 雨水管道系统设计

5、192、按城镇规2022/10/16第3章 雨水管渠设计计算20利用地形,就近排入水体按城镇规划和建设情况布置雨水管道合理布置雨水口,雨水不漫过路面雨水管渠采用暗管(渠)或明渠根据具体条件确定 设排洪沟排除设计地区以外的雨洪水径流 一、雨水管渠系统布置特点2022/10/11第3章 雨水管渠设计计算20利用地形,就2022/10/16第3章 雨水管渠设计计算21雨水口布置应保证路面雨水及时畅通排除,使雨水不至于漫过路面影响交通和行人安全。雨水口的位置3. 合理布置雨水口,使雨水不漫过路面一、雨水管渠系统布置特点雨水口的布置应根据地形及汇水面积确定，一般在道路交叉路口的汇水点,低洼地段均应设置雨

6、水口。道路直段上每隔 3050m的距离应设置雨水口。2022/10/11第3章 雨水管渠设计计算21雨水口布置应两路汇水两路分水四路汇水一路汇水三路分水三路汇水一路分水四路分水两路汇水两路分水四路汇水一路汇水三路分水三路汇水一路分水四路2022/10/16第3章 雨水管渠设计计算23利用地形,就近排入水体按城镇规划和建设情况布置雨水管道合理布置雨水口,雨水不漫过路面雨水管渠采用暗管(渠)或明渠根据具体条件确定 设排洪沟排除设计地区以外的雨洪水径流 一、雨水管渠系统布置特点2022/10/11第3章 雨水管渠设计计算23利用地形,就2022/10/16第3章 雨水管道系统设计244雨水管渠采用暗

7、管(渠)或明渠根据具体条件确定 (1)采用暗管（市区或工业园区 建筑较密集）一、雨水管渠系统布置特点市区或工业园区(工厂内),建筑密集,交通人员流量大,明渠给城市正常生活秩序带来诸多不便,宜采用暗管。地形平坦或出水口受限制,可采用加盖板的渠道。国内有城市采用加盖板渠道排除雨水效果较好经济实用。(2)采用明渠（市郊建筑较稀疏地区 ）市郊,建筑较稀疏,交通人员流量小采用明渠可节省工程投资路面应尽量利用道路边沟排除雨水，雨水干管起端可减少100150m暗管长度2022/10/11第3章 雨水管道系统设计244雨水管渠2022/10/16第3章 雨水管道系统设计254雨水管渠采用暗管(渠)或明渠根据具

8、体条件确定 一、雨水管渠系统布置特点2022/10/11第3章 雨水管道系统设计254雨水管渠1)暗管接入明渠挡土墙雨水暗管明渠(3)暗管与明渠的衔接雨水暗管与明渠的衔接处应采取工程措施,以保证衔接处有良好的水力条件一、雨水管渠系统布置特点4雨水管渠采用暗管(渠)或明渠根据具体条件确定 管道出口处应设置挡土端墙,连接处的土明渠应加铺砌铺砌高度不低于设计超高铺砌长度从管道末端算起310m如需跌水,跌差0.32 m时,需做450斜坡,斜坡也应加铺砌。跌差大于2 m时,按水工构筑物设计。1)暗管接入明渠挡土墙雨水明渠(3)暗管与明渠的衔接雨水暗管管道进口处设置挡土端墙挡土墙雨水暗管明渠格栅2)明渠接

9、入暗管(3)暗管与明渠的衔接一、雨水管渠系统布置特点4雨水管渠采用暗管(渠)或明渠根据具体条件确定 连接处的土明渠加铺砌在管道入口处设置格栅,拦截明渠中的垃圾漂浮物等杂物。栅条间距100150mm。如跌水,在跌水前35 m处即需进行铺砌。管道进口处设置挡土端墙挡土墙雨水明渠格栅2)明渠接入暗管(32022/10/16第3章 雨水管渠设计计算28利用地形,就近排入水体按城镇规划和建设情况布置雨水管道合理布置雨水口,雨水不漫过路面雨水管渠采用暗管(渠)或明渠根据具体条件确定 设置排洪沟排除设计地区以外的雨洪径流 一、雨水管渠系统布置特点2022/10/11第3章 雨水管渠设计计算28利用地形,就2

10、022/10/16第3章 雨水管渠设计计算29城镇或工业区依山而建,设计地区以外的山坡雨洪水径流倾泄下来会直接威胁城镇或工业区的安全。5.设排洪沟排除设计地区以外的雨洪水径流一、雨水管渠系统布置特点靠近山麓建设的城镇或工业区,除在城镇或工业区设雨水管渠系统外,还应考虑在设计区域周围或超过设计区域设置排洪沟,以拦截从山坡分水岭以内排泄的雨洪水径流,将洪水引入水体排放,保证城镇居住区或工业区安全。 2022/10/11第3章 雨水管渠设计计算29城镇或工业区5.设排洪沟排除设计地区以外的雨洪水径流一、雨水管渠系统布置特点545352515049484746454443雨水管排洪沟排洪沟5.设排洪沟

11、排除设计地区以外的雨洪水径流一、雨水管渠系统布置2022/10/16第3章 雨水管道系统设计31 一、雨水管渠系统平面布置特点二、雨水管渠水力计算的设计数据三、雨水管渠水力计算的方法四、雨水管渠系统的设计步骤和水力计算五、雨水管渠设计计算举例六、立体交叉道路排水3.3 雨水管渠系统的设计与计算2022/10/11第3章 雨水管道系统设计31 一、雨水管321.设计充满度二、雨水管渠水力计算的设计数据雨水中主要含泥砂等无机物,性质不同于污水(污水含有机物等),暴雨径流量大,所以管道设计按满流考虑 管道按满流设计（h/D=1） 明渠超高不得小于0.2m 道路边沟的超高0.03m2.设计流速(1)最

12、小设计流速 暗管 Vmin= 0.75m/s 明渠 Vmin= 0.4m/s(2)最大设计流速 金属管 Vmax= 10m/s 非金属管 Vmax= 5m/s为避免雨水中挟带的泥砂等无机物在管渠内沉淀堵塞管道,雨水管道的最小设计流速大于污水管道。321.设计充满度二、雨水管渠水力计算的设计数据雨水中主要含33明渠类别明渠最大设计流速(m/s)粗砂或低塑性粘土0.8粉质粘土1.0粘土1.2草皮护面1.6干砌块石2.0浆砌块石或浆砌砖3.0石灰岩或中砂岩4.0混凝土4.0明渠最大设计流速（0.4m h 1.0m）h0.4m时: 乘以系数0.851.0mh2.0m时: 乘以系数1.25h2.0m时:

13、 乘以系数1.40二、雨水管渠水力计算的设计数据33明渠类别明渠最大设计流速(m/s)粗砂或低塑性粘土0.82022/10/16第3章 雨水管渠设计计算343.最小管径和最小设计坡度二、雨水管渠水力计算的设计数据雨水管道：Dmin=300mm Imin=0.003雨水口连接管：Dmin=200mm Imin= 0.01不计算管段 =(3.14/4)D2Vmin=(3.14/4)0.32 0.75=53 L/s 当53L/s Dmin=300mm Imin=0.0034.最小埋深与最大埋深具体规定同污水管道2022/10/11第3章 雨水管渠设计计算343.最小管径2022/10/16第3章 雨

14、水管道系统设计35 一、雨水管渠系统平面布置特点二、雨水管渠水力计算的设计数据三、雨水管渠水力计算的方法四、雨水管渠系统的设计步骤和水力计算五、雨水管渠设计计算举例六、立体交叉道路排水3.3 雨水管渠系统的设计与计算2022/10/11第3章 雨水管道系统设计35 一、雨水管2022/10/16第3章 雨水管道系统设计36三、雨水管渠水力计算的方法 计算公式：=A.v实际设计中,选定管材,粗糙系数n已定设计流量已经计算得到管渠水力计算的5个参数、D、 n、v、I,已知、n 剩下 D、v、I计算时,可参考地面坡度假定管底坡度I,从管渠水力计算图或水力计算表求得管径D和流速v值雨水管渠水力计算按均

15、匀流考虑水力计算公式同污水管道按满流 h/D=1 计算2022/10/11第3章 雨水管道系统设计36三、雨水管渠坡度管 径流量流 速管 径流 速三、雨水管渠水力计算的方法 坡度管 径流量流 速管 径流 速三、雨水管渠水力计算的方法 例题已知:设计流量为=200L/s, n=0.013,管段地面坡度I=0.004。计算管径D、管底坡度I和流速v 流 量地面坡度交点A流速V=1.17m/s交点B流速V=1.6m/si=0.0092交点C流速V=1.02m/si=0.0028三、雨水管渠水力计算的方法 例题已知:设计流量为=200L/s, n=0.013,2022/10/16第3章 雨水管道系统设

16、计39 一、雨水管渠系统平面布置特点二、雨水管渠水力计算的设计数据三、雨水管渠水力计算的方法四、雨水管渠系统的设计步骤和水力计算五、雨水管渠设计计算举例六、立体交叉道路排水3.3 雨水管渠系统的设计与计算2022/10/11第3章 雨水管道系统设计39 一、雨水管2022/10/16第3章 雨水管渠设计计算400、雨水管渠常用的断面型式常用断面型式圆形断面较大,可采用矩形,马蹄形或其它型式明渠通常采用梯形断面,底宽b0.3m 梯形边坡因土壤类别与坡面护面材料不同而异砖石或砼块铺砌的明渠边坡可用1:0.751:1四、雨水管渠系统的设计步骤和水力计算2022/10/11第3章 雨水管渠设计计算40

17、0、雨水管渠圆形半椭圆形马蹄形拱顶矩形 蛋形矩形弧形流槽矩形带低流槽矩形梯形0、雨水管渠常用的断面型式四、雨水管渠系统的设计步骤和水力计算圆形半椭圆形马蹄形拱顶矩形 蛋形矩形弧形流槽矩形带低流槽矩2022/10/16第3章 雨水管道系统设计42梯形：用于明渠梯形断面的边坡与土壤性质和铺砌材料有关未铺砌的明渠边坡,根据地质条件按表3-11采用b0.30、雨水管渠常用的断面型式四、雨水管渠系统的设计步骤和水力计算2022/10/11第3章 雨水管道系统设计42梯形：用于明2022/10/16第3章 雨水管道系统设计43表3-11明渠边坡 地 质明渠边坡地 质 明渠边坡粉 砂1:31:3.5半岩性土

18、1:0.51:1松散的细砂、中砂、粗砂1:21:2.5风化岩石1:0.251:0.5密实的细砂、中砂、粗砂或粘质粉土1:1.51:2岩石1:0.11:0.25粉质粘土或粘土砾石或卵石1:1.251:1.50、雨水管渠常用的断面型式四、雨水管渠系统的设计步骤和水力计算2022/10/11第3章 雨水管道系统设计43表3-11明2022/10/16第3章 雨水管道系统设计44规 划(总体规划或分区规划)1、收集资料四、雨水管渠系统的设计步骤和水力计算地形图暴雨资料（暴雨强度公式）水 文地 质2022/10/11第3章 雨水管道系统设计44规 划2022/10/16第3章 雨水管道系统设计451、资

19、料收集四、雨水管渠系统的设计步骤和水力计算类同污水设计2、划分排水流域3、管道定线4、划分设计管段5、划分计算各设计管段的汇水面积6、确定各排水流域的平均径流系数7、确定设计重现期、地面集水时间t18、求单位面积径流量q0 =q9、进行设计流量和水力计算求得D、v、I10、绘制雨水管道平面图及纵剖面图。2022/10/11第3章 雨水管道系统设计451、资料收集2022/10/16第3章 雨水管道系统设计46 一、雨水管渠系统平面布置特点二、雨水管渠水力计算的设计数据三、雨水管渠水力计算的方法四、雨水管渠系统的设计步骤和水力计算五、雨水管渠设计计算举例六、立体交叉道路排水3.3 雨水管渠系统的

20、设计与计算2022/10/11第3章 雨水管道系统设计46 一、雨水管2022/10/16第3章 雨水管道系统设计47例题 图3-17为某居住区部分平面图。地形西高东低,东面有一条河,由北流向南。河流常年洪水位为14m,常水位为12m。暴雨强度公式为： 布置雨水管道并进行水力计算五、雨水管渠设计计算举例2022/10/11第3章 雨水管道系统设计47例题 图1. 划分排水流域和管道定线1. 划分排水流域和管道定线2022/10/16第3章 雨水管道系统设计492. 划分设计管段设计管段:两个检查井之间流量不变,预计 管径或坡度也不变的管段为设计管段按上述原则划分设计管段检查井编号（从上游依次往

21、下游按顺序）五、雨水管渠设计计算举例设计管段起讫点确定 街坊长度 集中流量排入 旁入管道接入点 一般每段管长 L 200m2022/10/11第3章 雨水管道系统设计492. 划分设2. 划分设计管段2. 划分设计管段2022/10/16第3章 雨水管道系统设计51表3-12 图3-17检查井地面标高表检查井编号地面标高(m)检查井编号地面标高(m)1235910 14.0314.0614.0614.0413.6013.60111216171819（泵站前）13.6013.6013.5813.5713.5713.552. 划分设计管段五、雨水管渠设计计算举例2022/10/11第3章 雨水管道

22、系统设计51表3-12 2022/10/16第3章 雨水管道系统设计52每一设计管段长度不超过200m为宜(Li200m)2. 划分设计管段五、雨水管渠设计计算举例设计管段长,汇水面积大,雨水管径大起端管道,水力计算时假定管段设计流量均从管段起点进入取各管段的起点断面为设计断面雨水流量逐渐增大,起点管段实际雨水流量小于设计流量所以,设计管段越长,越不合理。2022/10/11第3章 雨水管道系统设计52每一设计管段2022/10/16第3章 雨水管道系统设计53表3-14 图3-17中管段长度表管段编号管段长度(m)管段编号管段长度(m)1223355991010111501001001401

23、001001112121616171718181919泵站1201501201501502. 划分设计管段五、雨水管渠设计计算举例2022/10/11第3章 雨水管道系统设计53表3-14 3、划分并计算各设计管段的汇水面积五、雨水管渠设计计算举例划分原则：顺坡排水、就近排水街坊低侧式 ：街坊内雨水全部流向较低一侧的雨水管街坊环绕式：地形平坦 角平分线原则3、划分并计算各设计管段的汇水面积五、雨水管渠设计计算举例划2022/10/16第3章 雨水管道系统设计553.划分并计算各设计管段的汇水面积地形较平,每一设计管段所承担的汇水面积按就近排入雨水管划分汇水面积划分后,每块面积编号面积编号及雨水

24、流向标注在图中 (图3-17)列表计算各管段的汇水面积五、雨水管渠设计计算举例2022/10/11第3章 雨水管道系统设计553.划分并计91075341213 1415681219171121201816 222324263129 27253537484928303233344242a 36383943404744454650413、划分并计算各设计管段的汇水面积123591011121617181991075341213 14156812191711211表3-15 图3-17汇水面积计算表设计管段编号本段汇水面积编号本段汇水面积（ha）转输汇水面积（ha）总汇水面积（ha）1223355

25、99101011111212161617171818191、23、45、6710112021、2223242532、34353633、3742a43501.692.382.64.057.521.862.846.891.397.905.1901.694.076.6710.7218.2420.1022.9429.8331.2239.121.694.076.6710.7218.2420.1022.9429.8331.2239.1244.313、划分并计算各设计管段的汇水面积表3-15 图3-17汇水面积计算表设计管段本段汇水面积2022/10/16第3章 雨水管道系统设计58影响因素地面覆盖暴雨强度

26、降雨历时地形坡度地表润湿洼地截留地表蓄留地下渗透雨水管渠降雨qFqF分别计算径流系数统一计算径流系数4、径流系数的确定五、雨水管渠设计计算举例 建筑分布差异小 采用统一平均径流系数=0.52022/10/11第3章 雨水管道系统设计58影响因素地表2022/10/16第3章 雨水管道系统设计59本例设计重现期P采用1年,P=15. 确定设计重现期P 五、雨水管渠设计计算举例 城区类型城镇类型中心城区非中心城区中心城区的重要地区中心城区地下通道和下沉式广场等特大城市3-52-35-1030-50大城市2-52-35-1020-30中等城市和小城市2-32-33-510-20雨水管渠设计重现期（年

27、）2022/10/11第3章 雨水管道系统设计59本例设计重现2022/10/16第3章 雨水管道系统设计607.管道起点埋深:根据支管接入标高确定,本例采用1.3m五、雨水管渠设计计算举例6.地面集水时间t1:地形平,建筑密度不大,采用t1=10min8.计算雨水干管设计流量, 水力计算： 确定管径、管底坡度、流速、管底标高及管道埋深(列表)2022/10/11第3章 雨水管道系统设计607.管道起点设计管段编号管长（m）汇水面积(ha)管内流行时间(min)单位面积径流量(L/sha)设计流量(L/s)管径(mm)坡度()流速(m/s)1234567891003.2955.9894.584

28、002.13.291.9840.29163.985001.95.271.9835.05233.786001.517.121.8221.28(664.36)9001.5121501.69231004.07351006.675914010.7291010018.24101110020.10111212022.94121615029.83161712031.22171815039.12181915044.310.760.840.847.252.5931.25335.007001.49.841.6327.60503.428001.511.471.5925.79518.388001.613.061.79

29、24.29557.218001.814.852.2722.84681.329001.50.901.021.051.121.101.1118.941.9720.23791.409002.020.811.8219.26853.419002.31.291.37681.32设计管段编号管长汇水面积(ha)管内流行时间(min)单位面设计管段编号管径D(mm)管道输水能力（L/s）坡降(m)设计地面标高(m)设计管内底标高(m)埋深(m)起点终点起点终点起点终点18111213141516171812.7301.3012.3151.7512.41512.1251.651.9412.0252.0410.6

30、372.9411.7752.3711.4792.1211.3292.2711.1692.4310.8532.7510.4573.1110.1573.4110.63711.87511.57911.32911.16910.95310.45710.1579.8122.942.272.022.272.432.653.113.413.7414.03014.06014.06013.58012960.315231650.190352400.150593500.196910520016011125600.21612167000.2251617700030018198700.34514.04013.60013.60013.60013.60013.57013.57014.06014.06013.58014.06013.60013.60013.60013.60013.57013.57013.550400500600700800800800900