城市市政道路排水设施

排水工程的内容：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——污水处理本课内容城市市政道路排水设计北京市暴雨后景象城市污水对河流的影响城市排水系统规划治理后的河流雨后道路的损坏第一节概述一、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。（一）合流制（一）合流制（一）合流制特点优点街道下只设一条排水管道，管网建设比较经济。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。分别设置污水和雨水管道系统（二）分流制优点完全分流流制卫生情况况好，并可分期建设设，减少一一次投资资。实际际采用较较多。缺点管道数多多，投资资比合流流制大。。雨水直直接排入入河道，，初降的的雨水较脏脏，有可能能污染河河道。（二）完完全分流流制特点点只设污水水管道系系统，不不设雨水水暗管，，雨水沿沿地面边边沟和明明渠泄入入天然水水体（二）分分流制特点比较经济济，需具具有有利地形形才能采用用。在新建城区初初期采用用不完全全分流制制系统，，先解决决污水排除除问题。随随着城市市发展，，道路逐逐渐完善善，雨水水管也建建设起来来，改为为完全分流流制，这样分分期建设设排水系系统，有有利城市市发展。（二）半半分流制制特点合流制和和分流制制的比较较：环保方面面：合流制对对环境污污染大，，雨天时时部分污污水溢流流入水体体，造成成污染。。造价方面面：合流制比比分流制制可省投投资20%~40%，但合流流制泵站站和污水水处理厂厂投资要要高于分分流制，，总造价价看，完完全分流流制高于于合流制制。而采采用不完全分分流制，初期投投资少、、见效快快，在新新建地区区适于采采用。维护管理理：晴天时合合流制管管道内易易于沉淀淀，在雨雨天时沉沉淀物易易被雨水水冲走，，减小了了合流制制管道的的维护管管理费。。但是合合流制污污水厂运运行管理理复杂。。二、城市市道路雨雨水排除除系统的的类型明式系统统公路和一一般乡镇镇道路采采用明沟沟排水，，在街坊坊出入口口、人行行横道处处增设一一些盖板板、涵管管等构造造物。二、城市市道路雨雨水排除除系统的的类型暗式系统统包括街沟沟、雨水水口、连连管、干干管、检检查井、、出水口口等部分分进水孔街沟雨水口连管检查井雨水干管管二、城市市道路雨雨水排除除系统的的类型（三）混混合式系系统明沟和暗管相结合的的一种形形式。城市中排排除雨水水可用暗暗管，也也可用明明沟。第二节雨雨水水管道及及其构造造物沿道道路布置置一、雨水水管的布布置1.平面布置置：城市道路路雨水管管线应平行于道道路中心心线或规划红线线。干管设设置在街街道中间间或一侧侧，并设设在快车道外外，当道路路红线宽宽大于60m时，可沿沿街道两两侧作双双线布置置。2.雨水管与与其它管管线交叉叉：发生平交交时其它它管线一一般可用用倒虹管管的办法法，分离离相交管管线。城市地下下管道管道纵坡坡尽可能能与街道纵坡坡一致。水管的最最小纵坡坡不得太太小，一一般不小小于0.3%。。为防止止或减少少沉淀，，雨水管管设计流流速常采用自清清流速，一般为为0.75米／／秒。为了满足足管中雨雨水流速速不超过过管壁受力力安全的要要求，对对雨水管管的最大大纵坡也也要加以以控制，，通常道道路纵坡坡大于4%时，，需分段段设置跌跌水井。。3.管道纵坡坡：4.管道的埋埋设深度度最大允许许埋深：：一般在干干燥土壤中，，管道最最大埋深深不超过7～8m，地下水水位较高高，可能产生生流沙的的地区不不超过4～5m。最小埋深深：等于管直直径与管管道上面面的最小覆土土深度之之和。在在车行道道下，管管顶最小覆覆土深度度一般不小于0.7m。在管道保保证不受受外部荷荷载损坏坏时，最最小覆土土深度可可适当减减小。冰冻地区区，要依靠靠防冻要要求来确确定覆土土深度。。5雨水管管道的布布置不同直径径的排水水管在检检查井衔衔接时，，应采取取管顶平接接（一）雨雨水口雨水口是在雨水水管道或或合流管管道上收收集雨水水的构筑筑物。雨水口一一般设在在街区内内、广场场上、街街道交叉叉口和街街道边沟沟的一定定距离处处。1．雨水水口的布布设形式式1）单幅幅式：布置两排排雨水口口。二、雨水水口和检检查井的的位置2）双幅式式：布置两排排或四排排雨水口口3）三幅式式：布置四排排至六排排雨水口口雨水口的的构造包包括进水蓖、井身和连接管三部分。。2.雨水口的的构造形形式及适适用地点点雨水口的的构造形形式：：1）平式雨雨水口缘石平蓖蓖式雨水水口：适用于于有路缘缘石的道道路，主主要排除除路面水水；地面平蓖蓖式：适用于于无路缘缘石的路路面、广广场及地地面低洼洼聚水处处等。雨水口的的构造形形式：：2）立式雨雨水口：：有立孔式式和立蓖蓖式两种种。适用用于有路路缘石的的道路，，其中立立孔式适适用于蓖蓖隙容易易被杂物物堵塞的的地方。。3）联合式式雨水口口：在水平和和垂直方方向上均均有雨水水蓖子。。宜用于于径流集集中且有有杂物堵堵塞处。。雨水口布布设：：雨水口平平面布置置、结构构形式、、间距、、竖向高高程：低洼积水点和和交叉口竖竖向规划划必须的雨雨水口。。根据道路路纵横坡坡、街道道宽度、、周围建建筑物，，选择雨雨水口形形式及布布设方式式。根据当地地暴雨强强度、雨雨水口泄泄洪能力力，确定定雨水口口数量、位置与间间距，一般25~50m，纵纵坡较大大或过小小时都应应缩小间间距。。。交叉口单单独设计计。立式雨水水口进水水孔底面面比附近近地面略略低；平平箅式雨雨水口比比附近路路面低3－5厘米。雨水口的的泄水能能力按下下式计算算：3.雨水口的泄水水能力式中：Q——雨水口排泄的的流量，m3/s；ω——雨水口进水面面积，m2；C——孔口系数，圆圆角孔用0.8，方角孔用0.6；g——重力加速度；；h——雨水口上允许许贮存的水头头，一般认为为街沟的水深深不宜大于侧侧石高度的2/3，一般采用h=0.02～0.06m；k——孔口阻塞系数数，一般k=2/3。检查井可连接接沟管，相邻邻两个检查井井之间的管道道应在同一直直线上，便于于检查和疏通通操作。检查井设置在在管道容易沉积及经常需要检查的地方。（二）检查井井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距离第三节锯齿齿形街沟设计计一设置条件件和目的：在地形平坦的的城市道路，，纵坡很小排水不畅，容容易产生积水水，进而对路路基路面产生生危害街沟是解决路路面排水的一一种有效方法法。二缺点：施工麻烦，改改扩建困难，，影响行车三设计要求求（规范规定定）：1纵坡坡小于0.3%时可在车车行道边缘1~3m范围围内设置；2保持持缘石顶面线线与道路中心心线的中心线线纵坡平行，，交替改变缘缘石顶面线与与路面间的高高度；3缘石石高度雨水口口处18~25cm，分分水点处8~12cm交替改变平石石标高并调整整道路；街沟宽度b根根据道路横坡坡横坡大小和和道路宽度确确定；6道道路过窄时时不宜设置。。四计算公式设计要点：确确定分水点和和雨水口的位位置计算公式：第三节雨雨水管渠设计计流量计算雨水管渠的设设计流量一般般按下式计算算：式中：Q——雨水设计流量量，L／s；q——设计暴雨强度度，L／s/10000m2）；ψ——径流系数；F——流域汇水面积积，10000m2。（一）径流系系数ψ定义：某时段内的径流量（流入雨水管管渠的雨水））与同一时段段全部降雨量量的比值，称称为径流系数数。影响径流系数数因素：排水地区地面性质和地面覆盖。定义：雨水管渠汇集集降雨的面积积，称为汇水水面积。汇水面积的区界根据地地形地物决定定。地势平坦，街坊、四周周的道路都有有沟管时，用用各街角的分角线划分汇水面积积。（二）汇水面面积ABCD地势向一边倾倾斜时，街坊的雨雨水流入低侧侧街道下的管管道内，不需需要把街坊划划分为几块面面积，若街坊坊两侧都有雨雨水管道时，，可使雨水流流入街坊两侧侧的管道。（二）汇水面面积定义：设计暴雨强度度q指104m2地面每秒钟的的降雨量，（（L/s/104m2）。（三）设计暴暴雨强度q1.设计重现期T在一个较长的的统计期限内，设计计暴雨强度的的降雨重新出现一次的平平均时间间隔隔，单位为年年。暴雨强度年频频率N与它的的重现期T互互为倒数。不不同重要程度度地区的雨水水管渠，应采采取不同的重重现期来设计计。2.设计降雨雨历时t设计暴雨所取取的某一连续时段段称为设计降雨雨历时，单位位以分min计。t1－地面汇流时间间，与面积大小小、距离长短短、地面种类类、坡度和覆覆盖情况有关关，一般5－15min。t2－管管内内流流行行时时间间，，t2＝L/60v。。m－－折折减减系系数数，，明明渠渠1.2，，暗暗管管2，，陡陡坡坡1.2－－2。。连续续降降雨雨的的时时段段称称为为降降雨雨历历时时，，可可以以指指全全部部降降雨雨的的时时间间或或其其中中任任一一时时段段。。雨水水管管渠渠的的设设计计降降雨雨历历时时，，应应采采用用管管渠渠中中形形成成最最大大径径流流量量所所需需的的时时间间。。设计计中中通通常常用用汇汇水水面面积积最最远远点点雨雨水水流流到到设设计计断断面面时时的的集集水水时时间间作作为为设设计计降降雨雨历历时时。第五五节节雨雨水水管管渠渠的的水水力力计计算算一设设计计数数据据：：1设计计充充满满度度雨水水管管道道均均按按满满流流条条件件设设计计，，明明渠渠应应在在设设计计水水位位以以上上有有不不小小于于0.2m的安安全全值值，，街街道道边边沟沟应应有有不不小小于于0.3m的安安全全值值。。2设计计流流速速为避避免免雨雨水水所所挟挟带带的的泥泥砂砂等等在在管管渠渠内内沉沉淀淀下下来来而而阻阻塞塞管管道道，，《城市市排排水水设设计计规规范范》规定定雨雨水水管管道道的的最最小小设设计计流流速速为为0.75m/s。雨水水明明渠渠最最大大设设计计流流速速3设计计坡坡度度：：雨水水管管渠渠的的最最大大纵纵坡坡，，应应使使管管渠渠内内的的流流速速小小于于最最大大允允许许流流速速。。雨雨水水管管渠渠的的最最小小坡坡度度应应按按最最小小流流速速计计算算。。《城市市排排水水设设计计规规范范》规定定，，街街坊坊和和厂厂区区内内，，管管径径为为200mm时，，最最小小设设计计坡坡度度为为0.4%;管径径为为250mm时，，最最小小设设计计坡坡度度为为0.3%;雨水水口口连连接接管管的的最最小小坡坡度度为为0.1%;明渠渠的的最最小小坡坡度度为为0.5%。管底底坡坡度度宜宜接接近近地地面面坡坡度度。。当当地地面面坡坡度度很很大大时时，，为为避避免免计计算算流流速速超超过过允允许许最最大大流流速速井井满满足足最最小小覆覆土土深深度度的的要要求求，，可可设设置置跌跌水水井井。4.最小小管管径径为了了便便利利管管道道养养护护，，防防止止管管道道发发生生阻阻塞塞，，《城市排排水设设计规规范》规定街街道下下的雨雨水管管道的的最小小管径径为250mm,街区和和厂区区的雨雨水管管道的的最小小管径径为200mm。管径自自上游游随着着沿程程流量量的逐逐渐增增大而而增大大，一一般情情况下下，大大口径径沟管管的下下游不不应采采用较较小口口径的的沟管管；当下游游管道道由于于地形形坡度度变陡陡而使使管道道坡度度剧增增时，，根据据水力力计算算用比比上游游小的的管径径可以以排除除设计计流量量时，，管道道可以以采用用较小小的管管径，，但须须符合合有关关的规规定。。即当当管径径为250一300mm时，下下游管管径小小于上上游管管径只只能减减小一一级;等于或或大于于200mm时，不不得超超过两两级。。第五节节雨雨水管管渠的的水力力计算算二、雨雨水管管渠水水力计计算方方法根据已已求得得的设设计流流量，，计算算确定定雨水水管的的管径径和明明渠的的断面面尺寸寸或校校核管管渠坡坡度和和流速速。计算的的公式式如下下:例题构造要要求：：雨水水明渠渠一般般常用用梯形形断面面，底底宽不不小于于0.3m。边坡坡因土土壤与与护面面材料料而异异，一一般采采用1：0.75一1:1的边坡坡。1.雨水管管道布布置原原则道路网网规划划地物雨水管管道根据城城市总体规规划、道路网网规划划和居民区区详细细规划划，结合合地形、地物等条件件确定定，力力求做做到工工程经经济合合理，，管网网疏密密恰当当，避避免埋埋深过过大或或过小小，坡坡度过过陡或或过缓缓。第六节节雨雨水水管道道设计计实例例城市总总体规规划地形居民详细规划充分利利用地地形，，分区区就近近排入入水体体尽量利用自自然地地形坡度，，以最最短的的距离离排入入附近近的池池塘、、河流流、湖湖泊或或郊区区灌溉溉系统统。当水体体位置置较远远，且且地形形平坦坦或地地形不不利的的情况况下，，考虑虑设置水水泵站站；当天然然水体体的水水位高于管管道出出口时，可可以设置出出口泵泵站。规划雨雨水管管道着着重考考虑的的问题题：雨水干干管应应沿排排水地地区低低处布布置地形起起伏较较大地地区，，雨水水干管应结合合主要要道路路走向向沿山谷谷低处处布置置，两侧侧斜坡坡地可可借支支管连连接。。具体布布置时时，应应先根根据地地形划划分地地面水水径流流的分水岭岭线，然后后在相相邻分分水线线之间间沿谷谷线低低处布布置。。规划雨雨水管管道着着重考考虑的的问题题：合理选选择和和布置置出水水口出水口口结合合地形形、水水体具具体情情况可可以分分散或或适当当集中中布置置。当管道道出水水口的的构造比较简简单、造价不高时，宜考虑虑分散布置；若河流水位位变化很大大，管道出出水口离常常水位很远远时，出水口建筑筑费用大，此时不宜宜采用过多多的出水口口，宜集中布置并选择合适适的位置。。规划雨水管管道着重考考虑的问题题：1、在1:2000～1:5000地形图上，，划分排水水流域，规划雨水管管道路线，确定水流方方向。2、划分各段段管道汇水面积，计算管道长度，写在图中中。3、依地形图图等高线，，确定各设设计管段起起迄点地面面标高；确确定沿干管管的控制点高程程，准备进行行水力计算算。4、按整个区区域的地面面性质求出出径流系数。5、依道路、、广场、建建筑街坊的的面积大小小、地面种种类、坡度度、覆盖情情况，以及及街坊内部部的排水系系统等因素素，计算起点地地面集水时时间。雨水管道设设计步骤6、根据区域域性质、泄泄水面积、、q20值、地形等等因素，确定设计重重现期。7、确定暴雨强强度公式。8、确定设计流流量，进行水力力计算，确定管道断断面尺寸、、纵断面坡坡度，并绘制纵断面图。9、编写必要要的设计和和施工说明明。雨水管道设设计步骤例：已知某某设计管段段的设计流流量Q＝367.81L/s，管底纵坡坡i＝0.003，n＝0.013（满管），，求管道直径D和设计流速。管道满流时：水力半径：由得解得：城市建筑布布局及排水水管道主干干管道设计计平面图管渠粗糙率：暗管n=0.013，满管明渠n=0.025边坡系数：m=1.5起点埋深：1.5m河道正常水水位标高：：45.5m。雨水管道设设计与计算算实例设计过程1、