第12章城市道路雨水

12.1概述12.2雨水排水系统及其构造物的布设12.3雨水管渠设计流量计12.4雨水管渠的水力计算12.5雨水管道的设计第12章城市道路雨水

排水系统设计12.1概述12.1.1排水系统的制度城市道路雨水排水设计是城市道路设计的一个组成部分，其目的是将地面雨、雪水迅速排除，以保证车辆和行人的正常交通，改善城市的卫生条件，以及避免路面结构因浸水而产生过早损坏。城市道路雨水排水是城市排水系统的一部分。城市中需要汇集排除的水体除雨、雪水外，还有工业废水和生活污水。这些雨、污水是采用一个管渠系统排除，还是采用两个或两个以上各自独立的管渠系统来排除，通常称做排水体制，又称排水制度。排水制度可分为合流制和分流制两类。12.1.1.1合流制排水系统

12.1.1.2分流制排水系统

图12-0

截流式合流制排水系统

图12-1分流制排水系统1-合流管渠；2-溢流井

1-污水管道；2-雨水管道12.1.2城市道路雨水排水系统的类型

明沟系统与公路地面排水相同，即采用明沟排水，在街坊出入口、人行横道处增设一些盖板、涵管等构造物。明沟可设在路面的两边或一边，也可在车行道的中间。当道路处于农田区时，明沟要处理好与农田排灌的关系。

暗管系统

混合式系统12.2暗管排水系统及其构造物的布设12.2.1雨水管道的布置

城市道路的雨水管线应平行于道路的中心线或规划红线。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40~60m时，可考虑沿街道两侧作双线布置。主要问题：

管线最小间距管线交叉管顶最小覆土深度管顶平接

管底纵坡（与道路纵坡的协调）图12-3雨水管和击水管线交叉（上穿式）图12-4覆土深度图12-5管顶平接12.2.2.雨水口和检查井的位置雨水口

1）交叉口处的雨水口平面布置

2）雨水口在道路断面上的布置形式

3）布置雨水口时，首先应确定街沟纵断面上低洼积水点和交叉口竖向规划上必须的雨水口。然后根据道路纵横坡度、街道宽度、路面种类、周围地形及排水情况，选择雨水口形式

及布设方式。根据当地暴雨强度、雨水口的排水能力等因素，确定雨水口的数量、位置与间距。间距一般为25-50米。纵坡较大时，水的流速大，不能充分进入雨水口即行越过

；纵坡过小时，往往形成积水，此时均应适当缩小雨水口的的间距，具体的数值由计算确定。4）雨水口的泄水能力按下式计算：

式中：Q—雨水口排泄的流量(103L/s)；

ω—雨水口进水面积（m2）；Ｃ—孔口系数，圆角孔用0.8；方角孔用0.6；g—重力加速度，g=9.80m/s2；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侧石高度的2/3，一般采用h=0.02~0.06m；k—孔口阻塞系数，一般K=2/3。由上式知：当由降雨强度算出需要排泄的流量，并规定了允许积水深度后就可计算每个雨水口所需的进水面积，从而决定了进水篦的数量。(12-1)

5）雨水口的构造图12-9雨水口（单位：cm）1——进水篦；2——井身；3——连接管

平式雨水口示意图立式雨水口示意图检查井(窨井):检查疏浚、连接、变更管径（高程、方向）图12-10检查井1——井底；2——井身；3——井盖

联合式雨水口示意图

12.3雨水管渠设计流量计算

Q=q··F式中：Q-雨水设计流量(L/S)；q-设计暴雨强度(L/S/104m2)，按城市所在地区的暴雨强度公式计算确定；-径流系数；F-雨水管渠所排除街区雨水的汇水面积(104m2)。教材P359～363分别介绍了q、、F三参数的确定方法。12.4雨水管渠的水力计算为使雨水管渠正常工作，避免发生淤积、冲刷等现像，雨水管渠水力计算时，应注意以下事项：A）设计充满度雨水管道均按满流条件设计，明渠应在设计水位以上有不小于0.2m的安全值，街道边沟应有不小于0.03m的安全值。B）设计流速为避免雨水所挟带的泥砂等在管渠内沉淀下来而阻塞管道，《城市排水设计规范》规定雨水管道的最小设计流速为0.75m/s。明渠和街道边沟内发生沉淀后容易清除，所以可采用较低的设计流速，明渠最小设计流速为0.4m/s。雨水在管道内从上游起流速沿程逐渐增大，在支干管交汇处应使支干管流速接近，不宜使支管流速大于干管流速。为了防止管壁和渠壁的冲刷破坏，影响及时排水，非金属管道（混凝土或砖砌管）的最大允许流速一般采用5m/s；金属管的最大允许流速则采用10m/s。

C)设计坡度

雨水管渠的最大纵坡，应使管渠内的流速小于最大允许流速。雨水管渠的最小坡度应按最小流速计算。《城市排水设计规范》规定，在街坊和厂区内，当管径为200mm时，最小设计坡度为0.4%；在街道下，当管径为250mm时，最小设计坡度为0.3%；雨水口连接管的最小坡度为0.1%；明渠的最小坡度为0.5%.

在一般情况下，管底坡度最好接近地面坡度。当遇到地面坡度很大时，为避免计算流速超过允许最大流速并满足最小覆土深度的要求，可设置跌水井。D)最小管径

为了保证管道养护上的便利，防止管道发生阻塞。《城市排水设计规范》规定街道下的雨水管道的最小管径为250mm，街区和厂区的雨水管道的最小管径为200mm。管径自上游随着沿程流量的逐渐增大而增大，一般情况下，大口径沟管的下游，不应采用较小口径的沟管。当下游管道由于地形坡度变陡而使管道坡度剧增时，根据水力计算用比上游小的管径可以排除设计流量时，管道可以采用较小的管径，但须符合有关的规定，即当管径为250-300mm时，下游管径小于上游管径只能减少一级；等于或大于200mm时，不得超过两级。

雨水管渠水力计算方法–“明渠均匀流”Q=ωv(12-8)Q－流量(103L/s)

ω－管渠过水断面面积（m2）v－水流流速(m/s).

(12-9)(12-10)

12.5雨水暗管排水系统设计12.5.1雨水管渠系统布置的原则1.充分利用地形，就近排入水体

2.尽量避免设置雨水泵站

3.结合城市规划布置雨水管道

4.合理布置出水口

图12-13出水口分散布置示意图出水口集中布置示意图

12.5.2雨水管道设计步骤：1）在1：2000~1：5000并绘有规划总图的地形图上，划分汇水面积，规划雨水管道路线，确定水流方向；2）划分各段管道的汇水面积，并确定水流方向。将计算面积及各段管道的长度，填写在图中。各支管汇水面积之和应等于该干管所服务的总汇水面积；3）依地形图的等高线，确定各设计管段起讫点的地面标高；确定沿干管的控制点的高程，准备进行水力计算；4）按整个区域的地面性质求出径流系数；5）依道路、广场、建筑街坊的面积大小，地面种类、坡度、覆盖情况，以及街坊内部的排水系统等因素，计算起点地面集水时间；6）根据区域性质、汇水面积、q20值、地形，以及漫溢后的损失大小等因素，确定设计重现期；7）推求暴雨强度公式，并绘制单位径流量与汇流时间关系图；8）确定设计流量。进行水力计算，确定管渠断面尺寸、纵断面坡度，并绘制纵断面图；9）编制设计说明书。算例：依据下列各项资料，进行管道设计。已知项目：1.设图12