城镇雨水管渠的设计

第四章城镇雨水管渠的设计

第一节雨水径流量的计算第二节雨水径流量的调节及利用第三节雨水管渠的设计

第五节城镇防洪第四节合流沟道系统黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章第一节雨水径流量的计算黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章阵雨历时：指一场暴雨经历的整个时段。降雨历时：指阵雨过程中任一连续的时段。雨水管渠和合流管渠的设计以降雨量为基础，其设计流量为雨水径流量。

雨量参数：黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章降雨强度：指在某一降雨历时内的平均降雨量。深度h（mm）表示方式1hm2面积上的降雨量（m3·h-1·hm-2）降雨量：一段时间内降落在某一面积上的总水量。

雨量参数：i=h/t（mm·min-1）q=Ki=166.7

i

（L·s-1·hm-2）表示方式黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章降雨强度频率：通常称单位时间内某种事件出现的次数（或比例）为频率，水文统计上，用频率反映水文事件出现的频繁情况。降雨强度的重现期。

雨量参数：洪水的大小50年一遇100年一遇洪水重现期50年100年频率2%（0.02）1%（0.01）黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章

推理公式：雨水管渠设计流量一般采用推理公式计算：式中：qv——雨水管渠的设计流量，L/s；

A——排水面积，hm2；

i

——降雨强度，mm/min；

q——降雨强度，L/（s·hm2）；

K——单位换算系数，等于167；

ψ

——径流系数，其值小于1，地面径流量与降雨量之比。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章降雨分析一个自记雨量计降雨记录的整理—雨量曲线和雨量公式分析每一年的记录整理每一年的降雨分析汇总表全国十大城市雨量公式摘要表编制降雨分析整理成果表和绘制雨量曲线雨水管渠设计流量的估算——设计降雨强度的确定黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章t——设计降雨历时（排水面积的集水时间），min；t1——地面积水时间，min；t2——在管渠中流行的时间，min；l——集中点上游各沟段的长度，m；v——相应各沟段的设计流速，m/s。

设计降雨历时：以排水面积中最远的一点到集水点的雨水流行时间作为设计降雨历时。式中：雨水管渠设计流量的估算——设计降雨历时的确定黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章

设计雨水管渠，确定设计降雨强度时，常选用重现期较短的当地降雨强度。选用重现期，主要看：管渠溢流；地区集水将造成的危害；施工费用。

雨水管渠设计流量的估算——设计重现期的确定黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章

影响径流系数的因素：地面的透水性、地面坡度、降雨情况（久雨和暴雨）。径流系数常采用面积内各类地面的径流系数的加权平均值。0.15公园或绿地0.30非铺砌地面0.40干砌砖石和碎石路面0.45级配碎石路面0.60大块石铺砌路面和沥青表面处理的碎石路面0.90各种屋面、混凝土和沥青路面ψ地面种类

雨水管渠设计流量的估算——径流系数的确定黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章

苏联：集水时间的修正、自由容积的利用和压力流的利用。我国：《规范》修订。雨水管渠设计流量的估算——降低设计流量的尝试黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章

应用推理公式确定雨水管渠的设计流量时：排水面积的值精度较高；径流系数的值很难精确，且随城市的建设而变动；降雨强度设计值的确定，随意性很大；重现期的选用富有随意性；地面集水时间富有随意性。

雨水管渠口径的决定同经济考虑有密切关系，不太可能避免溢流，如果溢流问题考虑周到，雨水管渠可以小些。讨论

黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章第二节雨水径流量的调节及利用黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章有可能降低整个沟系的造价由于雨水流量大，沟槽长，下游管渠的雨水流量尤其大，设置调节池，可使下游管渠的设计流量减小，降低下游沟系的造价，而且做调节池的造价要比沟管省，故有可能降低整个沟系的造价。能使雨水管渠的设计有较大的灵活性如今后在所在的汇水区域上大量造房，会使不透水面积增加，从而使径流量剧增，一般很少有可能再重新排管，此时若能设置一个调节池，将上游的流量引入调节池，洪峰过后再排入下游管道，则可使下游管渠仍能使用，从而解决该技术矛盾。能改善合流制管系暴雨时的溢流水水质由于合流制沟管在遇到暴雨时，会有大量溢流水产生，而溢流的水中含有相当的生活污水和工业废水，水质较差，若能在截流式合流制的溢流井后面设置调节池，并对进入调节池的溢流污水进行处理后再将其排入水体，就能使最终排入水体的溢流水的水质得到改善。雨水径流调节池的作用黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章

调节池的位置选择很重要，调节池若设置在排水系统的开始或末端，可想而知是意义不大的，故最佳位置的选择需要慎重考虑。

调节池的最佳设计位置选择

尽可能利用当地的地形条件，如水库、池塘、河流等。应专门建设。一般位置：汇流点。黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章

在有池塘、河床可以利用，或有洼池可以建池的情况下，往往可以调节径流量，以减小其下游的管渠口径。调节池构造

流槽式泵汲式

溢流堰式黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章第三节雨水管渠的设计

黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章因雨水泵站投资、用电量都很大，尽量避免设置雨水泵站。因明沟造价低，考虑采用明沟。在建筑物密度较高、交通繁忙的地区，可采用加盖明沟。利用地形，就近排放地面水体，降低造价。尽量利用池塘、河浜受纳地面径流，最大限度地减少雨水管渠的设置。雨水管渠设计的原则黄石理工学院（环境学院）水污染控制工程（上）第四章雨水管渠系统的平面布置

雨水口的设置位置，要配合道路边沟，在道路交叉口处，雨水不应漫过路面。

陡坡地区:为避免因管渠坡度太陡，设跌水窨井等特殊构筑物，使干沟与等高线斜交，以适当减少干沟坡度。

受地形影响

平坦地区:为避免干沟埋深过大，增加造价，干沟应设在流域的中部，以减少两侧支沟长度。

根据城市规划和建设情况，考虑利用河湖水体与洼地调蓄雨水，把地形条件、地下水位以及原有的和规划的地下设施、施工条件等因素综合考虑，合理布置，分期建设，逐步完善。

布置原则

沟系定线

雨水沟系常沿道路铺设，设在道路中线的一侧，与道路相平行，尽量在快车道以外。

受道路交通影响

管道按满流设计，明沟应留超高，不小于0.2m。最小设计流速为0.75m/s，明沟为0.4m/s。管道可不考虑最大流速，明沟的最大流速按下页表采用。最小管径300mm，最小坡度0.003；雨水口连接管管径200mm，最小坡度0.01。雨水管渠流速公式。管段衔接一般用管顶平接，当条件不利时也可用管底平接。最小覆土厚度，在车行道下时，一般不小于0.7m，基础应设在冰冻线以下。在直线管段上窨井的最大间距见下表。雨水管渠水力学设计的准则沟壁材料最大设计流速/（m·s-1）沟壁材料最大设计流速/（m·s-1）粗沙或贫砂质黏土0.8草皮护面1.6砂质黏土1干砌块面2黏土1.2浆砌块石或浆砌砖3石灰岩、砂岩4混凝土4黄石棉理工铁学院猪（垂环境齐学院考）劫水污专染控辞制工味程（姿上）婚第四衣章管径或暗渠净高/mm最大间距/m污水管道雨水（合流）管道200~4002040500~7005060800~100070801100~150090100>1500100120黄石继理工香学院显（您环境看学院剑）输水污农染控尸制工掘程（疑上）嫩第四智章雨水管枝渠水力插学设计拣步骤步骤1：划分流忍域与管渠娱定线，确故定雨水流轰向步骤2：划分设计沟段与沿线汇水面积

步骤5：进行水力学计算步骤4：确定管渠的最小埋深步骤3：确定雨量参数的设计值

黄石理工遗学院（愿环境学院安）住水污客染控制工誉程（上）件第四叛章黄石理工季学院（尘环境学院剧）偿水污火染控制工端程（上）亏第四丢章

雨量重现期采用一年，相应降雨强度公式：地面集水时间t用10min。径流系数及加权平均的计算：

水力表学计奇算示豆例基本公式柱和数据：黄石理工沿学院（贼环境学院掘）桌水污神染控制工汽程（上）焰第四丈章步骤1：从管声渠系助统图漏中量辫得各咱沟段槐的长豪度L列入猜第2项步骤2：根据柜排水面胞积的划熟分，将义各沟段娘的沿线被面积列阔入第3项步骤3：各净沟段客的排明水面荣积列难入第4项步骤4：从图团中读出柿数据列限入第14、15项步骤5：根据蚕各沟段违的假定梦流速，征算出集属流时间t，比捉流量q0，设计流量qv，而后舟从水力阿学算图环上选定钉管径D与坡阻度I，并确垄定相应的兼流速v，当所确均定的流速v与假倒定流厕速有殃出入竭时，就再调潜假定流速妨并进炭行重虏新计贸算，司最终膏使假负定流投速与螺确定原的流雨速两货者一舅致步骤6：计算各掉沟底高程士，并填入伸表格列表计算击及步骤黄石单理工浊学院半（嚷环境谎学院幼）洲水污叔染控清制工才程（状上）感第四拣章为什么浇下游沟燥段3-2的设烤计流尸量(qv=607障.2L/以s)反而比舰上游沟阔段4-其3的设计疲流量(qv=627劳.2L/贯s)小?窨井5处计壮算集隶水点t2的集钢水时盈间时坦有3个值,为什巧么选部择最挂大的?计算沟绒段5-曲4的上端的窄沟底高程召时可得3个数值,为什么膨要采用驼最小的?Ques唇tion恶s黄石理工拿学院（哲环境学院垃）关水污帖染控制工堂程（上）堵第四城章黄石栗理工欣学院候（符环境章学院映）询水污从染控提制工莲程（艳上）或第四准章雨水管渠候平面图的吵绘制

管渠系统平面布置图上，加注计算所得数据。规划阶段

完整的管渠平面图反映初步设计的要求标明窨井的具体位置可能有施工有关的地面建筑物其他地下管线及地下建筑物的位置管线图例及施工说明施工图设棒计阶段比例尺1:500~1:2000黄石践理工毁学院新（帐环境犬学院肉）通水污街染控物制工军程（矛上）城第四羊章黄石浙理工悲学院址（南环境溪学院冒）假水污蒙染控收制工向程（沃上）掌第四纷章第四节摘合流管渠浪系统黄石理工姿学院（唤环境学院介）捷水污垄染控制工趋程（上）洪第四柿章合流管渠胖系统粉的适屑用条采件与元布置消特点合流沟道系统

具有截流管渠，在截流管渠上设溢流井，当水量超过截流能力时，超过的水量通过溢流井泄入水体，被截流的水予以适当处理。

全部污水不经处理直接排入水体，对水体污染大，在环境保护上已不容许采用。黄石叫理工培学院劝（拖环境蛮学院姿）凯水污冷染控府制工梢程（计上）影第四东章截流式合流管渠在沟系造价上投资较省，沟系养护较简单。地下管线可减少，不存在雨水管与污水管的误接问题。合流制污水处理厂的造价比分流制污水厂高，处理养护也较复杂。截流式合流制在卫生上比分流制差，环境污染较大。截流庭式合程流管防渠与霜分流头制系训统相靠比的绣优缺奴点黄石理梳工学院彼（环偶境学院锤）妇水污股染控制素工程（律上）暮第四蒸章

当溢流井离排放水体较近且溢流井不受高水位倒灌影响时，原则上宜多设溢流井。

当溢流井受高水位倒灌影响时，宜减少溢流井数量，并在溢流管上设潮门，必要时设泵站排水。应使雨水及早溢入水体，以降低下游干沟的设计流量截流式合树流沟系的必布置原则黄石退理工衣学院架（括环境兰学院钉）君水污汽染控届制工那程（围上）旷第四领章合流污水幼水质与截菌流倍数合流柏制污水的水质特点

雨污混合水的BOD5与OC的平均浓度与晴天污水并无很大的差异（见左下表）雨污混合水的SS平均为晴天时的2倍雨污混合水水质的统计见右下表项目晴天雨天范围平均范围平均BOD550～195.9112.86.45～267.23119.67OC29.9～135.858.912.43～181.3474.26SS41.1～175.284.688.13～394.97209.91项目水样几率/%范围/（mg·L-1）平均/mg·L-1）BOD55033~243907058~29512190112~402189OC5027~174547042~213719063~244110SS5066~28913770144~48021590184~859376黄石牢理工屿学院辽（尖环境顽学院脸）响水污努染控篇制工姐程（舞上）叛第四析章晴天污水杯的浓度，脸最大值大啄多在平均捉值的2～3倍内，雨仁污混合水思浓度变化当很大，最蔑大值可超木过平均值倡的10倍以上，率这是因管膀渠晴天时毁的淤积在习雨天时被项冲刷所致腥。一般雨天毅时的加权石平均BO第D5值约为材晴天时观的70％，很少腹会超过晴参天时的浓探度；雨天穴时的加权湾平均OC值约老为晴幸天时汇的80％，但熟因地区核不同，维也有可尼能会超舞过晴天捆浓度的辣；对于SS，雨天爸时的加扰权平均厅浓度约朵为晴天酷时的2倍，低于泄晴天浓度坏的现象极姻为少见。当截流拨雨水量练增大，屿溢流污株染物将叙急剧减美少，当盗截流雨银水量到卫达2～3mm/添h时，溢流束污染物将枕显著减少贼；当截流残雨水量超做过2～3mm/腰h时，漏溢流栗污染卖物的叛减少池就不执明显佛。研究认栗为采用涉截流雨葡水量2mm绸/h比较括适当朝，按冒全国贺最大站小时猴污水咏平均贪量1m卫m/勿h计，则截愚流雨水量容为最大小座时污水量插的2倍，腾截流刷管按3倍最大小链时污水量玻设计。流出负返荷量与现溢流负谷荷量黄石挽理工潜学院暮（绑环境碗学院待）区水污绘染控你制工迅程（诱上）旨第四够章我国近偷年来有救部分管甲渠系统桃改造成学截流式家合流管懒渠系统类，但改造后的枯截流式合醋流管渠并猎不理想，型污染仍极是严重，只者是污染程度有所减情轻而已，促原因如下井：我国合流献管渠系统劣的工作情脂况与改造籍问题规范组规定搂截流钳雨水非量倍你数n0一般芦用1～5，实际党上为节绒省投资殃，一般惹用0.5～1.逝0，截流倍镜数过小，睬致使大量迷污染物泄浩入水体，亦远远超过堆水体的自钥净能力。城市污水场厂处理能慌力不足。也目前城市恋污水厂按对晴天污水漆量设计，昼甚至在晴愉天污水量祥下也已经仆超负荷运酷行，因雨搂天处理能臂力依旧，伟迫使大量捧雨污混合凉水不经处知理直接流北出。目前大量宣工业废水够并没有达督到进入城纯市排水管肥渠的水质颠要求，特士别是一些旨水量大、江浓度高或森有毒的废株水未经处记理直接排团入城市管招渠。我国艳北方蓄河流辨的流株量较亲小，抹流量贿的季化节性研变化就很大团。黄石裁理工抵学院言（盯环境观学院侵）冈水污羡染控柄制工陕程（认上）胳第四育章将合流卷沟系改慨造成分暖流制一姥般需具侦备三个骑技术条浮件（3）城市街道要有足够的地下空间，使有可能实现铺设雨水和污水两个沟系（2）工厂内部的雨水和冷却水等排水系统与工业、生活污水系统分开（1）所有街坊与庭院都需具有雨水与污水两个沟道系统，严格分流（1）、（2）两条件难以具备，并且要改建几乎所有的接户管,要破坏大量路面，改造工作量极大，需要很长时间才可能完成，因此合流制改造成分流制在实践中较难实现。从技术和经济两个角度看，污水不经处理直接排入水体的合流管渠，主要的改造方向是向截流式合流管渠过渡。黄石理工钟学院（民环境学院弟）皆水污蜓染控制工胞程（上）谱第四贯章直接排放掉型的合流宪管渠改造迷为截流式免合流管渠去，需规姻划设丽计的克几个丙方面断：截流记倍数柏的选锈用要殊适当会提高贝，我递国《规范》建议的幻玉截流倍锅数1～5较低卖，所均用n0值宜宋根据疗不同片地区列的水桃体稀俘释能赔力和闯自净党能力芹作不本同程挨度的天提高展。合流及沟系胀污水情处理碎厂的暂设计斩，应公对截栗流污兆水作乡丰适当慈处理割，处接理能违力应钳与截借流量戴相适管应。溢流井的互位置、构伞造要得当筑，发挥其血应有的作劝用。溢流甜口附遭近可徒设置惊雨污叙混合跪水调禾节池嫂，以贿截取杆初雨语径流扭，改恳善溢团流污棚水水拖质，虹在晴斑天时菌把调第节池搅中混涨合污睁水送誉至处号理厂匙处理救。截流干沟旧的布置应傅与市内河湖道的整治聪和城市防苍洪排涝规筛划相结合坛。黄石理越工学院卡（环肢境学院赚）如水污扰染控制顾工程（阔上）判第四无章截流式合株流管渠的穷水力学计真算合流沟道的设计标准按设计流量计算按最大生产班内的设计流量计算溢流井上游的沟段：按最大径流量计算溢流井下游的沟段：按被截流的雨水量计算按设计流量满流计算0.75m/s，另需校核旱流时沟内流速应比同一情况下的雨水管渠设计适当提高生活污水量工业废水量

雨水量

设计流量

设计充满度设计最小流速设计重现期黄石柜理工械学院拒（讯环境忽学院堂）勇水污洁染控衬制工胳程（挺上）溉第四断章q’v=(呀n0+魔1)壤qvh+q木’vh+究q’vyqv＝qvs＋qvg＋qvy＝qvh＋qvy第一个届溢流井埋上游管南渠的设涛计流量qv：溢流井下松游管渠的仁设计流量q’v：截流式合韵流管渠的孔设计流量式中:qvs——平均生活勿污水量，L/鲜s;qvg——工业废水安的平均最箱大班流量炊，L更/锤s;qvy——设计雨兼水径流圆量，L辨/吊s;qvh——qvh＝qvs+qvg，旱径流污课水量洒，L脑/俗s。式中:q’vh——溢流井以凑后的污水帮设计流量承，L/念s；q’vy——溢流狐井以彩后汇饶水面键积的序设计凝雨水芳径流妻量,L/原s;n0——截流倍锻数。黄石停理工上学院仪（沫环境厘学院兔）其水污欠染控良制工掉程（启上）害第四武章溢流津井水拔力学套设计截留袄干沟肚按满矿流设僚计，惕满流姿时堰唱口开阵始溢造流。水力学设荐计上，溢效流开始时恩，二条入似流管和一茎条截流出蛋水管的水皮位应梦在同宰一高叉程，滑即堰略口高临程（拼截流村沟段溜采用史沟顶慕平接摇）。溢流井构造二条入流管：上游合流干沟，上游截流干沟二条出流管：下游截流干沟，溢流管

上游合流污水流量上升时，溢流井中水位随着上升，溢流量逐渐加大。这时，截流干沟从重力流转入压力流，流量随着变动。截流干沟终端应设窨井控制流量，以免污水厂出现来水过多而泛滥溢流过程黄石理撒工学院素（环慌境学院员）从水污爆染控制挽工程（捆上）赢第四纲章确定堰口炎高程：以堰口超高程的予确定和续堰口长乳度的核算为漠目的的葡溢流井吗水力学垄设计溢流井下肠游管渠的弦设计流量q’v：堰口与上游合流干沟（D一般大于1m）垂直时，堰口长度L=D。估计与设计流量相应的堰口水头H，若H过大，适当增加堰口长度，改变溢流井平面布置。堰口流量的公式：式中：v2/2g为堰口附近流速水头,可采用上游合流干沟的设计流速