城镇雨水沟道的设计

第四章城镇雨水沟道的设计

第一节雨水径流量的估算第二节雨水径流量的调节第三节城镇雨水沟道的设计

第四节雨水泵站的设计第五节城镇防洪第六节合流沟道系统的设计

第七节我国旧城传统排水措施

第一节雨水径流量的估算阵雨历时：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。雨水沟道和合流沟道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：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·m-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）推理公式：雨水沟道设计流量一般采用推理公式计算：式中：qv——雨水沟道的设计流量，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。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沟道设计流量的估算——设计降雨强度的确定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——在沟道中流行的时间，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：雨水沟道设计流量的估算——设计降雨历时的确定设计雨水沟道，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：沟道溢流；地区集水将造成的危害；施工费用。雨水沟道设计流量的估算——设计重现期的确定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

雨水沟道设计流量的估算——径流系数的确定苏联：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。雨水沟道设计流量的估算——降低设计流量的尝试应用推理公式确定雨水沟道的设计流量时：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。雨水沟道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，雨水沟道可以小些。讨论

第二节雨水径流量的调节有可融能降灾低整碍个沟览系的由造价由于劝雨水阿流量救大，常沟槽犯长，夫下游峰沟道秆的雨荡水流届量尤奴其大突，设恶置调荒节池江，可启使下疏游沟写道的四设计适流量产减小渣，降鸡低下顽游沟耻系的杯造价袖，而熔且做陪调节裳池的赌造价潜要比略沟管扰省，垦故有篇可能系降低配整个堤沟系某的造虹价。能使吓雨水面沟道山的设乎计有毯较大籍的灵踢活性如今初后在填所在绑的汇镰水区缩慧域上豪大量狱造房民，会放使不恶透水秀面积愚增加掌，从苦而使神径流级量剧拜增，兔一般温很少第有可掌能再劈燕重新步排管泉，此淡时若叙能设溪置一遮个调惕节池坑，将赴上游李的流兄量引议入调崇节池连，洪岗峰过万后再夕排入重下游窜管道楼，则冬可使堵下游虏沟道申仍能弟使用胡，从朱而解越决该位技术怎矛盾煌。能改档善合最流制货管系坑暴雨字时的基溢流丹水水毕质由于愧合流斯制沟删管在暮遇到精暴雨捕时，沙会有充大量虎溢流蜂水产临生，西而溢聋流的些水中疼含有步相当栏的生铁活污自水和尺工业为废水附，水理质较搞差，形若能侮在截手流式禾合流羽制的紧溢流薄井后墓面设形置调仆节池肯，并境对进散入调块节池究的溢边流污哄水进冠行处栋理后蠢再将劣其排评入水钉体，祥就能问使最轨终排伙入水下体的煮溢流辽水的亚水质济得到匆改善定。雨水主径流偏调节砌池的战作用调节捕池的君位置朴选择单很重宵要，符调节害池若建设置澡在排烦水系肺统的年开始丸或末窃端，嫂可想骂而知说是意捡义不纪大的报，故利最佳抓位置展的选穿择需猾要慎疯重考利虑。调节摆池的灿最佳单设计隶位置化选择尽可御能利映用当膀地的译地形穿条件教，如生水库字、池冲塘、州河流嫩等。应专腹门建锋设。一般挣位置冈：汇宣流点卧。在有罗池塘翼、河喜床可对以利凤用，逃或有杰洼池傍可以摸建池悼的情滋况下挖，往煌往可植以调琴节径凤流量约，以剪减小随其下袜游的毛沟道怀口径丝式。调节龙池构睬造流槽式泵汲式溢流堰式溢流五堰式流槽患式泵汲温式第三虑节柜城镇倦雨水煎沟道渔的设涉计因雨探水泵叮站投资、示用电铲量都很大辰，尽貌量避免设读置雨呆水泵站。因明嘉沟造继价低亲，考虑型采用翻明沟校。在建桥筑物津密度洞较高、拼交通侍繁忙熟的地区纲，可稀采用枕加盖明善沟。利用陵地形棵，就近塔排放地面番水体误，降低臣造价穿。尽量企利用祸池塘摆、河浜盗受纳坐地面很径流，夏最大垒限度县地减少粗雨水严沟道没的设置逗。雨水尿沟道粘设计甘的原很则雨水援沟道系统阳的平面布惭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:为避免因沟道坡度太陡，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

道路交叉口雨水口的布置管道按满流设计，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。雨水沟道流速公式。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。雨水陷沟道劈燕水力产学设瞒计的歉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雨水裂沟道逗水力昏学设牺计步哲骤步骤犯1：侦划分动流域弱与沟私道定硬线，嘴确定虎雨水域流向步骤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：确定沟道的最小埋深步骤3：确定雨量参数的设计值

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：

水力细学计蓄算示妇例基本蜂公式肾和数抓据：步骤怠1：从沟黄道系火统图凝中量易得各张沟段的的长非度L列入腿第2醋项步骤础2：肾根据录排水盟面积鸣的划票分，裹将各阵沟段肿的沿声线面俯积列批入第故3项步骤善3：扯各沟骑段的爹排水听面积潜列入弊第4盆项步骤茎4：低从图听中读织出数扬据列田入第屯14钟、1弓5项步骤朵5：饰根据县各沟猴段的学假定老流速予，算慕出集距流时弱间t，比巷流量q0，设计谜流量qv，而纳后从芹水力谣学算贤图上季选定沈管径D与坡亚度I，并嚷确定旗相应的掘流速v，当拨所确桨定的见流速v与假熄定流寻速有屠出入系时，械再调愿假定流速抛并进艳行重包新计貌算，暗最终阴使假吊定流叨速与怖确定遵的流痕速两于者一婶致步骤脂6：悟计算垄各沟集底高盘程，集并填枪入表加格列表柱计算茧及步令骤为什况么下采游沟咸段3证-2象的设钻计流秤量(qv=6锐07锄.2侮L/劈燕s)脂反而尖比上卖游沟悟段4腥-3弦的设炎计流屡量(qv=6凡27海.2摄L/恶s)博小?窨井姥5处团计算训集水日点t2的集肥水时煤间时济有3枕个值认,为盆什么供选择剑最大仔的?计算续沟段欺5-毅4的恭上端渐的沟贺底高胀程时偿可得灰3个矛数值长,茶为什典么要涂采用遥最小筋的?Qu关es贱ti另on行s雨水锯沟道械平面广图的突绘制沟道系统平面布置图上，加注计算所得数据。规划阶段

完整的沟道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份图设波计阶砖段比例尺1:500~1:2000第四饮节衔雨水债泵站聚的设笛计雨水凳的地加面径林流量忘很大相，雨悄水泵丘站的靠基建轰费用很高众，使袋用率复往往帽很低蔑，只弯有当倾地势剧平坦喂、管受路较长或鸦出水倚河道阅水位乒很高洒时，遭才考吴虑设缘瑞置雨协水泵影站。雨水泵的选择入流沟道流量的120%

设计流量

轴流泵和混流泵

雨水泵选择出水量大扬程小雨水泵特点另需装设小流量离心式污水泵或小型的轴流泵，以节约电能

合流泵站满足最大设计流量的要求，同时考虑雨水径流量的变化选型要求

一般不宜少于2~3台，最好选用同一型号，可不设备用泵

台数及型号

进水节池的肆设计有效容积设计要求：不小于最大一台泵的30s出水量调节池：雨水沟道的断面一般很大，敷设坡度较小，故将沟道本身作为备用调节池来利用进水池的设计应使进水均等地流向每台水泵，必要时可以设置导流壁或椎，以防涡流的形成按水项泵轮若轴安装墙的位为置竖式卧式斜式干室湿室按泵凤组间是否烤浸水中层：水泵间特点：检修方便，卫生条件好，因电动机间干燥，运行条件好，造价较高特点：结构简单，造价较低，吸水口处易发生漩涡，设备的拆装、检修和维护较为不便，室内的电器设备容易受潮，卫生条件较差下层：吸水室，连进水池上层：电动机间下层：连进水池（水泵浸于水中）上层：电机间第五疼节萄城隐镇促防懒洪城镇躲防洪沿江河城市，当市区地面标高低于洪水或大潮的高水位，则该城市就有河洪的危险。受河洪威胁的城镇，大都筑江堤以御洪潮，同时还须解决市区本身的雨涝。

河洪位于山坡或山脚下的城镇和工业企业，为防止坡面上的径流冲刷城镇，应在城镇山坡下修建防洪设施，拦截山洪，绕过城镇，把洪水泄入江河。山区溪河雨洪暴涨暴落，水势汹涌，破坏力极大。

山洪防治的原则是因地制宜，宜顺不宜挡。拦洪沟的设计应凭实地考察和历年洪灾的调查。第六蜓节群合流允沟道趁系统仍的设些计合流风沟道液系统盛的适巨用条搂件与抛布置秀特点合流督沟道系镰统具有截流沟道，在截流沟道上设溢流井，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。截流式合流沟道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。截流骡式合易流沟蜓道与倚分流誉制系营统相币比的严优缺策点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滑式合慈流沟虹系的沃布置梅原则截流爷倍数截流煤雨水盖量与也晴天平均续污水蝴量之赴比n0合流气污水堂水质萝与截蚊流倍馋数合流班制污水的此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低截留比截留井工作示意高截留比截留井工作示意晴天阁污水胡的浓千度，谣最大帽值大撇多在旱平均班值的2～3倍内么，雨座污混漏合水炎浓度覆变化染很大础，最弟大值齿可超家过平蠢均值江的10倍以蛮上，贪这是粮因沟腔道晴扔天时献的淤畜积在旱雨天沈时被光冲刷抢所致察。一般声雨天积时的联加权烛平均BO熄D5值约巡寿为晴铲天时闲的70％，贴很少当会超骆过晴梅天时避的浓葛度；宜雨天赏时的浇加权恳平均OC值约借为晴岭天时龟的80％，距但因全地区市不同权，也暗有可削能会须超过枣晴天呼浓度渔的；羡对于SS，雨天市时的点加权吊平均勤浓度魄约为阅晴天锡时的2倍，县低于皮晴天炊浓度爬的现壳象极蠢为少棕见。当截日流雨羊水量踩增大宜，溢妖流污助染物犁将急敲剧减联少，拜当截志流雨笑水量答到达2～3m容m/控h时，推溢流恢污染惰物将浓显著此减少哲；当符截流攻雨水营量超嘱过2～3m母m/算h时，里溢流背污染明物的赢减少府就不苏明显杀。研究就认为阿采用符截流炮雨水违量2m慨m/馋h比较恶适当仙，按车全国蹦最大嚷小时愈污水峰平均站量1m印m/射h计，缩慧则截召流雨秩水量湖为最撑大小扛时污眨水量四的2倍，鸦截流爽管按3倍最眯大小愿时污缘瑞水量默设计在。流出研负荷酒量与援溢流皮负荷冒量我国赛近年圾来有冶部分搏沟道盏系统乌改造跟成截果流式短合流誉沟道线系统撤，但改造剑后的党截流疗式合产流沟遇道并巡寿不理刊想，毙污染染仍极司严重灭，只和是污赏染程度有遮所减行轻而奶已，狐原因领如下混：我国雷合流钢沟道妙系统筐的工穗作情静况与罩改造夕问题规范拴规定么截流昆雨水但量倍稀数n0一般晒用1～5，实夺际上污为节符省投壳资，躁一般粮用0.锈5～1.源0，截惜流倍掉数过豪小，妥致使俱大量励污染摘物泄交入水旬体，炕远远平超过谊水体际的自腊净能借力。城市甘污水泻厂处岛理能胁力不丢足。戚目前掠城市利污水厦厂按闷晴天想污水斤量设祖计，脏甚至识在晴贝天污殊水量飞下也蛇已经脖超负或荷运骗行，骄因雨席天处荡理能适力依拘旧，暴迫使态大量求雨污翁混合玻水不扭经处挥理直绸接流炊出。目前羽大量浓工业届废水励并没涨有达肠到进误入城箱市排诱水沟娃道的御水质尊要求缓，特屿别是地一些对水量斤大、定浓度别高或携有毒妥的废乱水未送经处顷理直杂接排残入城澡市沟喘道。我国尘北方剧河流现的流醒量较膊小，爹流量鸽的季视节性令变化框很大有。将合欧流沟康系改同造成秧分流拥制一事般需幻玉具备集三个盐技术贴条件（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沟道，主要的改造方向是向截流式合流沟道过渡。直接坝排放显型的敌合流把沟道方改造惠为截好流式什合流雕沟道摆，需规挤划设躲计的堂几个拢方面丙：截流艳倍数应的选销用要洁适当培提高烂，我忽国《规范》建议画的截嘱流倍疼数1～5较低芒，所傍用n0值宜扁根据苹不同鼠地区哥的水荡体稀位释能秆力和问自净瓜能力淘作不匹同程近度的赌提高挣。合流村沟系泡污水亮处理妖厂的拴设计章，应盲对截箩流污耽水作们适当份处理泡，处吉理能徒力应斑与截芬流量突相适拒应。溢流霜井的繁位置并、构爹造要凑得当降，发奇挥其扔应有陡的作缠用。溢流流口附梯近可筹设置朋雨污信混合辫水调另节池半，以脚截取杰初雨督径流塞，改亿善溢按流污蚀水水裤质，趁在晴遥天时退把调秀节池火中混印合污搁水送冷至处吃理厂贡处理逝。截流末干沟报的布记置应吗与市望内河眉道的改整治骡和城托市防陪洪排形涝规薪划相匙结合葬。截流厨式合述流沟怕道的锡水力麦学计轧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沟道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q’v=虏(冒n0+贱1)铲qvh+缴q’vh+警q清’vyqv＝新qvs＋抓qvg＋遵qvy＝松qvh＋qvy第一层个溢始流井右上游胃沟道卖的设暮计流筹量qv：溢流枪井下摧游沟罚道的化设计肾流量q’v：截流滤式合京流沟肚道的文设计完流量式中质:qvs——圣平均帅生活雾污水么量，奥L躬/字s;qvg——项工业落废水协的平锡均最攻大班勇流量著，L要/妙s产;qvy——域设计客雨水毯径流污量，暮L诱/僵s;qvh——qvh＝qvs+qvg，旱译流污册水量援，L垄/添s悬。式中颗:q’vh——笛溢流哗井以筛后的踪蝶污水出设计辉流量宽，L婆/军s欢；q’vy——眉溢流鸣井以伶后汇按水面沿积的符设计帅雨水动径流桶量,继L/阳s;n0——进截流春倍数墙。溢流完井水到力学乳设计截留耻干沟花按满延流设狂计，怀满流验时堰洒口开欠始溢孩流。水力花学设在计上耕，溢法流开坟始时地，二错条入甚流管诸和一压条截归流出用水管的水秤位应妨在同榴一高繁程，喝即堰今口高梯程（岛截流失沟段拳采用薄沟顶递平接闯）。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确定莫堰口轨高程鞠：以堰汤口高险程的艳确定何和堰尸口长俱度的核算斜为目困的的警溢流愈井水鼻力学口设计溢流锐井下订游沟灵道的竟设计麻流量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水头；C值和H值最好用实测确定；C可采用1.86。

上游蔽合流讽干沟梅设计先流量qv1等于绪径流街设计抽流量qv与污秋水设捕计流魂量qvw之和禾：qv1=吓qv+qvw下游尊截流传干沟径设计徒流量qv2=浑n0qvw或(n0+圾1)藏qvw，n0称稀皮释倍弃数，姿决定樱于环境抛质量喇要求潮和经著济条罗件。计算党在截疲流干瘦沟满锯流时皮，上旧游合砌流干叶沟中慌的充庄满度h肢/免D。溢流祥井堰买口高始程=上游脸合流铺干沟住沟底姨高程+h。例：某镇合流沟系人口密度为400人/hm2，污水量标准150L/(d·人)，ψ=0.6，t1=8min，P=1a,n0=4。雨量公式：解：污水比流量：（L·s-1·hm-2）

雨水比流量：截流讲式合葛流沟权道水销力学症计算绸实例求：标截流筐干沟盾3-录2-疗1-粗0的夸设计讯流量终及D、I、v。第七乱节挣我国渐旧城士传统搭排水瞎措施泰安逢、曲搞阜、肯潍坊粥、杭据州四城烈市旧洲区都颈没有当排水肃沟道鼓，借述天然笋地形絮、地舅面水习体和趴下渗矛排除朋雨水改。泰安狗：泰现山南唱麓雨代水多究由冲驻沟宣打泄。赶旧城砍区地服层为弦冲积包层，始由砂紧砾和挠粉砂棒质黏加土组概成，俘渗水霜性良置好。付城区秩雨水挽沿地户面和倦街道夹流淌住，并肺无沟摇道，本总不它积水五。岱棕庙地诱表无上铺盖涛，设投互连救甬道泄以便班行走放，甬松道拱卫起，胃高于稿路边构泥地素，虽织雨天疑也可傲行走朽。曲阜漫：曲肢阜以船孔庙颠、孔猛府和盏孔林依成名未。孔进林南味侧有销洙水西河流秘过，距城区至有明戴渠，烫从城妥内北专部向煤东绕察城东进部沿配城南心部向湖西接浩洙水台河。壁孔促府、再孔庙肠原无营排水她沟道咳，因足出现剖积水胀，于19毅78年孔会庙、颤孔府备修建蚀了排属水暗悠沟，涝在孔浅府中患，暗膊沟常总穿屋蚊而过每，天毙井中端也加忆设雨窑水口拘。泰安锹、曲翼阜、惯