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）第四章因雨诉水泵求站投资、用西电量都很大愧，尽锋量避免设若置雨赴水泵站。因明沟恋造价低士，考虑菊采用方明沟体。在建筑配物密度雹较高、交原通繁忙云的地区杜，可迈采用肤加盖明屑沟。利用地利形，就近排岭放地面水渔体，降低疼造价特。尽量利浅用池塘采、河浜受待纳地面任径流，最蒙大限度浊地减少雨践水管渠拒的设置抢。雨水抛管渠单设计四的原炼则黄石酬理工臭学院捷（热环境映学院药）纵水污依染控轧制工刺程（膝上）享第四挺章雨水肤管渠系统我的平面布猴置

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。雨水移管渠它水力女学设砌计的臭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黄石理握工学院秘（环窜境学院歌）哗水污脱染控制寸工程（并上）济第四催章管径或暗渠净高/mm最大间距/m污水管道雨水（合流）管道200~4002040500~7005060800~100070801100~150090100>1500100120黄石梯理工恒学院吗（蓄环境贞学院除）持水污鄙染控池制工洲程（廊上）倘第四稳章雨水齿管渠菜水力戏学设献计步聪骤步骤1：划分渐流域与纯管渠定宿线，确诸定雨水故流向步骤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：确定管渠的最小埋深步骤3：确定雨量参数的设计值

黄石吗理工捎学院常（淘环境他学院胖）牧水污做染控独制工音程（辨上）各第四搂章黄石理夸工学院币（环骆境学院宾）乒水污叹染控制消工程（饭上）链第四婶章

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：

水力学缝计算示岛例基本公欺式和数速据：黄石同理工培学院脾（算环境哪学院软）喝水污冠染控数制工钞程（日上）浅第四巩章步骤1：从管愈渠系荐统图帐中量所得各碑沟段豪的长遭度L列入第2项步骤2：根据协排水面罢积的划烘分，将象各沟段参的沿线泄面积列顿入第3项步骤3：各沟肃段的排请水面积惜列入第4项步骤4：从笼图中姻读出鞭数据溉列入梦第14、15项步骤5：根衔据各筋沟段孝的假闲定流尖速，框算出炸集流恩时间t，比示流量q0，设计倾流量qv，而用后从针水力两学算将图上斯选定徒管径D与坡济度I，并啄确定洋相应的设流速v，当览所确允定的裁流速v与假定采流速有拒出入时叉，再调弱假定流速并姑进行重侦新计算斯，最终妇使假定响流速与散确定的惨流速两此者一致步骤6：计医算各猎沟底念高程源，并奏填入谷表格列表计棋算及步失骤黄石理见工学院寒（环慎境学院援）蚂水污驶染控制协工程（盛上）胸第四鞋章为什娱么下祸游沟嚼段3-烂2的设轰计流金量(qv=6医07局.2食L/崇s)反而比拌上游沟负段4-3的设计蹦流量(qv=62仇7.2榨L/s森)小?窨井5处计算亲集水点t2的集鸟水时摩间时包有3个值,为什禁么选拌择最养大的?计算碎沟段5-4的上端载的沟底猜高程时烛可得3个数月值,为什么提要采用疯最小的?Que果sti燥ons黄石理对工学院后（环煌境学院植）撑水污壶染控制乳工程（厨上）会第四安章黄石理声工学院刃（环们境学院聋）疮水污预染控制况工程（朝上）运第四模章雨水映管渠永平面长图的致绘制

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役设计阶搏段比例尺1:500~1:2000黄石理浇工学院留（环碧境学院再）廊水污锄染控制拍工程（爬上）伐第四岛章黄石理群工学院嘱（环悔境学院室）浩水污恶染控制守工程（教上）就第四加章第四践节嚼合流筑管渠拨系统黄石薯理工透学院特（茂环境荐学院壳）钟水污倾染控晨制工外程（垂上）闭第四东章合流管渠拨系统蛇的适挎用条迁件与播布置珠特点合流乞沟道系统

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。黄石理逢工学院志（环乔境学院价）穷水污帆染控制档工程（赤上）资第四奏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。截流今式合以流管不渠与谜分流纷制系站统相棚比的盐优缺伏点黄石突理工范学院居（脸环境垃学院桂）泡水污顿染控佩制工厘程（视上）捏第四蓝章

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步合流沟鹿系的布宪置原则黄石理棍工学院奏（环卫境学院亲）羡水污大染控制膏工程（蹲上）黎第四构章合流室污水亿水质机与截振流倍绿数合流头制污水的水议质特点

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黄石旷理工纯学院姓（范环境规学院涝）胁水污梁染控痛制工直程（伙上）尖第四晶章晴天污跑水的浓赔度，最会大值大虫多在平超均值的2～3倍内，固雨污混序合水浓曾度变化暂很大，维最大值买可超过唐平均值列的10倍以牵上，邮这是句因管肤渠晴贱天时怎的淤捆积在萝雨天庸时被肠冲刷拥所致她。一般彻雨天竟时的享加权仆平均BOD5值约兴为晴延天时况的70％，棋很少碗会超委过晴厌天时四的浓背度；同雨天屯时的阵加权推平均OC值约欧为晴季天时烘的80％，但祥因地区言不同，共也有可赌能会超镇过晴天罚浓度的堡；对于SS，雨天且时的加毕权平均株浓度约钟为晴天碌时的2倍，低律于晴天傻浓度的计现象极末为少见呈。当截始流雨场水量耳增大挪，溢湿流污帝染物堪将急贿剧减咏少，带当截蚁流雨装水量答到达2～3mm丛/h时，溢华流污染完物将显浓著减少鹿；当截金流雨水四量超过2～3mm北/h时，今溢流研污染创物的滋减少耽就不而明显刑。研究硬认为睡采用炊截流规雨水切量2m漏m/昨h比较摆适当溉，按侮全国采最大俭小时慰污水中平均致量1mm单/h计，变则截栋流雨读水量齿为最旋大小却时污威水量迅的2倍，耽截流故管按3倍最易大小腹时污押水量资设计岔。流出负求荷量与粉溢流负山荷量黄石理局工学院科（环飘境学院爽）跃水污欲染控制演工程（株上）座第四兄章我国近傍年来有珍部分管乞渠系统爷改造成宜截流式凝合流管纤渠系统启，但改造后殖的截流组式合流斯管渠并启不理想燥，污染膏仍极严表重，只叠是污染旦程度有麻所减智轻而涝已，纷原因贱如下巡寿：我国嫌合流平管渠任系统坐的工薯作情芳况与锤改造木问题规范照规定神截流旋雨水概量倍协数n0一般追用1～5，实际野上为节喜省投资倘，一般答用0.俩5～1.0，截流色倍数过渗小，致欠使大量确污染物息泄入水湖体，远窝远超过辛水体的林自净能源力。城市污盾水厂处们理能力肚不足。呼目前城禾市污水暂厂按晴惠天污水级量设计愤，甚至睡在晴天即污水量守下也已袖经超负寇荷运行徒，因雨晶天处理弓能力依圆旧，迫译使大量财雨污混粱合水不岸经处理纪直接流过出。目前师大量给工业污废水辣并没糊有达卫到进罚入城稠市排您水管功渠的戚水质裳要求等，特伙别是奴一些芳水量输大、变浓度胖高或潮有毒堡的废阳水未田经处块理直快接排怨入城圾市管裹渠。我国师北方更河流傻的流冤量较堤小，内流量径的季侵节性协变化幻玉很大拢。黄石捐理工司学院丽（愧环境泳学院啊）杨水污恨染控越制工略程（损上）揪第四出章将合流暗沟系改收造成分炊流制一医般需具定备三个螺技术条兄件（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。黄石理国工学院黄（环捉境学院边）留水污箱染控制壮工程（胞上）亚第四炕章直接排喇放型的仓合流管祖渠改造遍为截流愚式合流茧管渠，需规匪划设祸计的依几个兼方面桃：截流倍稼数的选兰用要适板当提高割，我国《规范》建议蔽的截裳流倍槐数1～5较低，钟所用n0值宜根质据不同必地区的侧水体稀欲释能力钞和自净阳能力作状不同程梯度的提锦高。合流贞沟系轧污水兴处理滤厂的枯设计枣，应腔对截晌流污漏水作铁适当喷处理干，处山理能袖力应桃与截选流量潜相适快应。溢流副井的盯位置叶、构钓造要风得当宵，发断挥其钱应有市的作当用。溢流屡口附酱近可凤设置困雨污敌混合扣水调唇节池少，以掩截取惠初雨筝径流鸭，改筒善溢朵流污陵水水需质，个在晴边天时咽把调居节池镰中混矩合污耽水送泽至处播理厂俱处理潮。截流干疗沟的布洞置应与骆市内河兰道的整掀治和城暮市防洪孤排涝规蛋划相结部合。黄石理敲工学院差（环功境学院雕）稍水污秋染控制崖工程（傲上）挤第四叫章截流式靠合流管求渠的水陕力学计见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甘理工臣学院理（喷环境腰学院贩）笼水污放染控就制工凑程（篮上）况第四坐章q’v=引(己n0+1楼)qvh+q美’vh+戒q蔬’vyqv＝qvs＋qvg＋qvy＝qvh＋qvy第一炕个溢文流井负上游希管渠哨的设名计流团量qv：溢流祥井下药游管幅渠的极设计介流量q’v：截流预式合铁流管坏渠的荣设计粘流量式中:qvs——平均因生活夕污水另量，L否/匹s;qvg——工业锤废水膛的平骑均最奴大班墨流量肾，L推/赴s;qvy——设计雨灾水径流伶量，L/夜s;qvh——qvh＝qvs+qvg，旱流辱污水量真，L/卖s。式中:q’vh——溢流井月以后的滔污水设惑计流量培，L彼/填s；q’vy——溢流井撑以后汇和水面积似的设计锅雨水径寸流量,L/旋s;n0——截流倍游数。黄石无理工标学院尽（息环境宫学院驱）柿水污帝染控吗制工今程（迈上）袄第四转章溢流府井水祸力学灰设计截留革干沟勉按满凤流设爆计，落满流渗时堰鼻口开绿始溢凳流。水力寸学设吴计上你，溢培流开脊始时戒，二什条入浑流管白和一棵条截豪流出宽水管的水剩位应猎在同迁一高涌程，乎即堰幸口高啦程（嫌截流摄沟段狗采用喘沟顶节平接缠）。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票工学院冠（环拜境学院加）壤水污讲染控制部工程（咳上）蛮第四绸章确定浆堰口圣高程枪：以堰口顷高程的愤确定和划堰口长瞒度的核算帆为目予的的访溢流烦井水四力学跪设计溢流牛井下盐游管与渠的尸设计死流量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