给排水管道系统课件

給排水管道系統

1．2給水排水系統工作原理1．2．1．給水排水系統的流量關係1．取水構築物和水處理構築物的設計流量主要取決於一級泵站和水廠的工作情況，通常是連續均勻地工作.原因是：

1)流量穩定，有利於水處理構築物運行和管理，保證出水水質，使水廠運行管理簡單；

2)從造價方面，構築物尺寸、設備容量降低，降低工程造價。式中α——水廠自用水系數，一般α=1.05~1.1；

T——每天工作小時數。

Qd——最高日設計用水量。2．輸配水管網的設計流量（1）二級泵站的工作情況（與管網中是否設置流量調節設施有關）1）管網中無流量調節設施●任何時刻供水量等於用水量；●为使水泵高效工作使用大小搭配的多台水泵来适应用水量的變化；

●泵站管理，可根據管網的壓力來切換水泵

Q二泵=Qh2）管網有流量調節設施●每小時供水量可以不等於用水量，但24h總供水量等於總用水量用水量；●二級泵站的工作是按照設計供水曲線進行，設計供水曲線是根據用水量變化曲線擬定的，擬定時注意：供水曲線儘量接近於用水曲線，且分級數不宜超過三級；有利於選泵及水泵的合理搭配，適當留有發展餘地。Q二泵=QⅡmax2）設計流量的確定1）管網中無流量調節設施1．4給水排水管網系統類型與體制

1．4．1給水管網系統類型

1．按水源的數目分類（1）單水源給水管網系統（2）多水源給水管網系統

2．按系統構成方式分類（1）統一給水管網系統：同一管網按相同的壓力供應生活、生產、消防各類用水。

系統簡單，投資較少，管理方便。適用在工業用水量占總水量比例小，地形平坦的地區。按水源數目不同可為單水源給水系統和多水源給水系統。

（2）分質給水系統：因用戶對水質的要求不同而分成兩個或兩個以上系統，分別供給各類用戶。可分為生活給水管網和生產給水管網等。可以從同一水源取水，在同一水廠中經過不同的工藝和流程處理後，由彼此獨立的水泵、輸水管和管網，將不同水質的水供給各類用戶。

分質給水系統

採用此種系統，可使城市水廠規模縮小，特別是可以節約大量藥劑費用和動力費用，但管道和設備增多，管理較複雜。適用在工業用水量占總水量比例大，水質要求不高的地區。

（3）分壓給水系統

«

因用戶對水壓要求不同而分成兩個或兩個以上系統，分別供給各類用戶。

«

符合用戶水質要求的水，由同一泵站內的不同揚程的水泵分別通過高壓、低壓輸水管和管網送往不同用戶。

«

採用此種系統，可減少高壓管道和設備用量，節省供水能量費用。但需要增加低壓管道和設備，管理較為複雜。

«

適用在地形高差較大或對水壓要求較大的地區。3．按輸水方式分類（1）重力輸水：水源處地勢較高，清水池中的水依靠重力進入管網系統，無動力消耗，教經濟。（2）壓力輸水：依靠泵站加壓輸水。

1．4．2

排水管網系統的體制排水系統的體制是指在一個地區內收集和輸送廢水的方式，簡稱排水體制（制度）。它有合流制和分流制兩種基本方式。

1．合流制

所謂合流制是指用同一種管渠收集和輸送生活污水、工業廢水和雨水的排水方式。根據污水彙集後的處置方式不同，又可把合流制分為下列三種情況：

（１）直排式合流制：

管道系統的佈置就近坡向水體，分若干排出口，混合的污水未經處理直接排入水體，我國許多老城市的舊城區大多採用的是這種排水體制。

特點：對水體污染嚴重，系統簡單。這種直排式合流制系統目前不宜採用。

（２）截流式合流制

：

這種系統是在沿河的岸邊鋪設一條截流幹管，同時在截流幹管上設置溢流井，並在下遊設置污水處理廠。

晴天和初降雨時污水污水處理廠排入水體或再利用

當混合污水的流量>截流幹管的輸水能力，

特點：比直排式有了較大的改進，但在雨天時，仍有部分混合污水未經處理而直接排放，成為水體的污染源而使水體遭受污染。

適用於對老城市的舊合流制的改造

（３）完全合流制

是將污水和雨水合流於一條管渠，全部送往污水處理廠進行處理。特點:衛生條件較好，在街道下，管道綜合也比較方便，但工程量較大，初期投資大，污水廠的運行管理不便。採用者不多。2．分流制

所謂分流制是指用不同管渠分別收集和輸送生活污水、工業廢水和雨水的排水方式。排除生活污水、工業廢水的系統稱為污水排水系統排除雨水的系統稱為雨水排水系統。根據雨水的排除方式不同，分流制又分為下列兩種情況：生活污水工業廢水污水廠排入水體或再利用（１）完全分流制

既有污水管道系統，又有雨水管渠系統雨水排入水體雨水排水系統污水排水系統特點：比較符合環境保護的要求，但對城市管渠的一次性投資較大。適用於新建城市。（２）不完全分流制

這種體制只有污水排水系統，沒有完整的雨水排水系統。各種污水通過污水排水系統送至污水廠，經過處理後排

如城鎮的地勢適宜，不易積水時，或初建城鎮和社區可採用不完全分流制，先解決污水的排放問題，待城鎮進一步發展後，再建雨水排水系統，完成完全分流制的排水系統。這樣可以節省初期投資，有利於城鎮的逐步發展。

入水體；雨水沿道路邊溝，地面明渠和小河，然後進入較大的水體。（3）半分流制：

既有污水排水系統，又有雨水排水系統。初降雨水污水廠排入水體或再利用後續雨水排入水體雨水排水系統雨水跳躍井特點：可以更好地保護水環境，但工程費用較大，目前使用不多。適用於污染較嚴重地區。混合制

既有分流制，又有合流制，這種體制可稱為混合制。3．排水體制的選擇合流制僅有一條管渠系統，對地下建築相互間的矛盾較小，占地少，施工方便。分流制管線多，對地下建築的豎向規劃矛盾較大。（2）從環境保護方面看：直排式合流制不符合衛生要求，新建的城鎮和社區已不再採用；完全合流制排水系統衛生條件較好，但工程量大，初期投資大，污水廠的運行管理不便，特別是在我國經濟實力還不雄厚的城鎮和地區，更是無法採用；（1）從城市規劃方面看：

在老城市的改造中，常採用截流式合流制，充分利用原有的排水設施，與直排式相比，減小了對環境的危害，但仍有部分混合污水通過溢流井直接排入水體。分流制排水系統的管線多，但衛生條件好，有利於環境保護，雖然初降雨水對水體有污染，但它比較靈活，比較容易適應社會發展的需要，一般又能符合城鎮衛生的要求，所以在國內外得到推薦應用，而且也是城鎮排水系統體制發展的方向；不完全分流制排水系統，初期投資少，有利於城鎮建設的分期發展，在新建城鎮和社區可考慮採用這種體制；半分流制衛生情況比較好，但管渠數量多，建造費用高，一般僅在地面污染較嚴重的區域（如某些工廠區等）採用。（3）從投資方面看：

分流制比合流制高。合流制只敷設一條管渠，其管渠斷面尺寸與分流制的雨水管渠相差不大，管道總投資較分流制低20%～40%，但合流制的泵站和污水廠卻比分流制的造價要高。由於管道工程的投資占給排水工程總投資的70%～80%，所以總的投資分流制比合流制高。

如果是初建的城鎮和社區，初期投資受到限制時，可以考慮採用不完全分流制，先建污水管道而後建雨水管道系統，以節省初期投資，有利於城鎮發展，且工期短，見效快，隨著工程建設的發展，逐步建設雨水排水系統。（4）從排水系統的管理上看：

合流制管道系統在晴天時只是部分流，流速較低，容易產生沉澱，據經驗，管中的沉澱物易被暴雨水流沖走，這樣以來合流制管道系統的維護管理費用可以降低，但是，流入污水廠的水量變化較大，污水廠運行管理複雜。分流制管道系統可以保證管內的流速，不致發生沉澱，同時，污水廠的運行管理也易於控制。

新建的城鎮和社區宜採用分流制和不完全分流制；老城鎮可採用截流式合流制；在乾旱少雨地區；或街道較窄地下設施較多而修建污水和雨水兩條管線有困難的地區，也可考慮採用合流制。

排水系統體制的選擇，應根據城鎮和工業企業規劃、當地降雨情況和排放標準、原有排水設施、污水處理和利用情況、地形和水體等條件，在滿足環境保護的前提下，全面規劃，按近期設計，考慮遠期發展，通過技術經濟比較，綜合考慮而定。渦輪流量計的組成渦輪流量計通常由渦輪流量變送器（1）和顯示儀錶（2）（指示積算儀）組成。QQ指示積算儀12渦輪流量感測器（二次儀錶）（一次儀錶）4.2.2火災參數的監測方法感溫探測熱對流火焰探測熱輻射能量轉換燃氣探測氣體離子感煙光電感煙煙霧燃燒產生物（懸浮物）火災

給水排水管網工程規劃2.1規劃原則和工作程式

給水排水系統規劃是城市總體規劃工作的重要組成部分，必須與城市總體規劃相協調。規劃內容：①給水水源；②給水處理廠；③給水管網；

④排水管網；⑤排水處理廠；⑥廢水排放與利用。

規劃任務：①確定服務範圍、規模

②水資源利用與保護措施

③系統的組成與體系結構

④主要構築物位置

⑤水處理工藝流程與水質保證措施

⑥管網規劃和幹管定線

⑦廢水處置方案與環境影響評價

⑧工程規劃的技術經濟比較2.1.1給水排水工程規劃原則（1）

執行相關政策、法規（2）

城鎮及工業企業規劃時應兼顧給排水工程（3）

服從城鎮發展規劃（以城市規劃作為給排水系統規劃的依據）（4）

合理確定遠近期規劃與建設範圍一般按遠期規劃、按近期設計和分期建設（5）

合理利用水資源和保護環境（6）

規劃方案盡可能經濟、高效2.1.2規劃工作程式（1）

明確規劃任務，確定規劃編制依據（2）

收集資料，現場勘察（3）

確定用水定額，估算用水量和排水量（4）

制定工程規劃方案（5）根據規劃期限，提出分期實施規劃的步驟和措施（6）編制規劃檔，繪製規劃圖紙，完成規劃成果文本2.2技術經濟分析方法技術經濟分析－是在滿足工程建設目標的條件下（技術上可行），計算方案的經濟費用。2.2.1靜態年計算費用法

方法簡單，確定T比較困難，且此法不能反映資金的時間價值因素，經濟概念不夠清晰。2.2.2動態年計算費用法動態年計算費用法－是針對不同時間的經濟因素的變化，對專案在一定時期內發生的投資、運行成本等費用折算成當前的現值作為經濟比較的指標，稱為折現計算。投資資金的時間價值計算常採用複利法

動態法更能反映專案經濟效益的真實性。工程專案的年計算費用值為【例】某給水工程專案建設投資為5800萬元，年運行費用為245萬元，求：1）投資償還期為20年的靜態計算費用值；2）利率為5.5%，還款期為20年的動態年費用值。【解】靜態年計算費用值為：動態年計算費用值為：2.3城市用水量預測計算

是決定水資源使用量、建設規模、投資額的依據。包括：①城市給水工程統一供給的部分

②城市給水工程統一供給以外的所有用水量的總和

2.3.1用水量及其變化一、用水量的表示（1）城市用水量包括：1)

綜合生活用水量，包括居民生活用水和公共設施用水2)

工業企業生產用水量和工作人員生活用水量3)

消防用水量4)

市政用水量，主要指澆灑道路和綠地用水量5)

未預見水量及給水管網漏失水量。（2）表示方法

1)

最高日用水量Qd：用水量最多一年內，用水量最多一天的用水量。m3/d2)

最高日平均時用水量Qd/24，m3/h3)

平均日用水量Qad：用水量最多一年內平均每天的用水量

4)

最高時用水量Qh：用水量最多一年內，用水量最多一天中，用水量最大的一小時的用水量。二、用水量變化的表示

一般日變化係數Kd1.1～2.02)時變化係數Kh（2）用水量變化曲線表示一天24小時的變化情況（1）用水量變化係數

1)日變化係數Kd2.3.2城市用水量預測計算（1）

分類估算法按照用水的性質分類（生活、生產等）→確定用水量標準→確定各自用水量→總用水量――――用於設計階段（2）

單位面積法根據城市用水區域面積估算用水量104m3/km2d（3）

人均綜合指標法城市人口平均總用水量稱為人均綜合用水量。（4）年遞增率法（指數曲線的外推模型）

（5）線性回歸法（一元線性回歸模型）（6）生長曲線法

給水排水管網水力學基礎3.1給排水管網水流特徵3．1．1流態特徵3．1．2恒定流與非恒定流水量變化－非恒定流（複雜）－按恒定流計算3．1．3均勻流與非均勻流水流參數往往隨時間和空間變化－非均勻流

3．1．4壓力流與重力流1．壓力流：hf∝n、l、v；與H、I無關（壓能克服水流阻力）2．重力流：靠水的位能克服3．1．5水流的水頭與水頭損失水頭是指單位重量的流體所具有的機械能。H＝Z＋P/γ＋v2/2g水頭損失：流體克服流動阻力所消耗的機械能3．2管渠水頭損失計算3．2．1沿程水頭損失計算管渠沿程水頭損失用謝才公式圓管滿流，沿程水頭損失也可以用達西公式表示：

C、λ與水流流態有關，一般採用經驗公式或半經驗公式計算。常用：1．舍維列夫公式適用：舊鑄鐵管和舊鋼管滿管紊流，水溫100C0（給水管道計算）2．海曾－威廉公式適用：較光滑圓管滿流紊流（給水管道）3．柯爾勃洛克－懷特公式適用：各種紊流，是適應性和計算精度最高的公式4.巴甫洛夫斯基公式適用：明渠流、非滿流排水管道5．曼寧公式

曼寧公式是巴甫洛夫斯基公式中y=1/6時的特例，適用於明渠或較粗糙的管道計算。3．2．2沿程水頭損失計算公式的比較與選用巴甫洛夫斯基公式適用範圍廣，計算精度也較高，特別是對於較粗糙的管道，管道水流狀態仍保持較準確的計算結果，最佳適用範圍為1.0≤e≤5.0mm；曼寧公式亦適用於較粗糙的管道，最佳適用範圍為0.5≤e≤4.0mm；海曾－威廉公式則適用於較光滑的管道，特別是當e≤0.25mm（CW≥130）時，該公式較其他公式有較高的計算精度；舍維列夫公式在1.0≤e≤1.5mm之間給出了令人滿意的結果，對舊金屬管道較適用，但對管壁光滑或特別粗糙的管道是不適用的。3．2．3局部水頭損失計算式中hm——局部水頭損失，m；

ξ——局部阻力係數。

給水排水管網中局部水頭損失一般不超過沿程水頭損失的5%，常忽略局部水頭損失的影響，不會造成大的計算誤差。3．2．4水頭損失公式的指數形式有利於管網理論分析，便於電腦程式設計。1．沿程水頭損失公式的指數形式為：式中

k、n、m——指數公式參數；

a——比阻，即單位管長的摩阻係數，

2．局部水頭損失公式的指數形式為：3．沿程水頭損失與局部水頭損失之和式中Sm——局部阻力係數；式中Sg——管道阻力係數；。3．3非滿流管渠水力計算水力計算目的：確定3．3．1非滿流管渠水力計算公式1．非滿流管渠水力計算公式常用的均勻流基本公式有：式中Q

——

流量（m3/s）；

ω

——

過水斷面面積（m2）

v——

流速（m/s）；

R

——

水力半徑（ｍ）；

I

——

水力坡度（即水面坡度，等於管底坡度）。

n——

管壁粗糙係數（見表）。排水管渠粗糙係數表

管渠類別粗糙係數n管渠類別粗糙係數n石棉水泥管、鋼管0.012漿砌磚管道0.015木槽0.012～0.014漿砌塊石管道0.017陶土管、鑄鐵管0.013幹砌塊石管道0.020～0.025混凝土管、鋼筋混凝土管水泥砂漿抹面管道0.013～0.014土明渠包括（帶草皮）0.025～0.030――非滿流管渠水力計算基本公式v、q、D、h/D、I五個變數，已知三個，求另兩個。簡化：水力計算表，按兩個公式製成圖表。簡單，精度較差，且只適用於一種管材。借助滿流水力計算公式並通過一定的比例變換進行計算。假設一條滿流管渠與待計算的非滿流管渠具有相同的D和I，滿流時，3．3．2非滿流管渠水力計算方法1．常採用水力計算圖或表進行計算

水力計算圖適用於混凝土及鋼筋混凝土管道，其粗糙係數n＝0.014。每張圖適用於一個指定的管徑。圖上的縱座標表示坡度I，即是設計管道的管底坡度，橫座標表示流量Q，圖中的曲線分別表示流量、坡度、流速和充滿度間的關係。當選定管材與管徑後，在流量Q、坡度I、流速v、充滿度h/D四個因素中，只要已知其中任意兩個，就可由圖查出另外兩個。2．借助於滿流水力計算公式並通過一定的比例變換進行計算。3．4管道的水力等效簡化管網簡化：利用水力等效簡化原理水力等效簡化原則：簡化後，等效的管網對象與原來的實際對象具有相同的水力特性。3．4．1串聯或並聯管道的簡化1．串聯2．並聯當並聯管道直徑相同時3．4．2沿線均勻出流的簡化幹管配水情況假設沿線出流是均勻的，則管道的任一斷面上的流量沿程水頭損失沿程水頭損失

將移至兩端點，分別為管道內流量為根據水力等效原則3．4．3局部水頭損失計算的簡化一般忽略，特殊情況下，局部水頭損失必須進行計算。渦輪流量計的組成渦輪流量計通常由渦輪流量變送器（1）和顯示儀錶（2）（指示積算儀）組成。QQ指示積算儀12渦輪流量感測器（二次儀錶）（一次儀錶）4.2.2火災參數的監測方法感溫探測熱對流火焰探測熱輻射能量轉換燃氣探測氣體離子感煙光電感煙煙霧燃燒產生物（懸浮物）火災

給水管網工程設計管網計算會遇到兩類課題：1．管網設計計算（最高時）——第一類課題2．管網復核計算（消防時、事故時及最大轉輸時等）——第二類課題第一類課題第二類課題已知條件管網定線圖、設計流量管網定線圖、設計流量、管徑

擬定內容節點流量Qi、管段流量qij節點流量Qi、管段流量qij計算內容Dij、hij、∑hijhij、∑hij最終目的Dij、Ht、Hp復核最高時確定的水泵能否滿足其他工況時Q、H的要求6．1設計用水量及其調節計算6．1．1最高日設計用水量1．最高日設計用水量定額（1）居民生活用水居民生活用水定額和綜合生活用水定額（包括公共設施生活用水量）見《室外給水設計規範》（2）工業企業

1）2)（3）消防用水：按《建築設計防火規範》執行（4）其他用水

1）澆灑道路：1～2L/m2·次，每日2～32）綠化：1.5～4L/m2·d2．最高日設計用水量計算Qd（1）城市最高日綜合生活用水量（包括公共設施生活用水量）（2）工業企業生產用水量（3）工業企業職工生活用水和淋浴用水量（4）澆灑道路和綠化用水量最高日設計用水量（5）未預見水量和管網漏失量3．消防用水量（校核時使用）6．1．2設計用水量變化及其調節計算1．設計用水量變化規律的確定可用變化係數（粗略）或變化曲線（比較精確）。無詳細資料時，可供參考。（1）最高日城市綜合用水的時變化係數Kh宜採用

1.3～1.6，日變化係數Kd1.1～1.5；（2）工業企業職工生活用水時變化係數為2.5～3.0。（3）工業生產用水可均勻分配。2．調節容積計算（1）請水池的容積（2）水塔的容積6．2設計流量分配與管徑設計6．2．1節點流量分配計算1．沿線流量是指沿線分配給用戶的流量。管網配水情況比較複雜，高峰流量各異。計算時加以簡化。比流量法，假定小用水戶的流量沿線均勻分佈。（1）長度比流量假定水量沿管網長度均勻流出。管線單位長度上的配水流量，稱為長度比流量，記作qcb。則每一計算管段沿線流量記作qy為：（2）面積比流量假定沿線流量均勻分佈在整個供水面積上。管線單位面積上的配水流量，稱為面積比流量，記作qmb。

則每一計算管段沿線流量記作qy為：

每一管段所負擔的供水面積可按分角線法和對角線法劃分。注意：1）面積比流量考慮了沿線供水面積（人數）多少對管線配水的影響，計算結果更接近實際配水情況，但計算較麻煩。當供水區域的幹管分佈比較均勻時，二者相差很小。這時，用長度比流量較好。2）當供水區域內各區衛生設備或人口密度相差較大時，各區的比流量應分別計算。3）同一管網，比流量的大小隨用水量變化而變化。各種工況下需分別計算。2．節點流量（1）集中流量（2）沿線流量劃成節點流量【例题】某城市最高时总用水量为260L/s，其中集中供應的工業用水量120L/s（分別在節點2、3、4集中出流40L/s）。各管段長度（單位為m）和節點編號見圖。管段1-5、2-3、3-4為一側供水，其餘為雙側供水。試求：（1）比流量；（2）各管段的沿線流量；（3）各節點流量。解：1．配水幹管計算總長度2．配水幹管比流量

3．沿線流量：

管段編號管段計算總長度（m）

比流量

(L/s.m)

沿線流量

(L/s)1-22-33-41-53-54-65-66-78000.5×600=300

0.5×600=3000.5×600=3008008006005000.0318225.459.559.559.5525.4525.4519.0915.91

合計4400140.00各管段沿線流量計算4．節點流量計算：

各管段節點流量計算

節點節點連的管段節點流量(L/s)集中流量(L/s)節點總流量(L/s)12345671-2,1-51-2,2-32-3,3-4,3-53-4,4-61-5,3-5,5-64-6,5-6,7-66-70.5(25.45+9.55)=17.500.5(25.45+9.55)=17.500.5(9.55+9.55+25.45)=22.280.5(25.45+9.55)=17.500.5(9.55+25.45+19.09)=27.050.5(25.45+19.09+15.91)=30.220.5(15.91)=7.95

404040

17.5057.5062.2857.5027.0530.227.95合計140.00120.00260.006．2．2管段設計流量分配目的：確定各管段中的流量，進而確定管段直徑。流量分配要保持水流的連續性，每一節點必須滿足節點流量的平衡條件：流入任一節點的流量等於流離該節點的流量，若以流入為“一”，流離為“+”，則∑Q=0。1.枝狀網水流方向唯一，流量分配唯一，任一管段的流量等於以後所有節點流量總和。2.環狀網

流量分配有多種組合方案基本原則：滿足供水可靠性前提下，兼顧經濟性。方法和步驟：確定控制點位置，管網主導流向；參照主導流向擬定各管段水流方向，以最短距離供水到大用戶或邊遠地區；儘量使平行的主要幹管分配相近的流量（防止某些管段負荷過重），連接管要少分配流量，滿足沿線配水為限（主要作用是幹管損壞時轉輸流量）各幹管通過的流量沿主要流向逐漸減少，不要忽多忽少；可以起端開始或從末端，滿足節點流量的平衡條件。此分配值是預分配，用來選擇管徑，真正值由平差結果定。

污水管網設計與計算

污水管道系統是由污水管道及管道系統上的附屬構築物組成。污水管（渠）道設計的主要內容包括：

1．劃分排水流域，進行管網定線；

2．劃分設計管段，確定各設計管段的設計流量；

3．進行管（渠）道的水力計算，確定管徑、坡度、流速及埋深等；

4．繪製管（渠）道平面圖及剖面圖。9．1污水設計流量計算污水設計流量是污水管道系統及附屬構築物設計的依據。9．1．1設計污水量定額1.居民生活污水定額和綜合生活污水定額居民生活污水定額是指居民每人每日所排出的平均污水量。居民生活污水定額與居民生活用水定額、建築內給排水設施水準及排水系統普及程度等因素有關。

我國現行《室外排水設計規範》規定，可按當地用水定額的80％～90％採用。對給排水系統完善的地區可按90％計，一般地區可按80％計。綜合生活污水定額(還包括公共建築排放的污水)注意：採用平均日污水量定額。2．工業企業工業廢水和職工生活污水和淋浴廢水定額：與給水定額相近，可參考。9．1．2污水量的變化

通常用變化係數來反映城鎮污水量的變化程度。變化係數有日變化係數、時變化係數和總變化係數。

日變化係數Kd：在一年中最大日污水量與平均日污水量的比值稱為日變化係數。

時變化係數Kh：最大日中最大時污水量與該日平均時污水量的比值，稱為時變化係數。

總變化係數Kz：最大日最大時污水量與平均日平均時污水量的比值稱為總變化係數。

Kz=Kd·Kh

1．居民生活污水量變化係數總變化係數與平均流量有一定關係，平均流量愈大，總變化係數愈小。生活污水量總變化係數宜按現行《室外排水設計規範》規定採用。（1）查表生活污水量總變化係數污水平均日流量（L/s）5154070100200500≥1000總變化係數Kz2.32.01.81.71.61.51.41.3注：1.當污水平均日流量為中間數值時，總變化系數用內差法求得。2.當居住區有實際生活污水量變化資料時，可按實際數據採用。（2）公式計算該式是我國在多年觀測資料的基礎上進行綜合分析總結出的計算公式。它反映了我國總變化係數與平均流量之間的關係：式中

——平均日平均時污水量（L/s）。2．工業廢水量變化係數日變化係數較小，接近1。時變化係數見下表：工業種類冶金化工紡織食品皮革造紙時變化係數Kh1.0~1.11.3~1.51.5~2.01.5~2.01.5~2.01.3~1.83．工業企業工業職工生活污水和淋浴污水量變化係數生活污水：一般車間3.0，高溫車間2.5。淋浴污水：下班後1小時使用，不考慮變化。9．1．3污水設計流量計算1．居民生活污水設計流量的確定居民生活污水是指居民日常生活中洗滌、沖廁、洗澡等產生的污水。居民生活污水設計流量可按下式計算：式中Q1——居民生活污水設計流量（L/s）；

q1——居民生活污水定額（L/人·d）；

N1

——

設計人口數；

Kz——

生活污水量總變化係數。設計人口指污水排水系統設計期限終期的規劃人口數。它與城市的發展規模及人口的增長率有關。2．工業廢水設計流量3．工業企業的生活污水和淋浴污水設計流量的確定工業企業生活污水和淋浴污水設計流量用下式計算：（4）公共建築污水設計流量

可利用綜合污水定額計算，如有具體資料也可單獨計算。式中Q4——各公共建築污水設計流量（L/s）；

——各公共建築最高日污水量標準

L/用水單位·d）；N4i——各公共建築用水單位數；

T4i——各公共建築最高日排水小時數；h

Kh4i——各公共建築污水量時變化係數。（5）城市污水設計總流量【例题】某工业区，居住区人口为4000人，居民生活污水定額（平均日）=80（L/人·d），工廠最大班職工人數1000人，其中熱車間職工占25%，熱車間70%職工淋浴，一般車間10%職工淋浴。求該工業區生活污水總設計流量。解：1.居住區生活污水設計流量2．工業企業的生活污水和淋浴污水設計流量3．生活污水總設計流量9．2管段設計流量計算1．設計管段的劃分（1）設計管段：兩個檢查井之間的管段，如果採用的設計流量不變，且採用同樣的管徑和坡度，則稱它為設計管段。（2）劃分設計管段：只是估計可以採用同樣管徑和坡度的連續管段，就可以劃作一個設計管段。根據管道的平面佈置圖，凡有集中流量流入，有旁側管接入的檢查井均可作為設計管段的起止點。設計管段的起止點應依次編上號碼。2．設計管段設計流量的確定每一設計管段的污水設計流量可能包括以下幾種流量。（1）本段流量q1——是從本管段沿線街坊流來的污水量；（2）轉輸流量q2——是從上游管段和旁側管段流來的污水量；（3）集中流量q3——是從工業企業或其他產生大量污水的公共建築流來的污水量。

對於某一設計管段，本段流量是沿管段長度變化的，即從管段起點的零逐漸增加到終點的全部流量。為便於計算，通常假定本段流量從管段起點集中進入設計管段。而從上游管段和旁側管流來的轉輸流量q2和集中流量q3對這一管段是不變的。本段流量是以人口密度和管段的服務面積來計算，公式如下：式中q1——設計管段的本段流量（L/s）；

F——設計管段的本段服務面積（ha）；

qs——比流量（L/s·ha）。比流量是指單位面積上排出的平均污水量。可用下式計算：式中n——生活污水定額（L/人·d）；

——人口密度（人/ha）。某一設計管段的設計流量可由下式計算：式中qij

——某一設計管段的設計流量（L/s）；

q1

——本段流量（L/s）；

q2

——轉輸流量（L/s）；

q3

——集中流量（L/s）；

kz

——生活污水總變化係數。9．3污水管道設計參數水力計算的兩個基本公式給出了流量Q、流速v、粗糙係數n、水力坡度I、水力半徑Ｒ和過水斷面面積ω等水力要素之間的關係。為使污水管渠正常運行，需對這些因素加以考慮和限制。作為污水管道設計的依據。9．3．1設計充滿度1．設計充滿度h/D：在設計流量下，污水管道中的水深h與管道直徑D的比值稱為設計充滿度（或水深比）。當h/D＝１時稱為滿流；當h/D＜1時稱為不滿流。2．污水管道的設計有按滿流和非滿流兩種方法。在我國，按非滿流進行設計。原因是：污水的流量很難精確確定，

而且雨水或地下水可能滲入污水管道增加流量，因此，選用的污水管道斷面面積應留有餘地，以防污水溢出；污水管道內沉積的污泥可能分解析出一些有害氣體，需留出適當的空間，以利管道內的通風，排除有害氣體便於管道的疏通和維護管理。3．最大設計充滿度的規定如下表

最大設計充滿度管徑或渠高（mm）最大設計充滿度200～300350～450500～900≥10000.550.650.700.75

在進行水力計算時，所選用的充滿度，應小於或等於表中所規定的數值。9．3．3最小管徑1．原因：（1）養護方便：一般在污水管道的上游部分，設計流量很小，若根據流量計算，則管徑會很小，根據養護經驗表明，管徑過小易堵塞，使養護管道的費用增加。而小口徑管道直徑相差一號在同樣埋深下，施工費用相差不多。（2）減小管道的埋深：此外採用較大的管徑，可選用較小的坡度，使管道埋深減小。最小管徑可見下表。最小管徑和最小設計坡度污水管道位置最小管徑（mm）最小設計坡度街坊和廠區內街道2003000.0040.003

不計算管段：在污水管道的上游，由於設計管段服務的排水面積較小，所以流量較小，由此而計算出的管徑也很小。如果某設計管段的設計流量小於在最小管徑、最小設計坡度（最小流速）、充滿度為0.5時管道通過的流量時，這個管段可以不必進行詳細的水力計算，直接選用最小管徑和最小設計坡度，該管段稱為不計算管段。在有沖洗水源時，這些管段可考慮設置沖洗井定期沖洗以免堵塞。9．3．4最小設計坡度1．最小設計坡度：相應於管內最小設計流速時的坡度叫做最小設計坡度，即保證管道內汙物不淤積的坡度。2．Imin=f（v

min，管道的水力半徑R）。

不同管徑的污水管道應有不同的最小設計坡度，管徑相同的管道，由於充滿度不同，也可以有不同的最小設計坡度。在表中規定了最小管徑管道的最小設計坡度。9．3．5污水管道埋設深度在污水管道工程中，管道的埋設深度愈大，工程造價愈高，施工期愈長。1．含義（1）覆土厚度——指管外壁頂部到地面的距離；（2）埋設深度——指管內壁底部到地面的距離。2．最小埋深確定污水管道最小埋設深度時，必須考慮下列因素：（1）必須防止管內污水冰凍或土壤冰凍而損壞管道土壤的冰凍深度，不僅受當地氣候的影響，而且與土壤本身的性質有關。所以，不同的地區，由於氣候條件不同，土壤性質不同，土壤的冰凍深度也各不相同。在污水管道工程中，一般所採用的土壤冰凍深度值，是當地多年觀測的平均值。●由於生活污水水溫教高，且保持一定的流量不斷地流動，所以污水不易冰凍。由於污水水溫的輻射作用，管道周圍的土壤不會冰凍，所以，在污水管道的設計中，沒有必要將整個管道都埋設在土壤的冰凍線以下。●但如果將管道全部埋在冰凍線以上，則會因土壤凍漲而損壞管道基礎。

現行的《室外排水設計規範》規定：無保溫措施的生活污水或水溫與其接近的工業廢水管道，管底可埋設在土壤冰凍線以上0.15m。有保溫措施或水溫較高或水流不斷、流量較大的污水管道，其管底在冰凍線以上的距離可適當增大，其數值可根據經驗確定。（2）必須保證管道不致因為地面荷載而破壞為保證污水管道不因受外部荷載而破壞，必須有一個覆土厚度的最小限值要求，這個最小限值，被稱為最小覆土厚度。此值取決於管材的強度、地面荷載類型及其傳遞方式等因素。現行的《室外排水設計規範》規定：在車行道下的排水管道，其最小覆土厚度一般不得小於0.7m。在對排水管道採取適當的加固措施後，其最小覆土厚度值可以酌減。（3）必須滿足街坊污水管銜接的要求此值受建築物污水出戶管埋深的控制。從安裝技術方面考慮，建築物污水出戶管的最小埋深一般在0.5～0.7m之間，以保證底層建築污水的排出。所以街坊污水管道的起端埋深最小也應有0.6～0.7m。由此值可計算出街道污水管道的最小埋設深度。

對每一管道來說，從上面三個不同的要求來看，可以得到三個不同的管道埋深。這三個值中，最大的一個即是管道的最小設計埋深。

3．最大埋深管道的最大埋深，應根據設計地區的土質、地下水等自然條件，再結合經濟、技術、施工等方面的因素確定。一般在土壤乾燥的地區，管道的最大埋深不超過7～8ｍ；在土質差、地下水位較高的地區，一般不超過5ｍ。當管道的埋深超過了當地的最大限度值時，應考慮設置排水泵站提升，以提高下游管道的設計高程，使排水管道繼續向前延伸。9．3．6污水管道的銜接1．檢查井設置原則：污水管道在管徑、坡度、高程、方向發生變化及支管接入的地方及直線管段每隔一定距離。2．污水管道在檢查井中銜接時應遵循兩個原則：（1）盡可能提高下游管段的高程，以減少管道埋深，降低造價；（2）避免上游管段中形成回水而造成淤積。3．管道的銜接方法：主要有水面平接、管頂平接兩種（1）水面平接：是指在水力計算中，上游管段終端和下游管段起端在指定的設計充滿度下的水面相平，即上游管段終端與下游管段起端的水面標高相同。適用於管徑相同時的銜接。（2）管頂平接：是指在水力計算中，使上游管段終端和下游管段起端的管頂標高相同。採用管頂平接時，下游管段的埋深將增加。

這對於平坦地區或埋深較大的管道，有時是不適宜的。這時為了盡可能減少埋深，可採用水面平接的方法。

適用於管徑不相同時的銜接。4．注意：（1）下游管段起端的水面和管內底標高都不得高於上游管段終端的水面和管內底標高。（2）當管道敷設地區的地面坡度很大時，為調整管內流速所採用的管道坡度將會小於地面坡度。為了保證下游管段的最小覆土厚度和減少上游管段的埋深，可根據地面坡度採用跌水連接。（3）在旁側管道與幹管交匯處，若旁側管道的管內底標高比幹管的管內底標高相差1m以上時，為保證幹管有良好的水力條件，最好在旁側管道上先設跌水井後再與幹管相接。9．4污水管網水力計算污水管道設計計算實例某市一個區的街坊平面圖。居住區街坊人口密度為350人/ha，居民生活污水定額為120L/人·d。火車站和公共浴室的污水設計流量分別為3L/s和4L/s。工廠甲排除的廢水設計流量為25L/s。工廠乙排除的廢水設計流量為6L/s。生活污水和經過局部處理後的工業廢水全部送至污水廠處理。工廠廢水排出口的管底埋深為2m，該市冰凍深度為1.40m。試進行該區污水管道系統的設計計算（要求達到初步設計深度）。

設計方法和步驟如下：

1．在街坊平面圖上佈置污水管道該區地勢北高南低，坡度較小，無明顯分水線，可劃分為一個排水流域。支管採用低邊式佈置，幹管基本上與等高線垂直，主幹管佈置在市區南部河岸低處，基本上與等高線平行。整個管道系統呈截流式佈置。

2．街坊編號並計算其面積

將街坊依次編號並計算其面積，列入表中。用箭頭標出各街坊污水排出的方向。街坊面積匯總表街坊編號1234567街坊面積（ha）1.211.702.081.982.202.201.43街坊編號891011121314街坊面積（ha）2.211.962.042.402.401.212.28街坊編號15161718192021街坊面積（ha）1.451.702.001.801.661.231.53街坊編號222324252627街坊面積（ha）1.711.802.201.382.042.403．劃分設計管段，計算設計流量根據設計管段的定義和劃分方法，將各幹管和主幹管有本段流量進入的點（一般定為街坊兩端）、集中流量及旁側支管進入的點，作為設計管段的起止點的檢查井並編上號碼。

各設計管段的設計流量應列表進行計算。本例中，居住區人口密度為350人/ha，居民污水定額為120L/人·d，則生活污水比流量為（L/s·ha）

q1～2=25L/sq8～9=qs·F·kz=0.486×（1.21+1.70）·kz=1.41·kz=1.41×2.3=3.24L/sq9～10=qs·F·kz=0.486×（1.21+1.70+1.43+2.21）·kz=3.18·kz=3.18×2.3=7.31L/sq10～2=qs·F·kz=0.486×（1.21+1.70+1.43+2.21+1.21+2.28）·kz=4.88·kz=4.88×2.3=11.23L/sq2～3=qs·F·kz+q甲=(0.486×2.20+4.88）·kz+q甲

=(1.07+4.88)·kz+25=5.95×2.2+25=13.09+25=38.09L/s管段編號居住區生活污水量Q1集中流量設計流量L/s本段流量轉輸流量q2L/s合計平均流量L/s總變化係數kz生活污水設計流量Q1L/s本段L/s轉輸L/s街坊編號街坊面積104m2比流量qsL/s·104m2流量q1L/s1234567891011124．管渠材料的選擇由於生活污水對管材無特殊要求，且管道的敷設條件較好，故在本設計中，DN≤400mm的管道採用混凝土管，DN400mm以上的管道採用鋼筋混凝土管。5．各管段的水力計算在各設計管段的設計流量確定後，便可按照污水管道水力計算的方法，從上游管段開始依次進行各設計管段的水力計算。水力計算步驟如下：

(1)從管道平面佈置圖上量出每一設計管段的長度，列入表中第2項。（2）將各設計管段的設計流量填入表中第3項。設計管段起止點檢查井處的地面標高列入表中第10、11項。（3）計算每一設計管段的地面坡度，作為確定管道坡度時的參考。（4）根據管段的設計流量，參照地面坡度，確定各設計管段的管徑、設計流速、設計坡度和設計充滿度。

其餘各設計管段的管徑、坡度、流速和充滿度的計算方法與上述方法相同。在水力計算中，由於Q、D、I、v、h/D各水力因素之間存在著相互制約的關係，因此，在查水力計算圖時，存在著一個試算過程，最終確定的D、I、v、h/D要符合設計規範的要求。（5）根據設計管段的長度和設計坡度求管段的降落量。如管段1～2的降落量為I·L＝0.002×110＝0.22m，列入表中第9項。（6）根據管徑和設計充滿度求管段的水深。如管段1～2的水深h＝D·h/D＝0.35×0.447＝0.16m，列入表中第8項。（7）求各設計管段上、下端的管內底標高和埋設深度。

控制點：是指在污水排水區域內，對管道系統的埋深起控制作用的點。各條幹管的起點一般都是這條管道的控制點。這些控制點中離出水口最遠最低的點，通常是整個管道系統的控制點。具有相當深度的工廠排出口也可能成為整個管道系統的控制點，它的埋深影響整個管道系統的埋深。確定控制點的管道埋深應根據城市的豎向規劃，保證排水區域內各點的汙水都能自流排出，並考慮發展，留有適當餘地；不能因照顧個別點而增加整個管道系統的埋深。

對個別點應採取加強管材強度；填土提高地面高程以保證管道所需的最小覆土厚度；設置泵站提高管位等措施，減小控制點的埋深.

首先確定管網系統的控制點。本例中離污水廠較遠的幹管起點有8、11、15及工廠出水口1點，這些點都可能成為管道系統的控制點。1點的埋深受冰凍深度和工廠廢水排出口埋深的影響，由於冰凍深度為1.40m，工廠排出口埋深為2.0m，1點的埋深主要受工廠排出口埋深的控制。8、11、15三點的埋深可由冰凍深度及最小覆土厚度的限值決定，但因幹管與等高線垂直佈置，幹管坡度可與地面坡度相近，因此埋深增加不多，整個管線上又無個別低窪點，故8、11、15三點的埋深不能控制整個主幹管的埋設深度。對主幹管埋深起決定作用的控制點則是1點。1點是主幹管的起點，它的埋設深度定為2.0m，將該值列入表12－6中第16項。1點的管內底標高等於1點的地面標高減去1點的埋深，為86.200－2.00＝84.200m，列入表中第14項。

2點的管內底標高等於1點的管內底標高減去管段1～2的降落量，為84.200－0.220＝83.98m，列入表12－6中第15項。2點的埋設深度等於2點的地面標高減去2點的管內底標高，為86.100－83.98＝2.12m，列入表12－6中第17項。8～2、11～4、15～6三條污水幹管各設計管段均為不計算管段，管段間銜接採用管頂平接。

（8）計算管段上、下端水面標高。管段上下端水面標高等於相應點的管內底標高加水深。如管段1～2中1點的水面標高為84.200+0.16＝84.36m，列入表中第13項。

根據管段在檢查井處採用的銜接方法，可確定下游管段的管內底標高。1)管段1～2與管段2～3的管徑相同，採用水面平接。則這兩管段在2點的水面標高相同。於是，管段2～3中2點的管內底標高為84.14－0.22＝83.92m。2）如管段4～5與管段5～6管徑不同，可採用管頂平接。則這兩管段在5點的管頂標高相同。然後用5點的管頂標高減去5～6管徑，得出5點的管內底標高。在進行管道的水力計算時，應注意如下問題：①慎重確定設計地區的控制點。這些控制點常位於本區的最遠或最低處，它們的埋深控制該地區污水管道的最小埋深。各條管道的起點、低窪地區的個別街坊和污水排出口較深的工業企業或公共建築都是控制點的研究對象。②研究管道敷設坡度與管線經過的地面坡度之間的關係。使確定的管道坡度在滿足最小設計流速的前提下，既不使管道的埋深過大，又便於旁側支管的接入。③水力計算自上游管段依次向下遊管段進行，隨著設計流量逐段增加，設計流速也應相應增加。如流量保持不變，流速不應減小。只有當坡度大的管道接到坡度小的管道時，下游管段的流速已大於1.0m/s（陶土管）或1.2m/s（混凝土、鋼筋混凝土管道）的情況下，設計流速才允許減小。

設計流量逐段增加，設計管徑也應逐段增大，但當坡度小的管道接到坡度大的管道時，管徑才可減小，但縮小的範圍不得超過50～100mm，並不得小於最小管徑。④在地面坡度太大的地區，為了減小管內水流速度，防止管壁遭受沖刷，管道坡度往往小於地面坡度。這就可能使下游管段的覆土厚度無法滿足最小限值的要求，甚至超出地面，因此應在適當地點設置跌水井。當地面由陡坡突然變緩時，為了減小管道埋深，在變坡處應設跌水井。⑤水流通過檢查井時，常引起局部水頭損失。為了儘量降低這項損失，檢查井底部在直線管段上要嚴格採用直線，在轉彎處要採用勻稱的曲線。通常直線檢查井可不考慮局部水頭損失。⑥在旁側管與幹管的連接點上，要考慮幹管的已定埋深是否允許旁側管接入。同時為避免旁側管和幹管產生逆水和回水，旁側管中的設計流速不應大於幹管中的設計流速。⑦初步設計時，只進行幹管和主幹管的水力計算。技術設計時，要進行所有管道的水力計算。6．繪製管道平面圖和縱剖面圖污水管道平面圖和縱剖面圖的繪製方法見本章第五節。本例題的設計深度僅為初步設計，所以，在水力計算結束後將求得的管徑、坡度等數據標注在管道平面圖上。同時，繪製出主幹管的縱剖面圖。9．5繪製管道平面圖和縱剖面圖平面圖和縱剖面圖是排水管道設計的主要組成部分。污水管道設計和雨水管道設計均應繪製相應的管道平面圖和縱剖面圖，二者在繪製要求上基本是一致的。根據設計階段的不同，圖紙所體現的內容和深度也不同。1．平面圖的繪製平面圖是管道的平面佈置圖，應反映出管道的總體佈置和流域範圍，不同設計階段的平面圖，其要求的內容也不同。

初步設計階段，一般只繪出管道平面圖。採用的比例尺通常為1：5000～1：10000，圖上應有地形、地物、河流、風向玫瑰或指北針等。新設計和原有的污水（或雨水）管道用粗單實線表示，只繪出主幹管和幹管。在管線上畫出設計管段起止點的檢查井並編號，標出各設計管段的服務面積，可能設置的泵站等。注明主幹管和幹管的管徑、坡度和長度等。此外，還應附有必要的說明和工程專案表。

技術設計（或擴大初步設計）和施工圖設計階段，採用的比例尺通常為1：500～1：5000，圖上內容除反映初步設計的要求外，要求更加具體、詳盡。要求注明檢查井的準確位置和標高，污水管道與其它地下管線或構築物交叉點的準確位置和標高，以及居住區街坊連接管或工廠排出管接入污水幹管或主幹管的準確位置和標高。地面設施包括人行邊道、房屋界限、電杆、街邊樹木等。圖上還應有圖例、主要工程專案表和施工說明。2．縱剖面圖的繪製

縱剖面圖是管道的高程佈置圖，應反映出管道沿線的高程位置，它和平面圖是相互對應的。圖中，一般用細實線加圖例表示原地面高程線和設計地面高程線，用雙粗實線表示管道高程線，用中實線的雙豎線表示檢查井。對於工程量較小，地形、地物比較簡單的污水（或雨水）管道工程，可不繪製縱剖面圖，只需將設計管段的管徑、坡度、管長、檢查井的標高以及交叉點等內容注明在平面圖。

但在較大工程中，情況比較複雜，必須繪製縱剖面圖以明確管道的高程情況。在縱剖面圖上應繪出原地面高程線和設計地面高程線，管道高程線，檢查井及支管接入處位置、管徑和高程，與其它地下管線、構築物或障礙物交叉點的位置和高程，沿線地質鑽孔位置和地質情況等。初步設計一般不繪製剖面圖。

在剖面圖的下方要畫一表格，表中列出檢查井號、管道長度、管徑、管道設計坡度、設計地面高程、設計管內底高程、埋設深度、管道材料、介面形式和基礎類型。有時也將流量、流速、充滿度等水力計算數據注上。縱剖面圖的比例尺，常採用橫向1：500～1：2000，縱向1：50～1：200。

除管道的平、剖面圖外，技術設計和施工圖設計中，還應包括管道附屬構築物的詳圖、管道交叉點特殊處理的平、剖面圖等。附屬構築物可在《給水排水標準圖集》中選用。【思考题】

1．什麼是設計管段？如何劃分設計管段？每一設計管段的設計流量可能包括哪幾部分？

2．污水管道水力計算的目的是什麼？在水力計算中為什麼採用均勻流公式？

3．什麼叫不計算管段？對於不計算管段需採取什麼技術措施？

4．污水管道水力計算中，對設計充滿度、設計流速、最小管徑和最小設計坡度是如何規定的？為什麼這樣規定？【思考题】

5．什麼叫生活污水的比流量？如何計算？

6．污水管道的最小埋深受哪些因素影響？如何確定？

7．在進行污水管道的銜接時，應遵循什麼原則？銜接的方法有哪些？

8．污水管道水力計算的方法和步驟是什麼？計算時應注意哪些問題？

9．怎樣繪製污水管道的平、剖面圖？

雨水管網設計與計算

雨水管渠系統是由雨水口、雨水管渠、檢查井、出水口等構築物組成的一整套工程設施。雨水管渠系統的任務就是及時彙集並排除暴雨所形成的地面徑流，以保障人民的生命安全和正常生產。1．確定當地的暴雨強度公式或暴雨強度曲線；

2．劃分排水流域，進行雨水管渠的定線；

3．劃分設計管段，計算各設計管段雨水設計流量；

4．進行管渠的水力計算，確定各設計管段的管徑、坡度、標高及埋深。

5．繪製管渠平面圖及縱剖面圖。雨水管渠設計的主要內容包括：10．1雨量分析與暴雨強度公式

雨水設計流量是雨水管渠系統設計的依據。由於雨水徑流的特點是流量大而歷時短，因此應對雨量進行分析，以便經濟合理地推算暴雨量和徑流量，作為雨水管渠的設計流量。10.1.1雨量分析

降雨現象的分析，是用降雨量、暴雨強度、降雨歷時、降雨面積和重現期等因素來表示降雨的特徵。

1．降雨量

降雨量是指降雨的絕對量，是用降雨深度H（mm）表示，也可用單位面積上的降雨體積（L/ha）表示。在研究降雨時，很少以一場雨為對象，而常用單位時間表示：（1）年平均降雨量：指多年觀測所得的各年降雨量的平均值。（2）月平均降雨量：指多年觀測所得的各月降雨量的平均值。（3）年最大日降雨量：指多年觀測所得的一年中降雨量最大一日的絕對量。2．降雨歷時是指連續降雨的時段，可以指一場雨全部的時間，也可以指其中個別的連續時段。用t表示，單位以min或h計，從自計雨量記錄紙上直接讀得。3．降雨強度（暴雨強度）降雨強度是指某一連續降雨時段內的平均降雨量，即單位時間的平均降雨深度，用i表示。（mm/min）

在工程上統計的降雨多屬暴雨性質，故稱暴雨強度，常用單位時間內單位面積上的降雨體積q（L/s·ha）表示。q與

i之間的換算關係為：

q＝167i式中167-—換算係數。

暴雨強度是描述暴雨特徵的重要指標，也是確定雨水設計流量的重要依據。在任一場暴雨中，暴雨強度是隨降雨歷時變化的。所取的降雨歷時長，則與該歷時相對應的暴雨強度將小於短歷時對應的暴雨強度。在推求暴雨強度公式時，降雨歷時常採用5、10、15、20、30、45、60、90、120min9個時段。在分析暴雨資料時，必須選用對應各降雨歷時的最大降雨量。由於在各降雨歷時內每個時刻的暴雨強度也是不同的，所以計算出的各歷時的暴雨強度稱為最大平均暴雨強度。4．降雨面積和匯水面積（1）降雨面積——是指降雨所籠罩的面積，即降雨的範圍。（2）匯水面積——是指雨水管渠彙集雨水的面積，用F表示，以公頃或平方公里為單位（ha或km2）。

任一場暴雨在降雨面積上各點的暴雨強度是不相等的，但在城鎮雨水管渠系統設計中，設計管渠的匯水面積較小，一般小於100km2，其匯水面積上最遠點的集水時間不超過60min到120min，這種較小的匯水面積，在工程上稱為小匯水面積。在小匯水面積上可忽略降雨的非均勻分佈，認為各點的暴雨強度都相等。5．降雨的頻率和重現期（1）暴雨強度的頻率某一大小的暴雨強度出現的可能性是不能預知的，只能通過對以往大量觀測資料的統計分析，計算其發生的頻率，才能推求其今後發生的可能性。某特定值暴雨強度的頻率是指等於或大於該值的暴雨強度出現的次數m與觀測資料總項數n之比的百分數，即：%n——觀測資料總項數m——暴雨強度出現的次數若每年只選一個雨樣，稱為年頻率式n=N，%N——降雨觀測資料的年數若平均每年選入M個雨樣數，稱為次頻率式。n=N·M，M——每年選入的平均雨樣數

這一定義是假定降雨觀測資料年限非常長，可代表降雨的整個歷史過程。但實際上是不可能的，只能取得一定年限內的暴雨強度值，因而n是有限的。按上式求得的暴雨強度的頻率，只能反映一定時期內的經驗，不能反映整個降雨的規律，故稱為經驗頻率。因此，水文計算常採用公式％計算年頻率，用公式％計算次頻率。觀測資料的年限愈長，經驗頻率出現的誤差也就愈小。

我國現行《室外排水設計規範》規定，在編制暴雨強度公式時必須具有10a以上自計雨量記錄。在自計雨量記錄紙上，按降雨歷時為5、10、15、20、30、45、60、90、120min，每年每個歷時選擇6～8場最大暴雨記錄，計算其暴雨強度值，然後不論年次，將每個歷時的暴雨強度按大小次序排列，再從中選擇資料年數的3～4倍的最大值，作為統計的基礎資料。（2）暴雨強度的重現期某特定值暴雨強度的重現期是指等於或大於該值的暴雨強度可能出現一次的平均間隔時間，一般用P表示，以年為單位，按如下公式進行計算：式中P—-暴雨強度的重現期（a）；

N—-資料記錄的年限（a）；

m—-等於或大於某特定值的暴雨強度出現的次數。重現期P與年頻率Pn互為倒數，即10．1．2暴雨強度公式

暴雨強度公式是在各地自計雨量記錄分析整理的基礎上，按照我國現行《室外排水設計規範》規定的方法推求出來的。暴雨強度公式是暴雨強度i（或q）、降雨歷時t、重現期P三者間關係的數學運算式，是雨水管渠的設計依據。我國常用的暴雨強度公式為：式中q——設計暴雨強度（L/s·ha）；

P——設計重現期（a）；

t——降雨歷時（min）；A1、c、b、n——地方參數，根據統計方法計算確定。

我國《給水排水設計手冊》第5冊收錄了我國若干城市的暴雨強度公式，統計時可直接選用。目前尚無暴雨強度公式的城鎮，可借用附近氣象條件相似地區城市的暴雨強度公式。10．2雨水管網設計流量計算10．2．1地面徑流與徑流係數1．地面徑流：在地面沿地面坡度流動的雨水，稱為地面徑流。雨水管渠就是收集雨水地面徑流量。2．徑流係數

降雨量<地面滲水量，雨水被地面吸收降雨量>地面滲水量，餘水（兩者之差）在地面開始積水，產生地面徑流降雨強度q大，地面徑流量也大降雨強度q=入滲率，餘