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文檔簡介
1、5.1 排水管道系統(tǒng)布置在平面圖上確定管線的位置及走向常沿分水線劃分流域,將干管放在匯水線上5.1.1排水管道系統(tǒng)布置原則和形式布置原則城市總體規(guī)劃按從主干管、干管、支管的順序進行布置施工、運行和維護方便遠期近期相結(jié)合,考慮分期建設(shè)的可能性,并留有余地充分利用地形,盡量采用重力流排除污水和雨水,并力求使管線最短和埋深最小避免管道埋深太大而不得不設(shè)泵站主干管、干管設(shè)于低處,支管平行于等高線設(shè)置5.1.1排水管道系統(tǒng)布置原則和形式主管線布置形式(1)平行式:干管平行河道(等高線),適用于,地形傾斜嚴重時(2)正交式:干管垂直河道(等高線),管線節(jié)約,適用于地形向河道適當傾斜時,用于分流制的雨水管及
2、古老的合流制(3)截流式:針對合流制,為減輕正交式對水體的污染,發(fā)展為截流式(4)分區(qū)式:地形高差很大時,低區(qū)污水需用泵站提升,與高區(qū)污水一同進入污水廠(5)輻射式:中央高,四周低時或地勢平坦的大城市分散式,雨污水(6)環(huán)繞式:輻射式發(fā)展為環(huán)繞式,減少污水廠數(shù)目,可能要設(shè)泵站集中式,主要是污水圖5-1 排水系統(tǒng)的布置形式(1)正交式;(2)截留式;(3)平行式;(4)分區(qū)式;(5)分散式;(6)環(huán)繞式1-城市邊界;2-排水流域分界線;3-干管;4-主干管;5-污水廠;6-污水泵站;7-出水口5.1.1排水管道系統(tǒng)布置原則和形式5.1.1排水管道系統(tǒng)布置原則和形式 污水管道系統(tǒng)布置排水區(qū)界:可以
3、大于供水區(qū)界排水流域:分水線污水處理廠位置:集中/分散;下游;下風向排出口:下游污水排水管道定線主干管、干管、支管線管線短、埋深小、重力流支管布置:圖5-3方案比較重力流管道定線地形是關(guān)鍵重力流管道投資埋深是關(guān)鍵污水管道系統(tǒng)控制點控制(下游)管道系統(tǒng)埋深高程控制點管道起點(很多)地形較低、位置較遠新管接舊管時,舊管的高程點與其它管線的交叉點特殊要求的點(地下室、人防工程)控制點的確定:計算與分析控制點的埋深影響整個工程造價,需盡可能抬高控制點的抬高處理:做局部處理對于地勢低點,采用局部填土或采用保溫措施或局部采用高強度管道污水泵站中途泵站、局部泵站、終點泵站5.1.1排水管道系統(tǒng)布置原則和形式
4、 雨水管渠系統(tǒng)布置(與污水管道系統(tǒng)相比)排水區(qū)界:行政區(qū)界排水流域:分水線多,充分利用地形,就近排水排出口:多污水排水管道定線地上排水地下排水配合大排水系統(tǒng)小排水系統(tǒng)結(jié)合明渠暗管相結(jié)合滲滯蓄凈用排合理統(tǒng)籌重力流管道定線地形是關(guān)鍵重力流管道投資埋深是關(guān)鍵5.1.2區(qū)域排水系統(tǒng)(自學(xué))污水集中處理全面規(guī)劃、合理減排5.1.3污水綜合治理(自學(xué))5.2 污水管道系統(tǒng)水力計算確定設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(面積、人口數(shù)、定額、防洪標準等)污水管道系統(tǒng)的平面布置污水管道設(shè)計流量計算和水力計算污水管道系統(tǒng)附屬構(gòu)筑物設(shè)計計算(如中途泵站、倒虹管等)污水管道在街道橫斷面上的位置繪制污水管道系統(tǒng)平面圖和縱剖面圖5.2.1設(shè)計
5、管段與設(shè)計流量(給水系統(tǒng)設(shè)計流量復(fù)習)1.確定檢查井位與設(shè)計管段 控制井位必須放置處,如轉(zhuǎn)彎、交匯、管徑和坡度變化處設(shè)計井距(按規(guī)范確定,實際采用小于表中值)養(yǎng)護要求:除控制井位外,較長直線段上也要設(shè)井注意先定控制井位,再在管線上按規(guī)范設(shè)置檢查井支管接入時是否與樹、電桿碰撞對控制檢查井進行編號設(shè)計管段:按控制井位;管段;起點終點;上端下端點復(fù)習: 2.2.1居民生活污水設(shè)計流量1.居住區(qū)居民生活污水n 居民生活污水定額(L/人天)N設(shè)計人口數(shù)復(fù)習: n居民生活污水定額(污水量標準)每人每日排放的平均污水量(P210給水定額(0.80.9))許多城市使用經(jīng)驗數(shù)據(jù),如北京120-150L/(人d)
6、與給水定額的關(guān)系一般小于給水定額:蒸發(fā)、吸收、滲漏、綠植吸收等消耗;但也可能增加(管道接口、井口)石家莊、鞍山、邯鄲等城市取兩定額相等哈爾濱、太原、西安等城市取給水定額的0.8-0.9國外常取0.7-0.8(因有小花園、草地澆水損失)室外排水設(shè)計規(guī)范GB50014排水系統(tǒng)完善的地區(qū)可按用水定額的90%計一般地區(qū)可按用水定額的80%計N 設(shè)計人口數(shù):污水管道服務(wù)的人口數(shù)(到設(shè)計期限終期時)P 人口密度:單位面積上的人口數(shù),人/ha總?cè)丝诿芏劝凑麄€城市面積(包括街道、公園、運動場、水體等非居住區(qū))平均計算,用于方案設(shè)計街區(qū)人口密度按街區(qū)內(nèi)建筑面積(不包括非居住區(qū))計算,常用于技術(shù)設(shè)計或施工圖設(shè)計F
7、 服務(wù)面積:定線后,根據(jù)地形劃分(按分水線),且要與人口密度計算方法相匹配復(fù)習: Kz 將平均日平均時最高日最高時(最不利情況) 查表:P29(源自GB50014) 計算: 大則Kz 小 比流量qq單位面積單位時間排放的平均污水量,L/shaq =nP 將人均污水量n與人口密度P 相乘,便于計算復(fù)習: 復(fù)習:2. 公共建筑污水量數(shù)值較大者,作為集中流量處理其余污水量分攤到城市面積上復(fù)習:3.工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水的設(shè)計流量 (L/s)A1、A2 一般車間、熱車間最大班職工人數(shù),人B1、B2 職工生活污水定額,30、50L/人班C1、C2 一般車間、熱車間最大班淋浴人數(shù),人D1、D2 職工淋
8、浴污水定額,40、60L/人班K1、K2 一般車間、熱車間生活污水時變化系數(shù)T每班工作小時數(shù),h復(fù)習: 2.2.2工業(yè)廢水設(shè)計流量 L/sm排水量標準(m3/單位產(chǎn)品,m3/單位原料,m3/單位設(shè)備,m3L)M平均日產(chǎn)品量、原料量、設(shè)備臺數(shù)T每日生產(chǎn)時數(shù)(h)K總總變化系數(shù)復(fù)習: 2.2.3地下水滲入量按管長或面積取值按設(shè)計污水量取值滲入量較少時可忽略不計復(fù)習:2.2.4 城市污水設(shè)計總流量城市污水設(shè)計總流量Q=居民最高日最高時生活污水量Q1+企業(yè)職工最大班生活和淋浴污水量Q2+工業(yè)廢水量Q3(含公共建筑污水量)+地下水滲入量Q4,即 Q= Q1+ Q2+ Q3 + Q4 (復(fù)習:城市給水系統(tǒng)
9、設(shè)計流量計算)5.2.1設(shè)計管段與設(shè)計流量2.管段設(shè)計流量的確定某造紙廠,生產(chǎn)每噸紙制品排水20m3,日產(chǎn)量為30噸,每日三班制,問生產(chǎn)廢水設(shè)計排放量為多少? Q設(shè)計=Q平均Kh時變化系數(shù)Kh:依行業(yè)而定日排水定額是根據(jù)水量平衡分析確定的某街區(qū)面積18ha,人口密度為P =400人/ha,當?shù)嘏潘繕藴蕿閚 =100L/人d,求1-2管線的污水設(shè)計流量。18ha確定1-2管段服務(wù)面積:匯水區(qū)域劃分對角線法分角線法解:同樣,可求2-4管段承擔的本段流量2-4管段還承擔上游1-2管段轉(zhuǎn)輸來的流量,若附近有集中流量,也直接加在2-4管段。即任意管段的設(shè)計流量=本段流量q1(匯水面積F1)、轉(zhuǎn)輸流量q
10、2(匯水面積F2)和集中流量q3管段設(shè)計流量居住區(qū)造紙廠12345居住區(qū)工廠123458ha8ha2haF=18haP=400人/han=100L/人d廢水7L/s 入4號檢查井管段設(shè)計流量q4-5=?5.2.2污水管道的水力計算1.管道中污水的流動特點重力自流管底標高逐漸降低污水水質(zhì)復(fù)雜近似均勻流5.2.2污水管道的水力計算2.水力計算基本公式采用均勻流公式 R水力半徑(過水斷面/濕周)C謝才系數(shù)n管壁粗糙系數(shù)i 水力坡度5.2.2污水管道的水力計算3.污水管道水力計算參數(shù)5.2.2污水管道的水力計算 不滿流最高日最高時:h/D=1000 0.75(h/D)max(2)設(shè)計流速最小流速(自清
11、流速):最小設(shè)計流速是保證管道內(nèi)不致發(fā)生淤積的流速。根據(jù)國內(nèi)污水管道實際運行情況并參考國外經(jīng)驗vmin=0.6m/s最大流速:最大設(shè)計流速是保證管道不被沖刷損壞的流速(雜質(zhì)對管壁尤其是接口處的摩擦)金屬管:10m/s 非金屬管:5m/s砼明渠:4m/s因最大流速限制,地形太陡時不能用正交式(3)最小管徑污水管道系統(tǒng)的上游管段,設(shè)計污水流量很小,計算得管徑會很小根據(jù)養(yǎng)護經(jīng)驗,管徑過小極易堵塞,比如150mm支管的堵塞次數(shù),有時達到200mm支管堵塞次數(shù)的兩倍,使養(yǎng)護費用增加;而200mm與150mm管道在同樣埋深下,施工費用相差不多因采用較大的管徑,可選用較小的坡度,使管道埋深減小為了養(yǎng)護工作的
12、方便,常規(guī)定一個允許的最小管徑街區(qū)和廠區(qū)內(nèi)Dmin=200mm 街道下 Dmin=300mm(4)不計算管段與最小設(shè)計坡度有些上游管道因為流量很小,如進行水力計算,其h/D很小,i 很大,不必計算,可直接采用:DN200, i min=0.004(對應(yīng)于最小流速)DN300, i min=0.003(對應(yīng)于最小流速)4.污水管道水力計算表六因素:D、n、Q、i、h/D、vP215附錄C注:(1)每個D一張,h/D劃出一個界值,右邊不選用,因為超出了(h/D )max(2)vmin也是一個界限自凈流速,下面不選用 圖的左上角可用 *要適應(yīng)地面坡度例1:Q=30L/s,地面i =0.004,地面平
13、坦。DN300h/D=0.55時(最大):v=0.76i =0.00320.55,用地面坡度作為設(shè)計坡度 i =0.004v=0.83,h/D=0.52特例:不計算管段例2:Q=20L/s,地面i =0.001,如何用表?不計算管段例2:Q=20L/s,地面i =0.001,如何用表?DN300:若用vmin=0.6m/s,i =0.0023,比地面坡度略大,但流速已最??;DN200時:若用(h/D)max=0.55,v=1.11m/s,i =0.013,坡度太大埋深太大DN250時:若(h/D)max=0.55 v=0.73,但i =0.0039略大;若vmin=0.6m/s,h/D (h/
14、D)max=0.55,不計算管段,取DN300,i =0.003不計算管段例3:Q=5L/s,地面平坦。不計算管段例3:Q=5L/s,地面平坦。DN200,vmin=0.6m/s,i =0.006,h/D=0.33,很小為不計算管段,取DN200,i =0.004。一般流量較小時為不計算管段 5.2.3污水管道敷設(shè)1. 埋設(shè)深度埋深管道內(nèi)壁底到地面的距離覆土厚度指管道外壁頂部到地面的距離 兩者相差:管徑D+壁厚,但一般計算忽略壁厚,記為相差一個管徑,即管道埋深-覆土厚度D*最小覆土厚度埋深小費用省,但要求覆土滿足:必須防止污水及周圍土壤凍脹而損壞管道不用完全埋在冰凍線以下:污水為使用過的水,溫
15、度較高,一般城市管道內(nèi)水溫為5-11管道存在坡度,水不停流動,不易冰凍含有鹽分,故冰點降低,在0以下有機物分解放熱*最小覆土厚度必須防止管壁因地面荷載而受壓損壞,應(yīng)設(shè)有緩沖保護層,車行道下最小覆土深0.7m必須滿足街區(qū)污水連接管銜接的要求街道污水管最小埋深P102圖5-15*最小覆土厚度標高:Z2 h標高:Z2 h iL標高:Z2 h iL h*最小覆土厚度冰凍深度地面荷載管道銜接按照最不利原則,選要求下游管線埋深最大的點作為控制點,計算最小覆土厚度或最小埋設(shè)深度例某地區(qū)凍土深0.7m;小區(qū)內(nèi)管道長120m,DN200,i =0.005,小區(qū)地勢平坦;街區(qū)DN300;出戶管埋深0.6m。求街區(qū)
16、起點處的最小埋深及覆土厚度。從出戶管到街區(qū)管道街區(qū)起點處的最小埋深: h=0,最小覆土厚度:*最大埋深埋深太大對施工、養(yǎng)護和投資均不利一般干燥土地中不超過7-8m,較差土壤中不超過5m,否則需設(shè)泵站提升2.污水管的銜接原則防淤:避免上游管段回水下游水面不高于上游水面,下游管底不高于上游管底經(jīng)濟:盡量減少埋深盡可能提高下游管段的高程,以減少管道埋深,降低造價銜接方式管頂平接常用于異徑相接;施工方便,下游埋深大;水面平接常用于同徑相接;P104圖5-16銜接方式(優(yōu)先順序)管頂平接有時會出現(xiàn)下游水面高于上游水面水面平接水面平接有時下游坡度大h/D小會出現(xiàn)下游管底高于上游管底管底平接有時下游D上游D
17、 管底平接自學(xué)3.污水管道在街道上的位置5.2.4污水管道平面圖和總剖面圖例題5-4例題5-4:設(shè)計管段及其設(shè)計流量的確定3.設(shè)計管段的劃分兩個檢查井之間的管段設(shè)計管段:設(shè)計流量不變,管徑和坡度相同,不一定是相鄰兩個檢查井設(shè)計管段可能為兩個以上檢查井之間的管段。凡有集中流量(大工廠、公共建筑物),有交匯處必是設(shè)計管段的起迄點設(shè)計管段的設(shè)計流量流量集中在起點進入設(shè)計管段本段流量q1是從管段沿線街坊流來的污水量(也叫沿線流量);轉(zhuǎn)輸流量q2是從上游管段和旁側(cè)支線管段流來的污水量,與本段流量無關(guān);集中流量q3是從工業(yè)企業(yè)或其它大型公共建筑物流來的污水量。管段設(shè)計流量 先平均再最大(列表計算)4.88
18、管段1-2:1上端管內(nèi)底86.20-2.00=84.202上端水面84.20+h0.153=84.3533下端水面84.353-iL0.330=84.0234下端管內(nèi)底84.023-h0.153=83.8705下端埋深86.10-83.87=2.2312345管段2-3:與管段1-2管頂平接上端管內(nèi)底83.870-0.05=83.820上端埋深86.10-83.82=2.28上端水面83.820+h0.182=84.002下端水面84.002-iL0.700=83.302下端管內(nèi)底83.302-h0.182=83.120下端埋深86.05-83.12=2.93管段3-4:與管段2-3水面平接上
19、端水面83.302上端管內(nèi)底83.302-h0.186=83.116上端埋深=上游管段埋深=2.93下端水面83.302-iL0.476=82.826下端管內(nèi)底82.826-h0.186=82.640下端埋深86.00-82.64=3.36注意正確選擇控制點(控制埋深的點,但不要因此整個管網(wǎng)總體加大埋深)下游D、v宜逐漸增大,但有時地面坡度大,管徑可縮小(縮小不超過100)利用地面坡度(接近),必要時可做跌水井(高差1m)交匯轉(zhuǎn)彎最好90度(不同于給水)管底、水面高程計算精確到0.001埋深、覆土可精確至0.01例1已知設(shè)計管段長50m,地面i=0.003,Q=29L/s,上游管段DN250,
20、h/D=0.5,終點地面標高77.00m,管底標高76.050m,若要求覆土深0.7m,試對設(shè)計管段做水力、高程計算。若與上游管徑相同DN25076.05076.175DN250DN25076.17575.638+h76.038=76.175-hh/D=0.5h/D=0.5576.038-il=75.638i地=0.003i=0.00877.0076.85-75.889=0.960.777.00-i地l=76.8575.638+D=75.889若與上游管段同徑DN250據(jù)(h/D)max=0.55,v=1.05,i=0.008水面平接,下游起點=上游終點水面標高:76.050+0.250.5=
21、76.175m下游起點管底標高: 76.175-0.250.55=76.038m下游終點管底標高: 76.038-500.008=75.638m下游終點覆土深:77.00-(0.00350)-(75.638+0.25)=76.85-75.89=0.96m0.7DN30076.05076.175DN250DN30076.000+h=76.16576.000= 76.050-Dh/D=0.5h/D=0.5576.000-il=75.850i地=0.003i=0.003=i地77.0076.85-76.15=0.700.777.00-i地l=76.8575.850+D=76.15076.30076.
22、300DN300管頂平接,i=0.003h/D=0.55,v=0.73,下游起點管頂標高:76.050+0.25=76.300m下游起點管底標高:76.050-0.05=76.000m下游起點水面標高:76.000+0.30.55=76.165m下游終點管底標高:76.000+0.0350=75.850m下游終點覆土厚度:76.85-(75.85+0.3)=0.70m例2若數(shù)據(jù)如上題,地面坡度0.1,如何設(shè)計?若DN250,坡度等同上題:則下游末端處地面標高:77.00-0.150=72.00,管道高出地面,若DN250 ,i接近地面坡度,此時圖上查不到,根據(jù)水力計算表:i=0.07,v=2.
23、31m/s,h/D=0.30,管道未充分利用例2若數(shù)據(jù)如上題,地面坡度0.1,如何設(shè)計?若DN250,坡度等同上題:則下游末端處地面標高:77.00-0.150=72.00,管道高出地面,若DN250 ,i接近地面坡度,此時圖上查不到,根據(jù)水力計算表:i=0.07,v=2.31m/s,h/D=0.30,管道未充分利用若DN200,i=0.1同地面坡度,此時圖上查不到,根據(jù)水力計算表:i=0.1,v=2.7m/s,h/D=0.38(i=0.08,v=2.5m/s,h/D=0.40)此時管底平接,下游起點管底標高:76.050m下游終點管底標高:76.050-500.1=71.050m校核下游管道
24、終點覆土深:77.00-(0.150)-(71.05+0.2)=72.00-71.25=0.75m0.7m例3若數(shù)據(jù)如上題,地面坡度0.2,如何設(shè)計?DN200,i=0.2(同地面),計算得v=5.2m/s5m/sDN200,v=5.0m/s(用最大流速計算)i=0.13,此時下游高出地面此時從下游覆土深的最小值推算確定上游埋深:末端地面標高:77.00-i地L500.2=67.00m末端管底標高:67.00-0.7-0.2=66.10m起端管底標高:66.10+500.13=72.60m井上下游管底差:76.05-72.60=3.45m跌水井76.05076.175DN250h/D=0.5i
25、地=0.277.00某管段Q=40L/s,管段長50m,地面坡度0.015,上端地面標高54.00m,上游管段終端管底標高53.050m,DN250,h/D=0.6,要求滿足最小覆土深0.7m,試做管道水力、高程計算。例4 DN250,取管道i地面i, i=0.015,(h/D)max=0.55,v=1.43接管?同徑,水面平接?但下游h/D=0.55上游h/D=0.6,所以,下游管底會高于上游管底。改用管底平接,再校核下端的覆土深5.3 雨水管道系統(tǒng)水力計算5.3.1降雨損失5.3.2雨水管渠設(shè)計流量5.3.3雨水管渠水力計算基本參數(shù)5.3.4雨水管渠水力計算圖表5.3.5雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計計
26、算步驟5.3.6雨水徑流調(diào)蓄5.3.1 降雨損失降雨總量=降雨損失+降雨徑流降雨徑流(徑流雨水、有效降雨)概念:開發(fā)、低影響開發(fā)并非所有雨水均進入管道:滲/滯/蓄/凈/用/排目的:依據(jù)降雨總量,確定降雨徑流量,作為雨水排水管渠系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)復(fù)習雨量因素降雨量H降雨歷時t暴雨強度i(mm/min),q(L/s.ha)暴雨強度的頻率Pn暴雨強度的重現(xiàn)期P5.3.2雨水管渠設(shè)計流量并非所有雨水均進入管道,如:滲/滯/蓄/用匯水面積小于2km2時,用暴雨強度計算: 恒定均勻流推理公式 (L/s)Q雨水設(shè)計流量(L/s)徑流系數(shù),其數(shù)值小于1F匯水面積(ha)q設(shè)計暴雨強度(L/sha) 室外排水設(shè)計規(guī)
27、范(2014版)(一)徑流系數(shù)的確定1.定義:徑流量與降雨量的比值稱徑流系數(shù),其值常小于12.影響因素:地面覆蓋情況、地面坡度、地貌、建筑密度的分布、路面鋪砌、降雨歷時、暴雨強度及暴雨雨型等3.的確定:表5-13(按規(guī)范,按地面種類加權(quán)平均計算綜合徑流系數(shù))隨著城市發(fā)展,在增大,需具體問題具體分析,有的地區(qū)取0.8管理:控制因建設(shè)開發(fā)而引起的值增大。地區(qū)開發(fā)應(yīng)充分體現(xiàn)低影響開發(fā)(LID)理念,執(zhí)行規(guī)劃控制的綜合徑流系數(shù)指標和徑流量控制指標地面種類徑流系數(shù)各種屋面、混凝土或瀝青路面0.850.95大塊石鋪砌路面或瀝青表面處理的碎石路面0.550.65級配碎石路面0.400.50干砌磚石或碎石路面
28、0.350.40非鋪砌土路面0.250.35公園或綠地0.100.20區(qū)域情況綜合徑流系數(shù)城鎮(zhèn)建筑密集區(qū)0.600.85城鎮(zhèn)建筑較密集區(qū)0.450.60城鎮(zhèn)建筑稀疏區(qū)0.200.45綜合徑流系數(shù)值北京:0.5-0.7上海:0.5-0.8天津:0.45-0.6深圳:舊城區(qū)0.7-0.8;新城區(qū)0.6-0.7綜合徑流系數(shù)高于0.7的地區(qū)應(yīng)采用滲透 、調(diào)蓄等措施(建設(shè)區(qū)內(nèi)源頭控制;避免增加市政設(shè)施擴建壓力)(二)設(shè)計暴雨強度q=167i各地有相應(yīng)參數(shù)A1、c、b要確定的變量為P、t設(shè)計降雨歷時t 徑流過程分析集流點0雨水集中流到此點地面坡度均勻,有1、2、3、4 四條等流時線:線上各點流至0點的時間
29、相等。最遠的一條線4流至0點的時間最長,4即為匯水面積的集流時間設(shè)1=1分鐘,2=2分鐘,3=3分鐘,4=4分鐘設(shè)雨開始下T=0時T=1min末,F(xiàn)1上的雨水達0點T=2min末,F(xiàn)1上的第2分鐘的雨水及F2上的第1分鐘的雨水達0點T=3min末,F(xiàn)1上的第3分鐘的雨水,F(xiàn)2上的第2分鐘的雨水及F3上的第1分鐘的雨水達0點T=4min末,F(xiàn)1上的第4分鐘的雨水,F(xiàn)2上的第3分鐘的雨水,F(xiàn)3上的第2分鐘的雨水及F4上的第1分鐘的雨水達0點 即T=4min時:所有面積上的雨水均達到0點,但到達0點的雨水并不是同一時刻的降水!T=5min:F1上的第5分鐘的雨水到0點F2上的第4分鐘的雨水到0點F3
30、上的第3分鐘的雨水到0點F4上的第2分鐘的雨水到0點而第1分鐘下的雨已過了0點T=6min:F1上的第6分鐘的雨水到0點F2上的第5分鐘的雨水到0點F3上的第4分鐘的雨水到0點F4上的第3分鐘的雨水到0點而第2分鐘下的雨已過了0點1-4分鐘,到達0點雨水的面積在增加,到第5分鐘面積不再增加如雨下了8分鐘停止T=5-8min:到達0點雨水的面積一直不變T=9min時:F1上的雨水已過了0點(匯入0點量為0),F(xiàn)2上的第8分鐘的雨水到0點,F(xiàn)3上的第7分鐘的雨水到0點,F(xiàn)4上的第6分鐘的雨水到0點T=10min時:F1、F2上的雨水均過了0點,F(xiàn)3、F4上的第8分鐘、第7分鐘的雨水到0點雨停后,到
31、達0點雨水的面積減少,第12分鐘至0降雨歷時t與集流時間0的關(guān)系0 :服務(wù)面積上最遠點流到設(shè)計斷面的時間若t0 ,只有部分面積上的雨水到達集流點(設(shè)計斷面)(t增加,面積也增加)若t=0 ,正好全部面積上的雨水到達集流點若t0 ,t再增加,面積也不再增加,因為面積已達到最大值t降雨全時,流至集流點的雨水面積又減小降雨歷時t的確定分析公式 t越大,雨水排除能力Q越小,不利于排水 t小時,并非全部雨水均到集流點,即匯水面積F會小只有在一個極限時刻t=0時,全部面積的雨水均到集流點且tmin 計算一段管Q設(shè)計時t取為0 設(shè)計重現(xiàn)期P設(shè)計重現(xiàn)期為P以平均P年出現(xiàn)一次的暴雨強度來設(shè)計管道;設(shè)計的雨水管道
32、平均P年滿流或溢流一次表5-14P值大安全,設(shè)計流量Q大,管渠斷面大,投資大,溢流次數(shù)少P值小經(jīng)濟,但排水不暢、積水可能性大,影響交通、生產(chǎn)、生活,需強化建筑基礎(chǔ)設(shè)計重現(xiàn)期P設(shè)計重現(xiàn)期為P以平均P年出現(xiàn)一次的暴雨強度來設(shè)計管道;設(shè)計的雨水管道平均P年滿流或溢流一次設(shè)計重現(xiàn)期P(三)降雨面積和匯水面積降雨面積降雨所籠罩的面積,即下到雨的地面面積匯水面積F 雨水管道的服務(wù)面積,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,即降雨是非均勻分布的;但是,因管道的匯水面積一般不大(一般小于2km2,最遠點的集水時間不至超過10min到15min),在此小匯水面積里認為雨量是均勻的,即各
33、點的暴雨強度i 一樣,雨量計所測得的點雨量資料可以代表整個小匯水面積的面雨量資料,即不考慮降雨在面積上的不均勻性(二)設(shè)計暴雨強度用數(shù)學(xué)模型表示各參數(shù)間的關(guān)系,既要簡單好用又要有一定精度1.數(shù)理統(tǒng)計法普遍采用主要城市的暴雨強度公式注意單位:q 設(shè)計暴雨強度(L/s.ha)P 設(shè)計重現(xiàn)期(a)t 降雨歷時(min)A1,c,b,n 地方參數(shù)(數(shù)理統(tǒng)計方法計算)2.年最大值法有20年以上自動雨量記錄管道系統(tǒng)各段設(shè)計流量? 例題:已知匯水面積如圖,3塊面積相等。 ,求各管段設(shè)計流量。F=5ha=0.6P=2aF=5ha=0.6P=2aF=5ha=0.6P=2aF=5ha=0.6P=2aF=5ha=0
34、.6P=2aF=5ha=0.6P=2at = 0+t1-2t = 0+t1-2+t2-3t = 05.3.3雨水管渠水力計算基本參數(shù)1.設(shè)計充滿度:滿流,h/D=12.設(shè)計流速最小設(shè)計流速:管道0.75m/s;明渠0.40m/s最大設(shè)計流速:金屬管10.0;非金屬管5.0m/s 明渠(表5-12) 3.最小管徑與坡度:300/0.0034.埋深(同污水管渠)5.3.4雨水管渠水力計算圖表例題已知Q=300L/s,地面坡度i=0.0015,查圖練習。已知Q=300L/s,地面坡度i=0.0015,查圖練習??刹樽钚×魉?.75線上,如 DN500,i=0.006,v=1.5太陡 DN600,i=
35、0.002.5,v=1.05 根據(jù)埋深定管徑 DN700,i=0.0011,v=0.78例題已知匯水面積如圖,3塊面積相等, ,求各管段流量。F=5ha=0.6P=2aF=5ha=0.6P=2aF=5ha=0.6P=2a查表,D=700,i=0.0013,v=0.85;查表,D=800,i=0.0019,v=1.16;查表,D=900,i=0.0019,v=1.22;查表,D=700,i=0.0013,v=0.85;例=0.5,地勢平坦,暴雨強度公式 ,P=3,求各管段流量。查表,D=1000,i=0.0006,v=0.78查表,D=1100,i=0.001,v=1.025.3.5雨水管渠系統(tǒng)
36、設(shè)計計算步驟重力流、滿流(翻越高地或長距離輸送可壓力流)1.定線:利用地形就近排入水體2.劃分管段和匯水面積3.確定各排水流域的平均徑流數(shù)值4.確定設(shè)計重現(xiàn)期P,地面集水時間t5.水力計算(列表)與平剖布置(繪圖)例題5-7=0.50tl=10minP=2a管道起點埋深1.30m1235910111216171819設(shè)計管段編號管長L(m)匯水面積 F(ha)管內(nèi)雨水流行時間(min)單位面積徑流量q0(L/(sha)管段設(shè)計流量Q(L/s)管徑D(mm)坡度i() t2=L/v t2=l/v(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)l-21501.6903.2956.6494.5
37、84002.12-31004.073.291.9840.29163.985001.93-51006.675.271.9835.05233.786001.55-914010.727.252.5931.25335.007001.49-lO10018.249.841.6327.60503.428001.510-1110020.1011.471.5925.79518.388001.611-1212022.9413.061.7924.29557.218001.812-1615029.8314.852.2722.84681.329001.516-1712031.2217.121.8221.28(664.3
38、6)681.329001.517-1815039.1218.941.9720.23791.4090023120.811.8219.26853.419002.3流速v管道輸水能力Q坡降iL設(shè)計地面標高(m)設(shè)計管內(nèi)底標高(m)埋深(m)(m/s)(L/s)(m)起點終點起點終點起點終點(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)(18)0.7696.000.31514.03014.06012.73012.4151.301.650.84165.000.19014.06014.06012.31512.1251.751.940.84240.00O.1501
39、4.06014.06012.02511.8752.042.270.90350.000.19614.04013.60011.77511.5792.372.021.02520.000.15013.60013.60011.47911.3292.122.271.05530.000.16013.60013.60011.32911.1692.272.431.12560.000.21613.60013.60011.16910.9532.432.651.10700.000.22513.60013.58010.85310.6372.752.941.11700.000.18013.58013.57010.63710.4572.973.111.29810.000.30013.57013.57010.45710.1573.113.411.37870.000.34513.57013.55010.1579.8123.413.74雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計計算小結(jié)匯水面積逐漸增大面積疊加法t2從0開始,逐漸增大單位面積徑流量q0逐漸減小管段流量,逐漸增大(或不變)管徑逐漸增大(或不變),劃分面積宜細小管內(nèi)底標高逐漸降低(或不變)1235910111216171819面積疊加法用于規(guī)劃設(shè)計,方法簡便,但所得的設(shè)計流量偏?。ㄓ晁芮┝髁刊B加法用于工程設(shè)計,所得的設(shè)計流量偏于安全(雨、污水管渠)5.3.6雨水徑流調(diào)節(jié)
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