第九章-雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算-課件

第9章雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算ppt課件第9章雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算ppt課件第9章雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算9．1雨量分析與暴雨強(qiáng)度公式9．2雨水管網(wǎng)設(shè)計流量計算9．3雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算9.4合流制管網(wǎng)設(shè)計與計算第9章雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算9．1雨量分析與暴雨強(qiáng)度公式

1．確定當(dāng)?shù)氐谋┯陱?qiáng)度公式或暴雨強(qiáng)度曲線；

2．劃分排水流域，進(jìn)行雨水管渠的定線；

3．劃分設(shè)計管段，計算各設(shè)計管段雨水設(shè)計流量；

4．進(jìn)行管渠的水力計算，確定各設(shè)計管段的管徑、坡度、標(biāo)高及埋深。

5．繪制管渠平面圖及縱剖面圖。雨水管渠設(shè)計的主要內(nèi)容包括：1．確定當(dāng)?shù)氐谋┯陱?qiáng)度公式或暴雨強(qiáng)度曲線；雨水管渠設(shè)降水分布是指各地區(qū)降水不均勻。全球平均年降水量為930mm。全球大陸平均年降水量為700mm。中國平均年降水量為629mm。中國大陸降水分布的特點是南方多，北方少，東部多，西部少。降水分布是指各地區(qū)降水不均勻。全球平均年降水中國年平均降雨量分布例如：吐魯番16.4毫米。最少的地方在吐魯番盆地西側(cè)的托克遜（海拔不到1米），年雨量平均只有6.9毫米。據(jù)報道，吐魯番盆地南部寸草不生的卻勒塔格荒漠等地區(qū)，有些年份終年滴雨不降。

由于干旱地區(qū)雨量變化率大，平均年雨量隨年代長短而有很大波動，因此，其平均值意義不大。臺灣省北端基隆南側(cè)的火燒寮，曾出現(xiàn)8409.0毫米的記錄。云南省的金平，2267.3毫米。新疆吐魯番盆地、塔里木盆地和青海柴達(dá)木盆地等，年雨量一般在25毫米以下。中國年平均降雨量分布例如：吐魯番16.4毫米。最少的地方在吐第九章--雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算--課件9.1雨量分析與暴雨強(qiáng)度公式雨水設(shè)計流量是雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計的依據(jù)。由于雨水徑流的特點是流量大而歷時短，因此應(yīng)對雨量進(jìn)行分析，以便經(jīng)濟(jì)合理地推算暴雨量和徑流量，作為雨水管渠的設(shè)計流量。9.1.1雨量分析

降雨現(xiàn)象的分析，是用降雨量、暴雨強(qiáng)度、降雨歷時、降雨面積和重現(xiàn)期等因素來表示降雨的特征。9.1雨量分析與暴雨強(qiáng)度公式雨水設(shè)計流量是雨水管渠

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。1．降雨量

2．降雨歷時是指連續(xù)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(xù)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(qiáng)度（暴雨強(qiáng)度）降雨強(qiáng)度是指某一連續(xù)降雨時段內(nèi)的平均降雨量，即單位時間的平均降雨深度，用i表示。2．降雨歷時3．降雨強(qiáng)度（暴雨強(qiáng)度）（mm/min）在工程上統(tǒng)計的降雨多屬暴雨性質(zhì)，故稱暴雨強(qiáng)度，常用單位時間內(nèi)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(guān)系為：

q＝167i式中167-—換算系數(shù)。（mm/min）在工程上統(tǒng)計的降雨多屬暴雨性質(zhì)，故稱暴雨強(qiáng)度是描述暴雨特征的重要指標(biāo)，也是確定雨水設(shè)計流量的重要依據(jù)。在任一場暴雨中，暴雨強(qiáng)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(yīng)的暴雨強(qiáng)度將小于短歷時對應(yīng)的暴雨強(qiáng)度。在推求暴雨強(qiáng)度公式時，降雨歷時常采用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(yīng)各降雨歷時的最大降雨量。由于在各降雨歷時內(nèi)每個時刻的暴雨強(qiáng)度也是不同的，所以計算出的各歷時的暴雨強(qiáng)度稱為最大平均暴雨強(qiáng)度。暴雨強(qiáng)度是描述暴雨特征的重要指標(biāo)，也是確定雨水設(shè)計流量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，即降雨的范圍。（2）匯水面積——是指雨水管渠匯集雨水的面積，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(qiáng)度是不相等的，但在城鎮(zhèn)雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計中，設(shè)計管渠的匯水面積較小，一般小于100km2，其匯水面積上最遠(yuǎn)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布，認(rèn)為各點的暴雨強(qiáng)度都相等。4．降雨面積和匯水面積任一場暴雨在降雨面積上各點的暴

5．降雨的頻率和重現(xiàn)期（1）暴雨強(qiáng)度的頻率某一大小的暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)的可能性是不能預(yù)知的，只能通過對以往大量觀測資料的統(tǒng)計分析，計算其發(fā)生的頻率，才能推求其今后發(fā)生的可能性。某特定值暴雨強(qiáng)度的頻率是指等于或大于該值的暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)的次數(shù)m與觀測資料總項數(shù)n之比的百分?jǐn)?shù)，即：%n——觀測資料總項數(shù)m——暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)的次數(shù)5．降雨的頻率和重現(xiàn)期（1）暴雨強(qiáng)度的頻率%n——觀測資料如頻率P=1%，即是等于或大于這個暴雨強(qiáng)度在1年內(nèi)可能發(fā)生1%次，或者在100年內(nèi)可能發(fā)生一次，也就是發(fā)生一次的時間間隔為100年。又如暴雨強(qiáng)度頻率P=50%，即在100年內(nèi)可能發(fā)生50次，重現(xiàn)一次的時間間隔平均為2年如頻率P=1%，即是等于或大于這個暴雨強(qiáng)度在1年內(nèi)可能發(fā)生1n=N，N—降雨觀測資料的年數(shù)若平均每年選入M個雨樣數(shù)，稱為次頻率式。n=N·M，M——每年選入的平均雨樣數(shù)

若每年只選一個雨樣（年最大值法），稱為年頻率式n=N，N—降雨觀測資料的年數(shù)n=N·M，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(shù)若平均每年選入M個雨樣數(shù)，稱為次頻率式。n=N·M，M——每年選入的平均雨樣數(shù)

若每年只選一個雨樣，稱為年頻率式n=N，%N——降雨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(nèi)的暴雨強(qiáng)度值，因而n是有限的。按上式求得的暴雨強(qiáng)度的頻率，只能反映一定時期內(nèi)的經(jīng)驗，不能反映整個降雨的規(guī)律，故稱為經(jīng)驗頻率。因此，水文計算常采用公式％計算年頻率，用公式％計算次頻率。觀測資料的年限愈長，經(jīng)驗頻率出現(xiàn)的誤差也就愈小。這一定義是假定降雨觀測資料年限非常長，可代表降雨的整我國現(xiàn)行《室外排水設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，在編制暴雨強(qiáng)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(qiáng)度值，然后不論年次，將每個歷時的暴雨強(qiáng)度按大小次序排列，再從中選擇資料年數(shù)的3～4倍的最大值，作為統(tǒng)計的基礎(chǔ)資料。我國現(xiàn)行《室外排水設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，在編制暴雨強(qiáng)度公式（2）暴雨強(qiáng)度的重現(xiàn)期某特定值暴雨強(qiáng)度的重現(xiàn)期是指等于或大于該值的暴雨強(qiáng)度可能出現(xiàn)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(jìn)行計算：式中P—-暴雨強(qiáng)度的重現(xiàn)期（a）；

N—-資料記錄的年限（a）；

m—-等于或大于某特定值的暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)的次數(shù)。重現(xiàn)期P與年頻率Pn互為倒數(shù)，即（2）暴雨強(qiáng)度的重現(xiàn)期式中P—-暴雨強(qiáng)度的重現(xiàn)期（a舉例：教材：P66表3-2總個數(shù)時按30年的4倍選取的。舉例：教材：P66表3-2總個數(shù)時按30年的4倍選取的。第九章--雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算--課件第九章--雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算--課件暴雨強(qiáng)度曲線暴雨—暴雨強(qiáng)度曲線暴雨—9．1．2暴雨強(qiáng)度公式暴雨強(qiáng)度公式是在各地自計雨量記錄分析整理的基礎(chǔ)上，按照我國現(xiàn)行《室外排水設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的方法推求出來的。暴雨強(qiáng)度公式是暴雨強(qiáng)度i（或q）、降雨歷時t、重現(xiàn)期P三者間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式，是雨水管渠的設(shè)計依據(jù)。我國常用的暴雨強(qiáng)度公式為：9．1．2暴雨強(qiáng)度公式暴雨強(qiáng)度公式是在各地自計雨量記式中q——設(shè)計暴雨強(qiáng)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)，根據(jù)統(tǒng)計方法計算確定。我國《給水排水設(shè)計手冊》第5冊收錄了我國若干城市的暴雨強(qiáng)度公式，統(tǒng)計時可直接選用。目前尚無暴雨強(qiáng)度公式的城鎮(zhèn)，可借用附近氣象條件相似地區(qū)城市的暴雨強(qiáng)度公式。式中q——設(shè)計暴雨強(qiáng)度（L/s·ha）；我國《部分城市暴雨強(qiáng)度公式參數(shù)部分城市暴雨強(qiáng)度公式參數(shù)9．2雨水管網(wǎng)設(shè)計流量計算雨水設(shè)計流量計算公式：式中：Q—雨水溝道的設(shè)計流量，L/s；

F—匯水面積，hm2；

q—設(shè)計暴雨強(qiáng)度，L/（s·hm2）；

ψ

—徑流系數(shù)，其值小于1，地面徑流量與降雨量之比。9．2雨水管網(wǎng)設(shè)計流量計算雨水設(shè)計流量計算公式：式中：Q9．2雨水管網(wǎng)設(shè)計流量計算9．2．1地面徑流與徑流系數(shù)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．徑流系數(shù)降雨量<地面滲水量，雨水被地面吸收降雨量>地面滲水量，余水（兩者之差）在地面開始積水，產(chǎn)生地面徑流9．2雨水管網(wǎng)設(shè)計流量計算1．地面徑流：在地面沿地面坡度植物截留降雨余水地面徑流土壤滲流植物截留我國現(xiàn)行《室外排水設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定的徑流系數(shù)ψ值見下表：徑流系數(shù)ψ值我國現(xiàn)行《室外排水設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定的徑流系數(shù)ψ值見下在雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計中，匯水面積通常是由各種性質(zhì)的地面覆蓋組成的，隨著它們占有的面積比例變化，ψ值也各異。因此整個匯水面積的徑流系數(shù)應(yīng)采用平均徑流系數(shù)，其值是按各類地面面積用加權(quán)平均法計算求得，即：式中Ｆi——匯水面積上各類地面的面積（ha）；

ψi——相應(yīng)于各類地面的徑流系數(shù)；

Ｆ——全部匯水面積（ha）。在雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計中，匯水面積通常是由各種性質(zhì)的地面第九章--雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算--課件第九章--雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算--課件第九章--雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算--課件2.設(shè)計暴雨強(qiáng)度的確定（1）設(shè)計重現(xiàn)期P的確定設(shè)計重現(xiàn)期是指在一個較長的統(tǒng)計期限內(nèi)，設(shè)計暴雨強(qiáng)度的降雨重新出現(xiàn)一次的平均時間間隔，單位為年。◆若選用較高的設(shè)計重現(xiàn)期，計算所得設(shè)計暴雨強(qiáng)度大，相應(yīng)的雨水設(shè)計流量大，管渠的斷面相應(yīng)大。這對于防止地面積水是有利的，安全性高。但經(jīng)濟(jì)上則因管渠設(shè)計斷面的增大而增加了；2.設(shè)計暴雨強(qiáng)度的確定（1）設(shè)計重現(xiàn)期P的確定◆若選用較低的設(shè)計重現(xiàn)期，管渠斷面可相應(yīng)減小，雖然可以降低工程造價，但可能發(fā)生排水不暢、地面積水而影響交通，甚至給城市人民的生活及工業(yè)生產(chǎn)造成危害。因此，必需結(jié)合我國國情，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面統(tǒng)一考慮。一般：低洼地段大于高地；干管大于支管；工業(yè)區(qū)大于居住區(qū)；市區(qū)高于郊區(qū)。最小不宜低于0.33年?！羧暨x用較低的設(shè)計重現(xiàn)期，管渠斷面可相應(yīng)減小，雖然可以降低北京天安門廣場的雨水管道，其設(shè)計重現(xiàn)期為10年。北京天安門廣場的雨水管道，其設(shè)計重現(xiàn)期為10國內(nèi)部分城市設(shè)計重現(xiàn)期國內(nèi)部分城市設(shè)計重現(xiàn)期以排水面積中最遠(yuǎn)一點到集水點的雨水流行時間作為設(shè)計降雨歷時。式中：（2）設(shè)計降雨歷時的確定t—設(shè)計降雨歷時（排水面積的集水時間），min；t1—地面匯流時間，min；t2—雨水在管渠內(nèi)流行時間，min；V為（m/s）；l—計算管段長度，m；—各設(shè)計管段滿流時的流速，m/s;m—折減（延緩）系數(shù)，明渠：m=1.2；暗管：m=2。以排水面積中最遠(yuǎn)一點到集水點的雨水流行時間作地面集水時間t1——是指雨水從匯水面積上最遠(yuǎn)點流到雨水口的地面流行時間。

地面集水時間受地形坡度、地面鋪砌、植被、距離長短等因素影響，主要取決于水流距離的長短和地面坡度。在工程實踐中，地面集水時間通常不予計算，一般采用5～15min(《室外排水設(shè)計規(guī)范》規(guī)定)。地面集水時間t1一般在建筑密度較大、地形較陡、雨水口布置較密的地區(qū)，宜采用較小值，取t1＝5～8min。在建筑密度較小、地形較平坦、雨水口布置較疏的地區(qū)，宜采用較大值，取t1＝10～15min。同時，起點檢查井上游地面雨水流行距離以不超過120～150m為宜。應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w條件，合理選定t1

值。

t1選用過大，將會造成排水不暢，致使管道上游地面經(jīng)常積水；選用過小，又將加大雨水管渠尺寸，從而增加工程造價。一般在建筑密度較大、地形較陡、雨水口布置較密的地區(qū)，宜采第九章--雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算--課件第九章--雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算--課件折減系數(shù)m的確定提出的原因如下：

1）雨水管渠按滿流設(shè)計，但降雨時，管渠中不總是滿流，也并非一開始就達(dá)到設(shè)計流速，而是隨著降雨歷時的增長逐漸達(dá)到設(shè)計流速。這樣，雨水在管渠內(nèi)的實際流行時間與計算得出的流行時間不符，需要采用一個系數(shù)進(jìn)行修正。（前蘇聯(lián)，蘇林教授，蘇林系數(shù)20%）。折減系數(shù)m的確定2）雨水管渠各設(shè)計管段的設(shè)計流量是按照相應(yīng)于該管段集水時間的設(shè)計暴雨強(qiáng)度來計算的，所以，各管段的最大流量不大可能在同一時間發(fā)生。當(dāng)任一管段出現(xiàn)設(shè)計流量時，其他管段（特別是上游管段）不一定都是滿流，上游管道存在空隙容量，起到調(diào)蓄（緩沖）管段內(nèi)最大流量的作用（必然會增長排水時間），從而削減其高峰流量，減小管渠斷面尺寸，降低工程造價。

——管道調(diào)蓄利用系數(shù)。2）雨水管渠各設(shè)計管段的設(shè)計流量是按照相應(yīng)于該管段集水時間的考慮以上兩個原因，在設(shè)計降雨歷時計算時引入折減系數(shù)m，延緩管內(nèi)流行時間，使之更接近于實際情況，并達(dá)到折減管段設(shè)計流量，減小管渠斷面尺寸的目的。折減系數(shù)m實際是蘇林系數(shù)（1.2）與管道調(diào)蓄利用系數(shù)（1.67）兩者的乘積。

規(guī)范（《室外排水設(shè)計規(guī)范》）規(guī)定：暗管m=2，明渠m=1.2，在陡坡地區(qū)，暗管m＝1.2～2?？紤]以上兩個原因，在設(shè)計降雨歷時計算時引入折第九章--雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算--課件9．2．2斷面集水時間與折減系數(shù)1．集水時間——指雨水從匯水面積上最遠(yuǎn)點流到設(shè)計的管道斷面所需時間。（min）2．式中

——設(shè)計降雨歷時（min）；

t1——地面集水時間（min）；

t2——管渠內(nèi)雨水流行時間（min）；

m——折減系數(shù)。9．2．2斷面集水時間與折減系數(shù)（1）地面集水時間t1的確定

地面集水時間是指雨水從匯水面積上最遠(yuǎn)點流到雨水口的地面流行時間。地面集水時間受地形坡度、地面鋪砌、地面植被情況、距離長短等因素的影響，主要取決于水流距離的長短和地面坡度。在工程實踐中，地面集水時間通常不予計算，一般采用5～15min。（1）地面集水時間t1的確定一般在建筑密度較大、地形較陡、雨水口布置較密的地區(qū)，宜采用較小值，取t1＝5～8min。在建筑密度較小、地形較平坦、雨水口布置較疏的地區(qū)，宜采用較大值，取t1＝10～15min。同時，起點檢查井上游地面雨水流行距離以不超過120～150m為宜。應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w條件，合理地選定t1值。

t1選用過大，將會造成排水不暢，致使管道上游地面經(jīng)常積水；選用過小，又將加大雨水管渠尺寸，從而增加工程造價。一般在建筑密度較大、地形較陡、雨水口布置較密的地區(qū)，宜采（2）管渠內(nèi)雨水流行時間t2的確定t2是指雨水在管渠內(nèi)的流行時間，即：

式中t2——管渠內(nèi)雨水流行時間（min）；

L——各設(shè)計管段的長度（m）；

v——各設(shè)計管段滿流時的流速（m/s）；

60——單位換算系數(shù)。（2）管渠內(nèi)雨水流行時間t2的確定（3）折減系數(shù)m的確定折減系數(shù)m的提出原因如下：

1）雨水管渠按滿流設(shè)計，但降雨時，管渠中的水流并非一開始就達(dá)到設(shè)計流速，而是隨著降雨歷時的增長逐漸達(dá)到設(shè)計流速的。這樣，按公式算出的管渠內(nèi)流行時間t2將比實際時間偏小。（3）折減系數(shù)m的確定2）雨水管渠內(nèi)各設(shè)計管段的設(shè)計流量是按照相應(yīng)于該管段的集水時間的設(shè)計暴雨強(qiáng)度來計算的，所以，各管段的最大流量不大可能在同一時間發(fā)生。當(dāng)任一管段出現(xiàn)設(shè)計流量時，其他管段（特別是上游管段）不一定都是滿流.2）雨水管渠內(nèi)各設(shè)計管段的設(shè)計流量是按照相應(yīng)于該管段的集水時管渠內(nèi)的有一部分空隙容量，可設(shè)想利用該空隙容量暫時貯存一部分雨水，起到調(diào)蓄管段內(nèi)最大流量的作用，從而削減其高峰流量，減小管渠斷面尺寸，降低工程造價。為了利用管道的這種調(diào)蓄能力，應(yīng)使管內(nèi)水流實際流速低于設(shè)計流速，故要延緩管內(nèi)流行時間t2。管渠內(nèi)的有一部分空隙容量，可設(shè)想利用該空隙容量暫時貯考慮到以上兩個原因，在設(shè)計降雨歷時計算時引入了折減系數(shù)m，延緩了管內(nèi)流行時間，使之更接近于實際情況，并達(dá)到折減管段設(shè)計流量，減小管渠斷面尺寸的目的。規(guī)范規(guī)定：暗管m=2，明渠m=1.2，在陡坡地區(qū)的暗管m＝1.2～2。考慮到以上兩個原因，在設(shè)計降雨歷時計算時引入了折減系2．例題2．例題雨水從各匯水面積上最遠(yuǎn)點分別流入雨水口a、b、c、d的地面集水時間均為τ1，并假設(shè)：

1）匯水面積隨集水時間的增加而均勻增加；

2）降雨歷時t等于或大于匯水面積上最遠(yuǎn)點的雨水流達(dá)設(shè)計斷面的集水時間τ1；

3）徑流系數(shù)ψ為定值。雨水從各匯水面積上最遠(yuǎn)點分別流入雨水口a、b、c、（1）設(shè)計管段1～2的雨水設(shè)計流量直到t＝τ1時，F(xiàn)1全部面積上的雨水均已全部流到設(shè)計斷面，這時管段1～2內(nèi)流量達(dá)到最大值。

（L/s）式中q1——管段1～2的設(shè)計暴雨強(qiáng)度，即相應(yīng)降雨歷時t＝τ1時的暴雨強(qiáng)度（L/s·ha）。（1）設(shè)計管段1～2的雨水設(shè)計流量（L/s）式中q1—（2）設(shè)計管段2～3的雨水設(shè)計流量該設(shè)計管段收集匯水面積F1和F2上的雨水，2斷面為管段2～3的設(shè)計斷面。當(dāng)t＝τ1+t1－2時，F(xiàn)1和F2全部面積上的雨水均流到2斷面，管段2～3的流量達(dá)到最大值。即：

（L/s）式中q2——管段2～3的設(shè)計暴雨強(qiáng)度，即相應(yīng)于降雨歷時t＝τ1+t1－2的暴雨強(qiáng)度（L/s·ha）；

t1－2——管段1～2的管內(nèi)雨水流行時間（min）。（2）設(shè)計管段2～3的雨水設(shè)計流量（L/s）式中q2—（3）設(shè)計管段3～4的雨水設(shè)計流量

（L/s）式中q3——管段3～4的設(shè)計暴雨強(qiáng)度，即相應(yīng)于降雨歷時t＝τ1+t1－2+t2－3的暴雨強(qiáng)度（L/s·ha）。

t2－3——管段2～3的管內(nèi)雨水流行時間（min）。（3）設(shè)計管段3～4的雨水設(shè)計流量（L/s）式中q3（4）設(shè)計管段4～5的雨水設(shè)計流量

（L/s）式中q4——管段4～5的設(shè)計暴雨強(qiáng)度，即相應(yīng)于降雨歷時t＝τ1+t1－2+t2－3+t3－4的暴雨強(qiáng)度（L/s·ha）。

t3－4——管段3～4的管內(nèi)雨水流行時間（min）。（4）設(shè)計管段4～5的雨水設(shè)計流量（L/s）式中q4各設(shè)計管段的雨水設(shè)計流量應(yīng)等于該管段所承擔(dān)的全部匯水面積與該管段設(shè)計暴雨強(qiáng)度的乘積。各管段的設(shè)計暴雨強(qiáng)度就是以管段設(shè)計斷面集水時間作為降雨歷時所對應(yīng)的暴雨強(qiáng)度。由于各管段的集水時間不同，所以各管段的設(shè)計暴雨強(qiáng)度也不同。各設(shè)計管段的雨水設(shè)計流量應(yīng)等于該管段所承擔(dān)的全部匯水面9．3雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算9.3.1雨水管網(wǎng)平面布置特點1．充分利用地形，就近排入水體雨水管渠應(yīng)盡量利用自然地形坡度布置，要以最短的距離靠重力流將雨水排入附近的池塘、河流、湖泊等水體中。9．3雨水管網(wǎng)設(shè)計與計算9.3.1雨水管網(wǎng)平面布置特點一般情況下，當(dāng)?shù)匦纹露容^大時，雨水干管布置在地形低處或溪谷線上；當(dāng)?shù)匦纹教箷r，雨水干管布置在排水流域的中間，以便于支管接入，盡量擴(kuò)大重力流排除雨水的范圍。分散出水口：當(dāng)管道將雨水排入池塘或小河時，水位變化小，出水口構(gòu)造簡單，宜采用分散出水口。就近排放管線短、管徑小，造價低。集中出水口式：當(dāng)河流等水體的水位變化很大，管道的出水口離常水位較遠(yuǎn)時，出水口的構(gòu)造就復(fù)雜，因而造價較高，此時宜采用集中出水口式布置形式。一般情況下，當(dāng)?shù)匦纹露容^大時，雨水干管布置在地形低處2．盡量避免設(shè)置雨水泵站當(dāng)?shù)匦纹教?，且地面平均?biāo)高低于河流的洪水位標(biāo)高時，需將管道適當(dāng)集中，在出水口前設(shè)雨水泵站，經(jīng)抽升后排入水體。盡可能使通過雨水泵站的流量減到最小，以節(jié)省泵站的工程造價和經(jīng)常運行費用。2．盡量避免設(shè)置雨水泵站9.3.2雨水管渠設(shè)計參數(shù)（一）水力計算的基本公式式中Q——流量（m3/s）;

ω——過水?dāng)嗝婷娣e（m2）；

v——流速（m/s）；

R——水力半徑（m）；

I——水力坡度；

n——粗糙系數(shù)。9.3.2雨水管渠設(shè)計參數(shù)（一）水力計算的基本公式式中（二）水力計算的設(shè)計數(shù)據(jù)

1．設(shè)計充滿度雨水中主要含有泥砂等無機(jī)物質(zhì)，不同于城市污水的性質(zhì)，加之暴雨徑流量大，而相應(yīng)較高設(shè)計重現(xiàn)期的暴雨強(qiáng)度的降雨歷時較短。故管道設(shè)計充滿度按滿流考慮，即h/D=1。明渠則應(yīng)有不小于0.20m的超高。（二）水力計算的設(shè)計數(shù)據(jù)1．設(shè)計充滿度

2．設(shè)計流速為避免雨水所挾帶的泥砂等無機(jī)物在管渠內(nèi)沉積下來而堵塞管道，我國設(shè)計規(guī)范規(guī)定滿流時管道最小設(shè)計流速為0.75m/s；明渠最小設(shè)計流速為0.4m/s。為防止管壁受到?jīng)_刷而損壞，雨水管渠的最大設(shè)計流速為：金屬管道為10m/s；非金屬管道為5m/s；明渠按表采用。2．設(shè)計流速明渠最大設(shè)計流速明渠最大設(shè)計流速9.3.3雨水管渠斷面設(shè)計暗管：在城市市區(qū)或廠區(qū)內(nèi)，由于建筑密度高，交通量大，一般采用暗管排除雨水。

特點：衛(wèi)生條件好、不影響交通，造價高。明渠：在城市郊區(qū)，建筑密度較低，交通量較小的地方，一般考慮采用明渠。

特點：造價低；但明渠容易淤積，孳生蚊蠅，影響環(huán)境衛(wèi)生，且明渠占地大，使道路的豎向規(guī)劃和橫斷面設(shè)計受限，橋涵費用也增加。在地形平坦、埋設(shè)深度或出水口深度受限制的地區(qū)，可采用暗渠（蓋板渠）排除雨水9.3.3雨水管渠斷面設(shè)計暗管：在城市市區(qū)或廠區(qū)內(nèi)，由于建3．最小管徑和最小設(shè)計坡度雨水管道的最小管徑為300mm，相應(yīng)的最小坡度為0.003；雨水口連接管的最小管徑為200mm，相應(yīng)的最小坡度為0.01。

4．最小埋深與最大埋深 在冰凍地區(qū)，雨水管道正常使用是在雨季，冬季一般不降雨，若該地區(qū)使雨水管內(nèi)不貯留水，且地下水位較深時，其最小埋深則可不考慮冰凍影響，但應(yīng)滿足管道最小覆土厚度的要求。其它具體規(guī)定同污水管道。3．最小管徑和最小設(shè)計坡度4．最小埋深與最大埋深 9.3.4雨水管網(wǎng)設(shè)計步驟（一）劃分排水流域，進(jìn)行管道定線根據(jù)城市總體規(guī)劃圖，按地形劃分排水流域。在每一排水流域內(nèi)，結(jié)合建筑物及雨水口分布，充分利用各排水流域內(nèi)的自然地形，布置管道，使雨水以最短距離靠重力流就近排入水體。在總平面圖上繪出各流域的主干管、干管和支管的具體位置。9.3.4雨水管網(wǎng)設(shè)計步驟（一）劃分排水流域，進(jìn)行管道定（二）劃分設(shè)計管段根據(jù)管道的具體位置，在管道轉(zhuǎn)彎、管徑或坡度改變、有支管接入、管道交匯等處以及超過一定距離的直線管段上都應(yīng)設(shè)置檢查井。把兩個檢查井之間流量不變且預(yù)計管徑和坡度也不變的管段定為設(shè)計管段。并從管段上游往下游依次進(jìn)行檢查井的編號。（二）劃分設(shè)計管段（三）確定各設(shè)計管段的匯水面積各設(shè)計管段匯水面積的劃分應(yīng)結(jié)合地形坡度、匯水面積的大小以及雨水管道布置等情況而劃定。

地形較平坦時，可按就近排入附近雨水管道的原則劃分；

地形坡度較大時，應(yīng)按地面雨水徑流的水流方向劃分。并將每塊面積進(jìn)行編號，計算其面積并將數(shù)值標(biāo)注在圖上。匯水面積除包括街坊外，還應(yīng)包括街道、綠地等。（三）確定各設(shè)計管段的匯水面積（四）確定各排水流域的平均徑流系數(shù)通常根據(jù)排水流域內(nèi)各類地面的面積數(shù)或所占比例，計算出該排水流域的平均徑流系數(shù)。也可根據(jù)規(guī)劃的地區(qū)類別，采用區(qū)域綜合徑流系數(shù)。（五）確定設(shè)計重現(xiàn)期P和地面集水時間t1

結(jié)合地形特點、匯水面積的地區(qū)建設(shè)性質(zhì)和氣象特點確定設(shè)計重現(xiàn)期。各排水流域的設(shè)計重現(xiàn)期可相同，也可不同。根據(jù)設(shè)計地區(qū)的建筑密度、地形坡度和地面覆蓋種類、街坊內(nèi)是否設(shè)置雨水暗管等，確定雨水管道的地面集水時間。（四）確定各排水流域的平均徑流系數(shù)（五）確定設(shè)計重現(xiàn)期P（六）求單位面積徑流量q0

暴雨強(qiáng)度q與徑流系數(shù)ψ的乘積，稱為單位面積徑流量q0。即：對于某一設(shè)計來說，式中P、t1、ψ、m、A1、b、c、n均為已知數(shù)，只要求得各管段的管內(nèi)雨水流行時間t2，就可求出相應(yīng)于該管段的q0值。（L/s·ha）（六）求單位面積徑流量q0對于某一設(shè)計來說，式中P、t1、（七）管渠材料的選擇雨水管道管徑小于或等于400mm采用圓形斷面的混凝土管，管徑大于400mm采用鋼筋混凝土管。（八）雨水管道的水力計算列表進(jìn)行雨水干管的水力計算，求得各設(shè)計管段的設(shè)計流量。并確定各設(shè)計管段的管徑、坡度、流速、管內(nèi)底標(biāo)高及管道埋深等值。（九）繪制雨水管道的平面圖和縱剖面圖雨水管道平面圖和縱剖面圖的繪制方法和要求與污水管道相同（七）管渠材料的選擇（八）雨水管道的水力計算（九）繪制雨水管9.4合流制管網(wǎng)設(shè)計與計算9.4.1合流制管網(wǎng)的使用條件和布置特點1．截流式合流制排水管渠的使用條件（1）排水區(qū)域內(nèi)有一處或多處水源充沛的水體，其流量和流速都足夠大，當(dāng)一定量的混合污水排入后對水體造成的污染危害程度在允許的范圍以內(nèi)；9.4合流制管網(wǎng)設(shè)計與計算9.4.1合流制管網(wǎng)的使用條（2）街坊和街道的建設(shè)都比較完善，必須采用暗管（渠）排除雨水，而街道斷面又較窄，管（渠）的設(shè)置位置受到限制時；（3）地面有一定的坡度傾向水體，當(dāng)水體出現(xiàn)高水位時，岸邊不受淹沒。污水在中途不需要泵汲。（2）街坊和街道的建設(shè)都比較完善，必須采用暗管（渠）排除雨水2．布置特點（1）管渠的布置應(yīng)使所有服務(wù)面積上的生活污水、工業(yè)廢水和雨水都能合理地排入管渠，并能以最短的距離坡向水體。（2）沿水體岸邊布置與水體平行的截流干管,在截流干管的適當(dāng)位置設(shè)置溢流井,使超過截流干管截流能力的那部分混合污水能順利地通過溢流井就近排入水體。2．布置特點（3）合理地確定溢流井的數(shù)目和位置●從對水體的污染情況看，合流制管渠系統(tǒng)中的初期雨水雖被截流，但溢流的混合污水總比一般雨水臟，為保護(hù)受納水體，溢流井的數(shù)目宜少，其位置應(yīng)盡可能設(shè)置在水體的下游。●從經(jīng)濟(jì)上講，溢流井過多，會提高溢流井和排放管渠的造價，特別是在溢流井離水體遠(yuǎn)，施工條件困難時更是如此。當(dāng)溢流井的溢流堰口標(biāo)高低于受納水體的最高水位時，需在排放管渠上設(shè)置防潮門、閘門或排澇泵站。為減少泵站造價、減少對水體的污染和便于管理，溢流井應(yīng)適當(dāng)集中，不宜過多。（3）合理地確定溢流井的數(shù)目和位置（4）在合流制管渠系統(tǒng)的上游排水區(qū)域內(nèi)，如雨水可沿地面的道路邊溝排泄，則該區(qū)域內(nèi)可只設(shè)污水管道。只有當(dāng)雨水不能沿地面排泄時，才考慮設(shè)置合流管渠。（4）在合流制管渠系統(tǒng)的上游排水區(qū)域內(nèi)，如雨水可沿地面的道路9.4．2截流式合流制排水管渠的設(shè)計流量1．第一個溢流井上游管渠的設(shè)計流量第一個溢流井上游管渠的設(shè)計流量為設(shè)計生活污水量Qs、設(shè)計工業(yè)廢水量Qg和設(shè)計雨水量Qy之和

Q=Qs+Qg+Qy=Qh

+Qy

要求高的場合可取最大時生活污水量和最大生產(chǎn)班內(nèi)的最大時工業(yè)廢水量；一般情況下可取平均日生活污水量和最大班內(nèi)平均日工業(yè)廢水量。9.4．2截流式合流制排水管渠的設(shè)計流量1．第一個溢流井上Qs+Qg為晴天的設(shè)計流量，稱為旱流流量Qh。由于Qh相對較小，Q計算所得的管徑、坡度和流速，應(yīng)用旱流流量Qh進(jìn)行校核，檢查管道在輸送旱流流量時是否滿足最小流速的要求。Qs+Qg為晴天的設(shè)計流量，稱為旱流流量Qh。由于2．溢流井下游管渠的設(shè)計流量溢流井下游管渠的雨水設(shè)計流量為：

Qy

=n0（Qs

+Qg）+Qy′

式中Qy′——

溢流井下游匯水面積上的雨水