1、第八章第八章 城市道路雨水排水系统设计城市道路雨水排水系统设计 ?本节内容： 8.1 概述 8.2 雨水暗管排水系统规划与布置 ?本节重点： 1。排水体制的分类；合流制、分流制排水的特点； 2. 雨水暗管系统的布置原则。 北京市暴雨后景象 城市污水对河流的影响 城市排水系统规划治理后的河流 雨后道路的损坏 第一节 概述 ? 一 排水系统 ? 功能：将地面雨雪水迅速排除，保证车辆和行人的正常交通，改善城市的卫生条件，避免路面结构因浸水而破坏。 ? 排水体制： ? 1 合流制：将雨水和生活污水、工业废水混合在一个管渠系统内排除的系统形式。现在常用的是截流式合流制排水系统，一般用在老城区合流制改造中
2、。 合流制排水系统示意 第一节 概述 ?2 分流制： ? 将雨水和生活污水、工业废水分别在两个或两个以上各自独立的管渠系统内排除的系统形式。称为污水排水系统和雨水排水系统。 ? 分流制又分为完全分流和不完全分流 ? 分流制的优点：是有利于环境卫生的保护和污水的综合利用，降低需要处置的污水量，减少运营成本。 分流制排水系统示意 第一节 概述 ?二 城市道路雨水排水系统的类型 ?1 明沟系统 ?2 暗管系统 ?3 混合式系统 沈阳市雨水暗管改造 第二节雨水暗管排水系统规划与布置 ?一 布置原则： ? 1.充分利用地形，就近排入天然水体； ? 2.尽量避免布置雨水泵站； ? 3.结合城市规划布置雨水
3、管道 ? 4.合理布置出水口； ? 5.靠近山麓的中心区、居民区、工业区须考虑洪水影响，如设排洪沟等。 第二节雨水暗管排水系统规划与布置 ?出水口布置： 第二节雨水暗管排水系统规划与布置 ?二. 暗管排水系统及其构造物的布设 ?1 雨水管道的布置 ?应平行于道路中心线或规划红线，一般设于街道中间或一侧，宜设于快车道以外； ?尽量不布置在主要交通干道的车行道下，宜设于人行道或绿化带下； ?尽量避免与河流、铁路及城市地下管线交叉； ?与其它管线及房屋的距离要求见下表 第二节雨水暗管排水系统规划与布置 第二节雨水暗管排水系统规划与布置 ?二. 暗管排水系统及其构造物的布设 ?1 雨水管道的布置 ?雨
4、水管与给水管相交时一般按下图处理： 第二节雨水暗管排水系统规划与布置 ? 二. 暗管排水系统及其构造物的布设 ? 1 雨水管道的布置 ? 坡度：尽可能与道路纵坡一致以减少土方量，道路纵坡0.34%为宜，过大过小都会增加投资。 ? 埋深：是指内壁底至地面的距离。要满足最小覆土厚度的要求，最小覆土厚度和承受的外荷载、管材、当地冻深及临街场地的排水支管标高 有关，一般不小于0.7m。最大埋深78m 第二节雨水暗管排水系统规划与布置 ?二. 暗管排水系统及其构造物的布设 ?1 雨水管道的布置 ?不同直径的排水管在检查井衔接时，应采取管顶平接： 第二节雨水暗管排水系统规划与布置 ?二. 暗管排水系统及其
5、构造物的布设 ?2 雨水口和检查井的位置： ?雨水口布设数量：应按会水面积的流量和进水能力确定。间距2550m，纵坡较大或过小时都应缩小间距。 ?设置位置：纵断面凹处、街道低洼点、汇水点、人行横道线上游等。避免设置于建筑物门口、停车站、分水点及其它地下管道上方等 第二节雨水暗管排水系统规划与布置 ?二. 暗管排水系统及其构造物的布设 ? 2 雨水口和检查井的位置： ? 道路交叉口雨水口布置： 第二节雨水暗管排水系统规划与布置 ?二. 暗管排水系统及其构造物的布设 ?2 雨水口和检查井的位置： ?雨水口类型：平式、立式、联合式 第二节雨水暗管排水系统规划与布置 ?二. 暗管排水系统及其构造物的布
6、设 ?2 雨水口和检查井的位置： ?雨水口构造： 第二节雨水暗管排水系统规划与布置 ?二. 暗管排水系统及其构造物的布设 ?2 雨水口和检查井的位置： ?检查井：又名窨井，设于主干管上的井状构造物。用于对管道进行检查和疏通以及连接沟管等。 ?设置位置：容易沉积污物及经常需要检查的地方。如：改变方向处、改变坡度处、改变高程处、改变断面处、交汇处、跌水处及直线段每隔一定距离处等。 第二节雨水暗管排水系统规划与布置 ?二. 暗管排水系统及其构造物的布设 ?2 雨水口和检查井的位置： ? 检查井构造及直线段最大间距（城市排水设计规范）： 管理不到位 美化街景 第八章第八章 城市道路雨水排水系统设计城市
7、道路雨水排水系统设计 ?本节内容： 8.3 锯齿形街沟设计 8.4 雨水流量计算 8.5 雨水管渠的水力计算 8.5 案例 ?本节重点： 1。锯齿形街沟设置及设计要求； 2. 雨水流量的计算 第三节 锯齿形街沟设计 一 设置条件和目的： ?在地形平坦的城市道路，纵坡很小 ?排水不畅，容易产生积水，进而对路基路面产生危害 ?街沟是解决路面排水的一种有效方法。 二 缺点： 施工麻烦，改扩建困难，影响行车 三 设计要求（规范规定）： 1 纵坡小于0.3%时可在车行道边缘13m范围内设置； 2 保持缘石顶面线与道路中心线的中心线纵坡平行，交替改变缘石顶面线与路面间的高度； 3 缘石高度雨水口处1825
8、cm，分水点处812cm 4交替改变平石标高并调整道路； 5街沟宽度b根据道路横坡横坡大小和道路宽度确定； 6道路过窄时不宜设置。 四计算公式 ?设计要点：确定分水点和雨水口的位置 ?计算公式： 第四节 雨水流量计算 ?计算雨水流量是确定雨水管渠断面尺寸和坡度的前提和基础 ?计算公式： ? 注意：计算时要考虑生产废水、生活污水和上游流量 汇水面积径流系数设计暴雨强度雨水设计流量?FQFQ-qq?1 径流系数： 降落的雨水只有一部分沿地面进入雨水管道，这部分雨水称为径流量。 其与全部降水量之比即为径流系数。 径流系数和地面覆盖情况、地面坡度、降雨历时及暴雨雨型有关。 ?1 径流系数： ?对不同种
9、类地面的径流系数采用加权法计算： 第四节 雨水流量计算 2 汇水面积： ?每条管道所服务的面积。 第四节 雨水流量计算 3 设计暴雨强度q： ?降雨量：降雨的绝对量h(mm) ?降雨强度：某一连续降雨时段内的平均降雨量 第四节 雨水流量计算 ?3 设计暴雨强度q： ?暴雨强度计算公式： 第四节 雨水流量计算 3 设计暴雨强度q ?设计重现期T 指等于或大于该暴雨强度发生一次的平均时间间隔，以T表示，以年为单位。暴雨强度年频率N与它的重现期T互为倒数。 不同重要程度地区的雨水管渠，应采取不同的重现期来设计 应根据汇水面积的地区建设性质、地形特点、汇水面积和气象特点等因素确定， 设计重现期选用表
10、第四节 雨水流量计算 3 设计暴雨强度q ?降雨历时 连续降雨的时段称为降雨历时，可以指全部降雨的时间 或其中任一时段。 雨水管渠的设计降雨历时，应采用管渠中形成最大径流量所需的时间。 设计中通常用汇水面积最远点雨水流到设计断面时的集水时间作为设计降雨历时。 计算公式：t=t1+mt2 第五节 雨水管渠的水力计算 ?一设计数据： ?1 设计充满度 雨水管道均按满流条件设计，明渠应在设计水位以上有不小于0. 2m的安全值，街道边沟应有不小于0. 3m的安全值。 ?2 设计流速 为避免雨水所挟带的泥砂等在管渠内沉淀下来而阻塞管道，城市排水设计规范规定雨水管道的最小设计流速为0. 75m/s。 雨水
11、明渠最大设计流速 3 设计坡度： ? 雨水管渠的最大纵坡，应使管渠内的流速小于最大允许流速。雨水管渠的最小坡度应按最小流速计算。 ? 城市排水设计规范规定，街坊和厂区内，管径为200mm时，最小设计坡度为0.4%; 管径为250mm时，最小设计坡度为0.3%;雨水口连接管的最小坡度为0.1%;明渠的最小坡度为0.5%。 ? 管底坡度宜接近地面坡度。当地面坡度很大时，为避免计算流速超过允许最大流速井满足最小覆土深度的要求，可设置跌水井。 4. 最小管径 ? 为了便利管道养护，防止管道发生阻塞，城市排水设计规范规定街道下的雨水管道的最小管径为250mm ,街区和厂区的雨水管道的最小管径为200mm
12、。 ? 管径自上游随着沿程流量的逐渐增大而增大，一般情况下，大口径沟管的下游不应采用较小口径的沟管； ? 当下游管道由于地形坡度变陡而使管道坡度剧增时，根据水力计算用比上游小的管径可以排除设计流量时，管道可以采用较小的管径，但须符合有关的规定。即当管径为250一300mm时，下游管径小于上游管径只能减小一级;等于或大于200mm时，不得超过两级。 第五节 雨水管渠的水力计算 二、雨水管渠水力计算方法 ? 根据已求得的设计流量，计算确定雨水管的管径和明渠的断面尺寸或校核管渠坡度和流速。 ?计算的公式如下: ?水力计算常用公式：（注：实际工程中查表计算） 例题 ? 构造要求：雨水明渠一般常用梯形断
13、面，底宽不小于0.3m。边坡因土壤与护面材料而异，一般采用1：0.75一1:1的边坡。 第六节案例 ?雨水管道设计步骤： ? 1. 在1 : 2001:5000并绘有规划总图的地形图上，划分汇水面积，规划雨水管道路线，确定水流方向。 2，划分各段管道的汇水面积，并确定水流方向。将计算面积及各段管道的长度，填写在图中。各支管汇水面积之和应等于该干管所服务的总汇水面积。 ? 3。依地形图的等高线，确定各设计管段起讫点的地面标高;确定沿干管的控制点的高程，准备进行水力计算。 ? 4 按整个区域的地面性质求出径流系数。 ? 5依道路、广场、建筑街坊的面积大小，地面种类、坡度、覆盖情况，以及街坊内部的排水系统等因素，计算起点地面集水时间。 ? 6 根据区域性质、汇水面积9 ，值、地形，以及慢溢后的损失大小等因素，确定设计重现期。 ? 7.推求暴雨强度公式，并绘制单位径流量与汇流时间关系图。 ? 8.确定设计流量，进行水力计算，确定管渠断面尺寸、纵断面坡度，并绘制纵断面图。 总平面图
