1、第三节第三节 城市雨水工程城市雨水工程系统规划系统规划l主要内容主要内容 雨水管渠系统布置的要求。l基本概念和知识点基本概念和知识点 雨水排水体制，雨水管渠系统布置原则，雨水口的布置要点，排洪沟的作用及设置要求。l问题与应用（能力要求）问题与应用（能力要求）具有进行城市雨水管渠系统布置及排洪沟的布置能力。l雨水系统雨水系统:雨水口、雨雨水口、雨水管渠、检查井、出水水管渠、检查井、出水口。口。l任务：及时地汇集并排任务：及时地汇集并排除暴雨形成的地面径流。除暴雨形成的地面径流。3.1 3.1 雨水管网布置雨水管网布置3.1.13.1.1充分利用地形，就近排入水体充分利用地形，就近排入水体（1）基
2、本原则：基本原则：雨水管渠应尽量利用自然地形坡度布 置，要以最短的距离靠重力流将雨水排 入附近的池塘、河流、湖泊等水体中。（2）当地形坡度较大时当地形坡度较大时，雨水干管布置在地形低处或溪 谷线上；当地形平坦时当地形平坦时，雨水干管布置在排水流域的中间，以便于支管接入，尽量扩大重力流排除雨水的范 围。充分利用地形，就近排入水体充分利用地形，就近排入水体地形坡度较大地形坡度较大时，雨水干管宜布置在时，雨水干管宜布置在地面标高较低处；地面标高较低处；地形平坦时地形平坦时，雨水干管宜布置在排水，雨水干管宜布置在排水流域的中间。流域的中间。3.1.23.1.2尽量避免设置雨水泵站尽量避免设置雨水泵站
3、当地形平坦，且地面平均标高低于河流的洪水位标高时，需将管道适当集中，在出水口前设雨水泵站，经抽升后排入水体。尽可能使通过雨水泵站的流量减到最小，以节省泵站的工程造价和经常运行费用。3.1.33.1.3根据城市规划布置雨水管道根据城市规划布置雨水管道 通常应根据建筑物的分布，道路布置及街坊或小区内 部的地形，出水口的位置等布置雨水管道，使街坊或小区内大部分雨水以最短距离排入街道低侧的雨水管道。v 雨水干管的平面和竖向布置应考虑与其它地下管线 和构筑物在相交处相互协调，以满足其最小净距的要 求。市区内如有可利用的池塘、洼地等，可考虑雨水 的调蓄。在有连接条件的地方，可考虑两个管渠系统 之间的连接。
4、v 雨水管道应平行道路敷设，宜布置在人行道或绿化 带下，不宜布置在快车道下，以免积水时影响交通 或维修管道时破坏路面。当道路大于40 m时，应考 虑在道路两侧分别设置雨水管道。3.1.43.1.4采用明渠或暗管的选择采用明渠或暗管的选择（1）暗管：暗管：在城市市区或厂区内，由于建筑密度高，交 通量大，一般采用暗管排除雨水。特点特点-卫生条件好、不影响交通，造价高。（2）明渠明渠：在城市郊区，建筑密度较低，交通量较小的地 方，一般考虑采用明渠。特点特点-造价低；但明渠容易淤积，孳生蚊蝇，影响 环境卫生，且明渠占地大，使道路的竖向规划 和横断面设计受限，桥涵费用也增加。在地形平坦、埋设深度或出水口
5、深度受限制的地区，可采用暗渠（盖板渠）排除雨水3.1.53.1.5合理布置雨水口，保证路面雨水顺畅排除合理布置雨水口，保证路面雨水顺畅排除 雨水口的布置应根据地形和汇水面积确定，以使雨水不致漫过路口。一般在道路交叉口的汇水点、低洼地段均应设置雨水口。此外，在道路上每隔2550 m也应设置雨水口。12312道路交叉口处雨水口的设置道路交叉口处雨水口的设置凡是箭头相对的一定要设置雨水口；凡是箭头相对的一定要设置雨水口；凡是箭头相背的不设雨水口；凡是箭头相背的不设雨水口；凡是箭头凡是箭头或或可设可不设雨水口可设可不设雨水口 此外，在道路路面上应尽可能利用道路边沟此外，在道路路面上应尽可能利用道路边沟
6、排除雨水，为此，在每条雨水干管的起端，通排除雨水，为此，在每条雨水干管的起端，通常利用道路边沟排除雨水，从而减少暗管长度常利用道路边沟排除雨水，从而减少暗管长度约约100150 m，降低了整个管渠工程的造价。，降低了整个管渠工程的造价。3.1.63.1.6雨水出水口的布置雨水出水口的布置（1）分散出水口分散出水口：当管道将雨水排入池塘或小河时，水位变化小，出水口构造简单，宜采用分散出水口。分散出水口。就近排放管线短、管径小，造价低。（2）集中出水口式集中出水口式：当河流等水体的水位变化很大，管道的出水口离常水位较远时，出水口的构造就复杂，因而造价较高，此时宜采用集中集中出水口式出水口式布置形式
7、。当雨水管渠接入池塘或河当雨水管渠接入池塘或河道时，采用分散出水口式道时，采用分散出水口式的管道布置的管道布置 当河流水位变化很当河流水位变化很大，或管道出口离水大，或管道出口离水体较远时，采用集中体较远时，采用集中出水口式的管道布置出水口式的管道布置3.1.7排洪沟的设置排洪沟的设置 对于傍山建设的城市和厂矿企业，为了消除洪水的影响，除在设计地区内部设置雨水管道外，尚应考虑在设计地区周围或超过设计地区设置排洪沟，以拦截从分水岭以内排泄下来的洪水，并将其引入附近水体，以保证城市和厂矿企业的安全。3.1.8调蓄水体的调蓄水体的设置设置可调节洪峰流量。3.2 3.2 雨量分析与暴雨强度公式雨量分析
8、与暴雨强度公式一、雨量分析的要素一、雨量分析的要素1 1、降雨量：、降雨量：指单位地面面积上，在一定时间内降雨的雨水体积。又称在一指单位地面面积上，在一定时间内降雨的雨水体积。又称在一定时间内的降雨深度。定时间内的降雨深度。用用H（mm）表示，也可用单位面积的降雨体积表示，也可用单位面积的降雨体积（L/ha）表示。表示。常用的降雨量统计数据计量单位有以下几种：常用的降雨量统计数据计量单位有以下几种：年平均降雨量：年平均降雨量：指多年观测所得的各年降雨量的平均值指多年观测所得的各年降雨量的平均值（mm/a）月平均降雨量：月平均降雨量：指多年观测所得的各月降雨量的平均值指多年观测所得的各月降雨量的
9、平均值（mm/月）年最大日降雨量：年最大日降雨量：指多年观测所得的一年中降雨量最大一日的指多年观测所得的一年中降雨量最大一日的 降雨量降雨量（mm/d）2 2、降雨历时：降雨历时：是指连续降雨的时段，可以指一场雨全部降雨的时间，也可以是指连续降雨的时段，可以指一场雨全部降雨的时间，也可以指其中个别的连续时段。用指其中个别的连续时段。用t t表示，单位为表示，单位为minmin或或h h 3 3、暴雨强度：、暴雨强度：是指某一连续降雨时段内的平均降雨量，即单位时间的平均降是指某一连续降雨时段内的平均降雨量，即单位时间的平均降雨深度，用雨深度，用i i（mm/minmm/min）表示）表示 ；i=
10、H/t 在工程上，常用单位时间内单位面积上的降雨体积在工程上，常用单位时间内单位面积上的降雨体积q q（L/s.L/s.公顷）公顷）表示表示 q=167i i i与与q q两种表示方法的换算关系如下：两种表示方法的换算关系如下：1mm/min=10-3(m3/m2)/min=10-3(103L/m2)/min =1(L/m2)/min=1(L/min)/m2=10000(L/min)/hm2=10000/60（L/s.hm2）=167（L/s.hm2）决定雨水设计流量的主要因素暴雨强度和降雨历时的关系 自动雨量计所记录的数据一般是每场雨的累积降雨量和降雨时间之间的自动雨量计所记录的数据一般是每
11、场雨的累积降雨量和降雨时间之间的对应关系。对应关系。以降雨时间为横坐标、以累积降雨量为纵坐标，绘制的曲线称为以降雨时间为横坐标、以累积降雨量为纵坐标，绘制的曲线称为降雨量降雨量累计曲线。累计曲线。在城市暴雨的推球过程中，经常采用的降雨历时为：在城市暴雨的推球过程中，经常采用的降雨历时为：5min、10min、15min、20min、30min、45min、60min、90min、120min，特大城市可以用到，特大城市可以用到180min最大平均暴雨强度降雨历时t(min)降雨量H(mm)暴雨强度I(mm/min)所选时段起止561.219：0719：121010.21.0219：0419：1
12、41512.30.8219：0419：192015.50.7819：0419：243020.20.6719：0419：344524.80.5519：0419：496029.50.4919：0420：049034.80.3919：0420：3412037.90.3219：0421：044 4、降雨面积：、降雨面积：指降雨所笼罩的面积指降雨所笼罩的面积 5 5、汇水面积：、汇水面积：指雨水管渠汇集雨水的面积。指雨水管渠汇集雨水的面积。单位单位 常用常用hm2或或km2。任意场暴雨在降雨面积上各点的暴雨强度是不相等的，但是雨任意场暴雨在降雨面积上各点的暴雨强度是不相等的，但是雨水管渠的汇水面积较小，
13、因此可假设降雨在整个小汇水面积内的分水管渠的汇水面积较小，因此可假设降雨在整个小汇水面积内的分布是均匀的。布是均匀的。这样，雨量计所测得的点雨量资料可以代表整个小汇这样，雨量计所测得的点雨量资料可以代表整个小汇水面积的面雨量资料。水面积的面雨量资料。6 6、暴雨强度的频率：、暴雨强度的频率：是指在多次的观测中，等于或大于某值的暴雨强度出现的次数是指在多次的观测中，等于或大于某值的暴雨强度出现的次数m m与观测资料总项数与观测资料总项数n n之比的百分数。之比的百分数。即：即：Pn=m /n 100%式中：式中：P Pn=某值暴雨强度出现的频率某值暴雨强度出现的频率 m m：将所有数据从大到小排
14、序之后，某值暴雨强度所对应的序号：将所有数据从大到小排序之后，某值暴雨强度所对应的序号 n n：降雨量统计数据的总个数：降雨量统计数据的总个数 n=N,Pn=m/n100%=m/N100%为年频率；为年频率；n=NM,Pn=m/n100%=m/NM100%为次数频率。为次数频率。因此，水文计算常采用的公式为：因此，水文计算常采用的公式为：Pn=m/（n+1）100%6 6、暴雨强度的频率：、暴雨强度的频率：n n 越大，参与统计的数据越多，根据上面公式计算来的经验频率就越大，参与统计的数据越多，根据上面公式计算来的经验频率就越能反映其真实的发生概率。越能反映其真实的发生概率。故我国故我国室外排
15、水设计规范室外排水设计规范规定，在编制暴雨强度公式时，必规定，在编制暴雨强度公式时，必须具有须具有10年年以上的自计雨量记录，且每年选择以上的自计雨量记录，且每年选择68场最大暴雨记录，计场最大暴雨记录，计算各历时的暴雨强度值。算各历时的暴雨强度值。将各历时的暴雨强度按照大小排列成数列，然后不论年次，按照由将各历时的暴雨强度按照大小排列成数列，然后不论年次，按照由大到小的方向选择年数的大到小的方向选择年数的34倍的个数作为统计的基础资料。倍的个数作为统计的基础资料。Pn=m/（n+1）100%某个暴雨强度的频率越小时，该暴雨强度的值就越大。某个暴雨强度的频率越小时，该暴雨强度的值就越大。7 7
16、、暴雨强度的重现期：、暴雨强度的重现期：是指是指在多次的观测中，在多次的观测中，等于或大于某值的暴雨强度重复出现的平均时等于或大于某值的暴雨强度重复出现的平均时间间隔间间隔P。单位用年（。单位用年（a a）表示。）表示。重现期与频率互为倒数，即重现期与频率互为倒数，即 P=1/Pn某一暴雨强度的重现期等于某一暴雨强度的重现期等于P，是指在相当长的一个时间序列中，是指在相当长的一个时间序列中，大于等于该暴雨强度的暴雨平均出现的可能性是大于等于该暴雨强度的暴雨平均出现的可能性是1/1/P。重现期越大，降雨强度越大。重现期越大，降雨强度越大。在排水管网的设计中，如果使用较高的设计重现期，则计算的设在
17、排水管网的设计中，如果使用较高的设计重现期，则计算的设计排水量就越大，排水管网系统的设计规模相应增大，排水通畅，但计排水量就越大，排水管网系统的设计规模相应增大，排水通畅，但排水系统的建设投资就比较高；反之，则投资较小，但安全性差。排水系统的建设投资就比较高；反之，则投资较小，但安全性差。确定设计重现期的因素有：确定设计重现期的因素有：排水区域的重要性、功能、淹没后果严重性、地形特点和汇水面积排水区域的重要性、功能、淹没后果严重性、地形特点和汇水面积的大小等。的大小等。一般情况下，低洼地段采用的设计重现期大于高地；干管采用的大于一般情况下，低洼地段采用的设计重现期大于高地；干管采用的大于支管；
18、工业区采用的大于居住区；市区采用的大于郊区。支管；工业区采用的大于居住区；市区采用的大于郊区。重现期的最小值不宜低于重现期的最小值不宜低于0.330.33年，一般选用年，一般选用0.53年。重要的干道、年。重要的干道、区域，一般选用区域，一般选用25年。年。二、暴雨强度公式二、暴雨强度公式nbtPcAq)()lg1(1671式中：式中：q设计暴雨强度，设计暴雨强度，L/s.公顷；公顷；P设计重现期，年；设计重现期，年；t降雨历时，降雨历时，min；A1,c,b,n地方参数，根据统计方法进行确定。地方参数，根据统计方法进行确定。暴雨强度公式是反映暴雨强度暴雨强度公式是反映暴雨强度q(i)q(i)
19、、降雨历时、降雨历时t t、重现期、重现期P P三者三者之间的关系，是设计雨水管渠的依据。之间的关系，是设计雨水管渠的依据。我国我国室外排水设计规范室外排水设计规范中规定，我国采用的暴雨强度公式中规定，我国采用的暴雨强度公式的形式为：的形式为：一、地面径流与径流系数一、地面径流与径流系数1、径流系数：、径流系数：地面径流量与总降雨量的比值称为径流系数地面径流量与总降雨量的比值称为径流系数，其其值小于值小于1。1径流量降雨量3-3 3-3 雨水管渠设计流量的确定雨水管渠设计流量的确定2、径流系数、径流系数的确定的确定 地面径流系数的值与以下几个因素有关：地面径流系数的值与以下几个因素有关：汇水面
20、积上的地面材料性质、地形地貌、植被分布、降雨历汇水面积上的地面材料性质、地形地貌、植被分布、降雨历时、暴雨强度以及暴雨雨型有关。时、暴雨强度以及暴雨雨型有关。目前，在雨水管渠的设计中，通常按照目前，在雨水管渠的设计中，通常按照地面材料性质地面材料性质确定径确定径流系数的经验数值。流系数的经验数值。我国排水设计规范中有关径流系数取值的规定见下表：我国排水设计规范中有关径流系数取值的规定见下表：不同地面的径流系数值地面种类径流系数各种屋面、混凝土和沥青路面0.9大块石铺砌路面和沥青表面处理的碎石路面0.6级配碎石路面0.45干砌砖石和碎石路面0.40非铺砌土地面0.30公园或绿地0.15 如果汇水
21、面积由不同的地面组合而成，整个汇水面积上的平如果汇水面积由不同的地面组合而成，整个汇水面积上的平均径流系数可按以下公式来求：均径流系数可按以下公式来求：av=Fi i /F 在工程设计中，经常采用区域综合径流系数近似代替平均径流系数区域情况区域情况区域综合径流系数值区域综合径流系数值城市市区城市市区0.50.8城市郊区城市郊区0.40.6区域综合径流系数区域综合径流系数二、雨水管渠设计流量计算公式qFQ式中：Q雨水设计流量，L/s；径流系数，其数值小于1；F汇水面积，公顷；q设计暴雨强度，L/s.公顷。径流系数径流系数的确定的确定:按照按照地面材料性质地面材料性质确定径流系数的经验数值。确定径
22、流系数的经验数值。汇水面积汇水面积F:与降雨历时与降雨历时t有关。随着降雨历时的延长，参与径流的面积在增加，有关。随着降雨历时的延长，参与径流的面积在增加，当全部流域参与径流时，进入雨水管渠中的流量就最大。当全部流域参与径流时，进入雨水管渠中的流量就最大。暴雨强度暴雨强度 q：与降雨历时与降雨历时t有关。随着降雨历时的延长，暴雨强度降低。有关。随着降雨历时的延长，暴雨强度降低。nbtPcAq)()lg1(1671三、流域上的汇流过程三、流域上的汇流过程 当流域最边缘线上的雨水达到集流点当流域最边缘线上的雨水达到集流点A时，在时，在A点汇集的流量其汇水面积扩大到点汇集的流量其汇水面积扩大到整个流
23、域，即全部流域面积参与径流，此整个流域，即全部流域面积参与径流，此时在时在A点产生最大流量。点产生最大流量。从流域上最远一点的雨水流至出从流域上最远一点的雨水流至出口断面的时间称为流域的集流时间或集口断面的时间称为流域的集流时间或集水时间水时间0 At1t2t3BCDEFGbc0 当全流域参与径流时当全流域参与径流时,A点产生的最大流量来自点产生的最大流量来自0 0时时段内的降雨量段内的降雨量 暴雨强度随降雨历时的延长而减小的规律性；暴雨强度随降雨历时的延长而减小的规律性；汇水面积随降雨历时的延长而增长的规律性；汇水面积随降雨历时的延长而增长的规律性；汇水面积随降雨历时的延长而增长的速度比暴汇
24、水面积随降雨历时的延长而增长的速度比暴雨强度随降雨历雨强度随降雨历 时的延长而减小的速度更快。时的延长而减小的速度更快。1、当汇水面积上最远点的雨水流达集流点时，全面积产生汇流，雨水管道的设计流量最大。2、当降雨历时等于汇水面积上最远点的雨水流达集流点的集流时间时，雨水管道需排除的雨水量最大。t 0时，只有一部分面积参与径流。与时，只有一部分面积参与径流。与t=0时时相比较，此时暴雨强度大于相比较，此时暴雨强度大于t=0时的暴雨强度，但汇时的暴雨强度，但汇水面积小。水面积小。根据公式计算得来的雨水径流量小于根据公式计算得来的雨水径流量小于t=0时的径流量。时的径流量。t 0时，全部流域面积参与
25、径流。时，全部流域面积参与径流。与与t=0时相时相比较，此时汇水面积没有增加，而暴雨强度小于比较，此时汇水面积没有增加，而暴雨强度小于t=0时的暴雨强度。时的暴雨强度。根据公式计算得来的雨水径流量小根据公式计算得来的雨水径流量小于于t=0时的径流量。时的径流量。四、雨水管段的设计流量计算举例图中：图中：A、B、C为为3块互相毗邻的区域，设面积块互相毗邻的区域，设面积FA=FB=FC，雨水从各块面积，雨水从各块面积上的最远点分别流入设计断面上的最远点分别流入设计断面1、2、3所需的集水时间均为所需的集水时间均为 1(min)，并，并设：设：（1）汇水面积随降雨历时的增加而均匀的增加；）汇水面积随
26、降雨历时的增加而均匀的增加；（2）降雨历时）降雨历时t等于或大于汇水面积最远点的雨水流达设计断面的集水时间等于或大于汇水面积最远点的雨水流达设计断面的集水时间；（3）径流系数）径流系数为确定值，为讨论方便，假定其值等于为确定值，为讨论方便，假定其值等于1。求：图中各管段的设计流量求：图中各管段的设计流量解解：（1）管段）管段12的雨水设计流量的雨水设计流量 Q12=1q1FA=q1FA其中，其中，q1为降雨历时为降雨历时t=1时对应的暴雨强度。时对应的暴雨强度。nbtPcAq)()lg1(1671（2）管段）管段23的雨水设计流量的雨水设计流量 Q23=2q2(FA+FB)=q2(FA+FB)
27、其中，其中，q2为降雨历时为降雨历时t=1+t12时对应的暴雨强度。时对应的暴雨强度。（3）管段）管段34的雨水设计流量的雨水设计流量 Q34=3q3(FA+FB+FC)=q3(FA+FB+FC)其中，其中，q3为降雨历时为降雨历时t=1+t12+t23时对应的暴雨强度。时对应的暴雨强度。t=t1+mt2式中：t1地面集水时间；指雨水从汇水面积上最远点流到第 一个雨水口a的时间.m 折减系数；t2雨水在管道内流行时间。五、集水时间五、集水时间t(0)的确定的确定 集水时间由集水时间由地面集水时间地面集水时间t1和和管道内雨水流动的时间管道内雨水流动的时间t2两部分两部分之和组成之和组成1、地面
28、集水时间t1的确定 一般在建筑密度较大、地形较陡、雨水口分布较密的地区，一般在建筑密度较大、地形较陡、雨水口分布较密的地区，t t1 1可采用可采用5-8min5-8min;在建筑密度小、地形平坦、雨水口稀疏的地区，在建筑密度小、地形平坦、雨水口稀疏的地区，t t1 1可取可取10-15min10-15min。起点井上游地面流行距离以不超过起点井上游地面流行距离以不超过120150m120150m为宜为宜 根据室外排水设计规范规定：地面集水时间t1视距离长短、地形坡度和地面覆盖情况而定，一般采用5-15min。在设计过程中，应结合具体条件进行选定：如果选用过大，将会造成排水不畅，使管道上游地面
29、经常积水。选用过小，将会造成雨水管渠尺寸加大，使工程造价增加。2、雨水在管道内流行时间t2(min)602vLt式中：L上游各管段的管长，m；v各管段满流时的水流速度，m/s。3、折减系数m的确定雨水在管道内的实际流行时间与计算得出的流行时间不雨水在管道内的实际流行时间与计算得出的流行时间不符，需要采用一个系数进行修正，此系数叫折减系数符，需要采用一个系数进行修正，此系数叫折减系数引入折减系数的原因有二：引入折减系数的原因有二：一是雨水管道内不总是满流，按满流计算的流行时间小于一是雨水管道内不总是满流，按满流计算的流行时间小于雨水实际的流行时间雨水实际的流行时间(苏林系数苏林系数)；二是雨水管
30、道的最大流量不大可能在同一时间发生，上游二是雨水管道的最大流量不大可能在同一时间发生，上游管道存在调蓄容积管道存在调蓄容积(管道调蓄利用系数管道调蓄利用系数)管段管段12的最大流量发生在的最大流量发生在1时刻时刻,根据最大流量确定出根据最大流量确定出D12;管管段段23的最大流量发生在的最大流量发生在1+t12时刻时刻.我国室外排水设计规范规定我国室外排水设计规范规定：折减系数的采用为折减系数的采用为管管道采用道采用2,明渠采用明渠采用1.2;陡坡地区管道采用陡坡地区管道采用1.22。在确定了集水时间在确定了集水时间t t和重现期和重现期P P后，雨水管渠的设计暴雨强度后，雨水管渠的设计暴雨强
31、度公式流量公式可改写成公式流量公式可改写成:nbtPcAq)()lg1(1671qFQ雨水管渠的设计流量公式可改写成雨水管渠的设计流量公式可改写成:112167(1lg)()nAcPqtm tb112167(1lg)()nAcPqFtm tb3.4.1 3.4.1 水力计算的设计参数水力计算的设计参数 1 1设计充满度设计充满度 雨水中主要含有泥砂等无机物质，不同于城市雨水中主要含有泥砂等无机物质，不同于城市污水的性质，加之暴雨径流量大，而相应较高设计污水的性质，加之暴雨径流量大，而相应较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时较短。故管道设计充重现期的暴雨强度的降雨历时较短。故管道设计充满度按满流考
32、虑，即满度按满流考虑，即 h h/D D=1=1。(明渠应有明渠应有 0.2m的超高，的超高，街道边沟应有街道边沟应有0.03m的超高的超高)3.4 3.4 雨水管渠水力计算雨水管渠水力计算明渠类别最大设计流速（m/s）明渠类别最大设计流速（m/s）粗砂或低塑性粘土粉质粘土粘土石灰岩或中砂岩0.81.01.24.0草皮护面干砌块石浆砌块石或浆砌砖混凝土1.62.03.04.03 3最小管径和最小设计坡度最小管径和最小设计坡度 雨水管道的最小管径为雨水管道的最小管径为300 mm300 mm，相应的最小，相应的最小坡度为坡度为0.0030.003；雨水口连接管的最小管径为雨水口连接管的最小管径为
33、200 mm200 mm，相应的最小坡度为相应的最小坡度为0.010.01。在进行雨水管道水力计算时，各管段的设计流量为已知。在进行雨水管道水力计算时，各管段的设计流量为已知。雨水管网水力计算包括两方面内容：雨水管网水力计算包括两方面内容：1、确定各管段的直径和坡度、确定各管段的直径和坡度（流速）（流速）确定出的雨水管段直径和坡度，必须符合设计规范要求，即：计确定出的雨水管段直径和坡度，必须符合设计规范要求，即：计算得来的一定管径在一定坡度的敷设下，通过设计流量时，流速要满算得来的一定管径在一定坡度的敷设下，通过设计流量时，流速要满足最小流速、最大流速的要求。足最小流速、最大流速的要求。（与污
34、水管道的水力计算有不同）（与污水管道的水力计算有不同）2、确定各管段始点和终点的埋设深度（水面标高、管底标高）确定各管段始点和终点的埋设深度（水面标高、管底标高）处理好各管段之间的衔接设计处理好各管段之间的衔接设计同污水管道同污水管道3.4.2 3.4.2 雨水管渠水力计算的方法雨水管渠水力计算的方法 确定管段的直径和坡度，应从上游管段开始，确定管段的直径和坡度，应从上游管段开始，依次向下游管段计算。依次向下游管段计算。vQIRCv 在具体计算时，设计流量在具体计算时，设计流量Q和管道粗糙系数和管道粗糙系数n已知，已知，还有管径还有管径D、管道坡度、管道坡度I和流速和流速v是未知的，因此需要先
35、假是未知的，因此需要先假定个求其它两个，这样的数学计算非常复杂，而且经常定个求其它两个，这样的数学计算非常复杂，而且经常要试算。为了简化计算，常采用水力计算图或水力计算表要试算。为了简化计算，常采用水力计算图或水力计算表进行进行。进行进行。（Q、v、D、n、I）D=300MM 对水力计算图而言，粗糙系数对水力计算图而言，粗糙系数n是已知的，图上的曲线是已知的，图上的曲线表示的是表示的是Q、v、I、D之间的关系，这四个因素中，只要确之间的关系，这四个因素中，只要确定两个因素，就可以通过图查出其它两个因素。计算时，定两个因素，就可以通过图查出其它两个因素。计算时，Q为已知，只要再知道一个因素就可以
36、查图计算了，为已知，只要再知道一个因素就可以查图计算了，通常通常情况下先假定坡度情况下先假定坡度I。管道坡度。管道坡度I近似等于地面坡度。近似等于地面坡度。由由Q和和I，就可查图得出，就可查图得出v、D 复核复核v的规定的规定若符合，若符合，则该管段的则该管段的D、I(v)即确定。若不符合，重新设定即确定。若不符合，重新设定I 或或D进进行计算。行计算。雨水管水力计算举例 已知已知n0.013，设计流量设计流量Q=200L/s，该管段地面坡度该管段地面坡度i=0.004，试计算该试计算该管段的管径管段的管径D、管道坡度管道坡度I、流速流速v。A点：点：v1.17m/sD400500mm设采用设
37、采用D400mm的管道，的管道，与流量为与流量为200L/s的竖线相交的竖线相交于于B点：点：I0.0092v1.60m/s不宜采用不宜采用设采用设采用D500mm的管道，的管道，与流量为与流量为200L/s的竖线相交的竖线相交于于C点：点：I0.0028v1.02m/sl 根据城市总体规划图，按地形划分排水流域。根据城市总体规划图，按地形划分排水流域。l 在每一排水流域内，结合建筑物及雨水口分布，充在每一排水流域内，结合建筑物及雨水口分布，充分利用各排水流域内的自然地形，布置管道，使雨水以最分利用各排水流域内的自然地形，布置管道，使雨水以最短距离靠重力流就近排入水体。在总平面图上绘出各流域短
38、距离靠重力流就近排入水体。在总平面图上绘出各流域的主干管、干管和支管的具体位置。的主干管、干管和支管的具体位置。3.4.3 3.4.3 雨水管渠系统的设计步骤雨水管渠系统的设计步骤（1）划分排水流域、进行管道定线。）划分排水流域、进行管道定线。划分设计管段。设置检查井，确认设计节点并编号划分设计管段。设置检查井，确认设计节点并编号（3）划分并计算各设计管段的汇水面积。）划分并计算各设计管段的汇水面积。当地形平坦时当地形平坦时,根据就近排除的原则根据就近排除的原则,划分汇水面积划分汇水面积.等分角线划分等分角线划分当地形有一定坡度时当地形有一定坡度时,根据雨水汇入低侧的原则根据雨水汇入低侧的原则
39、,划分汇水面积划分汇水面积.即即按照地面雨水径流的方向划分按照地面雨水径流的方向划分.（5）确定重现期）确定重现期P、地面集水时间、地面集水时间t1qFqFFQq0（7）计算各管段的设计流量）计算各管段的设计流量Q，并求出，并求出D、v、I及埋深等。及埋深等。（8）绘制图纸。包括平面图和剖面图）绘制图纸。包括平面图和剖面图（4）计算平均径流系数。）计算平均径流系数。av=Fi i /F 也可采用区域综合径流系数也可采用区域综合径流系数,一般经验值为：城市一般经验值为：城市0.50.8；郊区；郊区0.40.6。（6）计算单位面积径流量）计算单位面积径流量q0。对一个具体的管段来说对一个具体的管段
40、来说,只要求出该管段上游管段中雨只要求出该管段上游管段中雨水流行的时间水流行的时间,就可相应求出该管段的就可相应求出该管段的q0值值3.4.4 雨水管渠系统设计计算举例 已知某居住区平面图已知某居住区平面图.地形西高东低地形西高东低,东面有一自南向北流的河东面有一自南向北流的河流流,河流常年洪水位河流常年洪水位14m,常水位常水位12m.该市的暴雨强度公式给定该市的暴雨强度公式给定.要求布置雨水管道并进行干管的水力计算要求布置雨水管道并进行干管的水力计算.（2）划分设计管段。）划分设计管段。设置检查井设置检查井,确认设计节点并编号确认设计节点并编号,计算各检查井的地面标高计算各检查井的地面标高
41、计算各管段的长度计算各管段的长度,并将其填入表中并将其填入表中（3）划分并计算各设计管段的汇水面积。）划分并计算各设计管段的汇水面积。按照就近排入附近管道的原则按照就近排入附近管道的原则,并兼顾汇水面积的大小来划分并兼顾汇水面积的大小来划分量测各汇水面积的大小量测各汇水面积的大小,并填入下表并填入下表（4）计算平均径流系数。）计算平均径流系数。=0.5（5）确定重现期）确定重现期P、地面集水时间、地面集水时间t1,以确定设计暴雨强度。以确定设计暴雨强度。确定重现期确定重现期P,应根据地区建设性质确定应根据地区建设性质确定,一般选用一般选用0.53年年,对于重要的干道、立交道路的重要部分、重要地
42、区或短期积水对于重要的干道、立交道路的重要部分、重要地区或短期积水即能引起严重损失的地区即能引起严重损失的地区,一般采用一般采用25年。年。本设计采用重现期本设计采用重现期=1年年 地面集水时间地面集水时间t1,采用采用10分钟分钟（6）进行管段的水力计算）进行管段的水力计算设计管设计管段编号段编号管长管长L汇水汇水面积面积F管内雨水流行时间管内雨水流行时间单位面积单位面积径流量径流量q0设计设计流量流量管径管径 D坡度坡度 It2t2流速流速v管道输管道输水能力水能力Q坡降坡降 IL设计地面标高设计地面标高设计管内底标高设计管内底标高埋深埋深起点起点终点终点起点起点终点终点起点起点终点终点1
43、21501.6914.030 14.060055.97?94.58?4002.10.7696.00?1.312.73012.4151.6450.3153.29231004.073.2940.29163.985001.90.841650.19014.06014.06012.31512.2151.7451.945q0=q=0.5500(1+1.38lgP)/(10+2t2)0.65=250/(10+2t2)0.65起点地面标高减去该点管道埋深得到该点管底标高，如起点地面标高减去该点管道埋深得到该点管底标高，如1点的管底标高点的管底标高=14.03-1.30=12.73。该点管底标高值减去该点管底标
44、高值减去1、2两点的降落量得到终点两点的降落量得到终点2的管底标高，即的管底标高，即12.730-0.315=12.415，用用2点的地面标高减去该点的管底标高得到该点的埋设深度，及点的地面标高减去该点的管底标高得到该点的埋设深度，及14.06-12.415=1.65水力计算中应注意的问题、在计算中，碰到下游管段的设计流量小于上游管段的设计流量时，、在计算中，碰到下游管段的设计流量小于上游管段的设计流量时，下游管段的设计流量应取上游管段的设计流量。下游管段的设计流量应取上游管段的设计流量。2、支管与干管的计算是同时进行计算的，在支管与干管相交的检查井、支管与干管的计算是同时进行计算的，在支管与
45、干管相交的检查井处，必然会有两个处，必然会有两个t2和两个管低标高值。相交后的下游管段水力计和两个管低标高值。相交后的下游管段水力计算时，应采用算时，应采用大的大的t2和和小的管低标高值小的管低标高值。3、在水力计算中，管道坡度变化不大时，随着流量的增大，流速应该、在水力计算中，管道坡度变化不大时，随着流量的增大，流速应该是逐渐变大或不变。是逐渐变大或不变。（7）绘制雨水干管平面图和纵剖面图）绘制雨水干管平面图和纵剖面图l根据小区平面图进行污水管网工程设计，并绘出污水管道平面布置图和污水管道主干管纵剖面图。具体参数如下：1某小区平面图；2人口密度500cap/ha;生活污水定额180L/(cap*d)；3工厂的生活污水和淋浴污水设计流量分别为9L/s和7L/s，生产污水设计流量为28L/s，工厂排出口的地面标高为43.5m，管底埋深不小于2m，土壤冰冻深度为0.8m。4 沿河岸堤坝顶标高40m。
