某市B地區(qū)排水管網(wǎng)擴大初步設(shè)計

1、前 言 為了生活和生產(chǎn)上的需要，建造良好的基礎(chǔ)設(shè)施條件，滿足生活、生產(chǎn)和其他用水的要求，給水工程將給生活生產(chǎn)提供足夠的水量和合格的水質(zhì)。相反地，生產(chǎn)和生活產(chǎn)生的大量污水嚴重的污染了生活環(huán)境和阻礙了日常順利進行，給生產(chǎn)生活帶來諸多不便，排水工程能將生產(chǎn)生活污水及雨水有效的治理，從而美化環(huán)境并能有效的促進生產(chǎn)發(fā)展。目錄前 言- 2 -1. 概述- 3 -1.1城市概況- 3 -1.2目的和意義- 5 -1.3 設(shè)計內(nèi)容、原則及主要依據(jù)- 5 -1.3.1 設(shè)計內(nèi)容- 5 -1.3.2 城市排水管網(wǎng)設(shè)計原則- 5 -1.3.3 設(shè)計依據(jù)及排水體制的選擇- 7 -2.城市排水管網(wǎng)設(shè)計概述- 7 -2.

2、1 排水系統(tǒng)的體制及其選擇- 7 -2.2 管網(wǎng)系統(tǒng)的集中與分散- 8 -2.3 城市雨水管道水力計算- 9 -2.3.1 雨水管道系統(tǒng)平面布置的原則- 9 -2.3.2 雨水管道定線- 10 -2.4設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)- 12 -暴雨強度公式的確定- 12 -徑流系數(shù)的確定- 13 -設(shè)計重現(xiàn)期P的確定- 14 -集水時間t的確定- 15 -2.4.5 折減系數(shù)m值的確定- 16 -2.4.6 匯水面積計算- 17 -3.雨水管渠系統(tǒng)的設(shè)計- 18 -3.1 雨水管道的設(shè)計任務(wù)：- 18 -3.2 設(shè)計步驟：- 18 -3.2.1 暴雨強度公式的確定- 18 -3.2.2 劃分排水區(qū)域和雨水管渠定

3、線- 18 -3.2.3 確定設(shè)計參數(shù)與相關(guān)原則說明- 19 -參考文獻- 21 -致 謝- 22 -1. 概述 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，環(huán)境問題越來越受到人們的普遍關(guān)注，為保護環(huán)境，解決城市排水對水體的污染以保護自然環(huán)境、自然生態(tài)系統(tǒng)，保證人民的健康，這就需要建立有效的污水處理設(shè)施以解決這一問題，這不僅對現(xiàn)存的污染狀況予以有效的治理，而且對將來工、農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及人民群眾健康水平的提高都有極為重要的意義，因此，城市排水問題的合理解決必將帶來重大的社會效益。本設(shè)計是針對B市的排水工程，包括城市排水管網(wǎng)和城市污水處理廠，進行系統(tǒng)全面的設(shè)計。1.1城市概況（一）、自然條件1、地理位置：湖北省B地區(qū)位

4、于湖北省中西部宜昌市的東北端，地處東經(jīng)112°41，北緯35°22。地處沮河河谷沖畈地帶，建成區(qū)周圍地勢較平坦。2、氣象資料（1）、氣溫：年 平 均：12.816.7（2）、降雨量：年降雨量：10501130毫米（3）、主要風(fēng)向：冬季：西北風(fēng)夏季：東南風(fēng)（4）、風(fēng)速： 歷年平均：2.5米/秒最大：3.8米/秒 3、工程地質(zhì)與地震資料:該城區(qū)北部表層為粉砂質(zhì)土，厚1.83.0米，下部為沙礫石層；城區(qū)南部表層為粘性土，厚2.04.3米，其下為沙礫層，深6.09.0米。土基承載力一般為1240MPa，該市地震烈度為5度。 4、水文資料（1）、水位（黃海高程）（a）、沮河：歷年平均

5、： 20.36米 歷年最高（1/20）： 105.89米（2）、流量：歷年平均：32.66米3/秒（3）、流速： 最大斷面平均流速：/ 米3/秒 最小斷面平均流速：/ 米3/秒 5、水質(zhì)資料（沮河）CODcr 3.83mg/lBOD52.60mg/l非離子氨 0.187mg/l總磷0.119mg/l 6、水文地質(zhì)資料:該市地下水位平均在地面以下2.50m左右。（二）城市概況1、城市規(guī)劃簡述（附城市規(guī)劃圖）：湖北省B地區(qū)是縣委縣政府所在地，是縣域的政治、經(jīng)濟、文化中心，同時縣城區(qū)周圍分布有中國三江航天集團的一些單位、企業(yè)。鳴鳳鎮(zhèn)是以發(fā)展毛紡、化工、林特、農(nóng)副產(chǎn)品加工為主，兼具旅游服務(wù)職能的新型城

6、鎮(zhèn)。規(guī)劃B地區(qū)為以商貿(mào)、旅游為主的現(xiàn)代化山水旅游城市。 2、人口與建筑物層次規(guī)劃：根據(jù)該市的總體規(guī)劃，近期（2010年）該市總?cè)丝跒?0萬人，遠期（2020年）該市總?cè)丝跒?3萬人。目前該區(qū)的建筑主要以三、五層為主，近期變化不大，室內(nèi)有給排水設(shè)備及淋浴設(shè)備。遠期新城區(qū)規(guī)劃為七、八層樓房，室內(nèi)有衛(wèi)生及淋浴設(shè)備，但仍無集中熱水供應(yīng)。 3、城市綠地面積：全區(qū)建成后綠化面積為159.62公頃。（三）城市排水現(xiàn)狀簡述遠安縣工礦企業(yè)主要分布在B地區(qū)區(qū)，它們既是遠安縣的經(jīng)濟支柱，又是主要污染來源。市區(qū)內(nèi)有白里長渠，市區(qū)南邊有玉泉河，可供雨水排放。據(jù)B地區(qū)環(huán)境監(jiān)測站采樣分析，沮河當(dāng)陽段城區(qū)以上水質(zhì)符合二類水質(zhì)

7、功能區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，以下則未達三類水體標(biāo)準(zhǔn)，1997年提供的資料中各指標(biāo)為：PH值8.43，硫化物3.9mg/L，氨氮2.09mg/L、CN5.25mg/L，污染物質(zhì)嚴重超標(biāo)。（四）工業(yè)廢水情況該市除市肉聯(lián)廠廠、市毛紡廠外，還有一些零星工廠企業(yè)。其中肉聯(lián)廠日平均污水量近期為1000m3/d，遠期為1300m3/d，Kh=1.98。毛紡廠日平均污水量近期為1800 m3/d，遠期為4000 m3/d，Kh=1.33。其它零星工業(yè)廢水的平均流量，約為整個新城區(qū)居住區(qū)平均污水流量的10%左右。1.2目的和意義 此工程設(shè)計研究的目的在于通過對該市進行排水流域劃分，排水體制確定，城市排水管網(wǎng)設(shè)計計算，污水廠規(guī)模

8、、處理程度，各處理構(gòu)筑物工藝尺寸及運行參數(shù)進行計算，并對整個城市的排水工程的總造價進行概預(yù)算分析及不同方案之間的技術(shù)經(jīng)濟比較來確定一個較為合理的方案來解決該市現(xiàn)有的排水狀況問題。 意義在于通過設(shè)計研究，可以確定一套技術(shù)可行，經(jīng)濟合理的方案。改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，提高人民生活質(zhì)量和城市形象。避免城市下游旅游區(qū)由于受到污水的污染而影響經(jīng)濟效益。另外通過本次畢業(yè)設(shè)計，讓我們對排水工程有一個更系統(tǒng)全面深入地了解，培養(yǎng)我們分析問題、解決問題，綜合運用所學(xué)知識獨立工作的能力，并能從技術(shù)、經(jīng)濟、環(huán)境與社會等多方面綜合考慮，為將來在排水工程的實際工作崗位上工作打下堅實的基礎(chǔ)。1.3 設(shè)計內(nèi)容、原則及主要依據(jù)1.3

9、.1 設(shè)計內(nèi)容隨著城市人口的增加和工業(yè)發(fā)展，污水未經(jīng)任何處理排入河流，近年來對水體和環(huán)境的污染日趨嚴重。為了保護環(huán)境和水體，以利漁業(yè)、航運和游覽事業(yè)的發(fā)展，要求對該市污水進行處理，以達到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。并鑒于原有排水管渠斷面太小，損失嚴重，要求重新建造城市排水管道。設(shè)計內(nèi)容主要包括以下幾部分：（1） 排水系統(tǒng)體制的比較和選擇；（2） 確定排水管渠的走向及位置、布置污水管、雨水管；（3） 排水系統(tǒng)投資及運行費用估算；（4） 排水系統(tǒng)方案綜合比較；（5） 排水工程系統(tǒng)設(shè)計計算。1.3.2 城市排水管網(wǎng)設(shè)計原則 (1)排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計原則排水系統(tǒng)是控制水環(huán)境污染、改善和保護環(huán)境的重要設(shè)施，同時

10、也是人民身體健康、日常生活以及廠礦企業(yè)發(fā)展的保障措施。因此，排水工程的規(guī)劃與設(shè)計必須在區(qū)域規(guī)劃及城市工業(yè)企業(yè)的總體規(guī)劃基礎(chǔ)上進行。排水系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計應(yīng)遵循以下原則：1.要認真貫徹執(zhí)行憲法中“國家保護環(huán)境和自然資源，防治污染和其它公害”以及環(huán)境保護法、水污染防治法。堅持經(jīng)濟建設(shè)、城市建設(shè)、環(huán)境建設(shè)同時規(guī)劃、同時實施、同時發(fā)展的原則，開展以城市為中心的環(huán)境綜合治理，以實施經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益的統(tǒng)一，在這些指導(dǎo)思想下，進行排水工程的規(guī)劃與設(shè)計。2.認真貫徹“全面規(guī)劃、合理布局、綜合利用、化害為利”的環(huán)保方針，正確安排好工農(nóng)、城市、生產(chǎn)、生活等方面的關(guān)系，使經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境保護統(tǒng)一起來，注意預(yù)

11、防和消除對環(huán)境的污染。3.排水工程的規(guī)劃應(yīng)符合區(qū)域規(guī)劃及城市和工業(yè)企業(yè)的總體規(guī)劃，并應(yīng)與城市和工業(yè)企業(yè)中其它單項工程設(shè)施密切配合，互相協(xié)調(diào)。4.排水工程的設(shè)計應(yīng)全面規(guī)劃，按近期設(shè)計，考慮發(fā)展有擴建的可能性，并應(yīng)根據(jù)使用要求和技術(shù)經(jīng)濟的合理性等因素，對近期工程做出分期建設(shè)安排。5.在規(guī)劃與設(shè)計排水工程時，必須注意要認真執(zhí)行有關(guān)部門制定的現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和規(guī)定。 必須執(zhí)行國家關(guān)于新、改、擴工程實行防治污染的“三同時”規(guī)定。6.排水系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計，要與鄰近區(qū)域的污水、污泥處理與處置相協(xié)調(diào)。必須在較大范圍內(nèi)綜合考慮。7.排水系統(tǒng)的規(guī)劃與設(shè)計，應(yīng)處理好污染源治理與集中處理的關(guān)系。對工業(yè)廢水要進行適當(dāng)

12、的預(yù)處理，達到要求后排入城市排水系統(tǒng)。 (2)排水管網(wǎng)定線原則排水管網(wǎng)的定線原則是：應(yīng)盡可能在管線較短和埋深較淺的情況下，讓最大區(qū)域的污水自流排除。定線時通常考慮的因素是：地形和豎向規(guī)劃；排水體制；污水廠和出水口位置；水文地質(zhì)條件；道路寬度；地下管線和構(gòu)筑物的位置；工業(yè)企業(yè)和產(chǎn)生大量污水的建筑物的分布情況以及發(fā)展遠景和修建順序等。地形一般是影響管道定線的主要因素，定線時應(yīng)充分利用地形，使管道的走向符合地形趨勢，一般應(yīng)順坡排水。地形標(biāo)高較高的污水不要經(jīng)較低地區(qū)泵站排水。排水管網(wǎng)定線的順序應(yīng)當(dāng)是先確定污水處理廠的位置，然后依次確定主干管、干管、支管的位置。污水廠應(yīng)設(shè)在河流下游，地下水流向的下游，城

13、市主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)向。管道埋深和泵站數(shù)量直接影響到工程總造價，管網(wǎng)定線需做方案比較，選擇最合適的管線位置，使其既能減少埋深，又可少建泵站。排水管道定線應(yīng)盡量避免或減少管道與河流、山谷、鐵路及地下構(gòu)筑物交叉，以降低施工費用，減少養(yǎng)護工作的困難。當(dāng)排水干管與等高線垂直時，排水干管一般采用雙側(cè)集水；當(dāng)排水干管與等高線斜向相交時，排水干管一般采用單側(cè)集水。當(dāng)排水干管雙側(cè)集水時，干管間距一般為6001000m；當(dāng)排水干管單側(cè)集水時，干管間距一般為600800m。 設(shè)計依據(jù)及排水體制的選擇設(shè)計依據(jù)包括：1 湖北省某市城市總體規(guī)劃（20052020）2 湖北省某市城市排水工程總體規(guī)劃（20052020）3 室

14、外排水設(shè)計規(guī)范（GB50014-2006）及其規(guī)范條文說明4 地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）5 給水排水設(shè)計手冊第1、2、5、6、9、10、11冊（均為第二版）6 給水排水制圖標(biāo)準(zhǔn)（GBJ10687）7 城市污水生物脫氮除磷處理設(shè)計規(guī)程.CECS149:2003 8 給水排水工程研究預(yù)算與經(jīng)濟評價手冊國家城市給水排水工程技術(shù)研究中心，建工出版社（1993年12月）2.城市排水管網(wǎng)設(shè)計概述2.1 排水系統(tǒng)的體制及其選擇污水的不同排除方式所形成的排水系統(tǒng)為排水系統(tǒng)的體制。排水系統(tǒng)的體制，一般有合流制和分流制兩種類型。合流制排水系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一個管渠內(nèi)排除的系

15、統(tǒng)；分流制排水系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水分別在兩個或兩個以上各自獨立的管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。從環(huán)境保護來看，合流制將城市污水、工業(yè)廢水和雨水全部截流送往污水廠進行處理，然后再排放，從控制和防止水體的污染來看，這是較合理的；但這時截流主干管尺寸很大，污水廠容量也增加很多，建設(shè)費用也相應(yīng)提高。此外，當(dāng)采用截流式合流制，在暴雨徑流之處，原沉淀在合流管渠的污泥被大量沖起，經(jīng)溢流井溢入水體，產(chǎn)生沖刷作用；同時，雨天依然有部分混合污水經(jīng)溢流井溢入水體。實踐中，采用截流制合流式的城市，水體仍然遭受污染，有時還比較的嚴重。對于分流制，初雨徑流未加處理就直接排入水體，對城市水體會造成污染，有時還很嚴重，這是它

16、的缺點。但分流制可以減小晴天和雨天時流入污水廠的水質(zhì)水量變化，減小污水廠運行管理的復(fù)雜性；分流制，它可以保持管內(nèi)的流速，不致與發(fā)生沉淀。同時，分流制比較靈活，比較容易改造，比較容易適應(yīng)社會發(fā)展的需要，一般又能符合城市衛(wèi)生的要求，在國內(nèi)外都獲得了較廣泛的應(yīng)用。該市為湖北南部一新興城市，年降雨量較高，年最高降雨量1334mm，年最低降雨量435mm,年平均降雨量 725.5mm，降雨量較大，變化也較大，綜合考慮該市現(xiàn)有排水現(xiàn)狀、環(huán)境保護要求、地形與水文等各種因素，并參考國內(nèi)外的發(fā)展形式，決定采用完全分流制排水系統(tǒng)。2.2 管網(wǎng)系統(tǒng)的集中與分散本市的工業(yè)企業(yè)位于城市內(nèi)，經(jīng)預(yù)處理后的工業(yè)廢水符合城市排

17、入下水道標(biāo)準(zhǔn)(GJ1886)質(zhì)，并且不影響城市排水管渠和污水廠等的正常運行，不對養(yǎng)護管理人員造成危害，不影響污水處理廠出水和污泥的排放和利用,故將工業(yè)廢水直接排入城市排水管道，與生活污水合并處理，這樣比較經(jīng)濟。污水集中處理，污水廠數(shù)量少，規(guī)模較少，占地較少，便于管理，但主干管長，管徑尺寸大。而分散處理，雖然主干管短，管徑尺寸小些，但污水廠數(shù)量多，管理分散，總投資會增加。根據(jù)本市地形，水體位置，環(huán)境保護要求及水資源綜合利用等條件，綜合考慮，決定采用污水集中處理。2.3 城市雨水管道水力計算 雨水管道系統(tǒng)平面布置的原則（1）充分利用地形排水雨水管渠應(yīng)盡量利用自然地形坡度以最短的距離靠重力流排入附近

18、的池塘、河流、湖泊等水體中。一般情況下，當(dāng)?shù)匦纹露茸兓^大時，雨水干管宜布置在地形較低處；當(dāng)?shù)匦纹教箷r，雨水干管宜布置在排水流域的中間，以便于支管接入，盡可能擴大重力流排除雨水的范圍。當(dāng)管道排入池塘或小河時，由于出水口的構(gòu)造比較簡單，造價不高，雨水管渠系統(tǒng)宜采用分散出水口的管道布置形式。但當(dāng)河流的水位變化很大，管道出口離常年水位較遠時，出水口的構(gòu)造比較復(fù)雜，造價較高，就不宜采用過多的出水口，這時宜采用集中的出水口的管道布置形式。當(dāng)?shù)匦纹教?，且地面平均?biāo)高低于河流常年的洪水位標(biāo)高時，需將管道出口適當(dāng)集中，在出水口前設(shè)置雨水泵站，暴雨期間雨水經(jīng)抽升后排入水體，這時，宜在雨水進泵站前的適當(dāng)?shù)攸c設(shè)置調(diào)

19、節(jié)池，以節(jié)省泵站的工程造價和經(jīng)常運轉(zhuǎn)費用。（2） 雨水管渠布置應(yīng)與城鎮(zhèn)規(guī)劃相協(xié)調(diào) 應(yīng)根據(jù)建筑物的分布，道路布置及街區(qū)內(nèi)部的地形、出水口位置等布置雨水管道，使雨水以最短距離排入街道低側(cè)的雨水管道。 雨水管道應(yīng)平行道路布設(shè)，且宜布置在人行道或草地帶下，而不宜布置在快車道下，以免積水時影響交通或維修管道時破環(huán)路面，若道路寬度大于40m時，可考慮在道路兩側(cè)分別設(shè)置雨水管道。雨水干管的平面和豎向布置應(yīng)考慮與其他地下構(gòu)筑物（包括各種管線及地下建筑物等）在相交處相互協(xié)調(diào)，雨水管道與其他各種管線（構(gòu)筑物）在豎向布置上要滿足最小凈距的要求。在有池塘、坑洼的地方，可考慮雨水的調(diào)蓄。在有連接條件的地方，應(yīng)考慮兩個管

20、道系統(tǒng)之間的連接。（3） 雨水口的布置原則 為便于行人穿過街道和機動車輛識別運行路線，雨水不能漫過路口。因此一般在街道交叉路口的匯水點、低洼處應(yīng)設(shè)置雨水口。此外，在道路上一定距離處也應(yīng)設(shè)置雨水口，其距離一般為3080m，容易產(chǎn)生積水的區(qū)域應(yīng)加密和增加雨水口的數(shù)量。（4） 根據(jù)具體條件合理采用明渠或暗管在城市郊區(qū)等建筑密度較低、交通量較小的地方，可考慮采用明渠，以節(jié)省工程費用，降低造價。在城市市區(qū)或工廠內(nèi)，由于建筑密度較高，交通量較大，同時考慮衛(wèi)生情況一般采用暗管。在地形平坦地區(qū)，埋設(shè)深度或出水口深度受限制地區(qū)，也可采用蓋板渠排除雨水。在每條雨水干管的起端，應(yīng)盡可能采用道路邊溝排除路面雨水。這樣

21、通?？梢詼p少約100150m暗管長度。這對降低整個管渠工程造價是很有意義的。2.3.2 雨水管道定線城市排水管渠系統(tǒng)是城市的一項重要基礎(chǔ)設(shè)施，是城市建設(shè)的重要組成部分，同時也是控制水污染、改善和保護水環(huán)境的重要工程措施。 管道的定線形式主要有如下三種，其比較說明見下表：該區(qū)地形較為規(guī)則：北高南低，自北向南逐漸降低；東西大體上也是東高西低，但并非階梯式降低，而是有起伏，有雨水分水嶺。因此，對于雨水排水系統(tǒng)，考慮各排水流域干管基本上以最短距離沿與水體垂直相交的方向布置，即正交式布置。此時，干管長度短、管徑小，因而經(jīng)濟，雨水排水也迅速。在進行管線綜合規(guī)劃時，所有地下管線應(yīng)盡量在人行道、非機動車道和綠

22、帶下，只有在不得已時，才將埋深大，修理次數(shù)較少的管布置在機動車道下。管線布置的一般順序是，從建筑紅線向道路中心方向為：電力電纜電信電纜煤氣管道熱力管道給水管道污水管道雨水管道。若各種管線布置發(fā)生矛盾時，處理的原則是，新建的讓已建的，臨時的讓永久的，小管讓大管，壓力管讓重力管，可彎的讓不可彎的，修理次數(shù)少的讓修理次數(shù)多的。在本設(shè)計中，考慮把污水管道與其他管線集中安置在隧道中，而雨水管道與污水管道平行敷設(shè)；污水管道和其他地下管線或構(gòu)筑物的水平和垂直最小凈距，由城市規(guī)劃部門或工業(yè)企業(yè)內(nèi)部管道綜合部門等考慮相關(guān)因素而制定；在路面寬度大和交通要處，考慮兩側(cè)設(shè)管。2.4設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù)暴雨強度公式的確定暴雨強

23、度是指某一連續(xù)降雨時段內(nèi)的平均降雨量，既單位時間內(nèi)平均降雨深度，工程上常用單位時間內(nèi)單位面積上的降雨體積q（L/（s·ha）表示。暴雨強度是描述暴雨特征的重要指標(biāo)，也是決定雨水設(shè)計流量的主要因素，因此我們有必要對其進行研究并推求出其計算公式。暴雨強度公式是在各地自記雨量記錄分析整理的基礎(chǔ)上按一定方法推求出來的，我國常采用的暴雨強度公式形式為：（3-1）式中 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） t=t1+mt2；t1地面集水時間（min） t2管渠內(nèi)雨水流行時間（min） A1、c、b、n地方參數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計方法進行計算確定。本設(shè)計的對象

24、湖南衡陽E區(qū)暴雨強度公式可由手冊中查得，為： 雨水管渠設(shè)計流量計算公式:雨水設(shè)計流量按下式計算：式中 Q 雨水設(shè)計流量，L/s； 徑流系數(shù)，其數(shù)值小于1； F 匯水面積，ha； q 設(shè)計暴雨強度，L/（s·ha）。徑流系數(shù)的確定 徑流量與降雨量的比值稱徑流系數(shù)，其值通常小于1。徑流系數(shù)的值因匯水面積的地面覆蓋情況、地面坡度、地貌、建筑密度的分布、路面鋪砌等情況的不同而異。值還與降雨歷時、暴雨強度及暴雨類型有關(guān)。（1） 地面徑流：在地面沿地面坡度流動的雨水，稱為地面徑流。（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

25、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，余水率=0，由于地面積水，仍有地面徑流。影響徑流系數(shù)的因素主要有匯水面積的地面覆蓋情況、地面坡度、地貌、建筑密度的大小、路面鋪砌等。此外，還與降雨歷時、暴雨強度及暴雨雨型有關(guān)。要精確確定值，難度較大。目前在雨水管渠設(shè)計中，通常采用按地面覆蓋種類確定的經(jīng)驗數(shù)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)值見下表5-1：表5 徑流系數(shù)值地面種類值各種屋面、混凝土和瀝青路面大塊石鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面級配碎石路面干砌磚石和碎石路面非鋪砌土路面公園或綠地0.900.600.450.400.300.15在雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計中，匯水面積通常是由

26、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，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 匯水面積上各類地面的面積（ha）； 相應(yīng)于各類地面的徑流系數(shù)； 全部匯水面積（ha）。在設(shè)計中采用區(qū)域的綜合徑流系數(shù)。一般市區(qū)的綜合徑流系數(shù)=0.50.8，郊區(qū)的綜合徑流系數(shù)=0.40.6。綜合考慮各方面的因素，地形地貌的影響、坡度的影響、地面覆蓋的影響等，本設(shè)計E區(qū)徑流系數(shù)設(shè)計重現(xiàn)期P的確定 從暴雨強度公式可知，暴雨強度隨著重現(xiàn)期的不同而不同。若選用較高的設(shè)計重現(xiàn)期，計算所得設(shè)計暴雨強度大，相應(yīng)的管渠斷面也較大。這對防止地面積水是

27、有利的，安全性高，但經(jīng)濟上則因為管渠設(shè)計斷面的增大而增加了工程造價；若選用較低的設(shè)計重現(xiàn)期，管渠斷面可相應(yīng)減小，這樣雖然可以降低工程造價，但可能會經(jīng)常發(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)合實際情況，從技術(shù)和經(jīng)濟方面統(tǒng)一考慮。雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期的選用，應(yīng)根據(jù)匯水面積的地區(qū)建設(shè)性質(zhì)、地形特點、匯水面積和氣象特點等因素確定，一般選用0.53年，對于重要干道，立交道路的重要部分，重要地區(qū)或短期積水即能引起較嚴重損失的地區(qū)，宜采用較高的設(shè)計重現(xiàn)期，一般選用25年，并應(yīng)和道路設(shè)計協(xié)調(diào)。具體到本地區(qū)來看，整個地區(qū)沒有什么重要地區(qū)、干道。但有一處逆坡可能會造成

28、積水。不過考慮到這處逆坡靠近一片湖汊，即使出現(xiàn)積水，也可以漫流到湖汊，所以在短時間造成嚴重積水的可能性并不大。所以綜合考慮，整個地區(qū)的設(shè)計重現(xiàn)。2.4.4集水時間t的確定集水時間t由地面集水時間t1和管內(nèi)雨水流行時間t2兩部分組成。用公式表述為： 。式中 設(shè)計降雨歷時（min）； 地面集水時間（min）； 管渠內(nèi)雨水流行時間（min）； 折減系數(shù)。（1） 集水時間的確定地面集水時間是指雨水從匯水面積上最遠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 一般在建筑物密度大

29、、地形陡、雨水口布置較密的地區(qū)，宜采用較小值，取 =58min。在建筑物密度較小、地形較平坦、雨水口布置較疏的地區(qū)，宜采用較大值，取=1015min。同時，起點檢查井上有地面雨水流行距離以不超過120150m為宜。應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w條件，合理地選定值。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。（2） 地面集水時間是指雨水從匯水面積上最遠點流到第一個雨水口的時間。根據(jù)室外排水設(shè)計規(guī)范規(guī)定：地面集水時間視距離長短和地形坡度及地面覆蓋情況而定，一般采用t1515min。就本地區(qū)來看，有的地方地形較陡，有的地方地形較平坦，管渠內(nèi)雨水流行時間的確

30、定暴雨強度。2.4.5 折減系數(shù)m值的確定折減系數(shù)m的提出原因如下： 雨水管渠按漫流設(shè)計，但降雨時，管渠中的水流并非以開始就達到設(shè)計流速，二十隨著降雨歷時的增長逐漸達到設(shè)計流速的。這樣，按公式算出的管區(qū)內(nèi)的流行時間將比實際時間偏小。雨水管渠內(nèi)各設(shè)計管段的設(shè)計流量是按照相應(yīng)于該管段的積水時間的設(shè)計暴雨強度啦計算的，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（特別是上有管段）不一定都是滿流。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，從而消減其高峰流量，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

31、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?？紤]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=1.22.各設(shè)計管段的雨水設(shè)計流量等于該管段所承擔(dān)的全部匯水面積與該管段設(shè)計暴雨強度的成績。由于各管段的集水時間不痛，所以各管段的設(shè)計暴雨強度也不同 雨水管道按滿流進行設(shè)計，但計算雨水設(shè)計流量公式的極限強度法原理指出，當(dāng)降雨歷時等于集水時間時，設(shè)計斷面的雨水流量才達到最大值。因此，雨水管渠中的水流并非一開始就達到設(shè)計狀況，而是隨著降

32、雨歷時的增長才能逐漸形成滿流，其流速也是逐漸增大到設(shè)計流速的。這樣就出現(xiàn)了按滿流時設(shè)計流速計算所得的雨水流行時間小于管渠內(nèi)實際的雨水流行時間的情況。通過對雨水管渠的觀測資料進行分析，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)雨水管渠中雨水流行時間比按最大流量計算的流行時間大20。所以用大于1的系數(shù)乘以用滿流時的流速算出的管內(nèi)雨水流行時間t2。 室外排水設(shè)計規(guī)范建議折減系數(shù)的采用為：暗管m=2，明渠m=1.2。在陡坡地區(qū)，暗管的m=1.22。具體到本地區(qū)，由于整個地區(qū)陡坡處較多，5.一般規(guī)定雨水管道設(shè)計應(yīng)滿足以下規(guī)定：（1）雨水管道按滿流計算，最小設(shè)計流速一般不小于0.75m/s，鋼筋混凝土管最大流速不超過5m/s。（2）雨水

33、管道最小管徑為300mm，相應(yīng)最小設(shè)計坡度3。（3）管道的連接，一般采用管頂平接，必須保證進水管底不得低于出水管底，且保證覆土大于或等于0.7m。（4）充分利用地形，就近排入水體或低洼地區(qū)。（5）根據(jù)城市規(guī)劃布置雨水管道，應(yīng)平行道路鋪設(shè)，宜布置在行道或草地下，不宜布置在快車道下，雨水口布置應(yīng)使雨水不致漫過路面，間距視道路坡度、寬度不同而定。聯(lián)絡(luò)管最小管徑300mm，最小坡度0.01。2.4.6 匯水面積計算根據(jù)管道的具體位置，在管道轉(zhuǎn)彎處，管徑或坡度改變處，有支管接入或兩條以上管道交匯處以及超過一定距離的直線管段上應(yīng)設(shè)檢查井，兩檢查井之間流量、管徑、坡度不變的管段為設(shè)計管段，各設(shè)計管段匯水面積

34、的劃分應(yīng)結(jié)合地形坡度、匯水面積大小及雨水管道布置情況而劃定。1.管道定線、劃分流水流域和設(shè)計管段 根據(jù)城市總體規(guī)劃平面圖，選擇一條街道布置雨水管道，并確定各設(shè)計管段。2.計算各設(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、匯水面積的大小和雨水管道的布置情況而劃定。雨水管道的匯水面積應(yīng)基本上保證均勻增加，這樣才能保證管徑是均勻增加的，另外在管徑發(fā)生變化的地方應(yīng)對匯水面積適當(dāng)?shù)募右哉{(diào)整。一般而言，管徑變化的管段上游應(yīng)適當(dāng)?shù)臏p少匯水面積而在下游增加匯水面積，這樣做的原因是可以使管道的坡度都適當(dāng)?shù)臏p小。3.雨水管渠系統(tǒng)的設(shè)計3.1 雨水管道的設(shè)計任務(wù)：雨水管渠系統(tǒng)是由雨水口、雨水管渠、檢查

35、井、出水口等構(gòu)筑物所組成的一套工程設(shè)施。在雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計中，管渠是主要的組成部分，雨水管渠設(shè)計的主要內(nèi)容包括：1、確定地點暴雨強度公式；2、劃分排水區(qū)域，進行雨水管渠定線，確定可能設(shè)置的調(diào)節(jié)池、泵站位置；3、根據(jù)當(dāng)?shù)貧庀蠛偷乩項l件，工程要求等確定設(shè)計參數(shù)；4、計算設(shè)計流量和進行水力計算，確定每一設(shè)計管段的段面尺寸、坡度、管底標(biāo)高及埋深；5、繪制雨水管網(wǎng)平面布置圖和縱剖面圖。3.2 設(shè)計步驟：3.2.1 暴雨強度公式的確定根據(jù)基礎(chǔ)資料，該市的暴雨強度公式為：q=3.2.2 劃分排水區(qū)域和雨水管渠定線1、根據(jù)地形平面圖，該市某區(qū)北依湘江，地勢大體自南向北逐漸降低；東西總體東高西低。因此排水區(qū)域的

36、劃分可根據(jù)這種形狀來劃分，雨水干管布置方向自南向北，直接排入湘江；支管自東向西布置，盡可能利用重力排除雨水。2、劃分設(shè)計管段：根據(jù)管道的具體位置，在管道轉(zhuǎn)彎處、管徑或坡度改變處，有支管接入處或兩條以上管道交匯處以及超過一定距離的直線管段上都應(yīng)設(shè)置檢查井。兩個檢查井之間流量沒有變化且預(yù)計管徑和坡度也沒有變化的管段為設(shè)計管段。設(shè)計管段上的檢查井 應(yīng)從上游往下游進行編號。（具體設(shè)計管段的劃分見圖-雨水管道布局草圖）3、劃分并計算各計算管段的匯水面積 各設(shè)計管段匯水面積劃分結(jié)合地形坡度、匯水面積的大小以及雨水管道布置情況等而劃定。地形較平坦時，可按就近排入雨水管道的原則劃分匯水面積；地形坡度較大時，可按地面雨水徑流的水流方向劃分匯水面積。劃分時，將每塊面積編號，計算其面積大小并標(biāo)明在圖中。（具體見圖5.1雨水管道布局草圖）3.2.3 確定設(shè)計參數(shù)與相關(guān)原則說明1、確定雨水排水流域的平均徑流系數(shù) 本設(shè)計，根據(jù)整個區(qū)域