給排水雨水管道設(shè)計計算

1、雨水管道設(shè)計計算3雨水排水區(qū)域劃分及管網(wǎng)布秋133.1.1排水區(qū)域劃分該區(qū)域最北 端有京杭大運河，中部有明顯分水線。因此以明遠(yuǎn)路為分界線，明遠(yuǎn) 路以北雨水排 入大運河，以南地區(qū)雨水排入中部水體。這樣劃分有利于減小雨水管線長度和管 道，并且可以縮小管徑，提高經(jīng)濟效益。3.1.2管線布置根據(jù)該地區(qū)水體及地勢特點，雨水管道為正交式布置，沿水體不設(shè)主干管，雨水通 過干管直接排入水體。一些距水體較近的街區(qū)的雨水直接以地表徑流的方式直接流 入水體。明遠(yuǎn)路以北區(qū)域雨水干管的走向為自南向北；以南地區(qū)部分干管走向為自 南向北，部分為自北向南，個別自南北匯入中間，具體流向根據(jù)水體所在位置確 定。具體如圖3所示。雨

2、水流屋計算23.雨水管道平面布宜(初步設(shè)計)3圖3.2.1雨量分析要素a)降雨量指一定時段降落在某一點或某一面積上的水層深度，其計量單位以表示 計。也可用單位面積上的具體及(Uhab)降雨歷時指一次連續(xù) 降雨所經(jīng)歷的時間，可 以指全部降雨時間，也可以指其中某個個別的連續(xù)時段，其計量以min或hit，可從 自記雨量記錄紙上讀取。C)暴雨強度指某一連續(xù)降雨時段內(nèi)的平均降雨量，用i表示H(3-l)=i一七式中，i 一一暴雨強度；(nimmin) 一一某一段時間內(nèi)的降雨總量(nini); H 一降雨時間(miii)o t在工程上常用單位時間內(nèi)單位面積上的降雨體積q表示。降雨面積 指降雨所籠罩的面積。單

3、位為公頃(ha)雨水管渠的收集并不是整個降雨面積上的雨水，雨水管渠匯集雨水的地面面積稱為 匯水面積。每根管段的匯水面積如下表所示：表7匯水而積計算表：總匯水血積管道長度木段匯水而枳(貶)木段匯水面積褊號管道褊號傳輸匯水而積 (ha)(ha) (m)6.67230.76565 40&6714.674 3857153.84 6.6733.3514.6718.68、230.7658 325945.351233.3569、153.8466-2111.8611.867 6192.3650&158.150230.76539 &158.150230.76539 817.939.785478.15153.84

4、8 )(308.15)、& 1516 10230.7660(36114.0810 115.93 )61115.38 (48.1510230.7660(36114.0810 115.93 )61115.38 (48.1547.6710.62192.35237.0550(2)1213、37.0522-97153.8414.081260 (4)、6211 58.2910.62) 47.67230.761314250(1)、5079.634679.634621.3458.29 1415230.7611.S611.86) 0)、(1861 (1115.38217 35.71204B07B制 4S335.

5、71204B07B制 4S38 20 (45.95357墊7 氣7221磴323京09.49329.49240192.3,31(2)-2320.61153.849.493011.12 31(2)-2320.61153.849.493011.12 2425. 2939.9519.34 252620.61153.84. 262749.62269.67.6(2.2)153.84277(2.2)39.95-59.296(2.1).7(2.1)173.07-272849.629.6768.9628.1631281230.762432 ()、14.8213.34 45.22&28.1631281230.7

6、62432 ()、14.8213.34 45.22&1625153.8422 3233、17.0457.2612.0654.2)153.844 仁(4)333445.281382 (12.06 35365)、2.2 (4153.8469.32383931.42153.84)、22128.23 (18(、69.3212.06 3435、153.844.1)557.26 (4 31.4203142、2038 37230.762373.2913.64 (4 3940153.843.2)59.65、(3259.65S6.933(1)153.84 404143.1)13.6473.2920.02、124

7、543153.84018(1)441245(4x 2(2)1.2)86.934241153.841220.02、45230.761(2)8.861.481.48048 47269.223712.635192.311.1249 48361.483334742153.8412.650 49512.979(1.1)25.9552192.360.69). 2153.8457 56 (1148.912) (1311.7825.9551 50 3334742153.8412.650 49512.979(1.1)25.9552192.360.69). 2153.8457 56 (1148.912) (131

8、1.78134.618(248.910565539、153.843848.91 72.47 (58 57134.6113、11(1) 111.7860.6985.1412.6772.47 (2)、12 (58 592134.61) 1022.2306140230.7622.2360 203.83861、42 6222.2353.3631.1341203.83S6253.366.7215 (3)60.0863203.83863 60.0866.815(2)6.7264203.83849.0665 49.064443、066203.8386649.06 16.8565.911716(3).(3)

9、67) 82.762 人 17203.838 (16 (67 6816.8565.912暴雨強度頻率和重現(xiàn)期 指定暴雨強度出現(xiàn)的可能性一般不是預(yù)知的。但它出現(xiàn) 的次數(shù)服從一定的統(tǒng)計規(guī)律，可以通過對以往大量觀測資料的統(tǒng)計分析，計算某個 特定的降雨歷時的暴雨強度發(fā)生頻率。暴雨強度頻率是指等于或超過某指定暴雨強度值出現(xiàn)的次數(shù)m與觀測資料總項 數(shù)n 之比，即：m(3-2) 100%P=?_ nn3.2.2 雨量基本公式雨水設(shè)計流量按下式計算：(3-3) qFyQ=S；中Q雨水設(shè)計流量(L/s)； y徑流系數(shù)，其數(shù)值小于1； F一匯水面積(ha)； (L/(sgha)o設(shè)計暴雨強度q167A(l + c

10、lgP)i=q暴雨弓魚度公式：(3-4)r.(t+b)式中：q設(shè)計暴雨強度()；hagL/s設(shè)計重現(xiàn)期 (a)；t降雨歷時(min)；A,c,b衛(wèi)一一地方參數(shù)，根據(jù)統(tǒng)計方法計算確定，本設(shè)計中暴雨強度公式為：13027.3(1+0.6551gp)=q(3 - 5)O.?ssl9)+(t雨水流量主要參數(shù)及其確定依據(jù)中徑流系數(shù)a)-降落在地面上的雨水，一部分被植物和地面的洼地截流，一部分滲入土壤，余下的 一部分沿地面流入雨水灌渠，這部分進入雨水灌渠的雨水量稱作徑流量。徑流量與 降雨量的比值稱徑流系數(shù)中，其值常小于1。徑流系數(shù)的值與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

11、況相關(guān)。山于影響因素很多，精確求它的值是相當(dāng)困難的，因此我們采用經(jīng) 驗數(shù)值確定。該區(qū)域大部分地區(qū)為瀝青路面，有部分地區(qū)為公園及綠地，綜合徑流系數(shù)為0.6ob）重現(xiàn)期P暴雨強度隨著重現(xiàn)期的不同而不同。在雨水管渠設(shè)訃中，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)的雨水設(shè)計流量大，管渠的斷面相應(yīng)大。這對防止地 面積水是有利的，安全性高，但經(jīng)濟上則因管渠設(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，管渠斷面的相應(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，其至給城市人民的生活及工業(yè)生產(chǎn)造 成危害。雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期的選用，應(yīng)根據(jù)回水面積的地

12、區(qū)建設(shè)性質(zhì)（廣場、干道、廠 區(qū)、 居住區(qū)）、地形特點、匯水面積和氣象特點等因素確定，一般選用0.53a,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(yán)重的地區(qū)，宜采用較。 對于特別重要的地區(qū)可酌5a,并應(yīng)和道路設(shè)計協(xié)調(diào)高的設(shè)計重現(xiàn)期，一般選用2情增 加，而且在同一排水系統(tǒng)中也可采用同一設(shè)計重現(xiàn)期或 不同的設(shè)計重現(xiàn)期。雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期規(guī)定的選用范圉，是根據(jù)我國各地H前實際采用的數(shù)據(jù)，經(jīng)歸納 綜合后確定的。在選用雨水管渠的設(shè)計重現(xiàn)期是，必須根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂?、地形等條件 確定。我國南部地區(qū)主要城市的重現(xiàn)期間下表：選擇該地區(qū)選擇暴雨重現(xiàn)期為0.7aoc）集水時間t對管道的某一設(shè)計斷

13、面來說，集水時間t有地面集水時間t和管內(nèi)雨水流行時間t2i3o 部分組成地面集水時間t的確定】地面集水時間是指雨水從匯水面積上最遠(yuǎn)點流到第1個 雨水 口的時間。影響t的因】素眾多，如地形坡度、地面鋪砌、地面種植、水流 路程等， 因此一般對t不進行計算，I而采用經(jīng)驗數(shù)值。根據(jù)室外排水設(shè)計規(guī)范規(guī)定：地面 積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to根據(jù)經(jīng)驗，在建筑 密度大、地形較15niii!=5】.陡、雨水口分布較密的地區(qū)或街區(qū)內(nèi)設(shè)置的雨水暗管，可取58min：而在建筑 密度 。1015min小，匯水面積較大、地形平坦、雨水口布置較稀疏的地區(qū)，取管渠內(nèi)雨水流行時間t的確定zL?t

14、的計算公式為：（3-6） （nmi） =t2 : 60v式中：L各管段的長度（m）；各管段滿流時的水流速度（m/s）； v60單位換算系數(shù)，lniin=60so雨水管水力計算.333.3.1水力計算參數(shù)確定a）設(shè)計充滿度雨水中主要含有泥砂等無機物質(zhì)，不同污水的性質(zhì)，加以暴雨徑流量大，而相應(yīng)較高 設(shè)計重現(xiàn)期的暴雨強度的降雨歷史一般不會很長。故管道設(shè)計充滿度按滿流考慮，即 lvD=lo明渠則應(yīng)由等于或大于0.20m的超高。街道邊溝應(yīng)有等于或大于0.03m的超高 。b）設(shè)計流速雨水中挾帶泥砂等無機物質(zhì)，為避免這些物質(zhì)在管渠內(nèi)沉淀下來而堵塞管道，雨水管 渠的最小設(shè)計流速應(yīng)大于污水管道。具體雨水管道的最

15、小及最大設(shè)計流速如下表所示：表8最小及最大設(shè)計流速.管渠明渠非金屈金屬0.75 0. 0最小設(shè)訃流速m3 - 75 40根據(jù)類別而定m，s最大設(shè)計流速5C）最小管徑與最小設(shè)計坡度：雨水管道的最小管徑為300mm,相應(yīng)的最小坡度為0.003m，雨水口連接管最小 管徑為200mm，最小坡度為0.01 od）最小埋深與最大埋深具體規(guī)定同污水管道。e）雨水管徑的斷面形式雨水管道中常用的斷面形式大多為圓形，但尺寸較大時，宜采用矩形、馬蹄形或其 它形式。.f）雨水管渠的銜接方式雨水管道是按滿流進行設(shè)計的，因此雨水管道的銜接一般采用管頂平接。3.3.2雨水管道的設(shè)計這是雨水管道設(shè)計的重點部分。雨水管道的設(shè)計

16、管段不宜過長，也不宜有過多的彎道，因此易于用較短的雨水管 道。本區(qū)域的最北部地區(qū)是京杭大運河，區(qū)域內(nèi)部也有少量水體，這些水體附近的 雨水可以就近排放，以減小管道的長度。具體的管道布置見圖所示，管道水力計算 圖表所示。表9雨水干管1水力訃算表總匯水而管道長管道 編枳度號（mm）（ha）的位面枳徑流管內(nèi)雨水流行時間 ftqO設(shè)計 流址Q (L,s )t2=LvEL/vEt2=(L-(s?ha)2314 0.00 3.85653.85120.867806.230.7646.675 2.33110.61151623153.8414.6742.64230.763 23512.15105.3133.352

17、.966.189.142-11.90153.8499.374506.5845.35 (m) 設(shè)計管內(nèi)底設(shè)il地面(m)流速管道輸水能(m)坡降(L/s)力 QvCm- s)*點終點起點終121115131016140.25417.64620.217.90020.218100.13820.217.2021.10.19616.708352020.216.5121.320.20.12316312451016.18820.213520.2管道長總匯水面管內(nèi)雨水流行時間(mm)貳位血積徑流設(shè)計流址管道q雖度積o編號 Et=EL-vt=L/vi2) (L/s) (ha) m (h

18、a)(L/(s 5 2 3 1 463.11 1433.4311.86 19673120.86 9 8.15 985.038 120.86 230.760.00 3.92 8 3.92 17.9371979.85 153.842.21 110.42 設(shè)訃地面(m)設(shè)訃管內(nèi)底(m)管道 輸水能力15流速(m)坡降(L/s)Q v(m, s)終點起點起點終點 16 111415131210 17.737 20.217.900 1.03145020.20.163 17.69220.220.20.98 9900.208 17.900 20.2 20.2 1.160.169 17342 199017.1

19、73管道長總匯水而管內(nèi)雨 水流行時間(mm)氓位而 積徑流設(shè)計流址管道枳度q雖編號 Lt=LUvt=Uv 耳 haXL;(s(m) (ha)(Ls)5 143623.53 985.03 8.15 16 0.00 10 120.86 230.761153811 101.673.5314.08 1568.22 111.38管坡(niinl000.0011300.0000.000S1802000.000 埋(m 起終 11232.52.92.83.43.64.03.8 管坡 (mml250.00081100.0000.001145 埋起終 112.4232.32.53.02.8 管坡(mml0500

20、.001212500.0010511121213 1413153.841923230.7637.0547.6758.295.20 2.18107.46 102.7999.303981.304900.205788.3316501SOO20000.00170.00160.0018738 9.171.79 1.911415230.7679.6311.091.6495.8676334120000.0024流速 v(ms)101.09管道輸水能力Q(Ls)111000坡降(120.277設(shè)計地而m) 起點1320.2(、終 (m)、占1/1八、1420.2設(shè)計管內(nèi)底(m)終點起點15 1617.9001

21、7.623起點2.30埋深(m) 17點 八、182.581.151.175157040000.1210.26220.2 20.217.423 17.3022.78 2.9020.220.216.90216.6403.303.561.7949500.30820.220.216.49016.1833.714.022.012.35 呂道編號5S00 7640管道長總匯水面積度0.4150.554 呂 內(nèi)雨水 流行時 間Lt=ZL/v20.220.220.2 20.2(mm) t=L*v15.98315.567單位面積徑流呆qo15.56715.014 設(shè) 計流!t Q4.22 4.63 管 徑 D

22、 (mm)4.635.19 坡度22 (Ls) (U(s ha)(ha)(m)21 78 9 317 18 115.380.00 1433.43 110011.S60.001618 19 1920 212021 22 流速 v(m-s) 1013 1.31.35 137 1.62 管道 編號 1 2324 2425 2526272627 5 46 1.48 11901.67 269.22 13001.48 16.30 0.0013 116.673.452322.402.85 4.93 21.49 0.0013230.76 1450 108.073643.29 230.76 7.7835.720

23、.00161S00 2.81102.004444.88237 45.95 10.59 0.0014 230.76 1800 96.73設(shè)汁地面(m)設(shè)計管內(nèi)底(m)埋深管道輸水能力坡降(m L/$)Q起點起點起點終點終點終點AUzz 八、AUzz 八、八、八、八、16 17 15 1$ 1314 121120.2 17.9002.48 20.2 0.18517.71520.2 3.03 17.51520.2 17.165 2.68 0.350 20.220.2 3.48 17.015 3.18 16.715 233003000.36920.2 4.203640 3.8

24、3 16.36515.996 20.203234450 4.534.20 15.673 管道長總匯水面管內(nèi) 雨水流行時間設(shè)計流量管徑D20.2 15.99620.2 (mm)爪位血枳徑流枳址度Q坡度 qo (mm)Et二EL*v t=L/vx (m) (Ls) ha)(L/(s (ha)52 8 7 6 4 932.91 949 120.S6 0.0013192.3 1146.99 0.00 11002327.01153.841.97112.910.001 1450 20.612.912327.01153.841.974321.43 10S.171.534.89153.8439.951800

25、0.00165200.646.41104.81 1S00 1354321.43 10S.171.534.89153.8439.951800 0.00165200.646.41104.81 1S00 1350.001849.62153.846049.46102.03 7.76(6049.46102.03 7.76(m)埋深(m)設(shè)il管內(nèi)底(m)設(shè)訃地面管道輸水能力)m坡降(L, s)Q起點終點終點起點終點起點 八、八、八、八、10 1.1131.68111150233043300.2500.154 0.24612 13 20.220.2 20.214 20.220.2 20.215 17.90

26、017.65017.1461730016.796 16.55016172.302.903.40182.553.053.651.9 2.25210 60600.2770.41520.2 20.216.550 16.2733.933.6520.220.216.27315.8583.934.342.56S700.57320.220.215.85S153214344.8S管道 褊號1 30313132管道長總匯 水面度積(ha) (m)23192.313.34230.76 28.16管內(nèi)雨 水流行 時間Eto 0.002.67二LLv4(imn)t=L/v 25 2.672.67單位 面積徑 流址q

27、o(L.(sha ) 6 120.8611 3.52設(shè)計流 吐Q (L/s)7 1612.31 3196.82(nm) 81250 1650坡度90.00120.0012323333343435153.84153.84153.8445.2057.2669321.53 5.34107.14 103.85100.824842.795946.566989.021SOO200020000.00160.00140.00186.87 8.381.51 1.253536153.8481.389.631.0798.468012.7420000.002流速v(nVs)101.21.44心輸水 能力Q(L/s )

28、1 1162 0 3200坡降(0.231 0.277設(shè)計地面m) 起點 13 1220.220.2(、終 (m)、占1/1八、1420.2 20.2設(shè)計管內(nèi)底 起點終點1517.669 17.90017.269 16.992(m) 16埋深 起點172.302.93(、終(m)點八、182.533.211.684850 59500.24620.2 20.23.60 16.842 3.36 16.5961.70.21520.220.2163963.80 16.1814.022.0570000.27720.220.216.1814.02 15.9044302.4呂道編號18020管道長 總匯水面

29、度 積(m) (ha)3 20308 管 內(nèi)雨水 流行時 間Eb20.2 =5420.2 (inm)t=L /v： 515.904 單 位面枳 徑流址qo(L/(s?h a)615.596 4.30設(shè)計流址 管徑 D Q (nmi)(L/s) 874.60 坡 度9373839383940230.76153.84153.8431.4259.6573.292.26 0.00120.86109.00106.093797.506502.087774.991S00200020000.00160.00170.00244.52 5.821.291.094140153.8486.936.910.93103.

30、769020.1120000.00334142流 速v(m/s)10 1.71.9S153.84管道輸水能力Q(L/s )113800651099.46 坡 降(0.369 0.2627.84設(shè)計地 面)m起點121320.220.20.79少、終點 (m)”、八、14 20.220.2101.87設(shè)計管內(nèi)底起點終點八、1517.53117.900 17.0691733110131.94(m) 162000埋深 起點172.302.870.0044 (m) 終點八、182.67 3.132352.757780 90300.3690.50820.2 20.217.069 3.13 3.50 16

31、.70020.220.216.7002.5016.1923.013.25101400.67720.220.216.19215.5153.013.68管道管道長總匯管內(nèi)雨(imii)t=L巾位面設(shè)計流D管徑坡度褊號143444445水面度積(m) (lm)3 2153.8412.4521.31153.84水流行時間E to0.002.25Uv4/v： 52.25 1.56積徑流 址qo(L/(s?ha)6120.86114.61Q(L/s) 71504.742442.41(mm) 81050135090.001350.001945 46 230.76 管道輸水能力 流速 (L/s)v(m/s)Q

32、30.17降(坡2.16 3.81110.69設(shè)訃 管內(nèi)底終點 起點3339.52(m)1500埋深起點0.0019(m)終點八、設(shè)計地面m) 起點(m)終 點八、1110121314151617181510 1.14 24501.64 1.78 3350管道長管道度編號(m)0.20S0.2920.43S 總匯水面積(ha)20.2 20.2 20.2 管內(nèi)雨水流 行時間Lv 220.2 20.220.2 (imii)t=L /V217.692 17.90017.100 17.39216.950 16.512的位面積徑流雖qo(L(s?ha)設(shè)計流 雖Q (L/s)2.302.813.25管

33、徑D(mni)2.513.103.69坡度23 11.4847-48 269.220.005467985.10120.86178.885000.002148 12.6049 192.35.102.39107.691356.S611000.00174920.02 50 153.84 51 153.8450 25.9551 52192.328.92 134.6131.8952 53 54134.61 36.5653 管道輸水能力流速7.49 9.3511.2113.4614.85 m坡 降()設(shè)計地面1.86 1.861.38(m)102.5898 .989565 91.9589.84設(shè)計 管內(nèi)底

34、2053.572568.402766.332932.31328447(m)13501500150015001500埋深0.00140.00120.00140.00160 .0019(m)v(m/s)100.88Qs)Q*111900.565起點終點AUzz 八、八、起點終點AUzz 八、八、151733517.90016起點172.30終點 八、182.87131220.21420.21.341360032720.220.216.735 16.4083.473.791.381.381.421.621.77206025802770294032900.2150.1850.2690.2150.256

35、20.2 20.2 20.220.2 20.220.2 20.220.2 20.220.216.158 15.94215.792 15.60815.60S 15.33915.123 15.33914.867 15.1234.044.414.594.S65.084.264.594.865.085.33管道管道長總匯水面度積管內(nèi)雨水流行時間(min)單位面積徑流 設(shè)訃流雖址q oQ管徑D坡度編號(m) (ha)L/v=Lv to(L/(s?ha)(L/s)(mm)2 3153.8445 1.1967S 1800915548.91153.840.001.191.1S0.89120.861159113

36、9720000.0025660.692.377.45114.128.24200030.00134.6172.47.298282.4220.0056572758575859134.61 85.143.270.S5112.029537.4522000.0026設(shè)計地Ifii(in)設(shè)計管內(nèi)底埋深(m)管道輸水能力流速(m)坡降(L/s)v(nvs) Q*終點起點 起點起點1213終點140354 20.2 2.15 592020.2 2.65 17.546 17.900 2.300308 7140 20.2 2.17 0.363 20.2 2.51 82900350 9550 2.6520.217

37、.038 17.346 20.2 2.85 3.16 16.675 3.52 3.16 17.03820.2 4.07 16.475 3.72 16.125 20.2管道長總匯水面管 道積度編號管內(nèi)雨 水流行 時間Et時單位面枳徑流設(shè)訃流雖q址oQD管徑坡度(mm)(m) (ha)二LL-vt=L*v 2 (L-(s?ha)(L/s)231 60 61230.7622.23 61 62203.838 53.360.002.5645 6 2.56120.86113.801.5372686.776072.229 8 0.001514501800 0.00249626364 63流速203.838203.838呂 道輸 水能 力60.0866.804.09 1.40110.02106.79設(shè)計管內(nèi)底6609.747133.77(m)1S001S00埋深0.00290.0029(m)5.50設(shè)計地 面1.31 (m)v(m/s)(LMQ坡降(m)起點終點 八、起點終點AUzz 八、八、起點終點 八、10 1.52.222.422.60 呂道11269060S06620714