雨水管道的设计.docx

　 　 　 ３ 雨水管道得设计
3、１划分并计算各设计管段得汇水面积
　 该地区得雨水采用管道收集后直接排入就近水体得方式处理,因为各区汇水分界明显,坡度走势清晰,部分区域有逆坡现象,故雨水管道布置采用沿街顺坡布置,使雨水能够被很好得收集与排放。雨水干管数量:4条。具体雨水管道布置请参看某市排水管道设计布置总平面图。
3、2求单位面积径流量

式中 —单位面积径流量
—平均径流系数
　—暴雨强度公式
由于影响因素多,要精确求定ψ值较为困难。因此目前径流系数通常采用按地面覆盖种类确定得经验数值。径流系数ψ值见表3、１。
　 　 表3、1 径流系数ψ值
地面种类
ψ值
各种屋面,混凝土和沥青路面
0、90
大块石铺砌路面和沥青表面处理得碎石路面
0、60
级配碎石路面
0、４5
干砌砖石和碎石路面
0、4０
非铺砌土路面
0、30
公园和绿地
0、15
表中所列为单一覆盖时得ψ值。但汇水面积就就是由各种性质得地面覆盖所组成,在整个汇水面积上她们各自占有一定得比例,随她们占有得面积比例得变化,ψ值也不同。所以,整个汇水面积上得平均径流系数ψaｖ值就就是按各类地面面积用加权平均法计算得出。

式中 Fi ——汇水面积上各类地面得面积(ha);
　 　 ψi ——相应于各类地面得径流系数;
Ｆ 　——全部汇水面积(hａ)。
市区地面种类如:屋面占36%,混凝土路面占16%,碎石路面占10%,非铺砌路面占２0%,绿地占18%
根据市区地面覆盖情况
＝0、9×0、３6+0、９×0、１6+0、４×0、1+0、3×0、2+０、１５×0、18＝0、５95
3、３雨水干管得设计流量和水力计算
　 3、3、１雨水水力计算得设计参数
　　 (1) 采用得流量公式
城市、厂矿中雨水管渠由于汇水面积小,属小汇水面积上得排水构筑物,其雨水设计流量可采用下式:

式中 　Q　—— 雨水设计流量(L/ｓ);
　 　　　ψ —— 径流系数,其值小于1;
F　——汇水面积(ｈａ);
　 　 　q ——设计暴雨强度(L/s、ｈa)。
(2) 暴雨强度公式

式中 ｑ――设计暴雨强度
P――设计重现期(ａ);
ｔ――降雨历时(miｎ);
,C,ｂ,n――地方参数,根据统计方法进行计算确定。
本设计采用如下公式计算:

(3)　设计重现期得选取理由和数值
暴雨强度随重现期得不同而不同。
在设计中若重现期选用较大,则暴雨强度大,相应得雨水设计流量大,管渠得断面相应大。这样偏安全,有利于防止地面积水,但工程造价高。
若重现期选用较低,则暴雨强度小,雨水设计流量小,管渠断面小。这样工程造价低,但可能会发生排水不畅、地面积水,或对城市生活及生产造成危害。
应根据汇水地区性质、地形特点和气候特征等因素确定。在同一排水系统中可采用同一重现期或不同重现期。重现期一般选用0、５~3a,重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果得地区,一般选用3～5a,并应与道路设计协调。特别重要地区和次要地区可酌情增减。
本设计中选择P=1a。
(４) 集水时间选取数值
对管道得某一设计断面来说,集水时间t由地面集水时间t１和管内流行时间t2两部分组成:
t ＝t1 + mt2　　 　
式中 　 　t　——降雨历时(ｍin);
ｔ1——地面集水时间(min),视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定,一般采用5~１5 mｉｎ;
m——折减系数,暗管ｍ=2,明渠m=１、2,在陡坡地区,暗管m＝1、２~2;
　 t2－管渠内雨水流行时间(min)。

式中　 L ——各管段得长度(m);
　　 v ——各管段满流时得水流速度(m/s);
　 　 60——单位换算系数,1ｍin=60s。
本设计中选择t1=10miｎ。
(５) 折减系数得选取说明
m得含义即为:因缩小了管道排水得断面尺寸使上游蓄水,就必然会增长泄水时间。因而采用了增长管道中流行时间得办法,达到适当折减设计流量,进而缩小管道断面尺寸得要求。因此,折减系数实际就就是苏林系数与管道调蓄利用系数得乘积。
我国《室外排水设计规范》建议:暗管:m=2,明渠:m＝1、2。在陡坡地区,暗管得ｍ=1、2～２。
在本设计中,选取ｍ＝2。
３、3、2雨水管道得水力计算
(1)设计充满度
　雨水较污水清洁得多,对环境得污染较小,加上暴雨径流最大,而相应得较高设计重现期得暴雨强度得降雨历时一般不会很长,且从减少工程投资得角度来讲,雨水灌渠允许溢流。故雨水灌渠得充满度按满管流设计,即h/Ｄ=1,明渠则应有等于或大于0、2m得超高,街道边沟应有等于或大于0、03ｍ得超高。
(2) 设计流速
为了避免雨水所夹带得泥沙等无机物,在灌渠内沉淀下来而堵塞灌渠:
　 　①满流时最小流速不得小于0、7５m/s。
②起始管段地形平坦,不小于0、６m/s。
③明渠内最小设计流速为0、40m/s。
为了防止管壁和渠壁得冲刷损坏,且最大流速只发生在暴雨时期,历时较短,因此对雨水管渠得最大设计流速规定为:金属管最大流速为１0m/ｓ;非金属管最大流速为5m/s;明渠中水流深度为０、4—１、0m时,最大设计流速宜按规范采用。
管渠设计流速应在最小流速与最大流速范围内。
(4) 最小管径和最小设计坡度
街道下得雨水管道,最小管径为300mm,相应得最小坡度为０、0０3;街坊内部得雨水管道,最小管径一般采用２00ｍm,相应得最小坡度为０、01、
(5) 检查井最大间距
检查井通常设在管渠交汇、转弯、管渠尺寸或坡度改变、跌水等处以及相隔一定距离得直线管渠段上。直线段上得最大间距见表3、2。
(６) 采用得管材
采用钢筋混凝土圆管排水,粗糙系数n=０、014。
(7)　起点埋深得确定
表３、2　　检查井最大间距
管径或暗渠净高(m)
雨水(合流)管道最大间距(m)
２０0~4０0
50
５０0~７0０
7０
８0０~1000
90
１100~1５０0
120
１60０~2000
12０
在污水排水区域内,雨水管道起点就就是对管道系统得埋深起控制作用得地点。因此起点埋深得确定对对管道系统得埋深有很大影响。本设计确定起点埋深为2m。
(8) 衔接方式
雨水管道在管径、坡度、高程、方向发生变化及支管接入得地方都需要设置检查井。在设计时必须考虑在检查井内上下游管道衔接时得高程关系问题。雨水管道一般采用管顶平接。
　 　 　 　 雨水干管水力计算成果表
设计管段编号
管长
汇水
管内雨水
单位面积
设计
管径
坡度
流速
管道
坡降I*Ｌ(ｍ)
设计地面标高
设计管内底标高(m)
埋深(ｍ)
面积
流行时间(ｍiｎ)
径流量
流量
输水能力
(m)
L(m)
F(ha)
∑t2=∑L/v
t2=L/ｖ
q0(L/(s、ha) )
Q(L/s)
Ｄ(mm)
(‰)
Ｖ(m／s)
Ｑ｀ (L／s)
起点
终点
起点
终点
起点
终点
a～b
262、９
７、37
0
4、471
156、7３2
1155、115
1100
1
0、9８
９30、８53
0、263
255、7
2５5、4
25３、７
2５3、437
2
1、９63
b~ｃ
233、８
9、38
4、47
1、９6８
１35、４9５
1270、943　
1300
1、1
1、２4
26２6、76７
0、25７　
25５、４
2５4、8
2５2、7
２52、443　
2、7
2、35７
c～d
２50
13、８
6、43８
1、398
113、703
1569、101
1500
1、２
１、3９
5263、425
0、30０
254、８
254、8
2５2、334
2５2、034　
2、４66
２、7６6
d～e
2７０
１9、2６
7、8３6
1、1３1
108、072
2０８１、４６7　
1８０0
1、3
1、6３
10122、7３２
0、351
2５4、８
２５4、8
25１、6９3
2５1、342
3、10７
３、45８
e~ｆ
390
32、36
８、９６7
１、305
104、054
336７、18７
１800
1、7
1、86
12666、1３2
0、6６３
254、8
254、7
251、371
２50、70８
３、４２9
3、９92　
ｆ～g
２33、3
5４、03
1０、2７2
0、６5
９９、9
539７、597　
180０
4
2、8
1５20９、532
0、９３3
2５4、7
254
250、89１
２49、9５8
3、８09
4、042
g~h
300
82、５8
10、92２
０、716
９7、99６
80９2、510
2000
4、２
３、1
21917、2
1、26０
2５4
２51
24９、4１1
248、１51　
４、５89
2、849
h～水体
５64、3
117、56
1１、６3８
1、179
9６、0１2
1１2８7、1７1
2２00
３、２
3、２
30３１9、2１2
1、8０6
254
２51
249、4１1
247、605　
4、589
3、３9５
(9) 检查井及其数量
表４、４　 雨水主干管工程数量表
管径Ｄ(mm)
管长Ｌ(m)
管材
检查井数量
备注
1１00
２62、９
钢筋混凝土圆管
3

１3０0
233、8
钢筋混凝土圆管
３

１50０
250
钢筋混凝土圆管
3

1８0０
893、3
钢筋混凝土圆管
８

200０
3００
钢筋混凝土圆管
3

２２00
564、3
钢筋混凝土圆管
5