雨水管网设计和计算全面

城市排水管道系统设计与施工城市管线共同沟示意图雨水总管施工雨水总管施工小区排水管道小区排水管道第1页/共85页雨水管渠设计主要内容雨水管渠设计主要内容1 1确定当地暴雨强度公式或暴雨强度曲线；2 2划分排水流域，进行雨水管渠定线；3 3划分设计管段，计算管段雨水设计流量；4 4管渠水力计算，确定设计管段的管径、坡度、标高及埋深；5 5绘制管渠平面图及纵剖面图第2页/共85页一、雨量分析与雨量公式一、雨量分析与雨量公式1.1 1.1 雨量分析雨量分析 降雨量 暴雨强度 降雨历时 降雨面积 降雨重现期第3页/共85页降雨量降雨量降雨量：单位时间内的降雨水量，用降雨深度 H H（mmmm）或单位面积上的降雨体积（L/haL/ha）表示1 1）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绝对量2 2）年平均降雨量：指多年观测所得的各年降雨量的平均值3 3）月平均降雨量：指多年观测所得的各月降雨量的平均值第4页/共85页中国年平均降雨量分布第5页/共85页降雨量记录第6页/共85页 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，也可以指其中个别的连续时段用t表示，单位为min或h。

暴雨强度（降雨强度）：暴雨强度（降雨强度）：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雨深度，用i（mm/min）表示；在工程上，常用单位时间内单位面积上的降雨体积q（L/s.hm2）表示：q=167 i 第7页/共85页 降雨的频率（降雨的频率（Pm)Pm)：是指等于或大于某值的暴雨强度出现的次数m与观测资料总项数n之比的百分数降雨的重现期降雨的重现期(P)(P)：是指等于或大于某值的暴雨强度出现一次的时间间隔P=1/Pm 重现期最小值不宜低于0.33a一般选用0.5-3a重要干道、重要地区或短期积水技、即能引起较严重后果的地区，一般选用2-5a年频率次频率第8页/共85页1.2 1.2 暴雨强度公式暴雨强度公式暴雨强度公式：暴雨强度 i i（或q q）降雨历时 t t 重现期 P P 三者的关系数学表达式暴雨强度公式编制 室外排水设计规范：编制暴雨强度公式，必须具有10 10 年以上自计雨量记录按降雨历时 5 5、1010、1515、2020、3030、4545、6060、9090、120 120 minmin，每年每个历时选 6 68 8场最大暴雨记录，计算其暴雨强度值，然后不论年次，将每个历时的暴雨强度按大小次序排列，从中选择资料年数的 3 34 4倍的最大值，作为统计的基础资料。

第9页/共85页我国常用暴雨强度公式我国常用暴雨强度公式式中 q q 设计暴雨强度（L/shaL/sha）；P P 设计重现期（a a）；t t 降雨历时（minmin）；A A1 1、c c、b b、n n 地方参数，根据统计方法计算确定给水排水设计手册第5 5册收录了我国若干城市的暴雨强度公式，统计时可直接选用目前尚无暴雨强度公式的城镇，可借用附近气象条件相似地区城市的暴雨强度公式第10页/共85页部分城市暴雨强度公式参数第11页/共85页1.3 1.3 汇水面积汇水面积（1 1）降雨面积是指降雨所笼罩的面积，即降雨的范围2 2）汇水面积是指雨水管渠汇集雨水的面积，用 F F表示，以公顷或平方公里为单位（haha或kmkm2 2）在城镇雨水管渠系统设计中，设计管渠的汇水面积较小，一般小于100 km100 km2 2，其汇水面积上最远点的集水时间不超过60 min60 min到120 min120 min，这种较小的汇水面积，在工程上称为小汇水面积在小汇水面积上可忽略降雨的非均匀分布，认为各点的暴雨强度都相等第12页/共85页二、二、雨水管渠设计流量计算雨水管渠设计流量计算2.1 2.1 地面径流与径流系数地面径流与径流系数1 1）地面径流：在地面沿地面坡度流动的雨水，称为地面径流。

2 2）径流系数：降雨量 地面渗水量，余水（两者之差）在地面开始积水，产生地面径流第13页/共85页降雨强度q q大，地面径流量也大；降雨强度q=q=入渗率，余水率=0=0，由于地面积水，仍有地面径流影响径流系数的因素主要有汇水面积的地面覆盖情况、地面坡度、地貌、建筑密度的大小、路面铺砌等此外，还与降雨历时、暴雨强度及暴雨雨型有关目前在雨水管渠设计中，通常采用按地面覆盖种类确定的经验数值第14页/共85页径流系数 值（室外排水设计规范）地面种类值值各种屋面、混凝土和沥青路面0.90大块石铺砌路面和沥青表面处理的碎石路面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公园或绿地0.15第15页/共85页汇水面积的径流系数应采用平均径流系数，其值是按各类地面面积用加权平均法计算求得，即：式中 i 汇水面积上各类地面的面积（haha）；i相应于各类地面的径流系数；全部汇水面积（haha）也可采用区域综合径流系数一般市区的综合径流系数0.50.50.80.8，郊区0.40.40.60.6第16页/共85页城市区域综合径流系数表 第17页/共85页2.2 2.2 断面集水时间与折减系数断面集水时间与折减系数 集水时间指雨水从汇水面积上最远点流到设计的管道断面所需时间（minmin）。

式中 t t1 1 地面集水时间（minmin）；t t2 2 管渠内雨水流行时间（minmin）；m m 折减系数容积利用系数第18页/共85页地面集水时间地面集水时间 t t1 1 的确定的确定 地面集水时间是指雨水从汇水面积上最远点流到雨水口的地面流行时间地面集水时间受地形坡度、地面铺砌、地面植被情况、距离长短等因素的影响，主要取决于水流距离的长短和地面坡度地面集水时间通常不予计算，一般采用5 515 min15 min第19页/共85页u一般在建筑密度较大、地形较陡、雨水口布置较一般在建筑密度较大、地形较陡、雨水口布置较密的地区，宜采用较小值，取密的地区，宜采用较小值，取 t t1 15 58 min8 minu在建筑密度较小、地形较平坦、雨水口布置较疏在建筑密度较小、地形较平坦、雨水口布置较疏的地区，宜采用较大值，取的地区，宜采用较大值，取 t t1 1101015 min15 minu同时，起点检查井上游地面雨水流行距离以不超同时，起点检查井上游地面雨水流行距离以不超过过120120150 m150 m为宜l应结合当地具体条件，合理地选定应结合当地具体条件，合理地选定t t1 1值。

值t t1 1选用过大，将会造成排水不畅，致使管道上游地面选用过大，将会造成排水不畅，致使管道上游地面经常积水；选用过小，又将加大雨水管渠尺寸，从而经常积水；选用过小，又将加大雨水管渠尺寸，从而增加工程造价增加工程造价第20页/共85页管渠内雨水流行时间管渠内雨水流行时间 t t2 2的确定的确定t2 是指雨水在管渠内的流行时间，即：是指雨水在管渠内的流行时间，即：式中式中 t2 管渠内雨水流行时间（管渠内雨水流行时间（min）；）；L 各设计管段的长度（各设计管段的长度（m）；）；v 各设计管段满流时的流速（各设计管段满流时的流速（m/s）；）；60 单位换算系数单位换算系数第21页/共85页折减系数折减系数 m m的确定的确定折减系数 m的提出原因如下：1）雨水管渠按满流设计，但降雨时，管渠中的水流并非一开始就达到设计流速，而是随着降雨历时的增长逐渐达到设计流速的这样，按公式算出的管渠内流行时间 t2将比实际时间偏小第22页/共85页2）雨水管渠内各设计管段的设计流量是按照相应于该）雨水管渠内各设计管段的设计流量是按照相应于该管段的集水时间的设计暴雨强度来计算的，所以，管段的集水时间的设计暴雨强度来计算的，所以，各管段的最大流量不大可能在同一时间发生。

当任各管段的最大流量不大可能在同一时间发生当任一管段出现设计流量时，其他管段（特别是上游管一管段出现设计流量时，其他管段（特别是上游管段）不一定都是满流段）不一定都是满流管渠内的有一部分空隙容量，管渠内的有一部分空隙容量，可设想利用该空隙容量暂时贮存一部分雨水，起到可设想利用该空隙容量暂时贮存一部分雨水，起到调蓄管段内最大流量的作用，从而削减其高峰流量，调蓄管段内最大流量的作用，从而削减其高峰流量，减小管渠断面尺寸，降低工程造价为了利用管道减小管渠断面尺寸，降低工程造价为了利用管道的这种调蓄能力，应使的这种调蓄能力，应使管内水流实际流速管内水流实际流速低于低于设计设计流速流速，故要延缓管内流行时间，故要延缓管内流行时间 t2第23页/共85页 考虑到以上两个原因，在设计降雨历时计算考虑到以上两个原因，在设计降雨历时计算时引入了时引入了折减系数折减系数m m，延缓了管内流行时间，使之延缓了管内流行时间，使之更接近于实际情况，并达到折减管段设计流量，更接近于实际情况，并达到折减管段设计流量，减小管渠断面尺寸的目的减小管渠断面尺寸的目的规范规定：规范规定：暗管暗管 m=2m=2，明渠明渠 m=1.2m=1.2，在陡坡地区的暗管在陡坡地区的暗管 m m1.21.22 2。

第24页/共85页 2.3 2.3 雨水管渠设计流量计算雨水管渠设计流量计算管段雨水设计流量等于该管段所承担的全部汇水面积与该管段设计暴雨强度的乘积管段设计暴雨强度以管段设计断面集水时间作为降雨历时t=tt=t1 1+m(t+m(t2 2+t+t3 3+t+tN N)各管段集水时间不同，设计暴雨强度也不同第25页/共85页例题：第26页/共85页各汇水面积上最远点分别流入雨水口各汇水面积上最远点分别流入雨水口 a a a a、b b b b、c c c c、d d d d的地面集水时间均为的地面集水时间均为t t t t1 1 1 1.第27页/共85页（1 1）设计管段1 12 2的雨水设计流量 t t t tt t t t1 1 1 1时，时，A A A A 全部面积上的雨水均已全部流到设计断面全部面积上的雨水均已全部流到设计断面1 1 1 1，这时管段这时管段1 1 1 12 2 2 2内流量达到最大值内流量达到最大值式中式中 q q q q1 1 1 1 管段管段1 1 1 12 2 2 2的设计暴雨强度，的设计暴雨强度，降雨历时降雨历时 t t t tt t t t1 1 1 1时的暴雨强度（时的暴雨强度（L/shaL/shaL/shaL/sha）。

第28页/共85页（2 2）设计管段2 23 3的雨水设计流量 t t t tt t t t1 1 1 1+m+m+m+mt t t t 1 1 1 12 2 2 2时，时，A A A A 和和 B B B B 的雨水均流到断面的雨水均流到断面2 2 2 2，管段管段2 2 2 23 3 3 3流量达到最大值即：流量达到最大值即：式中式中 q q q q2 2 2 2 管段管段2 2 2 23 3 3 3的设计暴雨强度；的设计暴雨强度；t t t tt t t t1 1 1 1+m+m+m+mt t t t 1 1 1 12 2 2 2；t t t t 1 1 1 12 2 2 2 管段管段1 1 1 12 2 2 2内流行时间（内流行时间（minminminmin）第29页/共85页 （L/s）（3 3）设计管段3 34 4的雨水设计流量式中式中 q q q q3 3 3 3 管段管段3 3 3 34 4 4 4的设计暴雨强度，的设计暴雨强度，t t t tt t t t1 1 1 1+m+m+m+mt t t t 1 1 1 12 2 2 2+m+m+m+mt t t t 2 2 2 23 3 3 3。

t t t t 2 2 2 23 3 3 3 管段管段2 2 2 23 3 3 3的管内雨水流行时间（的管内雨水流行时间（minminminmin）第30页/共85页 （L/s）（4 4）设计管段4 45 5的雨水设计流量式中式中 q q q q4 4 4 4 管段管段4 4 4 45 5 5 5设计设计暴雨强度；暴雨强度；t t t tt t t t1 1 1 1+m+m+m+mt t t t 1 1 1 12 2 2 2+m+m+m+mt t t t 2 2 2 23 3 3 3 +m+m+m+mt t t t 3 3 3 34 4 4 4；t t t t 3 3 3 34 4 4 4 管段管段3 3 3 34 4 4 4内流行时间（内流行时间（minminminmin）第31页/共85页特殊雨水管段设计流量计算举例1212t1-2t1-2t1t1t2t2QmaxQmaxF1F1F2F2第32页/共85页 三、雨水管网设计与计算三、雨水管网设计与计算3.1 3.1 雨水管网平面布置特点雨水管网平面布置特点1 1 1 1充分利用地形，就近排入水体充分利用地形，就近排入水体利用地形坡度和最短距离，排入附近池塘、河流、湖利用地形坡度和最短距离，排入附近池塘、河流、湖泊等水体中。

泊等水体中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：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，宜采用分散出水口排放变化小，出水口构造简单，宜采用分散出水口排放管线短、管径小，造价低管线短、管径小，造价低集中出水口式集中出水口式：当河流等水体水位变化很大，管道出：当河流等水体水位变化很大，管道出水口离常水位较远时，出水口构造复杂，造价较高，水口离常水位较远时，出水口构造复杂，造价较高，采用集中出水口式布置形式采用集中出水口式布置形式第33页/共85页2 2 2 2尽量避免设置雨水泵站尽量避免设置雨水泵站 当地形平坦，且地面平均标高低于河流的洪水位当地形平坦，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，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，以节省泵站工程造价和经常运行费用到最小，以节省泵站工程造价和经常运行费用第34页/共85页3.2 3.2 雨水管渠系统设计步骤雨水管渠系统设计步骤 （一）划分排水流域，进行管道定线（一）划分排水流域，进行管道定线 根据城市总体规划图，按地形划分排水流域。

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，使雨水以最短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第35页/共85页第36页/共85页（二）划分设计管段（二）划分设计管段l雨水管渠的设计管段以雨水管渠的设计管段以100-200m100-200m为一段l在在管道转弯管道转弯、管径管径或或坡度改变坡度改变、有支管接入有支管接入、管管道交汇等处道交汇等处以及以及超过一定距离的直线超过一定距离的直线管段上都应设管段上都应设置置检查井检查井l把两个检查井之间把两个检查井之间流量不变流量不变且且预计管径和坡度预计管径和坡度也也不变不变的管段定为的管段定为设计管段设计管段l从管段上游往下游依次进行从管段上游往下游依次进行检查井的编号检查井的编号第37页/共85页（三）确定各设计管段的汇水面积（三）确定各设计管段的汇水面积 各设计管段汇水面积的划分应结合地形坡度、汇水各设计管段汇水面积的划分应结合地形坡度、汇水面积的大小以及雨水管道布置等情况而划定面积的大小以及雨水管道布置等情况而划定地形较平坦地形较平坦时，可按就近排入附近雨水管道的原则时，可按就近排入附近雨水管道的原则划分；划分；地形坡度较大地形坡度较大时，应按地面雨水径流的水流方向划时，应按地面雨水径流的水流方向划分。

并将每块面积进行编号，计算其面积并将数值标注分并将每块面积进行编号，计算其面积并将数值标注在图上汇水面积除包括街坊外，还应包括街道、绿地在图上汇水面积除包括街坊外，还应包括街道、绿地等第38页/共85页河河流流泵站泵站1532129101116171819第39页/共85页（四）确定各排水流域的平均径流系数（四）确定各排水流域的平均径流系数 通常根据排水流域内各类地面的面积数或所占通常根据排水流域内各类地面的面积数或所占比例，计算出该排水流域的平均径流系数也可根比例，计算出该排水流域的平均径流系数也可根据规划的地区类别，采用区域综合径流系数据规划的地区类别，采用区域综合径流系数五）确定设计重现期（五）确定设计重现期 P P 和地面集水时间和地面集水时间 t t1 1 结合地形特点、汇水面积的地区建设性质和气象结合地形特点、汇水面积的地区建设性质和气象特点确定设计重现期各排水流域的设计重现期可相特点确定设计重现期各排水流域的设计重现期可相同，也可不同根据设计地区的建筑密度、地形坡度同，也可不同根据设计地区的建筑密度、地形坡度和地面覆盖种类、街坊内是否设置雨水暗管等，确定和地面覆盖种类、街坊内是否设置雨水暗管等，确定雨水管道的地面集水时间。

雨水管道的地面集水时间第40页/共85页（六）求单位面积径流量（六）求单位面积径流量 q q0 0 暴雨强度暴雨强度 q与径流系数与径流系数的乘积，称为单位面积径流的乘积，称为单位面积径流量量 q0即：对于某一设计来说，式中P、t1、m、A1、b、c、n均为已知数，只要求得各管段的管内雨水流行时间 t2，就可求出相应于该管段的 q 0值L/shaL/sha）第41页/共85页（七）管渠材料的选择（七）管渠材料的选择 雨水管道管径小于或等于雨水管道管径小于或等于400 mm400 mm采用圆形断面的采用圆形断面的混凝土管，管径大于混凝土管，管径大于400 mm400 mm采用钢筋混凝土管采用钢筋混凝土管八）雨水管道的水力计算（八）雨水管道的水力计算 列表进行雨水干管的水力计算，求得各设计管段列表进行雨水干管的水力计算，求得各设计管段的设计流量并确定各设计管段的管径、坡度、流速、的设计流量并确定各设计管段的管径、坡度、流速、管内底标高及管道埋深等值管内底标高及管道埋深等值九）绘制雨水管道的平面图和纵剖面图（九）绘制雨水管道的平面图和纵剖面图 雨水管道平面图和纵剖面图的绘制方法和要求雨水管道平面图和纵剖面图的绘制方法和要求与污水管道相同与污水管道相同第42页/共85页第43页/共85页式中式中 Q Q Q Q 流量（流量（m m m m3 3 3 3/s/s/s/s）;过水断面积（过水断面积（m m m m2 2 2 2）；）；v v v v 流速（流速（m/sm/sm/sm/s）；）；R R R R 水力半径（水力半径（m m m m）；）；I I I I 水力坡度；水力坡度；n n n n 粗糙系数。

粗糙系数3.3 3.3 雨水管渠设计参数雨水管渠设计参数第44页/共85页1 1）设计充满度：设计充满度：按满流设计，即 h/D=1h/D=1明渠则应有不小于0.20 m 0.20 m 的超高2 2）设计流速设计流速 设计规范规定：最小设计流速最小设计流速0.75 m/s0.75 m/s；明渠最小设计流速为0.4 m/s0.4 m/s最大设计流速：金属管道为10 m/s10 m/s；非金属管道为5 m/s5 m/s；明渠按表采用第45页/共85页明渠最大设计流速表明渠类别明渠类别最大设计流最大设计流速速（m/s）明渠类别明渠类别最大设计最大设计流速流速（m/s）粗砂或低塑性粘土粗砂或低塑性粘土粉质粘土粉质粘土粘土粘土石灰岩或中砂岩石灰岩或中砂岩0.81.01.24.0草皮护面草皮护面干砌块石干砌块石浆砌块石或浆砌砖浆砌块石或浆砌砖混凝土混凝土1.62.03.04.0第46页/共85页 3 3）最小管径和最小坡度）最小管径和最小坡度雨水管道的最小管径为300300 mm mm，最小坡度为0.0030.003；雨水口连接管的最小管径为200200 mm mm，最小坡度为0.010.014 4）最小埋深与最大埋深）最小埋深与最大埋深 在冰冻地区，雨水管道正常使用是在雨季，冬季一般不降雨，若该地区使雨水管内不贮留水，且地下水位较深时，其最小埋深则可不考虑冰冻影响，但应满足管道最小覆土厚度0.7m0.7m的要求。

其它具体规定同污水管道第47页/共85页3.4 3.4 雨水管渠断面设计雨水管渠断面设计l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：卫生条件好、不影响交通，造价高l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：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、埋设深度或出水口深度受限制的地区，可采用暗渠（盖板渠）排除雨水第48页/共85页第49页/共85页第50页/共85页第51页/共85页设计的准则设计充满度：按满流设计，h/D=1设计流速：最小流速0.75m/s,最大流速10m/s（金属管），5m/s（非金属管）最小管径和最小设计坡度：雨水管最小管径为300mm，相应的最小坡度为0.003；雨水口连接管最小管径为200mm，最小坡度为0.01 管段衔接：一般用管顶平接，当条件不利时也可用管底平接最小覆土厚度：一般不小于0.7m第52页/共85页设计的方法由于h/D=1，故只需确定Q、D、v、I值Q值可经过计算求得，然后选定D值，即可查表求得v、I值 例：已知例：已知n=0.013n=0.013，设计流量，设计流量Q=200L/sQ=200L/s，地面坡度，地面坡度i=0.004,i=0.004,试计算该管段的管径试计算该管段的管径D,D,管底坡度管底坡度I I及流速及流速v v。

解：采用解：采用n=0.013的水力计算图的水力计算图横坐标找到横坐标找到Q=200L/s，纵坐标找到，纵坐标找到i=0.004，两线交于，两线交于A点，点，得到得到v=1.17m/s,符合规定符合规定;而而D界于界于400500mm之间采用采用D=400mm时时,i=0.0092,v=1.60m/sI与地面坡度相与地面坡度相差太大采用采用D=500mm时时,i=0.0028,v=1.02m/s结果合适结果合适第53页/共85页设计步骤设计步骤（1）收集、分析资料，划分排水流域、进行管道定线2）划分设计管段3）划分并计算汇水面积汇水面积包括绿地、街道等4）计算平均径流系数一般经验值为：城市0.5-0.8；郊区0.4-0.65）确定重现期P、地面集水时间t16）计算单位面积径流量q07）计算各管段的设计流量，并求出Q、D、v、I及埋深等8）绘制图纸包括平面图和剖面图 第54页/共85页【雨水管渠系统设计计算举例】已知某居住区平面图地形西高东低，东面有一自南向北流的河流，河流常年洪水位14m，常水位12m该市的暴雨强度公式要求布置雨水管道并进行干管的水力计算.第55页/共85页河河流流泵站泵站1532129101116171819第56页/共85页地形平坦,排水流域按主要街道的汇水面积划分。

洪水位高于地面平均标高,设置雨水泵站每一设计管段所承担的汇水面积按就近排入附近的雨水管道的原则划分采用统一的平均径流系数=0.5建筑密度较稀，地面集水时间采用t1=10min设计重现期选用P=1a管道起点埋深采用1.30m.第57页/共85页第58页/共85页河河流流泵站泵站1532129101116171819第59页/共85页第60页/共85页河河流流泵站泵站1532129101116171819第61页/共85页第62页/共85页第63页/共85页1.各管段的设计流量按该管段起点，及上游管段终点的设计降雨历时进行计算的，计算暴雨强度时，t2按上游各管段内雨水流行时间之和 求得2.求单位面积径流量3.单位面积径流量乘以该管段的总汇水面积得设计流量水力计算说明4.根据设计流量求管径、管道坡度和流速第64页/共85页水力计算说明（续）5.根据设计流速求本管段得管内雨水流行时间t26.起点埋深（1点）定为1.3m1点地面标高1点埋深1点管底标高1点管底标高降落量2点管底标高2点地面标高2点管底标高2点埋深各设计管段在高程上采用管顶平接7.下游设计流量小于上游设计流量，则取上游设计流量作为下游管段得设计流量。

第65页/共85页第66页/共85页四、四、雨水径流调节雨水径流调节 目的：将雨峰流量暂时蓄存在具有一定调节容量的沟道或水池等调节设施中，待雨峰流量过后，再从这些调节设施中排除所蓄水量，可以削减洪峰流量，减小下游管渠系统高峰排水流量，减小下游管渠断面尺寸，降低工程造价方法：(1)利用管渠本身的调节能力蓄洪，称为管渠容量调洪法约可节约管渠造价10左右；(2)建造人工调节池或利用天然洼地、池塘、河流等蓄洪，该法蓄洪能力可以很大，可有效地节约调节池下游管渠造价，经济效益显著第67页/共85页雨水调节池设置形式调节池设计容积：切割洪峰部分流量根据前苏联学者的研究，建议采用下式计算：式中，V调节池容积（m3）；Qmax 调节池上游干管设计流量（m3/s）；tc 对应于Qmax的设计降雨历时（s）；下游干管设计流量的降低系数，Q下游/Qmax；Q下游调节池下游出口干管设计流量（m3/s）Q1Q2Q4Q5Q3第68页/共85页五、合流制管网设计与计算五、合流制管网设计与计算合流制排水系统：合流制排水系统：在同一系统内收集排除污水和雨水在同一系统内收集排除污水和雨水直排式（禁用）直排式（禁用）*污水截流式污水截流式 *雨水截流式雨水截流式 第69页/共85页5.1 5.1 合流制管网适用条件和布置特点合流制管网适用条件和布置特点1.完全合流制直排式合流制 设计流量：Qz=Qs+Qg+Qy=Qh+Qy 式中 Qz 完全合流制设计流量；Qs 设计生活污水量；Qg 设计工业废水量；Qy 设计雨水量；Qh 为生活污水量Qs和工业废水量 Qg之和。

也称为旱流污水量应用条件：历史早期小城镇排水技术，污染严重，新建设项目中停止使用已建系统改造截流或分流第70页/共85页2.2.污水截流式合流制排水系统污水截流式合流制排水系统 污水截流式工作过程：污水截流式工作过程：1 1）不降雨期间，收集和输送污水至污水处理厂，经处理后排放；2 2）降雨时，污水和雨水合流，雨水流量增加到设计流量设计流量设计流量设计流量时，经溢流井排出，其余部分输送至处理厂截流式合流制排水系统特点：截流式合流制排水系统特点：1 1）管线简单，管渠总长度小；2 2）截流管、提升泵站以及污水厂的设计规模、埋深比分流制大3 3）暴雨期间，污水溢入水体，造成污染；4 4）晴天流速低，易在管底造成淤积；？第71页/共85页污水截流式系统适用条件污水截流式系统适用条件（1 1）排水区域内有充沛水体，混合污水排入后造成的污染程度在允许范围内；（2 2）老城区排水系统改造中，街道窄，管渠布置受到限制；（3 3）地面坡度倾向水体，当水体水位高时，岸边不受淹没污水截流式系统布置污水截流式系统布置（1 1）管渠布置应使所有服务面积上的生活污水、工业废水和雨水以最短距离坡向水体；（2 2）沿水体岸边布置溢流井,使溢流混合污水顺利通过溢流井排入水体。

3 3）必须合理地确定溢流井的数目和位置第72页/共85页5.2 5.2 合流制排水管渠设计流量合流制排水管渠设计流量1 1溢流井上游管渠设计流量溢流井上游管渠设计流量溢流井上游管渠为完全合流溢流井上游管渠为完全合流制，设计流量按合流制计算：制，设计流量按合流制计算：由由Q Q Q Q 计算的管径、坡度和流速，应用旱流流量计算的管径、坡度和流速，应用旱流流量Q Q h h校校核，检查是否满足最小流速要求核，检查是否满足最小流速要求Q Q=Q Q s s+Q Q g g+Q Q y y =Q Q h h +Q Q y yQ Q y y 由暴雨公式计算由暴雨公式计算143265第73页/共85页n n0 0=3=35 5，设计规范：，设计规范：1 15 5，建议，建议n n0 0=3=3溢流井下游截流管道管段设计流量：溢流井下游截流管道管段设计流量：Q Q j j =（n n0 01 1）Q Q h h +Q Q h h +Q Q y y 式中 Qh 从溢流井截流的上游日平均旱流污水量（L/s）；Qh 溢流井下游纳入的旱流污水量（L/s）；Qy 溢流井下游纳入的设计雨水量（L/s）2 2溢流井下游管渠设计流量溢流井下游管渠设计流量143265第74页/共85页当溢流井上游管段设计流当溢流井上游管段设计流量超过溢流井下游管段截量超过溢流井下游管段截流能力后，混合污水从溢流能力后，混合污水从溢流井流入下游溢流管道。

流井流入下游溢流管道混合污水设计流量为：混合污水设计流量为：3 3溢流管道设计流量溢流管道设计流量 从溢流井溢出混合污水设计流量从溢流井溢出混合污水设计流量Q Q=（Q Q s s+Q Q h h +Q Q y y ）（）（n n0 0+1+1）Q Q h h143265234第75页/共85页5.3 5.3 合流制排水管网水力计算要点合流制排水管网水力计算要点 1.1.合流制排水管道水力计算：合流制排水管道水力计算：1 1）溢流井上游合流管道计算；2 2）截流干管和溢流管道计算；3 3）截流井水力计算；4 4）晴天旱流校核2.2.合流管道水力设计原则：合流管道水力设计原则：1 1）采用雨水管道设计参数；2 2）雨水设计重现期应比分流制提高10一25；3 3）设计方案需进行旱流校核：流速满足污水管渠最小流速当不满足时，修改管径和坡度第76页/共85页3.3.溢流井设溢流井设计计溢流井形式：溢流井形式：1)1)截流槽式溢流井（图1 1）：槽顶与截流干管管顶相平2)2)溢流堰式溢流井（图2 2）；3 3）跳越堰式溢流井（图3 3）溢流井设计计算：溢流井设计计算：溢流堰水力计算公式溢流堰长度、堰上水位深度、流量。

图图1 1图图2 2图图3 3第77页/共85页六、六、排洪沟设计与计算排洪沟设计与计算 拦截并排除建成区以外、分水线以内沿山坡倾泻而下的山洪流量保护城市、工厂的工业生产和生命财产安全根据城市或工厂的总体规划和流域防洪规划，选用防洪标准，建设防洪设施，提高抗洪能力山区地形坡度大，集水时间短，水流急，流势猛，水中夹带着砂石等杂质，冲刷力大，容易使山坡下的工厂和城镇受到破坏而造成严重损失第78页/共85页6.1 6.1 防洪设计标准防洪设计标准确定洪峰设计流量，拟定工程规模降雨频率计算洪峰流量的依据，称为防洪设计标准实际工作中，常用暴雨重现期衡量设计标准，重现期越大，设计标准就越高，工程规模也就越大第79页/共85页城市防洪标准 第80页/共85页实测暴雨资料记录，间接推求设计洪水量和洪水频率；（1）洪水调查法 形态调查法、直接类比法计算公式：（2）推理公式法(中国水利科学研究院):【适用4050km2】Q Q设计洪流量设计洪流量(m(m3 3s)s)；洪峰径流系数；洪峰径流系数；S S 重现期暴雨强度重现期暴雨强度 (mm/h)(mm/h)；流域集流时间流域集流时间(h)(h)；n n暴暴雨雨强强度度衰衰减减指指数数；F流流域面积域面积(km2)。

6.2 6.2 洪水设计流量计算洪水设计流量计算 第81页/共85页（3）经验公式法以流域面积F F为参数的地区性经验公式：Q Q设计洪峰流量(m(m3 3s)s)；F F流域面积(km(km2 2)；K,nK,n随地区及洪水频率变化的系数和指数第82页/共85页6.3 6.3 排洪沟设计要点排洪沟设计要点 （1 1）排洪沟布置应与区域总体规划统一考虑；（2 2）排洪沟应尽可能利用原有天然山洪沟道；（3 3）排洪沟应尽量利用自然地形坡度；（4 4）排洪渠平面布置的基本要求；（5 5）排洪沟纵向坡度的确定；（6 6）排洪沟的断面形式、材料及其选择排洪沟最大排洪沟最大设计流速设计流速第83页/共85页排洪沟断面设计第84页/共85页感谢您的观看！第85页/共85页。