建筑小區(qū)生雨水排水系統(tǒng)管道的水力計(jì)算

1、項(xiàng)目二 建筑小區(qū)排水系統(tǒng)安裝模塊一 建筑小區(qū)生活污水排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)（居住建筑小區(qū)）單元3 管道水力計(jì)算雨水排水系統(tǒng)管道水力計(jì)算小區(qū)雨水管渠系統(tǒng)布置的原則和要求與小區(qū)生活污水排水管道系統(tǒng)基本相同，可參照生活污水管道布置進(jìn)行。1.雨水管段（渠段）設(shè)計(jì)流量計(jì)算1）計(jì)算公式按管道（明渠）均勻流計(jì)算雨量公式 Q=qF (1-3-3)流速公式 =R2/3I1/2(1/n) (1-3-4)Q管段設(shè)計(jì)流量，L/s徑流系數(shù)，其數(shù)值小于1q設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，L/(s·hm2)F回水面積，hm2管內(nèi)平均流速，m/sI管段水力坡度（設(shè)計(jì)坡度）R水力半徑，mn管道粗糙系數(shù)。2）暴雨強(qiáng)度暴雨強(qiáng)度是雨量計(jì)算的重要指標(biāo)，

2、強(qiáng)度越多，雨勢越猛，降雨量就越大。q=167A(1+ClgT)/(t+b)n (1-3-5)q設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，L/(s·hm2)T設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，a；一般去15a，下沉式廣場或汽車車庫入口取550a。t降雨歷時(shí)，minA、C、b、n 為各地方氣象參數(shù)（此參數(shù)為已知參數(shù)）。應(yīng)用時(shí)只需確定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期和降雨歷時(shí)，即可算出相應(yīng)的暴雨強(qiáng)度。3）徑流系數(shù)徑流系數(shù)是反映雨水收集量的重要參數(shù)，地面種類對徑流系數(shù)值影響最大。小區(qū)內(nèi)各種地面所占的比例，一般在小區(qū)規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)有要求，小區(qū)內(nèi)平均徑流系數(shù)可根據(jù)地面的數(shù)量和徑流系數(shù)進(jìn)行加權(quán)平均計(jì)算。a=fi·i/fi (1-3-6)a小區(qū)平均地面徑流系數(shù)f

3、i小區(qū)內(nèi)各種地面面積，hm2i各種地面徑流系數(shù)各種地面徑流系數(shù)見表1-3-3。表1-3-3 地面徑流系數(shù)表地面種類值地面種類值各種屋面、混凝土和瀝青地面0.91干砌磚石和碎石路面0.40大塊石鋪砌和瀝青表面處理碎石路面0.60非鋪砌路面0.30級配碎石路面0.45公園綠地0.154）降雨歷時(shí)t降雨歷時(shí)是很重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，選擇不當(dāng)會使設(shè)計(jì)流量過大或過小。t=t1+mt2 (1-3-7) t降雨歷時(shí) ，mint1為地面徑流時(shí)間，minm為折減系數(shù)，暗管取2，明渠取1.2。按室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50014-2006）2014年版，m均取1。t2為管渠內(nèi)流行時(shí)間，mint1是地面徑流時(shí)間，一般小區(qū)按

4、5min計(jì)算，即雨水口的服務(wù)面積的最遠(yuǎn)點(diǎn)到雨水管道起點(diǎn)的距離不超過50m。t1=5+1.25（L-50）/60a （1-3-8）t1為地面徑流時(shí)間，minL雨水口服務(wù)面積的最遠(yuǎn)點(diǎn)到雨水管道起點(diǎn)的距離，ma地面徑流的平均流速，m/s，一般取0.20.3m/s。t2是管內(nèi)雨水流行時(shí)間，設(shè)計(jì)管段上游管段的管長和設(shè)計(jì)流量時(shí)管內(nèi)流速計(jì)算。t2=L/60 (min) (1-3-9)L設(shè)計(jì)管段上游各管段管長，m設(shè)計(jì)管段上游各管段的設(shè)計(jì)流速，m/s當(dāng)建筑小區(qū)的各種地面參數(shù)資料不不足時(shí)，徑流系數(shù)可根據(jù)小區(qū)內(nèi)建筑密度按小區(qū)綜合徑流系數(shù)選取。小區(qū)綜合徑流系數(shù)見表1-3-4。表1-3-4 綜合徑流系數(shù)小區(qū)情況值小區(qū)建

5、筑密集區(qū)0.60.7小區(qū)建筑較密區(qū)0.450.60小區(qū)建筑稀疏區(qū)0.200.455）匯水面積F的求定匯水面積是指該雨水管段匯積雨水總面積，包括本段匯水面積和轉(zhuǎn)輸匯水面積。在計(jì)算匯水面積時(shí)應(yīng)注意匯水面積和集水時(shí)間的計(jì)算相對應(yīng)。計(jì)算方法有二種，前量計(jì)算法和后量計(jì)算法。前量計(jì)算法：以設(shè)計(jì)管段的起端斷面作為設(shè)計(jì)斷面，集水時(shí)間計(jì)算較簡單。適合以雨水口劃分設(shè)計(jì)管道。如果設(shè)計(jì)管段較長，中間接入雨水口較多，管段計(jì)算結(jié)果略微偏小。后量計(jì)算法：以設(shè)計(jì)管段的末端斷面作為設(shè)計(jì)斷面，集水時(shí)間計(jì)算需要試算，計(jì)算麻煩，管段計(jì)算結(jié)果略微偏大。6）設(shè)計(jì)重現(xiàn)期T值得確定一般小區(qū)計(jì)算時(shí)可根據(jù)小區(qū)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、地形條件、氣候特點(diǎn)等因數(shù)選

6、用13a，車站、碼頭、機(jī)場選用25a，重要室外場地，如地下廣場、汽車車庫入口取550a。7)求單位面積徑流量q0將公式(1-3-3)、(1-3-5)、(1-3-7)整理后得出q0q0=167A(1+ClgT)·/(t1+mt2+b)n (1-3-10)q0單位面積徑流量，L/s·hm2小區(qū)、組團(tuán)m=1，公式中對于小區(qū)內(nèi)徑流系數(shù)取定后一般不考慮變化，公式中A、C、T、t1、n均為已定參數(shù)，q0僅是t2的函數(shù)，即為管內(nèi)雨水流行時(shí)間的函數(shù)。當(dāng)設(shè)計(jì)管段上游雨水流行時(shí)間確定后，便可計(jì)算出設(shè)計(jì)管段單位面積徑流量。設(shè)計(jì)管段服務(wù)的總的匯水面積求出后，便可計(jì)算出設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量（面積疊加法

7、）。2.雨水管渠水力計(jì)算目的和方法（1）計(jì)算目的1）確定各設(shè)計(jì)管段的管徑、設(shè)計(jì)充滿度、設(shè)計(jì)坡度、設(shè)計(jì)流速。2）計(jì)算各設(shè)計(jì)管段起、末端埋深。3）校核管道系統(tǒng)能否自流接入市政雨水管網(wǎng)或水體，或確定管道提升泵需要的揚(yáng)程。（2）計(jì)算公式按管道（明渠）均勻流計(jì)算流量公式 Q=D2/4 ( 1-3-11)流速公式 =R2/3I1/2(1/n) (1-3-12)Q管段設(shè)計(jì)流量，m3/sD管徑，m管內(nèi)平均流速，m/sI管段水力坡度（設(shè)計(jì)坡度）R水力半徑，m，滿流R=D/4n管道粗糙系數(shù)。（3）計(jì)算方法水力計(jì)算時(shí)，雨水管渠一般采用滿流重力流設(shè)計(jì)計(jì)算，與污水管道計(jì)算方法相同，采用流量和流速公式直接求解困難，需要試

8、算和迭代。計(jì)算時(shí)一般采用列表查圖計(jì)算法。（4）設(shè)計(jì)規(guī)定1）小區(qū)雨水管道水力計(jì)算時(shí)應(yīng)符合最大允許流速、最小設(shè)計(jì)流速和最小設(shè)計(jì)流速控制下的最小坡度要求。詳見表1-3-5。2）雨水管段的設(shè)計(jì)流量如果小于表1-3-5規(guī)定的最小管徑在最小設(shè)計(jì)坡度時(shí)的通過流量，則該管段稱為非計(jì)算管段。非計(jì)算管段應(yīng)采用最小管徑并按最小坡度進(jìn)行設(shè)計(jì)。小區(qū)雨水管道最小管徑、最小設(shè)計(jì)坡度見表1-3-6。3）雨水管道水力計(jì)算的其他規(guī)定可參照污水管道的規(guī)定執(zhí)行4）雨水管道應(yīng)按滿流設(shè)計(jì)表1-3-5 小區(qū)雨水管道最大設(shè)計(jì)流速、最小設(shè)計(jì)流速、最小設(shè)計(jì)坡度管徑（mm）最大設(shè)計(jì)流速（m/s）最小流速（m/s）最小設(shè)計(jì)流速控制下的最小坡度和相應(yīng)流速、流量金屬管非金屬管最小坡度i相應(yīng)流速（m/s）相應(yīng)流量（L/s）2001050.750.0050.7724.502500.0040.8039.203000.0030.7855.303500.00250.7976.104000.0020.7795.904500.00180.78124.805000.00150.77150.806000.00120.77216.907000.00100.79307.808000.00080.76386.50表1-3-