雨水管網(wǎng)設(shè)計(jì)和計(jì)算全面PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1 雨水總管施雨水總管施工工小區(qū)排水管小區(qū)排水管道道第1頁/共85頁第2頁/共85頁第3頁/共85頁第4頁/共85頁第5頁/共85頁0510152025303540135791113151719212325t(x5min)mm累計(jì)曲線瞬時(shí)曲線第6頁/共85頁 降雨歷時(shí)：降雨歷時(shí)：是指連續(xù)降雨的時(shí)段，可以指一場(chǎng)雨全部降雨的時(shí)間，也可以指其中個(gè)別的連續(xù)時(shí)段。用t表示，單位為min或h。 暴雨強(qiáng)度（降雨強(qiáng)度）：暴雨強(qiáng)度（降雨強(qiáng)度）：是指某一連續(xù)降雨時(shí)段內(nèi)的平均降雨量，即單位時(shí)間的平均降雨深度，用i（mm/min）表示 ；在工程上，常用單位時(shí)間內(nèi)單位面積上的降雨體積q（L/s.hm2）表示： q

2、=167 i 第7頁/共85頁 降雨的頻率（降雨的頻率（Pm)Pm)：是指等于或大于某值的暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)的次數(shù)m與觀測(cè)資料總項(xiàng)數(shù)n之比的百分?jǐn)?shù)。 降雨的重現(xiàn)期降雨的重現(xiàn)期(P)(P)：是指等于或大于某值的暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)一次的時(shí)間間隔。P=1/Pm 重現(xiàn)期最小值不宜低于0.33a一般選用0.5-3a重要干道、重要地區(qū)或短期積水技、即能引起較嚴(yán)重后果的地區(qū)，一般選用2-5a%1001NMmPn%1001NmPn年頻率次頻率第8頁/共85頁第9頁/共85頁qAcPtbn16711lg第10頁/共85頁第11頁/共85頁第12頁/共85頁1徑流量降雨量第13頁/共85頁1地面滲水量入滲率時(shí)間余水量余水率時(shí)

3、間第14頁/共85頁地面種類值值各種屋面、混凝土和瀝青路面0.90大塊石鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面0.60級(jí)配碎石路面0.45干砌磚石和碎石路面0.40非鋪砌土路面0.30公園或綠地0.15第15頁/共85頁aviiFF第16頁/共85頁第17頁/共85頁m m 用系數(shù)。用系數(shù)。第18頁/共85頁第19頁/共85頁u一般在建筑密度較大、地形較陡、雨水口布置較一般在建筑密度較大、地形較陡、雨水口布置較密的地區(qū)，宜采用較小值，取密的地區(qū)，宜采用較小值，取 t t1 15 58 min8 min。u在建筑密度較小、地形較平坦、雨水口布置較疏在建筑密度較小、地形較平坦、雨水口布置較疏的地區(qū)，宜采

4、用較大值，取的地區(qū)，宜采用較大值，取 t t1 1101015 min15 min。u同時(shí)，起點(diǎn)檢查井上游地面雨水流行距離以不超同時(shí)，起點(diǎn)檢查井上游地面雨水流行距離以不超過過120120150 m150 m為宜。為宜。 l應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w條件，合理地選定應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)鼐唧w條件，合理地選定t t1 1值。值。t t1 1選用過大，將會(huì)造成排水不暢，致使管道上游地選用過大，將會(huì)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，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(jià)。從而增加工程造價(jià)。第20頁/共85頁管渠內(nèi)雨水流行時(shí)間管渠內(nèi)雨水流行時(shí)間 t t2 2的確定的確

5、定t2 是指雨水在管渠內(nèi)的流行時(shí)間，即：是指雨水在管渠內(nèi)的流行時(shí)間，即： 式中式中 t2 管渠內(nèi)雨水流行時(shí)間（管渠內(nèi)雨水流行時(shí)間（min）；）； L 各設(shè)計(jì)管段的長(zhǎng)度（各設(shè)計(jì)管段的長(zhǎng)度（m）；）； v 各設(shè)計(jì)管段滿流時(shí)的流速（各設(shè)計(jì)管段滿流時(shí)的流速（m/s）；）； 60 單位換算系數(shù)。單位換算系數(shù)。60t 2vL第21頁/共85頁折減系數(shù)折減系數(shù) m m的確定的確定折減系數(shù)折減系數(shù) m的提出原因如下：的提出原因如下： 1）雨水管渠按滿流設(shè)計(jì)，但降雨時(shí)，管渠中的）雨水管渠按滿流設(shè)計(jì)，但降雨時(shí)，管渠中的水流水流并非一開始并非一開始就達(dá)到就達(dá)到設(shè)計(jì)流速設(shè)計(jì)流速，而是隨著降雨歷，而是隨著降雨歷時(shí)的增長(zhǎng)

6、逐漸達(dá)到設(shè)計(jì)流速的。這樣，按公式算出時(shí)的增長(zhǎng)逐漸達(dá)到設(shè)計(jì)流速的。這樣，按公式算出的管渠內(nèi)流行時(shí)間的管渠內(nèi)流行時(shí)間 t2將比實(shí)際時(shí)間偏小。將比實(shí)際時(shí)間偏小。第22頁/共85頁2）雨水管渠內(nèi)各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量是按照相應(yīng)于該）雨水管渠內(nèi)各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量是按照相應(yīng)于該管段的集水時(shí)間的設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度來計(jì)算的，所以，管段的集水時(shí)間的設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度來計(jì)算的，所以，各管段的最大流量不大可能在同一時(shí)間發(fā)生。當(dāng)任各管段的最大流量不大可能在同一時(shí)間發(fā)生。當(dāng)任一管段出現(xiàn)設(shè)計(jì)流量時(shí)，其他管段（特別是上游管一管段出現(xiàn)設(shè)計(jì)流量時(shí)，其他管段（特別是上游管段）不一定都是滿流。段）不一定都是滿流。 管渠內(nèi)的有一部分空隙容管渠內(nèi)

7、的有一部分空隙容量，可設(shè)想利用該空隙容量暫時(shí)貯存一部分雨水，量，可設(shè)想利用該空隙容量暫時(shí)貯存一部分雨水，起到調(diào)蓄管段內(nèi)最大流量的作用，從而削減其高峰起到調(diào)蓄管段內(nèi)最大流量的作用，從而削減其高峰流量，減小管渠斷面尺寸，降低工程造價(jià)。為了利流量，減小管渠斷面尺寸，降低工程造價(jià)。為了利用管道的這種調(diào)蓄能力，應(yīng)使用管道的這種調(diào)蓄能力，應(yīng)使管內(nèi)水流實(shí)際流速管內(nèi)水流實(shí)際流速低低于于設(shè)計(jì)流速設(shè)計(jì)流速，故要延緩管內(nèi)流行時(shí)間，故要延緩管內(nèi)流行時(shí)間 t2。 第23頁/共85頁 考慮到以上兩個(gè)原因，在設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)計(jì)算考慮到以上兩個(gè)原因，在設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)計(jì)算時(shí)引入了時(shí)引入了折減系數(shù)折減系數(shù)m m，延緩了管內(nèi)流行時(shí)間，使

8、之延緩了管內(nèi)流行時(shí)間，使之更接近于實(shí)際情況，并達(dá)到折減管段設(shè)計(jì)流量，更接近于實(shí)際情況，并達(dá)到折減管段設(shè)計(jì)流量，減小管渠斷面尺寸的目的。減小管渠斷面尺寸的目的。規(guī)范規(guī)定：規(guī)范規(guī)定：暗管暗管 m =2m =2，明渠明渠 m =1.2m =1.2，在陡坡地區(qū)的暗管在陡坡地區(qū)的暗管 m m1.21.22 2。第24頁/共85頁)(iiiFqQ第25頁/共85頁第26頁/共85頁第27頁/共85頁1121FqQqAcPtbn16711lg第28頁/共85頁21232FFqQnbmttPCAq)()lg1 (167211第29頁/共85頁 321343FFFqQ （L/s）nbmtmttPCAq)()lg

9、1 (16732113第30頁/共85頁 4321454FFFFqQ （L/s）nbmtmtmttPCAq)()lg1 (167432114第31頁/共85頁特殊雨水管段設(shè)計(jì)流量計(jì)算舉例1212t1-2t1-2t1t1t2t2QmaxQmaxF1F1F2F2第32頁/共85頁第33頁/共85頁第34頁/共85頁3.2 3.2 雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟（一）劃分排水流域，進(jìn)行管道定線（一）劃分排水流域，進(jìn)行管道定線 根據(jù)城市總體規(guī)劃圖，按地形劃分排水流域根據(jù)城市總體規(guī)劃圖，按地形劃分排水流域。 在每一排水流域內(nèi)，結(jié)合建筑物及雨水口分在每一排水流域內(nèi)，結(jié)合建筑物及雨水口分布，充分利

10、用各排水流域內(nèi)的自然地形，布置管布，充分利用各排水流域內(nèi)的自然地形，布置管道，使雨水以最短距離靠重力流就近排入水體。道，使雨水以最短距離靠重力流就近排入水體。在總平面圖上繪出各流域的主干管、干管和支管在總平面圖上繪出各流域的主干管、干管和支管的具體位置。的具體位置。第35頁/共85頁第36頁/共85頁（二）劃分設(shè)計(jì)管段（二）劃分設(shè)計(jì)管段l雨水管渠的設(shè)計(jì)管段以雨水管渠的設(shè)計(jì)管段以100-200m100-200m為一段。為一段。l在在管道轉(zhuǎn)彎管道轉(zhuǎn)彎、管徑管徑或或坡度改變坡度改變、有支管接入有支管接入、管管道交匯等處道交匯等處以及以及超過一定距離的直線超過一定距離的直線管段上都應(yīng)設(shè)管段上都應(yīng)設(shè)置置

11、檢查井檢查井。l把兩個(gè)檢查井之間把兩個(gè)檢查井之間流量不變流量不變且且預(yù)計(jì)管徑和坡度預(yù)計(jì)管徑和坡度也也不變不變的管段定為的管段定為設(shè)計(jì)管段設(shè)計(jì)管段。l從管段上游往下游依次進(jìn)行從管段上游往下游依次進(jìn)行檢查井的編號(hào)檢查井的編號(hào)。第37頁/共85頁（三）確定各設(shè)計(jì)管段的匯水面積（三）確定各設(shè)計(jì)管段的匯水面積 各設(shè)計(jì)管段匯水面積的劃分應(yīng)結(jié)合地形坡度、匯各設(shè)計(jì)管段匯水面積的劃分應(yīng)結(jié)合地形坡度、匯水面積的大小以及雨水管道布置等情況而劃定。水面積的大小以及雨水管道布置等情況而劃定。 地形較平坦地形較平坦時(shí)，可按就近排入附近雨水管道的原則時(shí)，可按就近排入附近雨水管道的原則劃分；劃分； 地形坡度較大地形坡度較大時(shí)

12、，應(yīng)按地面雨水徑流的水流方向劃時(shí)，應(yīng)按地面雨水徑流的水流方向劃分。并將每塊面積進(jìn)行編號(hào)，計(jì)算其面積并將數(shù)值標(biāo)注分。并將每塊面積進(jìn)行編號(hào)，計(jì)算其面積并將數(shù)值標(biāo)注在圖上。匯水面積除包括街坊外，還應(yīng)包括街道、綠地在圖上。匯水面積除包括街坊外，還應(yīng)包括街道、綠地等。等。第38頁/共85頁河河流流泵站泵站1532129101116171819第39頁/共85頁（四）確定各排水流域的平均徑流系數(shù)（四）確定各排水流域的平均徑流系數(shù) 通常根據(jù)排水流域內(nèi)各類地面的面積數(shù)或所占通常根據(jù)排水流域內(nèi)各類地面的面積數(shù)或所占比例，計(jì)算出該排水流域的平均徑流系數(shù)。也可根比例，計(jì)算出該排水流域的平均徑流系數(shù)。也可根據(jù)規(guī)劃的地

13、區(qū)類別，采用區(qū)域綜合徑流系數(shù)。據(jù)規(guī)劃的地區(qū)類別，采用區(qū)域綜合徑流系數(shù)。（五）確定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期（五）確定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期 P P 和地面集水時(shí)間和地面集水時(shí)間 t t1 1 結(jié)合地形特點(diǎn)、匯水面積的地區(qū)建設(shè)性質(zhì)和氣結(jié)合地形特點(diǎn)、匯水面積的地區(qū)建設(shè)性質(zhì)和氣象特點(diǎn)確定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期。各排水流域的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期象特點(diǎn)確定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期。各排水流域的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期可相同，也可不同。根據(jù)設(shè)計(jì)地區(qū)的建筑密度、地可相同，也可不同。根據(jù)設(shè)計(jì)地區(qū)的建筑密度、地形坡度和地面覆蓋種類、街坊內(nèi)是否設(shè)置雨水暗管形坡度和地面覆蓋種類、街坊內(nèi)是否設(shè)置雨水暗管等，確定雨水管道的地面集水時(shí)間。等，確定雨水管道的地面集水時(shí)間。 第40頁/共85頁（六）求

14、單位面積徑流量（六）求單位面積徑流量 q q0 0 暴雨強(qiáng)度暴雨強(qiáng)度 q與徑流系數(shù)與徑流系數(shù)的乘積，稱為單位面積徑的乘積，稱為單位面積徑流量流量 q0。即：。即：nbmttpcAqq2110lg1167對(duì)于某一設(shè)計(jì)來說，式中對(duì)于某一設(shè)計(jì)來說，式中P、t1、m、A1、b、c、n均為已知數(shù)，只要求得各管段的管內(nèi)雨水流行均為已知數(shù)，只要求得各管段的管內(nèi)雨水流行時(shí)間時(shí)間 t2，就可求出相應(yīng)于該管段的，就可求出相應(yīng)于該管段的 q 0值。值。（L/shaL/sha）第41頁/共85頁（七）管渠材料的選擇（七）管渠材料的選擇 雨水管道管徑小于或等于雨水管道管徑小于或等于400 mm400 mm采用圓形斷面的

15、采用圓形斷面的混凝土管，管徑大于混凝土管，管徑大于400 mm400 mm采用鋼筋混凝土管。采用鋼筋混凝土管。（八）雨水管道的水力計(jì)算（八）雨水管道的水力計(jì)算 列表進(jìn)行雨水干管的水力計(jì)算，求得各設(shè)計(jì)管段列表進(jìn)行雨水干管的水力計(jì)算，求得各設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量。并確定各設(shè)計(jì)管段的管徑、坡度、流的設(shè)計(jì)流量。并確定各設(shè)計(jì)管段的管徑、坡度、流速、管內(nèi)底標(biāo)高及管道埋深等值。速、管內(nèi)底標(biāo)高及管道埋深等值。（九）繪制雨水管道的平面圖和縱剖面圖（九）繪制雨水管道的平面圖和縱剖面圖 雨水管道平面圖和縱剖面圖的繪制方法和要求雨水管道平面圖和縱剖面圖的繪制方法和要求與污水管道相同與污水管道相同第42頁/共85頁第43頁

16、/共85頁QvvnRI12312lDqnhMf333. 52229.10335122)29.10(./MiqnD 第44頁/共85頁第45頁/共85頁明渠類別明渠類別最大設(shè)計(jì)流最大設(shè)計(jì)流速（速（m/s）明渠類別明渠類別最大設(shè)計(jì)最大設(shè)計(jì)流速流速（m/s）粗砂或低塑性粘土粗砂或低塑性粘土粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土粘土粘土石灰?guī)r或中砂巖石灰?guī)r或中砂巖0.81.01.24.0草皮護(hù)面草皮護(hù)面干砌塊石干砌塊石漿砌塊石或漿砌磚漿砌塊石或漿砌磚混凝土混凝土1.62.03.04.0第46頁/共85頁第47頁/共85頁第48頁/共85頁第49頁/共85頁第50頁/共85頁第51頁/共85頁設(shè)計(jì)的準(zhǔn)則設(shè)計(jì)充滿度：按滿流設(shè)計(jì)

17、，h/D=1設(shè)計(jì)流速：最小流速0.75m/s,最大流速10m/s（金屬管），5m/s（非金屬管）最小管徑和最小設(shè)計(jì)坡度：雨水管最小管徑為300mm，相應(yīng)的最小坡度為0.003；雨水口連接管最小管徑為200mm，最小坡度為0.01 管段銜接：一般用管頂平接，當(dāng)條件不利時(shí)也可用管底平接。最小覆土厚度：一般不小于0.7m。第52頁/共85頁設(shè)計(jì)的方法由于h/D=1，故只需確定Q、D、v、I值。Q值可經(jīng)過計(jì)算求得，然后選定D值，即可查表求得v、I值 例：已知例：已知n=0.013n=0.013，設(shè)計(jì)流量，設(shè)計(jì)流量Q=200L/sQ=200L/s，地面坡度，地面坡度i=0.004,i=0.004,試計(jì)算

18、該管段的管徑試計(jì)算該管段的管徑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的水力計(jì)算圖。的水力計(jì)算圖。橫坐標(biāo)找到橫坐標(biāo)找到Q=200L/s，縱坐標(biāo)找到，縱坐標(biāo)找到i=0.004，兩線交于，兩線交于A點(diǎn)，得到點(diǎn)，得到v=1.17m/s,符合規(guī)定符合規(guī)定;而而D界于界于400500mm之間。之間。采用采用D=400mm時(shí)時(shí), i=0.0092, v=1.60m/s。I與地面坡度相與地面坡度相差太大。差太大。采用采用D=500mm時(shí)時(shí), i=0.0028, v=1.02m/s。結(jié)果合適。結(jié)果合適。第53頁/共85頁設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)步驟（1）收集、分析資料，劃分排水流域

19、、進(jìn)行管道定線。（2）劃分設(shè)計(jì)管段。（3）劃分并計(jì)算匯水面積。 匯水面積包括綠地、街道等。（4）計(jì)算平均徑流系數(shù)。 一般經(jīng)驗(yàn)值為：城市0.5-0.8；郊區(qū)0.4-0.6。（5）確定重現(xiàn)期P、地面集水時(shí)間t1。（6）計(jì)算單位面積徑流量q0。qFqFFQq0（7）計(jì)算各管段的設(shè)計(jì)流量，并求出Q、D、v、I及埋深等。（8）繪制圖紙。包括平面圖和剖面圖 第54頁/共85頁【雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算舉例】 已知某居住區(qū)平面圖。地形西高東低，東面有一自南向北流的河流，河流常年洪水位14m，常水位12m。該市的暴雨強(qiáng)度公式要求布置雨水管道并進(jìn)行干管的水力計(jì)算.65. 0)lg38. 11 (500tPq第55頁

20、/共85頁河河流流泵站泵站1532129101116171819第56頁/共85頁地形平坦,排水流域按主要街道的匯水面積劃分。洪水位高于地面平均標(biāo)高,設(shè)置雨水泵站。每一設(shè)計(jì)管段所承擔(dān)的匯水面積按就近排入附近的雨水管道的原則劃分。采用統(tǒng)一的平均徑流系數(shù)=0.5。建筑密度較稀，地面集水時(shí)間采用t1=10min。設(shè)計(jì)重現(xiàn)期選用P=1a。管道起點(diǎn)埋深采用1.30m.第57頁/共85頁第58頁/共85頁河河流流泵站泵站1532129101116171819第59頁/共85頁第60頁/共85頁河河流流泵站泵站1532129101116171819第61頁/共85頁第62頁/共85頁第63頁/共85頁1.各

21、管段的設(shè)計(jì)流量按該管段起點(diǎn)，及上游管段終點(diǎn)的設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)進(jìn)行計(jì)算的，計(jì)算暴雨強(qiáng)度時(shí)，t2按上游各管段內(nèi)雨水流行時(shí)間之和 求得。)(2vLt2.求單位面積徑流量65. 0265. 020)210(250)210()lg38. 11 (5005 . 0ttPqq3. 單位面積徑流量乘以該管段的總匯水面積得設(shè)計(jì)流量。水力計(jì)算說明4. 根據(jù)設(shè)計(jì)流量求管徑、管道坡度和流速。第64頁/共85頁水力計(jì)算說明（續(xù)）5. 根據(jù)設(shè)計(jì)流速求本管段得管內(nèi)雨水流行時(shí)間t2。6.起點(diǎn)埋深（1點(diǎn)）定為1.3m。1點(diǎn)地面標(biāo)高1點(diǎn)埋深1點(diǎn)管底標(biāo)高。1點(diǎn)管底標(biāo)高降落量2點(diǎn)管底標(biāo)高2點(diǎn)地面標(biāo)高2點(diǎn)管底標(biāo)高2點(diǎn)埋深各設(shè)計(jì)管段在高程上采用管頂平接。7.下游設(shè)計(jì)流量小于上游設(shè)計(jì)流量，則取上游設(shè)計(jì)流量作為下游管段得設(shè)計(jì)流量。第65頁/共85頁第