給排水管道系統(tǒng)第5章課件

1、5.1 排水管道系統(tǒng)布置在平面圖上確定管線(xiàn)的位置及走向常沿分水線(xiàn)劃分流域，將干管放在匯水線(xiàn)上5.1.1排水管道系統(tǒng)布置原則和形式布置原則城市總體規(guī)劃按從主干管、干管、支管的順序進(jìn)行布置施工、運(yùn)行和維護(hù)方便遠(yuǎn)期近期相結(jié)合，考慮分期建設(shè)的可能性，并留有余地充分利用地形，盡量采用重力流排除污水和雨水，并力求使管線(xiàn)最短和埋深最小避免管道埋深太大而不得不設(shè)泵站主干管、干管設(shè)于低處，支管平行于等高線(xiàn)設(shè)置5.1.1排水管道系統(tǒng)布置原則和形式主管線(xiàn)布置形式(1)平行式：干管平行河道（等高線(xiàn)）,適用于，地形傾斜嚴(yán)重時(shí)(2)正交式：干管垂直河道（等高線(xiàn)），管線(xiàn)節(jié)約，適用于地形向河道適當(dāng)傾斜時(shí)，用于分流制的雨水管及

2、古老的合流制(3)截流式：針對(duì)合流制，為減輕正交式對(duì)水體的污染，發(fā)展為截流式(4)分區(qū)式：地形高差很大時(shí)，低區(qū)污水需用泵站提升，與高區(qū)污水一同進(jìn)入污水廠(chǎng)(5)輻射式：中央高，四周低時(shí)或地勢(shì)平坦的大城市分散式，雨污水(6)環(huán)繞式：輻射式發(fā)展為環(huán)繞式，減少污水廠(chǎng)數(shù)目，可能要設(shè)泵站集中式，主要是污水圖5-1 排水系統(tǒng)的布置形式（1）正交式；（2）截留式；（3）平行式；（4）分區(qū)式；（5）分散式；（6）環(huán)繞式1-城市邊界；2-排水流域分界線(xiàn)；3-干管；4-主干管；5-污水廠(chǎng)；6-污水泵站；7-出水口5.1.1排水管道系統(tǒng)布置原則和形式5.1.1排水管道系統(tǒng)布置原則和形式 污水管道系統(tǒng)布置排水區(qū)界：可以

3、大于供水區(qū)界排水流域：分水線(xiàn)污水處理廠(chǎng)位置：集中/分散；下游；下風(fēng)向排出口：下游污水排水管道定線(xiàn)主干管、干管、支管線(xiàn)管線(xiàn)短、埋深小、重力流支管布置：圖5-3方案比較重力流管道定線(xiàn)地形是關(guān)鍵重力流管道投資埋深是關(guān)鍵污水管道系統(tǒng)控制點(diǎn)控制（下游）管道系統(tǒng)埋深高程控制點(diǎn)管道起點(diǎn)（很多）地形較低、位置較遠(yuǎn)新管接舊管時(shí)，舊管的高程點(diǎn)與其它管線(xiàn)的交叉點(diǎn)特殊要求的點(diǎn)（地下室、人防工程）控制點(diǎn)的確定：計(jì)算與分析控制點(diǎn)的埋深影響整個(gè)工程造價(jià)，需盡可能抬高控制點(diǎn)的抬高處理：做局部處理對(duì)于地勢(shì)低點(diǎn)，采用局部填土或采用保溫措施或局部采用高強(qiáng)度管道污水泵站中途泵站、局部泵站、終點(diǎn)泵站5.1.1排水管道系統(tǒng)布置原則和形式

4、 雨水管渠系統(tǒng)布置（與污水管道系統(tǒng)相比）排水區(qū)界：行政區(qū)界排水流域：分水線(xiàn)多，充分利用地形，就近排水排出口：多污水排水管道定線(xiàn)地上排水地下排水配合大排水系統(tǒng)小排水系統(tǒng)結(jié)合明渠暗管相結(jié)合滲滯蓄凈用排合理統(tǒng)籌重力流管道定線(xiàn)地形是關(guān)鍵重力流管道投資埋深是關(guān)鍵5.1.2區(qū)域排水系統(tǒng)（自學(xué)）污水集中處理全面規(guī)劃、合理減排5.1.3污水綜合治理（自學(xué)）5.2 污水管道系統(tǒng)水力計(jì)算確定設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（面積、人口數(shù)、定額、防洪標(biāo)準(zhǔn)等）污水管道系統(tǒng)的平面布置污水管道設(shè)計(jì)流量計(jì)算和水力計(jì)算污水管道系統(tǒng)附屬構(gòu)筑物設(shè)計(jì)計(jì)算（如中途泵站、倒虹管等）污水管道在街道橫斷面上的位置繪制污水管道系統(tǒng)平面圖和縱剖面圖5.2.1設(shè)計(jì)

5、管段與設(shè)計(jì)流量（給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)流量復(fù)習(xí)）1.確定檢查井位與設(shè)計(jì)管段 控制井位必須放置處，如轉(zhuǎn)彎、交匯、管徑和坡度變化處設(shè)計(jì)井距（按規(guī)范確定，實(shí)際采用小于表中值）養(yǎng)護(hù)要求：除控制井位外，較長(zhǎng)直線(xiàn)段上也要設(shè)井注意先定控制井位，再在管線(xiàn)上按規(guī)范設(shè)置檢查井支管接入時(shí)是否與樹(shù)、電桿碰撞對(duì)控制檢查井進(jìn)行編號(hào)設(shè)計(jì)管段：按控制井位；管段；起點(diǎn)終點(diǎn)；上端下端點(diǎn)復(fù)習(xí)： 2.2.1居民生活污水設(shè)計(jì)流量1.居住區(qū)居民生活污水n 居民生活污水定額（L/人天）N設(shè)計(jì)人口數(shù)復(fù)習(xí)： n居民生活污水定額（污水量標(biāo)準(zhǔn)）每人每日排放的平均污水量（P210給水定額(0.80.9)）許多城市使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如北京120-150L/(人d)

6、與給水定額的關(guān)系一般小于給水定額：蒸發(fā)、吸收、滲漏、綠植吸收等消耗；但也可能增加（管道接口、井口）石家莊、鞍山、邯鄲等城市取兩定額相等哈爾濱、太原、西安等城市取給水定額的0.8-0.9國(guó)外常取0.7-0.8（因有小花園、草地澆水損失）室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB50014排水系統(tǒng)完善的地區(qū)可按用水定額的90%計(jì)一般地區(qū)可按用水定額的80%計(jì)N 設(shè)計(jì)人口數(shù)：污水管道服務(wù)的人口數(shù)（到設(shè)計(jì)期限終期時(shí)）P 人口密度：?jiǎn)挝幻娣e上的人口數(shù)，人/ha總?cè)丝诿芏劝凑麄€(gè)城市面積（包括街道、公園、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)、水體等非居住區(qū)）平均計(jì)算，用于方案設(shè)計(jì)街區(qū)人口密度按街區(qū)內(nèi)建筑面積（不包括非居住區(qū)）計(jì)算，常用于技術(shù)設(shè)計(jì)或施工圖設(shè)計(jì)F

7、 服務(wù)面積：定線(xiàn)后，根據(jù)地形劃分（按分水線(xiàn)），且要與人口密度計(jì)算方法相匹配復(fù)習(xí)： Kz 將平均日平均時(shí)最高日最高時(shí)（最不利情況） 查表：P29（源自GB50014） 計(jì)算： 大則Kz 小 比流量qq單位面積單位時(shí)間排放的平均污水量，L/shaq =nP 將人均污水量n與人口密度P 相乘，便于計(jì)算復(fù)習(xí)： 復(fù)習(xí)：2. 公共建筑污水量數(shù)值較大者，作為集中流量處理其余污水量分?jǐn)偟匠鞘忻娣e上復(fù)習(xí)：3.工業(yè)企業(yè)生活污水及淋浴污水的設(shè)計(jì)流量 (L/s)A1、A2 一般車(chē)間、熱車(chē)間最大班職工人數(shù)，人B1、B2 職工生活污水定額，30、50L/人班C1、C2 一般車(chē)間、熱車(chē)間最大班淋浴人數(shù)，人D1、D2 職工淋

8、浴污水定額，40、60L/人班K1、K2 一般車(chē)間、熱車(chē)間生活污水時(shí)變化系數(shù)T每班工作小時(shí)數(shù)，h復(fù)習(xí)： 2.2.2工業(yè)廢水設(shè)計(jì)流量 L/sm排水量標(biāo)準(zhǔn)(m3/單位產(chǎn)品，m3/單位原料，m3/單位設(shè)備，m3L)M平均日產(chǎn)品量、原料量、設(shè)備臺(tái)數(shù)T每日生產(chǎn)時(shí)數(shù)(h)K總總變化系數(shù)復(fù)習(xí)： 2.2.3地下水滲入量按管長(zhǎng)或面積取值按設(shè)計(jì)污水量取值滲入量較少時(shí)可忽略不計(jì)復(fù)習(xí)：2.2.4 城市污水設(shè)計(jì)總流量城市污水設(shè)計(jì)總流量Q=居民最高日最高時(shí)生活污水量Q1+企業(yè)職工最大班生活和淋浴污水量Q2+工業(yè)廢水量Q3（含公共建筑污水量）+地下水滲入量Q4，即 Q= Q1+ Q2+ Q3 + Q4 （復(fù)習(xí)：城市給水系統(tǒng)

9、設(shè)計(jì)流量計(jì)算）5.2.1設(shè)計(jì)管段與設(shè)計(jì)流量2.管段設(shè)計(jì)流量的確定某造紙廠(chǎng)，生產(chǎn)每噸紙制品排水20m3，日產(chǎn)量為30噸，每日三班制，問(wèn)生產(chǎn)廢水設(shè)計(jì)排放量為多少？ Q設(shè)計(jì)=Q平均Kh時(shí)變化系數(shù)Kh：依行業(yè)而定日排水定額是根據(jù)水量平衡分析確定的某街區(qū)面積18ha，人口密度為P =400人/ha，當(dāng)?shù)嘏潘繕?biāo)準(zhǔn)為n =100L/人d，求1-2管線(xiàn)的污水設(shè)計(jì)流量。18ha確定1-2管段服務(wù)面積：匯水區(qū)域劃分對(duì)角線(xiàn)法分角線(xiàn)法解：同樣，可求2-4管段承擔(dān)的本段流量2-4管段還承擔(dān)上游1-2管段轉(zhuǎn)輸來(lái)的流量，若附近有集中流量，也直接加在2-4管段。即任意管段的設(shè)計(jì)流量=本段流量q1（匯水面積F1）、轉(zhuǎn)輸流量q

10、2（匯水面積F2）和集中流量q3管段設(shè)計(jì)流量居住區(qū)造紙廠(chǎng)12345居住區(qū)工廠(chǎng)123458ha8ha2haF=18haP=400人/han=100L/人d廢水7L/s 入4號(hào)檢查井管段設(shè)計(jì)流量q4-5=?5.2.2污水管道的水力計(jì)算1.管道中污水的流動(dòng)特點(diǎn)重力自流管底標(biāo)高逐漸降低污水水質(zhì)復(fù)雜近似均勻流5.2.2污水管道的水力計(jì)算2.水力計(jì)算基本公式采用均勻流公式 R水力半徑（過(guò)水?dāng)嗝?濕周）C謝才系數(shù)n管壁粗糙系數(shù)i 水力坡度5.2.2污水管道的水力計(jì)算3.污水管道水力計(jì)算參數(shù)5.2.2污水管道的水力計(jì)算 不滿(mǎn)流最高日最高時(shí)：h/D=1000 0.75(h/D)max（2）設(shè)計(jì)流速最小流速（自清

11、流速）：最小設(shè)計(jì)流速是保證管道內(nèi)不致發(fā)生淤積的流速。根據(jù)國(guó)內(nèi)污水管道實(shí)際運(yùn)行情況并參考國(guó)外經(jīng)驗(yàn)vmin=0.6m/s最大流速：最大設(shè)計(jì)流速是保證管道不被沖刷損壞的流速（雜質(zhì)對(duì)管壁尤其是接口處的摩擦）金屬管：10m/s 非金屬管：5m/s砼明渠：4m/s因最大流速限制，地形太陡時(shí)不能用正交式（3）最小管徑污水管道系統(tǒng)的上游管段，設(shè)計(jì)污水流量很小，計(jì)算得管徑會(huì)很小根據(jù)養(yǎng)護(hù)經(jīng)驗(yàn)，管徑過(guò)小極易堵塞，比如150mm支管的堵塞次數(shù)，有時(shí)達(dá)到200mm支管堵塞次數(shù)的兩倍，使養(yǎng)護(hù)費(fèi)用增加；而200mm與150mm管道在同樣埋深下，施工費(fèi)用相差不多因采用較大的管徑，可選用較小的坡度，使管道埋深減小為了養(yǎng)護(hù)工作的

12、方便，常規(guī)定一個(gè)允許的最小管徑街區(qū)和廠(chǎng)區(qū)內(nèi)Dmin=200mm 街道下 Dmin=300mm（4）不計(jì)算管段與最小設(shè)計(jì)坡度有些上游管道因?yàn)榱髁亢苄?，如進(jìn)行水力計(jì)算，其h/D很小，i 很大，不必計(jì)算，可直接采用：DN200， i min=0.004(對(duì)應(yīng)于最小流速)DN300， i min=0.003(對(duì)應(yīng)于最小流速)4.污水管道水力計(jì)算表六因素：D、n、Q、i、h/D、vP215附錄C注：（1）每個(gè)D一張，h/D劃出一個(gè)界值，右邊不選用，因?yàn)槌隽?h/D )max（2）vmin也是一個(gè)界限自?xún)袅魉?，下面不選用 圖的左上角可用 *要適應(yīng)地面坡度例1：Q=30L/s，地面i =0.004，地面平

13、坦。DN300h/D=0.55時(shí)（最大）：v=0.76i =0.00320.55，用地面坡度作為設(shè)計(jì)坡度 i =0.004v=0.83，h/D=0.52特例：不計(jì)算管段例2：Q=20L/s，地面i =0.001，如何用表？不計(jì)算管段例2：Q=20L/s，地面i =0.001，如何用表？DN300：若用vmin=0.6m/s，i =0.0023，比地面坡度略大，但流速已最小；DN200時(shí)：若用(h/D)max=0.55，v=1.11m/s，i =0.013，坡度太大埋深太大DN250時(shí)：若(h/D)max=0.55 v=0.73，但i =0.0039略大；若vmin=0.6m/s，h/D (h/

14、D)max=0.55，不計(jì)算管段，取DN300，i =0.003不計(jì)算管段例3：Q=5L/s，地面平坦。不計(jì)算管段例3：Q=5L/s，地面平坦。DN200，vmin=0.6m/s，i =0.006，h/D=0.33，很小為不計(jì)算管段，取DN200，i =0.004。一般流量較小時(shí)為不計(jì)算管段 5.2.3污水管道敷設(shè)1. 埋設(shè)深度埋深管道內(nèi)壁底到地面的距離覆土厚度指管道外壁頂部到地面的距離 兩者相差：管徑D+壁厚，但一般計(jì)算忽略壁厚，記為相差一個(gè)管徑，即管道埋深-覆土厚度D*最小覆土厚度埋深小費(fèi)用省，但要求覆土滿(mǎn)足：必須防止污水及周?chē)寥纼雒浂鴵p壞管道不用完全埋在冰凍線(xiàn)以下：污水為使用過(guò)的水，溫

15、度較高，一般城市管道內(nèi)水溫為5-11管道存在坡度，水不停流動(dòng)，不易冰凍含有鹽分，故冰點(diǎn)降低，在0以下有機(jī)物分解放熱*最小覆土厚度必須防止管壁因地面荷載而受壓損壞，應(yīng)設(shè)有緩沖保護(hù)層，車(chē)行道下最小覆土深0.7m必須滿(mǎn)足街區(qū)污水連接管銜接的要求街道污水管最小埋深P102圖5-15*最小覆土厚度標(biāo)高：Z2 h標(biāo)高：Z2 h iL標(biāo)高：Z2 h iL h*最小覆土厚度冰凍深度地面荷載管道銜接按照最不利原則，選要求下游管線(xiàn)埋深最大的點(diǎn)作為控制點(diǎn)，計(jì)算最小覆土厚度或最小埋設(shè)深度例某地區(qū)凍土深0.7m；小區(qū)內(nèi)管道長(zhǎng)120m，DN200，i =0.005，小區(qū)地勢(shì)平坦；街區(qū)DN300；出戶(hù)管埋深0.6m。求街區(qū)

16、起點(diǎn)處的最小埋深及覆土厚度。從出戶(hù)管到街區(qū)管道街區(qū)起點(diǎn)處的最小埋深： h=0，最小覆土厚度：*最大埋深埋深太大對(duì)施工、養(yǎng)護(hù)和投資均不利一般干燥土地中不超過(guò)7-8m，較差土壤中不超過(guò)5m，否則需設(shè)泵站提升2.污水管的銜接原則防淤：避免上游管段回水下游水面不高于上游水面，下游管底不高于上游管底經(jīng)濟(jì)：盡量減少埋深盡可能提高下游管段的高程，以減少管道埋深，降低造價(jià)銜接方式管頂平接常用于異徑相接；施工方便，下游埋深大；水面平接常用于同徑相接；P104圖5-16銜接方式（優(yōu)先順序）管頂平接有時(shí)會(huì)出現(xiàn)下游水面高于上游水面水面平接水面平接有時(shí)下游坡度大h/D小會(huì)出現(xiàn)下游管底高于上游管底管底平接有時(shí)下游D上游D

17、 管底平接自學(xué)3.污水管道在街道上的位置5.2.4污水管道平面圖和總剖面圖例題5-4例題5-4：設(shè)計(jì)管段及其設(shè)計(jì)流量的確定3.設(shè)計(jì)管段的劃分兩個(gè)檢查井之間的管段設(shè)計(jì)管段：設(shè)計(jì)流量不變，管徑和坡度相同，不一定是相鄰兩個(gè)檢查井設(shè)計(jì)管段可能為兩個(gè)以上檢查井之間的管段。凡有集中流量（大工廠(chǎng)、公共建筑物），有交匯處必是設(shè)計(jì)管段的起迄點(diǎn)設(shè)計(jì)管段的設(shè)計(jì)流量流量集中在起點(diǎn)進(jìn)入設(shè)計(jì)管段本段流量q1是從管段沿線(xiàn)街坊流來(lái)的污水量（也叫沿線(xiàn)流量）；轉(zhuǎn)輸流量q2是從上游管段和旁側(cè)支線(xiàn)管段流來(lái)的污水量，與本段流量無(wú)關(guān)；集中流量q3是從工業(yè)企業(yè)或其它大型公共建筑物流來(lái)的污水量。管段設(shè)計(jì)流量 先平均再最大（列表計(jì)算）4.88

18、管段1-2：1上端管內(nèi)底86.20-2.00=84.202上端水面84.20+h0.153=84.3533下端水面84.353-iL0.330=84.0234下端管內(nèi)底84.023-h0.153=83.8705下端埋深86.10-83.87=2.2312345管段2-3：與管段1-2管頂平接上端管內(nèi)底83.870-0.05=83.820上端埋深86.10-83.82=2.28上端水面83.820+h0.182=84.002下端水面84.002-iL0.700=83.302下端管內(nèi)底83.302-h0.182=83.120下端埋深86.05-83.12=2.93管段3-4：與管段2-3水面平接上

19、端水面83.302上端管內(nèi)底83.302-h0.186=83.116上端埋深=上游管段埋深=2.93下端水面83.302-iL0.476=82.826下端管內(nèi)底82.826-h0.186=82.640下端埋深86.00-82.64=3.36注意正確選擇控制點(diǎn)（控制埋深的點(diǎn)，但不要因此整個(gè)管網(wǎng)總體加大埋深）下游D、v宜逐漸增大，但有時(shí)地面坡度大，管徑可縮?。s小不超過(guò)100）利用地面坡度（接近），必要時(shí)可做跌水井（高差1m）交匯轉(zhuǎn)彎最好90度（不同于給水）管底、水面高程計(jì)算精確到0.001埋深、覆土可精確至0.01例1已知設(shè)計(jì)管段長(zhǎng)50m，地面i=0.003，Q=29L/s，上游管段DN250，

20、h/D=0.5，終點(diǎn)地面標(biāo)高77.00m，管底標(biāo)高76.050m，若要求覆土深0.7m，試對(duì)設(shè)計(jì)管段做水力、高程計(jì)算。若與上游管徑相同DN25076.05076.175DN250DN25076.17575.638+h76.038=76.175-hh/D=0.5h/D=0.5576.038-il=75.638i地=0.003i=0.00877.0076.85-75.889=0.960.777.00-i地l=76.8575.638+D=75.889若與上游管段同徑DN250據(jù)(h/D)max=0.55，v=1.05，i=0.008水面平接，下游起點(diǎn)=上游終點(diǎn)水面標(biāo)高：76.050+0.250.5=

21、76.175m下游起點(diǎn)管底標(biāo)高： 76.175-0.250.55=76.038m下游終點(diǎn)管底標(biāo)高： 76.038-500.008=75.638m下游終點(diǎn)覆土深：77.00-(0.00350)-(75.638+0.25)=76.85-75.89=0.96m0.7DN30076.05076.175DN250DN30076.000+h=76.16576.000= 76.050-Dh/D=0.5h/D=0.5576.000-il=75.850i地=0.003i=0.003=i地77.0076.85-76.15=0.700.777.00-i地l=76.8575.850+D=76.15076.30076.

22、300DN300管頂平接，i=0.003h/D=0.55，v=0.73，下游起點(diǎn)管頂標(biāo)高：76.050+0.25=76.300m下游起點(diǎn)管底標(biāo)高：76.050-0.05=76.000m下游起點(diǎn)水面標(biāo)高：76.000+0.30.55=76.165m下游終點(diǎn)管底標(biāo)高：76.000+0.0350=75.850m下游終點(diǎn)覆土厚度：76.85-(75.85+0.3)=0.70m例2若數(shù)據(jù)如上題，地面坡度0.1，如何設(shè)計(jì)？若DN250，坡度等同上題：則下游末端處地面標(biāo)高：77.00-0.150=72.00，管道高出地面，若DN250 ，i接近地面坡度，此時(shí)圖上查不到，根據(jù)水力計(jì)算表：i=0.07，v=2.

23、31m/s，h/D=0.30，管道未充分利用例2若數(shù)據(jù)如上題，地面坡度0.1，如何設(shè)計(jì)？若DN250，坡度等同上題：則下游末端處地面標(biāo)高：77.00-0.150=72.00，管道高出地面，若DN250 ，i接近地面坡度，此時(shí)圖上查不到，根據(jù)水力計(jì)算表：i=0.07，v=2.31m/s，h/D=0.30，管道未充分利用若DN200，i=0.1同地面坡度，此時(shí)圖上查不到，根據(jù)水力計(jì)算表：i=0.1，v=2.7m/s，h/D=0.38(i=0.08，v=2.5m/s，h/D=0.40)此時(shí)管底平接，下游起點(diǎn)管底標(biāo)高：76.050m下游終點(diǎn)管底標(biāo)高：76.050-500.1=71.050m校核下游管道

24、終點(diǎn)覆土深：77.00-(0.150)-(71.05+0.2)=72.00-71.25=0.75m0.7m例3若數(shù)據(jù)如上題，地面坡度0.2，如何設(shè)計(jì)？DN200，i=0.2（同地面），計(jì)算得v=5.2m/s5m/sDN200，v=5.0m/s（用最大流速計(jì)算）i=0.13，此時(shí)下游高出地面此時(shí)從下游覆土深的最小值推算確定上游埋深：末端地面標(biāo)高：77.00-i地L500.2=67.00m末端管底標(biāo)高：67.00-0.7-0.2=66.10m起端管底標(biāo)高：66.10+500.13=72.60m井上下游管底差：76.05-72.60=3.45m跌水井76.05076.175DN250h/D=0.5i

25、地=0.277.00某管段Q=40L/s，管段長(zhǎng)50m，地面坡度0.015，上端地面標(biāo)高54.00m，上游管段終端管底標(biāo)高53.050m，DN250，h/D=0.6，要求滿(mǎn)足最小覆土深0.7m，試做管道水力、高程計(jì)算。例4 DN250，取管道i地面i， i=0.015，(h/D)max=0.55，v=1.43接管？同徑，水面平接？但下游h/D=0.55上游h/D=0.6，所以，下游管底會(huì)高于上游管底。改用管底平接，再校核下端的覆土深5.3 雨水管道系統(tǒng)水力計(jì)算5.3.1降雨損失5.3.2雨水管渠設(shè)計(jì)流量5.3.3雨水管渠水力計(jì)算基本參數(shù)5.3.4雨水管渠水力計(jì)算圖表5.3.5雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)

26、算步驟5.3.6雨水徑流調(diào)蓄5.3.1 降雨損失降雨總量=降雨損失+降雨徑流降雨徑流（徑流雨水、有效降雨）概念：開(kāi)發(fā)、低影響開(kāi)發(fā)并非所有雨水均進(jìn)入管道：滲/滯/蓄/凈/用/排目的：依據(jù)降雨總量，確定降雨徑流量，作為雨水排水管渠系統(tǒng)的設(shè)計(jì)依據(jù)復(fù)習(xí)雨量因素降雨量H降雨歷時(shí)t暴雨強(qiáng)度i（mm/min），q（L/s.ha）暴雨強(qiáng)度的頻率Pn暴雨強(qiáng)度的重現(xiàn)期P5.3.2雨水管渠設(shè)計(jì)流量并非所有雨水均進(jìn)入管道，如：滲/滯/蓄/用匯水面積小于2km2時(shí)，用暴雨強(qiáng)度計(jì)算： 恒定均勻流推理公式 (L/s)Q雨水設(shè)計(jì)流量(L/s)徑流系數(shù)，其數(shù)值小于1F匯水面積(ha)q設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度(L/sha) 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)

27、范（2014版）（一）徑流系數(shù)的確定1.定義：徑流量與降雨量的比值稱(chēng)徑流系數(shù)，其值常小于12.影響因素：地面覆蓋情況、地面坡度、地貌、建筑密度的分布、路面鋪砌、降雨歷時(shí)、暴雨強(qiáng)度及暴雨雨型等3.的確定：表5-13（按規(guī)范，按地面種類(lèi)加權(quán)平均計(jì)算綜合徑流系數(shù)）隨著城市發(fā)展，在增大，需具體問(wèn)題具體分析，有的地區(qū)取0.8管理：控制因建設(shè)開(kāi)發(fā)而引起的值增大。地區(qū)開(kāi)發(fā)應(yīng)充分體現(xiàn)低影響開(kāi)發(fā)（LID）理念，執(zhí)行規(guī)劃控制的綜合徑流系數(shù)指標(biāo)和徑流量控制指標(biāo)地面種類(lèi)徑流系數(shù)各種屋面、混凝土或?yàn)r青路面0.850.95大塊石鋪砌路面或?yàn)r青表面處理的碎石路面0.550.65級(jí)配碎石路面0.400.50干砌磚石或碎石路面

28、0.350.40非鋪砌土路面0.250.35公園或綠地0.100.20區(qū)域情況綜合徑流系數(shù)城鎮(zhèn)建筑密集區(qū)0.600.85城鎮(zhèn)建筑較密集區(qū)0.450.60城鎮(zhèn)建筑稀疏區(qū)0.200.45綜合徑流系數(shù)值北京：0.5-0.7上海：0.5-0.8天津：0.45-0.6深圳：舊城區(qū)0.7-0.8；新城區(qū)0.6-0.7綜合徑流系數(shù)高于0.7的地區(qū)應(yīng)采用滲透 、調(diào)蓄等措施(建設(shè)區(qū)內(nèi)源頭控制；避免增加市政設(shè)施擴(kuò)建壓力)（二）設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度q=167i各地有相應(yīng)參數(shù)A1、c、b要確定的變量為P、t設(shè)計(jì)降雨歷時(shí)t 徑流過(guò)程分析集流點(diǎn)0雨水集中流到此點(diǎn)地面坡度均勻，有1、2、3、4 四條等流時(shí)線(xiàn)：線(xiàn)上各點(diǎn)流至0點(diǎn)的時(shí)間

29、相等。最遠(yuǎn)的一條線(xiàn)4流至0點(diǎn)的時(shí)間最長(zhǎng)，4即為匯水面積的集流時(shí)間設(shè)1=1分鐘，2=2分鐘，3=3分鐘，4=4分鐘設(shè)雨開(kāi)始下T=0時(shí)T=1min末，F(xiàn)1上的雨水達(dá)0點(diǎn)T=2min末，F(xiàn)1上的第2分鐘的雨水及F2上的第1分鐘的雨水達(dá)0點(diǎn)T=3min末，F(xiàn)1上的第3分鐘的雨水，F(xiàn)2上的第2分鐘的雨水及F3上的第1分鐘的雨水達(dá)0點(diǎn)T=4min末，F(xiàn)1上的第4分鐘的雨水，F(xiàn)2上的第3分鐘的雨水，F(xiàn)3上的第2分鐘的雨水及F4上的第1分鐘的雨水達(dá)0點(diǎn) 即T=4min時(shí)：所有面積上的雨水均達(dá)到0點(diǎn)，但到達(dá)0點(diǎn)的雨水并不是同一時(shí)刻的降水！T=5min：F1上的第5分鐘的雨水到0點(diǎn)F2上的第4分鐘的雨水到0點(diǎn)F3

30、上的第3分鐘的雨水到0點(diǎn)F4上的第2分鐘的雨水到0點(diǎn)而第1分鐘下的雨已過(guò)了0點(diǎn)T=6min：F1上的第6分鐘的雨水到0點(diǎn)F2上的第5分鐘的雨水到0點(diǎn)F3上的第4分鐘的雨水到0點(diǎn)F4上的第3分鐘的雨水到0點(diǎn)而第2分鐘下的雨已過(guò)了0點(diǎn)1-4分鐘，到達(dá)0點(diǎn)雨水的面積在增加，到第5分鐘面積不再增加如雨下了8分鐘停止T=5-8min：到達(dá)0點(diǎn)雨水的面積一直不變T=9min時(shí)：F1上的雨水已過(guò)了0點(diǎn)（匯入0點(diǎn)量為0），F(xiàn)2上的第8分鐘的雨水到0點(diǎn)，F(xiàn)3上的第7分鐘的雨水到0點(diǎn)，F(xiàn)4上的第6分鐘的雨水到0點(diǎn)T=10min時(shí)：F1、F2上的雨水均過(guò)了0點(diǎn)，F(xiàn)3、F4上的第8分鐘、第7分鐘的雨水到0點(diǎn)雨停后，到

31、達(dá)0點(diǎn)雨水的面積減少，第12分鐘至0降雨歷時(shí)t與集流時(shí)間0的關(guān)系0 ：服務(wù)面積上最遠(yuǎn)點(diǎn)流到設(shè)計(jì)斷面的時(shí)間若t0 ，只有部分面積上的雨水到達(dá)集流點(diǎn)（設(shè)計(jì)斷面）（t增加，面積也增加）若t=0 ，正好全部面積上的雨水到達(dá)集流點(diǎn)若t0 ，t再增加，面積也不再增加，因?yàn)槊娣e已達(dá)到最大值t降雨全時(shí)，流至集流點(diǎn)的雨水面積又減小降雨歷時(shí)t的確定分析公式 t越大，雨水排除能力Q越小，不利于排水 t小時(shí)，并非全部雨水均到集流點(diǎn)，即匯水面積F會(huì)小只有在一個(gè)極限時(shí)刻t=0時(shí)，全部面積的雨水均到集流點(diǎn)且tmin 計(jì)算一段管Q設(shè)計(jì)時(shí)t取為0 設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為P以平均P年出現(xiàn)一次的暴雨強(qiáng)度來(lái)設(shè)計(jì)管道；設(shè)計(jì)的雨水管道

32、平均P年滿(mǎn)流或溢流一次表5-14P值大安全，設(shè)計(jì)流量Q大，管渠斷面大，投資大，溢流次數(shù)少P值小經(jīng)濟(jì)，但排水不暢、積水可能性大，影響交通、生產(chǎn)、生活，需強(qiáng)化建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為P以平均P年出現(xiàn)一次的暴雨強(qiáng)度來(lái)設(shè)計(jì)管道；設(shè)計(jì)的雨水管道平均P年滿(mǎn)流或溢流一次設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P（三）降雨面積和匯水面積降雨面積降雨所籠罩的面積，即下到雨的地面面積匯水面積F 雨水管道的服務(wù)面積，單位ha或km2任一場(chǎng)暴雨在降雨面積上各點(diǎn)的暴雨強(qiáng)度是不相等的，即降雨是非均勻分布的；但是，因管道的匯水面積一般不大（一般小于2km2，最遠(yuǎn)點(diǎn)的集水時(shí)間不至超過(guò)10min到15min），在此小匯水面積里認(rèn)為雨量是均勻的，即各

33、點(diǎn)的暴雨強(qiáng)度i 一樣，雨量計(jì)所測(cè)得的點(diǎn)雨量資料可以代表整個(gè)小匯水面積的面雨量資料，即不考慮降雨在面積上的不均勻性（二）設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度用數(shù)學(xué)模型表示各參數(shù)間的關(guān)系，既要簡(jiǎn)單好用又要有一定精度1.數(shù)理統(tǒng)計(jì)法普遍采用主要城市的暴雨強(qiáng)度公式注意單位：q 設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度(L/s.ha)P 設(shè)計(jì)重現(xiàn)期(a)t 降雨歷時(shí)(min)A1,c,b,n 地方參數(shù)（數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法計(jì)算）2.年最大值法有20年以上自動(dòng)雨量記錄管道系統(tǒng)各段設(shè)計(jì)流量？ 例題：已知匯水面積如圖，3塊面積相等。 ，求各管段設(shè)計(jì)流量。F=5ha=0.6P=2aF=5ha=0.6P=2aF=5ha=0.6P=2aF=5ha=0.6P=2aF=5ha=0

34、.6P=2aF=5ha=0.6P=2at = 0+t1-2t = 0+t1-2+t2-3t = 05.3.3雨水管渠水力計(jì)算基本參數(shù)1.設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度：滿(mǎn)流，h/D=12.設(shè)計(jì)流速最小設(shè)計(jì)流速：管道0.75m/s；明渠0.40m/s最大設(shè)計(jì)流速：金屬管10.0；非金屬管5.0m/s 明渠（表5-12） 3.最小管徑與坡度：300/0.0034.埋深（同污水管渠）5.3.4雨水管渠水力計(jì)算圖表例題已知Q=300L/s，地面坡度i=0.0015，查圖練習(xí)。已知Q=300L/s，地面坡度i=0.0015，查圖練習(xí)?？刹樽钚×魉?.75線(xiàn)上，如 DN500,i=0.006,v=1.5太陡 DN600,i=

35、0.002.5,v=1.05 根據(jù)埋深定管徑 DN700,i=0.0011,v=0.78例題已知匯水面積如圖，3塊面積相等， ，求各管段流量。F=5ha=0.6P=2aF=5ha=0.6P=2aF=5ha=0.6P=2a查表，D=700，i=0.0013，v=0.85；查表，D=800，i=0.0019，v=1.16；查表，D=900，i=0.0019，v=1.22；查表，D=700，i=0.0013，v=0.85；例=0.5，地勢(shì)平坦，暴雨強(qiáng)度公式 ，P=3，求各管段流量。查表，D=1000，i=0.0006，v=0.78查表，D=1100，i=0.001，v=1.025.3.5雨水管渠系統(tǒng)

36、設(shè)計(jì)計(jì)算步驟重力流、滿(mǎn)流(翻越高地或長(zhǎng)距離輸送可壓力流)1.定線(xiàn)：利用地形就近排入水體2.劃分管段和匯水面積3.確定各排水流域的平均徑流數(shù)值4.確定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期P，地面集水時(shí)間t5.水力計(jì)算(列表)與平剖布置(繪圖)例題5-7=0.50tl=10minP=2a管道起點(diǎn)埋深1.30m1235910111216171819設(shè)計(jì)管段編號(hào)管長(zhǎng)L(m)匯水面積 F(ha)管內(nèi)雨水流行時(shí)間(min)單位面積徑流量q0(L/(sha)管段設(shè)計(jì)流量Q(L/s)管徑D(mm)坡度i() t2=L/v t2=l/v（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）（9）l-21501.6903.2956.6494.5

37、84002.12-31004.073.291.9840.29163.985001.93-51006.675.271.9835.05233.786001.55-914010.727.252.5931.25335.007001.49-lO10018.249.841.6327.60503.428001.510-1110020.1011.471.5925.79518.388001.611-1212022.9413.061.7924.29557.218001.812-1615029.8314.852.2722.84681.329001.516-1712031.2217.121.8221.28(664.3

38、6)681.329001.517-1815039.1218.941.9720.23791.4090023120.811.8219.26853.419002.3流速v管道輸水能力Q坡降iL設(shè)計(jì)地面標(biāo)高(m)設(shè)計(jì)管內(nèi)底標(biāo)高(m)埋深(m)(m/s)(L/s)(m)起點(diǎn)終點(diǎn)起點(diǎn)終點(diǎn)起點(diǎn)終點(diǎn)（10）（11）（12）（13）（14）（15）（16）（17）（18）0.7696.000.31514.03014.06012.73012.4151.301.650.84165.000.19014.06014.06012.31512.1251.751.940.84240.00O.1501

39、4.06014.06012.02511.8752.042.270.90350.000.19614.04013.60011.77511.5792.372.021.02520.000.15013.60013.60011.47911.3292.122.271.05530.000.16013.60013.60011.32911.1692.272.431.12560.000.21613.60013.60011.16910.9532.432.651.10700.000.22513.60013.58010.85310.6372.752.941.11700.000.18013.58013.57010.63710.4572.973.111.29810.000.30013.57013.57010.45710.1573.113.411.37870.000.34513.57013.55010.1579.8123.413.74雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算小結(jié)匯水面積逐漸增大面積疊加法t2從0開(kāi)始，逐漸增大單位面積徑流量q0逐漸減小管段流量，逐漸增大（或不變）管徑逐漸增大（或不變），劃分面積宜細(xì)小管內(nèi)底標(biāo)高逐漸降低（或不變）1235910111216171819面積疊加法用于規(guī)劃設(shè)計(jì)，方法簡(jiǎn)便，但所得的設(shè)計(jì)流量偏?。ㄓ晁芮┝髁刊B加法用于工程設(shè)計(jì)，所得的設(shè)計(jì)流量偏于安全（雨、污水管渠）5.3.6雨水徑流調(diào)節(jié)