排水管網計算ppt課件

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1、第十二章 排水管道的設計計算 污水管道的設計計算 雨水管渠的設計計算 截流式合流制排水管渠的設計 排水管道接口與根底 排水管道平面圖和縱剖面圖的繪制污水管道的設計計算污水管道的設計計算 v污水管道系統污水管道系統由污水管道及管道系統上的附由污水管道及管道系統上的附屬構筑物組成屬構筑物組成 v污水管道設計的主要內容污水管道設計的主要內容 v本節內容本節內容 v設計管段設計流量確實定設計管段設計流量確實定v污水管道的水力計算污水管道的水力計算v污水管道的埋設深度污水管道的埋設深度v污水管道的銜接污水管道的銜接v污水管道設計計算實例污水管道設計計算實例設計管段設計流量確實定設計管段設計流量確實定q設

2、計管段的劃分設計管段的劃分 q 兩個檢查井之間的管段，假設采用的設計流量不變，且采用兩個檢查井之間的管段，假設采用的設計流量不變，且采用同樣的管徑和坡度，那么稱它為設計管段。設計管段的起止同樣的管徑和坡度，那么稱它為設計管段。設計管段的起止點應依次編上號碼。點應依次編上號碼。q設計管段的設計流量確實定設計管段的設計流量確實定 q 如圖如圖121，每一設計管段的污水設計流量能夠包括以下幾，每一設計管段的污水設計流量能夠包括以下幾種流量：種流量：q本段流量本段流量q1是從本管段沿線鄰居流來的污水量；是從本管段沿線鄰居流來的污水量；_ q集中流量集中流量q2是從上游管段和旁側管段流來的污水量；是從上

3、游管段和旁側管段流來的污水量；q轉輸流量轉輸流量q3是從工業企業或公共建筑流來的污水量。是從工業企業或公共建筑流來的污水量。q計算式計算式 污水管段設計流量計算式污水管段設計流量計算式 q1=qsF12-1 q1-本段流量，L/s；F-本段效力面積，ha;qs-比流量，L/(sha)。qs=n/8640012-2 n-生活污水定額，L/人 d -人口密度，人/ha 某一設計管段的設計流量qij(L/s)為：qij=(q1+q2)Kz+q312-3 Kz-生活污水總變化系數。污水管道的水力計算污水管道的水力計算v污水管道中的水流情況污水管道中的水流情況 v 假定管道內的水流是均勻流假定管道內的水

4、流是均勻流 v水力計算的根本公式水力計算的根本公式 v采用水力學中有關均勻流實際與公式：采用水力學中有關均勻流實際與公式：v Q=v12-4 v=1/nR2/3 I1/212-5v Q-流量，流量，m3/s；-過水斷面面積，過水斷面面積，m2；v v-流速，流速，m/s；R-水力半徑，水力半徑，m；v I-水力坡度即水面坡度，等于管底坡度；水力坡度即水面坡度，等于管底坡度；v n-管壁粗糙系數見表管壁粗糙系數見表12-1?；炷梁弯摻罨炷廖??；炷梁弯摻罨炷廖鬯艿赖墓鼙诖植谙禂灯胀ú捎盟艿赖墓鼙诖植谙禂灯胀ú捎?.014，雨水管道普通采用，雨水管道普通采用0.013。v水力計算的設計數

5、據水力計算的設計數據v污水管道的水力計算方法污水管道的水力計算方法水力計算的設計數據水力計算的設計數據v設計充溢度設計充溢度 v 表表12-2中所列的最大充溢度是污水管道中所列的最大充溢度是污水管道 v 設計的最大限值。另外最小充溢度不宜小于設計的最大限值。另外最小充溢度不宜小于0.25。v設計流速設計流速 v 同設計流量、設計充溢度相應的管內水流平均速度叫做設計流速。同設計流量、設計充溢度相應的管內水流平均速度叫做設計流速。v最小管徑和最小設計坡度最小管徑和最小設計坡度 在設計流量下，污水管道中的水深在設計流量下，污水管道中的水深h與管道直徑與管道直徑D的比值稱為設計充溢度，的比值稱為設計充

6、溢度，用用h/D表示。當表示。當 h/D=1時稱為滿流；當時稱為滿流；當h/D1時稱為不滿流。在我國按不滿流時稱為不滿流。在我國按不滿流設計。設計。最小流速是保證管道內不致發生淤積的流速。根據國內國外閱歷定為最小流速是保證管道內不致發生淤積的流速。根據國內國外閱歷定為 0.6m/s。最大設計流速是保證管道不被沖刷損壞的流速。金屬：。最大設計流速是保證管道不被沖刷損壞的流速。金屬：10m/s，非金屬，非金屬5m/s。最小管徑和最小設計坡度最小管徑和最小設計坡度普通在污水管道的上游部分，設計流量很小，假設根據流量計算，那么管徑會很普通在污水管道的上游部分，設計流量很小，假設根據流量計算，那么管徑會

7、很小，易堵塞，使養護費用添加。而小口徑管道直徑相差一號在同樣埋深下，施工小，易堵塞，使養護費用添加。而小口徑管道直徑相差一號在同樣埋深下，施工費用相差不多。此外采用較大的管徑，可選用較小的坡度，使管道埋深減小。因費用相差不多。此外采用較大的管徑，可選用較小的坡度，使管道埋深減小。因此，為了養護任務的方便和減小管道的埋深，常有一個最小管徑的規定。此，為了養護任務的方便和減小管道的埋深，常有一個最小管徑的規定。相應于管內最小設計流速時的坡度叫做最小設計坡度。相應于管內最小設計流速時的坡度叫做最小設計坡度。表表12-3規定了最小管徑及相應的最小設計坡度規定了最小管徑及相應的最小設計坡度 最小管徑和最

8、小設計坡度最小管徑和最小設計坡度 表表12-3 注：注：管道坡度不能滿足上述要求時，可酌情減小，但應有防淤、清淤措施。管道坡度不能滿足上述要求時，可酌情減小，但應有防淤、清淤措施。在污水管道的上游，由于設計管段效力的排水面積較小。假設某設計管段的設計流量小在污水管道的上游，由于設計管段效力的排水面積較小。假設某設計管段的設計流量小于在最小管徑、最小設計坡度、充溢度為于在最小管徑、最小設計坡度、充溢度為0.5時管道經過的流量時，這個管段可以不用進時管道經過的流量時，這個管段可以不用進展詳細的水力計算，直接選用最小管徑和最小設計坡度，該管段稱為不計算管段。在有展詳細的水力計算，直接選用最小管徑和最

9、小設計坡度，該管段稱為不計算管段。在有沖洗水源時，這些管段可思索設置沖洗井，定期沖洗，以免堵塞。沖洗水源時，這些管段可思索設置沖洗井，定期沖洗，以免堵塞。污水管道位置最小管徑（mm）最小設計坡度街坊和廠區內 街道 200 300 0.004 0.003污水管道的水力計算方法污水管道的水力計算方法 在污水管道的水力計算中，知設計流量在污水管道的水力計算中，知設計流量Q及管道粗糙系數及管道粗糙系數n，需求求管徑需求求管徑D、充溢度、充溢度h/D、管道坡度、管道坡度I和流速和流速v。在兩個方程。在兩個方程式式式式12-4、12-5中，有四個未知數，因此必需先假定中，有四個未知數，因此必需先假定2個個

10、求其他求其他2個，這樣的數學計算極為復雜。為了簡化計算，常采個，這樣的數學計算極為復雜。為了簡化計算，常采用水力計算圖進展計算見附錄用水力計算圖進展計算見附錄12-1。附錄附錄12-1水力計算圖適用于混凝土及鋼筋混凝土管道，其粗水力計算圖適用于混凝土及鋼筋混凝土管道，其粗糙系數糙系數n=0.014。每張圖適用于一個指定的管徑。每張圖適用于一個指定的管徑。例例 知知n=0.014、D=400mm、Q=41L/s、v=0.9m/s，求，求I和和 h/D。解解 采用采用D=400mm的水力計算圖附錄的水力計算圖附錄12-1附圖附圖5 找出找出Q=41L/s的那條豎線和的那條豎線和V=0.9m/s的那

11、條斜線。這兩線的的那條斜線。這兩線的交點落在代表交點落在代表I=0.0043的那條橫線上，的那條橫線上，I=0.0043；并落在；并落在h/D=0.35與與0.4兩條斜線之間，可內插得出兩條斜線之間，可內插得出h/D=0.39。表表12-1 排水管渠粗糙系數表排水管渠粗糙系數表 管渠類別粗糙系數（n）管渠類別粗糙系數(n)石棉水泥管、鋼管0.012漿砌磚渠道0.015木槽0.0120.014漿砌塊石渠道0.017陶土管、鑄鐵管0.013干砌塊石渠道0.0200.025混凝土管、鋼筋混凝土管 水泥砂漿抹面渠道 0.0130.014土明渠 包括（帶草皮）0.0250.030表表12-2 最大設計充

12、溢度最大設計充溢度 管徑和渠高(mm)最大設計充滿度200300 350450 500900 10000.55 0.65 0.70 0.75注：在計算污水管道充溢度時，不包括沐浴或短時間內忽然添加的污水量，但當管徑小于或等于300mm時，應按滿流復核。污水管道的埋設深度污水管道的埋設深度 在污水管道工程中，土方工程在工程造價中占相當比重。管道的埋設深度愈大，工程造價愈高，施工期愈長。合理地確定管道埋深對于降低工程造價是非常重要的。在土質較差、地下水位較高的地域，假設能設法減小管道埋深，對于降低工程造價尤為明顯。確定污水管道埋設深度時，必需思索以下要素：必需防止管內污水冰凍或土壤冰凍而損壞管道

13、必需保證管道不致由于地面荷載而破壞 必需滿足鄰居污水管銜接的要求 v影響污水管道埋設深度的另一個要素是鄰居污水管銜接的需求，此值受影響污水管道埋設深度的另一個要素是鄰居污水管銜接的需求，此值受建筑物污水出戶管埋深的控制。建筑物污水出戶管埋深的控制。v從安裝技術方面思索，建筑物污水出戶管的最小埋深普通在從安裝技術方面思索，建筑物污水出戶管的最小埋深普通在0.50.6m之間，之間，以保證底層建筑污水的排出。所以鄰居污水管道的起端埋深最小也應有以保證底層建筑污水的排出。所以鄰居污水管道的起端埋深最小也應有0.60.7m,由此值可計算出街道污水管道的最小埋設深度?？捎墒接纱酥悼捎嬎愠鼋值牢鬯艿赖淖钚?/p>

14、埋設深度?？捎墒?2-6計算：計算：v H=h+IL-Z2-Z1+h v 即即 H=h+IL+Z1-Z2+h v H-街道污水管道起點的最小埋設深度，街道污水管道起點的最小埋設深度，m；v h-鄰居污水管道起點的最小埋設深度，鄰居污水管道起點的最小埋設深度，m；v Z1-街道污水管起點檢查井處地面標高，街道污水管起點檢查井處地面標高，m；v Z2-鄰居污水管起點檢查井處地面標高，鄰居污水管起點檢查井處地面標高，m；v I-鄰居污水管和銜接支管的坡度；鄰居污水管和銜接支管的坡度；v L-鄰居污水管和銜接支管的總長度，鄰居污水管和銜接支管的總長度，m；v h-銜接支管與街道污水管的管內底高差，銜接

15、支管與街道污水管的管內底高差，m。v l對每一管道來說，從上面三個不同的要求來看，可以得到三個不同的管道埋深。對每一管道來說，從上面三個不同的要求來看，可以得到三個不同的管道埋深。這三個值中，最大的一個即是管道的最小設計埋深。這三個值中，最大的一個即是管道的最小設計埋深。l 污水管道除要思索上述最小埋深限值外，還要思索最大埋深的限值。普通在土污水管道除要思索上述最小埋深限值外，還要思索最大埋深的限值。普通在土壤枯燥的地域，管道的最大埋深不超越壤枯燥的地域，管道的最大埋深不超越78；在土質差、地下水位較高的地域，；在土質差、地下水位較高的地域，普通不超越普通不超越5。當管道的埋深超越了當地的最大

16、限制值時應思索設置排水泵站提。當管道的埋深超越了當地的最大限制值時應思索設置排水泵站提升，以提高下游管道的設計高程，使排水管道繼續向前延伸。升，以提高下游管道的設計高程，使排水管道繼續向前延伸。污水管道的銜接污水管道的銜接v管道在銜接時應遵照兩個原那么：管道在銜接時應遵照兩個原那么：1.盡能夠提高下游管段的高程，以減盡能夠提高下游管段的高程，以減小管道埋深，降低造價；小管道埋深，降低造價；2.防止上游管段中構成回水而呵斥淤積。防止上游管段中構成回水而呵斥淤積。v管道的銜接方法，主要有水面平接、管頂平接兩種，如圖管道的銜接方法，主要有水面平接、管頂平接兩種，如圖12-4所示。所示。v圖圖12-4

17、 污水管道的銜接污水管道的銜接 v無論采用哪種銜接方法，下游管段起端的水面和管內底標高都不得高于上游無論采用哪種銜接方法，下游管段起端的水面和管內底標高都不得高于上游管段終端的水面和管內底標高。管段終端的水面和管內底標高。此外，當管道敷設地域的地面坡度很大時，為此外，當管道敷設地域的地面坡度很大時，為調整管內流速所采用的管道坡度將會小于地面坡度。為了保證下游管段的最小調整管內流速所采用的管道坡度將會小于地面坡度。為了保證下游管段的最小覆土厚度和上游管段的埋深，可根據地面坡度采用跌水銜接。覆土厚度和上游管段的埋深，可根據地面坡度采用跌水銜接。在旁側管段與干在旁側管段與干管交匯處，假設旁側管道的管

18、內底標高比干管的管內底標高大很多時，為保證管交匯處，假設旁側管道的管內底標高比干管的管內底標高大很多時，為保證干管有良好的水力條件，最好在旁側管道上先設跌水井后再與干管相接。干管有良好的水力條件，最好在旁側管道上先設跌水井后再與干管相接。污水管道設計計算實例污水管道設計計算實例v知條件知條件 圖圖12-5為某一個區的鄰居平面圖。居為某一個區的鄰居平面圖。居住區人口密度為住區人口密度為350人人/，綜合生活污水定額為，綜合生活污水定額為100L/人人。工廠排除的廢水設計流量為。工廠排除的廢水設計流量為25L/。生活污水和經過部分處置后的工業廢水。生活污水和經過部分處置后的工業廢水全部送往污水廠處

19、置。工廠廢水排出口的管底全部送往污水廠處置。工廠廢水排出口的管底埋深為埋深為2，該市冰凍深度為，該市冰凍深度為1.40。試進展該區污。試進展該區污水管道系統的設計計算要求到達初步設計深水管道系統的設計計算要求到達初步設計深度度 v設計方法和步驟設計方法和步驟v在進展管道的水力計算時應留意的問題在進展管道的水力計算時應留意的問題設計方法和步驟設計方法和步驟在鄰居平面圖上布置污水管道如圖在鄰居平面圖上布置污水管道如圖12-6所示所示 鄰居編號并計算其面積見表鄰居編號并計算其面積見表12-4，并標出各鄰居污水排出的方向。，并標出各鄰居污水排出的方向。劃分設計管段，計算設計流量劃分設計管段，計算設計流

20、量管渠資料的選擇管渠資料的選擇 由于生活污水對管材無特殊要求，且管道的敷設條件較好，故在本設由于生活污水對管材無特殊要求，且管道的敷設條件較好，故在本設計中，計中，DN400mm的管道采用混凝土管，的管道采用混凝土管，DN400mm以上的管道采用鋼以上的管道采用鋼筋混凝土管。筋混凝土管。各管段的水力計算各管段的水力計算 在各設計管段的設計流量確定后，便可按照污水管道水力計算的方法，在各設計管段的設計流量確定后，便可按照污水管道水力計算的方法，從上游管段開場依次進展各設計管段的水力計算。本例為初步設計，只從上游管段開場依次進展各設計管段的水力計算。本例為初步設計，只進展主干管和干管的水力計算，其

21、結果見表進展主干管和干管的水力計算，其結果見表12-6和表和表12-7。繪制管道平面圖和縱剖面圖如圖繪制管道平面圖和縱剖面圖如圖12-7所示。所示。劃分設計管段，計算設計流量劃分設計管段，計算設計流量v根據設計管段的定義和劃分方法，將各干管和主干根據設計管段的定義和劃分方法，將各干管和主干管有本段流量進入的點普通定為鄰居兩端、集管有本段流量進入的點普通定為鄰居兩端、集中流量及旁側支管進入的點，作為設計管段的起止中流量及旁側支管進入的點，作為設計管段的起止點的檢查井并編上號碼。如圖點的檢查井并編上號碼。如圖12-6所示。所示。v各設計管段的設計流量應列表進展計算。各設計管段的設計流量應列表進展計

22、算。v 本例中，居住區人口密度為本例中，居住區人口密度為350人人/ha，綜合污水，綜合污水定額為定額為100L/人人d，那么生活污水比流量為：，那么生活污水比流量為：v qs=100350/86400=0.405L/(sha)v 本例中有一個集中流量，在檢查井本例中有一個集中流量，在檢查井1處進入管處進入管道，設計流量為道，設計流量為25L/s。v 各管段的設計流量計算，見表各管段的設計流量計算，見表12-5。街坊編號12345678910街坊面積(ha)1.211.702.081.982.202.201.432.211.962.04街坊編號11121314151617181920街坊面積(

23、ha)2.402.401.212.281.451.702.001.801.661.23街坊編號2122232425262728街坊面積(ha)1.531.711.802.201.382.042.042.40管段編號居住區生活污水量Q1集中流量設計流量（L/s）本段流量轉輸流量q2(L/s)合計平均流量(L/s)總變化系數Kz生活污水設計流量Q1(L/s)本段(L/s)轉輸(L/s)街坊編號街坊面積（104m2）比流量q0(L/s104m2)流量q1(L/s)1234567891011121-2 8-9 9-10 10-2 2-3 3-4 11-12 12-13 13-14 14-4 4-5 5

24、-6 15-16 16-17 17-18 18-6 6-7_ _ _ _ 24 25 _ _ _ _ 26 27 _ _ _ _ 28_ _ _ _ 2.20 1.38 _ _ _ _ 2.04 2.04 _ _ _ _ 2.40_ _ _ _ 0.405 0.405 _ _ _ _ 0.405 0.405 _ _ _ _ 0.405_ _ _ _ 0.89 0.56 _ _ _ _ 0.83 0.83 _ _ _ _ 0.97_ 1.18 2.65 4.07 4.07 4.96 1.64 3.26 4.54 6.33 11.85 12.68 1.78 3.73 5.27 6.69 21.17

25、_ 1.18 2.65 4.07 4.96 5.52 1.64 3.26 4.54 6.33 12.68 13.51 1.78 3.73 5.27 6.69 21.17_ 2.30 2.30 2.30 2.30 2.22 2.30 2.30 2.30 2.19 2.07 2.04 2.30 2.30 2.24 2.18 1.95_ 2.71 6.10 9.36 11.41 12.25 3.77 7.51 10.44 13.86 26.25 27.56 4.09 8.58 11.80 14.58 41.2825 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 25

26、 25 _ _ _ _ 25 25 _ _ _ _ 2525.00 2.71 6.10 9.36 36.41 37.25 3.77 7.51 10.44 13.86 51.25 52.56 4.09 8.58 11.80 14.58 66.28管段編號管道長度L（m）設計流量Q（L/S）管徑D（mm)坡度I（）流速（m/s)充滿度降落量IL（m）標高（m）埋設深度（m）h/Dh(m)地面水面管內底上端下端上端下端上端下端上端下端12345678910111213141516171-211025.003003.00.700.510.1530.33086.2086.1084.35384.02384

27、.20083.8702.002.232-325036.414002.30.700.440.1760.57586.1086.0583.94683.37183.77083.1952.332.863-417037.254002.70.750.440.1760.45986.0586.0083.37182.91283.19582.7362.863.264-522051.254502.30.750.430.1940.50686.0085.9082.88082.37482.68682.1803.313.725-624052.564502.30.760.440.1980.55285.9085.8082.374

28、81.82282.17681.6242.724.186-724066.285002.20.800.440.2300.52885.8085.7081.80481.27681.57481.0464.234.65在進展管道的水力計算時應留意的問題在進展管道的水力計算時應留意的問題v必需慎重確定設計地域的控制點。必需慎重確定設計地域的控制點。v在地面坡度太大的地域或當地面由陡坡忽然變緩時，宜設跌水井。在地面坡度太大的地域或當地面由陡坡忽然變緩時，宜設跌水井。v必需細致研討管道敷設坡度與管線經過的地面坡度之間的關系，使確定的管道必需細致研討管道敷設坡度與管線經過的地面坡度之間的關系，使確定的管道坡度在滿

29、足最小設計流速的前提下，既不使管道的埋深過大，又便于旁側支管坡度在滿足最小設計流速的前提下，既不使管道的埋深過大，又便于旁側支管接入。接入。水力計算自上游管段依次下游管段進展，普通情況下，隨著設計流量逐水力計算自上游管段依次下游管段進展，普通情況下，隨著設計流量逐段添加，設計流速也應相應添加。如流量堅持不變，流速不應減小。段添加，設計流速也應相應添加。如流量堅持不變，流速不應減小。v水流經過檢查井時，常引起部分水頭損失。為了盡量降低這項損失，檢查井底水流經過檢查井時，常引起部分水頭損失。為了盡量降低這項損失，檢查井底部在直線管段上要嚴厲采用直線，在轉彎處要采用勻稱的曲線。通常直線檢查部在直線管

30、段上要嚴厲采用直線，在轉彎處要采用勻稱的曲線。通常直線檢查井可不思索部分水頭損失。井可不思索部分水頭損失。在旁側管與干管的銜接點上，要思索干管的已定埋在旁側管與干管的銜接點上，要思索干管的已定埋深能否允許旁側管接入。同時為防止旁側管和干管產生逆水和回水，旁側管中深能否允許旁側管接入。同時為防止旁側管和干管產生逆水和回水，旁側管中的設計流速不應大于干管中的設計流速。的設計流速不應大于干管中的設計流速。初步設計時，只進展干管和主干管的初步設計時，只進展干管和主干管的水力計算。技術設計時要進展一切管道的水力計算水力計算。技術設計時要進展一切管道的水力計算。雨水管渠的設計計算雨水管渠的設計計算v雨水管

31、渠系統設計的必要性雨水管渠系統設計的必要性 v雨水管渠系統的組成及義務雨水管渠系統的組成及義務 v雨水管渠設計的主要內容雨水管渠設計的主要內容 v本節內容本節內容 v管段設計流量確實定管段設計流量確實定v設計暴雨強度設計暴雨強度q確實定確實定v雨水管渠的水力計算雨水管渠的水力計算v雨水管渠系統的設計方法和步驟雨水管渠系統的設計方法和步驟v雨水管渠設計計算實例雨水管渠設計計算實例v排洪溝設計概述排洪溝設計概述管段設計流量確實定管段設計流量確實定 前已述及雨水設計流量的計算公式，現舉例闡明如何利用該公式來確定管段設計流量。如圖12-8所示，雨水從各匯水面積上最遠點分別流入雨水口a、b、c、d的地面

32、集水時間均為1，并假設：1.匯水面積隨集水時間的添加而均勻添加；2.降雨歷時t等于或大于匯水面積上最遠點的雨水流達設計斷面的集水時間0；3.徑流系數為定值。圖圖12-8 四個鄰居雨水管道表示及計算四個鄰居雨水管道表示及計算v設計管段設計管段1-2的雨水設計流量的雨水設計流量 v Q1-2=q1F1 (L/s)v q1-管段管段1-2的設計暴雨強度的設計暴雨強度L/(s ha)，相應的降雨歷時，相應的降雨歷時t=1。v設計管段設計管段2-3的雨水設計流量的雨水設計流量 v Q2-3=q2(F1+F2)(L/s)v q2-管段管段2-3的設計暴雨強度的設計暴雨強度L/(s ha)，相應的降雨歷時，

33、相應的降雨歷時t=1+t1-2。v設計管段設計管段3-4的雨水設計流量的雨水設計流量 v Q3-4=q3(F1+F2+F3)(L/s)v q3-管段管段3-4的設計暴雨強度的設計暴雨強度L/(s ha)，相應的降雨歷時，相應的降雨歷時t=1+t1-2+t2-3。v設計管段設計管段4-5的雨水設計流量的雨水設計流量 v Q4-5=q4(F1+F2+F3+F4)(L/s)v q4-管段管段4-5的設計暴雨強度的設計暴雨強度L/(s ha)，相應的降雨歷時，相應的降雨歷時t=1+t1-2+t2-3+t3-4。設計暴雨強度設計暴雨強度q確實定確實定v設計重現期設計重現期P確實定確實定 v 重現期普通選

34、用重現期普通選用0.53.0a，重要干道、重要地域，重要干道、重要地域或短期積水即能引起較嚴重后果的地域，普通選用或短期積水即能引起較嚴重后果的地域，普通選用25a，并應與道路設計協調。對于特別重要地域和次，并應與道路設計協調。對于特別重要地域和次要地域可酌情增減。要地域可酌情增減。v設計降雨歷時設計降雨歷時t確實定確實定 v t=t1+mt2 (12-7)v地面集水時間地面集水時間 t1確實定確實定 v管渠內雨水流行時間管渠內雨水流行時間t2確實定確實定 v折減系數折減系數m確實定確實定 地面集水時間地面集水時間t1確實定確實定 地面集水時間(min)是指雨水從匯水面積上最遠點流到雨水口的地

35、面流行時間。影響要素有地形坡度、地面鋪砌、地面植被情況、間隔長短等。在工程實際中，此值通常不予計算，普通采用515min。按照閱歷，普通在建筑密度較大、地形較陡、雨水口布置較密的地域，宜采用較小值，取t1=58min。反之，取t2=1015min。在設計任務中，應結合當地詳細條件，合理的選定t1值。管渠內雨水流行時間管渠內雨水流行時間t2確實定確實定 t2是指雨水在管渠內的流行時間 t2=L/60v(12-8)t2-管渠內雨水流行時間，min；L-各設計管段的長度，m；v-各設計管段滿流時的流速，m/s；60-單位換算系數。折減系數的折減系數的m確定確定v折減系數折減系數m的提出緣由的提出緣由

36、 v雨水管渠按滿流設計，但降雨時，管渠中的水流并非一開場就雨水管渠按滿流設計，但降雨時，管渠中的水流并非一開場就到達設計流速，而是隨著降雨歷時的增長逐漸到達設計流速的。到達設計流速，而是隨著降雨歷時的增長逐漸到達設計流速的。這樣按式這樣按式12-8算出的管渠流行時間算出的管渠流行時間t2將比實踐時間偏小。將比實踐時間偏小。v各管段的最大流量不大能夠在同一時間發生。當任一管段出現各管段的最大流量不大能夠在同一時間發生。當任一管段出現設計流量時，其他管段不一定都是滿流，管渠內有一部分空隙設計流量時，其他管段不一定都是滿流，管渠內有一部分空隙容量，可想象利用該空隙容量暫時儲存一部分雨水，起到調蓄容量

37、，可想象利用該空隙容量暫時儲存一部分雨水，起到調蓄管段內最大流量的作用，從而削減其頂峰流量。為了利用管道管段內最大流量的作用，從而削減其頂峰流量。為了利用管道的這種調蓄才干，應使管內水流實踐流速低于設計流速，故要的這種調蓄才干，應使管內水流實踐流速低于設計流速，故要延緩管內流行時間延緩管內流行時間t2.v思索到以上兩個緣由，在設計降雨歷時計算時引入了折減系數思索到以上兩個緣由，在設計降雨歷時計算時引入了折減系數m，延緩了管內流行時間，使之更接近于實踐情況，并到達折，延緩了管內流行時間，使之更接近于實踐情況，并到達折減管段設計流量，減小管渠斷面尺寸的目的，規范規定：暗管減管段設計流量，減小管渠斷

38、面尺寸的目的，規范規定：暗管m=2，明渠，明渠m=1.2，在陡坡地域的暗管，在陡坡地域的暗管m=1.22。雨水管渠的水力計算雨水管渠的水力計算 水力計算的根本公式 Q=v12-9 v=1/nR2/3 I1/212-10 水力計算的設計數據 水力計算的方法 雨水管渠水力計算仍按均勻流思索，其水力計算公式與污水管道一樣：水力計算的設計數據水力計算的設計數據為使雨水管渠正常任務，防止發生淤積、沖刷等景象，對雨水管渠水力計為使雨水管渠正常任務，防止發生淤積、沖刷等景象，對雨水管渠水力計算的設計數據作如下規定：算的設計數據作如下規定：設計充溢度設計充溢度 按滿流思索，即按滿流思索，即h/D=1。明渠那么

39、應有不小于。明渠那么應有不小于0.20m的超高。的超高。設計流速設計流速 規范規定滿流時管道的最小設計流速為規范規定滿流時管道的最小設計流速為0.75m/s；明渠最小設計流速；明渠最小設計流速為為0.4m/s。雨水管渠的最大設計流速為：金屬管道為雨水管渠的最大設計流速為：金屬管道為10m/s；非金屬管道為；非金屬管道為5m/s；明；明渠按表渠按表12-8采用。采用。最小管徑和最小設計坡度最小管徑和最小設計坡度 雨水管道的最小管徑為雨水管道的最小管徑為300mm，相應的最小坡度為，相應的最小坡度為0.003；雨水口銜接；雨水口銜接納的最小管徑為納的最小管徑為200mm，相應的最小坡度為，相應的最

40、小坡度為0.01。最小埋深和最大埋深最小埋深和最大埋深 在冰凍地域，雨水管道正常運用是在雨季，冬季普通不降雨，假設該在冰凍地域，雨水管道正常運用是在雨季，冬季普通不降雨，假設該地域使雨水管內不貯留水，且地下水位較深時，其最小埋深可不思索冰凍地域使雨水管內不貯留水，且地下水位較深時，其最小埋深可不思索冰凍影響，但應滿足最小覆土厚度的要求。其他詳細規定同污水管道。影響，但應滿足最小覆土厚度的要求。其他詳細規定同污水管道。水力計算的方法水力計算的方法在實踐計算中，通常根據式在實踐計算中，通常根據式12-9、12-10制成的水力計算圖見附錄制成的水力計算圖見附錄12-1附圖附圖13，按滿流計算。，按滿

41、流計算。在工程設計中，通常在選定管材后，為知數，設計流量在工程設計中，通常在選定管材后，為知數，設計流量Q也是經計也是經計算后求得的知數，剩下三個未知數算后求得的知數，剩下三個未知數D、v和和I。在實踐運用水力計算。在實踐運用水力計算圖時，可參照地面坡度假定管底坡度圖時，可參照地面坡度假定管底坡度I，查水力計算圖求得，查水力計算圖求得D和和v值，值，并使所求得的并使所求得的D、v和和I各值符合水力計算設計數據的規定。各值符合水力計算設計數據的規定。例題例題知知n=0.013，設計流量，設計流量Q=200L/S，該管段處的地面坡度為，該管段處的地面坡度為0.004，試計算該管段的管徑，試計算該管

42、段的管徑D、流速、流速v和管底坡度和管底坡度I。解解 設計采用設計采用n=0.013的滿流水力計算圖的滿流水力計算圖(附錄附錄12-1附圖附圖13)。設采用設采用D=400mm，那么將，那么將Q=200L/s的豎線與的豎線與D=400mm的斜線的斜線相交，該交點處的相交，該交點處的I=0.0092、v=1.60m/s。此結果。此結果v符合設計規定，符合設計規定，而而I與地面坡度相差較大，勢必增大管道的埋深，不宜采用。與地面坡度相差較大，勢必增大管道的埋深，不宜采用。假設采用假設采用D=500mm時，將時，將Q=200L/s的豎線與的豎線與D=500mm的斜線相的斜線相交，該交點處的交，該交點處

43、的I=0.0028、V=1.02m/s。此結果適宜，故采用。此結果適宜，故采用。雨水管渠系統的設計方法和步驟雨水管渠系統的設計方法和步驟v設計前要搜集相關資料，然后，根據詳細情況進展設計。普設計前要搜集相關資料，然后，根據詳細情況進展設計。普通雨水管道的設計方法和步驟如下：通雨水管道的設計方法和步驟如下：v劃分排水流域，進展管道定線劃分排水流域，進展管道定線 v劃分設計管段劃分設計管段 v確定各設計管段的匯水面積確定各設計管段的匯水面積 v確定各排水流域的徑流系數確定各排水流域的徑流系數 v確定設計重現期確定設計重現期P和地面集水時間和地面集水時間t1 v求單位面積徑流量求單位面積徑流量q0(

44、L/(sha)即：即：v q0=q=167A1(1+cP)/(t1+mt2+b)n (12-11)v管渠資料的選擇管渠資料的選擇 v雨水管道的水力計算雨水管道的水力計算 v繪制雨水管道的平面圖和縱剖面圖繪制雨水管道的平面圖和縱剖面圖 雨水管道設計計算實例雨水管道設計計算實例q題意題意圖圖12-10為某區一部分鄰居的雨水管道布置平面圖，該街區采為某區一部分鄰居的雨水管道布置平面圖，該街區采用暗管排除雨水。該市的暴雨強度公式為用暗管排除雨水。該市的暴雨強度公式為 q Q=500(1+1.38P)/t0.65 L/(sha)q ，重現期采用，重現期采用1a。各類地面面積見表。各類地面面積見表12-9

45、。管道起點處地面集水。管道起點處地面集水時間為時間為8.5min。管道起點埋深。管道起點埋深 1.40m。試進展雨水干管的水力計算。試進展雨水干管的水力計算。q解解本例設計管段的劃分如圖本例設計管段的劃分如圖12-10所示。將設計管段的檢查井依次所示。將設計管段的檢查井依次編上號碼，各檢查井的地面標高見表編上號碼，各檢查井的地面標高見表12-10。每一設計管段的長度。每一設計管段的長度在在200mm以內為宜，各設計管段的長度見表以內為宜，各設計管段的長度見表12-11。每一設計管段。每一設計管段所承當的匯水面積可按就近排入附近雨水管道的原那么劃分。將每所承當的匯水面積可按就近排入附近雨水管道的

46、原那么劃分。將每塊匯水面積的編號、面積數、雨水流向標注在圖中見圖塊匯水面積的編號、面積數、雨水流向標注在圖中見圖12-10。表表12-12為各設計管段的匯水面積計算表。為各設計管段的匯水面積計算表。q 平均徑流系數平均徑流系數av=(Fii)/F=(2.560.90+1.440.90+0.80 0.15+0.60 0.30)/5.40=0.717 q 本設計的雨水管道管徑小于本設計的雨水管道管徑小于400mm采用圓形斷面的混凝土管，采用圓形斷面的混凝土管，管徑大于管徑大于400mm采用鋼筋混凝土管，采用鋼筋混凝土管，n值取值取0.013。q 水力計算結果見表水力計算結果見表12-13。表表12

47、-9 鄰居及街道各類面積鄰居及街道各類面積 地面種類面積Fi（ha）采用i屋面 瀝青路面 草地 土路面2.56 1.44 0.80 0.600.90 0.90 0.15 0.30合計5.400.717表表12-10 圖圖12-10中地面標高匯總表中地面標高匯總表 檢查井編號地面標高（m）1 2 3 4 5 6186.700 186.630 186.560 1860550 186.530 186.500表表12-11 圖圖12-10中管道長度匯總表中管道長度匯總表 管段編號管段長度（m）1-2 2-3 3-4 4-5 5-675 150 83 150 125表表12-12 匯水面積計算表匯水面積

48、計算表 設計管段編號本段匯水面積編號本段匯水面積（ha）轉輸匯水面積（ha）總匯水面積（ha）1-2 2-3 3-4 4-5 5-61 3、8 10、11 14 00.45 0.925 0.40 0.475 00 0.45 2.275 3.35 5.400.45 1.375 2.675 3.825 5.40設計管段編號管長L(m)匯水面積F(ha)管內流行時間(min)單位面積徑流量q0(L/sha)設計流量Q(L/s)管D(mm)坡度I()t=（L/60v）本段L/60v1234567891-2 2-3 3-4 4-5 5-675 150 83 150 1250.45 1.375 2.675

49、 3.825 5.400 1.67 4.80 6.53 9.031.67 3.13 1.73 2.50 2.0889.2 71.9 54.6 48.7 42.540.1 98.9 146.1 186.3 229.5300 400 500 500 6003 2.3 1.75 2.7 2.1流速(m/s)管道輸水能力Q(L/S)坡降IL(m)設計地面標高(m)設計管內底標高(m)埋深(m)起點終點起點終點起點 終點1011121314151617180.75 0.80 0.80 1.00 1.0052 100 160 200 2800.225 0.345 0.145 0.428 0.263186.

50、700 186.630 1860560 1860550 1860530186.630 186.560 186.550 186.530 186.500185.300 184.975 184.530 184.385 183.857185.075 184.630 184.385 183.957 183.9541.40 1.66 2.03 2.17 2.671.56 1.93 2.17 2.57 2.91q0=500(1+1.381)/(8.5+2t2)0.65 0.717=358.5/(8.5+2t2)0.65 L/(sha)NoImage排水管道平面圖和縱剖面圖的繪制排水管道平面圖和縱剖面圖的繪制

51、 平面圖和縱剖面圖是排水管道設計的主要組成部分。污水管道設計和雨水管道設計均應繪制相應的管道平面圖和縱剖面圖，二者在繪制要求上根本上是一致的。平面圖的繪制 平面圖是管道的平面布置圖，應反映出管道的總體布置和流域范圍，不同設計階段的平面圖，其要求的內容也不同。初步設計階段，普通只繪出管道平面圖。采用的比例尺通常為1/50001/10000，圖上應有地形、地物、河流、風向玫瑰或指北針等。技術設計或擴展初步設計和施工圖設計階段，采用的比例尺通常為1/5001/5000，圖上內容除反映初步設計的要求外，要求更加詳細、詳盡?？v剖面圖的繪制 縱剖面圖是管道的高程布置圖，應反映出管道沿線的高程位置，它和平面圖是相互對應的。初步設計普通不繪制剖面圖。在剖面圖的下方要畫一表格 縱剖面圖的比例尺，常采用橫向1/5001/2000，縱向1/501/200。圖12-24為某市污水管道擴展初步設計階段的部分管道的平、剖面圖，設計時可做參考 除管道的平、剖面圖外，技術設計和施工圖設計中，還應包括管道附屬構筑物的詳圖、管道交叉點特殊處置的平、剖面圖等。附屬構筑物可在。