1、3雨水管道設計計算 3. 1雨水排水區域劃分及管網布置3.1.1排水區域劃分該區域最北端有京杭大運河，中部有明顯分水線。因此以明遠路為分界線，明遠路 以北雨水排入大運河，以南地區雨水排入中部水體。這樣劃分有利于減小雨水管線長度 和管道，并且可以縮小管徑，提高經濟效益。3.1.2管線布置根據該地區水體及地勢特點，雨水管道為正交式布置，沿水體不設主干管，雨水通過干管直接排入水體。一些距水體較近的街區的雨水直接以地表徑流的方式直接流入水 體。明遠路以北區域雨水干管的走向為自南向北；以南地區部分干管走向為自南向北, 部分為自北向南，個別自南北匯入中間，具體流向根據水體所在位置確定。具體如圖 所示。3.

2、 2雨水流量計算圖3雨水管道平面布置（初步設計）3.2.1雨量分析要素mma）降雨量指一定時段降落在某一點或某一面積上的水層深度，其計量單位以 計。也可用單位面積上的具體及（L/ha ）表示9。b）降雨歷時 指一次連續降雨所經歷的時間，可以指全部降雨時間，也可以指其中 某個個別的連續時段，其計量以 min或h計，可從自記雨量記錄紙上讀取。c）暴雨強度指某一連續降雨時段內的平均降雨量，用 i表示Hi =t(3-1)式中，i暴雨強度（mm/min）；H 某一段時間內的降雨總量（mm；t 降雨時間（min）。在工程上常用單位時間內單位面積上的降雨體積q表示。d）降雨面積指降雨所籠罩的面積。單位為公頃

3、（ha）雨水管渠的收集并不是整個降雨面積上的雨水，雨水管渠匯集雨水的地面面積稱為匯水面積。每根管段的匯水面積如下表所示:表7匯水面積計算表:管道編管道長本段匯水面積本段匯水面傳輸匯水面積總匯水面積號度（m）編號積(ha)(ha)(ha)54230.76566.6706.6743153.845786.6714.6732230.7658 5918.6814.6733.3521153.8466、691233.3545.3567192.36511.86011.8698230.76538.1508.1587153.84549.788.1517.9316 10230.7660 (3)、61 (3)8.15

4、08.1510 11115.3861 (4)5.938.1514.0811 12153.8460 (4)、 6222.9714.0837.0512 13192.350(2)、52(2)10.6237.0547.6713 14230.7650(1)、50 (2)10.6247.6758.2914 15230.7646(2)21.3458.2979.6317 18115.3861 (1)、(2)11.86011.8618 19269.2260 (1) (2)4.4411.8616.319 20230.76475.1916.321.4920 21230.7648 4914.2321.4935.722

5、1 22230.7645(2)10.2335.7245.9523 24192.331(2)、329.4909.4924 25153.8429、3011.129.4920.6125 26153.8426、2719.3420.6139.9526 27153.846(2.2)、7(2.2)9.6739.9549.6227 28173.076(2.1) 、 7(2.1)9.6749.6259.2928 29173.076( 1.2)、7(1.2)9.6759.2968.9630 31192.324(2)、31 (1)13.34013.3431 32230.7624 (1)、 2814.8213.342

6、8.1632 33153.8422、2517.0428.1645.233 34153.844 (4.2)、5 (4)12.0645.257.2634 35153.844 (4.1)、5(3)12.0657.2669.3235 36153.844 (2.2 )、5 ( 2)12.0669.3281.3837 38230.7620、2331.42031.4238 39153.8418 (2)、 2128.2331.4259.6539 40153.843 (2)、4 (3.2)13.6459.6573.2940 41153.843(1)、4 (3.1)13.6473.2986.9341 42153.

7、842(2)、4 (1.2)12.5386.9399.4643 44153.8418(1)12.45012.4544 45153.841(3)8.8612.4521.31454230.761(2)8.8621.3130.1747 48269.22371.4801.4848 49192.335、3611.121.4812.649 50 153.8433、347.4212.620.025051 153.84 9( 1.2)、9(2.2)5.9320.0225.9551 52 192.39(1.1)2.9725.9528.9252 53 134.619(2.1)2.9728.9231.8953 54

8、 134.618(2 )4.6731.8936.5655 56 153.8438 3948.91048.9156 57 153.84 11(2)、13 (2)11.7848.9160.695758 134.61 11(1)、13 (1)11.7860.6972.4758 59 134.61 10(2)、12 (2)12.6772.4785.1460 61 230.764022.23022.2361 62 203.83841、4231.1322.2353.366263 203.83815 (3)6.7253.3660.086364 203.83815 (2)6.7260.0866.86566 2

9、03.83843、4449.06049.066667 203.838 16(3)、17 (3)16.8549.0665.916768 203.838 16(2)、17 (2)16.8565.9182.76e）暴雨強度頻率和重現期指定暴雨強度出現的可能性一般不是預知的。但它出現的次數服從一定的統計規律，可以通過對以往大量觀測資料的統計分析，計算某個特定的 降雨歷時的暴雨強度發生頻率。暴雨強度頻率是指等于或超過某指定暴雨強度值出現的次數m與觀測資料總項數n之比，即:(3-2)Pn = m? 100% n322雨量基本公式雨水設計流量按下式計算:Q = yqF(3-3)式中Q雨水設計流量（L/s ）

10、;y 徑流系數，其數值小于1；F匯水面積（ha）;設計暴雨強度（L/ya）。q= 167A1(1+ clg P)(t + b)n(3-4)式中:q設計暴雨強度（L/sgia ）;設計重現期（a）； 降雨歷時（min）；A,c,b,n 地方參數，根據統計方法計算確定，本設計中暴雨強度公式為:(t + 19)0.7583027.3(1 + 0.655lg p) q =(3-5)雨水流量主要參數及其確定依據a）徑流系數W降落在地面上的雨水，一部分被植物和地面的洼地截流，一部分滲入土壤，余下的部分沿地面流入雨水灌渠，這部分進入雨水灌渠的雨水量稱作徑流量。徑流量與降雨 量的比值稱徑流系數 W,其值常小于

11、1。徑流系數的值與匯水面積的地面覆蓋情況、地面坡度、地貌、建筑密度的分布、路 面鋪砌等情況相關。由于影響因素很多，精確求它的值是相當困難的，因此我們采用經0.6。驗數值確定。該區域大部分地區為瀝青路面，有部分地區為公園及綠地，綜合徑流系數為b）重現期P暴雨強度隨著重現期的不同而不同。在雨水管渠設計中，若選用較高的設計重現期, 計算所得設計暴雨強度大，相應的雨水設計流量大，管渠的斷面相應大。這對防止地面 積水是有利的，安全性高，但經濟上則因管渠設計斷面的增大而增加了工程造價；若選用較低的設計重現期，管渠斷面的相應減小，這樣雖然可以降低工程造價，但可能會經 常發生排水不暢、地面積水而影響交通，甚至

12、給城市人民的生活及工業生產造成危害。雨水管渠設計重現期的選用，應根據回水面積的地區建設性質（廣場、干道、廠區、居住區）、地形特點、匯水面積和氣象特點等因素確定，一般選用0.53a,對于重要干道，立交道路的重要部分，重要地區或短期積水即能引起較嚴重的地區，宜采用較高的 設計重現期，一般選用25a,并應和道路設計協調。對于特別重要的地區可酌情增加, 而且在同一排水系統中也可采用同一設計重現期或不同的設計重現期。雨水管渠設計重現期規定的選用范圍，是根據我國各地目前實際采用的數據，經歸 納綜合后確定的。在選用雨水管渠的設計重現期是，必須根據當地的氣候、地形等條件 確定。我國南部地區主要城市的重現期間下

13、表:選擇該地區選擇暴雨重現期為 0.7a。C）集水時間t對管道的某一設計斷面來說，集水時間t有地面集水時間tl和管內雨水流行時間t2部分組成。地面集水時間11的確定地面集水時間是指雨水從匯水面積上最遠點流到第1個雨水口的時間。影響ti的因素眾多，如地形坡度、地面鋪砌、地面種植、水流路程等，因此一般對ti不進行計算,而采用經驗數值。根據室外排水設計規范規定：地面積水時間視距離長短和地形坡 度及地面覆蓋情況而定，一般采用ti=515mi n。根據經驗，在建筑密度大、地形較陡、雨水口分布較密的地區或街區內設置的雨水暗管，可取58min；而在建筑密度小，匯水 面積較大、地形平坦、雨水口布置較稀疏的地區

14、，取1015min。管渠內雨水流行時間t 2的確定t2的計算公式為:t2=?盞時)(3-6)式中：L各管段的長度（m ；v各管段滿流時的水流速度（m/s）;60單位換算系數，1mi n=60s。3. 3雨水管水力計算3.3.1水力計算參數確定a）設計充滿度雨水中主要含有泥砂等無機物質，不同污水的性質，加以暴雨徑流量大，而相應較 高設計重現期的暴雨強度的降雨歷史一般不會很長。故管道設計充滿度按滿流考慮，即h/D=1。明渠則應由等于或大于0.20m的超高。街道邊溝應有等于或大于0.03m的超高。b）設計流速雨水中挾帶泥砂等無機物質，為避免這些物質在管渠內沉淀下來而堵塞管道，雨水 管渠的最小設計流速

15、應大于污水管道。具體雨水管道的最小及最大設計流速如下表所示:表8最小及最大設計流速管渠明渠金屬非金屬最小設計流速m/s0. 750. 750. 40最大設計流速m/s105根據類別而定C）最小管徑與最小設計坡度:雨水管道的最小管徑為300mm相應的最小坡度為0.003m,雨水口連接管最小管徑 為200mm最小坡度為0.01。d）最小埋深與最大埋深 具體規定同污水管道。e）雨水管徑的斷面形式雨水管道中常用的斷面形式大多為圓形，但尺寸較大時，宜采用矩形、馬蹄形或其 它形式。f）雨水管渠的銜接方式雨水管道是按滿流進行設計的，因此雨水管道的銜接一般采用管頂平接。3.3.2雨水管道的設計這是雨水管道設計

16、的重點部分。雨水管道的設計管段不宜過長，也不宜有過多的彎道，因此易于用較短的雨水管道。本區域的最北部地區是京杭大運河，區域內部也有少量水體，這些水體附近的雨水可以 就近排放，以減小管道的長度。具體的管道布置見圖所示，管道水力計算圖表所示。表9雨水干管1水力計算表管道編號管道長度(mm)總匯水面積(ha)管內雨水流行時間單位面積徑流量q0(L/(s?ha)設計流量Q(L/s)管徑D(mm)坡度刀t2=刀L/Vt2=L/v12345678954230.766.670.003.85120.86806.1510000.001143153.8414.673.852.33110.611622.641300

17、0.000932230.7633.356.182.96105.313512.1518000.0008521153.8445.359.141.9099.374506.5820000.0008流速v(m/s)管道輸水能力 Q (L/S)坡降(m)設計地面(m)設計管內底(m)埋深(m)起點終點起點終點起點終點10111213141516171818100.25420.220.217.90017.6462.302.551.116300.13820.220.217.34617.2082.852.991.335200.19620.220.216.70816.5123.493.691.3545100.12

18、320.220.216.31216.1883.894.01管道編號管道長 度(m總匯水 面積(ha)管內雨水流行時間(mi n)單位面積徑流量q。(L/(s ha)設計流量Q(L/s)管徑D(mm)I坡度刀12二刀L/vt 2=L/v12345678967192.311.860.003.11120.861433.4312500.0008598230.768.150.003.92120.86985.0311000.000987153.8417.933.922.21110.421979.8514500.0011流速v(m/s)管道輸水能坡降(m)設計地面(m)設計管內底(m)埋深(m)力Q (L/

19、s)起點終點起點終點起點終占八、1011121314151617181.0314500.16320.220.217.90017.7372.302.460.989900.20820.220.217.90017.6922.302.511.1619900.16920.220.217.34217.1732.863.03管道編號管道長度總匯水面積管內雨水流行時間(mi n)單位面積徑流量q。設計流量Q管徑D(mm)>坡度(m)(ha)刀12二刀L/vt 2=L/v(L/(s ha)(L/s)12345678916 10230.768.150.003.53120.86985.0310500.0012

20、10 11115.3814.083.531.67111.381568.2212500.0010511 12153.8437.055.202.18107.463981.3016500.001712 13192.347.677.381.79102.794900.2018000.001613 14230.7658.299.171.9199.305788.3320000.001814 15230.7679.6311.091.6495.867633.4120000.0024管道輸水能設計地面(m)設計管內底(m)埋深(m)流速坡降v(m/s)(m)起點終點起點終占、八、起點終占、八、Q (L/s)101

21、1121314151617181.0910000.27720.220.217.90017.6232.302.581.1515700.12120.220.217.42317.3022.782.901.17540000.26220.220.216.90216.6403.303.561.7949500.30820.220.216.49016.1833.714.022.0158000.41520.220.215.98315.5674.224.632.3576400.55420.220.215.56715.0144.635.19管道編號管道長度總匯水面積管內雨水流行時間(mi n)單位面積徑流量q。設計

22、流量Q管徑D(mm)I坡度(m)(ha)刀12二刀L/vt 2=L/v(L/(s ha)(L/s)12345678917 18115.3811.860.001.48120.861433.4311000.001618 19269.2216.301.483.45116.671901.6713000.001319 20230.7621.494.932.85108.072322.4014500.001320 21230.7635.727.782.81102.003643.2918000.001621 22230.7645.9510.592.3796.734444.8818000.0014設計管內底(m

23、)管道輸水能設計地面(m)埋深(m)流速坡降v(m/s)起點終點起點終點起點終占八、Q (L/s)1011121314151617181.314500.18520.220.217.90017.7152.302.481.319100.35020.220.217.51517.1652.683.031.3523300.30020.220.217.01516.7153.183.481.3736400.36920.220.216.36515.9963.834.201.6244500.32320.220.215.99615.6734.204.53管內雨水流行時間管道長總匯水單位面積徑設計流量管道管徑D面積

24、(min)流量qo坡度編號(m)(ha)t 2=L/v(L/(s ha)(L/s)23 24192.39.490.002.91120.861146.9911000.001324 25153.8420.612.911.97112.912327.0114500.00125 26153.8439.954.891.53108.174321.4318000.001626 27153.8449.626.411.35104.815200.6418000.0018(mm)28 29173.0768.969.071.1599.496860.9018000.0031流速v(m/s)管道輸水能坡降(m)設計地面(m

25、)設計管內底(m)埋深(m)力Q (L/s)起點終點起點終點起點終占八、1011121314151617181.111500.25020.220.217.90017.6502.302.551.323300.15420.220.217.30017.1462.903.051.6843300.24620.220.216.79616.5503.403.6527 28173.0759.297.761.31102.036049.4618000.00241.92.22.5521060606870管道長0.2770.4150.573總匯水20.220.220.220.220.220.2管內雨水流行時間16.5

26、5016.27315.85816.27315.85815.321單位面積徑3.653.934.34設計流量3.934.344.88管道面積(min)流量q。坡度管徑D編號(m)(ha)刀 t2二刀 L/v t 2=L/v(L/(s?ha)(L/s)30 3131 3232 3333 34192.313.34230.76 28.16153.84 45.20153.84 57.260.002.675.346.872.672.671.531.51120.86113.52107.14103.851612.313196.824842.795946.5612501650180020000.00120.00

27、120.00160.0014(mm)35 36153.84 81.389.631.0798.468012.7420000.002流速v(m/s)管道輸水能坡降(m)設計地面(m)設計管內底(m)埋深(m)力Q (L/s)起點終點起點終點起點終占八、1011121314151617181.216200.23120.220.217.90017.6692.302.531.4432000.27720.220.217.26916.9922.933.211.6848500.24620.220.216.84216.5963.363.601.759500.21520.220.216.39616.1813.80

28、4.0234 35153.8469.328.381.25100.826989.0220000.00182.052.4管道編號37 3838 3939 4040 4141 42流速v(m/s)101.71.982.352.753.25管道70008020管道長(m)0.2770.308總匯水面積(ha)230.76 31.42153.84 59.65153.8473.29153.84 86.93153.84 99.46管道輸水能Q (L/s)1138006510778090301014020.220.220.220.2管內雨水流行時間(min)刀t 2=E L/v坡降120.004.525.82

29、6.917.840.3690.2620.3690.5080.67716.18115.90415.90415.596單位面積徑流量q。4.024.30設計流量4.304.60t 2 = L/V(L/(s?ha)(L/s)2.261.291.090.930.79設計地面(m)起點終點131420.220.220.220.220.220.220.220.220.220.2管道長 總匯水 管內雨水流行時間120.86109.00106.09103.76101.873797.506502.087774.999020.1110131.94設計管內底(m)起點終點151617.90017.33117.069

30、16.70016.19217.53117.06916.70016.19215.515管徑D(mm)18002000200020002000坡度0.00160.00170.00240.00330.0044埋深(m)起點終占、八、182.302.873.132.503.01單位面積徑設計流量管徑D2.673.133.503.013.68坡度編號度(m)面積(ha)(mi n)流量qo(L/(s?ha)Q(L/s)(mm)刀12二刀L/vt 2=L/v12345678943 44153.8412.450.002.25120.861504.7410500.0013544 45153.8421.312.

31、251.56114.612442.4113500.001945 46230.7630.173.812.16110.693339.5215000.0019流速v(m/s)管道輸水能坡降(m)設計地面(m)設計管內底(m)埋深(m)力Q (L/s)起點終占八、起點終點起點終占八、1011121314151617181.1415100.20820.220.217.90017.6922.302.511.6424500.29220.220.217.39217.1002.813.101.7833500.43820.220.216.95016.5123.253.69管道編號管道長度總匯水面積管內雨水流行時間

32、(mi n)單位面積徑流量q。設計流量Q管徑D(mm)>坡度(m)(ha)刀12二刀L/vt 2=L/v(L/(s?ha)(L/s)12345678947 48269.221.480.005.10120.86178.885000.002148 49192.312.605.102.39107.691356.8611000.001749 50153.8420.027.491.86102.582053.5713500.001450 51153.8425.959.351.8698.982568.4015000.001251 52192.328.9211.212.2695.652766.33150

33、00.001452 53134.6131.8913.461.3891.952932.3115000.001653 54134.6136.5614.851.2789.843284.4715000.0019設計管內底(m)管道輸水能設計地面(m)埋深(m)流速坡降v(m/s)(m)起點終點起點終點起點終占、八、Q (L/s)1011121314151617180.881.341.381.381.421.62190136020602580277029400.5650.3270.2150.1850.2690.21520.220.220.220.220.220.220.220.220.220.220.2

34、20.217.90016.73516.15815.79215.60815.33917.33516.40815.94215.60815.33915.1232.303.474.044.414.594.862.873.794.264.594.865.08管道編號管道長 度(m)總匯水面積(ha)管內雨水流行時間(mi n)單位面積徑流量q。(L/(s?ha)設計流量Q(L/s)管徑D(mm)坡度刀t二刀L/vt 2=L/v12345678955 56153.8448.910.001.19120.865911.3918000.002356 57153.8460.691.191.18117.457128

35、.2420000.00257 58134.6172.472.370.89114.298282.4220000.00271.7732900.25620.220.215.12314.8675.085.3358 59134.61 835.143.270.85112.029537.45 :22000.0026流速v(m/s)管道輸水能坡降(m)設計地面(m)設計管內底(m)埋深(m)力Q'(L/s)起點終占八、起點終占八、起點終點1011121314151617182.1559200.35420.220.217.90017.5462.302.652.1771400.30820.220.217.

36、34617.0382.853.162.5182900.36320.220.217.03816.6753.163.522.6595500.35020.220.216.47516.1253.724.07管道編號管道長度總匯水面積管內雨水流行時間(mi n)單位面積徑流量q。設計流量Q管徑D(mm)坡度(m)(ha)Et2=E L/vt 2=L/v(L/(s?ha)(L/s)12345678960 61230.7622.230.002.56120.862686.7714500.001561 62203.83853.362.561.53113.806072.221800 C.0024962 63203.83860.084.091.40110.026609.7418000.002963 64203.83866.805.501.31106.797133.7718000.0029流速管道輸水能坡降設計地面(m)設計管內底(m)埋深(m)v(m/s)力 Q' (L/S)(m)起點終占、八、起點終占、八、起點終點1011121314151617181.526900.34620.220.217.90017.5542.302.652.222.422