12.1概述12.2雨水排水系統(tǒng)及其構(gòu)造物的布設(shè)12.3雨水管渠設(shè)計(jì)流量計(jì)12.4雨水管渠的水力計(jì)算12.5雨水管道的設(shè)計(jì)第12章城市道路雨水

排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)12.1概述12.1.1排水系統(tǒng)的制度城市道路雨水排水設(shè)計(jì)是城市道路設(shè)計(jì)的一個組成部分，其目的是將地面雨、雪水迅速排除，以保證車輛和行人的正常交通，改善城市的衛(wèi)生條件，以及避免路面結(jié)構(gòu)因浸水而產(chǎn)生過早損壞。城市道路雨水排水是城市排水系統(tǒng)的一部分。城市中需要匯集排除的水體除雨、雪水外，還有工業(yè)廢水和生活污水。這些雨、污水是采用一個管渠系統(tǒng)排除，還是采用兩個或兩個以上各自獨(dú)立的管渠系統(tǒng)來排除，通常稱做排水體制，又稱排水制度。排水制度可分為合流制和分流制兩類。12.1.1.1合流制排水系統(tǒng)

12.1.1.2分流制排水系統(tǒng)

圖12-0

截流式合流制排水系統(tǒng)

圖12-1分流制排水系統(tǒng)1-合流管渠；2-溢流井

1-污水管道；2-雨水管道12.1.2城市道路雨水排水系統(tǒng)的類型

明溝系統(tǒng)與公路地面排水相同，即采用明溝排水，在街坊出入口、人行橫道處增設(shè)一些蓋板、涵管等構(gòu)造物。明溝可設(shè)在路面的兩邊或一邊，也可在車行道的中間。當(dāng)?shù)缆诽幱谵r(nóng)田區(qū)時，明溝要處理好與農(nóng)田排灌的關(guān)系。

暗管系統(tǒng)

混合式系統(tǒng)12.2暗管排水系統(tǒng)及其構(gòu)造物的布設(shè)12.2.1雨水管道的布置

城市道路的雨水管線應(yīng)平行于道路的中心線或規(guī)劃紅線。雨水干管一般設(shè)置在街道中間或一側(cè)，并宜設(shè)在快車道以外，當(dāng)?shù)缆芳t線寬度大于40~60m時，可考慮沿街道兩側(cè)作雙線布置。主要問題：

管線最小間距管線交叉管頂最小覆土深度管頂平接

管底縱坡（與道路縱坡的協(xié)調(diào)）圖12-3雨水管和擊水管線交叉（上穿式）圖12-4覆土深度圖12-5管頂平接12.2.2.雨水口和檢查井的位置雨水口

1）交叉口處的雨水口平面布置

2）雨水口在道路斷面上的布置形式

3）布置雨水口時，首先應(yīng)確定街溝縱斷面上低洼積水點(diǎn)和交叉口豎向規(guī)劃上必須的雨水口。然后根據(jù)道路縱橫坡度、街道寬度、路面種類、周圍地形及排水情況，選擇雨水口形式

及布設(shè)方式。根據(jù)當(dāng)?shù)乇┯陱?qiáng)度、雨水口的排水能力等因素，確定雨水口的數(shù)量、位置與間距。間距一般為25-50米。縱坡較大時，水的流速大，不能充分進(jìn)入雨水口即行越過

；縱坡過小時，往往形成積水，此時均應(yīng)適當(dāng)縮小雨水口的的間距，具體的數(shù)值由計(jì)算確定。4）雨水口的泄水能力按下式計(jì)算：

式中：Q—雨水口排泄的流量(103L/s)；

ω—雨水口進(jìn)水面積（m2）；Ｃ—孔口系數(shù)，圓角孔用0.8；方角孔用0.6；g—重力加速度，g=9.80m/s2；h—雨水口上允許貯存的水頭，一般認(rèn)為街溝的水深不宜大于側(cè)石高度的2/3，一般采用h=0.02~0.06m；k—孔口阻塞系數(shù)，一般K=2/3。由上式知：當(dāng)由降雨強(qiáng)度算出需要排泄的流量，并規(guī)定了允許積水深度后就可計(jì)算每個雨水口所需的進(jìn)水面積，從而決定了進(jìn)水篦的數(shù)量。(12-1)

5）雨水口的構(gòu)造圖12-9雨水口（單位：cm）1——進(jìn)水篦；2——井身；3——連接管

平式雨水口示意圖立式雨水口示意圖檢查井(窨井):檢查疏浚、連接、變更管徑（高程、方向）圖12-10檢查井1——井底；2——井身；3——井蓋

聯(lián)合式雨水口示意圖

12.3雨水管渠設(shè)計(jì)流量計(jì)算

Q=q··F式中：Q-雨水設(shè)計(jì)流量(L/S)；q-設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度(L/S/104m2)，按城市所在地區(qū)的暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算確定；-徑流系數(shù)；F-雨水管渠所排除街區(qū)雨水的匯水面積(104m2)。教材P359～363分別介紹了q、、F三參數(shù)的確定方法。12.4雨水管渠的水力計(jì)算為使雨水管渠正常工作，避免發(fā)生淤積、沖刷等現(xiàn)像，雨水管渠水力計(jì)算時，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：A）設(shè)計(jì)充滿度雨水管道均按滿流條件設(shè)計(jì)，明渠應(yīng)在設(shè)計(jì)水位以上有不小于0.2m的安全值，街道邊溝應(yīng)有不小于0.03m的安全值。B）設(shè)計(jì)流速為避免雨水所挾帶的泥砂等在管渠內(nèi)沉淀下來而阻塞管道，《城市排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定雨水管道的最小設(shè)計(jì)流速為0.75m/s。明渠和街道邊溝內(nèi)發(fā)生沉淀后容易清除，所以可采用較低的設(shè)計(jì)流速，明渠最小設(shè)計(jì)流速為0.4m/s。雨水在管道內(nèi)從上游起流速沿程逐漸增大，在支干管交匯處應(yīng)使支干管流速接近，不宜使支管流速大于干管流速。為了防止管壁和渠壁的沖刷破壞，影響及時排水，非金屬管道（混凝土或磚砌管）的最大允許流速一般采用5m/s；金屬管的最大允許流速則采用10m/s。

C)設(shè)計(jì)坡度

雨水管渠的最大縱坡，應(yīng)使管渠內(nèi)的流速小于最大允許流速。雨水管渠的最小坡度應(yīng)按最小流速計(jì)算。《城市排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，在街坊和廠區(qū)內(nèi)，當(dāng)管徑為200mm時，最小設(shè)計(jì)坡度為0.4%；在街道下，當(dāng)管徑為250mm時，最小設(shè)計(jì)坡度為0.3%；雨水口連接管的最小坡度為0.1%；明渠的最小坡度為0.5%.

在一般情況下，管底坡度最好接近地面坡度。當(dāng)遇到地面坡度很大時，為避免計(jì)算流速超過允許最大流速并滿足最小覆土深度的要求，可設(shè)置跌水井。D)最小管徑

為了保證管道養(yǎng)護(hù)上的便利，防止管道發(fā)生阻塞。《城市排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定街道下的雨水管道的最小管徑為250mm，街區(qū)和廠區(qū)的雨水管道的最小管徑為200mm。管徑自上游隨著沿程流量的逐漸增大而增大，一般情況下，大口徑溝管的下游，不應(yīng)采用較小口徑的溝管。當(dāng)下游管道由于地形坡度變陡而使管道坡度劇增時，根據(jù)水力計(jì)算用比上游小的管徑可以排除設(shè)計(jì)流量時，管道可以采用較小的管徑，但須符合有關(guān)的規(guī)定，即當(dāng)管徑為250-300mm時，下游管徑小于上游管徑只能減少一級；等于或大于200mm時，不得超過兩級。

雨水管渠水力計(jì)算方法–“明渠均勻流”Q=ωv(12-8)Q－流量(103L/s)

ω－管渠過水?dāng)嗝婷娣e（m2）v－水流流速(m/s).

(12-9)(12-10)

12.5雨水暗管排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)12.5.1雨水管渠系統(tǒng)布置的原則1.充分利用地形，就近排入水體

2.盡量避免設(shè)置雨水泵站

3.結(jié)合城市規(guī)劃布置雨水管道

4.合理布置出水口

圖12-13出水口分散布置示意圖出水口集中布置示意圖

12.5.2雨水管道設(shè)計(jì)步驟：1）在1：2000~1：5000并繪有規(guī)劃總圖的地形圖上，劃分匯水面積，規(guī)劃雨水管道路線，確定水流方向；2）劃分各段管道的匯水面積，并確定水流方向。將計(jì)算面積及各段管道的長度，填寫在圖中。各支管匯水面積之和應(yīng)等于該干管所服務(wù)的總匯水面積；3）依地形圖的等高線，確定各設(shè)計(jì)管段起訖點(diǎn)的地面標(biāo)高；確定沿干管的控制點(diǎn)的高程，準(zhǔn)備進(jìn)行水力計(jì)算；4）按整個區(qū)域的地面性質(zhì)求出徑流系數(shù)；5）依道路、廣場、建筑街坊的面積大小，地面種類、坡度、覆蓋情況，以及街坊內(nèi)部的排水系統(tǒng)等因素，計(jì)算起點(diǎn)地面集水時間；6）根據(jù)區(qū)域性質(zhì)、匯水面積、q20值、地形，以及漫溢后的損失大小等因素，確定設(shè)計(jì)重現(xiàn)期；7）推求暴雨強(qiáng)度公式，并繪制單位徑流量與匯流時間關(guān)系圖；8）確定設(shè)計(jì)流量。進(jìn)行水力計(jì)算，確定管渠斷面尺寸、縱斷面坡度，并繪制縱斷面圖；9）編制設(shè)計(jì)說明書。算例：依據(jù)下列各項(xiàng)資料，進(jìn)行管道設(shè)計(jì)。已知項(xiàng)目：1.設(shè)圖12