雨水管渠水力计算

Hit——暴雨强度(mm/min)——某一段时间内的降雨总量（——降雨时间(min)。

在工程上常用单位时间内单位面积上的降雨体积100%mnqF ——雨水设计流量（L/s ）；——径流系数，其数值小于1）；))s ha 。

： 1167(1lg )()nA c P qt b/s ha ）； ——地方参数，根据统计方法计算确定，本设计中暴雨强度0.7583027.3(10.655lg )(19)p qt (2-5)雨水流量主要参数及其确定依据a) 径流系数Ψ降落在地面上的雨水，一部分被植物和地面的洼地截流，一部分渗入土壤，余下的一部分沿地面流入雨水灌渠，这部分进入雨水灌渠的雨水量称作径流量。

径流量与降雨量的比值称径流系数Ψ，其值常小于1。

径流系数的值与汇水面积的地面覆盖情况、地面坡度、地貌、建筑密度的分布、路面铺砌等情况相关。

由于影响因素很多，精确求它的值是相当困难的，因此我们采用经验数值确定。

该区域大部分地区为沥青路面，有部分地区为公园及绿地，综合径流系数为0.6。

b) 重现期P暴雨强度随着重现期的不同而不同。

在雨水管渠设计中，若选用较高的设计重现期，计算所得设计暴雨强度大，相应的雨水设计流量大，管渠的断面相应大。

这对防止地面积水是有利的，安全性高，但经济上则因管渠设计断面的增大而增加了工程造价；若选用较低的设计重现期，管渠断面的相应减小，这样虽然可以降低工程造价，但可能会经常发生排水不畅、地面积水而影响交通，甚至给城市人民的生活及工业生产造成危害。

雨水管渠设计重现期的选用，应根据回水面积的地区建设性质（广场、干道、厂区、居住区）、地形特点、汇水面积和气象特点等因素确定，一般选用0.5～3a ，对于重要干道，立交道路的重要部分，重要地区或短期积水即能引起较严重的地区，宜采用较高的设计重现期，一般选用2～5a ，并应和道路设计协调[9]。

对于特别重要的地区可酌情增加，而且在同一排水系统中也可采用同一设计重现期或不同的设计重现期。

（单、多）雨水系统的水力计算雨水管道系统的计算简图如下：YL7 9 型 雨 水 斗4YL -1 2 计 算 简 图6.1 降雨强度根据规范要求，设计重现期采用2年，降雨历时为5min,查《建筑给排水设计手册》得, H=101mm/h ，张家口的暴雨强度： 5q =2.80L/s ·100m 2 6.2 雨水立管的布置从主楼屋顶平面图上的汇水情况看，可分成4个汇水面积相差不大且两两对称的汇水区，共布置4个雨水斗，在第十层有屋顶设两个雨水斗汇水面积等同，雨水立管分别为YL-1～YL-2表6—1 雨水立管汇水面积6.3 水力计算由于4个汇水区相差不大，计算是以最大汇水面积的立管计算。

1）雨水斗1、2、3、4号雨水斗的汇水面积均为204.022m ，查表得，对于79型雨水斗，当H=101mm/h 、管径为75mm 时，其最大汇水面积为2852m ，大于各个立管的实际汇水面积见 表7—1，满足要求，所以选用79型雨水斗。

第十层屋顶雨水斗集水面积为107.242m ，同样查表的选用管径为75mm 的79型雨水斗。

2）连接管连接管选用与雨水斗的管径相同，d=75mm 。

3）悬吊管降雨强度换算系数：K=101/100=1.01降各段悬吊管负担的汇水面积换算成H=100mm/h 的汇水面积：1.01H F F =所以， 21.01204.02206.06A B F m -=⨯=22206.06412.12B C F m -=⨯=252.95 1.0153.48G H I H F F m --==⨯=2253.48106.96H J F m -=⨯=查手册表4.3-5，当i=0.009、d=150mm 时的最大泄水面积为5092m ，大于实际汇水面积。

第十层的悬吊管G-H 、F-H 当i=0.007、d=75mm 时的最大泄水面积为3602m ，大于实际汇水面积。

悬吊管1-A 当i=0.007、d=100mm 时的最大泄水面积为1522m ，大于实际汇水面积。

第九章雨水管渠的设计计算（一）教学要求：1、熟练掌握雨水设计流量的确定方法；2、了解截流制合流式排水管渠的设计；3、掌握管道平面图和纵剖面图的绘制。

（二）教学内容：1、雨量分析及暴雨强度公式；2、雨水管网设计流量计算；3、雨水管网设计与计算；4、雨水径流调节；5、排洪沟设计与计算；6、合流制管网设计与计算。

（三）重点：雨水管网设计计算、合流制管网设计计算。

第一节雨量分析及暴雨强度公式一、雨量分析1. 降雨量降雨量指单位地面面积上在一定时间内降雨的雨水体积，其计量单位为（体积/时间）/面积。

由于体积除以面积等于长度，所以降雨量的单位又可以采用长度/时间。

这时降雨量又称为单位时间内的降雨深度。

常用的降雨量统计数据计量单位有：年平均降雨量：指多年观测的各年降雨量的平均值，计量单位用mm/a；月平均降雨量：指多年观测的各月降雨量的平均值，计量单位用mm/月；最大日降雨量：指多年观测的各年中降雨量最大的一日的降雨量，计量单位用mm/d。

2. 雨量的数据整理自记雨量计所记录的数据一般是每场雨的累积降雨量（mm）和降雨时间（min）之间的对应关系，以降雨时间为横坐标和以累计降雨量为纵坐标绘制的曲线称为降雨量累积曲线。

降雨量累积曲线上某一点的斜率即为该时间的降雨瞬时强度。

将降雨量在该时间段内的增量除以该时间段长度，可以得到描述单位时间内的累积降雨量，即该段降雨历时的平均降雨强度。

3.降雨历时和暴雨强度在降雨量累积曲线上取某一时间段t，称为降雨历时。

如果该降雨历时覆盖了降雨的雨峰时间，则上面计算的数值即为对应于该降雨历时的暴雨强度，降雨历时区间取得越宽，计算得出的暴雨强度就越小。

暴雨强度用符号i表示，常用单位为mm/min，也可为mm/h。

设单位时间t内的平均降雨深度为H，则其关系为：H（9-1）it在工程上，暴雨强度亦常用单位时间内单位面积上的降雨量q表示，单位用（L/s）/hm2。

采用以上计量单位时，由于1mm/min＝l（L/m2）/min＝10000（L/min）/hm2，可得i和q之间的换算关系为：1000016760q i i == （9-2） 式中 q —降雨强度，（L/s ）/hm 2；i —降雨强度，mm/min 。

截流式合流制管渠的水力计算的要点截流式合流制管渠的水力计算要点？截流式合流制排水管渠一般按满流设计。

水力计算方法,水力计算数据，包括设计流速、最小坡度、最小管径、覆土厚度以及雨水口布置要求与分流制中雨水管道的设计基本一样。

合流制排水管渠水力计算内容包括：1.溢流井上游合流管渠计算溢流井上游合流管渠的计算与雨水管渠计算基本一样，只是它的设计流量包括设计污水量、工业废水量和设计雨水量。

2.截流式合流制管渠的雨水设计重现期截流式合流制管渠的雨水设计重现期，可适当高于同一情况下的雨水管道的设计重现期的10%~25%.因为合流管渠一旦溢出，溢出混合污水比雨水管道溢出的雨水所造成的危害更为严重，所以为防止出现这种情况，应从严掌握合流管渠的设计重现期和允许的积水程度。

3.截流干管和溢流井的计算合理地确定所采用的截流倍数倍值。

截流倍数∏O应根据旱流污水的水质、水量、总变化系数、水体的卫生要求及水文气象等因素经计算确定。

工程实践证明，截流倍数nθ值采用2.6~4.5时比较经济合理。

《室外排水设计规范》规定，截流倍数一般采用1~5∙在同一排水系统中可采用同一截流倍数或不同截流倍数。

合流制排水系统宜采取削减雨天排放污染负荷的措施，包括：(1)合流管渠的雨水设计重现期可适当高于同一情况下的雨水管道设计重现期；(2)提高截流倍数，增加截流初期雨水量；(3)有条件地区可增设雨水调蓄池或初期雨水处理措施，经多年工程实践，我国多数城市一般采用截流倍数nθ二3∙而美国、日本及西欧等国家多采用nθ=3-5.4.晴天旱流流量的校核晴天旱流流量应能满足污水管渠最小流速的要求,一般不宜小于0.35~0∙5πι∕s,当不能满足时，可修改设计管渠断面尺寸和坡度。

排水工程计算书一、雨水管道水力计算(一)、计算依据1、《室外排水设计规范》（GB50014-2006）；2、《城市道路设计规范》（CJJ37-90）；3、《城市防洪工程设计规范》（GJJ50-92）；4、《给水排水设计手册》；5、《曹溪东片区控制性详细规划》、《东山片区控制性详细规划-调整》及《龙岩市中心城区管线综合规划》进行汇水流域及雨水系统设计；6、雨水汇水流域计算图(附图一)。

(二)、本工程雨水管除收集道路二侧地块的雨水外，主要转输闽大路、莲庄路、莲东南路、东环路以及其它规划支路的雨水或山洪水。

2、防洪设计标准，山洪防洪标准重现期为153、暴雨强度：采用福建省建设厅发布的《城市及部分县城暴雨强度公式》DBJ13-52-2003中的龙岩市暴雨强度公式：q=2399.136(1+0.471LgP)/(t+8.162)0.756(L/s·ha)式中：q------设计暴雨强度(L/s·ha)；P------设计重现期(a)；t-------设计降雨历时(min)。

4、设计降雨历时，按下公式计算：t=t1+mt2 (min)式中：t------降雨历时(min)；t1-----地面集水时间，一般采用5min；m-----折减系数，暗管折减系数m=2，明渠折减系数m=1.2；t2-----管渠内雨水流行时间(min)。

5、设计流量：Q=qψF(L/s)式中：Q------雨水设计流量(L/s)；ψ------径流系数，区内综合径流系数取0.65，公园绿地综合径流系数取0.2，山体取0.15；F------汇水面积(ha)。

6、排山洪管道根据初步设计的批复按公路小流域公式进行计算，公式为给排水设计手册第二版第七册《城镇防洪》公路科学研究所的简化公式：Qp=Φ(h-z)3/2f4/5(m3/s)式中：Qp------雨水设计流量(m3/s)；Φ------地貌系数，取0.15；h------径流深度(mm),取30mm；z------植物和坑洼滞流的拦蓄厚度(mm)，取15mm；f------汇水面积(平方公里)。

雨水设计流量公式式中———雨水设计流量(L /s)q—-—设计暴雨强度，(L /s・ha）Ψ-——径流系数F———汇水面积（ha公顷）其中一、暴雨强度公式为：式中t———降雨历时（min)P———设计重现期（年）（一）设计降雨历时，式中t——设计降雨历时(min）—-地面集水时间（min）—-雨水在管渠内流行的时间(min）m——折减系数的确定：地面集水时间受水区面积大小、地形陡缓、屋顶及地面的排水方式、土壤的干湿程度及地表覆盖情况等因素的影响。

在实际应用中,要准确地计算值是比较困难的,所以通常取经验数值,=5～15min。

在设计工作中，按经验在地形较陡、建筑密度较大或铺装场地较多及雨水口分布较密的地区,=5～8min;而在地势平坦、建筑稀疏、汇水区面积较大，雨水口分布较疏的地区，值可取10~15min。

m的确定：暗管m=2,明渠m=1.2，在陡坡地区，暗管折减系数m=1.2～2,经济条件较好、安全性要求较高地区的排水管渠m可取1。

的确定：式中-—雨水在管渠内流行时间（min）L——各管段的长度(m）v—-各管段满流时的水流强度（m/s)v的确定:式中v——流速（m/s）R——水力半径(m）I——水利坡度n--粗糙系数R确定：A——输水断面的过流面积（X—-接触的输水管道边长（即湿周）(m）n的确定:（二）设计重现期（P）P的确定：《室外排水设计规范》（GB50014-2006)第3.2.4 条原规定:雨水管渠设计重现期,应根据汇水地区性质、地形特点和气候特征等因素确定。

同一排水系统可采用同一重现期或不同重现期。

重现期一般采用0。

5~3年,重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般采用3～5年，并应与道路设计协调。

特别重要地区和次要地区可酌情增减。

二、汇水系数的确定（Ψ）汇水面积通常是由各种性质的地面覆盖组成的,随着它们占有的面积比例变化，Ψ的值也各异。

因此整个汇水面积的径流系数应采用平均径流系数；也可采用区域的综合径流系数，一般市区的综合径流系数Ψ=0.5—0.8。

第6章建筑屋面雨水排水系统6.3 雨水排水系统的水力计算屋面雨水排水系统雨水量的大小是设计计算雨水排水系统的依据，其值与该地暴雨强度q、汇水面积F以及径流系数ψ有关，屋面径流系数一般取ψ＝0.9。

1．设计暴雨强度q设计暴雨强度公式中有设计重现期P和屋面集水时间t两个参数。

设计重现期应根据建筑物的重要程度、气象特征确定，一般性建筑物取2～5年，重要公共建筑物不小于10年。

由于屋面面积较小，屋面集水时间应较短，因为我国推导暴雨强度公式实测降雨资料的最小时段为5min，所以屋面集水时间按5min计算。

2．汇水面积 F屋面雨水汇水面积较小，一般按m2计。

对于有一定坡度的屋面，汇水面积不按实际面积而是按水平投影面积计算。

考虑到大风作用下雨水倾斜降落的影响，高出屋面的侧墙，应附加其最大受雨面正投影的一半作为有效汇水面积计算。

窗井、贴近高层建筑外墙的地下汽车库出入口坡道应附加其高出部分侧墙面积的二分之一。

同一汇水区内高出的侧墙多于一面时，按有效受水侧墙面积的1／2折算汇水面积。

雨水量可按以下两个公式计算：3. 雨水量计算公式10000Fqs Q ψ=（6-1）3600FqsQ ψ=（6-2）式中 ψ ——径流系数，屋面取0.9；Q ——屋面雨水设计流量，L/s ；F ——屋面设计汇水面积，m 2；q s ——当地降雨历时5min 时的暴雨强度， L/s ·104m 2； h s ——当地降雨历时5min 时的小时降雨深度， mm/h ；ghDh Q 2μπ= 雨水斗的泄流量与流动状态有关，重力流状态下，雨水斗的排水状况是自由堰流，通过雨水斗的泄流量与雨水斗进水口直径和斗前水深有关，可按环形溢流堰公式计算1. 雨水斗泄流量式中 Q ——通过雨水斗的泄流量， m 3 /s ； μ——雨水斗进水口的流量系数，取0.45；D ——雨水斗进水口直径， m ；h ——雨水斗进水口前水深， m 。

（6-3）在半有压流和压力流状态下，排水管道内产生负压抽吸，所以通过雨水斗的泄流量与雨水斗出水口直径、雨水斗前水面至雨水斗出水口处的高度及雨水斗排水管中的负压有关：)(242P H g d Q +=μπ式中 Q ——雨水斗出水口泄流量， m 3 /s ；μ——雨水斗出水口的流量系数，取0.95；d ——雨水斗出水口内径， m ；H ——雨水斗前水面至雨水出水口处的高度， m ；P ——雨水斗排水管中的负压， m 。