第10章-雨水管网设计和计算3
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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。
雨水管网设计计算书设计步骤:1、雨水量计算(1)暴雨强度公式:11号-永安暴雨强度公式()()741.0279.8lg 537.01271.2251++=t P q式中 q —— 设计暴雨强度(L/s ·ha );P —— 设计重现期(a );t —— 降雨历时(min );重现期:为1年,即P=1a降雨历时:21mt t t +=式中 t —— 设计降雨历时(min );t1 —— 地面集水时间(min ),取10min ;t2 —— 管渠内雨水流行时间(min );m —— 折减系数,取2。
(2)径流系数计算:根据规划的地区类别,采用区域综合径流系数,城区取0.6,大面积绿地取0.5。
2、雨水管网定线:(1)充分利用地形,就近排入水体。
雨水管渠应尽量利用自然地形坡度布置,要以最短的距离靠重力流将雨水排入附近的池塘、河流、湖泊等水体中。
在每一排水流域内,结合建筑物及雨水口分布,充分利用各排水流域内的自然地形,布置管道,使雨水以最短距离靠重力流就近排入水体。
在总平面图上绘出各流域的主干管、干管和支管的具体位置。
在图上对管道及划分的面积进行编号,见附后图。
(2)出水口布置:由于河流穿过城市,根据地型的变化,在河道两旁设分散式出水口,按就近原则把管道划分到各个出水口出。
3、划分设计管段:把两个检查井之间流量不变且预计管径和坡度也不变的管段定为设计管段。
对于长度大于350米以上的路段,划分2~3个设计管段,流量变化大、拐弯处设置检查井对管道划分。
设计管段检查井从上游往下游依次编号。
4、汇水面积划分:各设计管段汇水面积的划分应结合地形坡度、汇水面积的大小以及雨水管道布置等情况进行划定。
地形较平坦时,按就近排入附近雨水管道的原则划分;地形坡度较大时,按地面雨水径流的水流方向划分。
并将每块面积进行编号,计算其面积并将数值标注在图上。
见附后图。
5、管段设计流量及管道水力计算:列表进行雨水干管的水力计算,求得各设计管段的设计流量。
给排水管网系统课程设计雨水管网系统设计计算说明书姓名:学号:指导老师:排水管网课程设计任务书一、设计目的通过运用课堂所学知识,完成某城镇排水管网的初步设计,以达到巩固基本理论,提高设计与绘图能力,熟悉查阅和使用技术资料,了解设计的方法与步骤,进一步使理论与实践相结合等教学要求。
二、设计要求按完全分流制设计,达到初步设计程度,设计成果应为:1.污水和雨水排水系统的总平面布置图各一张2.污水总干管纵剖面图一张、某一雨水干管纵剖面图一张3.设计计算与说明书三、基本设计资料(一)城镇规划资料:1.某城镇规划图2.人口分布、房屋建筑、卫生状况:(见下表)3.各种性质地面所占百分比: (见下表)4. 工、企业规划表:(见下表)5. 工业企业的污水经局部处理后允许排入城镇下水道。
(二)气象资料:1.土壤冰冻深度0.1m 左右;2.年平均降雨量1400mm ;3.暴雨公式:nb t p C A q )()lg 1(167++=,其中A=20 , C=0.7 , b=19 , n=0.86 (三)水文及水文地质资料:1. 河流水位:Max:101m , Min:95m , Average:97m .2. 地下水位:离地面7-8m.3. 地质:砂质粘土.(四)电力供应:有三相电源可供选择,电力供应正常。
(五)污水不用作农田灌溉。
(六)、设计参考资料1. 《给水排水管网系统》教材2. 《给水排水设计手册》第1、5册3.《室外排水设计规范》GB50014-2006雨水管网设计计算径流系数的确定降落到地面上的雨水,在沿地面流行的过程中,形成地面径流,地面径流的流量称为雨水地面径流量。
因此将雨水管道系统汇水面积上的地面雨水径流与总降水量的比值称为径流系数,用符号ψ表示,即:目前再设计计算中径流系数根据地面覆盖情况按经验来定,《室外排水设计规范》中有关径流系数的规定见下表。
由于在同一个汇水面积上,兼有多种地面覆盖的情况,根据本设计中各中地面的覆盖情况,用加权平均的方法可以求出整个城镇的平均地表径流系数,该城镇的各种地面的覆盖率等具体数据见下表雨强度随着重现度p值的不同而不同,p值越大,暴雨强度越大,p值越小,暴雨强度越小。
3雨水管道设计计算3.1雨水排水区域划分及管网布置3.1.1排水区域划分该区域最北端有京杭大运河,中部有明显分水线。
因此以明远路为分界线,明远路以北雨水排入大运河,以南地区雨水排入中部水体。
这样划分有利于减小雨水管线长度和管道,并且可以缩小管径,提高经济效益。
3.1.2管线布置根据该地区水体及地势特点,雨水管道为正交式布置,沿水体不设主干管,雨水通过干管直接排入水体。
一些距水体较近的街区的雨水直接以地表径流的方式直接流入水体。
明远路以北区域雨水干管的走向为自南向北;以南地区部分干管走向为自南向北,部分为自北向南,个别自南北汇入中间,具体流向根据水体所在位置确定。
具体如图3所示。
3.2雨水流量计算图3 雨水管道平面布置(初步设计)3.2.1 雨量分析要素a) 降雨量指一定时段降落在某一点或某一面积上的水层深度,其计量单位以mm 计。
也可用单位面积上的具体及(L/ha)表示[9]。
b) 降雨历时指一次连续降雨所经历的时间,可以指全部降雨时间,也可以指其中某个个别的连续时段,其计量以min或h计,可从自记雨量记录纸上读取。
c) 暴雨强度指某一连续降雨时段内的平均降雨量,用i表示H=it(3-1)式中,i——暴雨强度(mm/min);H——某一段时间内的降雨总量(mm);t——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q表示。
d) 降雨面积指降雨所笼罩的面积。
单位为公顷(ha)雨水管渠的收集并不是整个降雨面积上的雨水,雨水管渠汇集雨水的地面面积称为汇水面积。
每根管段的汇水面积如下表所示:表7 汇水面积计算表:管道编号管道长度(m)本段汇水面积编号本段汇水面积(ha)传输汇水面积(ha)总汇水面积(ha)5~4230.7656 6.670 6.67 4~3153.84578 6.6714.67 3~2230.7658、5918.6814.6733.35 2~1153.8466、691233.3545.35 6~7192.36511.86011.86 9~8230.76538.1508.15 8~7153.84549.788.1517.93 16~10230.7660(3)、61(3)8.1508.15 10~11115.3861(4) 5.938.1514.08 11~12153.8460(4)、6222.9714.0837.05 12~13192.350(2)、52(2)10.6237.0547.67 13~14230.7650(1)、50(2)10.6247.6758.29 14~15230.7646(2)21.3458.2979.63 17~18115.3861(1)、(2)11.86011.86 18~19269.2260(1)、(2) 4.4411.8616.3 19~20230.7647 5.1916.321.49 20~21230.7648、4914.2321.4935.72 21~22230.7645(2)10.2335.7245.9524~25153.8429、3011.129.4920.61 25~26153.8426、2719.3420.6139.95 26~27153.846(2.2)、7(2.2)9.6739.9549.62 27~28173.076(2.1)、7(2.1)9.6749.6259.29 28~29173.076(1.2)、7(1.2)9.6759.2968.96 30~31192.324(2)、31(1)13.34013.34 31~32230.7624(1)、2814.8213.3428.16 32~33153.8422、2517.0428.1645.2 33~34153.844(4.2)、5(4)12.0645.257.26 34~35153.844(4.1)、5(3)12.0657.2669.32 35~36153.844(2.2)、5(2)12.0669.3281.38 37~38230.7620、2331.42031.42 38~39153.8418(2)、2128.2331.4259.65 39~40153.843(2)、4(3.2)13.6459.6573.29 40~41153.843(1)、4(3.1)13.6473.2986.93 41~42153.842(2)、4(1.2)12.5386.9399.46 43~44153.8418(1)12.45012.45 44~45153.841(3)8.8612.4521.31 45~4230.761(2)8.8621.3130.17 47~48269.2237 1.480 1.48 48~49192.335、3611.12 1.4812.650~51 153.84 9(1.2)、9(2.2) 5.93 20.02 25.95 51~52 192.3 9(1.1) 2.97 25.95 28.92 52~53 134.61 9(2.1) 2.97 28.92 31.89 53~54 134.61 8(2) 4.67 31.89 36.56 55~56 153.8438、3948.91 0 48.91 56~57 153.84 11(2)、13(2) 11.78 48.91 60.69 57~58 134.61 11(1)、13(1) 11.78 60.69 72.47 58~59 134.61 10(2)、12(2) 12.67 72.47 85.14 60~61 230.76 40 22.23 0 22.23 61~62 203.838 41、42 31.13 22.23 53.36 62~63 203.838 15(3) 6.72 53.36 60.08 63~64 203.838 15(2) 6.72 60.08 66.8 65~66 203.83843、4449.06 0 49.06 66~67 203.838 16(3)、17(3) 16.85 49.06 65.91 67~68 203.838 16(2)、17(2)16.8565.9182.76e) 暴雨强度频率和重现期 指定暴雨强度出现的可能性一般不是预知的。