第三章_雨水管渠系统的设计课件.ppt

第三章 雨水管渠系统设计 中国地域辽阔，降雨量、空分布不均。东南沿海年平均降雨1600mm，西北内陆200mm以上。据推算，长江以南全年降雨量在同一面积上和全年的生化污水总量相近，而沿地面流入雨水管渠的雨水径流量仅约为降雨量的一半。降雨多集中在夏季，时间短，若不及时排除，会造成危害。 雨水系统:雨水口、雨水管渠、检查井、出水口。 任务：及时地汇集并排除暴雨形成的地面径流。 雨水管渠系统设计的主要内容。 1、确定当地暴雨强度公式； 2、划分排水流域，进行雨水管渠的定线，确定可能设置的调节池、泵站的位置； 3、根据当地气象与地理条件，过程要求等确定设计参数； 4、计算设计流量和进行水力计算； 5、确定每一个设计管段的断面尺寸、坡度、管底标高及埋深； 6、绘制管渠平面图和纵剖面图。 暴雨强度和降雨历时的关系 自动雨量计所记录的数据一般是每场雨的累积降雨量和降雨时间之间的对应关系。 以降雨时间为横坐标、以累积降雨量为纵坐标，绘制的曲线称为降雨量累计曲线。 最大平均暴雨强度（教材P 65的表3-1） 一、地面径流与径流系数 1、 产流过程： 参见图示。 一、地面径流与径流系数 2、径流系数： 地面径流量与总降雨量的比值称为径流系数Ψ， 其值小于1。 3、径流系数Ψ的确定 地面径流系数的值与以下几个因素有关： 汇水面积上的地面材料性质、地形地貌、植被分布、降雨历时、暴雨强度以及暴雨雨型有关。 目前，在雨水管渠的设计中，通常按照地面材料性质确定径流系数的经验数值。 我国排水设计规范中有关径流系数取值的规定见下表： 不同地面的径流系数Ψ值 在工程设计中，经常采用区域综合径流系数近似代替平均径流系数 二、雨水管渠设计流量计算公式 三、流域上的汇流过程 当流域最边缘线上的雨水达到集流点A时，在A点汇集的流量其汇水面积扩大到整个流域，即全部流域面积参与径流，此时在A点产生最大流量。 极限强度理论承认： 暴雨强度随降雨历时的延长而减小的规律性； 汇水面积随降雨历时的延长而增长的规律性； 汇水面积随降雨历时的延长而增长的速度比暴雨强度随降雨历 时的延长而减小的速度更快。 极限强度理论包括两部分内容： 1、当汇水面积上最远点的雨水流达集流点时，全面积产生汇流，雨水管道的设计流量最大。 2、当降雨历时等于汇水面积上最远点的雨水流达集流点的集流时间时，雨水管道需排除的雨水量最大。 在使用该式时,随着计算管段位置的不同,管渠的Ψ值不同；汇水面积不同;从汇水面积最远端到计算断面处的集流时间τ0是不同的,从而,相应于τ0时的暴雨强度也是不同的。 四、雨水管段的设计流量计算举例 图中：A、B、C为3块互相毗邻的区域，设面积FA=FB=FC，雨水从各块面积上的最远点分别流入设计断面1、2、3所需的集水时间均为 τ1( min)，并设： （1）汇水面积随降雨历时的增加而均匀的增加； （2）降雨历时t等于或大于汇水面积最远点的雨水流达设计断面的集水时间τ； （3）径流系数Ψ为确定值，为讨论方便，假定其值等于1。 求：图中各管段的设计流量 解：（1）管段1~2的雨水设计流量 Q1~2= Ψ1·q1·FA=q1·FA 其中，q1为降雨历时t= τ1时对应的暴雨强度。 习题 某雨水干管如图所示布置，各街区面积均为2.5ha，假定设计流量均从设计管段起点进入。已知当重现期为p=1a时，该地区的暴雨强度公式为 ，若径流系数Ψ=0.65，地面集水时间t1=10min，折减系数m=2.0，各设计管段长度和管内水流平均速度均标注在图中，试求管段1-2、2-3、3-4雨水设计流量各为多少l/s？（计算结果保留至小数点后一位有效数字）。 　　在确定了集水时间t和重现期P后，雨水管渠的设计暴雨强度公式流量公式可改写成: 2、雨水调节池的位置 若有天然洼地、池塘、公园水池可用，则位置视自然条件而定； 若采用筑坝、挖掘等方式建造调节池时，则要合理选择位置： 雨水干管中游或有大流量管道的交汇处； 正在进行大规模住宅建设和新城开发的区域； 在拟建雨水泵站前。 4、调节池下游干管设计流量的计算 若调节池下游干管无本段汇水面积的雨水进入时: 一、雨水管渠系统平面布置的特点 二、雨水管渠水力计算的设计参