雨水管渠系统设计教程.ppt

在进行雨水管道水力计算时，各管段的设计流量为已知。 雨水管网水力计算包括两方面内容： 1、确定各管段的直径和坡度 （流速） 　　　　确定出的雨水管段直径和坡度，必须符合设计规范要求，即：计算得来的一定管径在一定坡度的敷设下，通过设计流量时，流速要满足最小流速、最大流速的要求。 　（与污水管道的水力计算有不同） 2、 确定各管段始点和终点的埋设深度（水面标高、管底标高） 　 处理好各管段之间的衔接设计 　　　同污水管道 三、雨水管渠水力计算的方法 确定管段的直径和坡度，应从上游管段开始，依次向下游管段计算。雨水管道水力计算仍按均匀流考虑，其水力计算公式与污水管道相同。但按满流计算，即：h/D＝1。 在具体计算时，设计流量Q和管道粗糙系数n已知， 还有管径D 、管道坡度I和流速v是未知的，因此需要先假定１个求其它两个，这样的数学计算非常复杂，而且经常要试算。为了简化计算，常采用水力计算图见（附图13）或水力计算表进行。 （Q、v、D、 n 、I） 对水力计算图而言，粗糙系数n是已知的，图上的曲线表示的是Q、v、I、D之间的关系，这四个因素中，只要确定两个因素，就可以通过图查出其它两个因素。计算时， Q为已知，只要再知道一个因素就可以查图计算了，通常情况下先假定坡度I。管道坡度I近似等于地面坡度。 由Q和I，就可查图得出v、D →复核v的规定→若符合，则该管段的D、I(v)即确定。若不符合，重新设定I 或D进行计算。 例:已知n＝0.013，设计流量Q=200L/s，该管段地面坡度i=0.004，试计算该管段的管径D、管道坡度I、流速v。 A点：v＝1.17m/s 　　　D＝400~500mm 设采用D＝400mm的管道，与流量为200L/s的竖线相交于B点： 　I＝0.0096　v＝1.63m/s 不宜采用(坡度比地面坡度大得太多) 设采用D＝500mm的管道，与流量为200L/s的竖线相交于C点： 　I＝0.0028　v＝1.02m/s 雨水管渠的设计通常按以下步骤进行： (1). 收集并整理设计地区各种原始资料 如地形图、排水工程规划图、水文、地质、暴雨等作为基本的设计数据。 四、雨水管渠系统的设计步骤和水力计算 （2）划分排水流域、进行管道定线。 （3）划分设计管段。 设置检查井,确认设计节点并编号 （4）划分并计算各设计管段的汇水面积。 当地形平坦时,根据就近排除的原则,划分汇水面积.等分角线划分 当地形有一定坡度时,根据雨水汇入低侧的原则,划分汇水面积.即按照地面雨水径流的方向划分. 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。 A B C 1 2 3 4 P c A q1 ) lg 1 ( 167 1 + = (τ1 +b)n τ1 （2）管段2~3的雨水设计流量： Q2~3= Ψ2·q2·(FA+FB)= q2·(FA+FB) 其中，q2为降雨历时t= τ1+t1~2时对应的暴雨强度。 A B C 1 2 3 4 τ1 t1~2 P c A q2 ) lg 1 ( 167 1 + = (τ1 +t1~2+b)n （3）管段3~4的雨水设计流量: Q3~4= Ψ3·q3·(FA+FB+FC)= q3·(FA+FB+FC) 其中，q3为降雨历时t= τ1+t1~2+t2~3时对应的暴雨强度。 A B C 1 2 3 4 τ1 t1~2 t2~3 P c A q3 ) lg 1 ( 167 1 + = (τ1 +t1~2+t2~3+b)n 由上可知，各设计管段的雨水设计流量等于该管段所承担的全部汇水面积和设计暴雨强度的乘积。各设计管段的设计暴雨强度是相应于该管段设计断面的集水时间的暴雨强度，因为各设计管段的集水时间不同，所以各管段的设计暴雨强度亦不同。在使用计算公式时，应注意到随着排水管道计算断面位置不同，管道的计算汇水面积也不同，从汇水面积最远点到不同计算断面处的集水时间（其中也包括管道内雨水流行时间）也是不同的。因此，在计算平均暴雨强度时，应采用不同的降雨历时ti。 根据上述分析，雨水管道的管段设计流量，是该管道上游起点断面的最大流量。在雨水管道设计中，应根据各集水断面节点上的集水时间ti正确计算各管段的设计流量。 二、径流系数Ψ的确定 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。 地面径流系数的值与以下几个因素有关： 汇水面积上的