本科《給排水管道工程》課程設(shè)計說明書雨水管道系統(tǒng)設(shè)計學院環(huán)境與能源學院專業(yè)環(huán)境工程1設(shè)計目的本次的雨水管道系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)是進行某街坊的排水系統(tǒng)設(shè)計。根據(jù)課程任務(wù)書上所提供的各種數(shù)據(jù)及材料，并結(jié)合規(guī)范和書本中的公式和經(jīng)驗數(shù)據(jù)進行設(shè)計。具體內(nèi)容包括雨水干管以及主干管的排水管網(wǎng)布置，首先進行布線、確定參數(shù)，然后進行管段水力計算（管長、流速、管徑、充滿度、設(shè)計流量、輸水能力和標高、管道埋深等）。最后繪制雨水管網(wǎng)的平面圖和水力計算圖。2設(shè)計原始資料試進行某研究所西南區(qū)雨水管道（包括生產(chǎn)廢水在內(nèi)）的設(shè)計和計算。并繪制該區(qū)的雨水管道平面圖。已知條件：（1）如圖2-1所示該區(qū)總平面圖；（2）當?shù)乇┯陱姸裙綖椋?）采用設(shè)計重現(xiàn)期P=1a,地面集水時間；（4）廠區(qū)道路主干道寬6m，支干道寬3.5m，均為瀝青路面；（5）各試驗室生產(chǎn)廢水量見表2-1，排水管出口位置見圖2-1；（6）生產(chǎn)廢水允許直接排入雨水道，各車間生產(chǎn)廢水管出口埋深均為1.50m。（指室內(nèi)地面至管內(nèi)底的高度）；（7）廠區(qū)內(nèi)各車間及試驗室均無室內(nèi)雨水道。（8）廠區(qū)地質(zhì)條件良好。冰凍深度較小，可不予考慮。（9）出去雨水出口接入城市雨水道，接管點位置在廠南面，坐標為x=722.50，y=520.00，城市雨水道為磚砌拱形方溝，溝寬1.2m，溝高（至拱內(nèi)頂）1.8m，該點處的溝內(nèi)底標高為37.70m，地面標高為41.10m。各車間生產(chǎn)廢水量表試驗室名稱廢水量（L/s）試驗室名稱廢水量（L/s）A試驗室2.5南實驗樓B試驗室y530出口8y443出口5y515出口3y463出口10D試驗室y481出口5y406出口15C試驗室6.5y396出口2.53設(shè)計要求（1）設(shè)計說明書一份；（2）管道平面布置圖一張（A3）；（3）管道水力計算圖一張（A3）；（4）管段水力計算表一份。4設(shè)計內(nèi)容4.1劃分排水流域及管道定線根據(jù)廠區(qū)的總平面布置圖，可知該廠地形較為平坦，雨水和生產(chǎn)廢水宜就近排入各雨水口。廠區(qū)內(nèi)建筑較多，相應(yīng)的交通量可能會比較大，故雨水管道采取暗管。雨水出口接入城市雨水道，城市雨水道為磚砌拱形方溝。根據(jù)總平面圖給出的標高，可知廠區(qū)西北高，東南低，局部有高地。據(jù)此合理布置雨水口，適當劃分排水區(qū)域。根據(jù)地形、雨水口分布定管線，使絕大部分雨水以最短的距離排入街道低側(cè)的雨水管道。擬將該廠區(qū)劃分為16個流域。4.2劃分設(shè)計管段根據(jù)管道的具體位置，在管道轉(zhuǎn)彎處、管徑或坡度改變處，有支管接入處或兩條以上管道交匯處以及超過一定距離的直線管道上都應(yīng)設(shè)置檢查井。把兩個檢查井之間流量沒有變且預(yù)計管徑和坡度也沒有變化的管段定位設(shè)計管段。并從管段上游往下游按順序進行檢查井編號。4.3劃分并計算各設(shè)計管段的匯水面積結(jié)合地形坡度、匯水面積的大小以及雨水管道的布置來劃定跟設(shè)計管段匯水面積。因本例地形較平坦，按就近排入附近雨水管道的原則劃分匯水面積。將每塊面積進行編號，計算其面積。匯水面積出街區(qū)外，還包括街道、綠地。4.4確定各排水流域的平均徑流系數(shù)值據(jù)對本例設(shè)計區(qū)域的粗略估計，建筑面積約為0.7546ha，徑流系數(shù)ψ=0.90；瀝青路面面積約為0.4598ha，徑流系數(shù)ψ=0.90；綠地面積約為2.2211ha，徑流系數(shù)ψ=0.15。則整個匯水面積上的平均徑流系數(shù)：ψ4.5確定設(shè)計重現(xiàn)期P和地面集水時間t1根據(jù)題目要求，本設(shè)計的設(shè)計重現(xiàn)期P=1a，地面集水時間t1=10min。4.6求單位面積徑流量q0q0是暴雨強度q與徑流系數(shù)ψ的乘積，由題，暴雨強度為：因此，單位面積徑流量為:q4.7設(shè)計流量和水力計算本例中地形較平坦，地面集水時間采用t1=10min，設(shè)計重現(xiàn)期為P=1a。管道起點埋深根據(jù)支管的接入標高等條件，采用2m。4.8繪制雨水干管平面圖及縱剖面圖。5水力計算說明5.1列表從水力計算表中第1項為需要計算的設(shè)計管段，從上游至下游依次寫出。第2、3、15、16項從地面標高表、管道長度表、匯水面積計算表中取得的。其余各項經(jīng)計算得到。5.2確定起點設(shè)計斷面計算中假定管段的設(shè)計流量均從管段的起點進入，即各管段的起點為設(shè)計斷面。因此，各管段的設(shè)計流量是按該管段起點，即上游管段終點的設(shè)計降雨歷時（集水時間）進行計算的。即在計算各設(shè)計管段的暴雨強度時，用的t2值應(yīng)按上游各管段的管內(nèi)雨水流行時間之和∑t2(∑L/v)求得。而管段1~2是起始管段，故∑t2=0，將此值列入表中第4項。5.3求單位面積徑流量q0地面集水時間t1=10min，設(shè)計重現(xiàn)期為P=1a，折減系數(shù)采用m=2，則各管段單位面積徑流量q0：q0為管內(nèi)雨水流行時間∑t2的函數(shù)，只要知道各設(shè)計管段內(nèi)雨水流行時間∑t2，即可求出該設(shè)計管段的單位面積徑流量q0。將q0列入表中第6項。5.4計算雨水設(shè)計流量用各設(shè)計管段的單位面積徑流量乘以該管段的總匯水面積得到雨水設(shè)計流量Q1，再加上集中流量Q2，可得到總設(shè)計流量Q：Q=5.5求管徑，管道坡度和流速。在查水力計算圖或表時，Q、v、I、D，4個水力因素可以相互適當調(diào)整，式計算結(jié)果既要符合水力計算設(shè)計數(shù)據(jù)的規(guī)定，又經(jīng)濟合理。將確定的管徑，坡度，流速各值列入表中第10,11,12項。第13項管道輸水能力Q’是指在水力計算中管段在確定的管徑，坡度，流速的條件下，實際通過的流量。該值等于或略大于設(shè)計流量Q。5.6求雨水管內(nèi)流行時間t2根據(jù)設(shè)計管段的設(shè)計流速求本管斷的管內(nèi)雨水流行時間t2。將該值列入表中的第5項。5.7求降落量管段長度乘以管道坡度得到該管段起點與終點之間的高差，即降落量。列入表中14項。5.8確定埋深和標高根據(jù)冰凍情況，雨水管道銜接要求及承受荷載的要求，確定管道起點的埋深或管內(nèi)底標高。雨水管道各設(shè)計管段在搞成上采用管頂平接。5.9注意事項在劃分各設(shè)計管段的匯水面積時，應(yīng)盡可能使各設(shè)計管段的匯水面積均勻增加，否則會出現(xiàn)下游管段的設(shè)計流量小于上一管段設(shè)計流量的情況。如管段7~8城市雨水接管點的設(shè)計流量小于6~7的設(shè)計流量，這是因為下游管段的集水時間大于上游管段的集水時間，故下游管段的設(shè)計暴雨強度小于上一管段的暴雨強度，而總的匯水面積又沒有增加，出現(xiàn)這種情況，應(yīng)取上一管段的設(shè)計流量作為下一管段的設(shè)計流量。6、附表6.1地面標高地面標高表檢查井編號地面標高(m)檢查井編號地面標高(m)142.36641.66242.23741.46342.01841.20441.96城市雨水接管點41.10541.766.2管道長度管道長度表管道編號管道長度(m)管段編號管道長度(m)1~2405~6322~3426~7453~477~8364~5408~城市雨水接管點266.3匯水面積計算匯水面積計算表設(shè)計管段編號本段匯水面積編號本段匯水面積(ha)轉(zhuǎn)輸匯水面積(ha)總匯水面積(ha)1~2(1)(2)(3)0.317600.31762~3(4)(5)(6)0.77610.31761.09373~4(7)(8)0.86231.09371.9564~5(9)A0.29471.9562.25075~6(9)B0.75382.25073.00456~7(13)(14)0.52103.00453.52557~8(15)(16)0.14493.52553.67046.4雨水干管水力計算雨水干管水力計算表設(shè)計管段編號管長L(m)匯水面積F(ha)管內(nèi)雨水流行時間(min)單位面積徑流量q0(L/s·ha))設(shè)計流量Q1(L/s)集中流量Q2(L/s)總流量Q(L/s)管徑D(mm)∑t2t2=L/v123456789101~2400.317601.0292.9729.531544.533002~3421.09371.020.8884.7392.67597.674003~471.9561.900.1379.14154.8020174.805004~5402.25072.030.7078.41176.488184.485005~6323.00452.730.6474.77224.659.5234.156006~7453.52553.370.8371.86253.340253.346007~8363.67044.200.6768.54251.570251.57600坡度I(‰)流速v(m/s)管道輸水能力Q’(L/s)坡降I·L(m)設(shè)計地面標高(m)設(shè)計管內(nèi)底標高(m)埋深(m)起點終點起點終點起點終點111213141516171819200.00040.6545.920.01642.3642.2340.36040.3442.01.8860.000520.80100.480.02242.2342.0140.24440.2221.9861.7880.000650.90176.630.00542.0141.9640.12240.1171.8881.8430.000680.95186.440.02741.9641.7640.11740.091.8431.670.000480.83234.5