S鎮(zhèn)污水處理工程中雨水管網(wǎng)水力計算過程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u16173S鎮(zhèn)污水處理工程中雨水管網(wǎng)水力計算過程案例 110531.1雨水管道定線的基本原則 158581.2劃分排水流域和雨水管道定線考慮因素 1326421.2.1布置管渠 2209341.2.2出水口的形式 3106891.3暴雨強度公式 371471.4雨水管渠設計重現(xiàn)期 3255471.5雨水管渠的降雨歷時 3192031.6匯水面積 3192041.7雨水管渠設計流量計算 449751.8雨水管渠設計參數(shù) 425753（1）設計充滿度 49937（2）設計流速 424628（3）最小坡度 44182（4）最小管徑 45567（5）地面徑流與徑流系數(shù) 51032（6）斷面集水時間與折減系數(shù) 5158291.9雨水管渠平面布置 5雨水管道要求能夠合理充分地利用地形，讓它能夠就近排入附近的水體。雨水管渠應該盡量利用當?shù)氐淖匀坏匦纹露?，以最短的距離靠重力自然的排入附近的河流水體中。1.1雨水管道定線的基本原則（1）充分利用當?shù)氐牡貏莺偷匦?，使雨水能夠依靠重力流自然的就近排入水體。（2）根據(jù)城鎮(zhèn)的設計規(guī)劃布置區(qū)域面積的雨水管道。（3）合理的布置雨水口，以保證路面雨水排除通暢。（4）結合具體城鎮(zhèn)面積條件確定雨水管道采用明渠或者暗渠管。（5）設置排洪溝排除設計地區(qū)以外的雨洪徑流。1.2劃分排水流域和雨水管道定線考慮因素根據(jù)當?shù)氐膮^(qū)域面積地形劃分排水流域和干渠的集水面積，注意面積劃分時匯水面積的增加應該大致上分布的均勻一些，并且于此同時需要我們?nèi)顺鏊鞣较?。[6]1.2.1布置管渠雨水管渠在布置的過程中我們應該充分利用當?shù)氐牡匦?，做到能夠使降落的雨水能夠在最短的距離在附近排入旁邊流過的河流水體。在一般的情況下，地形地勢比較低的地方或者地形地勢比較平坦的地方，雨水干管比較適合布置在排水流域的中間。當?shù)匦蔚貏莸钠露葧容^大的時候，雨水干管會比較適合垂直于等高線方向布置。雨水管渠系統(tǒng)適宜采用正交方式布置的形式，選擇分散布置雨水的出水口，與此同時我們應該充分考慮在設計中采用明渠的可能性。安里鎮(zhèn)的雨水采用收集后直接排入就近河流水體的處理方式，因為安里鎮(zhèn)的各個區(qū)域匯水分界比較明顯，坡度走勢也是比較的清晰明了。所以綜合上述論述分析，安里鎮(zhèn)雨水管網(wǎng)采用沿街道順坡布置，能夠使得雨水能被很好的收集與排放。綜合上述內(nèi)容，結合設計地區(qū)面積分配圖，可以得到下圖2。圖2雨水管網(wǎng)布置圖1.2.2出水口的形式設計中雨水排水管的出水口可以采用非淹沒式，其底標高最好在水體最高水位以上，一般在常水位以上，為了能顧避免水體發(fā)生水倒灌。如果出口標高比水體水面高出了太多的情況，我們應該考慮設置單級或者多級聯(lián)水。1.3暴雨強度公式q=6001(1+0.611lgP)式(4-1)利用上述公式，代入數(shù)據(jù)計算可得；q=270.911.4雨水管渠設計重現(xiàn)期暴雨強度會隨著重現(xiàn)期的不同而不同。在設計中如果我們選用的重現(xiàn)期數(shù)值比較大，則會發(fā)現(xiàn)暴雨強度也大，相對應的雨水設計流量會大，管渠的斷面就會大。這樣的話會比較安全，有利于我們有效的防止地面積水，但是有一個缺點就是工程修建管道所需的費用比較高。如果重現(xiàn)期選擇數(shù)據(jù)比較低，則會導致暴雨強度小、雨水設計流量小和管渠斷面小。這樣工程修建管道所需的費用低，但也有缺點就是可能會發(fā)生降落的雨水無法順暢的流入管渠、在地面會集聚雨水，會對城市生活造成一些危害。影響重現(xiàn)期的因素有很多，我們要視情況而定，在同一排水系統(tǒng)中可采用同一重現(xiàn)期或不同重現(xiàn)期。重現(xiàn)期一般選用1～3a，重要的干道、重要的地區(qū)或短期積水就能引起較嚴重后果的地區(qū)，一般選用3～5a，并且應該與道路設計協(xié)調(diào)。特別重要的地區(qū)和次要的地區(qū)可酌情增減本設計中選擇P=1a。1.5雨水管渠的降雨歷時計算降雨歷時分別采用5、10、15、20、30、45、60、90、120、150、180min共11個歷時。計算降雨重現(xiàn)期一般按0.25、0.33、0.5、1、2、3、5、10、20、30年統(tǒng)計。對管道的某一段設計斷面來說，集水時間t由地面集水時間t1和管內(nèi)流行時間t2兩部分組成：t=t1+t2式(4-2)1.6匯水面積匯水面積（也稱為流域面積）F指的是雨水管渠匯集和排除雨水的地面面積。一般的大雷雨能覆蓋1～5km2，有時可高達數(shù)千km2。匯水面積在一般情況下較小，并且一般小于100km2。匯水面積最遠點的集水時間往往不會超過3～5h，并且在大多數(shù)的情況下，集水時間不會超過60～120min，因此我們可以假設降雨量在城鎮(zhèn)面積上是呈現(xiàn)均勻分布的，采用自記錄雨量計所測得的局部地點的降雨量數(shù)據(jù)可以近似代表整個匯水面積上的降雨量。1.7雨水管渠設計流量計算一般城市的雨水管渠的匯水面積比較小，在整個匯水面積上能產(chǎn)生全面及的徑流，成為完全徑流。[8]計算公式如下：Q=qF式(4-3)應用推理公式，管段設計流量計算公式如下Q=167A徑流系數(shù)ΨΨ是徑流量與降雨量的比值，其值小于1。我們要根據(jù)不同情況確定其值。相應各類地面的徑流系數(shù)Ψ見規(guī)范。1.8雨水管渠設計參數(shù)（1）設計充滿度結合前面所論述的原因，雨水會比污水容易清潔處理得多，產(chǎn)生的污染比較小，由于我們考慮到暴雨徑流量大，在特定暴雨強度下降雨歷時一般會短，而且我們從工程經(jīng)濟的方面考慮的話，可以得到管渠是允許溢流的。所以綜合上述所論敘述，我們選擇用用滿管流設計它的充滿度，即h/D=1。（2）設計流速由于降落的雨水中夾雜著許多的泥沙，甚至包含的泥沙的量比污水中還要大，為了減輕這中情況避免雨水所夾帶的泥沙等無機物，在管渠內(nèi)沉淀F米而堵塞管渠所用的最小設計流速。應大于污水管渠，滿流時管道內(nèi)的最小設計流速數(shù)值為0.75m/s。因為明渠比較方便清除和疏通，我們一般選用較低的設計流速，一般明渠內(nèi)最小設計流速的數(shù)值為0.1m/s。為了防范制止管壁和渠壁的沖刷損壞會影響到排水的及時進行，雨水管道的設計流速不可以超出一定的范圍。由于這項最大流速只會發(fā)生在出現(xiàn)暴雨時，歷時還算是比較短，所以雨水管道內(nèi)的最高容許流速可以高一些。對雨水管渠的最大設計流速規(guī)定為；金屬管最大流速數(shù)值為10m/s，非金屬最大流速數(shù)值為5m/s。（3）最小坡度根據(jù)管內(nèi)的最小流速計算管內(nèi)最小坡度，防止管道內(nèi)壁雨水沉積。一般情況下按照經(jīng)驗，在城鎮(zhèn)面積范圍內(nèi)，一般數(shù)值不宜比0.004小，在截取道路中，一般數(shù)值不宜比0.0025小，最小坡度在雨水口連接管處數(shù)值大于等于0.01。（4）最小管徑為了能夠保證管道在保養(yǎng)修護上的便利和便于管道的清除阻塞，雨水管道的管徑不能太小，因此規(guī)定了最小管徑。街道下的雨水管道，最小管徑數(shù)值為300mm，相應的最小坡度數(shù)值為0.003，街坊內(nèi)部的雨水管道，最小管徑般采用數(shù)值為200mm，相應的最小坡度數(shù)值為0.01。（5）地面徑流與徑流系數(shù)雨水管渠水力計算仍然按照均勻流來進行考慮，其水力計算公式與污水管道幾乎相同，不同的是需要按照滿流進行計算，即?/D=1計算。在實際的計算中，我們通常采用根據(jù)水力計算表。在計算中，常規(guī)而言n，Q是已知數(shù)值。我們需要求得D、V及I這3個未知數(shù)。在實際情況下，可以參照地面坡度i，假定管底坡度I，查詢水力計算表求得D及v值，并且之前求出的D、v、I各個數(shù)值需要在技術規(guī)定范圍內(nèi)。匯水面積的平均徑流系數(shù)Ψav=Fi表7各類地面的徑流系數(shù)地面種類徑流系數(shù)各種屋面、混凝土和瀝青路面0.9大塊石鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面0.6級配碎石路面0.45干砌磚石和碎石路面0.4非鋪砌土地面0.3公園或綠地0.15（6）斷面集水時間與折減系數(shù)對于雨水管道始端的管道斷面，上述集水時間即指地面集水時間，就是雨水從匯水面積上的最遠點流到位于雨水管道起始端點第一個雨水口所需要的地面流行時間。對于雨水管道中的任一一個設計斷面，集水時間由地面積水時間t1和雨水