城市雨水管网设计分析

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1、城市雨水管网设计分析深圳市水务规划设计院摘要：随着城市化的快速发展，作为城市重要基础设施，雨水管网的建设取得了重大进步。木文主要论述城市雨水管网系统的设计。关键词：城市；排水管网；设计；计算1城市雨水管道设计的计算雨水管道的计算是管网设计的核心部分，括每一段设计管道的设计流量、断面尺寸、管底标高、管道埋深、坡度等要素的计算。设计管段是两个检查井之前流量、管径、坡度都无变化的管段。1.1暴雨强度的设计暴雨强度是暴雨特征的重要指标，也是设计流量的主要决定因素，是在大量的气象资料统计分析基础上编制出来的，各地根据该地的自记雨量记录进行分析整理，按照暴雨强度公式的编制方法推求

2、。我国常采用下列的暴雨强度公式进行计算：（1）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）;A,c,b,n—地方参数，根据统计方法进行计算确定。（1）设计重现期暴雨强度随设计重现期变化而变化，重现期在很大程度上决定了城市排水管网系统的平衡。在设计中，采用较高的重现期，设计的暴雨强度就会增大,相应的雨水设计流量增大，进而排水管道的断面也相应增大，这对城市排水是有利的一面，尤其是当前城市内涝频发，提高重现期的设计，对减少积水有很大的帮助，但是管道设计断面的增大增加了工程造价；如果选用较低的重现期，管道断面就相应的减小，减少了工程经济上

3、的支出，但是这样可能会导致排水不畅,导致路面积水，影响城市正常秩序。所以，重现期的选择必须结合当地气候、地形等的实际情况，从经济与技术两方面充分考虑，特别重要的地区可以适当增加，同一地区也可采取不同的重现期进行设计。(2)降雨历吋一般情况下，降雨历吋t通常用汇水面积最远点的雨水流到设计断面的吋间表示，因为在推理公式法中，只有假设当降雨历时等于集水时间吋，雨水流量最大。对于管道的某一个设计断面，集水时间t由地面集水时间tl和管内雨水流过时间t2两个部分组成，用公式(2)表示：t=tl+t2(2)式中，地面集水吋间tl我国一般都采用经验数值，根据文献［2］规定：地面集水时

4、间视距离长度和地面坡度而定，一般采用tl=5~15min。根据建筑密度、汇水面积、地形、雨水口布置的疏密程度等情况进行选取，建筑密度人、地形较陡、雨水U设置较密或者街区内设置雨水暗管的一般取tl=5~8min，相对的Jt•他情况选择较大值tl=10~15min。地面集水吋间的选定也关系着排水管内是否流畅、管道断面尺寸、造价等问题。管渠内雨水流行时间t2的计算公式为：(3)式中：L一各管段的长度(m);v—各管段满流时的水流速度(m/s);60—单位换算系数，lmin=60s。1.2雨水管道流量设计雨水管道流量设计是确定雨水管道断面尺寸的重要依据，0前国内外使用比较广泛

5、的是半经验半理论的推理公式，我国《室外排水工程》设计手册［1］规定也是采用这种方法，公式为：式中Q—雨水设计流量（L/s）;?一径流系数，其数值小于1;F一汇水面积（ha）;q一设计暴雨强度（L/（s?ha））。公式（4）是在一定的假设条件基础上，由雨水径流的成因加以推导得出的，假设的条件是：降雨在整个汇水面积是均匀分布的，降雨强度是等吋空分布，汇水面积随集流吋间增长的速度是一常数。汇水面积是雨水管道汇集雨水的面积，需要区分汇水与降雨面积的区别，降水面积是降雨所覆盖的面积。汇水面积的划分应结合地形坡度、汇水面积人小及管道布置等情况而定：地势较平坦时，按就近排入管道的原

6、则划分汇水；地形坡度较大吋，按雨水径流的最有利水流方向划分。降雨实际是非均匀分布的，但因为在小汇水面积上降雨分布不均匀的影响较小，在推理公式中，一般是假设在整个汇水面积上各点的降雨强度相等的。径流系数是径流量与降雨量的比值，苏值一般小于1。径流量是降雨沿地面流入雨水管渠的一部分，其余的雨量部分包括被植物、地面的洼地截留以及渗入到土地的降雨。径流系数的值因汇水面积的地面性质不同而不同，地面覆盖情况、地面坡度、地貌、建筑密度、路面铺砌等都会影响其数值。影响其值的主要因素是地面覆盖种类的透水性能，此外，也与降雨历吋、暴雨强度及暴雨雨型有关。目前，在设计中，常采用地面覆盖情况

7、确定的经验值［1］。一般情况下，汇水面积是由各种不同性质的覆盖种类组成的，占有的比例不同，径流系数值也会不同，一般是用加权平均法计算整个汇水面积的平均径流系数值。计算公式为（5）中一汇水面积上各类地面的面积（ha）;一相应于各类地面的径流系数；F一全部的汇水面积（ha）。2雨水管道水力计算主要设计数据雨水管道的水力计算，必须保证管渠的正常工作，避免发生淤积、冲刷的现象，因此对雨水管渠的基本设计数据有一些技术与实践的规定。2.1设计充满度雨水中含有泥砂等无机物质，加之暴雨径流量大，要求雨水管道的设计充满度按满流考虑，即管道中的水深h和管道直径D的比值h