水管道设计计算Final revision by standardization team on December 10, 2020.3雨水管道设计计算3. 1雨水排水区域划分及管网布置3.1.1排水区域划分该区域最北端有京杭大运河，中部有明显分水线。
因此以明远路为分界线，明远路以北雨水排入大运河，以南地区雨水排入中部水体。
这样划分有利于减小雨水管线长度和管道，并且可以缩小管径，提高经济效益。
3.1.2管线布置根据该地区水体及地势特点，雨水管道为正交式布置，沿水体不设主干管，雨水通过干管直接排入水体。
一些距水体较近的街区的雨水直接以地表径流的方式直接流入水体。
明远路以北区域雨水干管的走向为自南向北；以南地区部分干管走向为自南向北，部分为自北向南，个别自南北汇入中间，具体流向根据水体所在位置确定。
具体如图3 所示。
3. 2雨水流量计算图3雨水管道平面布置（初步设计）3.2.1雨量分析要素a）降雨量指一定时段降落在某一点或某一面积上的水层深度，其计量单位以mm 计。
也可用单位面积上的具体及（L/ha）表示⑼。
b）降雨历时指一次连续降雨所经历的时间，可以指全部降雨时间，也可以指其中某个个别的连续时段，其计量以min或h计，可从自记雨量记录纸上读取。
c）暴雨强度指某一连续降雨时段内的平均降雨量，用i表示Z = y （3-1）式中，i --- 暴雨强度（mm,/min）:H——某一段时间内的降雨总量（mm）:t--- 降雨时间（min）。
在工程上常用单位时间内单位面积上的降雨体积q表示。
d）降雨面积指降雨所笼罩的面积。
单位为公顷（ha）雨水管渠的收集并不是整个降雨面积上的雨水，雨水管渠汇集雨水的地面面积称为汇水面积。
每根管段的汇水面积如下表所示：管道编管道长本段汇水面积编本段汇水面传输汇水面积总汇水面积号度(m) 号积(ha) (ha) (ha) 5〜4 56 04〜3 57 83〜2 58、592〜1 66、69 126〜7 65 09〜8 53 08〜7 5416 〜10 60 (3) 、61(3) 010 〜11 61 (4)11 〜12 60 (4) 、6212 〜13 50(2)、52(2)13 〜14 50(1)、50 (2)14 〜15 46⑵17 〜18 61 (1) 、(2) 018 〜19 60 (1) 、(2)19 〜20 4720 〜21 48、4921 〜22 45⑵23 〜24 31(2)、32 024 〜25 29、3025 〜26 26、2726 〜27 6、7 (27 〜28 6、728 〜29 6 (、730 〜31 24(2)、31 (1) 031 〜32 24 (1)、2832 〜33 22、2533 〜34 4 (、 5 (4)34 〜35 4 (、5(3)35 〜36 4 () 、 5 (2)37 〜38 20、23 038 〜39 18 (2) 、2139 〜40 3 (2) 、 4 (40 〜41 3(1)、4 (41 〜42 2(2)、4 (43 〜44 18(1) 044 〜45 1(3)45〜4 1(2)47 〜48 37 048 〜49 35、3649 〜50 33、3450 〜51 9 (、9 (51 〜52 952 〜53 953 〜54 8(2)55 〜56 38、39 056 〜57 11 (2) 、13(2)57 〜58 11(1)、13 (1)58 〜59 10 (2)、12(2)60 〜61 40 061 〜62 41、4262 〜63 15 (3)63 〜64 15 (2)65 〜66 43、44066 〜67 16(3)、17 (3)67 〜68 16 (2)、17(2)e)暴雨强度频率和重现期指定暴雨强度出现的可能性一般不是预知的。
但它出现的次数服从一定的统汁规律，可以通过对以往大量观测资料的统汁分析，计算某个特定的降雨历时的暴雨强度发生频率。
暴雨强度频率是指等于或超过某指定暴雨强度值出现的次数m与观测资料总项数n 之比,B|J：^f = —xlOO% (3-2)n3.2.2雨量基本公式雨水设计流量按下式计算：QKqF(3-3) 式中Q --- 雨水设计流量(L/s)；妙一一径流系数，其数值小于1;F --- 汇水面积(ha)；q一一设计暴雨强度(厶心•加))。
(3-4)式中： q ------ 设计暴雨强度(L/s*hci )；P ——设计重现期(a); t --- 降雨历时(min)；A ：, c, b, n ——地方参数，根据统计方法计算确定，本设计中暴雨强度公式 为：3027.3(1 +0.655 lgp)9= (r + 19)0-758(3-5)雨水流量主要参数及其确定依据a) 径流系数屮降落在地面上的雨水，一部分被植物和地面的洼地截流，一部分渗入土壤，余下的 一部分沿地面流入雨水灌渠，这部分进入雨水灌渠的雨水量称作径流量。
径流量与降雨 量的比值称径流系数屮，其值常小于lo径流系数的值与汇水面积的地面覆盖惜况、地面坡度、地貌、建筑密度的分布、路 面铺砌等惜况相关。
山于影响因素很多，精确求它的值是相当困难的，因此我们采用经 验数值确定。
该区域大部分地区为沥青路面，有部分地区为公园及绿地，综合径流系数为。
b) 重现期P暴雨强度随着重现期的不同而不同。
在雨水管渠设计中，若选用较高的设讣重现 期，计算所得设计暴雨强度大，相应的雨水设计流量大，管渠的断面相应大。
这对防止 地面积水是有利的，安全性高，但经济上则因管渠设计断面的增大而增加了工程造价； 若选用较低的设汁重现期，管渠断面的相应减小，这样虽然可以降低工程造价，但可能 会经常发生排水不畅、地面积水而影响交通，棋至给城市人民的生活及工业生产造成危 害。
雨水管渠设计重现期的选用，应根据回水面积的地区建设性质(广场、干道、厂 区、居住区)、地形特点、汇水面积和气象特点等因素确定，一般选用〜3d,对于重要 干道，立交道路的重要部分，重要地区或短期积水即能引起较严重的地区，宜采用较高 暴雨强度公式:_ 167A,(l +clgP)=~(7w-增加，而且在同一排水系统中也可采用同一设汁重现期或不同的设计重现期。
雨水管渠设计•重现期规定的选用范围，是根据我国各地U前实际采用的数据，经归纳综合后确定的。
在选用雨水管渠的设计連现期是，必须根据当地的气候、地形等条件确定。
我国南部地区主要城市的重现期间下表：选择该地区选择暴雨重现期为0. 7a oc）集水时间t对管道的某一设讣断面来说，集水时间t有地面集水时间ti和管内雨水流行时间t：部分组成⑶。
地面集水时间t]的确定地面集水时间是指雨水从汇水面积上最远点流到第1个雨水口的时间。
影响tl的因素众多，如地形坡度、地面铺砌、地面种植、水流路程等，因此一般对tl不进行计算，而采用经验数值。
根据《室外排水设计规范》规定：地面积水时间视距离长短和地形坡度及地面覆盖情况而定，一般采用匕二5〜15mino根据经验，在建筑密度大、地形较陡、雨水口分布较密的地区或街区内设置的雨水暗管，可取5〜8min：而在建筑密度小，汇水面积较大、地形平坦、雨水口布置较稀疏的地区，取10〜15min E9]o 管渠内雨水流行时间t,的确定匕的计算公式为：r, =yA（m in）（3-6）—60i'式中：L——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二60s。
3. 3雨水管水力计算3. 3. 1水力计算参数确定a）设计充满度雨水中主要含有泥砂等无机物质，不同污水的性质，加以暴雨径流量大，而相应较高设汁重现期的暴雨强度的降雨历史一般不会很长。
故管道设计充满度按满流考虑，即h/D 二1。
明渠则应曲等于或大于0.20m的超高。
街道边沟应有等于或大于0.03m的超高b)设计流速雨水中挟带泥砂等无机物质，为避免这些物质在管渠内沉淀下来而堵塞管道，雨水管渠的最小设计流速应大于污水管道。
具体雨水管道的最小及最大设计流速如下表所示：表8最小及最大设计流速c)最小管径与最小设计坡度：雨水管道的最小管径为300mm,相应的最小坡度为0. 003m,雨水口连接管最小管径为200mm,最小坡度为。
d)最小埋深与最大埋深具体规定同污水管道。
e)雨水管径的断面形式雨水管道中常用的断面形式大多为圆形，但尺寸较大时，宜采用矩形、马蹄形或其它形式。
f)雨水管渠的衔接方式雨水管道是按满流进行设计•的，因此雨水管道的衔接一般采用管顶平接。
3.3.2雨水管道的设计这是雨水管道设汁的重点部分。
雨水管道的设汁管段不宜过长，也不宜有过多的弯道，因此易于用较短的雨水管道。
本区域的最北部地区是京杭大运河，区域内部也有少量水体，这些水体附近的雨水可以就近排放，以减小管道的长度。
具体的管道布置见图所示，管道水力计算图表所示。
表9雨水干管1水力计算表R根据该地区的总体规划图及管网定线情况划分设计管段，每一设讣管段的长度不宜过长，设在300m以内，将各设计的检查井依次编号。
按雨水就近排入雨水管渠的原则，划分每一设计管段所承担的汇水面积，将每块汇水面积值填入表格第三项，承载这一块面积的管道编号及管道长度填入第1及第二项。
b)每段干管开始管段的总管道流行时间为Omin,根据该地区暴雨强度公式：=3027.3(1 ■ <)6551g£),(,算值，用计算出的值乘以径流系数即为单位面积径流量a+19严5q。
，填入表中第6项。
q。
与面积的乘积为设计流量Q,填入表中第7项。
c）根据设计流量确定管道直径、坡度、流速值，填入第8、9、10项，注意这儿个值的相互关系，管道坡度不能太大，会影响埋深；注意流速要在最大流速及最小流速之间。
管道输水能力比设计输水能力略大，或者一样，填入第11项。
d）设计流速已知之后，用该段管段除以设计流速为本端管道流行时间，填入第5 项。
下一管段的总流行时间是上一管段的第4及第5项制和，填入这一管段的第4项。
坡度和这一段管道的长度的乘积为坡降，填入第12项。
e）该地区地势平坦，地面标高全部为20.20m，填入表格第13、14项。
开始管段起点埋深必须比设汁最小埋深大，填入第17项。
管内底起点标高为地面标高减去起点埋深，填入第15项。
管内底终点标高为地面标高减去坡降，填入第16项。
终点埋深为地面标高减去管内底终点标高，填入第18项。
雨水管道因为是满流设计，所以管段全部为管顶平接。