雨水管渠系統設計
一、設計資料與要求
試進行某研究所西南區雨水管道（包括生產廢水在內）的設計和計算。並繪製該區的雨水管道平面圖。已知條件：
(1) 如圖2-1所示該區總平面圖；
(2) 當地暴雨強度公式為
(3) 採用設計重現期p=1a,地面集水時間
(4) 廠區道路主幹道寬6m,支幹道寬3.5m,均為瀝青路面；
(5) 各試驗室生產廢水量見表2-1，排水管出口位置見圖2-1；
(6) 生產廢水允許直接排入雨水道，各車間生產廢水管出口埋深均為1.50m(指室內地面至管內底的高度)；
(7) 廠區各車間及試驗室均無室內雨水道；
(8) 廠區地質條件良好，冰凍深度較小，可不予考慮；
(9) 出去的雨水口接入城市雨水道，接管點位置在廠南面，座標為x=722.50,y=520.00,城市雨水道為磚砌拱形方溝，溝寬1.
2m,溝高（至拱內頂）1.8m,改點處的溝內底標高為37.70，地面標高為41.
10m.
表2-1 各車間生產廢水量表
設計要求：
(1) 設計說明書乙份；
(2) 管道平面布置圖一張(a3)；
(3) 管道水力計算圖一張(a3)；
(4) 管段水力計算表乙份。
二、劃分排水流域及管道定線
根據廠區的總平面布置圖，可知該廠地形平坦，雨水和生產廢水就近排入各雨水口。廠區內建築較多，相應的交通量會比較大，故雨水管道採取暗管。雨水出口接入城市雨水道，城市雨水道為磚砌拱形方。
根據總平面圖給出的標高繪製等高線，可知廠區西北高，東南低，區域性有高地。再根據等高線合理布置雨水口，適當劃分排水區域。根據地形、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的雨水管道。
擬將該廠區劃分為16個流域。如圖2-2所示。
圖2-2
三、劃分設計管段
根據管道的具體位置，在管道轉彎處、管徑或坡度改變出，有支管接入出或兩條以上管道交匯處以及超過一定距離的直線管端上都應該設定檢查井。把兩個檢查井之間流量沒有變化且預計管徑和坡度也沒有變化的管段定位設計管段。並從管段從下游往下游按循序進行檢查井的編號。
四、劃分並計算各設計管段的匯水面積
各設計管段匯水面積的劃分應結合地形坡度、匯水面積的大小以及雨水管道布置等情況而劃定。地形較平坦時，可按就近排入附近雨水管道的原則劃分匯水面積；地形坡度較大時，應按地面雨水徑流的水流方向劃分匯水面積。並將每塊面積進行編號，計算其面積的數值。
經簡化，廠區的流水區域如圖2-3所示，圖中每一區域已包含街道及綠地在內，不僅僅是建築面積。表2-1為地面標高表。表2-2為管道長度表。表2-3為匯水面積計算表。
圖2-3
表2-1 圖2-3中地面標高表
表2-2 圖2-3中的管道長度表
表2-3 匯水面積計算表
五、確定平均徑流係數
瀝青路面，徑流係數；路面面積；建築物徑流係數；建築物面積；綠地徑流係數；綠地面積。
六、水力計算
本設計中地形坡度較大，地面集水時間採用t1=10min.設計重現期選用p=1a.管道起點埋深根據支管的接入標高等條件，採用2.0m.
列表進行幹管的水力計算。
表2-4 水力計算表
水力計算說明：
1. 從表2-4中第1項為需要機算的設計管段，從上游至下游依次寫出。第2、3、13、14項從表2-1、2-2、2-3中去的。其餘各項經計算得到。
2. 當有支管與幹管相接的檢查井處，必然會有兩個甚至多個值和兩個甚至多個的管底標高值。再繼續計算相交後的下乙個管段時，應採用大的那乙個值和小的那個管底標高值。
如管段1~2，是幹管的其實管段，但是由於有支管的接入，支管之前有匯入區域1的的雨水以及y406出口的廢水，所以=1min.而對於11~1段=0，將此值列於表2-4中第4項。
3. 根據確定的設計引數，求單位面積徑流量q0
設計徑流量公式：
單位面積徑流量公式：
4. q0為管內雨水流行時間的函式，只要知道各設計管段內雨水流行時間，即可求出該設計管段的單位面積徑流量q0。如管段1~2的=1min,代入（l(s*ha)）,將q0列入表中第6項。
5. 用各設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計流量q1，再加上集中流量q2，可得到總設計流量q。如管段1~2的雨水設計流量q1=76.
79*0.3736=28.65l/s.
q=q1+q2=28.69+15=43.65 l/s.
可將q1,q2,q分別列入表中的第7.8.9項
6. 在求得設計流量後，即可進行水力計算，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整，式計算結果既要符合水力計算設計資料的規定，又經濟合理。
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。該值等於或略大於設計流量q。
7. 根據設計管段的設計流速求本關斷的館內雨水流行時間t2.例如管段1~2的管內雨水流行時間t2=l1~2/v1~2=40/(0.
75*60)=0.89min.將該值列入表中的第5項。
8. 根據冰凍情況，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底標高。本設計中，廠區雨水出口接入城市雨水道，接管點處的溝內底標高為37.
70m,地面標高為41.10m,則得：溝底深41.
10-37.70=3.40m; 覆土高3.
40-1.80=1.60m.
起點埋深設定為2.0m,即管段1~2的起點埋深為2.0m,由水力計算的9—城市雨水接管點的末端埋深為1.
683，符合條件，可接入城市雨水道。雨水管道各設計管段在搞成上採用管頂平接。
9. 在劃分各設計管段的匯水面積時，應盡可能使各設計管段的匯水面積均勻增加，否則會出現下游管段的設計流量小於上一管段設計流量的情況。如管段9~城市雨水接管點的設計流量小於8~9的設計流量，這是因為下游管段的集水時間大於上游管段的集水時間，故下游管段的設計暴雨強度小於上一管段的暴雨強度，而總的匯水面積又沒有增加，出現這種情況，應取上一管段的設計流量作為下一管段的設計流量。
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