第9章雨水管渠系統設計計算2022/12/201Freetemplatefrom第9章雨水管渠系統設計計算2022/12/191Free第9章雨水管渠系統設計計算9．1雨量分析與暴雨強度公式9．2雨水管渠設計流量計算9．3雨水管渠設計與計算9.4雨水徑流調節9.5城市防洪設計9.6合流制排水管渠的設計計算2第9章雨水管渠系統設計計算9．1雨量分析與暴雨強度公

1．確定當地的暴雨強度公式或暴雨強度曲線；

2．劃分排水流域，進行雨水管渠的定線；

3．劃分設計管段，計算各設計管段雨水設計流量；

4．進行管渠的水力計算，確定各設計管段的管徑、坡度、標高及埋深。

5．繪制管渠平面圖及縱剖面圖。雨水管渠設計的主要內容包括：31．確定當地的暴雨強度公式或暴雨強度曲線；雨水管渠設9．1雨量分析與暴雨強度公式雨水設計流量是雨水管渠系統設計的依據。由于雨水徑流的特點是流量大而歷時短，因此應對雨量進行分析，以便經濟合理地推算暴雨量和徑流量，作為雨水管渠的設計流量。9.1.1雨量分析

降雨現象的分析，是用降雨量、暴雨強度、降雨歷時、降雨面積和重現期等因素來表示降雨的特征。49．1雨量分析與暴雨強度公式雨水設計流量是雨水管渠（1）．降雨量

降雨量是指降雨的絕對量，是用降雨深度H（mm）表示，也可用單位面積上的降雨體積（L/ha）表示。在研究降雨時，很少以一場雨為對象，而常用單位時間表示：

1）年平均降雨量：指多年觀測所得的各年降雨量的平均值。

2）月平均降雨量：指多年觀測所得的各月降雨量的平均值。

3）年最大日降雨量：指多年觀測所得的一年中降雨量最大一日的絕對量。5（1）．降雨量5（3）．降雨歷時和降雨強度（暴雨強度）是指連續降雨的時段，可以指一場雨全部的時間，也可以指其中個別的連續時段。用t表示，單位以min或h計，從自計雨量記錄紙上直接讀得。降雨強度是指某一連續降雨時段內的平均降雨量，即單位時間的平均降雨深度，用i表示。6（3）．降雨歷時和降雨強度（暴雨強度）降雨強度是（mm/min）在工程上統計的降雨多屬暴雨性質，故稱暴雨強度，常用單位時間內單位面積上的降雨體積q（L/s·ha）表示。q與

i之間的換算關系為：

q＝167i式中167-—換算系數。7（mm/min）在工程上統計的降雨多屬暴雨性質，故稱暴雨強度是描述暴雨特征的重要指標，也是確定雨水設計流量的重要依據。在任一場暴雨中，暴雨強度是隨降雨歷時變化的。所取的降雨歷時長，則與該歷時相對應的暴雨強度將小于短歷時對應的暴雨強度。在推求暴雨強度公式時，降雨歷時常采用5、10、15、20、30、45、60、90、120min9個時段。在分析暴雨資料時，必須選用對應各降雨歷時的最大降雨量。由于在各降雨歷時內每個時刻的暴雨強度也是不同的，所以計算出的各歷時的暴雨強度稱為最大平均暴雨強度。8暴雨強度是描述暴雨特征的重要指標，也是確定雨水設計流量（4）暴雨強度頻率對應于特定降雨歷時的暴雨強度的出現次數服從一定的統計規律，可以通過長期的觀測數據計算某個特定的降雨歷時的暴雨強度出現的經驗頻率，簡稱暴雨強度頻率。9（4）暴雨強度頻率對應于特定降雨歷時的暴雨強度的出現次數服從（5）暴雨強度重現期暴雨強度重現期是指在多次的觀測中，事件數據值大于等于某個設定值重復出現的平均間隔年數，單位為年(a)。一般情況下，低洼地段采用的設計重現期大于高地；干管采用的設計重現期大于支管，工業區采用的設計重現期大于居住區；市區采用的設計重現期大于郊區。重現期的最小值不宜低于0.33年；重要干道、重要立交路口或短期積水即能引起較嚴重損失的地區，選用的重現期可達10～20年。在同一排水系統中可采用同一重現期或不同重現期。重現期一般采用0.5～3年，重要干道、重要地區或短期積水即能引起較嚴重后果的地區，一般采用3～5年，并應與道路設計協調。特別重要的地區或次要地區可根據實際情況酌情增減。10（5）暴雨強度重現期暴雨強度重現期是指在多次的觀測中，事件數4．降雨面積和匯水面積（1）降雨面積——是指降雨所籠罩的面積，即降雨的范圍。（2）匯水面積——是指雨水管渠匯集雨水的面積，用F表示，以公頃或平方公里為單位（ha或km2）。任一場暴雨在降雨面積上各點的暴雨強度是不相等的，但在城鎮雨水管渠系統設計中，設計管渠的匯水面積較小，一般小于100km2，其匯水面積上最遠點的集水時間不超過60min到120min，這種較小的匯水面積，在工程上稱為小匯水面積。在小匯水面積上可忽略降雨的非均勻分布，認為各點的暴雨強度都相等。114．降雨面積和匯水面積任一場暴雨在降雨面積上各點的暴

5．降雨的頻率和重現期（1）暴雨強度的頻率某一大小的暴雨強度出現的可能性是不能預知的，只能通過對以往大量觀測資料的統計分析，計算其發生的頻率，才能推求其今后發生的可能性。某特定值暴雨強度的頻率是指等于或大于該值的暴雨強度出現的次數m與觀測資料總項數n之比的百分數，即：%n——觀測資料總項數m——暴雨強度出現的次數125．降雨的頻率和重現期（1）暴雨強度的頻率%n——觀測資料若每年只選一個雨樣，稱為年頻率式n=N，%N——降雨觀測資料的年數若平均每年選入M個雨樣數，稱為次頻率式。n=N·M，M——每年選入的平均雨樣數

13若每年只選一個雨樣，稱為年頻率式n=N，%N——降雨這一定義是假定降雨觀測資料年限非常長，可代表降雨的整個歷史過程。但實際上是不可能的，只能取得一定年限內的暴雨強度值，因而n是有限的。按上式求得的暴雨強度的頻率，只能反映一定時期內的經驗，不能反映整個降雨的規律，故稱為經驗頻率。因此，水文計算常采用公式％計算年頻率，用公式％計算次頻率。觀測資料的年限愈長，經驗頻率出現的誤差也就愈小。14這一定義是假定降雨觀測資料年限非常長，可代表降雨的整我國現行《室外排水設計規范》規定，在編制暴雨強度公式時必須具有10a以上自計雨量記錄。在自計雨量記錄紙上，按降雨歷時為5、10、15、20、30、45、60、90、120min，每年每個歷時選擇6～8場最大暴雨記錄，計算其暴雨強度值，然后不論年次，將每個歷時的暴雨強度按大小次序排列，再從中選擇資料年數的3～4倍的最大值，作為統計的基礎資料。15我國現行《室外排水設計規范》規定，在編制暴雨強度公式（2）暴雨強度的重現期某特定值暴雨強度的重現期是指等于或大于該值的暴雨強度可能出現一次的平均間隔時間，一般用P表示，以年為單位，按如下公式進行計算：式中P—-暴雨強度的重現期（a）；

N—-資料記錄的年限（a）；

m—-等于或大于某特定值的暴雨強度出現的次數。重現期P與年頻率Pn互為倒數，即16（2）暴雨強度的重現期式中P—-暴雨強度的重現期（a9．1．2暴雨強度公式暴雨強度公式是在各地自計雨量記錄分析整理的基礎上，按照我國現行《室外排水設計規范》規定的方法推求出來的。暴雨強度公式是暴雨強度i（或q）、降雨歷時t、重現期P三者間關系的數學表達式，是雨水管渠的設計依據。我國常用的暴雨強度公式為：179．1．2暴雨強度公式暴雨強度公式是在各地自計雨量記式中q——設計暴雨強度（L/s·ha）；

P——設計重現期（a）；

t——降雨歷時（min）；A1、c、b、n——地方參數，根據統計方法計算確定。我國《給水排水設計手冊》第5冊收錄了我國若干城市的暴雨強度公式，統計時可直接選用。目前尚無暴雨強度公式的城鎮，可借用附近氣象條件相似地區城市的暴雨強度公式。18式中q——設計暴雨強度（L/s·ha）；我國《9．2雨水管網設計流量計算9．2．1地面徑流與徑流系數1．地面徑流：在地面沿地面坡度流動的雨水，稱為地面徑流。雨水管渠就是收集雨水地面徑流量。2．徑流系數降雨量<地面滲水量，雨水被地面吸收降雨量>地面滲水量，余水（兩者之差）在地面開始積水，產生地面徑流199．2雨水管網設計流量計算1．地面徑流：在地面沿地面坡度降雨強度q大，地面徑流量也大降雨強度q=入滲率，余水率=0，由于地面積水，仍有地面徑流。影響徑流系數的因素主要有匯水面積的地面覆蓋情況、地面坡度、地貌、建筑密度的大小、路面鋪砌等。此外，還與降雨歷時、暴雨強度及暴雨雨型有關。要精確確定ψ值，難度較大。目前在雨水管渠設計中，通常采用按地面覆蓋種類確定的經驗數值。20降雨強度q大，地面徑流量也大影響徑流系數的因素主要有我國現行《室外排水設計規范》中規定的徑流系數ψ值見下表：徑流系數ψ值地面種類ψ值各種屋面、混凝土和瀝青路面0.90大塊石鋪砌路面和瀝青表面處理的碎石路面0.60級配碎石路面0.45干砌磚石和碎石路面0.40非鋪砌土路面0.30公園或綠地0.1521我國現行《室外排水設計規范》中規定的徑流系數ψ值見下在雨水管渠系統設計中，匯水面積通常是由各種性質的地面覆蓋組成的，隨著它們占有的面積比例變化，ψ值也各異。因此整個匯水面積的徑流系數應采用平均徑流系數，其值是按各類地面面積用加權平均法計算求得，即：式中Ｆi——匯水面積上各類地面的面積（ha）；

ψi——相應于各類地面的徑流系數；

Ｆ——全部匯水面積（ha）。22在雨水管渠系統設計中，匯水面積通常是由各種性質的地面也可采用區域的綜合徑流系數。一般市區的綜合徑流系數ψ＝0.5～0.8，郊區的綜合徑流系數ψ＝0.4～0.6。9．2．2斷面集水時間與折減系數1．集水時間——指雨水從匯水面積上最遠點流到設計的管道斷面所需時間。（min）2．式中

——設計降雨歷時（min）；

t1——地面集水時間（min）；

t2——管渠內雨水流行時間（min）；

m——折減系數。（新規范已取消）23也可采用區域的綜合徑流系數。一般市區的綜合徑流系數ψ＝（1）地面集水時間t1的確定

地面集水時間是指雨水從匯水面積上最遠點流到雨水口的地面流行時間。地面集水時間受地形坡度、地面鋪砌、地面植被情況、距離長短等因素的影響，主要取決于水流距離的長短和地面坡度。在工程實踐中，地面集水時間通常不予計算，一般采用5～15min。24（1）地面集水時間t1的確定24一般在建筑密度較大、地形較陡、雨水口布置較密的地區，宜采用較小值，取t1＝5～8min。在建筑密度較小、地形較平坦、雨水口布置較疏的地區，宜采用較大值，取t1＝10～15min。同時，起點檢查井上游地面雨水流行距離以不超過120～150m為宜。應結合當地具體條件，合理地選定t1值。

t1選用過大，將會造成排水不暢，致使管道上游地面經常積水；選用過小，又將加大雨水管渠尺寸，從而增加工程造價。25一般在建筑密度較大、地形較陡、雨水口布置較密的地區，宜采（2）管渠內雨水流行時間t2的確定t2是指雨水在管渠內的流行時間，即：

式中t2——管渠內雨水流行時間（min）；

L——各設計管段的長度（m）；

v——各設計管段滿流時的流速（m/s）；

60——單位換算系數。26（2）管渠內雨水流行時間t2的確定26（3）折減系數m的確定折減系數m的提出原因如下：

1）雨水管渠按滿流設計，但降雨時，管渠中的水流并非一開始就達到設計流速，而是隨著降雨歷時的增長逐漸達到設計流速的。這樣，按公式算出的管渠內流行時間t2將比實際時間偏小。27（3）折減系數m的確定272）雨水管渠內各設計管段的設計流量是按照相應于該管段的集水時間的設計暴雨強度來計算的，所以，各管段的最大流量不大可能在同一時間發生。當任一管段出現設計流量時，其他管段（特別是上游管段）不一定都是滿流.282）雨水管渠內各設計管段的設計流量是按照相應于該管段的集水時管渠內的有一部分空隙容量，可設想利用該空隙容量暫時貯存一部分雨水，起到調蓄管段內最大流量的作用，從而削減其高峰流量，減小管渠斷面尺寸，降低工程造價。為了利用管道的這種調蓄能力，應使管內水流實際流速低于設計流速，故要延緩管內流行時間t2。29管渠內的有一部分空隙容量，可設想利用該空隙容量暫時貯考慮到以上兩個原因，在設計降雨歷時計算時引入了折減系數m，延緩了管內流行時間，使之更接近于實際情況，并達到折減管段設計流量，減小管渠斷面尺寸的目的。規范規定：暗管m=2，明渠m=1.2，在陡坡地區的暗管m＝1.2～2。30考慮到以上兩個原因，在設計降雨歷時計算時引入了折減系2．例題312．例題31雨水從各匯水面積上最遠點分別流入雨水口a、b、c、d的地面集水時間均為τ1，并假設：

1）匯水面積隨集水時間的增加而均勻增加；

2）降雨歷時t等于或大于匯水面積上最遠點的雨水流達設計斷面的集水時間τ1；

3）徑流系數ψ為定值。32雨水從各匯水面積上最遠點分別流入雨水口a、b、c、（1）設計管段1～2的雨水設計流量直到t＝τ1時，F1全部面積上的雨水均已全部流到設計斷面，這時管段1～2內流量達到最大值。

（L/s）式中q1——管段1～2的設計暴雨強度，即相應降雨歷時t＝τ1時的暴雨強度（L/s·ha）。33（1）設計管段1～2的雨水設計流量（L/s）式中q1—（2）設計管段2～3的雨水設計流量該設計管段收集匯水面積F1和F2上的雨水，2斷面為管段2～3的設計斷面。當t＝τ1+t1－2時，F1和F2全部面積上的雨水均流到2斷面，管段2～3的流量達到最大值。即：

（L/s）式中q2——管段2～3的設計暴雨強度，即相應于降雨歷時t＝τ1+t1－2的暴雨強度（L/s·ha）；

t1－2——管段1～2的管內雨水流行時間（min）。34（2）設計管段2～3的雨水設計流量（L/s）式中q2—（3）設計管段3～4的雨水設計流量

（L/s）式中q3——管段3～4的設計暴雨強度，即相應于降雨歷時t＝τ1+t1－2+t2－3的暴雨強度（L/s·ha）。

t2－3——管段2～3的管內雨水流行時間（min）。35（3）設計管段3～4的雨水設計流量（L/s）式中q3（4）設計管段4～5的雨水設計流量

（L/s）式中q4——管段4～5的設計暴雨強度，即相應于降雨歷時t＝τ1+t1－2+t2－3+t3－4的暴雨強度（L/s·ha）。

t3－4——管段3～4的管內雨水流行時間（min）。36（4）設計管段4～5的雨水設計流量（L/s）式中q4各設計管段的雨水設計流量應等于該管段所承擔的全部匯水面積與該管段設計暴雨強度的乘積。各管段的設計暴雨強度就是以管段設計斷面集水時間作為降雨歷時所對應的暴雨強度。由于各管段的集水時間不同，所以各管段的設計暴雨強度也不同。37各設計管段的雨水設計流量應等于該管段所承擔的全部匯水面9．3雨水管渠設計與計算9.3.1雨水管渠平面布置特點1．充分利用地形，就近排入水體雨水管渠應盡量利用自然地形坡度布置，要以最短的距離靠重力流將雨水排入附近的池塘、河流、湖泊等水體中。389．3雨水管渠設計與計算9.3.1雨水管渠平面布置特點一般情況下，當地形坡度較大時，雨水干管布置在地形低處或溪谷線上；當地形平坦時，雨水干管布置在排水流域的中間，以便于支管接入，盡量擴大重力流排除雨水的范圍。分散出水口：當管道將雨水排入池塘或小河時，水位變化小，出水口構造簡單，宜采用分散出水口。就近排放管線短、管徑小，造價低。集中出水口式：當河流等水體的水位變化很大，管道的出水口離常水位較遠時，出水口的構造就復雜，因而造價較高，此時宜采用集中出水口式布置形式。39一般情況下，當地形坡度較大時，雨水干管布置在地形低處2．盡量避免設置雨水泵站當地形平坦，且地面平均標高低于河流的洪水位標高時，需將管道適當集中，在出水口前設雨水泵站，經抽升后排入水體。盡可能使通過雨水泵站的流量減到最小，以節省泵站的工程造價和經常運行費用。402．盡量避免設置雨水泵站409.3.2雨水管渠設計參數（一）水力計算的基本公式式中Q——流量（m3/s）;

ω——過水斷面面積（m2）；

v——流速（m/s）；

R——水力半徑（m）；

I——水力坡度；

n——粗糙系數。419.3.2雨水管渠設計參數（一）水力計算的基本公式式中（二）水力計算的設計數據

1．設計充滿度雨水中主要含有泥砂等無機物質，不同于城市污水的性質，加之暴雨徑流量大，而相應較高設計重現期的暴雨強度的降雨歷時較短。故管道設計充滿度按滿流考慮，即h/D=1。明渠則應有不小于0.20m的超高。42（二）水力計算的設計數據1．設計充滿度42

2．設計流速為避免雨水所挾帶的泥砂等無機物在管渠內沉積下來而堵塞管道，我國設計規范規定滿流時管道最小設計流速為0.75m/s；明渠最小設計流速為0.4m/s。為防止管壁受到沖刷而損壞，雨水管渠的最大設計流速為：金屬管道為10m/s；非金屬管道為5m/s；明渠按表采用。432．設計流速43明渠最大設計流速明渠類別最大設計流速（m/s）明渠類別最大設計流速（m/s）粗砂或低塑性粘土粉質粘土粘土石灰巖或中砂巖0.81.01.24.0草皮護面干砌塊石漿砌塊石或漿砌磚混凝土1.62.03.04.044明渠最大設計流速明渠類別最大設計流速（m/s）明渠類別最大設9.3.3雨水管渠斷面設計暗管：在城市市區或廠區內，由于建筑密度高，交通量大，一般采用暗管排除雨水。

特點：衛生條件好、不影響交通，造價高。明渠：在城市郊區，建筑密度較低，交通量較小的地方，一般考慮采用明渠。

特點：造價低；但明渠容易淤積，孳生蚊蠅，影響環境衛生，且明渠占地大，使道路的豎向規劃和橫斷面設計受限，橋涵費用也增加。在地形平坦、埋設深度或出水口深度受限制的地區，可采用暗渠（蓋板渠）排除雨水459.3.3雨水管渠斷面設計暗管：在城市市區或廠區內，由于建3．最小管徑和最小設計坡度雨水管道的最小管徑為300mm，相應的最小坡度為0.003；雨水口連接管的最小管徑為200mm，相應的最小坡度為0.01。

4．最小埋深與最大埋深 在冰凍地區，雨水管道正常使用是在雨季，冬季一般不降雨，若該地區使雨水管內不貯留水，且地下水位較深時，其最小埋深則可不考慮冰凍影響，但應滿足管道最小覆土厚度的要求。其它具體規定同污水管道。463．最小管徑和最小設計坡度4．最小埋深與最大埋深 469.3.4雨水管網設計步驟（一）劃分排水流域，進行管道定線根據城市總體規劃圖，按地形劃分排水流域。在每一排水流域內，結合建筑物及雨水口分布，充分利用各排水流域內的自然地形，布置管道，使雨水以最短距離靠重力流就近排入水體。在總平面圖上繪出各流域的主干管、干管和支管的具體位置。479.3.4雨水管網設計步驟（一）劃分排水流域，進行管道定（二）劃分設計管段根據管道的具體位置，在管道轉彎、管徑或坡度改變、有支管接入、管道交匯等處以及超過一定距離的直線管段上都應設置檢查井。把兩個檢查井之間流量不變且預計管徑和坡度也不變的管段定為設計管段。并從管段上游往下游依次進行檢查井的編號。48（二）劃分設計管段48（三）確定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；

地形坡度較大時，應按地面雨水徑流的水流方向劃分。并將每塊面積進行編號，計算其面積并將數值標注在圖上。匯水面積除包括街坊外，還應包括街道、綠地等。49（三）確定各設計管段的匯水面積49（四）確定各排水流域的平均徑流系數通常根據排水流域內各類地面的面積數或所占比例，計算出該排水流域的平均徑流系數。也可根據規劃的地區類別，采用區域綜合徑流系數。（五）確定設計重現期P和地面集水時間t1

結合地形特點、匯水面積的地區建設性質和氣象特點確定設計重現期。各排水流域的設計重現期可相同，也可不同。根據設計地區的建筑密度、地形坡度和地面覆蓋種類、街坊內是否設置雨水暗管等，確定雨水管道的地面集水時間。50（四）確定各排水流域的平均徑流系數（五）確定設計重現期P（六）求單位面積徑流量q0

暴雨強度q與徑流系數ψ的乘積，稱為單位面積徑流量q0。即：對于某一設計來說，式中P、t1、ψ、m、A1、b、c、n均為已知數，只要求得各管段的管內雨水流行時間t2，就可求出相應于該管段的q0值。（L/s·ha）51（六）求單位面積徑流量q0對于某一設計來說，式中P、t1、（七）管渠材料的選擇雨水管道管徑小于或等于400mm采用圓形斷面的混凝土管，管徑大于400mm采用鋼筋混凝土管。（八）雨水管道的水力計算列表進行雨水干管的水力計算，求得各設計管段的設計流量。并確定各設計管段的管徑、坡度、流速、管內底標高及管道埋深等值。（九）繪制雨水管道的平面圖和縱剖面圖雨水管道平面圖和縱剖面圖的繪制方法和要求與污水管道相同52（七）管渠材料的選擇（八）雨水管道的水力計算（九）繪制雨水管9.6合流制管網設計與計算9.6.1合流制管網的使用條件和布置特點1．截流式合流制排水管渠的使用條件（1）排水區域內有一處或多處水源充沛的水體，其流量和流速都足夠大，當一定量的混合污水排入后對水體造成的污染危害程度在允許的范圍以內；539.6合流制管網設計與計算9.6.1合流制管網的使用條（2）街坊和街道的建設都比較完善，必須采用暗管（渠）排除雨水，而街道斷面又較窄，管（渠）的設置位置受到限制時；（3）地面有一定的坡度傾向水體，當水體出現高水位時，岸邊不受淹沒。污水在中途不需要泵汲。54（2）街坊和街道的建設都比較完善，必須采用暗管（渠）排除雨水2．布置特點（1）管渠的布置應使所有服務面積上的生活污水、工業廢水和雨水都能合理地排入管渠，并能以最短的距離坡向水體。（2）沿水體岸邊布置與水體平行的截流干管,在截流干管的適當位置設置溢流井,使超過截流干管截流能力的那部分混合污水能順利地通過溢流井就近排入水體。552．布置特點55（3）合理地確定溢流井的數目和位置●從對水體的污染情況看，合流制管渠系統中的初期雨水雖被截流，但溢流的混合污水總比一般雨水臟，為保護受納水體，溢流井的數目宜少，其位置應盡可能設置在水體的下游。●從經濟上講，溢流井過多，會提高溢流井和排放管渠的造價，特別是在溢流井離水體遠，施工條件困難時更是如此。當溢流井的溢流堰口標高低于受納水體的最高水位時，需在排放管渠上設置防潮門、閘門或排澇泵站。為減少泵站造價、減少對水體的污染和便于管理，溢流井應適當集中，不宜過多。56（3）合理地確定溢流井的數目和位置56（4）在合流制管渠系統的上游排水區域內，如雨水可沿地面的道路邊溝排泄，則該區域內可只設污水管道。只有當雨水不能沿地面排泄時，才考慮設置合流管渠。57（4）在合流制管渠系統的上游排水區域內，如雨水可沿地面的道路9.6.3合流制排水管渠的設計流量（1）完全合流制排水管渠設計流量的確定第一個溢流井上游管渠的設計流量為設計生活污水量Qs、設計工業廢水量Qg和設計雨水量Qy之和Qz=Qs+Qg+Qy=Qh+Qy式中Qh——旱流流量Qh=Qs+Qg589.6.3合流制排水管渠的設計流量（1）完全合流制排水管渠要求高的場合可取最大時生活污水量和最大生產班內的最大時工業廢水量；一般情況下可取平均日生活污水量和最大班內平均日工業廢水量。Qs+Qg為晴天的設計流量，稱為旱流流量Qh。由于Qh相對較小，Q計算所得的管徑、坡度和流速，應用旱流流量Qh進行校核，檢查管道在輸送旱流流量時是否滿足最小流速的要求。59要求高的場合可取最大時生活污水量和最大生產班內的最大時工業（2）截流式合流制排水管渠設計流量的確定溢流井下游管渠的雨水設計流量為：

Qy

=n0（Qs

+Qg）+Qy′

式中Qy′——

溢流井下游匯水面積上的雨水設計流量，按相當于此匯水面積的集水時間求得。60（2）截流式合流制排水管渠設計流量的確定溢流井下游管渠的溢流井下游管段的設計流量是雨水設計流量與生活污水設計流量及工業廢水設計流量之和，即：

Q=n0（Qs+Qg）+Qy′+Qs+Qg+Qh′=（n0+1）（Qs+Qg）+Qy′+Qh′=（n0+1）Qh+Qy′+Qh′式中Qh′——

溢流井下游匯水面積上的生活污水設計流量與工業廢水設計流量之和。61溢流井下游管段的設計流量是雨水設計流量與生活污水設計流（3）從溢流井溢出的混合污水設計流量當溢流井上游管段的設計流量超過溢流井下游管段的截流能力后，就會有一部分混合污水從溢流井處溢流泄出，通過排放渠道泄入水體。該溢流的混合污水設計流量為：

Qx

=（Qs+Qg

+Qy

）－（n0+1）

Qh

62（3）從溢流井溢出的混合污水設計流量62截流式合流制排水管渠系統的設計計算實例63截流式合流制排水管渠系統的設計計算實例6364646565

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6969第10章給水排水管道材料與附件2022/12/2070Freetemplatefrom第10章給水排水管道材料與附件2022/12/1970F第10章排水管渠材料及附屬構筑物10.1排水管渠的斷面及材料10.2排水管渠系統上的構筑物71第10章排水管渠材料及附屬構筑物71

10.1排水管渠的斷面及材料

常用排水管渠的斷面形式

排水管渠的材料7210.1排水管渠的斷面及材料72一、常用排水管渠的斷面形式

1、對排水管渠斷面形式的要求

2、常用的管渠斷面形式73一、常用排水管渠的斷面形式73對排水管渠斷面形式的要求靜力學要求：管道須具有較好的穩定性.能抵抗內外壓力。水力學要求：應具有最大的排水能力,在一定流速下不產生沉淀。經濟方面：管道每單位長度的造價應是最低的或輸送污水是較經濟的。養護管理：不易淤積且易于沖洗。74對排水管渠斷面形式的要求靜力學要求：管道須具有較好的穩定性.常用的管渠斷面形式圓形

半橢圓形

馬蹄形

蛋形

矩形

梯形75常用的管渠斷面形式圓形75圓形適用于：管徑小于2米且地質條件好時。優點：水力性能好，具有最大的水力半徑，流速大，流量大，便于預制，對外力抵抗能力強，運輸施工維護方便。76圓形適用于：管徑小于2米且地質條件好時。76半橢圓形優點：在土壓力和活荷載較大時，可更好地分配管壁壓力，減少管壁厚度。適用：污水流量無大變化及管渠直徑大于2米。77半橢圓形優點：在土壓力和活荷載較大時，可更好地分配管壁壓力，馬蹄形特點：高度小于寬度。優點：因斷面下部大，宜輸送流量變化不大的大流量污水。適用：地質條件較差或地形平坦需盡量減少埋深時。78馬蹄形特點：高度小于寬度。78蛋形特點：因底部較小，在小流量時可維持較大的流速，減少淤積。適用：實踐證明，這種斷面沖洗和疏通困難，管道制作、運輸、施工不便，目前很少用。79蛋形特點：因底部較小，在小流量時可維持較大的流速，減矩形特點：可按需要增加深度，以加大排水量，并能現場澆制或砌筑。適用：工企業、路面狹窄地區的排水管道及排洪溝。80矩形特點：可按需要增加深度，以加大排水量，并能現場澆

梯形適用：明渠。特點：邊坡取決于土壤和鋪砌材料。81梯形適用：明渠。8110.2排水管渠的材料對管渠材料的要求常用的排水管渠排水管渠材料的選擇8210.2排水管渠的材料對管渠材料的要求82對管渠材料的要求足夠的強度，能抵抗內外壓力和雜質沖刷磨損；具抗腐蝕性（污水、地下水）；不透水（污水不透出、地下水不透入）；內壁光滑，阻力小，排水通暢；就地取材，可預制管件，節省費用。83對管渠材料的要求足夠的強度，能抵抗內外壓力和雜質沖刷磨損；8常用的排水管渠混凝土管和鋼筋混凝土管陶土管金屬管其他管材84常用的排水管渠混凝土管和鋼筋混凝土管84混凝土管和鋼筋混凝土管

管口形式：承插式、企口式、平口式。特點：管徑不超過450mm，長度多為1m。可就地取材，價格較低。適應于排除雨水和污水。抗酸、堿侵蝕性差。管節短，接口多，抗沉降、抗震性差。大口徑管的自重大，搬運不便。85混凝土管和鋼筋混凝土管

管口形式：承插式、企口式、平口式。8陶土管內外壁光滑、不透水、耐磨、防腐。管徑一般不超過600mm，管長在0.8~1.0m之間。質脆易碎。管節短，接頭多。主要用于排除工業酸性廢水。86陶土管內外壁光滑、不透水、耐磨、防腐。86金屬管常用的有鑄鐵管和鋼管;在外力很大或對滲漏要求特別高的場合下使用；在穿越鐵路時，在土蹦或地震地區；在距給水管道或房屋基礎較近時；在壓力管線上或施工特別困難的場合采用鋼管時必須涂刷耐腐蝕的涂料并注意絕緣，以防銹蝕。87金屬管常用的有鑄鐵管和鋼管;87其他管材漿砌磚、石渠道；大型鋼筋混凝土渠道；新型管材-------“丹麥管”用芯模震動成型工藝生產的鋼筋混凝土管；質量高、生產效率高、環境污染小；施工方便，不易漏水。強化塑料管、聚氯乙烯管。88其他管材漿砌磚、石渠道；88排水管渠材料的選擇管材供應情況經濟上的考慮技術方面的要求（酸堿廢水及地質情況）89排水管渠材料的選擇管材供應情況89在選擇管材時，應根據水質、水溫，斷面尺寸、管內外所受壓力和施工條件等因素，盡量選擇能就地取材、易于制造、便于供應和運輸方便的材料，以降低工程造價。在選材時，還要考慮技術要求：排除堿性（PH>10）的工業廢水用鑄鐵管；酸性（PH<5）的工業廢水可用陶土管；壓力管段，一般采用金屬管、鋼筋混凝土管或預應力鋼筋混凝土管；地震地區施工條件差的地區用金屬管；一般地區的重力流管道采用混凝土和鋼筋混凝土管。90在選擇管材時，應根據水質、水溫，斷面尺9010.2排水管渠系統上的構筑物

檢查井

跌水井

水封井

換氣井

沖洗井

溢流井

測流井

雨水口、

連接暗井倒虹管、管橋出水口9110.2排水管渠系統上的構筑物檢查井91檢查井作用：便于定期檢查、清通。要求：為了便于清通檢查井之間的管段應是直通的，既不彎曲斷面又沒有變化。設置：管道交匯處、轉彎、管道尺寸或坡度改變、跌水處及相隔一定距離的直線管段上。組成：基礎、井底、井身、井蓋和蓋座。材料：磚、石、混凝土或鋼筋混凝土。92檢查井作用：便于定期檢查、清通。92跌水井設置：當檢查井中上下游管渠的管底落差大于2米。跌水井內應有減速、防沖及消能設施。形式：豎管式（適應于管徑等于或小于400mm管道）、溢流堰式（適應于大于400mm管道）。當上下游管渠的管底跌落差小于1m時，只把檢查井低部作成斜坡，不做跌水。管道轉彎處不宜設跌水井。93跌水井設置：當檢查井中上下游管渠的管底落差大于2米。93水封井當工業廢水中能產生引起爆炸或火災的氣體時，管道中必須設置水封井。作用：阻隔易燃氣體流通，阻隔水面游火。位置：設在產生上述廢水的生產裝置、儲罐區等的廢水排出口處。94水封井當工業廢水中能產生引起爆炸或火災的氣體時，管道中必須設換氣井作用：避免有機物發酵產生的氣體遇火爆炸，排除有害氣體，保證工人檢修安全。95換氣井作用：避免有機物發酵產生的氣體遇火爆炸，排除有害氣體，溢流井設置：截流式合流制排水系統。作用：晴天截流混合污水進污水廠，雨天部分混合污水溢流入水體。形式：截流槽式、溢流堰式96溢流井設置：截流式合流制排水系統。96沖洗井作用：污水管道內的流速不能保證自請時，為防止淤塞。分類：人工沖洗、自動沖洗。設置：管徑小于400mm的管道上。97沖洗井作用：污水管道內的流速不能保證自請時，為防止淤塞。97測流井作用：測定過水流量。測流設備：堰、文丘里管、量水槽。98測流井作用：測定過水流量。98雨水口設置：設在雨水管道或合流管道上。作用：收集地面雨水。位置：交叉路口、路側邊溝等低洼處。構造：進水箅、連接管、井身。形式：邊溝式、側石式、聯合式。99雨水口設置：設在雨水管道或合流管道上。99連接暗井設置：當管徑大于800mm時，雨水口的連接管可通過連接暗井與雨水管道連接。100連接暗井設置：當管徑大于800mm時，雨水口的連接管可通過連倒虹管設置：排水管道遇到河流、山澗、洼地或地下構筑物時。組成：進水井、管道、出水井。形式：直管式、折管式。注意的問題：應盡可能與障礙物正交，穿越河道的倒虹管應選擇不易被沖刷的地段及埋深較小的部位。管頂與河床垂直距離不易小于0.5m工作管線不少于兩條。101倒虹管設置：排水管道遇到河流、山澗、洼地或地下構筑物時。10防止淤積的措施提高管內流速，一般采用1.2~1.5m/s,不易小于0.9m/s，當達不到0.9m/s時，應加定期沖洗措施。最小管徑200mm。進水井低部設沉泥槽。折管式倒虹管的上行管與水平線夾角小于或等于300。合流制管道設倒虹管時，應按旱流污水量校核流速。102防止淤積的措施提高管內流速，一般采用1.2~1.5m/s,不管橋設置：當管道穿越谷地時，可架橋敷設管道。優點：易于施工、造價低。適用：小流量。103管橋設置：當管道穿越谷地時，可架橋敷設管道。103出水口位置：根據排水水質、下游用水情況、水體流量、水位變化、波浪等確定設置：當污水需和水體水流充分混合時，出水口長距離伸入水體分散出水。污水管渠出水口采用淹沒式，管頂標高在常水位下。雨水管渠出水口采用非淹沒式，其管底標高最好在水體最高水位以上以免水體水倒灌。形式：一字型、八字型、門字型。104出水口位置：根據排水水質、下游用水情況、水體流量、水位變化、第11章給水排水管網系統運行管理與維護2022/12/20105Freetemplatefrom第11章給水排水管網系統運行管理與維護2022/12/為了維持管網的正常工作，保證安全供水，必須做好日常的管網養護管理工作，內容包括：建立技術檔案；檢漏和修漏；水管清垢和防腐蝕；用戶接管的安裝、清洗和防冰凍；管網事故搶修；檢修閥門、消火栓、流量計和水表等。106為了維持管網的正常工作，保證安全供水，必須做好日常的管網養護第一節給水排水管道系統檔案管理一、給水排水管道系統技術資料管理管理現有給水排水管道系統平面圖，圖上標明泵站、管線、閥門、消火栓等的位置和尺寸。大中城市的管道系統可以按照每一條街道一張圖紙列卷歸檔。107第一節給水排水管道系統檔案管理一、給水排水管道系統技術資第一節給水排水管道系統檔案管理給水排水管道系統管理所需要的技術資料有：管線圖，表明管線的直徑、位置、埋深以及閥門、消火栓等的布置，用戶接管的直徑和位置等。管線過河、過鐵路和公路的構造詳圖；閥門和消火栓記錄卡，包括安裝年月、地點、口徑、型號、檢修記錄等。竣工記錄和竣工圖。108第一節給水排水管道系統檔案管理給水排水管道系統管理所需要竣工圖管線埋在地下，施工完畢覆土后難以看到，因此應及時繪制竣工圖，將施工中的修改部分隨時在設計圖紙中訂正。竣工圖應在溝管回填土以前繪制，圖中標明給水管線位置、管徑、埋管深度、承插口方向、配件形式和尺寸、閥門形式和位置、其它有關管線(例如排水管線)的直徑和埋深等。竣工圖上的管線和配件位置可用搭角線表示，注明管線上某一點或某一配件到某一目標的距離，便于及時進行養護檢修。109竣工圖管線埋在地下，施工完畢覆土后難以看到，因此應及時繪制竣第一節給水排水管道系統檔案管理二、給水排水管網地理信息系統

地理信息系統(GeographicInformationSystem簡稱GIS)。給水排水管網地理信息系統的功能體現在：1）實現管網系統檔案的數字化管理，建立管網系統中央數據庫。2）有效、生動地定位管道、閥門、水表等管網組件。3）為管網系統規劃、改建、擴建提供圖紙及數據依據。4）為管網施工提供圖紙依據。5）科學高效地進行爆管搶修等事故處理。6）供管網優化規劃設計、實時運行模擬、狀態參數校核、管網系統優化調度等技術性功能的軟件接口。110第一節給水排水管道系統檔案管理二、給水排水管網地理信息系管網水壓和流量測定測定管網的水壓，應在有代表性的測壓點進行。測壓點的選定既要能真實反映水壓情況，又要均勻合理布局，使每一測壓點能代表附近地區的水壓情況。測壓點以設在大中口徑的干管線上為主，不宜設在進戶支管上或有大量用水的用戶附近。測壓時可將壓力表安裝在消火栓或給水龍頭上，定時記錄水壓。111管網水壓和流量測定測定管網的水壓，應在有代表性的測壓點進行。管網水壓測定測定水壓，有助于了解管網的工作情況和薄弱環節。根據測定的水壓資料，按0.5—1.0m的水壓差，在管網平面圖上繪出等水壓線，由此反映各條管線的負荷。整個管網的水壓線最好均勻分布，如某一地區的水壓線過密，表示該處管網的負荷過大，因而指出所用的管徑偏小。由等水壓線標高減去地面標高，得出各點的自由水壓，即可繪出等自由水壓線圖，據此可了解管網內是否存在低水壓區。112管網水壓測定測定水壓，有助于了解管網的工作情況和薄弱環節。1管網流量測定測定時將畢托管插入待測水管的測流孔內。畢托管有兩個管嘴，一個對著水流，另一個背著水流，由此產生的壓差h可在U形壓差計中讀出。113管網流量測定測定時將畢托管插入待測水管的測流孔內。113管網流量測定114管網流量測定114管網流量測定水管斷面內任一測點的流速115管網流量測定水管斷面內任一測點的流速115管網流量測定實測時，須先測定水管的實際內徑，然后將該管徑分成上下等距離的10個測點(包括圓心共11個測點)，用畢托管測定各測點的流速。因圓管斷面各測點的流速為不均勻分布，可取各測點流速的平均值Va，再乘以水管斷面積即得流量。用畢托管測流量的誤差一般為3％—5％。116管網流量測定實測時，須先測定水管的實際內徑，然后將該管徑分成管網流量測定例題直徑700mm水管的11個測點的測定結果如下表，求該管流量。117管網流量測定例題直徑700mm水管的11個測點的測定結果如下管網流量測定例題118管網流量測定例題118第二節給水管道的防腐與維修金屬管道與水或潮濕土壤接觸后，因化學作用或電化學作用產生的腐蝕而遭到損壞。按照腐蝕過程的機理，可分為沒有電流產生的化學腐蝕，以及形成原電池而產生電流的電化學腐蝕(氧化還原反應)。給水管網在水中和土壤中的腐蝕，以及流散電流引起的腐蝕，都是電化學腐蝕。119第二節給水管道的防腐與維修金屬管道與水或潮濕土壤接觸后，影響電化學腐蝕的因素鋼管和鑄鐵管氧化時，管壁表面可生成氧化膜，腐蝕速度因氧化膜的作用而越來越慢，有時甚至可保護金屬不再進一步腐蝕，但是氧化膜必須完全覆蓋管壁，并且附著牢固、沒有透水微孔的條件下，才能起保護作用。水中溶解氧可引起金屬腐蝕，一般情況下，水中含氧越多，腐蝕越嚴重，但對鋼管來說，此時在內壁產生保護膜的可能性越大，因而可減輕腐蝕。水的pH值明顯影響金屬管的腐蝕速度，pH值越低腐蝕越快，中等pH值時不影響腐蝕速度，pH值高時因金屬管表面形成保護膜，腐蝕速度減慢。水的含鹽量對腐蝕的影響是，含鹽量越高則腐蝕加快。流速和腐蝕速度的關系是，流速越大，腐蝕越快。120影響電化學腐蝕的因素鋼管和鑄鐵管氧化時，管壁表面可生成氧化膜防止給水管腐蝕的方法采用非金屬管材，如預應力或自應力鋼筋混凝土管、玻璃鋼管、塑料管等。在金屬管表面上涂油漆、水泥砂漿、瀝青等，以防止金屬和水相接觸而產生腐蝕。陰極保護。根據腐蝕電池的原理，兩個電極中只有陽極金屬發生腐蝕，所以陰極保護的原理就是使金屬管成為陰極，以防止腐蝕。121防止給水管腐蝕的方法采用非金屬管材，如預應力或自應力鋼筋混凝犧牲陽極的陰極保護法使用消耗性的陽極材料，如鋁、鎂、鋅等，隔一定距離用導線連接到管線(陰極)上，在土壤中形成電路，結果是陽極腐蝕，管線得到保護。122犧牲陽極的陰極保護法使用消耗性的陽極材料，如鋁、鎂、鋅等，隔通入直流電的陰極保護法埋在管線附近的廢鐵和直流電源的陽極連接，電源的陰極接到管線上，因此可防腐蝕。在土壤電阻率高(約2500歐姆?cm)或金屬管外露時使用較宜。123通入直流電的陰極保護法埋在管線附近的廢鐵和直流電源的陽極連接維修——檢漏檢漏是管線管理部門的一項日常工作。減少漏水量既可降低給水成本，也等于新辟水源，經濟意義是很大的。水管損壞引起漏水的原因：因水管質量差或使用期長而破損；由于管線接頭不密實或基礎不平整引起的損壞；因使用不當例如閥門關閉過快產生水錘以致破壞管線；因閥門銹蝕、閥門磨損或污物嵌住無法關緊等。124維修——檢漏檢漏是管線管理部門的一項日常工作。減少漏水量既可檢漏方法實地觀察法是從地面上觀察漏水跡象，如排水窨井中有清水流出，局部路面發現下沉，路面積雪局部融化，晴天出現濕潤的路面等，本法簡單易行，但較粗略。125檢漏方法實地觀察法125檢漏方法聽漏法聽漏法使用最久，聽漏工作一般在深夜進行，以免受到車輛行駛和其他雜聲的干擾。聽漏棒，使用時棒一端放在水表、閥門或消火栓上，即可從棒的另一端聽到漏水聲。這一方法的聽漏效果憑各人經驗面定。檢漏儀是比較好的檢漏工具。所用儀器有電子放大儀和相關檢漏儀等。電子放大儀是一個簡單的高頻放大器、利用晶體探頭將地下漏水的低頻振動轉化為電訊號，放大后即可在耳機中聽到漏水聲。也可從輸出電表的指針擺動看出漏水情況。相關檢漏儀是由漏水聲音傳播速度，即漏水聲傳到兩個拾聲頭的時間先后，通過計算機算出漏水地點，該類儀器價格昂貴，使用時需較多人力．對操作人員的技術要求高，國內使用很少。優點是適用于尋找疑難漏水點，如穿越建筑物和水下管道的漏水。126檢漏方法聽漏法126聽漏法電子聽漏棒數字濾波漏水檢測儀127聽漏法電子聽漏棒數字濾波漏水檢測儀127檢漏方法分區檢漏法分區檢漏是用水表測出漏水地點和漏水量，一般只在允許短期停水的小范圍內進行。方法是把整個給水管網分成小區，凡是和其他地區相通的閥門全部關閉，小區內暫停用水，然后開啟裝有水表的一條進水管上的閥門，使小區進水。如小區內的管網漏水，水表指針將會轉動，由此可讀出漏水量。水表裝在直徑為10—20mm的旁通管上。查明小區內管網漏水后，可按需要再分成更小的區，用同樣方法測定漏水量。這樣逐步縮小范圍，最后還須結合聽漏法找出漏水的地點。128檢漏方法分區檢漏法128分區檢漏法129分區檢漏法129維修——清垢由于輸水水質、水管材料、流速等因素，水管內壁會逐漸腐蝕而增加水流阻力，水頭損失逐步增長，輸水能力隨之下降。根據有些地方的經驗，涂瀝青的鑄鐵管經10—20年使用后，粗糙系數n值可增長到0.016—0.018左右，內壁未涂水泥砂漿的鑄鐵管，使用1—2年后n值即達到0.025，而涂水泥砂漿的鑄鐵管，雖經長期使用，粗糙系數可基本上不變。為了防止管壁腐蝕或積垢后降低管線的輸水能力，除了新敷管線內壁事先采用水泥砂漿涂襯外，對已埋地敷設的管線則有計劃地進行刮管涂料，即清除管內壁積垢并加涂保護層，以恢復輸水能力，節省輸水能量費用和改善管網水質，這也是管理工作中的重要措施。130維修——清垢由于輸水水質、水管材料、流速等因素，水管內壁會逐管線清垢產生積垢的原因：金屬管內壁被水侵蝕；水中的碳酸鈣沉淀；水中的懸浮物沉淀；水中的鐵、氯化物和硫酸鹽的含量過高；鐵細菌、藻類等微生物的滋長繁殖等。131管線清垢產生積垢的原因：131金屬管線清垢方法松軟的積垢，可提高流速進行沖洗。沖洗時流速比平時流速提高3—5倍，但壓力不應高于允許值。每次沖洗的管線長度為100—200m。用壓縮空氣和水同時沖洗，效果更好，其優點是：清洗簡便，水管中無需放入特殊的工具；操作費用比刮管法、化學酸洗法為低；工作進度較其他方法迅速；用水流或氣—水沖洗并不會破壞水管內壁的瀝青涂層或水泥砂漿涂層。132金屬管線清垢方法松軟的積垢，可提高流速進行沖洗。132金屬管線清垢方法水力清管法管垢隨水流排出。起初排出的水渾濁度較高，以后逐漸下降，沖洗工作直到出水完全澄清時為止。133金屬管線清垢方法水力清管法133金屬管線清垢方法氣壓脈沖射流清管法貯氣罐中的高壓空氣通過脈沖裝置1、橡膠管3、噴嘴6送入需清洗的管道中，沖洗下來的銹垢由排水管5排出。該法的設備簡單，操作方便，成本不高。進氣和排水裝置可安裝在檢查井中，因而無需斷管或開挖路面。134金屬管線清垢方法氣壓脈沖射流清管法134金屬管線清垢方法堅硬的積垢，需用刮管法清除。刮管器有多種形式，都是用鋼絲繩絞車等工具使其在積垢的水管內來回拖動。刮管器適用于刮除小口徑水管內的積垢。它由切削環、括管環和鋼絲刷組成。使用時，先由切削環在水管內壁積垢上刻劃深痕，然后刮管環把管垢刮下，最后用鋼絲刷刷凈。135金屬管線清垢方法堅硬的積垢，需用刮管法清除。135金屬管線清垢方法大口徑水管刮管時可用旋轉法刮管，安裝情況和刮管器相類似，但鋼絲繩拖動的是裝有旋轉刀具的封閉電動機。136金屬管線清垢方法136刮管法優點：工作條件較好，刮管速度快。缺點：刮管器和管壁的摩擦力很大，往返拖動相當費力，并且管線不易刮凈。137刮管法137清管器清管器用聚氨酯泡沫制成，其外表面有高強度材料的螺紋，外形如炮彈，外徑比管道直徑稍大，清管操作由水力驅動，大小管徑均可適用。優點是成本低，清管效果好，施工方便且可延緩結垢期限，清管后如不襯涂也能保持管壁表面的良好狀態。清管時，通過消火拴或切斷的管線，將清管器塞入水管內，利用水壓力以2—3km/h的速度在管內移動。約有10％的水從清管器和管壁之間的縫隙流出，將管垢和管內沉淀物沖走。沖洗水的壓力隨管徑增大而減小。軟質清管器可任意通過彎管和閥門。138清管器138酸洗法將一定濃度的鹽酸或硫酸溶液放進水管內，浸泡14—18h以去除碳酸鹽和鐵銹等積垢，再用清水沖洗干凈，直到出水不含溶解的沉淀物和酸為止。這種方法的缺點是酸洗后，水管內壁變為光潔，如水質有侵蝕性，以后銹蝕可能更快。139酸洗法139維修——涂料管壁積垢清除以后，應在管內襯涂保護涂料，以保持輸水能力和延長水管壽命。一般是在水管內壁涂水泥砂漿或聚合物改性水泥砂漿。水泥砂漿涂層厚度為3—5mm，聚合物改性水泥砂漿約為1.5—2mm。水泥砂漿用M50硅酸鹽水泥或礦渣水泥和石英砂，按水泥：砂：水＝1：1：0.37—0.4的比例拌和而成。聚合物改性水泥砂漿由M50硅酸鹽水泥、聚醛酸乙烯乳劑、水溶性有機硅、石英砂等按一定比例配合而成。140維修——涂料140第三節給水管道的水質管理和供水調度維持管網水質也是管理工作的任務之一。為保持管網的正常水量或水質，除了提高出廠水水質外，可以采取以下措施：通過給水栓、消火栓和放水管，定期放去管網中的部分“死水”，并借此沖洗水管。長期未用的管線或管線盡端，在恢復使用時必須沖洗干凈。管線延伸過長時，應在管網中途加氯，以提高管網邊緣地區的剩余氯量，防止細菌繁殖。盡量采用非金屬管道。定期對金屬管道清垢、刮管和襯涂水管內壁，以保證管線輸水能力不致明顯下降。無論在新敷管線竣工后，或舊管線檢修后均應沖洗消毒。消毒之前先用高速水流沖洗水管，然后用20—30mg／L的漂白粉溶液浸泡一晝夜以上，再用清水沖洗，同時連續測定排出水的濁度和細菌，直到合格為止。定期清洗水塔、水池和屋頂高位水箱。141第三節給水管道的水質管理和供水調度維持管網水質也是管理工給水管網水質控制1.影響管網水質的因素

(1)出廠水水質狀況包括兩個方面，一是水質的合格率，二是水質的穩定性。

(2)輸配水管網狀況

(3)二次供水設施狀況

(4)加氯消毒狀況

(5)其它因素2.改善管網水質的主要措施

(1)提高出廠水水質和穩定性，嚴格控制濁度超標

(2)更新或改造供水管道系統，深化管網管理

(3)完善二次供水設施的設計與施工，加強管理

(4)合理加氯

(5)加強管網水質的測定和預測142給水管網水質控制1.影響管網水質的因素142給水管網運行調度任務城市供水管網運行調度的重要任務是在保證城市供水水質和水量安全可靠的前提下，使單位供水量的能耗降低到最低限度；并當供水管網服務區內出現異常情況時，如發生火災、管網破裂、水質突發性被污染、控制設備失控等，調度裝置運行相應的程序，以便將損失降低到最低限度。根據技術應用的深度和系統完善程度，可以將城市供水的調度分為如下三個發展階段：1）人工經驗調度2）計算機輔助調度3）全自動化調度與控制：這是當今城市供水管網運行調度的發展方向。主要通過對供水管網運行狀態的遙測遙控系統（即SCADA），實現城市供水管網調度與控制的最優化、自動化和智能化；實現與水廠制水過程控制系統、供水企業管理系統的一體化進程。143給水管網運行調度任務城市供水管網運行調度的重要任務是在保證城給水管網調度SCADA系統給水管網調度SCADA系統主要利用四項基礎技術：計算機技術(Computer)、通訊技術(Communication)、控制技術(Control)和傳感技術(Sensor)，簡稱3C+S技術。這就是現代城市供水SCADA系統的前身。城市供水SCADA(SupervisoryControlandDataAcquisition)系統也即監控和數據采集系統，又稱計算機四遙系統，指遙測(Telemetering)、遙控(Telecontrol)、遙訊(Telesingal)、遙調(Teleadjusting)技術。144給水管網調度SCADA系統給水管網調度SCADA系統主要利給水管網運行調度任務及系統組成管網調度的目的是安全可靠地將水壓、水量、水質符合要求的水送往每一用戶、以期最大限度地降低生產成本，取得較好的社會效益和經濟效益。城市管網的調度管理是很復雜的，應充分利用計算機技術并建成管網圖形與信息的計算機管理系統。大城市的管網往往隨著用水量的增長而逐步形成多水源的給水系統。多水源給水系統如不采取集中調度的措施，將使各方面的工作得不到協調，從而影響經濟而有效地供水。通過集中調度，各水廠泵站可不必只根據本廠水壓的大小來啟閉水泵，而有可能按照管網控制點的水壓確定各廠工作泵的臺數。這樣，既能保證管網所需的水壓，且可避免因管網水壓過高而浪費能量。建立城市供水的數據采集和監控系統，即SCADA系統。145給水管網運行調度任務及系統組成管網調度的目的是安全可靠地將水用水量預測用水量預測的方法包括：（1）多元回歸分析（2）時間序列分析(TSA)（3）人工神經網絡(ANN)（4）灰色模型146用水量預測用水量預測的方法包括：146本章小結本章主要從給水排水管道系統檔案管理、給水管道的防腐與維修、給水管道的水質管理和供水調度三個方面介紹了給水排水管道系統的技術管理和維護。通過本章的學習大家要了解給水管網的檢漏、防腐、刮管涂料及維持管網水質的措施，了解管網水壓和流量的測定原理和方法，了解管網的調度管理。了解排水管渠系統的管理和維護的主要任務，了解排水管渠系統清通及維修方法。147本章小結本章主要從給水排水管道系統檔案管理、給水管道的防腐與第9章雨水管渠系統設計計算2022/12/20148Freetemplatefrom第9章雨水管渠系統設計計算2022/12/191Free第9章雨水管渠系統設計計算9．1雨量分析與暴雨強度公式9．2雨水管渠設計流量計算9．3雨水管渠設計與計算9.4雨水徑流調節9.5城市防洪設計9.6合流制排水管渠的設計計算149第9章雨水管渠系統設計計算9．1雨量分析與暴雨強度公

1．確定當地的暴雨強度公式或暴雨強度曲線；

2．劃分排水流域，進行雨水管渠的定線；

3．劃分設計管段，計算各設計管段雨水設計流量；

4．進行管渠的水力計算，確定各設計管段的管徑、坡度、標高及埋深。

5．繪制管渠平面圖及縱剖面圖。雨水管渠設計的主要內容包括：1501．確定當地的暴雨強度公式或暴雨強度曲線；雨水管渠設9．1雨量分析與暴雨強度公式雨水設計流量是雨水管渠系統設計的依據。由于雨水徑流的特點是流量大而歷時短，因此應對雨量進行分析，以便經濟合理地推算暴雨量和徑流量，作為雨水管渠的設計流量。9.1.1雨量分析

降雨現象的分析，是用降雨量、暴雨強度、降雨歷時、降雨面積和重現期等因素來表示降雨的特征。1519．1雨量分析與暴雨強度公式雨水設計流量是雨水管渠（1）．降雨量

降雨量是指降雨的絕對量，是用降雨深度H（mm）表示，也可用單位面積上的降雨體積（L/ha）表示。在研究降雨時，很少以一場雨為對象，而常用單位時間表示：

1）年平均降雨量：指多年觀測所得的各年降雨量的平均值。

2）月平均降雨量：指多年觀測所得的各月降雨量的平均值。

3）年最大日降雨量：指多年觀測所得的一年中降雨量最大一日的絕對量。152（1）．降雨量5（3）．降雨歷時和降雨強度（暴雨強度）是指連續降雨的時段，可以指一場雨全部的時間，也可以指其中個別的連續時段。用t表示，單位以min或h計，從自計雨量記錄紙上直接讀得。降雨強度是指某一連續降雨時段內的平均降雨量，即單位時間的平均降雨深度，用i表示。153（3）．降雨歷時和降雨強度（暴雨強度）降雨強度是（mm/min）在工程上統計的降雨多屬暴雨性質，故稱暴雨強度，常用單位時間內單位面積上的降雨體積q（L/s·ha）表示。q與

i之間的換算關系為：

q＝167i式中167-—換算系數。154（mm/min）在工程上統計的降雨多屬暴雨性質，故稱暴雨強度是描述暴雨特征的重要指標，也是確定雨水設計流量的重要依據。在任一場暴雨中，暴雨強度是隨降雨歷時變化的。所取的降雨歷時長，則與該歷時相對應的暴雨強度將小于短歷時對應的暴雨強度。在推求暴雨強度公式時，降雨歷時常采用5、10、15、20、30、45、60、90、120min9個時段。在分析暴雨資料時，必須選用對應各降雨歷時的最大降雨量。由于在各降雨歷時內每個時刻的暴雨強度也是不同的，所以計算出的各歷時的暴雨強度稱為最大平均暴雨強度。155暴雨強度是描述暴雨特征的重要指標，也是確定雨水設計流量（4）暴雨強度頻率對應于特定降雨歷時的暴雨強度的出現次數服從一定的統計規律，可以通過長期的觀測數據計算某個特定的降雨歷時的暴雨強度出現的經驗頻率，簡稱暴雨強度頻率。156（4）暴雨強度頻率對應于特定降雨歷時的暴雨強度的出現次數服從（5）暴雨強度重現期暴雨強度重現期是指在多次的觀測中，事件數據值大于等于某個設定值重復出現的平均間隔年數，單位為年(a)。一般情況下，低洼地段采用的設計重現期大于高地；干管采用的設計重現期大于支管，工業區采用的設計重現期大于居住區；市區采用的設計重現期大于郊區。重現期的最小值不宜低于0.33年；重要干道、重要立交路口或短期積水即能引起較嚴重損失的地區，選用的重現期可達10～20年。在同一排水系統中可采用同一重現期或不同重現期。重現期一般采用0.5～3年，重要干道、重要地區或短期積水即能引起較嚴重后果的地區，一般采用3～5年，并應與道路設計協調。特別重要的地區或次要地區可根據實際情況酌情增減。157（5）暴雨強度重現期暴雨強度重現期是指在多次的觀測中，事件數4．降雨面積和匯水面積（1）降雨面積——是指降雨所籠罩的面積，即降雨的范圍。（2）匯水面積——是指雨水管渠匯集雨水的面積，用F表示，以公頃或平方公里為單位（ha或km2）。任一場暴雨在降雨面積上各點的暴雨強度是不相等的，但在城鎮雨水管渠系統設計中，設計管渠的匯水面積較小，一般小于100km2，其匯水面積上最遠點的集水時間不超過60min到120min，這種較小的匯水面積，在工程上稱為小匯水面積。在小匯水面積上可忽略降雨的非均勻分布，認為各點的暴雨強度都相等。1584．