⼀、⾬⽔部分的设计说明及设计计算
城市⾬⽔管渠系统的布置与污⽔管道的布置相近，但也有⾃⼰的特点。⾬⽔管渠规划布置的主要内容有：确定排⽔流域与排⽔⽅式，进⾏⾬⽔的管渠的定线；确定⾬⽔泵房、⾬⽔调节池、于是排放⼝的位置。 3.1 ⾬⽔布管原则：
1.充分利⽤地形，就近排⼊⽔体。
规划⾬⽔管线时，⾸先按照地形划分排⽔区域，进⾏管线布置。根据分散和直接的原则，尽量利⽤⾃然地形坡度，多采⽤正交式布置，以最短的距离重⼒流排⼊附近的河流、湖泊等会汇⽔区域。⼀般不设泵站。
2.根据街区及道路规划布置⾬⽔管道。
通常应根据建筑物的分布、道路的布置以及街坊或⼩区内部的地形、出⽔⼝的位置等布置⾬⽔管道，是街坊和⼩区内⼤部分⾬⽔以最短的距离排⼊⾬⽔管道。所以就需要对某⼀排⽔区域进⾏划分，使其汇⽔更加的⽅便和直接。
3.合理布置⾬⽔⼝，保证路⾯⾬⽔舒畅排除。
⾬⽔⼝的布置应根据地形和汇⽔⾯积确定，以使⾬⽔不⾄漫过路⼝。⼀般在道路交叉⼝的汇⽔点、低洼地段均应设置⾬⽔⼝。
4.采⽤明渠与暗管相结合的⽅式。
在城市市区，建筑密度较⼤、交通频繁地区。应采⽤暗管排除⾬⽔，尽管造价⾼，但是卫⽣情况好，养护⽅便，不影响交通；在城市郊区或建筑密度低、交通量⼩的地⽅可采⽤明渠，以节省⼯程费⽤。
5.出⽔⼝的位置。
当汇⽔⽔体离流域很近，⽔体的⽔位变化不⼤，洪⽔位低于流域地⾯标⾼，出⽔⼝的建筑费⽤不⼤时，宜采⽤分散出⼝，使⾬⽔尽快排放，反之，则应该采⽤集中出⼝排放⽅式，本设计中采⽤分散出⼝排放。
6.调蓄⽔体的布置。
充分利⽤地形，选择适当的河湖⽔⾯作为调蓄池，以调节洪峰流量，减低沟道设计流量减少泵站的设计数量。
7.排洪沟的设置。双层pcb板
\
城市中靠近⼭麓建设的中⼼区、居住区、⼯业区，除了应设⾬⽔管道外，还应考虑在规划地区周围设置排洪沟。
3.2 ⾬⽔布管内容：
1)确定排⽔区域与排⽔⽅式：
本设计中有很明显的排⽔区界，⼀条河流⾃东向西流动，将整个城镇划分为河南区与河北区；同时将河北区⾬⽔排⽔区域分为五个个部分，分别有五条⼲管收集污⽔，河南区⾬⽔排⽔区域作为⼀块，有⼀条感官收集污⽔。
由于该城镇为中⼩型城镇，且其⼤⽓污染不是很严重，酸⾬等不严重，同时我们的排⽔管道的设计采⽤⾬污完全分流制的排⽔，所以收集的⾬⽔以最快的⽅式直接排⼊⽔体，减少城市的积⽔，沿着河堤⾃动往西共有六个排⽔⼝。
2)污⽔⼚和出⽔⼝位置的选择
本设计城市为江西的⼀个中⼩型城市，采⽤⾬污完全分流制排⽔，⾬⽔收集后不⽤处理直接排放，对⽔体的影响不是很⼤，所以⾬⽔收集过程中不⽤设置污⽔处理⼚来专门处理⾬⽔，浪费资源，出⽔⼝的位置分散在河堤处，河南区有⼀个，河北区有五个，共同完成城市的⾬⽔排除⼯作。
3)污⽔管道的布置与定线
⾬⽔管道的平⾯布置，⼀般按照⼲管、⽀管的顺序进⾏，⾬⽔的管道设计过程中没有主⼲管，⼲管直接把⾬⽔引⼊⽔体。在总体规划中，只决定⾬⽔⼲管的⾛向和平⾯布置。
定线时，应该充分利⽤地形，使污⽔⾛向按照地⾯标⾼由⾼到低来进⾏，⼲管敷设在沿地⾯标⾼到低从⼀个⾄⾼点排⾄⽔体，最短却是最快的汇⽔⽅式，管道敷设不宜设在交通繁忙的快车道和狭窄的道路下，⼀般设在两侧的⼈⾏道、绿化带或慢车带下。
⽀管的平⾯布置形式采⽤穿坊式，同时将原有的各个汇⽔区域进⾏划分，使原来的各个区域排⼊不同的管⽹，从⽽以最快的速度减少了汇⽔时间，从⽽以最少的时间减少地⾯的积⽔。进⽽组成的⼀个污⽔排放系统可将该系统穿过其他街区并与所穿过的街区的污⽔管道相连接。
管道的材料采⽤混凝⼟管
4)确定⾬⽔管道系统的控制点和跌⽔井设置地点
管道系统的控制点为每条管道的起点和整个管段的地⾯标⾼起伏点，这些点决定着管道的最⼩埋深，由于整个管道的敷设过程中，埋深⼀直满⾜最
1—城镇边界 2—排⽔流域分界线 3—⼲管 4—主⼲管 5—污⽔⼚ 6—泵站 7—出⽔⼝ 8—汇⽔⽔体
实⽤条件，且对于将来的发展留有空间，所以不需要提升泵站，全部依靠重⼒流排⽔，由于管道坡度⼩于地⾯坡度，所以在下游的部分管段不能够满⾜最⼩的覆⼟厚度，所以需要设置跌⽔井，今本上每个⼲管需要设置⼀个跌⽔井，以满⾜埋深和覆⼟深度的要求。 5) 确定⾬⽔管道在街道下的具体位置
充分协调好与其他管段的关系，污⽔和⾬⽔管道应该敷设在给⽔管道的下⾯，处理管道的原则为：未建让已建的，临时性管让永久性管，⼩管让⼤管，有压管让⽆压管，可弯管让不可弯管。⾬⽔管道的直径⼀般⽐其他的管道都要⼤，所以更要协调好各个管道的关系，明⽩各个管段的位置和相对规矩，⼀般⾬污⽔管段要在给⽔管道的下⾯。
正交式⾬⽔排⽔管道设置系统
3.3 设计计算：
3.3.1基础计算：
降落到地⾯上的⾬⽔并不是全部都流⼊⾬⽔管道系统的，⾬⽔管道系统的设计流量，只是相应汇⽔⾯积上全部将⽔量的⼀部分，所以进⾏⼀下基本计算：
ψ=
地⾯径流量总降⾬量
()
0.430.90.080.90.040.4
i
i
av F F
ψ
ψ=
=?+?+?∑3.3.1.1径流系数的确定：
降落到地⾯上的⾬⽔，在沿地⾯流⾏的过程中，形成地⾯径流，地⾯径流的流量称为⾬⽔地⾯径流量。因此将⾬⽔管道系统汇⽔⾯积上的地⾯⾬⽔径流与总降⽔量的⽐值称为径流系数，⽤符号ψ表⽰，即：
⽬前再设计计算中径流系数根据地⾯覆盖情况按经验来定，《室外排⽔设计规范》中有关径流系数的规定见表9。由于在同⼀个汇⽔⾯积上，兼有多种地⾯覆盖的情况，根据本设计中各中地⾯的覆盖情况，⽤加权平均的⽅法可以求出整个城镇的平均地表径流系数，该城镇的各种地⾯的覆盖率等具体数据见表10。
表1 径流系数ψ值
地⾯种类
径流系数ψ
各种屋⾯、混凝⼟和沥青路⾯
0.90 ⼤块铺砌路⾯和沥青表⾯处理的碎⽯路⾯
0.60 级配碎⽯路⾯ 0.45 ⼲砌砖⽯和碎⽯路⾯ 0.40 ⾮铺砌⼟路⾯ 0.30 公园和绿地 0.15
表2 各种性质地⾯所占⾯积百分率表
地⾯名称各种屋⾯砼沥青路
⾯碎⽯路⾯
⾮铺砌地⾯沥青表⾯处理的碎⽯路⾯
公园和菜
地所占百分⽐
(％)
43
8
4
19
6
大理石复合板20
所以本城镇的平均径流系数为：
0.190.30.060.60.20.150.5820.6
+?+?+?=≈
平均径流系数为0.6，与国内的部分城市采⽤的综合径流系数相⽐，其符合江西城市的基本情况，所以采⽤本数值。 3.3.1.2 设计暴⾬强度的确定：
由于各个地区的⽓候条件不同，降⾬的规律也不同，因此各地的降⾬强度公
式也不同。虽然，不同地区暴⾬强度公式各异，但都反映出降⾬强度与重现期p 和降⾬历时t 之间的函数关系。要求的某地区的暴⾬强度，只需求出该地区的重现期和降⾬历时即可
3.3.1.3 设计重现期p 的确定
有暴⾬强度公式可知，暴⾬强度随着重现期p 值的不同⽽不同，p 值越⼤，暴⾬强度越⼤，p 值越⼩，暴⾬强度越⼩。P 值的确定影响着设计流量，如果p 值采⽤较⾼的值的话，计算的⾬⽔设计流量就会⽐较⼤，⾬⽔管道的设计断⾯相应增⼤，安全性⾼，但是会增加⼯程的造价；反之，可降低⼯程造价，地⾯积⽔可能性⼤，可能发⽣排⽔不畅，不能及时排除⾬⽔。
我国地域辽阔，各地的重现期差别⽐较⼤，同⼀城市中也可能出现不同的重现期。但是本设计的⽬标城市为⼀个中⼩城市，暴⾬强度的差别不会很⼤，同时没有很多重要的区域，所以整个城市采⽤统⼀的重现期。
结合国内的各个城市的经验数值和对该城市的具体分析，确定该城镇的重现期为1a 。
3.3.1.4 设计降⾬历时的确定
当汇⽔区域最远点到达回⽔管道的那⼀刻，相应的设计断⾯上产⽣最⼤的⾬⽔流量。所以集⽔时间t 是由地⾯⾬⽔集⽔时间1t 和管内⾬⽔运⾏时间2t 两部分组成，所以降⽔历时可⽤下式表达：
12t t m t =+ m-折减系数；
1）地⾯⾬⽔集⽔时间1t 的确定
地⾯⾬⽔集⽔时间是指⾬⽔从汇⽔区域上最远点A 流位于⾬⽔管道起始端点到第⼀个⾬⽔⼝a 的地⾯⾬⽔流⾏时间。在实际应⽤中，要准确的确定1t 值较为困难，故通常不予计算⽽直接采⽤经验数值。根据《室外排⽔设计规范》中规定：⼀般采⽤5—15min 。⼀般汇⽔⾯积较⼩，地形较陡，建筑密度较⼤，⾬⽔⼝分布较密的地区，宜采⽤较⼩的1t 值，⼀般为5—8min 左右，其他情况为8—15min 。
本设计符合《规范》中的第⼀种情况，汇⽔⾯积较⼩，同时根据其周边城市的情况来确定1t ，结合经验数值，最终确定地⾯集⽔时间1t 为8min 。
0.86
23340(272)
q t =
+2）管内⾬⽔流⾏时间2t 的确定
管内⾬⽔流⾏时间2t 是指⾬⽔在管内从第⼀个⾬⽔⼝流到设计断⾯的时间。他与⾬⽔在管内流经的距离L 及管内⾬⽔的流⾏速度v 有关。可⽤下式计算：
3）折减系数m 值的确定
设计断⾯的流量和流速并⾮同时达到设计状况，实际上，⾬⽔管道内的⽔流速度也是由零逐渐增加到设计流速的，⾬⽔在管内的实际流⾏时间⼤于设计⽔流时间，所以折减系数的产⽣就是为了折算这段时间的差额。为是计算简便，《室外排⽔设计规范》中规定：暗管采⽤m=2.0。对于明渠，为防⽌⾬⽔外溢的可能，应采⽤m=1.2。在陡坡地区，不能利⽤空隙容量，暗管采⽤m=1.2—2.0。
本设计中的管道全部采⽤暗管，所折减系数按照m=2.0计算。
3.3.1.5 暴⾬强度公式
综上所述，当设计重现期、设计降⾬历时、折减系数确定以后，计算⾬⽔管渠的设计流量所⽤的设计暴⾬强度公式可写为：
在设计要求中，部分参数已经给出，同时经过前⾯的确定，可知:
1A =20，C=0.7,b=19,n=0.86,1t =8min,p=1a ，m=2;
带⼊相关参数进去可知：
从⽽确定了暴⾬强度公式，2t 需要根据管段流量确定，当进⾏⽔⼒计算后，即可确定流速，2t 才能确定。
3.3.1.6 单位⾯积径流量的确定：
单位⾯积径流量0q [L/s ·hm 2]是暴⾬强度q 与径流系数ψ的乘积，即
剩下的⼯作就只有确定⾬⽔在管段内流⾏时间2t 即可。相应的设计⾬⽔径流量为：
连续缠绕玻璃钢夹砂管
0Q q F
= F 为其相应的汇⽔⾯积。
2(m in)
60i
i
L t v
=
∑112167(1lg )()
n
A c p q t m t b +=
++
施万细胞红蓝图
3.3.2 ⽔⼒计算：
3.3.2.1 设计要求
1.设计充满度：
由于⾬⽔较污⽔清洁，对⽔体及环境污染⼩。因发⽣暴⾬时径流量⼤，相应较⾼设计重现期的降⾬历时⼀般不会很长。允许⾬⽔灌区溢流，以减少⼯程投资。因此，⾬⽔灌区按满流来设计，既充满度/1
h D 。对于明渠，超⾼不得⼩于0.2m。街道边沟，超⾼应⼤于等于0.3m。
2.设计流速
与污⽔相似，设计流量、设计充满度相对应的⽔流平均速度称为设计流速。设计流速过⼩，⾬⽔流动缓慢，其中的悬浮物容易沉淀淤积；反之，设计流速过⾼，产⽣对管壁的冲刷，使得管材损坏严重，管道的使⽤寿命降低。
《室外排⽔设计规范》规定：
最⼩设计流速：
皮画
⾬⽔灌渠（满流时）的最⼩设计流速为0.75m/s。由于明渠内发⽣淤积后易于清除、疏通，所以明渠的最⼩设计流速为
0.4m/s。
最⼤设计流速：
⾦属管道为10m/s，⾮⾦属管道为4m/s，明渠根据不同材质按照设计说明来定。
3.最⼩设计坡度
与污⽔管道的设计坡度相似，在⾬⽔管道系统设计时，通常使管道敷设坡度与地⾯坡度⼀致，这对降低管道系统的造价⾮常有利。但相应于管道敷设坡度的⾬⽔流速应该等于或⼤于最⼩设计流速，这在地势平坦地区或管道逆坡敷设是尤为重要。为了防⽌其管道的沉淀淤积，所以⾏业中有规定最⼩的设计坡度。
我国《室外排⽔设计规范》⼀般规定：在设计充满度为0.5时，管径为200mm时，最⼩设计坡度为0.01；管径为300mm时，最⼩设计坡度为0.003。街坊⼚区内为0.004 ；街道为0.003。
4.最⼩管径
⼀般在⾬⽔管道系统的上游部分，⾬⽔设计流量很⼩，若根据设计流量计算，则设计管径会很⼩。根据管径养护经验证明，管径过⼩容易堵塞，从⽽增加管道
清淤次数，并给⽤户带来不便。采⽤较⼤的管径可采⽤较⼩的设计坡度，从⽽使管道的埋深减⼩，降低⼯程造价。
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