雨水管网布置课程设计 - 图文

兰州理工大学

《城市给排水管道工程》课程设计

设计计算说明书

姓 名

设计题目 雨水排水规划与管道布置 所属系部 环境工程系 班 级 环境工程2 学 号 09100201 指导教师

雨水排水规划与管道布置

摘要：本设计的题目是G镇雨水管网工程规划，为了保护环境，防止污水将自然水体的进一步恶化，推进该地区经济的持续发展，所以采用的是雨污分流体制。因此要求建设排水管渠，对该地区的原有管道进行改造，对雨水进行收集、处理，以适应市政建设发展，居民日常生活的需要。 关键词： 雨水管网 雨污分流 保护环境 市政发展

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目录

摘要 ....................................................................................................... 2 关键词 .................................................................................................... 2 1概述 ..................................................................................................... 4 1.1设计任务 ............................................................................................ 4 1.2设计依据 ............................................................................................ 4

1.2.1雨水管道设计一般规定 ................................................................... 4 1.3城市概况及自然条件 ......................................................................... 5 1.3.1 地理位置 ................................................................................... 5 1.3.2 地形地貌 ................................................................................... 5 1.3.3 地质 ......................................................................................... 5 1.3.4 水文地质 ................................................................................... 5 1.3.5 地下水 ...................................................................................... 6 1.3.6 气候 ......................................................................................... 6 1.4现有给排水工程概况 .............................................................................. 6 2方案比选 ............................................................................................... 7 2.1工程规模 ............................................................................................ 7 2.2系统/体制选择 ..................................................................................... 7 2.3管道定线 ............................................................................................ 8 3构筑物 ........................................................................................................................ 10 3.1 检查井 .................................................................................................................... 10 3.2 跌水井 .................................................................................................................... 10 3.3 雨水口 .................................................................................................................... 11 3.4 倒虹管 .................................................................................................................... 11 3.5 出水口 .................................................................................................................... 11 4 雨水管网设计计算 ...................................................................................................... 11 4.1划分设计管段 .......................................................................................................... 11 4.2主要设计参数 .......................................................................................................... 12 4.3雨水干管水力计算 ................................................................................................... 12 4.4 雨水出水口 ............................................................................................................. 16 5 工程概算 .................................................................................................................... 16 6设计总结 ..................................................................................................................... 17 7参考文献 ..................................................................................................................... 18

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1概述

1.1设计任务

G镇雨水管网工程规划

1.2设计依据

1.2.1雨水管道设计一般规定

（1） 充满度：一般按满流计算

（2） 流速： 《室外排水设计规范》规定污水灌渠在设计充满度下的最小设计流

速为0.6m/s。最大设计流速是保证管道不被冲刷损坏的流速，该值与管材有关，非金属管道最大设计流速为5m/s。

（3） 最小管径、坡度：

①雨水支干管最小管径300mm，最小设计坡度0.003； ②雨水口连络最小管径200mm，设计坡度不小于0.002。 （4） 覆土或挖深：

① 小覆土在车行道下一般不小于0.7m ② 局部条件不允许时，须对管道进行包封加固 ③ 最大埋深不超过7~8米 （5） 管渠连接与构筑物的连接：

①管道在检查井内连接，一般采用管顶平接。

②相同管径的管段可以采用水面平接；不同断面管道必要时也可采用局部管段管底平接。

③在任何情况下，进水管底不得低于出水管底。

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1.3城市概况及自然条件

1.3.1 地理位置

城镇位于江苏省西北部，地处苏、鲁、皖三省交界，介于北纬340°24′37″～340°56′9″、东经116°21′16″～116°51′52″之间

1.3.2 地形地貌

城区属黄泛冲击平原，地势低洼平坦。地面高程一般在365—385m之间，西南略低于东北，地面坡降为5/1000—15/1000。

1.3.3地质

城区大地构造位于山东台背斜与河淮台向斜交界部位。构造属黄河下游苏、鲁、豫、皖一带新生界凹陷区边缘。按国家地震裂度区划分，城区基本烈度为7度。最大冻土层深度24cm

1.3.4 水文地质

主城区一般桃汛在3月中旬至4月底出现，雨量一般在40mm左右，入汛一般在6月底至7月中旬。出汛一般在8月底至9月中旬。汛期雨量大小不等，汛期天数长短不等，少则20多天，多则150多天。

根据水文站多年测报资料：河流常年平均水位218m，二十年一遇水位232m，低于规划主城区。河流最大流量350立方米/秒，最大流速2.34米/秒，洪水频率百年一遇542毫米、五十年一遇458毫米、二十年一遇349毫米、十年一遇266毫米、五年一遇185毫米，最大含沙量49.7公斤/立方米（1965年统计），最小含沙量14.2公斤/立方米（1968年统计）。由于河床高，水位低，流程短，只在丰水期作季节性通航。

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暴雨强度公式：

1510.7(1?0.514gP)0.64q2?(L/s?ha)

(t?9.0)1.3.5 地下水

主城区海拔较低，平均在36.3～38.5m左右，地下水位较浅，但水质差。地下水源主要分布于松散沉积层，该沉积层较厚，深度达300m以上，共分五个承压含水组，储水量为15～20m3/Km2，可供开采的是第二、三层承压含水岩组，深埋分别为80～120m和200m左右，地下水流向为东北至北西南。

1.3.6 气候

属暖温带半湿润季风气候区，四季分明，日照充足，年平均气温在15℃左右，最冷月（一月）平均气温零下1.5℃左右；最热月（七月）平均气温27.9℃左右。年平均降水量630.44mm左右，无霜期200天左右。

1.4现有给排水工程概况

城区中有部分合流制管渠，但多为石砌暗沟，设在人行道下面，盖板裸露地面。由于断面较小，加以年久失修，有的已堵塞或断裂。新发展区域中建有一些分流制排水管道，但为真正分流。由于排水管道长度短，覆盖率低，城市中未形成排水管网，致使城区污水未经处理就排入水体，对冷暖江造成严重污染。为了保护环境，防止污水将水质的进一步恶化，推进该地区经济的持续发展，因此要求建设排水管渠，对该地区污水进行收集、处理，以适应市政建设发展的需要。

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2方案比选

2.1工程规模

该城镇228万平方米，若采用合流制，管道必须采用很粗的管径，投入量非常大，所以采用分流制比较好。

2.2系统/体制选择

从该城区的平面图和资料知该城区地形平坦，无明显分水线，故排水流域按城市主要街道的汇水面积划分。河流的位置确定了雨水出口的位置在每段街区的下方。雨水出口位于河岸边。由于河流的洪水位低于该地区地面的平均标高，所以雨水可以靠重力排入河流，不用设置雨水泵站。

河流的位置确定了雨水出水口的位置，雨水出水口位于河岸边，由于该地区地势以一定坡度坡向河流，地形对排除雨水有利，拟采用分散出口的雨水管道布置形式，雨水干管基本垂直于等高线，即正交式布置，这样雨水能以最短距离靠重力流分散就近排入水体。正交式布置的干管长度短、管径小，因而经济，雨水排出较迅速。

雨水管道布置平面图详见城市雨水系统总平面图。 雨水管道的设计计算见：雨水管水力计算表 注：1、雨水管道各设计管段在高程上采用管顶平接

2、出现下游管段的设计流量小于上游管段设计流量的情况，取上一管段的设计流量作为下游管段的设计流量

3、在支管与干管相接的检查井处，会有两个∑t2值和两个管底标高值，再继续计算相交后的下一个管段时，取大的那个∑t2值和小的那个管底标高值。

当雨水管道与污水管道交叉布置时，应小管让大管，必要时设置倒虹管。

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2.3管道定线

定线原则：应尽可能地在管线较短和埋深较小的情况下，让最大区域的污水能自流排出。

排水管网的布置原则既要使管道工程量为最小，又要使水流畅通节省能量。

支管、干管、主干管的布置要顺直，水流不要绕弯。 充分利用地形地势，最大可能采用重力流形式，避免提升。

在起伏较大的地区，应将高区系统与低区系统分离，高区不宜随便跌水，应直接重力流入污水厂，并尽量减少管道埋深。至于个别低洼地区应局部提升，做到高水高排。

尽量减少中途加压站的个数。如果遇山岗尽量采用隧洞方式。若须经过土壤不良地段，应根据具体情况采用不同的处理措施，以保证地基与基础有足够的承载能力。当污水管道无法避开铁路、河流或其它地下建（构）筑物时，管道最好垂直穿过障碍物，并根2，据具体情况采用倒虹管、管桥或其它工程设施。

若各种管线布置发生矛盾，处理的原则是，新建让已建的，临时让永久的，小管让大管，压力管让重力管，可弯让不可弯的，检修次数小让检修次数多的。

具体方案如下图所示，因方案一只有一个出水口，故最下面的管径选择较大的才能满足设计要求，所以选择方案二，有三个出水口的设计方案，将城区划分为三块，分别排水，既满足设计要求，又符合节省开支的宗旨。

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方案一：

方案二：

7.00367.00 第9页 共18页

3构筑物

排水管渠上的附属构筑物包括检查井、跌水井、倒虹管、雨水口、溢流井、排出口等。

3.1 检查井

排水系统中设置检查井，主要用于连接管渠和定期检查清通。检查井通常设在管渠交汇、转弯、尺寸或坡度改变、跌水以及相隔一定距离的直线管渠上

检查井一般采用圆形，由井底、井深和井盖三部分组成，建筑材料主要有混凝土、砖、石或钢筋混凝土。

3.2 跌水井

跌水井是设有消能设施的检查井。跌水井的设置条件：当遇到下列情况且跌差大于1m时应设跌水井：

管道中的流速过大，需要加以调节处理；

管道垂直于陡峭地形的等高线布置，按照原定坡度将要露出地面处； 接入较底的管道处；

管道遇到地下障碍物，必须跌落通过处； 当淹没排放时，在出口前设一个井。

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3.3 雨水口

雨水口主要在雨水管渠系统中收集雨水，地面雨水先经雨水口流入连接管再流入排水管渠。雨水口一般设在交叉路口、广场、路侧边沟以及道路低洼地段，以防止雨水漫过道路。雨水口间距一般为25~50 m。

3.4 倒虹管

当排水管渠遇到河流或地下构筑物等障碍物时，不能按原有的坡度埋设时，必须设置倒虹管。倒虹管应尽可能与障碍物轴线垂直，并设在地质条件较好处。

3.5 出水口

在江河边设置出水口时，应保持与取水构筑物，游泳区及家畜饮水区有一定距离，同时也应不影响下游居民点的卫生和饮用。出水口的位置和形式应取得当地卫生监督、水体管理和交通管理等部门同意。污水管渠的出水口一般采用淹没式，以使污水与水体较好地混合，必要时污水出水口可以长距离分散伸入水体，以使混合更充分，同时要征得航运部门的同意。雨水出水口可以采用非淹没式，其底标高最好在水体最高水位以上，一般在常水位以上，以避免水体倒灌。

4 雨水管网设计计算

4.1划分设计管段

根据管道的具体位置，划分设计管段，将各管段的检查井依次遍上号码。

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4.2主要设计参数

q2?1510.7(1?0.514gP)0.64(L/s?ha)暴雨强度(storm smear)公式：

(t?9.0)

式中：P为设计重现期（recurrence period）取值一年；

t=t1+mt2 其中t1为地面汇流时间，汇水时间t1取15min；m为折减系数。本设计取m=2的系数乘以用满流时的流速算出的管内雨水时间t2=

L∑60v.

综合径流系数：ψ=0.65

4.3雨水干管水力计算

雨水干管设计计算长度及汇水面积汇总 管段编号 2-3 9-10 10-3 8-3 3-4 11-12 12-4 4-5 5-6 13-6 6-7 7-47 15-16 27-17 16-17 17-18 18-19 19-20 管段长度/m 250 166 160 2128 164 162 164 196 191 174 209 362 120 114 202 120 137 239 本段汇水面积编号 3、5 10 9 1、2 6、4 31 30 29 28、32 36、38、39 33、37 一一一 7 11、15 8 12、16 13、17 14、18 本段汇水面积/ha 12.91 4.08 4.37 8.18 10.44 3.05 2.80 2.76 14.13 9.11 13.61 0.00 6.30 6.95 3.29 4.40 4.63 5.31 转输汇总汇水水面积面积/ha /ha 0.00 12.91 0.00 4.08 4.08 8.45 0.00 8.18 29.54 39.98 0.00 3.05 3.05 5.85 45.83 48.59 48.59 62.72 0.00 9.11 71.83 85.44 85.44 85.44 0.00 6.30 0.00 6.95 6.30 9.59 16.54 20.94 20.94 25.57 25.57 30.88 第12页 共18页

20-21 24-21 21-23 26-23 23-25 28-29 29-30 30-33 31-32 32-33 33-36 34-35 35-36 37-38 38-39 36-39 39-43 40-41 41-42 42-43 43-46 44-45 45-46 46-22 80 175 353 190 412 158 158 121 150 158 263 150 150 146 165 227 166 198 160 160 196 160 162 123 40 34 35 52、53 48 19 22 25 20 23 26 21 24 41 42 27 43 44 45 46 47 49 50 51 4.26 2.61 6.37 10.81 3.64 3.77 3.10 3.32 2.31 1.88 2.00 5.18 4.24 4.63 3.69 4.43 3.77 3.54 3.18 2.62 2.71 5.70 3.29 3.24 30.88 0.00 37.75 0.00 54.93 0.00 3.77 6.87 0.00 2.31 14.38 0.00 5.18 0.00 4.63 25.80 38.55 0.00 3.54 6.72 51.66 0.00 5.70 63.31 35.14 2.61 44.12 10.81 58.57 3.77 6.87 10.19 2.31 4.19 16.38 5.18 9.42 4.63 8.32 30.23 42.32 3.54 6.72 9.34 54.37 5.70 8.94 66.55

雨水干管水力计算表

设计管段编号 管内雨水流行时间 单位面积 流速 /min 汇水面设计流量 管长 径流量 管径 坡度 v 积 Q L q_0 D D F /m /mm /m /‰ /L? = = /L /ha ﹝2﹞

﹝1﹞ ﹝3﹞ ﹝4﹞ ﹝5﹞ ﹝6﹞ ﹝7﹞ ﹝8﹞ ﹝9﹞ ﹝10﹞ 第13页 共18页

2-3 9-10 10-3 8-3 3-4 11-12 12-4 4-5 5-6 13-6 6-7 7-47 15-16 27-17 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 24-21 21-23 26-23 23-25 28-29 29-30 30-33 31-32 32-33 33-36 34-35 35-36 37-38 38-39 36-39 39-43 40-41 41-42 42-43 43-46 44-45 45-46 46-22 250 166 160 217 164 162 164 196 191 174 209 362 120 114 202 120 137 239 80 175 353 190 412 158 158 121 150 158 263 150 150 146 165 227 166 198 160 160 196 160 162 123 12.91 0 1.554726 4.08 0 1.311216 8.45 0 1.097394 8.81 0 1.506944 39.98 2.6043381 1.012346 3.05 0 1.384615 5.85 1.38 1.188406 48.59 9.0556478 1.344307 62.72 10.399955 1.310014 9.11 85.44 85.44 6.30 6.95 9.59 20.94 25.57 30.88 35.14 2.61 44.12 10.81 58.57 3.77 6.87 10.19 2.31 4.19 16.38 5.18 9.42 4.63 8.32 30.23 42.32 3.54 6.72 9.34 54.37 5.70 8.94 66.55 0 13.511211 14.845821 0 0 1.4388489 1.0497238 5.4135461 6.13612 7.392692 0 9.7292933 0 13.282744 0 1.5310078 2.6374503 0 1.5432099 6.2321383 0 1.7730496 0 1.7892157 14.705746 15.930126 0 1.5942029 3.5126681 21.614449 0 1.814059 26.087406 1.801242 1.33461 2.320513 1.438849 1.049724 2.028112 0.896861 0.722574 1.256572 0.392157 1.944444 1.634259 1.919192 2.825789 1.531008 1.106443 0.803453 1.54321 1.248025 1.593939 1.77305 1.54321 1.789216 1.774194 1.22438 0.889603 1.594203 1.918465 1.282051 0.960784 1.814059 1.698113 0.602941 128.457 128.457 128.457 128.457 113.28 128.46 119.81 89.63 86.15 128.457 79.27 76.73 128.457 128.457 119.476 121.744 101.22 98.62 94.48 128.457 87.85 128.4566 79.73 128.4566 118.95 113.12 128.4566 118.886 98.3 128.46 117.61 128.467 117.52 77 75 128.467 119 109 66.44 128.467 117.39 61.3 1658.38 524.105 1085.46 1131.71 4528.93 391.803 700.889 4355.12 5403.33 1170.24 6772.83 6555.81 809.279 892.776 1145.77 2549.32 2588.2 3045.39 3320.03 335.273 3875.94 1388.62 4669.79 484.281 817.187 1152.69 296.735 498.132 1610.15 665.423 1107.89 594.802 977.766 2327.71 3174 454.773 799.68 1018.06 3612.34 732.262 1049.47 4079.52 880 600 800 800 1600 500 700 1640 1800 1000 2000 2000 880 800 1000 1250 1050 1250 1250 600 1250 1000 1600 600 700 800 500 600 880 800 1000 800 900 1000 1100 600 880 880 1250 800 900 1250 10 10 10 8.5 4.5 10 10 3.5 3 3 3 3 3 4.8 3.4 4.2 10 8.4 10 5.7 9.9 3 3.6 6.3 10 10 6.7 10 10 3 3 3 3 10 10 10 3 6.25 10 3.1 3.1 10 2.68 2.11 2.43 2.4 2.7 1.95 2.3 2.43 2.43 1.61 2.61 2.6 1.39 1.81 1.66 2.23 3.16 3.17 3.4 1.5 3.6 1.65 2.43 1.72 2.38 2.51 1.62 2.11 2.75 1.41 1.62 1.36 1.55 3.09 3.11 2.07 1.39 2.08 3.4 1.47 1.59 3.4

第14页 共18页

设计管段编号 ﹝1﹞ 2-3 9-10 10-3 8-3 3-4 11-12 12-4 4-5 5-6 13-6 6-7 7-47 15-16 27-17 16-17 17-18 18-19 19-20 20-21 24-21 21-23 26-23 23-25 28-29 29-30 30-33 31-32 32-33 33-36 34-35 35-36 37-38 38-39 36-39 39-43 40-41 41-42 42-43 43-46

设计地面标高 /m 起点 终点 ﹝13﹞ ﹝14﹞ 设计管内底标高 /m 起点 终点 ﹝15﹞ ﹝16﹞ 埋深 /m 起点 终点 ﹝17﹞ ﹝18﹞ 371.5 372 370 368.5 368.5 372.5 370 368 367.5 367.5 367 368 378 382.5 377.7 377 376.5 374.5 372.5 371.5 370.5 367.5 367 385.5 384.5 382.5 383 382 380 377 377 374.5 374.5 376.9 374.5 370 367 369 368 368.5 370 368.5 368.5 368 370 368 367.5 367 367 368 360 377.7 377 377 376.5 374.5 372.5 370.5 370.5 367 367 365.5 384.5 382.5 380 382 380 376.9 377 376.9 374.5 374.5 374.5 368.5 367 369 368 364.5 367.05 366.366 366.16 366.18445 365.0738 368.662 364.664 364.3686 364.2573 365.0522 364.0627 359.1086 375.36 375.5472 374.6868 373.504 370.57 369.0076 366.4 369.5975 365.4947 362.57 361.4832 381.9954 380.58 378.91 380.605 379.58 377.63 374.45 374.45 372.438 369.495 371.27 366.66 366.98 364.58 364 361.96 366.8 366.2 366 366 365 368.5 364.5 364.3 364.2 365 364 359 375 375 374 373 369.2 367 365.6 368.6 362 362 360 381 379 377.7 379.6 378 375 374 374 372 369 369 365 365 364.1 363 360 4.45 5.63 3.84 2.32 3.43 3.84 5.34 3.63 3.24 2.45 2.94 8.89 2.64 6.95 3.01 3.50 5.93 5.49 6.10 1.90 5.01 4.93 5.52 3.50 3.92 3.59 2.39 2.42 2.37 2.55 2.55 2.06 5.01 5.63 7.84 3.02 2.42 5.00 6.04 1.7 3.8 2.5 2.5 3 1.5 3.5 3.2 2.8 2 4 1 2.7 2 3 3.5 5.3 5.5 4.9 1.9 5 5 5.5 3.5 3.5 2.3 2.4 2 1.9 3 2.9 2.5 5.5 5.5 3.5 2 4.9 5 4.5 第15页 共18页

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