雨水管渠系统设计计算
DB11T 969-2016 城镇雨水系统规划设计暴雨径流计算标准
2.0.9 雨水控制与利用设施 stormwater management and harvest 用于削减本区域外排径流总量、峰值及降低径流污染和雨水回用设施的总称。包括雨水滞 蓄、收集回用和调节等。
2.0.2 暴雨强度 rainstorm intensity 单位时间内的降雨量，工程上常用单位时间单位面积内的降雨体积表示。
2.0.3 暴雨分区 rainstorm partition 将某一地区划分为若干具有相同暴雨特征的区域。
2.0.4 重现期 recurrence interval 在一定长的统计期间内，等于或大于某统计对象出现一次的平均时间间隔。
DB11/T 969—2016
1. 总 则
1.0.1 1.0.2 1.0.3 1.0.4
为规范北京市行政区域内城镇雨水系统规划设计工作，提高雨水系统规划设计质量和水平， 确保城市雨水系统的安全可靠，减少城市内涝灾害，编制本标准。
本标准适用于北京市行政区域内新建、改建、扩建城镇雨水系统的规划和设计，以及内涝积 水模拟计算。
主编单位：北京市城市规划设计研究院 批准部门：北京市规划和国土资源管理委员会
北京市质量技术监督局 实施日期： 2017 年02 月01日
2016 北 京
DB11/T 969—2016
前言
本标准是根据原北京市规划委员会《北京市“十二五”时期城乡规划标准化工作规划》及北京市 质量技术监督局《京质监标发[2012]第20 号》立项计划，由北京市城市规划设计研究院等单位编制。 编制组在执行《城市雨水系统规划设计暴雨径流计算标准》（DB11/T969-2013）基础上，经广泛调查研 究，总结实践经验，参考有关国内外标准，对本标准进行了修编。
雨水流量公式详解(含计算过程及结果)
雨水流量公式详解（含计算过程及结果）雨水流量是研究城市排水系统设计和防洪工程中的重要参数。
目前常用的雨水流量计算方法是基于雨水流量公式进行。
本文将详细介绍雨水流量公式的计算过程与结果。
一、理论背景雨水流量公式是通过对降雨特点的分析，以及流域面积、地形、土壤类型等因素的考虑，推导出的一种计算雨水流量的方法。
雨水流量公式的应用可以帮助工程师有效地评估和设计城市排水系统，确保其具有良好的抗洪能力和排水效果。
二、常见的雨水流量公式1. 曼宁公式曼宁公式是计算河流或渠道中雨水流量的一种经验公式，常用于城市排水系统的设计与规划。
该公式的基本形式为：Q = C × A × R^2/3 ×S^1/2，其中Q代表雨水流量，C为曼宁系数，A为截面面积，R为湿周（即水流与湿周长的比值），S为水流的比降。
2. 多项式公式多项式公式是通过对实测雨水流量数据进行分析和拟合得到的一种较为精确的计算方法。
多项式公式的形式为：Q = a × A^b × C^c × R^d × S^e，其中a、b、c、d、e是经验系数，A、C、R、S分别为截面面积、湿周、湿周与截面面积的比值、水流的比降。
3. 水动力学模型水动力学模型是基于流体动力学原理建立的一种计算雨水流量的方法。
通过对流速、水位、涌浪等水力要素的观测，运用数值解法求解流体动力学方程，得到雨水流量的准确计算结果。
三、计算过程以曼宁公式为例，现将具体的计算过程进行说明。
步骤一：确定曼宁系数根据河流或渠道的特征，选择合适的曼宁系数。
曼宁系数的选择需考虑流域的地貌、土壤类型、河床或渠道的形状等因素。
步骤二：测量截面面积和湿周在河流或渠道选取一截面进行测量，测量得到截面的面积A和湿周R。
步骤三：查阅水流比降表根据所在地区的地形特征，查询水流比降表，得到水流的比降S。
步骤四：代入公式进行计算将步骤一至步骤三所得数据代入曼宁公式，即可计算出雨水流量Q 的数值。
雨水管渠设计重现期
雨水管渠设计重现期在城市规划和建设中，雨水排放问题一直备受关注。
合理设计和建设雨水管渠系统，是确保城市排水畅通与防洪安全的重要环节。
而雨水管渠的设计重现期则是评估管渠系统性能和安全性的关键指标。
本文将介绍雨水管渠设计重现期的概念、计算方法和影响因素，并探讨如何在设计过程中合理确定雨水管渠的设计重现期。
一、概念与背景雨水管渠设计重现期是指管渠系统在一定年限内重现某一特定的设计险情的概率。
其中设计险情包括渠道水流量超过设计能力、水位超过允许高程、溢流、决口等情况。
通过确定管渠的设计重现期，可以对管渠的排水能力和抗洪能力进行合理评估，从而为城市防洪工程提供科学依据。
二、计算方法常用的雨水管渠设计重现期计算方法有概率分析法和频率分析法。
1. 概率分析法概率分析法是通过对降雨频率进行概率分析，计算管渠在不同设计重现期下的水量、水位等参数值。
具体步骤如下：首先，获取设计区域历时雨量资料，并进行统计分析，得到不同频率的设计降雨。
然后，利用水力学原理和数学模型计算管渠的水量、水位等参数。
最后，根据统计分析结果，确定管渠的设计重现期。
2. 频率分析法频率分析法是通过统计降雨数据和灾害事件的发生概率，计算管渠系统在不同设计重现期下的设计降雨量。
具体步骤如下：首先，收集历年来的降雨资料，并进行频率分析，确定不同频率下的设计降雨量。
然后，利用水力学原理和数学模型计算管渠的水量、水位等参数。
最后，通过分析不同设计重现期下的设计降雨量，确定管渠的设计重现期。
三、影响因素雨水管渠设计重现期受多种因素的影响，主要包括以下几个方面：1. 设计标准不同地区和国家的设计标准会直接影响雨水管渠的设计重现期。
较为发达的地区通常会采用较大的设计重现期，以提高抗洪能力。
2. 土地利用土地利用情况也会对雨水管渠的设计重现期产生影响。
例如，城市中大量的建筑物会限制雨水的自然渗透和收集，增加了雨水的径流量，使雨水管渠的设计重现期缩短。
3. 气候因素气候因素是影响雨水管渠设计重现期的重要因素之一。
水力学计算
最大埋深干燥土7-8m，多水砂地区，5m。应该尽量减少埋 深。
最小覆土厚度, 防止污水冰冻和土壤冰冻破坏管道, 防止车辆 动荷载压坏管道, 满足支管衔接. 无保温的生活污水或工业废
水, 管底在冰冻线下. 荷载方面，在车行道下, >0.7m; 人行道
>0.6m. 返回
5. 管段的衔接
5. 管段的衔接
D h
4.管渠水力设计参数
最大设计充满度
Water Pollution Control Engineering
雨水管道和合流管道应按满流计算
4.管渠水力设计参数
(2on Control Engineering
排水管渠的最小设计流速，应符合下列规定：
1. 污水管道在设计充满度下为0.6 m/s； 2. 雨水管道和合流管道在满流时为0.75 m/s； 3. 明渠为0.4m/s。
6. 管段水力计算
Water Pollution Control Engineering
比较D=350mm和D=400mm，D=350mm更合适，如果
采用400, 则由设计坡度减小引起的管道埋深的减小为
240m×0.0001=0.024m，而管道管径与350相比却增加
0.05m；此外管道容积未充分利用，h/D由0.65降为0.53； 除非流量突然剧烈增加，否则一般不跳级增加管道管 径。
求流速和充满度。需要注意当交点不是正好在线
上需要估计数值。
例题2-3，n=0.014，D=300，Q=38L/s，v=1.0m/s，
查图得到h/D=0.55, i=0.0055。
例题2-2
例题2-3
Water Pollution Control Engineering
《室外排水设计标准》中雨水流量计算公式
《室外排水设计标准》中雨水流量计算公式室外排水设计标准中的雨水流量计算公式一直是工程设计中的重要内容，它直接关系到建筑物在暴雨天气下的排水能力和排水系统的设计方案。
在进行雨水流量计算时，我们需要综合考虑当的气候、降雨情况、土利用、形势等多种因素，以确定合适的设计标准和流量计算公式。
在进行室外排水设计的过程中，我们首先需要考虑的是建筑物所在区的降雨情况。
降雨量是影响雨水流量计算的关键因素之一，一般来说，我们可以根据当的历史降雨数据和气候特点，选择合适的设计雨量进行计算。
而对于大多数区来说，通常采用的是一小时内的暴雨设计标准作为基准值，这样能够有效保证排水系统在暴雨天气下的正常运行。
我们还需要考虑建筑物周围的土利用和形势情况。
不同的土利用和形势会对雨水的流动和集中产生影响，在进行流量计算时需要进行合理的修正。
对于高势和大面积绿区域，雨水流速较快，需要考虑排水渠的设计和流速控制；而对于低洼形和密集建筑区域，雨水集中和排水系统的负荷会较大，需要特别关注雨水的集中排除和排水系统的负荷能力。
在具体的雨水流量计算公式中，一般来说会涉及到单位时间内的雨水流量计算，其计算公式一般如下所示：\[ Q=C_i*A*\text{Rainfall} \]其中，Q表示单位时间内的雨水流量，单位为m3/s；Ci为径流系数，是表径流流量与总降雨量之比，取值通常在0.1-0.8之间；A表示流域面积，单位为km2；Rainfall表示降雨强度，单位为mm/h。
通过这个公式，我们可以对不同流域的雨水流量进行计算，并为后续的排水系统设计提供参考。
室外排水设计标准中的雨水流量计算公式是建筑物排水系统设计中的核心内容，设计人员需要综合考虑当的气候、降雨情况、土利用、形势等多种因素，以确定合适的设计标准和流量计算公式。
在进行雨水流量计算时，需要特别关注降雨量、径流系数和流域面积等关键因素，以确保排水系统在暴雨天气下的正常运行。
在实际的工程设计中，还需要结合当的实际情况，进行合理的修正和调整，以保证排水系统的稳定性和安全性。
排水管网-第3章
难点
• （1）暴雨强度曲线，暴雨强度公式；
• （2）雨水管渠设计流量计算公式，径流 系数的确定，设计重现期、地面集水时 间、管渠内流行时间的确定；
• （3）雨水管渠水力计算的设计数据和水 力计算方法。
概述
1、雨水管渠系统： 收集并排除降雨径流和融雪径流的管
渠系统。
2、雨水排水系统的任务： 及时地汇集并排除暴雨形成的地面径
4. 雨水管段的设计流量 (图3-4)
假定：
① 假定A、B、C各处ψA＝ψB＝ψC＝ψ ② 各汇水面积的集水时间均为τ1 ③ 汇水面积F 随降雨历时t的增加而均匀增加
则有：Q1－2＝ψ FA·q1 (l/s)
q1——管段1～2的设计暴雨强度，即t =τ1 时的最大平
均降雨强度，由暴雨强度公式求及。
（1）取值：管道采用2，明渠采用1.2，陡 坡地区采用1.2~2
（2）苏林系数与管道调蓄利用系数的乘积。
• 苏林系数
① 按满流设计
② 根据极限强度法，雨水管渠中的流量和 流速是逐渐增大的，形成满流。所以会 出现按满流时的设计流速计算所得的雨 水流行时间小于管渠内实际的雨水流行 时间的情况。
a. 经验频率
b. 年频率式：若每年只选一个雨样(年最大值法
选样)，则n＝N，
Pn
m100% N
c. 次频率式：若M＞1，即每年选入M个雨样数
(一年多个样法选样)，则n＝NM，
Pn
m 10% 0 NM
因选择的年限是有限的，因此，不
能保证样本中最后一项(即m＝NM)就是
整个降雨历史中的最小值。所以：
第三章
雨水管渠系统的设计
内容
• （1）雨量分析的几个要素，暴雨强度曲线，暴雨 强度公式；
雨水排水系统的水力计算
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6.3 雨水排水系统的水力计算
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5．径流系数
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6.3 雨水排水系统的水力计算
6.3.2 系统计算原理与参数
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１．雨水斗泄流量
重力流状态下，雨水斗的排水状况是自由堰流，通过雨水斗
的泄流量与雨水斗进水口直径和斗前水深有关，可按环形溢
流堰公式计算：
6.3 雨水排水系统的水力计算
6.3.3 设计计算步骤
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２．天沟外排水 天沟布置 即确定天沟的分水线及每条天沟的汇水面积；按照屋面的
构造一般应在伸缩缝或沉降缝作为天沟分水线，单坡的排泄长 度不宜大于 50m。天沟较长时，坡度不能太大，但最小坡度不 得小于0.003。
确定天沟断面 天沟形状：矩形、梯形、半圆形、三角形等。 天沟尺寸：根据排水量、天沟汇水面积计算，根据每一条天沟
管径 I
0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07
75mm
3.07 3.77 4.35 4.86 5.33 5.75
100mm 150mm 200mm 250mm
6.63 8.12 9.38 10.49 11.49 12.41
19.55 23.94 27.65 30.91 33.86 36.57
211(110.85lgP) q
(t8)0.70
后退
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6.3 雨水排水系统的水力计算
6.3.1 屋面雨水设计流量计算
屋面雨水排水管道的设计降雨历时可按5min计算， 居住小区的雨水管道设计降雨历时应按下式计算：
t t1M2t
雨水流量公式详解
雨水设计流量公式式中———雨水设计流量(L /s)q———设计暴雨强度，(L /s・ha)Ψ———径流系数F———汇水面积(ha公顷)其中一、暴雨强度公式为:式中t———降雨历时（min）P———设计重现期（年）（一）设计降雨历时，式中t——设计降雨历时(min)——地面集水时间(min)——雨水在管渠内流行的时间(min)m——折减系数的确定：地面集水时间受水区面积大小、地形陡缓、屋顶及地面的排水方式、土壤的干湿程度及地表覆盖情况等因素的影响。
在实际应用中，要准确地计算值是比较困难的，所以通常取经验数值，=5～15min。
在设计工作中，按经验在地形较陡、建筑密度较大或铺装场地较多及雨水口分布较密的地区，=5～8min；而在地势平坦、建筑稀疏、汇水区面积较大，雨水口分布较疏的地区，值可取10～15min。
m的确定:暗管m=2，明渠m=，在陡坡地区，暗管折减系数m=～2，经济条件较好、安全性要求较高地区的排水管渠m可取1。
的确定：式中——雨水在管渠内流行时间（min）L——各管段的长度（m）v——各管段满流时的水流强度（m/s）v的确定：式中v——流速（m/s）R——水力半径(m)I——水利坡度n——粗糙系数R确定：A——输水断面的过流面积（X——接触的输水管道边长（即湿周）（m）n的确定:（二）设计重现期(P)P的确定：《室外排水设计规范》（GB50014-2006）第条原规定：雨水管渠设计重现期，应根据汇水地区性质、地形特点和气候特征等因素确定。
同一排水系统可采用同一重现期或不同重现期。
重现期一般采用～3年，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般采用3～5年，并应与道路设计协调。
特别重要地区和次要地区可酌情增减。
二、汇水系数的确定（Ψ）汇水面积通常是由各种性质的地面覆盖组成的，随着它们占有的面积比例变化，Ψ的值也各异。
因此整个汇水面积的径流系数应采用平均径流系数；也可采用区域的综合径流系数，一般市区的综合径流系数Ψ=郊区的综合径流系数Ψ=。
给水排水管道系统水力计算
第三章给水排水管道系统水力计算基础本章内容：1、水头损失计算2、无压圆管的水力计算3、水力等效简化本章难点：无压圆管的水力计算第一节基本概念一、管道内水流特征进行水力计算前首先要进行流态的判别。
判别流态的标准采用临界雷诺数Re k，临界雷诺数大都稳定在2000左右，当计算出的雷诺数Re小于2000时，一般为层流，当Re大于4000时，一般为紊流，当Re介于2000到4000之间时，水流状态不稳定，属于过渡流态。
对给水排水管道进行水力计算时，管道内流体流态均按紊流考虑紊流流态又分为三个阻力特征区：紊流光滑区、紊流过渡区及紊流粗糙管区。
二、有压流与无压流水体沿流程整个周界与固体壁面接触，而无自由液面，这种流动称为有压流或压力流。
水体沿流程一部分周界与固体壁面接触，另一部分与空气接触，具有自由液面，这种流动称为无压流或重力流给水管道基本上采用有压流输水方式，而排水管道大都采用无压流输水方式。
从水流断面形式看，在给水排水管道中采用圆管最多三、恒定流与非恒定流给水排水管道中水流的运动，由于用水量和排水量的经常性变化，均处于非恒定流状态，但是，非恒定流的水力计算特别复杂，在设计时，一般也只能按恒定流(又称稳定流)计算。
四、均匀流与非均匀流液体质点流速的大小和方向沿流程不变的流动，称为均匀流；反之，液体质点流速的大小和方向沿流程变化的流动，称为非均匀流。
从总体上看，给水排水管道中的水流不但多为非恒定流，且常为非均匀流，即水流参数往往随时间和空间变化。
对于满管流动，如果管道截面在一段距离内不变且不发生转弯，则管内流动为均匀流；而当管道在局部有交汇、转弯与变截面时，管内流动为非均匀流。
均匀流的管道对水流的阻力沿程不变，水流的水头损失可以采用沿程水头损失公式进行计算；满管流的非均匀流动距离一般较短，采用局部水头损失公式进行计算。
对于非满管流或明渠流，只要长距离截面不变，也没有转弯或交汇时，也可以近似为均匀流，按沿程水头损失公式进行水力计算，对于短距离或特殊情况下的非均匀流动则运用水力学理论按缓流或急流计算。
室外排水设计 (4)雨 水 量
雨水量3.2.1 雨水设计流量，应按下列公式计算：Q s＝qΨF (3.2.1)式中 Q s——雨水设计流量(L／s)；q——设计暴雨强度EL／(s·hm2)L；Ψ——径流系数；F——汇水面积(hm2)。
注：当有允许排入雨水管道的生产废水排入雨水管道时，应将其水量计算在内。
3.2.2 径流系数，可按表3.2.2-1的规定取值，汇水面积的平均径流系数按地面种类加权平均计算；综合径流系数，可按表3.2.2-2的规定取值。
3.2.3 设计暴雨强度，应按下列公式计算：式中 q——设计暴雨强度L／(s·hm2)]；t——降雨历时(min)；P——设计重现期(年)；A1，C，6，n——参数，根据统计方法进行计算确定。
在具有十年以上自动雨量记录的地区，设计暴雨强度公式，可按本规范附录A的有关规定编制。
3.2.4 雨水管渠设计重现期，应根据汇水地区性质、地形特点和气候特征等因素确定。
同一排水系统可采用同一重现期或不同重现期。
重现期一般采用0.5～3年，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般采用3～5年，并应与道路设计协调。
特别重要地区和次要地区可酌情增减。
3.2.5 雨水管渠的降雨历时，应按下列公式计算：t＝t1＋mt2(3.2.5)式中 t——降雨历时(min)；t1——地面集水时间(min)，视距离长短、地形坡度和地面铺盖情况而定，一般采用5～15min；m——折减系数，暗管折减系数m＝2，明渠折减系数m＝1.2，在陡坡地区，暗管折减系数m＝1.2～2；t2——管渠内雨水流行时间(min)。
3.2.6 当雨水径流量增大，排水管渠的输送能力不能满足要求时，可设雨水调蓄池。