雨水管道的设计的基本要求是能通畅、及时地排走城镇或工厂汇水面积内的暴雨径流量。为防止暴雨径流的危害，设计人员应深入现场进行调查研究，踏勘地形，了解排水走向，雨水管道的出入，作为选择设计方案及设计计算的可靠依据。

1.雨水管道设计的步骤

1）收集和整理设计地区的各种原始资料，包括地形图，城市总体规划，水文、地质、暴雨等资料作为基本的设计数据。

2）在规划地形图上，划分汇水面积，规划雨水管道路线，确定水流方向。

3）划分各段管道的汇水面积，确定水流方向。将计算面积及各段管道的长度填写在图中。各支管汇水面积之和应等于该雨水管道所服务的总汇水面积。

4）依据地形图的等高线，确定各设计管段起讫点的地面高程；确定沿管道的控制点的高程，准备进行水力计算。

5）按整个区域的地面性质求出径流系数。

6）依据道路、广场、建筑物的面积大小、地面种类、坡度、覆盖情况，以及建筑内部的排水系统等因素，计算起讫点地面集水时间。

7）根据区域性质、地形特点和气候特征等因素确定设计重现期。

8）确定暴雨强度公式，计算各管段设计流量。

9）进行管道水力计算，假定各管段管道断面尺寸、排水纵坡，计算排水计算流量。

10）通过比较设计流量与计算流量的关系，最终选定管道尺寸、纵坡，并绘制排水平面图、纵断面图及其他构造图。

11）编写施工说明书。

2.雨水管道水力计算示例

图10-36为某居住区新建道路部分平面图，地势东高西低，西侧有既有主干路，沿路中有条管径d=800mm的雨水管道；新建道路纵断面无变坡点，由南向北向下纵坡为i=0.9％；按照该城市远期管线规划，设计雨水管道最小管径规定为D=500mm，管道布置在道路西侧人行道下，各管段已用编号标注，经计算各管段所服务汇水面积见表10-9；另外已知该城市暴雨强度计算公式为，集水时间t₁取10min，重现期取1年，径流系数分别按表10-4和表10-8，综合径流系数取0.65，管壁粗糙系数n取0.013。

图10-36 某居住区新建道路部分平面图

表10-9 各管段汇水面积

1）管段①水利计算。根据道路纵坡值，选定管道坡度I=0.9％，假定选取的管径为D=500mm，管道按满流计算，此时t=t₁=10min，由前面介绍的公式可得到：暴雨强度

设计流量Q_s1=q₁ψF₁=204.31×0.65×0.49L/s=65.07L/s

水力半径

流速

计算流量

Q_s1＜Q₁，可知管径D500满足排水要求。

2）同理计算出管段②、③、④各参数值：(www.daowen.com)

管段②：由管段①计算

Q_s2=q₂ψF₂=197.06×0.65×（0.49＋0.83）L/s=169.07L/s

v₁=v₂=1.82m/s，Q₂=Av₂=Q₁=357.35L/s

管段③、④

q₃=190.37L/（s·10⁴m²），q₃=184.19L/（s·10⁴m²）；

Q_s3=257.38L/s，Q_s4=341.21L/s

v₃=v₄=v₂=1.82m/s，Q₃=Q₄=Q₂=357.35L/s

分别比较各管段设计流量与计算流量，可知管径D500均能满足管段②、③、④的排水要求。

3）管段⑤、⑥水力计算

管段⑤（仍采用D500管）：由管段④计算

Q_s5=q₅ψ^F₅=178.45×0.65×3.48L/s=403.66L/s

v₅=v₁=1.82m/s，Q₅=Av₅=Q₁=357.35L/s

由于Q_s5＞Q₅，所以管径D500已无法满足排水要求，应调整管径。

将管段⑤管径调整为D600mm，重新进行水力计算

可知Q′_s5＜Q₅，满足排水要求，即管段⑤采用D600管。

同理对管段⑥进行水力计算，经验证D600满足排水要求。

4）将上述水力计算汇总得到雨水管道水力计算表，见表10-10。

表10-10 雨水管道水力计算表

3.绘制雨水排水平面图和纵断面图

根据地区冰冻情况、雨水管道连接要求及承受荷载的要求，确定管道起点的埋深或管底标高。用起点的地面标高减去该点管道埋深得到该点管底标高，然后根据管道坡度推算终点的管底高程，保证终点管底高程要高于接入管渠的底面高程或河流、湖泊等水体的常水位高。如果推算出的终点管底高程低于所接入的排水构造物的地面高程，则需要调整管道起点埋深，重新进行计算设计，最终满足排水设计的要求。

本小节计算示例仅介绍了雨水管道设计的一般步骤和管道水力计算的程序以及管道管径的确定方法，本计算方法仅供读者参考。