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都市暴雨排水原理与案例,http://www.5idzw.com
V= {1/n}×R (2/3) ×S (1/2) Q =V ×A= {1/n}×R (2/3) ×S (1/2) ×A= {1/n}×A(5/3) /P (2/3) ×S (1/2) 其中n 为粗糙系数，一般采用n=0.015╋V 为断面平均流速(M/S) ╋R 为水力平径(M)╋S: 水力坡度，Q 为设计流量(M3/S，CMS) ╋A 为流水断面积(M2) 。若为压力流况下则以Hazen-Williams 公式计算其平均流速：V= 0.85 C R 0.63 ×S 0.54 其中C 为Hazen-Williams 流速系数，一般采用C=100╋V 为断面平均流速(M/S) ╋R 为水力平径(M)╋S: 水力坡度。配合所设计段面形式即可求出断面积与水力平径，例如矩形明沟，坡度需要配合地形决定，宽度b 与坡度决定即可经由计算求得水深d（A=bd, P=b+2d），暗管亦可以经由计算求得水深d。
1 2.流速限制为避免水中悬浮物沉积底部，最小流速不得大于0.6M/S ，而且为避免冲刷边壁而缩短使用年线，管路内最大流速不得大于3.0M/S，一般流速以1.0~1.8M/S 为宜。(三)常见的排水设施有:
2 1. 排水沟：位于街道的两边，与街道走向平行，较道路中心略低，为天然的排水道，横断面一般呈三角形。
3 2. 下水道入水口：大小依设计排水量而定，它的平面布设密度视容忍淹水的程度而不同。
4 3. 下水道出水口：出水口原则上以低于出水口的低水位，且又不妨碍观瞻为宜，为了避免出口高水位倒灌，则有防潮门设施。
4. 输水管：视设计而决定规格，断面不一定为圆形，可参考制式管路的规格和抗压
强度而作选择。
5 5. 人孔：为了便于检查与清理，通常在下水道方向改变、管径变换、坡度改变及分支干管交接处设置人孔。
6 6. 抽水站：在某些情况下，为了提高下水道的高程，俾能再应用重力作用输水，而有采用抽水站设施的机会。
二、案例：明新技术学院教学区排水系统改善规划
学校53年创立，86年改制技术学院。由于不断发展，排水量持续增加，而原有排水系统管理不善、渐受淤泥阻塞、渠底高低起伏无法自然渲泄，遇降雨则雨水汇集无法排出，加上校内新建工程相继落成完工，以致超出原有排水系统之功能，每逄大雨淹渍停车场、校内干道及校门所属广场，因此研拟规划校区基地排水系统，以改善校区及学校外围排水功能，并分年分期项目规划施工，期能改善目前日益严重之积水状况。本规划目标为改善校园内排水系统，发挥有效排水功能，解决校园内部雨季严重水患之问题，以确保校园内建筑与设施之安全。进而研拟规划干、支线之安全排水断面及相关构造物改建工程改善方案为范围。全校面积为25.2公顷。本期规划面积5.62公倾，主要是教学大楼及各系馆。(一)区域概况
1 1.地势本区地形之自然坡度，基地区自东北向西南海边递降，纵向坡度以东西约四百分之一，横向地面坡度以北向南约一千分之一递减，另区域东方之湖口台地地区由东北向西南倾斜，地面坡度约一百分之一。
2 2.土质本区域为嵌头溪与凤山溪之综合冲积层，表层为浅薄之近代冲积层，但下部多为细密之黄色或红色冲积土壤，并嵌有砾石层，透水性不佳。
3.降雨本区属于亚热带气候，各月份雨季分布之趋势相类似，而雨季30公厘以上者之降雨日数以5 月份及9月份居多。至于2月及3月份之晴天较少，为小雨连绵之季节。全年干燥期间为10月份至1月份，此间虽偶有雨天，但多为小雨季，对工程施工期甚无影响。(二)水文分析
台一线排水系统由省公路规划设计并完成，而本校排水系统即连接台一线新丰段下游，故本规划应承受公路计划排水量渲泄限制。参照省水利局、省公路局及中央气象局雨量调查报告，本规划搜集相关水文资料如下:
3 1.雨量站: 省水利局头前溪流域，凤山溪流域新竹县市雨量站。
4 2. 设计频率: 路侧排水设施设计频率采用10年降雨强度时间公式，并且采用新竹站10年频率。1575
I＝────────(t + 32)0.6795 t: 降雨延时
1 3.径流系数: 区域性排水设施采用C=0.5 。
2 4.集水面积: 本期计划区为5.62公顷。
3 5.尖峰流量: 暴雨所产生洪水量之多寡常影响工程之安全及费用，故规划设计水土保持构造物时，均需合理估计洪水量作为计划之重要依据。洪水量有数种不同推估方法;且任何一种方法均有其优劣点，应视计划之重要程度，工程地点及其附近有无实测流量或雨量记录而做适当之选择。洪水量之推估方法有:洪峰频率曲线法，洪峰流量相关法，暴雨与洪峰流量相
关法，合理化公式法，单位流量历线法及三角型流量历线法等数种。一般规划因集水面积不大，流量资料缺乏，有时连雨量资料亦难齐全。故采用一般合理法推算洪水量。其公式为
Qp =CIA/ 360 其中Qp 为计划排水量(CMS) ╋C 为径流系数╋I 为降雨强度(mm/hr) 每小时内之平均降雨量╋A 为集水面积(ha) 。
1 6.水力计算: 以均匀流公式计算断面(设计)Q = Aw ×VQ 为流量(M3/S，CMS) ╋A 为流水断面积(M2) ╋V 为断面平均流速(M/S)
2 7.以曼宁公式计算流速V= {1/n}×R (2/3) ×S (1/2) = {1/n} ×{bd / (b+2d ) }(2/3) ×S (1/2) n 为粗糙系数╋V 为断面平均流速(M/S) ╋R 为水力平径╋S: 能量坡度Q = Aw ×V= {1/n} ×{b d} ×{ (b d) / (b+2d ) } (2/3) ×S (1/2) b 为渠道宽度╋d 为渠道水深。(三)排水现况
1.现址调查:
校内之主要排水系统，计有忠孝路、信义路及环校道路(施工中)三大排水系统，其集水区承受雨水、人为污水、实验废水等三种。其总集水区面积除环校道路排水系统注入校园后方山沟外，仁爱路及忠孝路排水系统分别汇流台一线排水系统后注入凤山溪排放至台湾海峡。
3 2.排水不良原因: 本区造成排水不良之原因经实地勘查，其调查结果归纳如下:
1 (1) 原有排水系统已使用30年以上，且未维修。
2 (2) 区域内人口数量已逐年增加，致污水量激增。
3 (3) 适逄校区内部多项工程先后兴建，致使原有系统不堪承受暴增之排水量。如遇降雨则雨水汇集无法排出，原有排水沟管理不善，缺乏浚渫、杂草秽物阻塞。渠宽广狭不齐，渠底高低起伏无法自然渲泄。造成积水及溢流漫布之严重情形。
4 (4) 现有之行政大楼与部份教学区原为全校师生活动场所，历经时间变迁而逐渐扩大，校方将其行政大楼独立划分为行政区(含明德楼招待所、校长宿舍)，当初兴建之排水系统计划欠周，基地内明渠暗管凌乱散布，维护松懈陈旧不堪，以致泥土丛草阻塞，一旦遭遇暴雨则校园内积水滞流漫布。(四)排水规划原则：本规划以改善校园基地范围内排水管路为原则，尽量利用原有沟渠布设基础，以减少施工费，俾利工程实行。
1 1. 排水沟尽可能设于区内低洼处。
2 2. 配合校园水土保持处理而设排水沟应依据该设施之排水方向及间距选择适当地点设置。
3 3. 排水沟方向变化时，弯曲部外侧应加强保护并加高。
4 4. 排水断面应由上游至下游分段加大。
5 5. 排水沟尽量以直线设置，避免急转弯。
6 6. 排水沟纵坡应力求平顺，避免变化过大。
7 7. 涵管之排水量除应足以渲泄设计洪水量之外，尚应参酌泥砂含量及漂流物酌增断面。入口处之水面以不超过管顶为原则，
，都市暴雨排水原理与案例
V= {1/n}×R (2/3) ×S (1/2) Q =V ×A= {1/n}×R (2/3) ×S (1/2) ×A= {1/n}×A(5/3) /P (2/3) ×S (1/2) 其中n 为粗糙系数，一般采用n=0.015╋V 为断面平均流速(M/S) ╋R 为水力平径(M)╋S: 水力坡度，Q 为设计流量(M3/S，CMS) ╋A 为流水断面积(M2) 。若为压力流况下则以Hazen-Williams 公式计算其平均流速：V= 0.85 C R 0.63 ×S 0.54 其中C 为Hazen-Williams 流速系数，一般采用C=100╋V 为断面平均流速(M/S) ╋R 为水力平径(M)╋S: 水力坡度。配合所设计段面形式即可求出断面积与水力平径，例如矩形明沟，坡度需要配合地形决定，宽度b 与坡度决定即可经由计算求得水深d（A=bd, P=b+2d），暗管亦可以经由计算求得水深d。
1 2.流速限制为避免水中悬浮物沉积底部，最小流速不得大于0.6M/S ，而且为避免冲刷边壁而缩短使用年线，管路内最大流速不得大于3.0M/S，一般流速以1.0~1.8M/S 为宜。(三)常见的排水设施有:
2 1. 排水沟：位于街道的两边，与街道走向平行，较道路中心略低，为天然的排水道，横断面一般呈三角形。
3 2. 下水道入水口：大小依设计排水量而定，它的平面布设密度视容忍淹水的程度而不同。
4 3. 下水道出水口：出水口原则上以低于出水口的低水位，且又不妨碍观瞻为宜，为了避免出口高水位倒灌，则有防潮门设施。
4. 输水管：视设计而决定规格，断面不一定为圆形，可参考制式管路的规格和抗压
强度而作选择。
5 5. 人孔：为了便于检查与清理，通常在下水道方向改变、管径变换、坡度改变及分支干管交接处设置人孔。
6 6. 抽水站：在某些情况下，为了提高下水道的高程，俾能再应用重力作用输水，而有采用抽水站设施的机会。
二、案例：明新技术学院教学区排水系统改善规划
学校53年创立，86年改制技术学院。由于不断发展，排水量持续增加，而原有排水系统管理不善、渐受淤泥阻塞、渠底高低起伏无法自然渲泄，遇降雨则雨水汇集无法排出，加上校内新建工程相继落成完工，以致超出原有排水系统之功能，每逄大雨淹渍停车场、校内干道及校门所属广场，因此研拟规划校区基地排水系统，以改善校区及学校外围排水功能，并分年分期项目规划施工，期能改善目前日益严重之积水状况。本规划目标为改善校园内排水系统，发挥有效排水功能，解决校园内部雨季严重水患之问题，以确保校园内建筑与设施之安全。进而研拟规划干、支线之安全排水断面及相关构造物改建工程改善方案为范围。全校面积为25.2公顷。本期规划面积5.62公倾，主要是教学大楼及各系馆。(一)区域概况
1 1.地势本区地形之自然坡度，基地区自东北向西南海边递降，纵向坡度以东西约四百分之一，横向地面坡度以北向南约一千分之一递减，另区域东方之湖口台地地区由东北向西南倾斜，地面坡度约一百分之一。
2 2.土质本区域为嵌头溪与凤山溪之综合冲积层，表层为浅薄之近代冲积层，但下部多为细密之黄色或红色冲积土壤，并嵌有砾石层，透水性不佳。
3.降雨本区属于亚热带气候，各月份雨季分布之趋势相类似，而雨季30公厘以上者之降雨日数以5 月份及9月份居多。至于2月及3月份之晴天较少，为小雨连绵之季节。全年干燥期间为10月份至1月份，此间虽偶有雨天，但多为小雨季，对工程施工期甚无影响。(二)水文分析
台一线排水系统由省公路规划设计并完成，而本校排水系统即连接台一线新丰段下游，故本规划应承受公路计划排水量渲泄限制。参照省水利局、省公路局及中央气象局雨量调查报告，本规划搜集相关水文资料如下:
3 1.雨量站: 省水利局头前溪流域，凤山溪流域新竹县市雨量站。
4 2. 设计频率: 路侧排水设施设计频率采用10年降雨强度时间公式，并且采用新竹站10年频率。1575
I＝────────(t + 32)0.6795 t: 降雨延时
1 3.径流系数: 区域性排水设施采用C=0.5 。
2 4.集水面积: 本期计划区为5.62公顷。
3 5.尖峰流量: 暴雨所产生洪水量之多寡常影响工程之安全及费用，故规划设计水土保持构造物时，均需合理估计洪水量作为计划之重要依据。洪水量有数种不同推估方法;且任何一种方法均有其优劣点，应视计划之重要程度，工程地点及其附近有无实测流量或雨量记录而做适当之选择。洪水量之推估方法有:洪峰频率曲线法，洪峰流量相关法，暴雨与洪峰流量相
关法，合理化公式法，单位流量历线法及三角型流量历线法等数种。一般规划因集水面积不大，流量资料缺乏，有时连雨量资料亦难齐全。故采用一般合理法推算洪水量。其公式为
Qp =CIA/ 360 其中Qp 为计划排水量(CMS) ╋C 为径流系数╋I 为降雨强度(mm/hr) 每小时内之平均降雨量╋A 为集水面积(ha) 。
1 6.水力计算: 以均匀流公式计算断面(设计)Q = Aw ×VQ 为流量(M3/S，CMS) ╋A 为流水断面积(M2) ╋V 为断面平均流速(M/S)
2 7.以曼宁公式计算流速V= {1/n}×R (2/3) ×S (1/2) = {1/n} ×{bd / (b+2d ) }(2/3) ×S (1/2) n 为粗糙系数╋V 为断面平均流速(M/S) ╋R 为水力平径╋S: 能量坡度Q = Aw ×V= {1/n} ×{b d} ×{ (b d) / (b+2d ) } (2/3) ×S (1/2) b 为渠道宽度╋d 为渠道水深。(三)排水现况
1.现址调查:
校内之主要排水系统，计有忠孝路、信义路及环校道路(施工中)三大排水系统，其集水区承受雨水、人为污水、实验废水等三种。其总集水区面积除环校道路排水系统注入校园后方山沟外，仁爱路及忠孝路排水系统分别汇流台一线排水系统后注入凤山溪排放至台湾海峡。
3 2.排水不良原因: 本区造成排水不良之原因经实地勘查，其调查结果归纳如下:
1 (1) 原有排水系统已使用30年以上，且未维修。
2 (2) 区域内人口数量已逐年增加，致污水量激增。
3 (3) 适逄校区内部多项工程先后兴建，致使原有系统不堪承受暴增之排水量。如遇降雨则雨水汇集无法排出，原有排水沟管理不善，缺乏浚渫、杂草秽物阻塞。渠宽广狭不齐，渠底高低起伏无法自然渲泄。造成积水及溢流漫布之严重情形。
4 (4) 现有之行政大楼与部份教学区原为全校师生活动场所，历经时间变迁而逐渐扩大，校方将其行政大楼独立划分为行政区(含明德楼招待所、校长宿舍)，当初兴建之排水系统计划欠周，基地内明渠暗管凌乱散布，维护松懈陈旧不堪，以致泥土丛草阻塞，一旦遭遇暴雨则校园内积水滞流漫布。(四)排水规划原则：本规划以改善校园基地范围内排水管路为原则，尽量利用原有沟渠布设基础，以减少施工费，俾利工程实行。
1 1. 排水沟尽可能设于区内低洼处。
2 2. 配合校园水土保持处理而设排水沟应依据该设施之排水方向及间距选择适当地点设置。
3 3. 排水沟方向变化时，弯曲部外侧应加强保护并加高。
4 4. 排水断面应由上游至下游分段加大。
5 5. 排水沟尽量以直线设置，避免急转弯。
6 6. 排水沟纵坡应力求平顺，避免变化过大。
7 7. 涵管之排水量除应足以渲泄设计洪水量之外，尚应参酌泥砂含量及漂流物酌增断面。入口处之水面以不超过管顶为原则，
，都市暴雨排水原理与案例