雨水管网设计与计算

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1、5.3雨水管网设计与计算5.3.1雨量分析与暴雨强度公式5.3.2雨水管网设计流量计算5.3.3雨水管网设计与计算5.3.1雨量分析与暴雨强度公式雨水设计流量是雨水管渠系统设计的依据。由于雨水径流的特点是流量大而历时短，因此应对雨量进行分析，以便经济合理地推算暴雨量和径流量，作为雨水管渠的设计流量。5.3.1.1雨量分析降雨现象的分析，是用降雨量、暴雨强度、降雨历时、降雨面积和重现期等因素来表示降雨的特征。1．降雨量降雨量是指降雨的绝对量，是用降雨深度H（mm）表示，也可用单位面积上的降雨体积（L/ha）表

2、示。在研究降雨时，很少以一场雨为对象，而常用单位时间表示：（1）年平均降雨量：指多年观测所得的各年降雨量的平均值。（2）月平均降雨量：指多年观测所得的各月降雨量的平均值。（3）年最大日降雨量：指多年观测所得的一年中降雨量最大一日的绝对量。2．降雨历时是指连续降雨的时段，可以指一场雨全部的时间，也可以指其中个别的连续时段。用t表示，单位以min或h计，从自计雨量记录纸上直接读得。3．降雨强度（暴雨强度）降雨强度是指某一连续降雨时段内的平均降雨量，即单位时间的平均降雨深度，用i表示。（mm/min）在工程上统计

3、的降雨多属暴雨性质，故称暴雨强度，常用单位时间内单位面积上的降雨体积q（L/s·ha）表示。q与i之间的换算关系为：q＝167i式中167-—换算系数。暴雨强度是描述暴雨特征的重要指标，也是确定雨水设计流量的重要依据。在任一场暴雨中，暴雨强度是随降雨历时变化的。所取的降雨历时长，则与该历时相对应的暴雨强度将小于短历时对应的暴雨强度。在推求暴雨强度公式时，降雨历时常采用5、10、15、20、30、45、60、90、120min9个时段。在分析暴雨资料时，必须选用对应各降雨历时的最大降雨量。由于在各降雨历时内每

4、个时刻的暴雨强度也是不同的，所以计算出的各历时的暴雨强度称为最大平均暴雨强度。某次阵雨不同降雨历时最大暴雨强度计算？4．降雨面积和汇水面积（1）降雨面积——是指降雨所笼罩的面积，即降雨的范围。（2）汇水面积——是指雨水管渠汇集雨水的面积，用F表示，以公顷或平方公里为单位（ha或km2）。任一场暴雨在降雨面积上各点的暴雨强度是不相等的，但在城镇雨水管渠系统设计中，设计管渠的汇水面积较小，一般小于100km2，其汇水面积上最远点的集水时间不超过60min到120min，这种较小的汇水面积，在工程上称为小汇水面积

5、。在小汇水面积上可忽略降雨的非均匀分布，认为各点的暴雨强度都相等。5．降雨的频率和重现期（1）暴雨强度的频率某一大小的暴雨强度出现的可能性是不能预知的，只能通过对以往大量观测资料的统计分析，计算其发生的频率，才能推求其今后发生的可能性。某特定值暴雨强度的频率是指等于或大于该值的暴雨强度出现的次数m与观测资料总项数n之比的百分数，即：%n——观测资料总项数m——暴雨强度出现的次数若每年只选一个雨样，称为年频率式n=N，%N——降雨观测资料的年数若平均每年选入M个雨样数，称为次频率式。n=N·M，M——每年选入

6、的平均雨样数%这一定义是假定降雨观测资料年限非常长，可代表降雨的整个历史过程。但实际上是不可能的，只能取得一定年限内的暴雨强度值，因而n是有限的。按上式求得的暴雨强度的频率，只能反映一定时期内的经验，不能反映整个降雨的规律，故称为经验频率。因此，水文计算常采用公式％计算年频率，用公式％计算次频率。观测资料的年限愈长，经验频率出现的误差也就愈小。我国现行《室外排水设计规范》规定，在编制暴雨强度公式时必须具有10a以上自计雨量记录。在自计雨量记录纸上，按降雨历时为5、10、15、20、30、45、60、90、1

7、20min，每年每个历时选择6～8场最大暴雨记录，计算其暴雨强度值，然后不论年次，将每个历时的暴雨强度按大小次序排列，再从中选择资料年数的3～4倍的最大值，作为统计的基础资料。（2）暴雨强度的重现期某特定值暴雨强度的重现期是指等于或大于该值的暴雨强度可能出现一次的平均间隔时间，一般用P表示，以年为单位，按如下公式进行计算：式中P—-暴雨强度的重现期（a）；N—-资料记录的年限（a）；m—-等于或大于某特定值的暴雨强度出现的次数。重现期P与年频率Pn互为倒数，即暴雨强度重现期的计算20年自记雨量计资料每年选择

8、6-8场最大暴雨记录(丰水多选，旱水少选）分别共120-160i5i10i15…..不同历时按数值大小降序排列暴雨强度曲线暴雨分析典型综合成果表需要的重现期暴雨强度曲线的绘制目的5.3.1．2暴雨强度公式暴雨强度公式是在各地自计雨量记录分析整理的基础上，按照我国现行《室外排水设计规范》规定的方法推求出来的。暴雨强度公式是暴雨强度i（或q）、降雨历时t、重现期P三者间关系的数学表达式，是雨水管渠的设计依据。我国常用