第3章雨水管渠系统的设计1-2资料
雨水管渠系统设计
B t1
EG
A
C
极限强度法理论包括2部分内容：
①. 全面积产生汇流－－－－设计流量最大 ②. 降雨历时t＝集流时间t0－－设计流量最大
因此： ①. t<t0 时，部分面积参与径流，Q<Qmax ②. t>t0 时，i<imax, 则 Q<Qmax
4. 雨水管段设计流量计算
A、B、C为3块相邻的区域，Fa=Fb=Fc,各区域
集流时间：从流域上最远一点的雨水流至出口 断面的 时间称为流域的集流时间或集水时间。
3. 极限强度法
极限强度法，即承认降雨强度
随降雨历时的增长而减小的规律性，
同时认为汇水面积的增长与降雨历
时呈正比，而且汇水面积的增长速
F
t0
度更快，因此只有当降雨历时等于
集流时间时，全部面积参与径流，
D
t2
产生最大径流量
式中： q——设计暴雨强度，L/s.公顷； P——设计重现期，年； t——降雨历时，min；
A1,c,b,n——地方参数，根据统计方法进行确定。
我国《给水排水设计手册》第5册收录了我国 若干城市的暴雨强度公式，统计时可直接选用。 目前尚无暴雨强度公式的城镇，可借用附近气象 条件相似地区城市的暴雨强度公式。
可用单位面积的降雨体积（L/ha）表示。
年平均降雨量：指多年观测所得的各年降雨量的平均值 月平均降雨量：指多年观测所得的各月降雨量的平均值 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 降雨的时间，也可以指其中个别的连续时 段。用t表示，单位为min或h
的集流时间均为τ1 ，假设：
⑴汇水面积随降雨历时均匀增加；
雨水管渠系统的设计
01
02
03
设计流量计算
根据气象水文资料和设计 规范，计算管道材质、管径等因 素，计算水力坡降，确定 管道埋深。
水力模型建立
利用水力计算软件，建立 雨水管渠系统的水力模型， 模拟水流情况。
方案比选与优化
方案初步设计
01
根据现场勘查和水力计算结果，进行雨水管渠系统的初步设计。
组成部分及功能
雨水口
收集地面径流的装置，通常设置在道路边沟或低洼地带，将雨水引入 雨水管道。
连接管
连接雨水口和雨水干管的管道，负责将雨水从雨水口输送到雨水干管。
雨水干管
城市雨水管渠系统的主干管道，负责输送和排放雨水。根据地形和排 水要求，雨水干管可布置成树枝状、环状等不同形式。
出水口
将雨水从雨水干管排放到受纳水体的装置，通常设置在河流、湖泊等 水域附近。
通过雨水管渠系统的合理设计，可以实现 雨水的收集、储存和利用，提高水资源的 利用效率。
改善城市生态环境
促进城市规划与发展
雨水管渠系统不仅具有排水功能，还可以 通过绿化、渗透等措施改善城市生态环境 ，提升城市居民的生活质量。
雨水管渠系统的设计与城市规划和发展密 切相关，其合理布局和规划可以为城市的 可持续发展提供有力支持。
设计原则与规范
设计原则
雨水管渠系统的设计应遵循重力流原则，确保雨水能够顺畅地流入管道并排放 到受纳水体；同时要考虑地形、气候、土壤等自然条件以及城市规划、环境保 护等要求。
设计规范
雨水管渠系统的设计应符合国家相关规范和标准的要求，如《室外排水设计规 范》、《城市排水工程规划规范》等。这些规范对雨水管渠系统的布局、设计 参数、施工和验收等方面都有详细的规定。
雨水是宝贵的水资源，通过合理设 计雨水管渠系统，可以实现雨水的 收集、利用和保护。
雨水管渠系统的设计
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极限强度理论旳内容
当汇水面积上最远点旳雨水达集流点时， 全方面积汇流，雨水管渠旳流量最大。 当降雨历时等于汇水面积上最远点旳雨水 达集流点旳集流时间时，雨水管道旳雨量 最大。
道路上平均间隔30～80m应设置一雨水口
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有条件时应尽量采用明渠排水
城郊或新建工业区、建筑密度低旳地域及交通 量小旳地域
尽量采用道路边沟排水以降低管道用量
设置排洪沟排出雨洪径流
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雨水管渠水力计算旳设计参数
设计充斥度 管道设计充斥度按满流考虑 明渠超高≥0.20m 街道边沟超高≥0.03m
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立体交叉道路排水
尽量缩小汇水面积 取用较高旳排水设计原则 雨水口旳布设位置要便于拦截径流 管道布置应于其他市政管道综合考虑 合适加大管道断面 设置排水及降低地下水位旳措施
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排洪沟旳设计与计算
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tc ：相应于Qmax时旳设计降雨历时（s）
：下游干管设计流量旳降低系数
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调整池下游干管设计流量计算
Q Q max Q
Q’：调整池下游干管汇水面积上旳雨 水 设计流量
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校核调整池旳放空时间
放空时间按照水力学中变水头下旳非稳定流进行 计算，不得超出24h ，然后按照调整池放空时间要 求校核选用旳出水管管径是否满足
雨水灌溉系统设计
雨水灌溉系统设计雨水是一种宝贵的资源，可以被有效地利用于植物的灌溉。
为了最大限度地利用这一自然资源，设计一个高效的雨水灌溉系统尤为重要。
本文将详细介绍雨水灌溉系统的设计要点和步骤。
一、概述雨水灌溉系统是一种利用收集的雨水来灌溉植物的系统。
通过收集和储存雨水，可以降低用水成本，减轻对地下水的依赖，同时还有助于环境保护。
一个成功的雨水灌溉系统应该具备高效性、节水性和可持续性。
二、系统设计步骤1. 收集区域选择首先需要选择一个适合的收集区域，通常是房屋的屋顶。
屋顶清洁且平坦，可以方便地收集和运输雨水。
同时，屋顶的材料也是需要考虑的因素，不同的材料会对雨水质量产生影响。
2. 储存设备选择选择合适的储存设备也是雨水灌溉系统设计的重要一环。
储存设备可以是地下水箱或水桶，根据实际需求和可用空间合理选择大小。
储存设备需要具备防渗漏和防蚊虫的特性，保证储存的雨水质量。
3. 滤水装置设计由于雨水中可能含有杂质和颗粒物，设计一个滤水装置能够有效地净化雨水。
常见的滤水装置包括三级过滤系统，使用沙滤器、滤网和活性炭过滤雨水，确保供给植物的是干净的雨水。
4. 管道布置和连接管道布置是雨水灌溉系统设计中的关键步骤之一。
应该合理规划管道的走向和连接方式，确保雨水能够顺畅地从收集设备流向灌溉区域。
同时，还需要设计适当的控制阀门，以便在需要灌溉时能够打开或关闭水流。
5. 灌溉区域设计根据需要灌溉的区域大小和形状，设计灌溉区域的喷头和喷洒方式。
可以选择喷水头、滴灌系统或喷雾装置来实现精确的灌溉，确保植物能够获得适量的水分和营养。
6. 系统排水设计在系统设计考虑中需要确定雨水灌溉系统的排水方式。
排水装置应该能够及时将多余的雨水排出，避免积水带来的不良影响。
例如，可以设置雨水收集区域的斜度，确保雨水能够顺利排出。
7. 系统监控与维护设计一个好的雨水灌溉系统后，监控和维护同样重要。
可以选择安装计量仪器，定期检查系统运行情况。
定期清洗滤水装置和储存设备，确保系统的正常运行。
排水管网-第3章雨水管渠系统的设计
2. 流域上汇流过程
自然流域中，地面径流沿着坡面汇流 至低处，通过沟、溪汇入江河。城镇中， 雨水径流由地面顺坡流至雨水口，经雨 水管渠汇入江河。通常将雨水径流从流 域的最远点流到出口断面的时间称为流 域的集流时间或集水时间。
Hale Waihona Puke 由上分析可知：各条等流时线上的雨水不可 能同时到达a点，离a点越近，则越早到达；反之， 同时到达a点的雨水并不是同时降落的。
那么，到达a点的雨水量何时达到最大？
① 汇水面积内坡度均等，且坡向a点；
② 降雨强度随历时的增长而减小；
③ 汇水面积的增长与降雨历时t 成正比，而且面 积随t 增长的速度比i 随t 增长而减小的速度更快。
5、降雨的频率和重现期 P
① 暴雨强度的频率Pn
等于或大于该值的暴雨强度i 出现的次数m 与观测资料总项数n之比的百分数。
m Pn n 100%
m ——等于或大于某特定暴雨强度值的暴雨强度
出现的次数，如将样本按从大到小排列的话，则
共排成几项，M 即某一暴雨强度值所对应的序号。 n ——观测资料总项数，即降雨观测资料的年数N 与每年选入的平均雨样数M 的乘积，n=N×M
• （5）排洪沟的设计与计算。
重点
• （1）雨量分析的几个要素，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）雨水管渠平面布置的特点，雨水管渠水 力计算的设计数据和水力计算方法；
• （4）雨水管渠的设计步骤与方法。
③ 年最大日降雨量：多年观测所得的一年中 降雨量最大一日的绝对量。
排水系统概论
管道布置应于其它市政管道综合考虑
适当加大管道断面
设置排水及降低地下水位的措施
排洪沟的设计与计算
设计防洪标准
• 一般以洪峰流量计算的设计频率表示 • 根据城市、工厂的性质，规模大小、受淹后损失和 修复难易等因素综合考虑确定 • 一般设计重现期为10～100a
设计洪峰流量
• 洪水调查法：深入现场，勘察洪水位的痕 迹，推出它发生的频率，选择和测量河槽 断面。
1 v= n
R
y
I
1 2
Q =A• v
y 2.5 n 0.13 0.75 R ( n 0.1)
• 推理公式法
适用于流域面积为40～50km2的地区，以及山区 城镇。
S Q = 0.278 ψ n F τ
Ψ：洪峰径流系数 S：暴雨雨力(mm/h) F：流域面积
τ：流域的集流时间(h)
n ：暴雨强度衰减系数
• 最好将水导至城市下游，以减少河水顶托
• 尽量避免穿越铁路和公路 • 尽量减少弯道 • 排洪沟采用明渠还是暗管要视具体情况而定
设计要求
• 平面布置要求
进口布置要创造良好的导流条件，一般布置 成喇叭口形 进口段长度不得小于3m，可取渠中水深的 5～10倍。
进口形式
直插式
侧流堰式
•
出口段
要使水流均匀平缓扩散，防止冲刷。 应设置于地形地质良好的地段，并采取 护砌措施。 当排洪沟直接排入河道时，出口宜逐渐 加宽成喇叭口形状。 当排洪沟穿越防洪堤时，应在出口设置 涵洞。
管道：金属管道≤10m/s
非金属管道≤5m/s
最小管径及最小设计坡度
雨水管道：DNmin=300 imin=0.003 雨水口连接管：DNmin=200 imin=0.010 最大埋深：规定同污水管道干燥土壤：≤7～8m来自多水、流沙、石灰岩地层：≤5m
雨水管渠系统设计
雨水管渠系统设计前言：总图专业排雨水设计中涉及到雨水口的布置和雨水沟的选择问题，目前，我们只能根据经验从图集上进行定性的选择，没有进行定量的计算和选定后的验算和复核。
本次对雨水管渠设计方法的学习，希望可以在日后的项目中推广，并作为计算和验算的方法，使设计更准确，形成通过定量的分析确定结论的设计过程，也起到节省投资的作用。
我国地域广阔、气候差异很大，年降雨量分布很不均匀，大体上从东南向西北递减。
但就是长江以南年降雨量均在1000mm以上的多雨地区，在同一面积上全年雨水总量不过和生活污水总量相近，而沿地面流入雨水管渠的雨水径流量还不到雨水量的一半。
但是，全年雨水的绝大部分常在极短时间内倾泄而下，形成大量的地面径流，若不能及时排除，会造成极大的危害。
雨水管渠设计的任务就是及时的排除暴雨形成的地面径流。
雨水管渠系统是由雨水口、雨水管渠、检查井、出水口等构筑物组成的整套工程设施。
我们下面主要讲述雨水设计流量的计算及雨水管渠的设计步骤、方法。
一雨量分析任何一场暴雨都可以用两个基本数值：降雨量和降雨历时表示其降雨过程。
雨量分析的目的就是找出表示暴雨特征的降雨历时、暴雨强度与降雨重现期之间的相互关系。
1 雨量分析的几个要素1）降雨量降雨量是指降雨的绝对值，即：降雨深度。
单位以mm计。
也可以用单位面积上的降雨体积表示。
年平均降雨量：多年观测所得的各年降雨量的平均值。
月平均降雨量～～年最大降雨量～～2）降雨历时是指连续降雨的时段，可以指全部降雨的时间，也可以指其中个别的连续时段。
用t表示，以min或h计。
3）暴雨强度是指某一连续降雨时段内的平均降雨量。
用i表示。
在工程上，常用单位时间内单位体积上的降雨体积q表示暴雨强度。
q= 10000 x 1000i = 167i1000 x 604)降雨面积和汇水面积降雨面积是指降雨所笼罩的面积。
汇水面积是指雨水管渠汇集雨水的面积。
用F表示。
现实中降雨是非均匀分布的。
在小汇水面积上降雨不均匀分布的影响较小。
(完整版)水污染控制工程(上册)
水污染控制工程复习题第一章排水系统概论一、名词解释1、环境容量答：污水的最终处置或者是返回自然水体、土壤、大气；或者是经过人工处理，使其再生成为一种资源回到生产过程；或者采取隔离措施。
其中关于返回到自然界的处理，因自然环境具有容纳污染物质的能力，但具有一定界限，不能超过这种界限，否则会造成污染。
环境的这种容纳界限称环境容量。
2、排水体制答：在城市和工业企业中通常有生活污水、工业废水和雨水。
这些污水是采用一个管渠系统来排除，或是采用两个或两个以上各自独立的管渠系统来排除。
污水的这种不同排除方式所形成的排水系统，称做排水系统的体制（简称排水体制）。
二、填空1、污水按照来源不同，可分为生活污水、工业废水、和降水3类。
2、根据不同的要求，经处理后的污水其最后出路有：排放水体、灌溉农田、重复使用。
3、排水系统的体制一般分为：合流制和分流制两种类型。
三、简答题1、污水分为几类，其性质特征是什么？答：按照来源的不同，污水可分为生活污水、工业废水和降水3类。
生活污水是属于污染的废水，含有较多的有机物，如蛋白质、动植物脂肪、碳水化合物、尿素和氨氮等，还含有肥皂和合成洗涤剂等，以及常在粪便中出现的病原微生物，如寄生虫卵和肠西传染病菌等。
工业废水是指工业生产中所排出的废水，来自车间或矿场。
由于各种工厂的生产类别、工艺过程、使用的原材料以及用水成分的不同，使工业废水的水质变化很大。
降水即大气降水，包括液态降水和固态降水，一般比较清洁，但其形成的径流量较大，则危害较大。
2、何为排水系统及排水体制？排水体制分几类，各类的优缺点，选择排水体制的原则是什么？答：在城市和工业企业中通常有生活污水、工业废水和雨水。
这些污水是采用一个管渠系统来排除，或是采用两个或两个以上各自独立的管渠系统来排除。
污水的这种不同排除方式所形成的排水系统，称做排水系统的体制（简称排水体制）。
排水系统的体制一般分为合流制和分流制两种类型。
从环境保护方面来看，如果采用合流制将城市生活污水、工业废水和雨水全部截流送往污水厂进行处理，然后再排放，从控制和防止水体的污染来看，是较好的；但这时截流主干管尺寸很大，污水厂容量增加很多，建设费用也相应地增高。
排水工程第3章雨水管渠系统的设计3.pptx
3.3.1 雨水管渠系统平面布置的特点
1．充分利用地形，就近排入水体。
分散出水口式雨水管布置
集中出水口式雨水管布置
2．根据城市规划布置雨水管道。
雨水管道应平行道路布设
布置在人行道或草地带下，而不宜布置在快车 道下，以免积水时影响交通或维修管道时破坏 路面
雨水口连接管最小管径为200mm，最小 坡度为0.0l。
4．最小埋深与最大埋深 具体现定同污水管道。
另外： 雨水管渠通常采用管顶平接
3.3.3 雨水管渠水力计算的方法
常用计算方法 水力计算图p173 水力计算表p87
计算举例
例1 已知：n＝0.013，Q＝200L/s，该管段地
在地形平坦地区，埋没深度或出水口深度受限 制地区，可采用盖板渠排除雨水
在城市郊区，当建筑密度较低，交通量较小的 地方，可考虑采用明渠。但明渠容易淤积，滋 生蚊蝇，影响环境卫生。
在每条雨水下管的起端，应尽可能采用道路边 沟排除路面雨水。这样通常可以减少暗管约 100—150m长度。
当管道接人明渠时，管道应设置挡土的端墙，
把两个检查井之间流量没有变化且预计管径和 坡度也没有变化的管段定为设计管段。
并从管段上游往下游按顺序进行检查井编号。
5 3 2
9 10 11 12
16
17
18
19
3
1
3．划分并计算各设计管段的汇水面积
各设计管段汇水面积的划分应结合地形坡度、 汇水面积的大小以及雨水管道布置等情况而划 定。
(2)划分干管和支管的服务面积，进行编号并计 算出面积的大小。
(3)确定干管和支管的检查井位置和编号，并计 算设计管段长度和管渠总长度。
雨水管渠系统的设计
4．最小埋深与最大埋深 具体现定同污水管道。
另外： 雨水管渠通常采用管顶平接
3.3.3 雨水管渠水力计算的方法
常用计算方法 水力计算图p173 水力计算表p87
计算举例
例1 已知：n＝0.013，Q＝200L/s，该管段地 面坡度为i＝0.004 求：D、v、i
I=0.0092 V=1.6 坡度太大
当管道接入明渠时，管道应设置挡土的端墙， 连接处的土明渠应加铺砌；铺砌高度不低于设 计超高，铺砌长度自管道末端算起3—10m。宜 适当跌水，当跌差0.3—2m时，需作45º 斜坡， 斜坡应加铺砌。当跌差大于2m时，应按水工构 筑物设计。
明渠接入暗管时，除应采取上述措施外，尚应 设置格栅，栅条间距采用100—150mm。也宜 适当跌水．在跌水前3—5m处即需进行铺砌。
2．设计流速 雨水管渠满流时管道内最小设计流速为 0.75m/s；明渠内最小设计流速为0.40m/s。 雨水管渠的最大设计流速规定为：金属 管最大流速为10m/s；非金属管最大流速 为5m/s。
明渠中水流深度为0.4—1.0m时，最大设 计流速。
3．最小管径和最小设计坡度 雨水管道的最小管径为300mm，相应的 最小坡度为0.003 雨水口连接管最小管径为200mm，最小 坡度为0.0l。
3．合理布置雨水口，以保证路面雨水排除 通畅。
4．雨水管道采用明渠或暗管应结合具体条件确 定。 在城市市区或工厂内，由于建筑密度较高，交 通量较大，雨水管道一般应采用暗管。 在地形平坦地区，埋没深度或出水口深度受限 制地区，可采用盖板渠排除雨水 在城市郊区，当建筑密度较低，交通量较小的 地方，可考虑采用明渠。但明渠容易淤积，滋 生蚊蝇，影响环境卫生。 在每条雨水干管的起端，应尽可能采用道路边 沟排除路面雨水。这样通常可以减少暗管约 100—150m长度。
雨水管渠的设计
设计流速 最小流速：
管道≥0.75m/s 明渠≥0.40m/s 最大流速： 管道：金属管道≤10m/s
非金属管道≤5m/s
最小管径及最小设计坡度 雨水管道：DNmin=300 imin=0.003
雨水口连接管：DNmin=200 imin=0.010
最大埋深
干燥土壤：≤7～8m
多水、流沙、石灰岩地层：≤5m
管道衔接方式 管顶平接
雨水管渠水力计算方法
公式
81
Q
1
21
R3i2
A
D3i2
n
43 16n
已知条件：n、Q 未知条件：i—参照地面坡度或相应管径的最小坡
度，假定管底坡度 D、v —从水力计算图或表中求得
雨水管渠系统的设计步骤
收集和整理设计地区的各种原始资料 划分排水流域和管道定线 划分设计管段 划分并计算各设计管段的汇水面积 确定各排水流域的平均径流系数值 确定设计重现期P、地面集水时间t1 求单位面积径流量q0 列表进行雨水干管及支管的水力计算 绘制雨水管道平面图及纵剖面图
n
y 2 .5n 0 .1 0 3 .7R 5 (n 0 .1 )
Q=A• v
u 推理公式法
适用于流域面积为40～50km2的地区，以及山区城镇。
Q0.278Sn F
Ψ：洪峰径流系数 S：暴雨雨力(mm/h) F：流域面积 τ：流域的集流时间(h) n ：暴雨强度衰减系数
u 地区性经验公式
降雨重现期：等于或大于某特定值的暴雨 强度可能出现一次的平均间隔时间。
暴雨强度公式
q167A(1t(1b)cnlgP)
q:设计暴雨强度（L/s•ha) P:设计重现期（a） t：降雨历时（min） A1、c、b、n：地方参数
雨水管渠系统的设计
Wn= △hn*F1+ △hn-1*F2+…..+ △h1*Fn
=∑ △hj*Fn-j+1
上式中的Wn表示的是在时段（tn-tn-1)内流到集流
点a的雨水量，设(tn-tn-1)=△t,则在△t时段内，集
流点a处的平均流量为：
Qn=
Wn △
∑ △hj*Fn-j+1 =
△t
t 若tn为全流域集流时间τ0，而△t无限小，即
所以有: q=167i
暴雨强度是描述暴雨特征的重要指标，是确定雨水设计流量的重要依据。
在任一场暴雨中，暴雨强度随降雨历时的变化而变化 。就雨水管渠设计而 言，有意义的是找出降雨量最大的那个时段内的降雨量。因此，暴雨强度的 数值与所取的连续时间段t的跨度和位置有关。在城市暴雨强度公式推求中， 经常采用的降雨历时为5min、10min、15min、20min、30min、45min、60min、 90min、120min等9个历时数值，特大城市可以用到180min。
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（mm/min）表示 :
i=H/t (mm/min) 在工程上，常用单位时间内单位面积上的降雨 体积q（L/s.公顷）表i与示q.两种表示方法的换算关系为：
由于1mm/min＝l（L/m2）/min＝10000（L/min）/ha， =10000/60 （L/s.ha） =167 （L/s.ha）
降雨过程线
径流过程线
2、流域上的汇流过程
从流域上最远一点的雨水流至 出口断面的时间称为流域的集流时间
或集水时间τ0
当流域最边缘线上的雨水达 到集流点A时，在A点汇集的流量其汇水 面积为整个流域，即全部流域面积参与 径流，此时在A点产生最大流量。
雨水管道设计
雨水沟系常沿道路铺设， 设在道路中线的一侧，与道路 相平行，尽量在快车道以外。
雨水口的设置位置，要 配合道路边沟，在道路交叉 口处，雨水不应漫过路面。
§3-3 雨量管渠系统的设计和计算
一、雨水管渠系统平面布置的特点
调节池的最佳设计位置选择
调节池的位置选择很重要，调节池若设置 在排水系统的开始或末端，可想而知是意义不 大的，故最佳位置的选择需要慎重考虑。
尽可能利用当地的地形条件，如水库、池 塘、河流等。
应专门建设。
一般位置：汇流点。
在有池塘、河床可以利用，或有洼池 可以建池的情况下，往往可以调节径流量， 以减小其下游的管道口径。
降雨强度的重现期。
降雨强度的频率：指相等或大于某降雨强度的雨出现的次数 m 与总观测次数 n 之比，即：
p m 100% n 1
这是理论频率，必须假设 n→∞，但实际上 n 只是一定年限 内有限的降雨强度值。所以该公式计算出的降雨强度频率只能反 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。
雨水管道 系统的平 面布置
布置原则
受地形 影响
管系定线
受道路交 通影响
根据城市规划和建设情况，考虑 利用河湖水体与洼地调蓄雨水，把 地形条件、地下水位以及原有的和 规划的地下设施、施工条件等因素 综合考虑，合理布置，分期建设， 逐步完善。
平坦地区:为避免干管埋深过 大，增加造价，干管应设在流域 的中部，以减少两侧支管长度。
非铺砌地面 公园或绿地
ψ 0.85-0.95 0.55-0.65 0.40-0.50 0.35-0.45 0.25-0.35 0.10-0.20
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2．降雨历时
是指连续降雨的时段，可以指一场雨 全部降雨的时间．也可以指其中个别的 连续时段。
用t表示，以min或h计，从自记雨量记 录纸(如图3-1所示)上读得。
3.暴雨强度 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。
i H (mm / min) t
在工程上，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之间的换算关系是将每分钟的 降雨深度换算成每公顷面积上每秒钟的降雨体积．即；
t渗终 ~ t雨终 I<<μˊ 全下渗，无径流
2．流域上汇流过程
通常将雨水径流从流域的最
远点流到出口断面的时间称
为流域的集流时间或集水时 间。
b
图3—3(2)是一块扇形流域汇 水面积，其边界线是ac，ab 和bc弧，a点为集流点(如雨 水口，管渠上某一断面)。
假定汇水面积内地面坡度均
等，则以a点为圆心所划的 圆弧线de，fg，hi，…称为等 流时线．
雨强I
死水
径流 入渗率μˊ
t=0
无雨水，无渗流
0~t余始
I=μˊ 无径流，全下渗，植物截留
t余始 ~ t径始 I>μˊ 余水积于洼地
t径始 ~ tmax I>μˊ 径流且逐渐增大
tmax ~ t等径点 I>μˊ径流且逐渐减小
t等径点 ~ t径终 I<μˊ 地面积水，植物截水参与径流
t径终 ~ t渗终 I<μˊ 死水下渗，降雨全下渗
第3章 雨水管渠系统的设计
雨水管渠系统：是由雨水口、雨水管渠、 检查井、出水口等构筑物所组成的一整 套工程设施。
雨水管渠系统的任务：就是及时地汇集 并排除暴雨形成的地面径流，防止城市 居住区与工业企业受淹，以保障城市人 民的生命安全和生活生产的正常秩序。
雨水管渠系统设计的主要内容包括：
1．确定当地暴雨强度公式；
FA＝FB＝FC 集水时间均为τ1(min) (1)汇水面积随降雨历时的增加而均匀的 增加；
(2)降雨历时t等于或大于汇水面积最远点 的雨水流达设计断面的集水时间τ ；
即
n取值：n为降雨观测资料的年数N与每年 选入的平均雨样数M的乘积，即n=N·M
每年只选一个雨样(年最大值法) M=1 ，则 n＝N。 Pn＝m/Nxl00%，称为年频率式。 若平均每年选入M个雨样数(一年多次法 选样)，则n＝NM，Pn＝m/NMxl00%称为次 频率式。
注：以上两式成立的前提是n足够长
q 167 A1(1 c lg P) (t b)n
我国部分城市暴雨强度计算式
第2节 雨水管渠设计流量的确定
一、雨水管渠设计流量计算公式
Q=ψqF
式中 Q——雨水设计流量(L/s)；
ψ——径流系数，其数值小于1
F——汇水面积(ha)； q——设计暴雨强度(L/(s·ha))。
1．地面点上产流过程
雨量分析的几个要素
1．降雨量 降雨量是指降雨的绝对量，即降雨深度。用
H表示，单位以mm计。也可用单位面积上的降 雨体积(L/ha)表示。 年平均降雨量：指多年观测所得的各年降雨量 的平均值。
月平均降雨量：指多年观测所得的各月降雨量 的平均值。
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。
q 100001000i 167i 1000 60
4．降雨面积和汇水面积 降雨面积是指降雨所笼罩的面积，
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)。
5、降雨的频率和重现期
(1)暴雨强度的频率
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，
2．划分排水流域，进行雨水管渠的定线，确 定可能设置的调节池、泵站位置
3．根据当地气象与地理条件，工程要求等确 定设计参数；
4．计算设计流量和进行水力计算，确定每一 设计管段的断面尺寸、坡度、管深；
5．绘制管渠平面图及纵剖面图。
第1节 雨量分析与暴雨强度公式
雨量分析的目的：
通过对降雨过程的多年(一般具有10年以 上)资料的统计和分析，找出表示暴雨特 征的降雨历时、暴雨强度与降雨重现期 之间的相互关系，作为雨水管渠设计的 依据。
q
167
A1(1 c lg (t b)n
P)
集流点何时承受雨水量为最大？
雨水管道设计的极限强度理论：在设计中采用的 降雨历时等于汇水面积最远点雨水流达集流点的 集流时间，因此，设计暴雨强度q、降雨历时t、 汇水面积F都是相应的极限值。
极限强度法：承认降雨强度随降雨历时的增长而 减小的规律性，同时认为汇水面积的增长与降雨 历时成正比，而且汇水面积随降雨历时的增长较 降雨强度随降雨历时增长而减小的速度快。
hτ0 f
τ1 τ2
d τ3
a
c i g e
每条等流时线上各点的雨水径流流达a点的 时间是相等的，它们分别为τ1、τ2、τ3、τ4， 流域边缘线bc上各点的雨水径流流达a点的 时间τ0称为这块汇水面积的集流时间或集 水时间。
流域全面积参与径流，此时集流点a产 生最大流量，也就是说，相应于流域集流 时间的全流域面积径流产生最大径流量
此项 Pn=序号数/(120+1)
重现期的计算： 当m=1时，
当m=2时，
当m=15时，
暴雨强度公式
表示形式：
q
167
A1(1 c lg (t b)n
P)
式中 q——设计暴雨强度(L/s·ha)；
P——设计重现期(a)；
t——降雨历时(min)；
Al、c、b、n：地方参数，根据统计方法进行计算确定；
一般情况下采用下面两式计算年频率和 次频率 年频率：
次频率：
(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，单位用年(a)表示。 重现期P与频率互为倒数。 即；
相应可得： 对于年频率式：
对于次频率式：
举例：
如课本P66-67表3-2中 N=3的极限强度理论包括两部分内容： 1.当汇水面积上最远点的雨水流达集流点时，
全面积产生汇流，雨水管道的设计流量最大； 2.当降雨历时等于汇水面积上最远点的雨水
流达集流点的集流时间时,雨水管道需要排除的 雨水量最大。
3. 公式推导：P 70-72
3.雨水管段的设计流量计算
上图中，假设：