第3章雨水管渠系统的设计1-2资料

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．
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
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
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 ；
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)。
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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，
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=30年 M=4次/年 m=序号数 NM=30*4=120
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。
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。
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；
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
雨水管道设计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：