经典：雨水管网设计与计算

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若每年只选一个雨样，称为年频率式
n = N，
Pn
m N
100%
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，
Pn
m NM
100
M——每年选入的平均雨样数
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这一定义是假定降雨观测资料年限非Fra Baidu bibliotek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
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（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：
P N m
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
第9章 雨水管网设计与计算
9．1 雨量分析与暴雨强度公式 9．2 雨水管网设计流量计算 9．3 雨水管网设计与计算 9.4 合流制管网设计与计算
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雨水管渠设计的主要内容包括： 1．确定当地的暴雨强度公式或暴雨强度曲线； 2．划分排水流域，进行雨水管渠的定线； 3．划分设计管段，计算各设计管段雨水设计流
中降雨量最大一日的绝对量。
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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。
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i H （mm/min） t
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）；
A1、c、b、n —— 地方参数，根据统计方法计算
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。
量； 4．进行管渠的水力计算，确定各设计管段的管
径、坡度、标高及埋深。 5．绘制管渠平面图及纵剖面图。
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9．1 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。
9.1.1 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。
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9．2 雨水管网设计流量计算
9．2．1 地面径流与径流系数
1．地面径流：在地面沿地面坡度流动的雨水，称 为地面径流。
雨水管渠就是收集雨水地面径流量。 2．径流系数
降 径雨 流量 量1
降雨量 < 地面渗水量，雨水被地面吸收 降雨量 > 地面渗水量，余水（两者之差）在地面
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
Pn
m 100 N1
％计算
年频率，用公式
Pn
m 100 NM1
％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。
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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10 a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、120 min，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。
在工程上统计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。
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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、120 min 9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。
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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100 km2，其汇水面积上最远 点的集水时间不超过60 min到120 min，这种较小的 汇水面积，在工程上称为小汇水面积。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。
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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：
Pn
m n
100
%
n——观测资料总项数 m——暴雨强度出现的次数
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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
P 1
Pn
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9．1．2 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。我国常用的暴 雨强度公式为：
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q167A1t1bcnlgP