雨量分析與暴雨強度計算

1、10.1.1 雨量分析雨量分析1.降雨量降雨量2.降雨強度（暴雨強度）降雨強度（暴雨強度）3.降雨面積和匯水面積降雨面積和匯水面積4.降雨的頻率和重現(xiàn)期降雨的頻率和重現(xiàn)期暴雨強度公式是暴雨強度公式是( )、 ( )、( )三者間關(guān)系的數(shù)學(xué)三者間關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式表達(dá)式，我國常用的暴雨強度公式為：，我國常用的暴雨強度公式為：qAcPtbn16711lg1021 地面徑流與徑流系數(shù)地面徑流與徑流系數(shù)徑流系數(shù)概念徑流系數(shù)概念在雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計中，匯水面積通常是由各在雨水管渠系統(tǒng)設(shè)計中，匯水面積通常是由各種性質(zhì)的地面覆蓋組成的，隨著它們占有的面種性質(zhì)的地面覆蓋組成的，隨著它們占有的面積比例變化，積比例變

2、化， 值也各異。因此整個匯水面積的值也各異。因此整個匯水面積的徑流系數(shù)應(yīng)采用平均徑流系數(shù)徑流系數(shù)應(yīng)采用平均徑流系數(shù)也可采用區(qū)域的綜合徑流系數(shù)。一般市區(qū)的綜也可采用區(qū)域的綜合徑流系數(shù)。一般市區(qū)的綜合徑流系數(shù)合徑流系數(shù)0.50.8，郊區(qū)的綜合徑流系數(shù)，郊區(qū)的綜合徑流系數(shù)0.40.6。21mtt FqQ1121FqQ （L/s）21232FFqQ （L/s） 321343FFFqQ （L/s） 4321454FFFFqQ （L/s）某雨水管線如圖所示，徑流系數(shù)為0.5，q=1200（1+0.75lgT）/(t+5)0.61，重現(xiàn)期T=1a，F(xiàn)1、F2 F3的地面集水時間分別為10min、5min、1

3、0min，折減系數(shù)m=2，管內(nèi)流動時間t1-2=5min，t2-3=3.75min，t4-3=3min，則2-3管段和3-5管段的設(shè)計流量分別是（ ）L/s，和（ ）L/s。QvvnRI12312明渠類別明渠類別最大設(shè)計最大設(shè)計流速流速（m/s）明渠類別明渠類別最大設(shè)最大設(shè)計流速計流速（m/s）粗砂或低塑性粘粗砂或低塑性粘土土粉質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土粘土粘土石灰?guī)r或中砂巖石灰?guī)r或中砂巖0.81.01.24.0草皮護面草皮護面干砌塊石干砌塊石漿砌塊石或漿砌漿砌塊石或漿砌磚磚混凝土混凝土1.62.03.04.0（六）求單位面積徑流量（六）求單位面積徑流量 q0 暴雨強度暴雨強度 q與徑流系數(shù)與徑流系數(shù)的乘

4、積，稱為單位面積的乘積，稱為單位面積徑流量徑流量 q0。即：。即：nbmttpcAqq2110lg1167對于某一設(shè)計來說，式中對于某一設(shè)計來說，式中P、t1、m、A1、b、c、n均為已知數(shù)，只要求得各管段的管內(nèi)雨水流行時間均為已知數(shù)，只要求得各管段的管內(nèi)雨水流行時間 t2，就可求出相應(yīng)于該管段的，就可求出相應(yīng)于該管段的 q 0值。值。（L/shaL/sha）水體超過部分經(jīng)排放管排入雨水量旱流流量被截流雨水量截流倍數(shù),00hyhQnQQn 題意題意 某城市一個區(qū)的截流式合流管道平面布置如某城市一個區(qū)的截流式合流管道平面布置如圖圖9 9-1-1，設(shè)計，設(shè)計原始數(shù)據(jù)如下：原始數(shù)據(jù)如下： 該市的暴雨

5、強度公式為該市的暴雨強度公式為q=10020(1+0.56q=10020(1+0.56P)/(t+36); P)/(t+36); 1.1.設(shè)計重現(xiàn)期采用設(shè)計重現(xiàn)期采用1a1a，地面集水時間，地面集水時間t t1 1=10min=10min，該設(shè)計區(qū)域平，該設(shè)計區(qū)域平均徑流系數(shù)均徑流系數(shù)=0.45=0.45。 2.2.設(shè)計人口密度為設(shè)計人口密度為300300人人/ha/ha，生活污水定額采用，生活污水定額采用100L/(100L/(人人d)d)。 3.3.截流干管的截流倍數(shù)截流干管的截流倍數(shù)n n0 0=3=3。 4.4.管道起點埋深為管道起點埋深為1.70m1.70m。 5.5.河流的平均洪水

6、位為河流的平均洪水位為18.000m18.000m。 6.6.各設(shè)計管段的管長、匯水面積和工業(yè)廢水最大班的平均流量各設(shè)計管段的管長、匯水面積和工業(yè)廢水最大班的平均流量如如表表9 9-2-2所示。所示。 7.7.各檢查井處的地面標(biāo)高如各檢查井處的地面標(biāo)高如表表9 9-3-3所示。所示。 試進(jìn)行管段試進(jìn)行管段1-61-6的水力計算。的水力計算。 截流式合流管道平面布置圖截流式合流管道平面布置圖 解解 合流管道的水力計算與雨水管道的計算基本相同，合流管道的水力計算與雨水管道的計算基本相同，只是它的設(shè)計流量要包括雨水、生活污水和工業(yè)廢只是它的設(shè)計流量要包括雨水、生活污水和工業(yè)廢水。計算時，先劃分設(shè)計管

7、段及其匯水面積，計算水。計算時，先劃分設(shè)計管段及其匯水面積，計算每塊面積的大小；再計算設(shè)計流量，包括雨水量、每塊面積的大?。辉儆嬎阍O(shè)計流量，包括雨水量、生活污水量和工業(yè)廢水量；然后根據(jù)設(shè)計流量查滿生活污水量和工業(yè)廢水量；然后根據(jù)設(shè)計流量查滿流的水力計算圖見附錄流的水力計算圖見附錄12-112-1附圖附圖1313，得出設(shè)計管徑，得出設(shè)計管徑和坡度；計算管內(nèi)底標(biāo)高和埋深；最后進(jìn)行旱流流和坡度；計算管內(nèi)底標(biāo)高和埋深；最后進(jìn)行旱流流量校核。本例中采用的管道粗糙系數(shù)量校核。本例中采用的管道粗糙系數(shù)n=0.013n=0.013，其水，其水力計算結(jié)果如力計算結(jié)果如表表9 9-4-4所示。所示。 管段編號管段

8、編號管長（管長（mm）匯水面積匯水面積(ha)(ha)本段工業(yè)本段工業(yè)廢水量廢水量(L/s)(L/s)面積編號面積編號本段面積本段面積1212232334344545565685851281285959138138165.5165.51.201.201.791.790.830.831.931.932.122.122020101060600 03535 檢查井編號檢查井編號地面標(biāo)高（地面標(biāo)高（mm）1 12 23 34 45 56 620.20020.20020.00020.00019.70019.70019.55019.55019.50019.50019.45019.450 管段管段編號編號管

9、長管長(m)(m)匯水面積匯水面積(10(104 4m m2 2) )管內(nèi)流行時間管內(nèi)流行時間(min)(min)設(shè)計流量設(shè)計流量(L/s)(L/s)設(shè)計管設(shè)計管徑徑(mm)(mm)設(shè)計坡設(shè)計坡度度()()管道坡管道坡降降(m)(m)本段本段轉(zhuǎn)輸轉(zhuǎn)輸總計總計累計累計t2t2本段本段t t2 2雨水雨水生活污生活污水水工業(yè)廢工業(yè)廢水水溢流井溢流井轉(zhuǎn)輸水轉(zhuǎn)輸水量量總計總計1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313141415151-21-22-32-33-43-44-54-55-65-685851281285959138138165.5165.51.20

10、1.201.791.790.830.831.931.932.122.120 01.201.202.992.993.823.820 01.201.202.992.993.823.825.755.752.122.120 01.891.894.564.565.505.500 01.891.892.672.670.940.941.951.952.152.15117.6117.6270.8270.8312.5312.5454.8454.8207.8207.81.01.02.42.43.03.04.64.61.71.720203030909090903535378.4378.4138.6138.6303.

11、1303.1405.5405.5550.3550.3622.9622.95005007007007007008008008008001.61.61.21.21.91.91.71.72.32.30.1360.1360.1540.1540.1120.1120.2350.2350.3810.381設(shè)計設(shè)計流速流速(m/s)(m/s)設(shè)計管道設(shè)計管道輸水能力輸水能力(L/s)(L/s)地面標(biāo)高地面標(biāo)高(m)(m)管內(nèi)底標(biāo)高管內(nèi)底標(biāo)高(m)(m)埋深埋深(m)(m)旱流校核旱流校核備注備注起點起點終點終點起點起點終點終點起點起點終點終點旱流流旱流流量量(L/s)(L/s)充滿度充滿度流速流速(m/s)(

12、m/s)1616171718181919202021212222232324242525262627270.750.750.800.801.051.051.081.081.221.2215015031031041041055055063063020.220.2000020.020.0000019.719.7000019.519.5505019.519.5000020.00020.00019.70019.70019.55019.55019.50019.50019.45019.45018.50018.50018.16418.16418.01018.01017.19017.19017.55017.5

13、5018.36418.36418.01018.01017.89817.89817.55017.55017.16917.1691.701.701.841.841.691.691.751.751.951.951.641.641.691.691.651.651.941.942.282.2821.021.032.432.493.093.094.694.6131.3131.30.280.280.340.340.300.300.320.320.540.540.830.830.790.791.001.00應(yīng)加強維護管理應(yīng)加強維護管理應(yīng)加強維護管理應(yīng)加強維護管理滿足要求滿足要求滿足要求滿足要求5 5點設(shè)溢流井

14、點設(shè)溢流井 管段管段編號編號管長管長(m)(m)匯水面積匯水面積(10(104 4m m2 2) )管內(nèi)流行時間管內(nèi)流行時間(min)(min)設(shè)計流量設(shè)計流量(L/s)(L/s)設(shè)計管設(shè)計管徑徑(mm)(mm)設(shè)計坡設(shè)計坡度度()()管道坡管道坡降降(m)(m)本段本段轉(zhuǎn)輸轉(zhuǎn)輸總計總計累計累計t2t2本段本段t t2 2雨水雨水生活污生活污水水工業(yè)廢工業(yè)廢水水溢流井溢流井轉(zhuǎn)輸水轉(zhuǎn)輸水量量總計總計1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313141415151-21-22-32-33-43-44-54-55-65-68585128128595913813

15、8165.5165.51.201.201.791.790.830.831.931.932.122.120 01.201.202.992.993.823.820 01.201.202.992.993.823.825.755.752.122.120 01.891.894.564.565.505.500 01.891.892.672.670.940.941.951.952.152.15117.6117.6270.8270.8312.5312.5454.8454.8207.8207.81.01.02.42.43.03.04.64.61.71.720203030909090903535378.4378.

16、4138.6138.6303.1303.1405.5405.5550.3550.3622.9622.95005007007007007008008008008001.61.61.21.21.91.91.71.72.32.30.1360.1360.1540.1540.1120.1120.2350.2350.3810.381設(shè)計設(shè)計流速流速(m/s)(m/s)設(shè)計管道設(shè)計管道輸水能力輸水能力(L/s)(L/s)地面標(biāo)高地面標(biāo)高(m)(m)管內(nèi)底標(biāo)高管內(nèi)底標(biāo)高(m)(m)埋深埋深(m)(m)旱流校核旱流校核備注備注起點起點終點終點起點起點終點終點起點起點終點終點旱流流旱流流量量(L/s)(L/s)充

17、滿度充滿度流速流速(m/s)(m/s)1616171718181919202021212222232324242525262627270.750.750.800.801.051.051.081.081.221.2215015031031041041055055063063020.220.2000020.020.0000019.719.7000019.519.5505019.519.5000020.00020.00019.70019.70019.55019.55019.50019.50019.45019.45018.50018.50018.16418.16418.01018.01017.1901

18、7.19017.55017.55018.36418.36418.01018.01017.89817.89817.55017.55017.16917.1691.701.701.841.841.691.691.751.751.951.951.641.641.691.691.651.651.941.942.282.2821.021.032.432.493.093.094.694.6131.3131.30.280.280.340.340.300.300.320.320.540.540.830.830.790.791.001.00應(yīng)加強維護管理應(yīng)加強維護管理應(yīng)加強維護管理應(yīng)加強維護管理滿足要求滿足要求滿

19、足要求滿足要求5 5點設(shè)溢流井點設(shè)溢流井 管段管段編號編號管長管長(m)(m)匯水面積匯水面積(10(104 4m m2 2) )管內(nèi)流行時間管內(nèi)流行時間(min)(min)設(shè)計流量設(shè)計流量(L/s)(L/s)設(shè)計管設(shè)計管徑徑(mm)(mm)設(shè)計坡設(shè)計坡度度()()管道坡管道坡降降(m)(m)本段本段轉(zhuǎn)輸轉(zhuǎn)輸總計總計累計累計t2t2本段本段t t2 2雨水雨水生活污生活污水水工業(yè)廢工業(yè)廢水水溢流井溢流井轉(zhuǎn)輸水轉(zhuǎn)輸水量量總計總計1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313141415151-21-22-32-33-43-44-54-55-65-68585

20、1281285959138138165.5165.51.201.201.791.790.830.831.931.932.122.120 01.201.202.992.993.823.820 01.201.202.992.993.823.825.755.752.122.120 01.891.894.564.565.505.500 01.891.892.672.670.940.941.951.952.152.15117.6117.6270.8270.8312.5312.5454.8454.8207.8207.81.01.02.42.43.03.04.64.61.71.720203030909090903535378.4378.4138.6138.6303.1303.1405.5405.5550.3550.3622.9622.95005007007007007008008008008001.61.61.21.21.91.91.71.72.32.30.1360.1360.1540.1540.1120.1120.2350.2350.3810.381設(shè)計設(shè)計流速流速(m/s)(m/s)設(shè)計管道設(shè)計管道輸水能力輸水能力(L/s)(L/s)地面標(biāo)高地面標(biāo)高(m)(m)管內(nèi)底標(biāo)高管內(nèi)底