第三章 雨水管渠系统的设计

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1、第三章雨水管渠系统设计雨水管渠系统由雨水口、雨水管渠、检查井、出水口等构筑物组成的工程设施。雨水管渠系统的功能：及时汇集并排除暴雨所形成的地面径流，保障居民生命安全和正常生产。雨水管渠设计主要内容1．确定当地暴雨强度公式或暴雨强度曲线；2．划分排水流域，进行雨水管渠定线；3．划分设计管段，计算管段雨水设计流量；4．管渠水力计算，确定设计管段的管径、坡度、标高及埋深；5．绘制管渠平面图及纵剖面图。§3-1雨量分析与暴雨强度公式一、雨量分析的要素1、降雨量：降雨量指单位地面面积上在一定时间内降雨的雨水体积，其计量单位为:（体积/时间）/面积。由于体积除以面积等于降雨的深度，

2、所以降雨量的单位又可以采用深度/时间。这时降雨量又称为单位时间内的降雨深度常用的降雨量单位有以下几种：(1)年平均降雨量：指多年观测所得的各年降雨量的平均值（mm/a）(2)月平均降雨量：指多年观测所得的各月降雨量的平均值（mm/月）(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降雨量（mm/d）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h3、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（mm/min）表示:i=H/t(mm/min)所以有:q=167i

3、i与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）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）表示.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、4

4、5min、60min、90min、120min等9个历时数值，特大城市可以用到180min。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。各历时的暴雨强度为最大平均暴雨强度。暴雨强度和降雨历时的关系自动雨量计所记录的数据一般是每场雨的累积降雨量和降雨时间之间的对应关系。以降雨时间为横坐标、以累积降雨量为纵坐标，绘制的曲线称为降雨量累计曲线。最大平均暴雨强度（教材P65的表3-1）降雨历时t(min)降雨量H(mm)暴雨强度I(mm/min)所选时段起止561.219：0719：121010.21.0219：0419：141512.30.8219：0419：192

5、015.50.7819：0419：243020.20.6719：0419：344524.80.5519：0419：496029.50.4919：0420：049034.80.3919：0420：3412037.90.3219：0421：044，降雨面积与汇水面积（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）。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

6、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。这样，雨量计所测得的点雨量资料可以代表整个小汇水面积的面雨量资料。5，暴雨强度的频率－－某一特定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：nPn=m×100%若每年只选一个雨样，称为年频率n=N,用经验频率表示：N+1Pn=m×100%N——降雨观测资料的年数一般在水文计算中常采用以下公式计算n+1Pn=m×100%若平均每年选入M个雨样数，称为次频率n=N·MM——每年选入的平均雨样数，则：NM+1Pn=m×100%①n越大，参与统计的数据越多，

7、根据上面公式计算来的经验频率就越能反映其真实的发生概率。故我国《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年以上的自计雨量记录，且每年选择6~8场最大暴雨记录，计算各历时的暴雨强度值。将各历时的暴雨强度按照大小排列成数列，然后不论年次，按照由大到小的方向选择年数的3~4倍的个数作为统计的基础资料。②某个暴雨强度的频率越小时，该暴雨强度的值就越大。6、暴雨强度的重现期：是指在多次的观测中，等于或大于某值的暴雨强度重复出现的平均时间间隔P。单位用年（a）表示。重现期与频率互为倒数，即①某一暴雨强度的重现期等于P，是指在相当长的