第三部分雨水管渠系统设计 雨水管渠系统的特点: 流量变化大、满流 雨水管渠系统组成: 雨水口、雨水管渠、检查井、出水口 资料收集,确定暴雨强度公式 雨水管渠系统设计步骤:|划分排水流域城,进行管道定线 水力计算 绘制管渠平面图及剖面图
第三部分 雨水管渠系统设计 雨水管渠系统组成： 雨水口、雨水管渠、检查井、出水口 雨水管渠系统设计步骤： 资料收集，确定暴雨强度公式 划分排水流域，进行管道定线 水力计算 绘制管渠平面图及剖面图 雨水管渠系统的特点： 流量变化大、满流
§3-1雨量分析与暴雨强度公式 雨量分析的要素 1、降雨量 指单位地面面积上,在一定时间内降雨的雨水体积。又称在 定时间内的降雨深度 用H(mm)表示,也可用单位面积的降雨体积(Lha)表示。 常用的降雨量统计数据计量单位有以下几种: |年平均降雨量:指多年观测所得的各年降雨量的平均值(mma) 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) 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)
§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： 指单位地面面积上，在一定时间内降雨的雨水体积。又称在一 定时间内的降雨深度。 用H（mm）表示，也可用单位面积的降雨体积（L/ha）表示。 常用的降雨量统计数据计量单位有以下几种： 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） 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） 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h 3、(暴雨强度:)>决定雨水设计闶量的主要因素 是指某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(mm/min)表示;i=H/t 在工程上,常用单位时间内单位面积上的降雨体积q(Ls公顷) 表示 1与q两种表示方法的换算关系如下:q=167i Imm/min=10-3(m3/m2)/min=10-3(10L/m2)/min 1(L/m2)min=1(L/min)m2=10000L/min)/hm2=1000060(L/shm2) =167(L/shm2)
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 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（mm/min）表示；i=H/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.公顷） 表示 q=167i i与q两种表示方法的换算关系如下： 1mm/min=10-3 (m3 /m2 )/min= 10-3 (103L /m2 )/min =1(L/ m2 )/min=1(L/min)/m2=10000(L/min)/hm2=10000/60 （L/s.hm2） =167 （L/s.hm2） 决定雨水设计流量的主要因素
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 ①在城市暴雨的推球过程中,经常采用的隆雨历时为 5min、10min、15min、20min、30min、45min、60min 90min、120min,特大城市可以用到180min ②各历时的最大平均暴雨强度 相应于各降水历时,降雨量最大的那个时段内的降水量(?) 20 12345678910l11213141516 (h)
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。 累 积 降 雨 量 60 20 120 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 t (h) ①在城市暴雨的推球过程中，经常采用的降雨历时为： 5min 、10min、15min、20min、30min、45min、60min、 90min、120min，特大城市可以用到180min ②各历时的最大平均暴雨强度 相应于各降水历时，降雨量最大的那个时段内的降水量（？）
最大平均暴雨强度(教材的表31) 降雨历时t降雨量H暴雨强度I 所选时段 mIn umm (mm/min 起 止 1.2 19:07 19:12 10 10.2 1.02 19:04 19:14 15 12.3 0.82 19:04 19:19 20 15.5 0.78 19:04 19:24 30 20.2 0.67 19:04 19:34 45 24.8 0.55 19:04 19:49 60 29.5 0.49 19:04 20:04 90 48 34 0.39 19:04 20:34 120 37.9 0.32 19:04 21:04
最大平均暴雨强度（教材P 65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 5 6 1.2 19：07 19：12 10 10.2 1.02 19：04 19：14 15 12.3 0.82 19：04 19：19 20 15.5 0.78 19：04 19：24 30 20.2 0.67 19：04 19：34 45 24.8 0.55 19：04 19：49 60 29.5 0.49 19：04 20：04 90 34.8 0.39 19：04 20：34 120 37.9 0.32 19：04 21：04
4、降面积: 指降雨所笼罩的面积 5、汇水面积: 指雨水管渠汇集雨水的面积。单位常用hm2或km2。 区域3 区域2 F3 F2 →O 任意场暴雨在降雨面积上各点的暴雨强度是不相等的,但是雨水 管渠的汇水面积较小,因此可假设降雨在整个小汇水面积内的分布 是均匀的。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
4、降雨面积： 指降雨所笼罩的面积 5、汇水面积： 指雨水管渠汇集雨水的面积。单位常用hm2或km2 。 区域 1 F1 区域 2 F2 区域 3 F3 任意场暴雨在降雨面积上各点的暴雨强度是不相等的，但是雨水 管渠的汇水面积较小，因此可假设降雨在整个小汇水面积内的分布 是均匀的。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
6、暴雨强度的频率: 是指在多次的观测中,等于或大于某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/Q×10% 式中: P=某值暴雨强度出观的频率 ●m:将所有数据从大到小排序之后,某值暴雨强度所对应的序号 n:陶雨量统计数据的总个数 N,P=m/mx100%m/N×100%为年频率; n=NM,Pnm/x100%=mNMx100%为次数频率。 因此,水文计算常采用的公式为:Pn=m/(n+1)×100%
6、暴雨强度的频率： 是指在多次的观测中，等于或大于某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% 式中： Pn =某值暴雨强度出现的频率 m：将所有数据从大到小排序之后，某值暴雨强度所对应的序号 n ：降雨量统计数据的总个数 n=N, Pn=m/n×100%=m/N×100 %为年频率； n=NM, Pn=m/n×100% =m/NM×100%为次数频率。 因此，水文计算常采用的公式为： Pn=m /（n+1） ×100%
6、暴雨强度的频率: P=m/(n+1)×100% ①n越大,参与统计的数据越多,裉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、暴雨强度的频率： ①n 越大，参与统计的数据越多，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。 Pn=m /（n+1）×100% ②某个暴雨强度的频率越小时，该暴雨强度的值就越大
7、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P=1/Pn ①某一暴雨强度的重现期等于P,是指在相当长的一个时间序列中 大于等于该暴雨强度的暴雨平均出现的可能性是1/P ②重现期越大,降雨强度越大。 在排水管网的设计中,如果使用较高的设计重现期,则计算的设计 排水量就越大,排水管网系统的设计规模相应增大,排水通畅,但排 水系统的建设投资就比较高;反之,则投资较小,但安全性差。 确定设计重现期的因素有: 排水区域的重要性、功能、淹没后果严重性、地形特点和汇水面积的 大小等。 一般情况下,低洼地段采用的设计重现期大于高地;干管采用的大于支 管;工业区釆用的大于居住区;市区采用的大于郊区。 重现期的最小值不宜低于033年,一般选用05-3年。重要的干道、区 城,一般选用2-5年
7、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 P=1/Pn ①某一暴雨强度的重现期等于P，是指在相当长的一个时间序列中， 大于等于该暴雨强度的暴雨平均出现的可能性是1/ P。 ②重现期越大，降雨强度越大。 在排水管网的设计中，如果使用较高的设计重现期，则计算的设计 排水量就越大，排水管网系统的设计规模相应增大，排水通畅，但排 水系统的建设投资就比较高；反之，则投资较小，但安全性差。 确定设计重现期的因素有： 排水区域的重要性、功能、淹没后果严重性、地形特点和汇水面积的 大小等。 一般情况下，低洼地段采用的设计重现期大于高地；干管采用的大于支 管；工业区采用的大于居住区；市区采用的大于郊区。 重现期的最小值不宜低于0.33年，一般选用0.5~3年。重要的干道、区 域，一般选用2~5年
二、暴雨强度公式 暴雨强度公式是反映暴雨强度q()、降雨历时t、重现期P三者之 间的关系,是设计雨水管渠的依据。 我国《室外排水设计规范》中规定,我国采用的暴雨强度公式的 形式为 16741(1+cg q (t+b) 式中:q设计暴雨强度,L/s公顷; P设计重现期,年; 降雨历时,min; A1,c,b,n地方参数,根据统计方法进行确定。 教材附录3-2收录了我国若干城市的暴雨强度公式(或参见《给水排水 设计手册》第五册),可供计算雨水管渠设计流量时采用。 目前,我国尚有一些城镇无暴雨强度公式,当这些城镇需要设计雨水管 渠时,可选用附近地区城市的暴雨强度公式
二、暴雨强度公式 n t b A c P q ( ) 167 (1 lg ) 1 + + = 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。 暴雨强度公式是反映暴雨强度q(i)、降雨历时t、重现期P三者之 间的关系，是设计雨水管渠的依据。 我国《室外排水设计规范》中规定，我国采用的暴雨强度公式的 形式为： 教材附录3-2收录了我国若干城市的暴雨强度公式（或参见《给水排水 设计手册》第五册），可供计算雨水管渠设计流量时采用。 目前，我国尚有一些城镇无暴雨强度公式，当这些城镇需要设计雨水管 渠时，可选用附近地区城市的暴雨强度公式