雨量分析与暴雨强度公式.ppt
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1、101 雨量分析与暴雨强度公式雨量分析与暴雨强度公式l l10.1.1 雨量分析雨量分析1.降雨量降雨量2.降雨强度(暴雨强度)降雨强度(暴雨强度)3.降雨面积和汇水面积降雨面积和汇水面积4.降雨的频率和重现期降雨的频率和重现期1012 暴雨强度公式暴雨强度公式l l暴雨强度公式是暴雨强度公式是暴雨强度公式是暴雨强度公式是()()、()()、()()三者间关系的数三者间关系的数三者间关系的数三者间关系的数学表达式学表达式学表达式学表达式,我国常用的暴雨强度公式为:,我国常用的暴雨强度公式为:,我国常用的暴雨强度公式为:,我国常用的暴雨强度公式为:102 雨水管网设计流量计算雨水管网设计流量计算
2、l l10102 21 1 地面径流与径流系数地面径流与径流系数地面径流与径流系数地面径流与径流系数l l径流系数概念径流系数概念径流系数概念径流系数概念l l在雨水管渠系统设计中,汇水面积通常是由各种在雨水管渠系统设计中,汇水面积通常是由各种在雨水管渠系统设计中,汇水面积通常是由各种在雨水管渠系统设计中,汇水面积通常是由各种性质的地面覆盖组成的,随着它们占有的面积比性质的地面覆盖组成的,随着它们占有的面积比性质的地面覆盖组成的,随着它们占有的面积比性质的地面覆盖组成的,随着它们占有的面积比例变化,例变化,例变化,例变化,值也各异。因此整个汇水面积的径流值也各异。因此整个汇水面积的径流值也各异
3、因此整个汇水面积的径流值也各异。因此整个汇水面积的径流系数应采用平均径流系数系数应采用平均径流系数系数应采用平均径流系数系数应采用平均径流系数l l也可采用区域的综合径流系数。一般市区的综合也可采用区域的综合径流系数。一般市区的综合也可采用区域的综合径流系数。一般市区的综合也可采用区域的综合径流系数。一般市区的综合径流系数径流系数径流系数径流系数0.50.50.80.8,郊区的综合径流系数,郊区的综合径流系数,郊区的综合径流系数,郊区的综合径流系数0.40.40.60.6。101010102 2 2 22 2 2 2 断面集水时间与折减系数断面集水时间与折减系数断面集水时间与折减系数断面集水
4、时间与折减系数1 1 1 1集水时间集水时间集水时间集水时间指雨水从汇水面积上最远点流到设指雨水从汇水面积上最远点流到设指雨水从汇水面积上最远点流到设指雨水从汇水面积上最远点流到设 计的管道断面所需时间。(计的管道断面所需时间。(计的管道断面所需时间。(计的管道断面所需时间。(minminminmin)2 2 2 2 式中式中式中式中 设计降雨历时(设计降雨历时(设计降雨历时(设计降雨历时(minminminmin););););t t t t1 1 1 1 地面集水时间(地面集水时间(地面集水时间(地面集水时间(minminminmin););););t t t t2 2 2 2 管渠内雨水
5、流行时间(管渠内雨水流行时间(管渠内雨水流行时间(管渠内雨水流行时间(minminminmin););););m m m m 折减系数。折减系数。折减系数。折减系数。(1 1 1 1)地面集水时间)地面集水时间)地面集水时间)地面集水时间 t t t t1 1 1 1 的确定的确定的确定的确定 地面集水时间地面集水时间地面集水时间地面集水时间是指雨水从汇水面积上最远点流是指雨水从汇水面积上最远点流是指雨水从汇水面积上最远点流是指雨水从汇水面积上最远点流到雨水口的地面流行时间。到雨水口的地面流行时间。到雨水口的地面流行时间。到雨水口的地面流行时间。地面集水时间受地形坡度、地面铺砌、地面植地面集水
6、时间受地形坡度、地面铺砌、地面植地面集水时间受地形坡度、地面铺砌、地面植地面集水时间受地形坡度、地面铺砌、地面植被情况、距离长短等因素的影响,主要取决于水流被情况、距离长短等因素的影响,主要取决于水流被情况、距离长短等因素的影响,主要取决于水流被情况、距离长短等因素的影响,主要取决于水流距离的长短和地面坡度。在工程实践中,地面集水距离的长短和地面坡度。在工程实践中,地面集水距离的长短和地面坡度。在工程实践中,地面集水距离的长短和地面坡度。在工程实践中,地面集水时间通常不予计算,一般采用时间通常不予计算,一般采用时间通常不予计算,一般采用时间通常不予计算,一般采用5 5 5 515 min15
7、min15 min15 min。一般在建筑密度较大、地形较陡、雨水口布置较一般在建筑密度较大、地形较陡、雨水口布置较一般在建筑密度较大、地形较陡、雨水口布置较一般在建筑密度较大、地形较陡、雨水口布置较密的地区,宜采用较小值,取密的地区,宜采用较小值,取密的地区,宜采用较小值,取密的地区,宜采用较小值,取 t t t t1 1 1 15 5 5 58 min8 min8 min8 min。在建筑密度较小、地形较平坦、雨水口布置较疏在建筑密度较小、地形较平坦、雨水口布置较疏在建筑密度较小、地形较平坦、雨水口布置较疏在建筑密度较小、地形较平坦、雨水口布置较疏的地区,宜采用较大值,取的地区,宜采用较大
8、值,取的地区,宜采用较大值,取的地区,宜采用较大值,取 t t t t1 1 1 11010101015 min15 min15 min15 min。同时,起点检查井上游地面雨水流行距离以不超同时,起点检查井上游地面雨水流行距离以不超同时,起点检查井上游地面雨水流行距离以不超同时,起点检查井上游地面雨水流行距离以不超过过过过120120120120150 m150 m150 m150 m为宜。为宜。为宜。为宜。应结合当地具体条件,合理地选定应结合当地具体条件,合理地选定应结合当地具体条件,合理地选定应结合当地具体条件,合理地选定 t t t t1 1 1 1值。值。值。值。t t t t1 1
9、 1 1选用过大,将会造成排水不畅,致使管道上游选用过大,将会造成排水不畅,致使管道上游选用过大,将会造成排水不畅,致使管道上游选用过大,将会造成排水不畅,致使管道上游地面经常积水;地面经常积水;地面经常积水;地面经常积水;选用过小,又将加大雨水管渠尺寸,从而增加工选用过小,又将加大雨水管渠尺寸,从而增加工选用过小,又将加大雨水管渠尺寸,从而增加工选用过小,又将加大雨水管渠尺寸,从而增加工程造价。程造价。程造价。程造价。(2 2)管渠内雨水流行时间)管渠内雨水流行时间)管渠内雨水流行时间)管渠内雨水流行时间 t t2 2的确定的确定的确定的确定t t2 2 是指雨水在管渠内的流行时间,即:是指
10、雨水在管渠内的流行时间,即:是指雨水在管渠内的流行时间,即:是指雨水在管渠内的流行时间,即:式中式中式中式中 t t2 2 管渠内雨水流行时间(管渠内雨水流行时间(管渠内雨水流行时间(管渠内雨水流行时间(minmin););););L L 各设计管段的长度(各设计管段的长度(各设计管段的长度(各设计管段的长度(mm););););v v 各设计管段满流时的流速(各设计管段满流时的流速(各设计管段满流时的流速(各设计管段满流时的流速(m/sm/s););););60 60 单位换算系数。单位换算系数。单位换算系数。单位换算系数。(3 3)折减系数)折减系数)折减系数)折减系数 mm的确定的确定的
11、确定的确定折减系数折减系数折减系数折减系数 mm的提出原因如下:的提出原因如下:的提出原因如下:的提出原因如下:1 1)按按按按公公公公式式式式算算算算出出出出的的的的管管管管渠渠渠渠内内内内流流流流行行行行时时时时间间间间 t t2 2将将将将比比比比实实实实际际际际时时时时间偏小。间偏小。间偏小。间偏小。2 2)为为为为了了了了利利利利用用用用管管管管道道道道的的的的调调调调蓄蓄蓄蓄能能能能力力力力,应应应应使使使使管管管管内内内内水水水水流流流流实实实实际流速低于设计流速,故要延缓管内流行时间际流速低于设计流速,故要延缓管内流行时间际流速低于设计流速,故要延缓管内流行时间际流速低于设计流
12、速,故要延缓管内流行时间 t2t2。考虑到以上两个原因,在设计降雨历时计算考虑到以上两个原因,在设计降雨历时计算考虑到以上两个原因,在设计降雨历时计算考虑到以上两个原因,在设计降雨历时计算时引入了折减系数时引入了折减系数时引入了折减系数时引入了折减系数m m m m,延缓了管内流行时间,使之,延缓了管内流行时间,使之,延缓了管内流行时间,使之,延缓了管内流行时间,使之更接近于实际情况,并达到折减管段设计流量,更接近于实际情况,并达到折减管段设计流量,更接近于实际情况,并达到折减管段设计流量,更接近于实际情况,并达到折减管段设计流量,减小管渠断面尺寸的目的。规范规定:减小管渠断面尺寸的目的。规范
13、规定:减小管渠断面尺寸的目的。规范规定:减小管渠断面尺寸的目的。规范规定:暗管暗管暗管暗管 m m m m=2=2=2=2,明渠,明渠,明渠,明渠 m m m m=1.2=1.2=1.2=1.2,在陡坡地区的暗管,在陡坡地区的暗管,在陡坡地区的暗管,在陡坡地区的暗管 m m m m1.21.21.21.22 2 2 2。各设计管段的各设计管段的各设计管段的各设计管段的雨水设计流量应等于该管段所承雨水设计流量应等于该管段所承雨水设计流量应等于该管段所承雨水设计流量应等于该管段所承担的全部汇水面积与该管段设计暴雨强度的乘积。担的全部汇水面积与该管段设计暴雨强度的乘积。担的全部汇水面积与该管段设计暴
14、雨强度的乘积。担的全部汇水面积与该管段设计暴雨强度的乘积。各管段的设计暴雨强度就是以管段设计断面集各管段的设计暴雨强度就是以管段设计断面集各管段的设计暴雨强度就是以管段设计断面集各管段的设计暴雨强度就是以管段设计断面集水时间作为降雨历时所对应的暴雨强度。水时间作为降雨历时所对应的暴雨强度。水时间作为降雨历时所对应的暴雨强度。水时间作为降雨历时所对应的暴雨强度。由于各管段的集水时间不同,所以各管段的设由于各管段的集水时间不同,所以各管段的设由于各管段的集水时间不同,所以各管段的设由于各管段的集水时间不同,所以各管段的设计暴雨强度也不同。计暴雨强度也不同。计暴雨强度也不同。计暴雨强度也不同。2 2
15、 2 2例题例题例题例题 雨水从各汇水面积上最远点分别流入雨水口雨水从各汇水面积上最远点分别流入雨水口雨水从各汇水面积上最远点分别流入雨水口雨水从各汇水面积上最远点分别流入雨水口 a a a a、b b b b、c c c c、d d d d的地面集水时间均为的地面集水时间均为的地面集水时间均为的地面集水时间均为1 1 1 1,并假设:,并假设:,并假设:,并假设:1 1 1 1)汇水面积随集水时间的增加而均匀增加;)汇水面积随集水时间的增加而均匀增加;)汇水面积随集水时间的增加而均匀增加;)汇水面积随集水时间的增加而均匀增加;2 2 2 2)降雨历时)降雨历时)降雨历时)降雨历时 t t t
16、 t 等于或大于汇水面积上最远点等于或大于汇水面积上最远点等于或大于汇水面积上最远点等于或大于汇水面积上最远点的雨水流达设计断面的集水时间的雨水流达设计断面的集水时间的雨水流达设计断面的集水时间的雨水流达设计断面的集水时间1 1 1 1;3 3 3 3)径流系数)径流系数)径流系数)径流系数为定值。为定值。为定值。为定值。(1 1 1 1)设计管段)设计管段)设计管段)设计管段1 1 1 12 2 2 2的雨水设计流量的雨水设计流量的雨水设计流量的雨水设计流量 直到直到直到直到 t t t t1 1 1 1时,时,时,时,F F F F1 1 1 1全部面积上的雨水均已全部全部面积上的雨水均已
17、全部全部面积上的雨水均已全部全部面积上的雨水均已全部流到设计断面,这时管段流到设计断面,这时管段流到设计断面,这时管段流到设计断面,这时管段1 1 1 12 2 2 2内流量达到最大值。内流量达到最大值。内流量达到最大值。内流量达到最大值。(L/s)式中式中式中式中 q q q q1 1 1 1 管段管段管段管段1 1 1 12 2 2 2的设计暴雨强度,即相应的设计暴雨强度,即相应的设计暴雨强度,即相应的设计暴雨强度,即相应降雨历时降雨历时降雨历时降雨历时 t t t t1 1 1 1时的暴雨强度时的暴雨强度时的暴雨强度时的暴雨强度(L/sL/sL/sL/shahahaha)。)。)。)。(
18、2 2 2 2)设计管段设计管段设计管段设计管段2 2 2 23 3 3 3的雨水设计流量的雨水设计流量的雨水设计流量的雨水设计流量 该设计管段收集汇水面积该设计管段收集汇水面积该设计管段收集汇水面积该设计管段收集汇水面积 F F F F1 1 1 1和和和和 F F F F2 2 2 2上的雨水,上的雨水,上的雨水,上的雨水,2 2 2 2断面为管段断面为管段断面为管段断面为管段2 2 2 23 3 3 3的设计断面。的设计断面。的设计断面。的设计断面。当当当当 t t t t1 1 1 1+t t t t 1 1 1 12 2 2 2时,时,时,时,F F F F1 1 1 1和和和和 F
19、 F F F2 2 2 2全部面积上的雨水全部面积上的雨水全部面积上的雨水全部面积上的雨水均流到均流到均流到均流到2 2 2 2断面,管段断面,管段断面,管段断面,管段2 2 2 23 3 3 3的流量达到最大值。即:的流量达到最大值。即:的流量达到最大值。即:的流量达到最大值。即:(L/s)式中式中式中式中 q q q q2 2 2 2 管段管段管段管段2 2 2 23 3 3 3的设计暴雨强度,即相应于的设计暴雨强度,即相应于的设计暴雨强度,即相应于的设计暴雨强度,即相应于降雨历时降雨历时降雨历时降雨历时 t t t t1 1 1 1+t t t t 1 1 1 12 2 2 2的暴雨强度
20、的暴雨强度的暴雨强度的暴雨强度(L/sL/sL/sL/s hahahaha););););t t t t 1 1 1 12 2 2 2 管段管段管段管段1 1 1 12 2 2 2的管内雨水流行时间的管内雨水流行时间的管内雨水流行时间的管内雨水流行时间(minminminmin)。)。)。)。(3 3 3 3)设计管段设计管段设计管段设计管段3 3 3 34 4 4 4的雨水设计流量的雨水设计流量的雨水设计流量的雨水设计流量 (L/s)式中式中式中式中 q q q q3 3 3 3 管段管段管段管段3 3 3 34 4 4 4的设计暴雨强度,即相应于的设计暴雨强度,即相应于的设计暴雨强度,即相
21、应于的设计暴雨强度,即相应于降雨历时降雨历时降雨历时降雨历时 t t t t1 1 1 1+t t t t 1 1 1 12 2 2 2+t t t t 2 2 2 23 3 3 3的的的的暴雨强暴雨强暴雨强暴雨强 度(度(度(度(L/sL/sL/sL/shahahaha)。)。)。)。t t t t 2 2 2 23 3 3 3 管段管段管段管段2 2 2 23 3 3 3的管内雨水流行时间的管内雨水流行时间的管内雨水流行时间的管内雨水流行时间(minminminmin)。)。)。)。(4 4 4 4)设计管段)设计管段)设计管段)设计管段4 4 4 45 5 5 5的雨水设计流量的雨水设计
22、流量的雨水设计流量的雨水设计流量 (L/s)式中式中式中式中 q q q q4 4 4 4 管段管段管段管段4 4 4 45 5 5 5的设计暴雨强度,即相应于的设计暴雨强度,即相应于的设计暴雨强度,即相应于的设计暴雨强度,即相应于降雨历时降雨历时降雨历时降雨历时 t t t t1 1 1 1+t t t t 1 1 1 12 2 2 2+t t t t 2 2 2 23 3 3 3+t t t t 3 3 3 34 4 4 4的暴的暴的暴的暴 雨强度(雨强度(雨强度(雨强度(L/sL/sL/sL/shahahaha)。)。)。)。t t t t 3 3 3 34 4 4 4 管段管段管段管段
23、3 3 3 34 4 4 4的管内雨水流行时间的管内雨水流行时间的管内雨水流行时间的管内雨水流行时间(minminminmin)。)。)。)。l l某雨水管线如图所示,径流系数为某雨水管线如图所示,径流系数为0.50.5,q=1200q=1200(1+0.75lgT1+0.75lgT)/(t+5)0.61/(t+5)0.61,重现期,重现期T=1aT=1a,F1F1、F2 F3F2 F3的地面集水时间分别为的地面集水时间分别为10min10min、5min5min、10min10min,折减系数,折减系数m=2m=2,管内流动时间,管内流动时间t1-2=5mint1-2=5min,t2-t2-
24、3=3.75min3=3.75min,t4-3=3mint4-3=3min,则,则2-32-3管段和管段和3-53-5管段的设计管段的设计流量分别是(流量分别是()L/sL/s,和(,和()L/sL/s。10103 3 雨水管网设计与计算雨水管网设计与计算10.3.1 10.3.1 10.3.1 10.3.1 雨水管网平面布置特点雨水管网平面布置特点雨水管网平面布置特点雨水管网平面布置特点1 1 1 1充分利用地形,就近排入水体充分利用地形,就近排入水体充分利用地形,就近排入水体充分利用地形,就近排入水体 雨水管渠应尽量利用自然地形坡度布置,要以雨水管渠应尽量利用自然地形坡度布置,要以雨水管渠
25、应尽量利用自然地形坡度布置,要以雨水管渠应尽量利用自然地形坡度布置,要以最短的距离靠重力流将雨水排入附近的池塘、河流、最短的距离靠重力流将雨水排入附近的池塘、河流、最短的距离靠重力流将雨水排入附近的池塘、河流、最短的距离靠重力流将雨水排入附近的池塘、河流、湖泊等水体中。湖泊等水体中。湖泊等水体中。湖泊等水体中。一般情况下,当地形坡度较大时,雨水干管布置一般情况下,当地形坡度较大时,雨水干管布置一般情况下,当地形坡度较大时,雨水干管布置一般情况下,当地形坡度较大时,雨水干管布置在地形低处或溪谷线上;当地形平坦时,雨水干管布在地形低处或溪谷线上;当地形平坦时,雨水干管布在地形低处或溪谷线上;当地形
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